齒輪傳動箱體加工工藝及銑端面夾具設計說明書論文課程

需要全套設計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）目 錄一 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析3二 毛坯的確定42.1確定毛坯的制造形式42.2毛坯形狀及尺寸4三 擬定加工工藝路線53.1 基準的選擇53.1.1粗基準選擇53.1.2 精基準的選擇63.2 制定工藝路線7四 切削用量及工時計算9五 夾具設計145.1 問題的提出145.2 定位基準的選擇145.3夾緊方案的設計165.4切削力及夾緊力計算165.5定位誤差分析185.6夾具設計及操作簡要說明20總 結21參 考 文 獻241 零件的分析 1.1 零件的作用齒輪箱是蝸輪箱的主要部件。蝸桿傳動在齒輪傳動箱中實現(xiàn)。蝸桿傳動是一種在空間中傳遞兩個軸之間運動和動力的傳動裝置。兩個軸之間的夾角可以是任意值，通常為90度。蝸桿傳動用于傳遞相交軸間的運動和動力。蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，一般蝸桿為主動件，上面52H7與35H7同軸孔安裝蝸桿，下面62H7與42H7同軸孔安裝蝸輪，蝸桿傳動蝸輪實現(xiàn)變速傳動。傳動箱體零件圖1-1如下：圖1-1 傳動箱體零件圖1.2 零件的工藝分析齒輪傳動箱體上的主要加工面為120外圓與止口平面、52H7與35H7孔、62H7與42H7孔。止口平面的垂直度0.02mm直接影響機器與齒輪傳動箱的接觸精度及密封。52H7與35H7孔的尺寸精度，35H7孔與120外圓同軸度0.025mm，直接影響蝸桿與蝸輪的嚙合精度、機器與齒輪傳動箱聯(lián)接時的正確定位等。因此，在加工它們時，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來。62H7與42H7孔的尺寸精度，62H7孔與42H7孔中心線對各自孔口端面的垂直度0.04mm，直接影響蝸輪與蝸桿的嚙合精度、機器與齒輪傳動箱中蝸輪聯(lián)接時的正確定位等。因此，在加工它們時，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來。二 毛坯的確定2.1確定毛坯的制造形式灰鑄鐵的力學性能與基體組織和石墨形態(tài)有關。在嚴重的灰鑄鐵基體中的石墨鱗片石墨分離，指出易應力、拉伸強度、塑性和韌性是灰鑄鐵比鋼低得多，但抗壓強度與鋼、鑄鐵件在鑄鐵的機械性能是最差的。同時，對灰鑄鐵基體的力學性能有一定的影響，鐵素體基體石墨板厚的灰鑄鐵，硬度和強度最低，較少應用；石墨細珠光體灰鑄鐵、高強度和硬度，主要用來做更重要的鑄件；鐵氧體石墨片珠光體灰鑄鐵珠光體鑄鐵稍厚，不是表現(xiàn)為珠光體灰鑄鐵為好。因此，大多數(shù)工業(yè)用途的珠光體基體灰鑄鐵。經(jīng)過反復比較、HT200更合適。2.2毛坯形狀及尺寸毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結構、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術及成本的限制，以及產品零件的加工精度和表面質量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關。 三 擬定加工工藝路線3.1 基準的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。3.1.1粗基準選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取端面為定位基準，利用V型塊為定位元件。3.1.2 精基準的選擇精基準的選擇應滿足以下原則：1)為了保證零件各個加工面都能分配到足夠的加工余量，應選加工余量最小的面為精基準。2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應選不加工面為粗基準。當零件上有幾個加工面，應選與加工面的相對位置要求高的不加工面為精基準。3)為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應選重要表面為粗基準。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達到加工精度要求，在粗加工時就應使其加工余量盡量均勻。4)為了使定位穩(wěn)定、可靠，應選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準。作為粗基準的面應無鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時，還應使夾具結構簡單，操作方便。5) 精基準應盡量避免重復使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一精基準，兩次裝夾中加工出的表面就會產生較大的相互位置誤差。以孔（一面2銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。3.2 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下工藝方案：工序號工序名稱工序內容5鑄 造清除澆冒口10熱處理人工時效，消除內應力15上底漆噴沙，上底漆20粗 車119.5、35、30留余量25粗 車119.5、115.5、120、52、46、35留余量30精 銑精銑42孔所在的端面，480.05、93.5到尺寸35精 銑精銑88孔所在的面，96到尺寸40精 銑104到尺寸45粗 車88、62、60、42留余量50精 車60、35、30、2.5到尺寸，119.5留余量，倒角55精 車119.5、115.5、120、52、46、35及倒角到尺寸60精 車88、62、60、42及倒角到尺寸65鉆 孔、攻絲K向圖中3-M5螺紋底孔、攻絲70鉆 孔E向圖中面4-9 75鉆 孔、攻絲鉆F向圖中4-14孔，4-M6螺紋底孔、攻絲80鉆 孔3個耳朵上的孔3-5.5四 切削用量及工時計算工序：精銑42孔所在的端面，480.05、93.5到尺寸1. 刀具的確定刀具選取高速鋼端銑刀，根據(jù)標準采用刀片YG8,，。2. 銑削用量的確定1） 銑削深度的確定 由于加工余量不大，因此也可以一次完成加工2） 每次進給量及切削速度的計算的確定 根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查標可得出 ，則根據(jù)標準選擇機床轉速750當750r/min時根據(jù)標準選擇機床轉速3） 工時的計算切削工時的計算：，則機動工時為工序：精銑88孔所在的面，96到尺寸1. 刀具的確定刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，根據(jù)標準采用刀片YG8,，。2. 銑削用量的確定1）銑削深度的確定由于加工余量不大，因此也可以一次完成加工2） 每次進給量及切削速度的計算的確定根據(jù)X51立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查標可得出 ，則根據(jù)標準選擇機床轉速750當750r/min時根據(jù)標準選擇機床轉速3） 工時的計算切削工時的計算：，則機動工時為.工序：E向圖中面4-9機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆鉆頭91)進給量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉速ns= 1194r/min與1194r/min相近的機床轉速為1450r/min?，F(xiàn)選取=1450r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; tt= =0.355min工序：鉆F向圖中4-14孔，4-M6螺紋底孔、攻絲選用高速鋼錐柄麻花鉆螺紋底孔（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時： min攻螺紋M6mm： 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時：工序：鉆3-5.5均布孔機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆鉆頭5.51)進給量 取f=0.15mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=25m/min3)確定機床主軸轉速ns= 638r/min與638r/min相近的機床轉速為700r/min?，F(xiàn)選取=700r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm;t= =0.53min五 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計第30道工序的精銑42孔所在的端面，480.05、93.5到尺寸的銑床夾具。5.1 問題的提出 本夾具主要用于精銑42孔所在的端面，480.05、93.5到尺寸，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。5.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。我們使用端面和52孔和側面作為定位基準，端面限制三自由度，半軸限制到兩個自由度，支撐釘限制一個自由度，這樣的空間限制共六個自由度。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定采用開口墊圈作為緊固裝置。本夾具采用平面和孔定位，一面兩銷經(jīng)典的定位方式，采用半軸和支撐釘定位，定位元件如下圖：半軸如下圖5-1：圖5-1支撐釘如下圖5-2：圖5-25.3夾緊方案的設計本夾具采用一面兩銷定位，限制空間的6個自由度，同時采用開口墊圈夾緊工件即可滿足要求。開口墊圈如下圖5-3：圖5-35.4切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用端銑刀 31mm z=24機床： x51立式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力5.5定位誤差分析 (1)移動時基準位移誤差 （式5-5）式中： 半軸孔的最大偏差 半軸孔的最小偏差 半軸定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式5-5）得： = =(2) 轉角誤差 （式5-6）式中： 半軸孔的最大偏差 半軸孔的最小偏差 半軸定位孔與定位銷最小配合間隙 支撐釘孔的最大偏差 支撐釘孔的最小偏差 支撐釘定位孔與定位銷最小配合間隙其中： 則代入（式5-6）得：則： 經(jīng)檢驗合格5.6夾具設計及操作簡要說明采用開口墊圈夾緊工件，采用半軸和支撐釘定位，限制空間的六個自由度，即可滿足要求，整個夾具設計整體上本著簡單操作方便的原則，裝卸方便，可以大大提高加工效率?？?結這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O計，至今我仍感慨頗