減速器箱體機(jī)械加工工藝及銑窺視面夾具設(shè)計(jì)
減速器箱體機(jī)械加工工藝及銑窺視面夾具設(shè)計(jì),減速器,箱體,機(jī)械,加工,工藝,窺視,夾具,設(shè)計(jì)
摘 要
減速箱箱體是減速箱的重要零件，其作用是支承傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證減速箱體部件與其他部件正確安裝。本論文主要論述減速箱箱箱體機(jī)械加工工藝專用夾具的設(shè)計(jì)。在對減速箱減速箱體及工藝分析的基礎(chǔ)上，合理地選擇了毛坯，確定了加工方法，擬定了零件的工藝路線。根據(jù)加工過程中的技術(shù)要求編寫了工藝過程卡和工序卡。然后根據(jù)零件技術(shù)要求，進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，以確保設(shè)計(jì)出的專用夾具合理經(jīng)濟(jì)。
關(guān)鍵詞：減速箱箱體；加工工藝；工序；夾具設(shè)計(jì)；
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Abstract
Enable producing the target in process of production (such as raw materials, the blank, parts and so on ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector various processes of positioning, clamping scheme and the process step of the process, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process .
Keywords: The manufacturing process the location, clamping, the process,
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 引言 1
1.1 課題的提出 1
1.2課題的主要內(nèi)容 1
1.3課題的構(gòu)思 1
1.4本人所完成的工作量 1
第2章 零件的工藝設(shè)計(jì) 2
2.1零件的功用及工藝分析 2
2.2箱體加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 3
2.3箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 4
2.4箱體加工主要工序安排 4
2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 12
第3章 銑面夾具的設(shè)計(jì).......................................................................................................................13
3.1定位基準(zhǔn)的選擇 21
3.2定位元件的設(shè)計(jì) 21
3.3切削力及夾緊力的計(jì)算 21
3.4夾緊裝置設(shè)計(jì) 23
3.5鏜套及襯套的設(shè)計(jì)..................................................................................................................25
3.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 26
第4章 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 20
4.1定位基準(zhǔn)的選擇 21
4.2定位元件的設(shè)計(jì) 21
4.3切削力及夾緊力的計(jì)算 21
4.4夾緊裝置設(shè)計(jì) 23
4.5鏜套及襯套的設(shè)計(jì)..................................................................................................................25
4.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 26
第5章 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 27
5.1定位基準(zhǔn)的選擇 28
5.2定位元件的設(shè)計(jì) 29
5.3切削力及夾緊力的計(jì)算 30
5.4鉆套及鉆模板的設(shè)計(jì) 31
5.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明..................................................................................................32
結(jié) 論 33
參考文獻(xiàn) 34
致 謝 35
第1章 引言
1.1 課題的提出
近年來，隨著時(shí)代技術(shù)的進(jìn)步，對減速箱體要求越來越高。眾多減速箱體工程師在改進(jìn)減速箱體性能的研究中傾注了大量的心血，減速箱體加工技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。減速箱體零件質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到其他等零件的相互位置準(zhǔn)確性及整個(gè)減速箱體使用的靈活性和壽命。因此，制定合理的加工工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)合理的專用夾具是保證減速箱體的加工質(zhì)量的有效措施。
1.2課題的主要內(nèi)容
1. 根據(jù)給定的“減速箱體”，完成減速箱體毛坯圖；
2. 進(jìn)行給定零件的機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)及工序設(shè)計(jì)，零件生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，完成機(jī)械加工工藝過程卡及工序卡；
3. 進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)，根據(jù)工藝過程，完成兩道工序的專用夾具設(shè)計(jì)，夾緊裝置的設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)合理，工藝性、經(jīng)濟(jì)性好；
4. 根據(jù)夾具總裝圖，拆畫主要件零件圖；
5. 編寫設(shè)計(jì)說明書。
1.3課題的構(gòu)思
減速箱體的主要作用是支承傳動(dòng)軸，保證軸的中心高及平行度，并保證減速箱體部件與發(fā)動(dòng)機(jī)正確安裝。因此減速箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響減速箱體的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響減速箱體的工作精度、使用性能和壽命。因此選擇合理的加工工藝流程與夾具方案，是保證零件加工精度的必要條件，只有零件的精度提高了才能保證裝配的精度，運(yùn)動(dòng)精度等。
1.4本人所完成的工作量
通過各種渠道廣泛收集、閱讀和分析參考資料和文獻(xiàn)，篇幅達(dá)30多篇。參閱的相關(guān)工具書中代表書籍有《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》與《機(jī)械加工工藝手冊》。結(jié)合連桿的傳統(tǒng)工藝對現(xiàn)有工藝進(jìn)行了改進(jìn)，較為合理地選擇了毛坯材料，擬定了機(jī)械加工工藝流程及1套夾具設(shè)計(jì)方案。
第2章 零件的工藝設(shè)計(jì)
2.1零件的功用及工藝分析
2.1.1零件的作用
題目給出的零件是減速箱體。減速箱體箱體的主要作用是支承傳動(dòng)軸，保證軸中心高及同軸度，并保證減速箱體部件與發(fā)動(dòng)機(jī)正確安裝。因此減速箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響減速箱體的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。減速箱體零件的頂面用以安裝減速箱體蓋，前后端面孔φ52、φ50用以安裝傳動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)其減速功能。
2.1.2零件的工藝分析
（1）以兩側(cè)端面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：兩側(cè)端面的銑削加工；920端面、470端面。其中頂面有兩側(cè)端面粗糙度要求為，φ50、φ82、φ185孔表面粗糙度。
（2）以φ920孔為基準(zhǔn)的中心高164的中心軸線的加工。這一中心軸線上加工包括：φ52H8孔；中心高尺寸為164（0-+0.045mm）。
（3）兩側(cè)端面上的6-M12-7H孔，6-M6深12，D向面上的4-M6深12，C向面上的6-M6孔和4-M6深12，E向面上的8-M6孔深12，A向面上的8-M6孔深12和4-M8-7H孔。
2.2減速箱體箱體加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知，該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于減速箱體箱體來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
由于減速箱體減速箱體的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是減速箱體加工過程中的主要考慮因素。
2.2.1孔與面的加工順序
箱體類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。減速箱體箱體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保
證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
2.2.2孔系的加工方法
減速箱體箱體孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。
根據(jù)減速箱體零件圖所示的減速箱體箱體的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
2.3減速箱體箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇
2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇減速箱體的下底面作為主要基準(zhǔn)。即以減速箱體箱體的大底平面粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要面作為支撐面表示第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支撐面時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。
2.3.2精基準(zhǔn)的選擇
從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證減速箱體箱體在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從減速箱體箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是減速箱體箱體的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c減速箱體箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
2.4減速箱體箱體加工主要工序安排
對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。減速箱體箱體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到減速箱體箱體加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循先面后孔的原則。本次加工都采用在立式銑床X5032床上加工先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系和螺紋底孔，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工底面基準(zhǔn)面，然后以支承面定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段后分散進(jìn)行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將減速箱體加工工藝路線確定如下：
工序1：毛坯制造。
工序2：對毛坯進(jìn)行時(shí)效處理。
工序3：粗銑φ310外端面
工序4：粗銑φ300外端面。
工序5：精銑φ300外端面，保證高度159到位。
工序6：銑235端面。
工序7：銑φ80端面，保證與235端面距離尺寸400。
工序8：鉆、鉸2-φ50H8孔
工序9：鉆銑2-φ82深12mm
工序10：粗鏜孔φ185H8留余量1-2mm
工序11：精鏜孔φ185H8
工序12：鉆鉸φ52H8
工序13：鉆攻φ310端面上6-M6深12
工序14：鉆攻235端面上的4-M8-7H和8-M6深12
工序15：鉆攻φ300端面上的6-M12-7H
工序16：鉆攻φ80端面上的4-M6深12
工序17：鉆攻B向面上的6-M6和4-M6深12
工序18：去除毛刺倒棱角
工序19：檢驗(yàn)
2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“減速箱體”零件材料采用灰鑄鐵制造。減速箱體材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
（1）上平面和下平面面的加工余量。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、半精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊，其余量值規(guī)定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊，鑄件尺寸公差等級選用CT7，查表可得鑄件尺寸公差為
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：403-0.6=402.4mm
毛坯最大尺寸為：403+0.6=403.6mm
粗銑后最大尺寸為：
粗銑后最小尺寸為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即400mm
（2）兩端面銑左右側(cè)平面銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊，其余量值為,現(xiàn)取其為。粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊,其余量值規(guī)定為。
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即159mm。
（4）左右側(cè)面和D向面上的φ52H8、φ50H8、φ185H8。
根據(jù)工序要求，左右側(cè)面孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個(gè)工序完成，各工序余量如下：
粗鏜：φ50孔，參照機(jī)械加工工藝手冊,其余量值為；
φ52孔，參照機(jī)械加工工藝手冊,其余量值為；
φ185孔，參照機(jī)械加工工藝手冊,其余量值為；
精鏜：φ50孔，參照機(jī)械加工工藝手冊,其余量值為；
φ52孔，參照機(jī)械加工工藝手冊,其余量值為；
φ185孔，參照機(jī)械加工工藝手冊,其余量值為1mm；
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：
φ50孔毛坯基本尺寸為φ50-2-2=φ46mm；
φ52孔毛坯基本尺寸為φ52-2-2=φ48mm
φ185孔毛坯基本尺寸為φ185-2-2=φ181mm。
根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.3-11，鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為：
φ50mm孔毛坯名義尺寸為φ50-2-2=φ46mm；
毛坯最大尺寸為φ48+0.6=φ48.6mm；
毛坯最小尺寸為φ48-0.6=φ47.4mm；
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即φ50H8。
φ52mm孔毛坯名義尺寸為φ52-2-2=φ48mm；
毛坯最大尺寸為φ52+0.5=φ52.5mm；
毛坯最小尺寸為φ52-0.5=φ51. 5mm；
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即φ52H8。
φ185mm孔毛坯名義尺寸為φ185-2-2=φ181mm；
毛坯最大尺寸為φ185+0.5=φ185.5mm；
毛坯最小尺寸為φ185-0.55=φ181.45mm；
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即φ185H8。
。
（5）所有各面上M6螺孔、M8螺孔、M12螺孔，毛坯為實(shí)心，不沖孔。參照文獻(xiàn)[7]表2.3-71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
螺孔M6
鉆孔： φ5
攻絲： M6
φ螺孔M8
鉆孔： φ6.8
攻絲： M8
螺孔M12
鉆孔： φ10.2
攻絲： M12
2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
工序3：粗、精銑φ310面和φ300面
機(jī)床：銑床X5032
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時(shí)
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序4：銑235面和φ80端面
機(jī)床：X5032
刀具：面銑刀320mm
（1）銑兩端面
銑刀直徑，齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-73，取
銑削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序6：粗、精鏜D向面和側(cè)面孔
機(jī)床：T618
刀具：硬質(zhì)合金鋼刀具鏜刀YG3X
（1） 粗、精鏜φ50H8孔
粗鏜φ50H8孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
精鏜φ50孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照文獻(xiàn)[7]表2.4-66。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）粗、精鏜φ52孔
粗鏜φ52孔
切削深度：
進(jìn)給量：因此取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：因此
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：在相同的時(shí)間內(nèi)完成加工，因此
由于
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：
精鏜φ52孔
進(jìn)給量：取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：此
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：相同的時(shí)間內(nèi)完成加工，因此
由于
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（3）粗鏜和精鏜φ185孔
粗鏜φ185孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
精鏜φ185孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照文獻(xiàn)[7]表2.4-66。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序7：鉆左右側(cè)面4-M8孔和6-M6孔
機(jī)床：Z3050
刀具：麻花鉆
（1） 鉆左右側(cè)面4-M8螺孔和6-M6孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）鉆M6螺孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序8：鉆6-M12-7H
機(jī)床：Z5230鉆床
刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐
（1）鉆軸承端面下平面6螺孔M12-7H
切削深度：15mm
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.4-39，取
切削速度：參照文獻(xiàn)[7]表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）攻6螺孔M12-7H
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照文獻(xiàn)[7]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：
由工序4可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
第3章 銑面夾具設(shè)計(jì)
本夾具主要用來銑削窺視端面的夾具。并作為左右端面垂直度的基準(zhǔn)，其質(zhì)量直接影響銑左右端面的精度。因此在本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.1定位基準(zhǔn)的選擇
本夾具定位時(shí)以加工好的底部大端面為基準(zhǔn)，以側(cè)面400高的端面為定位基準(zhǔn)面，，這樣增加輔助定位即可限制工件的4個(gè)自由度。
4.2定位元件的設(shè)計(jì)
本銑面夾具的定位元件主要是加工好的底部大端面為基準(zhǔn)，以側(cè)面400高的端面為定位基準(zhǔn)面，采用移動(dòng)壓板與鉸鏈連接板來定位，這兩個(gè)定位元件的圖形大致如下：
圖1：移動(dòng)壓板
圖2：鉸鏈連接板
4.3切削力及夾緊力的計(jì)算
硬質(zhì)合金鏜刀 YG15X
由參考文獻(xiàn)[18]查表可得：
圓周切削分力公式： 式（3.1）
式中
式（3.2）
查表得： 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3）
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ： 式（3.4）
式中參數(shù)：
即：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
式（3.5）
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式（3.6）
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《簡明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表，可得：
所以，由式（3.5）有：
即： =
該夾具夾具體定位，然后可以采用移動(dòng)壓板夾緊工件即可：
4.4定位誤差分析
本夾具選用的定位元件為基準(zhǔn)孔兩銷定位。其定位誤差主要為：
（1）移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
=
=
（2）轉(zhuǎn)角誤差
其中：
由計(jì)算結(jié)果可知，的加工尺寸的定位誤差小于其加工誤差的，能滿足要求。
4.5夾緊裝置的設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求保證夾具一定的先進(jìn)性且夾緊力并不是很大，所以采取螺旋夾緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過推動(dòng)移動(dòng)壓板將工件夾緊。
當(dāng)上述所有設(shè)計(jì)通過夾具體組合后形成最后的裝配圖，如下圖
圖1 銑面夾具裝配圖
3.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
我們在更換工件進(jìn)行時(shí)銑面時(shí)，需要驅(qū)動(dòng)氣缸打開行程即可，并松開壓緊壓板上的鎖緊螺栓，即可更換工件。
第4章 鏜孔夾具設(shè)計(jì)
本夾具主要用來鏜孔φ185孔的夾具。并作為左右端面垂直度的基準(zhǔn)，其質(zhì)量直接影響銑左右端面的精度。因此在本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.1定位基準(zhǔn)的選擇
本夾具定位時(shí)以加工后的2-φ50H8孔為定位基準(zhǔn)孔，以側(cè)面φ300端面為定位基準(zhǔn)面，增加輔助定位基準(zhǔn)即是155處的端面?；臼且源竺鏋榇志珳?zhǔn)，加工后的孔或面為精基準(zhǔn)。本鏜孔夾具以兩個(gè)φ50孔的定位基準(zhǔn)孔，再以工件加工后的φ300側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，這樣增加輔助定位即可限制工件的6個(gè)自由度。
4.2定位元件的設(shè)計(jì)
本鉆孔夾具的定位元件主要是以φ50孔為定位基準(zhǔn)孔的兩個(gè)定位銷，輔助定位選用夾具標(biāo)準(zhǔn)件六角頭支撐。這兩個(gè)定位元件的圖形大致如下：
圖1：定位銷軸
圖2：機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)件六角頭支撐，標(biāo)準(zhǔn)號JB/T8026.1-1999
4.3切削力及夾緊力的計(jì)算
硬質(zhì)合金鏜刀 YG15X
由參考文獻(xiàn)[18]查表可得：
圓周切削分力公式： 式（3.1）
式中
式（3.2）
查表得： 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3）
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ： 式（3.4）
式中參數(shù)：
即：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
式（3.5）
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式（3.6）
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《簡明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表，可得：
所以，由式（3.5）有：
即： =
該夾具夾具體定位，然后可以采用移動(dòng)壓板夾緊工件即可：
4.4定位誤差分析
本夾具選用的定位元件為基準(zhǔn)孔兩銷定位。其定位誤差主要為：
（1）移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
=
=
（2）轉(zhuǎn)角誤差
其中：
由計(jì)算結(jié)果可知，的加工尺寸的定位誤差小于其加工誤差的，能滿足要求。
4.5鏜套與襯套的設(shè)計(jì)
根據(jù)工藝要求本次設(shè)計(jì)的鏜孔夾具是鏜φ185的孔，由于要保證鏜孔的精確度，所以要設(shè)計(jì)鏜套，鏜套的分布按照針對φ185的一端即可，鏜套安裝座安裝在夾具底板上，鏜套安裝在鏜套安裝座上見下圖：
圖1 鏜套分布圖
因?yàn)榱慵枰募庸た锥急容^大，所以可以設(shè)計(jì)相同規(guī)格的鏜套和襯套以方便夾具體的加工。
選用鏜套如圖所示:
圖2 鏜套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表1 鏜套基本結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
160
105
170
-0.010
-0.029
175
150
35
2．5
32
35
2
襯套選用鏜套用襯套其結(jié)構(gòu)如圖6所示：
圖3 襯套
其機(jī)構(gòu)參數(shù)如下表：
表2鏜套用襯套結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
170
+0.019
0
105
185
+0.039
+0.020
3
2
4.5夾緊裝置的設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求保證夾具一定的先進(jìn)性且夾緊力并不是很大，所以采取螺旋夾緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過推動(dòng)移動(dòng)壓板將工件夾緊。
當(dāng)上述所有設(shè)計(jì)通過夾具體組合后形成最后的裝配圖，如下圖
圖1 鏜孔夾具裝配圖
4.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
我們在更換工件進(jìn)行鏜孔時(shí)，需要用轉(zhuǎn)動(dòng)手柄直接松開即可，并松開壓緊壓板上的鎖緊螺栓，即可更換工件。
第5章 鉆孔夾具設(shè)計(jì)
由于經(jīng)過加工工藝而知，在鏜過φ185孔、2-φ50H8孔后，此三孔都為精基準(zhǔn)孔，因此在鉆孔φ52孔選用此三孔為定位基準(zhǔn)孔。
5.1定位基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)基準(zhǔn)的粗、精原則，選用已經(jīng)加工后的孔為定位基準(zhǔn)孔即為精基準(zhǔn)，再選用另一個(gè)輔助定位基準(zhǔn)即為φ360外圓端面。
5.2定位元件的設(shè)計(jì)
以三孔為定位基準(zhǔn)孔的定位元件均為定位銷軸，兩個(gè)φ50H8孔的定位銷軸與鏜φ185孔夾具的定位銷軸相同，輔助定位基準(zhǔn)的六角頭支撐與鏜φ185孔夾具相同，這里不再累述。另一φ185孔的定位銷軸采用圓餅式的定位銷軸，上面開有沉頭孔，用螺釘將此定位銷軸鎖緊在定位夾具底板上。
5.3切削力及夾緊力的計(jì)算
由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》查表可得：
切削力公式：
式中
查表得：
即：
實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取，，
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式有：：
式中參數(shù)由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可查得：
其中：
由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表得：原動(dòng)力計(jì)算公式：
由上述計(jì)算易得：
因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
5.4鉆套、鉆模板設(shè)計(jì)
工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選固定鉆套（其結(jié)構(gòu)如圖9所示）。根據(jù)工藝要求：孔分鉆、擴(kuò)、攻三個(gè)工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，再用φ45孔標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，最后用φ52的標(biāo)準(zhǔn)錐管絲錐攻絲。
圖4固定鉆套
鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：
表3鉆套基本結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
52
25
70
+0.025
+0.009
66
60
16
7
27
41
鉆模板選用固定式的鉆模板，在鉆模板上開相應(yīng)的孔為了安裝鉆套即可。鉆模板的形式如下圖所示：
5.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
本夾具用于鉆鉸φ52孔。工件以定位孔φ50和φ185孔為定位基準(zhǔn)，在定位銷和移動(dòng)壓板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。
圖1 鉆孔夾具裝配圖
結(jié) 論
通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)镜闹R做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鏜鉆夾具的設(shè)計(jì)與分析，對我們在大學(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn)
[1] 許曉旸, 專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)[M]. 重慶: 重慶大學(xué)出版社, 2003.
[2] 孫已德, 機(jī)床夾具圖冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1984: 20-23.
[3] 貴州工學(xué)院機(jī)械制造工藝教研室, 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M]. 貴陽: 貴州任命出版社, 1983: 42-50.
[4] 東北重型機(jī)械學(xué)院等, 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]. 上海: 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1979.
[5] 孟少龍, 機(jī)械加工工藝手冊第1卷[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1991.
[6] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組, 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊[M]. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1979.
[7] 李洪, 機(jī)械加工工藝手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1990.
[8] 馬賢智, 機(jī)械加工余量與公差手冊[M]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1994.
[9] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì), 金屬切削手冊[M]. 上海: 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1984.
[10] 周永強(qiáng), 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]. 北京: 中國建材工業(yè)出版社, 2002.
[11] 劉文劍, 曹天河, 趙維, 夾具工程師手冊[M]. 哈爾濱: 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社, 1987.
[12] 余光國, 馬俊, 張興發(fā), 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]. 重慶: 重慶大學(xué)出版社, 1995.
[13] 東北重型機(jī)械學(xué)院, 洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院, 長春減速箱體廠工人大學(xué), 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]. 上海: 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1980.
[14] 李慶壽, 機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊[M]. 銀州: 寧夏人民出版社, 1991.
[15] 廖念釗, 莫雨松, 李碩根, 互換性與技術(shù)測量[M]. 中國計(jì)量出版社, 2000: 9-19.
[16] 王光斗, 王春福, 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 2000.
[17] 樂兌謙, 金屬切削刀具. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005: 4-17.
[18]吳拓, 簡明機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.
[19] 孫麗媛, 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]. 冶金工業(yè)出版社, 2010.
[20] 李益民, 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1994.
[21] 李名望, 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例教程[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.
[22] 李旦, 邵東向, 機(jī)床專用夾具圖冊[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2005.
[23]武文革, 辛志杰, 金屬切削原理及道具[M]. 國防工業(yè)出版社, 2009.
[24]陳宏軍, 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2009.
[25]李昌年, 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與制造[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2006.
[26] Yon-chun Chou, R. A. Srinivas. Automatic design of machining fixture conceptual design [J]. Int J Adv Manuf Technol (1994) 9:3-12.
[27] J. Cecil. A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design [J]. Int J Adv Manuf Technol (2001) 18:784–789.
[28] Machine Tools N.chernor 1984.
[29] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.
[30] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 .
致 謝
首先，我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師xxx老師。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，他給予了我學(xué)術(shù)和指導(dǎo)性的意見。我萬分的感謝他給我的寶貴的指導(dǎo)意見和鼓勵(lì)。
同時(shí)，我深深感謝在大學(xué)四年給我上過課的老師們。在他們的課堂上，我受益匪淺，得到了不少對我論文有幫助的知識和想法。我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中。
當(dāng)然還有陪伴我四年一起嬉笑，一起拼搏的室友們，感謝你們對我的容忍、照顧。在此我衷心感謝所有的朋友們對我的幫助，謝謝。
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