夹具设计报告 机械制造工艺课程设计.docx

1、夹具设计报告 机械制造工艺课程设计 172075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器中国地质大学（武汉） 272075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器夹具装配图 372075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器气缸安装图双作用双活塞气缸 472075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器第一章第二章产品概述. 2箱体的工艺分析. 42.1图纸的技术要求分析. 4第三章生产纲领. 6材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图. 6第四章4.14.24.3材料选择 . 6毛坯制造方法的选择 . 7毛坯图的绘制 . 9第五章定位基面的选择及分析. 115.15.2粗精基准的选择. 11各加工面基准表. 11

2、第六章第七章加工工作量及加工手段组合 . 12大致工艺过程. 13铣凸台工序的夹具设计第八章 铣凸台工序的夹具设计与计算. 218.1夹具设计应遵循的原则. 218.2切削力的计算. 228.3机动时间的计算及工序时间定额的确定. 248.4定位方式的选择. 258.5夹紧机构的设计. 258.6气缸的选用. 26第九章 铣凸台的工序卡片 . 30实习总结 . 32参考文献 . 33 572075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器第一章产品概述箱体是减速器（如图1-1）中所有零件的基座，是支撑和固定轴系部件、保证传动零件的正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件，在整个减速器总成中的起支

3、撑和连接的作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装。箱体一般还兼做润滑油的油箱，具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。1-1单级锥齿轮减速箱结构为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体大多做成剖分式（如下图），由机座和机盖组成，取轴的中心线所在平面为剖分面。机座与机盖采用普通螺栓联结，用圆锥销定位。箱体的材料、毛坯种类与减速器的应用场合及生产数量有关。铸造箱体通常采用灰铸铁铸造。铸造箱体的刚性较好，外型美观，易于切削加工，能吸收振动和消除噪声，但重量较重，适合于成批生产。 672075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器 1-2 机盖 1-3 机座 变速器箱体是典型的箱体类零件

4、，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋。有精度较高的多个平面、轴承孔，螺孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形。 箱体零件是机器或部件的基础零件 ,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置 ,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量 ,加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也为将会影响减速器的寿命和性能进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求. 由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈

5、腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系 ,还有较多的紧固螺纹孔等. 箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能 ,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等). 772075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯. 毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于3050mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量. 变速箱的大批量生产的机加工工艺过程中，其主要加工

6、面有轴承孔系及其端面，平面，螺纹孔，销孔等。因此加工过程中的主要问题是保证的孔的精度及位置精度，处理好孔与平面的相互关系。第二章 箱体的工艺分析2.1 图纸的技术要求分析 1.箱体零件的结构工艺性. 箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意： 1)、本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。2）、箱体的内端面加工比较困难，结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。 3）、为了减少加工中的换刀次数，箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，本

7、箱体连接螺栓孔的直径均为17mm。 872075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器零件名称设计说明速器箱体铸成后，应清理并进行时效处理；机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2；应检查与机座接合面的密封性，用 0.05塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的13，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点；机盖与机座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫；机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12；铸造尺寸精度为IT18；未注明的倒角为C2，粗糙度为Ra12.5；未注明的铸造倒角半径为R35。机座的上端面的粗糙度为Ra1.6；机盖和机座的接合面处的平面度为0.025；窥视口面的粗

8、糙度为Ra12.5；机座轴承孔的圆柱度为0.012；轴承孔的中心平行度为0.025；轴承孔的上偏差是0.040，下偏差是0；输出轴承孔的内壁的粗糙度为 Ra2.5、输入轴承孔的内壁的粗糙度为Ra1.6；输出轴承孔的同轴度为0.03； 972075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器输出（入）轴承孔两端面与输出（入）轴中心线的垂直度为0.01；机座不得漏油。第三章 生产纲领年产量Q20000（件/年），该零件在每台产品中的数量n=1（件/台），废品率3，备品率5。由公式NQn（1）得： N100001（135）=21600 查表（机制工艺生产实习及课程设计中表61）确定的生产类型为大量生产。因此，

9、可以确定为Y流水线的生产方式，又因为在加工箱盖和底座的时候有很多的地方是相同的，所以可选择相同的加工机床，采取同样的流水线作业，到不同的工序的时候就采用分开的方法，所以可以选择先重合后分开再重合的方式的流水线作业。虽然是大批量生产，从积极性考虑，采用组合机床加工，流水线全部采用半自动化的设备。第四章 材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图4.1 材料的选择由于减速器箱体的外形与内形状相对比较复杂，而且它只是用来起连接作用和支撑作用的，综合考虑，抗拉强度小于 200MPa，所以我们可以选用灰口铸铁（HT200），因为铸铁中的碳大部分或全部以自由状态片状石墨存在。断口呈灰色。它具有良好铸造性能、

10、切削加工 1072075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器性好，减磨性，加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件，又由于含有石墨，石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高，这对于制备箱体零件具有重要意义。如果没有HT200时此种材料可以用45号钢，经正火或退火处理就可以达到强度和韧性。. 4.2毛坯的制造方法 金属型铸造：是以金属型模腔上覆以涂层作为型腔，有时辅以沙芯作内腔的铸造方法。铸造冷却速度快，铸件内部组织致密，机械性能较高，单位生产面积产量高，但零件尺寸大小，几何形

11、状复杂程度有一定限制，仅适于成批与大量生产，一般不宜与单件或小批量生产。 根据零件图可知，减速箱上除主要的轴承孔是铸造的外，其它的孔都是机械加工出来的。因为查表得：在大量生产的时候通孔的最小直径是30。这些不铸造的孔留待机械加工时钻出。由于减速器箱体为大批量生产，必须采用自动线机器造型，因此分型面造在轴承孔的连线上，分成上下两半，采用两箱造型铸造。采用中注式浇注系统，在直浇道下面设有横浇道。浇注的时候重要的加工面应该向下，因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔等。为了补缩，上面设几个冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。 1172075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器4-1 机盖铸造工艺图

12、1272075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器4-2 机座铸造工艺图4.3毛坯图的绘制机盖毛坯的外廓尺寸：考虑其加工外廓尺寸为 590350140mm，取机盖结合面的加工余量为 5mm，凸台面加工余量为 3mm，其余加工面的加工余量为4mm。故毛坯长：590+4=594mm 宽：350+24=358mm 高：140+3=143mm 1372075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器机座毛坯的外廓尺寸：考虑其加工外廓尺寸为 400350230 mm，取机座结合面的加工余量为 5mm，凸台面加工余量为 3mm，其余加工面的加工余量为4mm。故毛坯长：590+4=594mm 宽：350+24=358

13、mm 高：230+5=235mm 毛坯图如下4-3 机盖毛坯图4-4 机座毛坯图 1472075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器第五章定位基面的选择及分析5.1定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。精基准的选择根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两定位销孔为精基准，机盖则以结合面作为精基准。在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位基准的选择夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。粗基准的选择加工的第一个平面

14、是箱盖和箱座的接和面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在箱盖和箱座两个不同部分上很不规则，因而在加工箱盖和箱座的接和面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用箱体上的接合面作为粗基准。这样粗基准和精基准“互为基准”的原则下统一，可以保证结合面的平行度，减少箱体装合时对合面的变形。5.2各加工面基准表工件工序内容粗铣箱盖凸台面粗精铣箱盖结合面粗精铣窥视孔端面钻起吊螺钉孔定位基准箱盖的结合面箱盖的凸台面箱盖的结合面箱盖的结合面箱盖钻窥视孔台阶面螺钉孔箱盖的结合面攻起吊螺钉孔和窥视孔台阶面螺钉孔粗铣机座底面箱盖的结合面机座的结合面机座底面粗精铣机座结合面精铣机座底面机座结合面机座结合面粗铣机座凸台面

15、 1572075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器粗铣排油口台阶面机座结合面机座结合面机座结合面机座结合面箱座（机座）粗铣游标台阶面钻地角螺栓孔钻排油螺栓孔和游标孔粗精镗镗输出轴承孔粗精镗镗输入轴承孔粗精铣输入轴承孔端面粗精铣输出轴承孔端面钻上机座连接螺栓孔锪上机座连接螺栓沉头座孔钻输入与输出轴承盖孔机座底面机座底面机座底面机座底面机座底面机座底面机座底面合箱后第六章 加工工作量及加工手段组合减速器箱体主要加工面有五个，机盖结合面、机座结合面、机座底面、输入轴承孔端面、输出轴承孔端面。此外，除了要镗轴承孔外，还要加工的有上机座螺栓孔，机盖吊环孔、窥视孔台阶面、机座底面螺栓孔、游标空、排油孔、油

16、槽、上机座定位销孔。下面查工序确定各工序的尺寸和偏差1、机座与机盖结合面A、加工工序：粗铣半精铣精铣B、工序余量：粗铣后3.0，半精铣1.5，精铣0.5 C、工序公差：毛坯1.5，粗铣IT10，半精铣IT8，精铣IT7 D、工序尺寸：精铣15+00.025 Ra1.6 半精铣15.50+0.06 Ra6.3， 粗铣17 0+0.12 Ra12.5，毛坯 20 -+11.552、窥视孔台阶面 1672075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器A、加工工序：粗铣B、 工序余量：粗铣5.0 C、 工序公差：毛坯1.5，粗铣IT12 D、3、机座底面E、工序尺寸：铣50+0.185 Ra12.5，毛坯1

17、0 -+11.55加工工序：铣F、 工序余量：铣5.0 G、 工序公差：毛坯1.5，粗铣IT12 H、4、轴承孔端面A、加工工序：粗铣精铣工序尺寸：铣 25 0+0.3 Ra12.5，毛坯30 -+11.55B、工序余量：粗铣4.5，精铣0.5 C、工序公差：毛坯1.5，粗铣IT13，精铣IT7 D、工序尺寸：精铣+0.035，粗铣355.5+0.54，毛坯355+1.635000 -1.6粗糙度Ra：粗铣Ra12.5，精铣Ra3.2 6 、输入（出）轴承孔 A、加工工序：粗镗半精镗-精镗金刚镗 B、工序余量：粗镗3，半精镗1.4，精镗0.5，细镗0.1 C、工序公差：毛坯1.5，粗镗IT12

18、，半精镗IT10，精镗IT9，金刚镗IT7 D、工序尺寸：金刚镗140+0.040 Ra1.6，精镗139.9+0.1Ra3.2，00半精镗139.4+0.16Ra6.3，粗镗138+0.4Ra12.5毛坯135+1.5-1.000 1772075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器第七章大致工艺过程在拟定工艺过程的时候应考虑，先面后孔，先粗后精，工序适当等原则。整个加工过程分为两个大的阶段，先对箱盖和箱体分别进行加工，而后再对装配好的整体进行加工。第一阶段主要完成上机座结合面以及与合箱无关的部分的加工，为箱体的装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面和上机座螺栓连接孔。在两个阶

19、段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔和螺栓连接孔的加工精度和撤装后的重复精度。箱盖：工序号工序名称毛坯铸造清砂工序内容定位基准设备刀具12清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等人工时效处理345热处理涂漆铣X62W铣箱盖凸台面保证:箱盖结合面高速钢立铣刀输入与输出轴两侧1W18Cr4V的凸台尺寸为600+0.3，表面粗糙度为 Ra12.5右侧起吊螺钉凸台2尺寸为1400+0.4，表面粗糙度为Ra12.5左侧起吊螺钉凸台3尺寸为1050+0.35，表面 1872075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器粗糙度为Ra12.56X53K粗铣粗铣

20、箱盖结合面箱盖凸台面硬质合金面铣刀保证：结合面尺寸17 0+0.12，表面粗糙度为Ra12.578半精铣半精铣箱盖结合面保证：箱盖凸台 X53K面硬质合金面铣刀结合面尺寸15.40+0.06，表面粗糙度为 Ra6.3精铣箱盖结合面X53KX53KZ3025B精铣箱盖凸台面硬质合金面铣刀保证：结合面尺寸 150+0.025，表面粗糙度为 Ra1.6，平面度为 0.025铣窥视孔台阶面保证：9铣箱盖结合面硬质合金面铣刀窥视孔台阶面尺寸+0.18505，表面粗糙度为 Ra12.510锪孔锪起吊螺钉沉头座保证：机座底面锪钻右侧起吊螺钉沉头座1的直径为40，距离输出孔轴线的距离为1700+0.4右侧起吊

21、螺钉沉头2座的直径为40，距离输出孔轴线的距离为2000+0.4611Z3025B钻孔钻起吊螺钉孔箱盖结合面麻花钻保证：右侧起吊螺钉孔直径1 1972075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器为12，距离输出孔轴线的距离为1700+0.4右侧起吊螺钉孔的2直径为12，距离输出孔轴线的距离为2000+0.4612Z3025BZ3025B钻孔攻丝钻窥视孔台阶面螺钉箱盖结合麻花钻丝锥孔面13攻起吊螺钉孔和窥视箱盖结合孔台阶面螺钉孔面(如果是小批单件生产，加工工艺过程中应安排划线的工序，但由于是大量生产，采用流水线生产，故省略划线工序。) 机座：工序号工序名称工序内容定位基准设备刀具12毛坯铸造清砂清除

22、浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等人工时效处理345热处理涂漆铣X53K铣机座底面保证：机座结合面硬质合金面铣刀底座厚度为 25 0+0.3，底座表面粗糙度为 Ra12.5粗铣机座结合面保证：67X53KX53K粗铣机座底面硬质合金面铣刀结合面尺寸，表面粗糙度为 Ra12.5半精铣半精铣机座结合面保证：箱盖凸台面硬质合金面铣刀 2072075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器结合面尺寸15.40+0.54，表面粗糙度为 Ra6.3精铣机座结合面8X53KX53KX62W精铣机座底面硬质合金面铣刀保证：结合面尺寸 150+0.025表面粗糙度为 Ra1.6，平面度为 0.0259铣铣机座底面机座

23、结合面硬质合金面铣刀保证：保证机座厚度为25.40+0.3，表面粗糙度为Ra12.510铣铣机座凸台面保证:机座结合面高速钢立铣刀W18Cr4V输入与输出轴两侧的凸台尺寸为600+0.3，表面粗糙度为 Ra12.5铣排油口台阶面保证:11X62WX62W铣机座结合面高速钢立铣刀W18Cr4V台阶面距离底座的距离为80+0.54，表面粗糙度为Ra6.312铣铣游标台阶面保证:机座结合面高速钢立铣刀W18Cr4V台阶面距离机座结合面+0.35的距离为1000，距离+0.18机座壁的距离为150表面粗糙度为 Ra12.5 2172075班张步阳设计工欲善其事，必先利其器13锪孔锪地角螺栓沉头座保证：沉头座孔的直径为+0.5250，距离2970和距离2900+0.52，表面粗糙度为Ra12.514Z3025B钻孔钻地角螺栓孔保证：机座结合面麻花钻沉头座孔的直径为+0.5222，距离2970和距离2900+0.52，表面粗糙度为Ra12.51516Z3025BZ3025B钻孔攻丝钻排油螺栓孔和游标孔机座结合麻花钻丝锥面攻排油螺栓孔和游标孔箱盖结合面（由于机座有两凸缘面的原因，因此机座接合面与底面上螺栓孔的锪平不