反向齒輪器箱體的加工工藝及鉆4-φ5油孔夾具設(shè)計(jì)

PAGE1反向齒輪器箱體的加工工藝及鉆4-φ5油孔夾具設(shè)計(jì)摘要本文是對(duì)反向齒輪器箱體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。此外還對(duì)反向齒輪器箱體零件的1道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.關(guān)鍵詞反向齒輪器箱體零件，加工工藝，夾具，定位，夾緊全套圖紙加V信153893706或扣3346389411目錄TOC\o"1-3"\h摘要 11緒論 31.1反向齒輪箱的用途 31.2反向齒輪箱的技術(shù)要求 31.3選擇定位基準(zhǔn) 51.4制定零件加工工藝路線 51.5切削計(jì)算 7工序：精銑上蓋結(jié)合面 92鉆4-φ5油孔夾具設(shè)計(jì) 102.1問題的提出 102.2定位基準(zhǔn)的選擇 102.3定位元件的設(shè)計(jì) 102.4切削力及夾緊力計(jì)算 102.5定位誤差分析 112.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 11總結(jié) 12謝辭 13參考文獻(xiàn) 141緒論機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。而本次對(duì)于零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：=1\*GB2⑴完成零件零件加工工藝規(guī)程的制定；=2\*GB2⑵完成專用夾具的設(shè)計(jì)。通過對(duì)零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對(duì)于專用夾具的設(shè)計(jì)，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準(zhǔn)，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來(lái)選取夾緊方式，從而設(shè)計(jì)專用夾具。1.1反向齒輪箱的用途該反向齒輪箱用途非常廣泛。常用于加速減速，就是常說(shuō)的變速齒輪箱；改變傳動(dòng)方向，例如我們用兩個(gè)扇形齒輪可以將力垂直傳遞到另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸；改變轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，同等功率條件下，速度轉(zhuǎn)的越快的齒輪，軸所受的力矩越小，反之越大；離合功能，我們可以通過分開兩個(gè)原本嚙合的齒輪，達(dá)到把發(fā)動(dòng)機(jī)與負(fù)載分開的目的，比如剎車離合器等；分配動(dòng)力，例如我們可以用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，通過齒輪箱主軸帶動(dòng)多個(gè)從軸，從而實(shí)現(xiàn)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多個(gè)負(fù)載的功能。1.2反向齒輪箱的技術(shù)要求按表1的形式將反向齒輪器的主要技術(shù)要求列于表1中。表1反向齒輪箱零件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差mm表面粗糙度Raum形位公差mm上蓋接合面2001.60.05后側(cè)面1306.3上蓋接合面Φ12mm孔126.3Φ16mm沉頭孔166.3吊耳上凸臺(tái)面6.3左右端面6.3Φ47mm軸承孔Φ47-0.008+0.018eq\a(+0.02,+0.03)1.6◎Φ0.01A

BΦ35mm軸承孔Φ35-0.008+0.0181.6◎Φ0.01A-B后側(cè)面Φ12mm孔Φ120+0.0191.6Φ35mm吊耳孔Φ350+0.0273.2∥0.05C該反向齒輪箱形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于典型的箱體零件。為了實(shí)現(xiàn)改變方向、力矩等功能，其軸承孔與軸承有很高的配合要求，因此尺寸加工精度要求較高，而且要求較高的同軸度。上蓋結(jié)合面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)，要求較高的平面度。為了保證齒輪箱有較高的裝配精度，上蓋面采用銷定位。吊耳孔雖然尺寸精度要求不高，但要求對(duì)上蓋面有很好的平行度。綜上所述，該反向齒輪箱的各項(xiàng)技術(shù)要求比較合理，符合零件在實(shí)際工作中的功用。1、反向齒輪箱特點(diǎn)：反向齒輪箱屬于面型薄壁箱體零件，加工要求較高的是頂面和軸承孔的加工，其具體要求見零件圖。2、對(duì)反向齒輪箱體的結(jié)構(gòu)：1）該反向齒輪箱形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于典型的箱體零件。2）該箱體壁厚均勻，鑄造容易，不易出現(xiàn)縮孔，縮松等缺陷。3）在箱體零件上，孔徑相同的比較多，有利于減少刀具的種類和數(shù)量。4）為了實(shí)現(xiàn)改變方向、力矩等功能，其軸承孔與軸承有很高的配合要求，因此尺寸加工精度要求較高，而且要求較高的同軸度。5）上蓋結(jié)合面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)，要求較高的平面度。6）吊耳孔雖然尺寸精度要求不高，但要求對(duì)上蓋面有很好的平行度。3、反向齒輪箱體工藝性的定性分析：分析零件圖可知，齒輪箱的上蓋接合面和后側(cè)面均要求銑削加工，上蓋接合面的四角伸出端與左右端面相接，這樣既減少了加工面積，又減少了材料的使用，同時(shí)還提高了接觸剛度；加工Φ47mm軸承孔和Φ35mm軸承孔時(shí)，由于孔徑較大，要選擇鏜刀進(jìn)行加工，為了滿足兩孔的同軸度，可以用在一個(gè)工位里完成它們的加工；該齒輪箱是單件小批量的生產(chǎn)，要求工序盡可能的集中，因此多選用在加工中心上完成，以提高生產(chǎn)效率。由此可見，該零件的工藝性較好。4、反向齒輪箱體材料和毛坯：零件的材料用HT-20~~33，采用鑄鐵有以下一些優(yōu)點(diǎn)，鑄鐵有較高的耐磨性，減振性和鑄造性，而且價(jià)格低廉。采用鑄件毛坯，鑄出后要進(jìn)行時(shí)效處理，消除其內(nèi)應(yīng)力，然后才送到機(jī)械加工車間加工，否則加工后會(huì)發(fā)生很大的變形，影響加工精度。1.3選擇定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該箱體零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇上蓋結(jié)合面和后側(cè)面作為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工，然而這兩個(gè)平面是需要加工的表面，因此首先要加工這兩個(gè)面。選擇上蓋接合面和后側(cè)面作精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。由于上蓋接合面和后側(cè)面又是作為設(shè)計(jì)是選用的基準(zhǔn)，因此選用它們作為基準(zhǔn)又遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則。選用上蓋結(jié)合面作基準(zhǔn)時(shí)，采用一面兩孔的方式定位，夾緊穩(wěn)定可靠。粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整和光潔，不能有飛邊、澆口、毛刺、冒口及其他的缺陷。本箱體零件選用下底面作為粗基準(zhǔn)。以下底面作為粗基準(zhǔn)加工上蓋接合面和后側(cè)面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。1.4制定零件加工工藝路線工藝路線擬定是工藝規(guī)程制定的核心，在具體工作中應(yīng)在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出多種方案進(jìn)行分析比較，注意到加工路線不僅影響加工的質(zhì)量和效率，而且還影響到工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備安排、車間面積、生產(chǎn)成本等，必須認(rèn)真分析，使擬定的加工工藝路線達(dá)到科學(xué)合理。本設(shè)計(jì)經(jīng)分析擬定的工藝路線分析如下：1粗銑零件上蓋結(jié)合面，半精銑上蓋結(jié)合面2鉆鉸上結(jié)合面￠12連接螺栓孔，鉸修上蓋結(jié)合面￠12孔3粗銑兩側(cè)軸承凸臺(tái)端面4粗銑吊耳上凸臺(tái)端面5粗銑前端面6鉆前端面￠10孔，鉆前端面￠12孔，鉆前端面M12螺紋底孔7鉆底面M12螺紋底孔，锪￠20孔8粗鏜兩側(cè)軸承孔9粗鏜吊耳孔10精銑吊耳上凸臺(tái)面11半精鏜兩側(cè)軸承孔12精鏜吊耳孔13精銑兩側(cè)軸承凸臺(tái)端面14鉆兩側(cè)軸承凸臺(tái)端面上6個(gè)M6螺紋底孔15在上蓋結(jié)合面上鉆4個(gè)M8螺紋底孔16攻底面M12螺紋17擴(kuò)鉸前端面￠12孔，鉸前端面￠10孔為M12螺紋底孔18攻前端面M12螺紋19攻兩側(cè)軸承凸臺(tái)端面上6個(gè)M6螺紋20在上蓋結(jié)合面上攻4個(gè)M8螺紋，鉆左側(cè)凸臺(tái)面上￠5深35孔21在上蓋結(jié)合面鉆4個(gè)￠5油孔22精銑上蓋結(jié)合面23鉸修上蓋結(jié)合面￠12孔24精鏜兩側(cè)軸承孔25鉸￠16沉頭孔26去毛刺27清洗28與7065裝配29鉆2個(gè)配作￠5錐銷孔底孔30手鉸2個(gè)配作￠5錐銷孔31與7076裝配32鉆吊耳上配作￠8銷孔底孔33手鉸吊耳上配作￠8銷孔34清洗35終檢1.5切削計(jì)算工序60：鉆鉸孔機(jī)床：Z525刀具：硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。型號(hào)：E211和E101帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84）公制/莫式4號(hào)錐直柄鉸刀刀具材料：Φ10H7孔先鉆Φ9.5孔，然后鉸孔至Φ10切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52，取切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-53，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：，取實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：式（1.8）刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：式（1.9）鉸孔孔切削深度：，進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-58，取切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-60，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：，取實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度，由式（1.8）有：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.9）有：工序:鉆底座M12螺紋底孔锪20孔機(jī)床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。=1\*GB2⑴鉆孔進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4～38，取。切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4～41，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)[3]表5.1～31，取所以實(shí)際切削速度：切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序:鉆攻M12X6H螺孔機(jī)床：Z525刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐（1）、M12X6H螺孔攻絲進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.105，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：（盲孔）機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序：精銑上蓋結(jié)合面機(jī)床：X52K型立式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：，，齒數(shù)Z=25，為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.94min2鉆4-φ5油孔夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)4×Φ5孔的鉆床夾具。2.1問題的提出本夾具主要用于鉆4×Φ5孔，粗糙度Ra6.3，因此本道工序加工精度要求一般，為此，設(shè)計(jì)夾具時(shí)主要考慮如何提高生產(chǎn)效率，精度則不予考慮。2.2定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。我們采用已加工過的反向齒輪箱體底面、左端面和Φ60外圓定位，為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用壓塊、支座、襯套和連接螺母等組成的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)完成。2.3定位元件的設(shè)計(jì)鉆4×Φ5孔夾具，選擇反向齒輪箱體底面、左端面和Φ60外圓定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是支承板和A型固定式定位銷，定位分析如下：反向齒輪箱體底面與兩個(gè)支承板相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸移動(dòng)。反向齒輪箱體左端面與一個(gè)支承板相配合，限制兩個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。反向齒輪箱體Φ60外圓與A型固定式定位銷相配合，限制一個(gè)自由度，即Y軸移動(dòng)。工作限制六個(gè)自由度即可，故設(shè)計(jì)合理。2.4切削力及夾緊力計(jì)算查《簡(jiǎn)明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-3得切削力計(jì)算公式：由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-6知，鉆Ф5孔，加工設(shè)備選擇搖臂鉆床，型號(hào)Z3025。鉆孔時(shí)切削力最大，故Φ5孔的工時(shí)計(jì)算知，，=0.25mm由《簡(jiǎn)明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-3知即=66740.3790.75N≈758N所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：2.462K==1.872，當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí)，取K=2.5孔軸部分由M24螺母鎖緊，查表得夾緊力為12840N==32100N由上計(jì)算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的2.5定位誤差分析一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，，。已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。2.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇用壓塊、支座、襯套和連接螺母等組成的夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊工件。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求?？偨Y(jié)本文是反向齒輪器箱體的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的總體過程可以概括為，首先對(duì)撥叉零件的結(jié)構(gòu)、形狀及材料作整體分析，然后初選加工工藝方案，并對(duì)工藝方案進(jìn)行比較選擇合理的工藝路線，然后計(jì)算分析尺寸，并制定出工藝卡片。最后是夾具的設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一個(gè)成果。由于專業(yè)知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題主要通過老師的講解，同學(xué)們的討論以及查閱資料來(lái)解決。通過課程設(shè)計(jì)，我對(duì)課本理論知識(shí)有了更深刻了理解，同時(shí)，我的看圖，繪圖能力也有了較大的提高。這對(duì)我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。謝辭本次課程設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一次考驗(yàn)。通過這次設(shè)計(jì)，我的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力有了很大的提高，尤其是看圖、繪圖、設(shè)計(jì)能力，為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。