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編號 無錫太湖學院 畢業(yè)設計（論文） 題目：單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計 信機 系 機械工程及自動化專業(yè) 學 號： 　　　 0923199　　　　 學生姓名： 張 亞 東 指導教師： 鮑虹蘇 （職稱：高工 ） （職稱： ） 2013年5月25日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械94 學 號： 0923199 作者姓名： 2013年 5 月 25 日 無錫太湖學院 　信 機　系 　機械制造及其自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、題目　 單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計 　　 2、專題　 　 二、課題來源及選題依據(jù) 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 1　 應保證零件的加工質量，達到設計圖紙的技術要求； 2　 在保證加工質量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)效率； 3　 要盡量減輕工人勞動強度，必須考慮生產(chǎn)安全、工業(yè)衛(wèi)生等措施； 4　 在立足本企業(yè)的生產(chǎn)條件基礎上，盡可能采用國內外新技術、新工藝、新裝備； 5　 工藝規(guī)程應正確、完整、簡潔、清晰； 6　 工藝規(guī)程應滿足規(guī)范化、標準化要求； 7　 夾具設計保證工件的加工精度； 8　 提高生產(chǎn)效率； 9　 工藝性好； 10　 使用性好； 四、接受任務學生： 機械94 班 　　姓名 張亞東 五、開始及完成日期： 自2012年11月12日 至2013年5月25日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師　　　　　　　簽名 簽名 　　　　　　　簽名 教研室主任 　　　　　　〔學科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名 　　 　　系主任 　　　　　　簽名 2012年11月12日 I 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 減速箱體加工工藝規(guī)程及其鏜Φ100孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝,工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 I Abstract This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft; the working procedure; the cutting specifications; clamp; the localization; the error. I 目 錄 摘 要 III Abstract IV 1 緒論 1 1.1本課題的研究內容和意義 1 1.2國內外的發(fā)展概況 1 1.3本課題應達到的要求 2 2 工藝設計 3 2.1 零件的分析 3 2.1.1 零件的作用 3 2.1.2 零件的工藝分析 4 2.2 毛坯的選擇與設計及基準的確定 5 2.2.1 確定毛坯制造形式 5 2.2.2 基準的選擇 5 2.3 加工順序的安排 6 2.4 工藝規(guī)程的設計 6 2.4.1 制定工藝路線 6 2.4.2 工藝方案的比較與分析 7 3 工序設計 9 3.1 工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定 9 3.2 設備和工藝裝備的選擇 11 3.3 確定切削用量及時間定額 12 4 夾具設計 21 4.1 夾具的設計 21 4.2 夾緊裝置的組成及設計要求 21 4.2.1 動力源 21 4.2.2 中間傳力機構 22 4.2.3 夾緊元件 22 4.3 切削力與夾緊力的計算 22 4.3.1 切削力的計算 22 4.3.2 夾緊力的確定 23 4.4 定位誤差的分析與計算 24 4.5 夾具設計與操作的簡要說明 25 4.5.1 夾具體方式的確定 25 4.5.2 夾具的精度要求 25 4.5.3 夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護 25 4.6 關于銑箱體與箱蓋接合面的夾具設計 26 5 結論與展望 27 5.1 結論 27 5.2 不足之處及未來展望 28 致 謝 29 參 考 文 獻 30 VII 3 單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計 1 緒論 1.1 本課題的研究內容和意義 減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速和增大轉矩。無須聯(lián)軸器和適配器，結構緊湊。負載分布在行星齒輪上，因而承載能力比一般斜齒輪減速機高。滿足小空間高扭矩輸出的需要。齒輪減速器廣泛應用于大型礦山，鋼鐵，化工，港口，環(huán)保等領域。 減速器箱體在整個減速器總成中起支撐和連接的作用，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各穿動機的正確安裝，是傳動零件的基座，應具有足夠的強度和剛度。因此變速器箱體的加工質量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準確性，也為將會影響江蘇器的壽命和性能。 結構特點 變速器箱體是典型的箱體零件，其結構和形狀復雜，壁薄，外部為了增加有很多加強筋。有精度較高的多個平面、軸承孔，螺孔等需要加工，應為剛度較差，切屑受熱大，易產(chǎn)生震動和變形。 零件裝配 箱體通常用灰鑄鐵制造，對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體?；诣T鐵具有河很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿著軸心線水平剖分式。上箱體和下箱體是用樓栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接樓栓應盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺，應具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接樓栓，并保證旋緊樓栓時需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔的附近加支撐肋。為保證減速器安置在基礎上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。 1.2 國內外的發(fā)展概況 18世紀中葉，隨著英國人瓦特改良蒸汽機之后，第一次工業(yè)革命開始，一系列技術產(chǎn)業(yè)革命引起了從世界上的由手工勞動向動力機器生產(chǎn)轉變的重大飛躍。減速機作為動力的傳遞機構由此得到了推廣應用。國內減速機的發(fā)展。20 世紀 60 年代，我國開始生產(chǎn)減速機,當時制造的減速機完全是參照蘇聯(lián) 20 世紀 40－50 年代的減速機技術，后來盡管取得了一些發(fā)展，但由于社會環(huán)境、技術水平、工藝裝備落后，整體技術水平與世界水平相比差距不小。60 年代后期，我國先后制訂了一批通用減速機標準象《圓柱齒輪減速機》，形成了一批具有一定規(guī)模的專門生產(chǎn)減速機工廠。20 世紀 70 年代初至90 年代，中國經(jīng)歷了測繪仿制、技術轉讓、自主設計和生產(chǎn)的三個階段。但是，大部分國內減速機的技術水平還不高，質量及使用壽命還很低。當前減速機普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外減速機的現(xiàn)狀。國外的減速機，德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速機工作可靠性好，使用壽命長。但其仍以定軸齒輪傳動為主要傳動形式，普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。 1.3 本課題應達到的要求 變速箱的大批量生產(chǎn)的機加工工藝過程中，其主要加工面有軸承孔系及其端面，平面，螺紋孔，銷孔等。因此加工過程中的主要問題是保證孔的精度及位置度，處理好孔與平面的相互關系。 2 工藝設計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 減速器是靠輸出和輸入的齒輪的嚙合來確定輸出的速度的，傳動軸之間的中心距及平行度直接影響了減速器的質量好壞。支承各傳動軸，保證各傳動軸之間的中心距及平行度，并保證減速器部件與發(fā)動機的正確安裝是減速器組裝的首要要求。減速器體加工質量的優(yōu)劣，將直接影響到軸與齒輪等零件相互位置的準確性及減速器總成的使用壽命和可靠性。那么對減速器的輸出輸入軸承支撐孔的精度要求關鍵。 減速器箱體是典型的箱體類零件，其結構形狀復雜，壁薄，外部為了增加其強度加有很多強筋。有精度要求較高的多個平面、軸承孔系、螺孔等需要加工。因為剛度較差，切削中受力受熱大，易產(chǎn)生振動和變形。 減速器箱體的主要作用是進行速度的減速作用，在各種加工車床上還是機動工件上都必須要用到的，特別是在車輛行業(yè)中是必不可少的備件，可以說減速器是當代發(fā)展的機械行業(yè)中關鍵的部分之一。 箱蓋零件圖如圖2.1所示。 圖2.1 箱蓋零件 單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計 箱座零件圖如圖2-2所示： 圖2.2箱體零件 2.1.2 零件的工藝分析 該減速器箱體，結構復雜，壁薄，設有加強筋、凸臺、凸邊、內腔。尺寸較大，約為428×197×170。其中結合面的尺寸精度要求高，軸承孔的尺寸精度和相互位置精度要求高，這些孔和面的加工精度直接影響機器的裝配精度、使用性能和使用壽命。有許多緊固螺釘孔和定位孔。 圓柱齒輪減速器是在平行方向上傳遞運動，對齒輪的潤滑要求很高，而且運動的傳遞的精確度很高。這些方面對箱體的加工面有特別的要求，軸承孔和結合面的加工精度必需達到要求。 (1）首先檢查圖紙，檢查公差制定、形位公差、表面粗糙度是否合理。 (2）分離式箱體的主要加工部位有：軸承支撐孔、結合面、端面和底面（裝配面）等。對這些主要加工面加工的主要技術要求有： a. 底座的底面與結合面必須平行，其誤差不超過0.55mm/1000mm； b. 結合面的表面粗糙度Ra值小于1.6μm，兩結合面的接合間隙不超過0.03； c. 軸承支承孔的軸線必須在結合面上，其誤差不超過±0.2mm； d. 軸承支承孔的尺寸公差一般為H7，表面粗糙度Ra值小于1.6μm，圓柱度誤差不超過孔徑公差的一半，孔距精度允許為±0.03～±0.05 mm； e. 兩個或兩個以上箱體夾壁上的軸承支承孔的同軸度誤差不超過最小孔徑的公差一半。 2.2 毛坯的選擇與設計及基準的確定 2.2.1 確定毛坯制造形式 工件生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 減速箱體零件材料為HT200。查參考文獻[1]P498表6-68，考慮到零件形狀復雜、有腔形、制造精度、機械性能、壽命及批量 ；可選擇砂型鑄造以提高毛坯精度、減少加工余量[1]。 再確定毛坯制造形狀時應考慮各加工表面的余量還應考慮：①是否需要制出工藝凸臺以利于工件的裝夾；②是一個零件制成一個毛坯還是多個零件合成一個毛坯；③那些表面不需要制出；④鑄件分型面、拔模斜度及鑄造圓角；最后繪制出毛坯圖，并要決定毛坯的結構特征及各項技術條件。 2.2.2 基準的選擇 正確選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內容，也是保證零件加工精度的關鍵。定位基準分為精基準、粗基準、輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面為定位基準（粗基準），在后續(xù)加工工序中，用也加工表面作為定位基準（精基準）。在制定工藝規(guī)程時，應先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各加工加工出來，另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，在工件上某部位做一輔助基準，用以定位。 ①粗基準的選擇。 粗基準的選擇應遵循以下原則：1）以不需要加工表面作為粗基準。2）以工件上要求余量均勻的重要表面作為粗基準。3）以平整且面積較大的表面作為粗基準。4）粗基準一般只能使用一次。 對于箱體類零件應先加工面后加工孔再以面為基準加工孔。根據(jù)有關粗基準的選擇原則（當零件有不加相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準。） ②精基準的選擇。 精基準的選擇應遵循以下原則： 1）：“基準重合”原則，用設計基準作為精基準，以便消除基準不重合誤差。 2):“基準統(tǒng)一”原則，當定位以某一組精基準定位可以較方便的加工其它表面，盡可能在多數(shù)工序中采用這組精基準定位。 3）:“自為基準”原則，當精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準。 4）“互為基準”原則，。當兩個加工表面相互位置精度要求較高時，以兩個需加工表面相互作為基準反復加工以獲得均勻的加工余量和較高的位置精度。 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確可靠、方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的罩蓋下端面為主要的定位精基準，這樣也滿足“基準重合”原則。 2.3 加工順序的安排 先粗后精 先粗加工后精加工有利于加工誤差和表面缺陷層的逐步消除，重而逐步提高零件的加工精度和表面質量； 先主后次 零件的主要表面（設計基準面、工作面）應先加工，次要面（鍵槽、螺孔）可在主要表面加工到一定精度后、最終加工前加工。 先面后孔 用平面定位比較穩(wěn)定可靠，加工過的平面上孔比在毛坯面上鉆孔不易產(chǎn)生孔軸線的偏斜和較容易保證孔距尺寸[3]； 依據(jù)以上的原則設計加工工序 1、以邊緣不加工面為粗基準，夾具夾緊中間軸承孔來粗銑和精銑結合面，邊緣不加工面限制了Z，X，Y自由度，滿足加工要求。 2、以結合面為定位基準，箱體兩側通過支承點作為第二類定位基準，以一側不加工端為粗基準。定位基準限制了X自由度，通過?？足@箱體上所有孔，先通過锪平刀锪平，再換刀鉆孔。 3、以結合面為精基準，以兩側和一端不加工的側端為粗基準，為第二類定位基準，加工窺視孔端面，粗銑，再精銑。 4、以3步驟的定位基準，攻絲注油孔和吊耳孔，以及攻絲窺視孔端面螺孔。 5、下箱體以結合面為粗基準加工（粗、精銑）下底面，再以下底面為精基準加工結合面，夾具夾緊兩側，作為第二類定位基準。 6、下箱體以結合面為精基準，以兩側定位作為第二次定位基準，以一側端面加工的邊緣面為粗基準，限制X自由度，加工各個軸端通孔（首先锪平再鉆孔）。以下底面為定位基準锪平底座6個孔，再鉆孔。 7、上、下箱結合，擰緊各個螺栓，以下底面為定位基準，以輸出軸為粗基準，加工兩個錐銷孔。 8、以底座四孔為定位基準，夾具夾緊兩側，同時粗銑、精銑輸出端兩端面和一端輸入軸的端面。底座四孔定位限制自由度X、Y、X、Y、Z。 9、以底座四孔為定位基準，鉆孔和攻絲輸出軸兩端面和輸入軸端面。 10、以底面與兩錐銷孔為定位基準，精加工軸承孔，夾具夾緊機座底面的不加工面，以輸入軸端面為精基準，精加工輸出軸承孔，以底面與兩定位孔為定位基準，定位夾緊方式見工序卡圖。 2.4 工藝規(guī)程的設計 2.4.1 制定工藝路線 零件機械加工工藝過程是工藝規(guī)程的中心問題，其內容包括確定定位基準、選擇各加工表面的加工方法、安排加工順序及組織整個加工工藝過程中各個工序的內容、確定各個工序所采用機床設備和工藝裝備等[4]。 設計時應同時考慮幾個方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。 根據(jù)減速箱體零件為大批生廠，所以采用通用機床，并配以專用的夾具、刀具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率，減少機床數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。經(jīng)零件工藝分析，零件毛坯為砂型機械造型，并經(jīng)人工時效處理消除鑄件內應力，改善工件的可切削性[2]。 先確定工藝路線如下： 工藝方案一 工序Ⅰ 鑄造 工序Ⅱ 去應力退火 工序Ⅲ 粗銑對合面 工序Ⅳ 粗精銑側面 工序Ⅴ 鉆孔并攻絲注油孔M12. 工序Ⅵ 粗精銑下底面和精銑對合面 工序Ⅶ 加工結合面處兩銷錐孔Φ10和底座四個定位孔Φ22以及輸出軸旁四個連接孔Φ17 工序Ⅷ 粗精銑輸出和輸入軸端面 工序Ⅸ 鉆孔和攻絲輸出軸和輸入軸端面孔M8 工序Ⅹ 精加工輸出入軸承孔φ100 工序Ⅺ 精加工輸入軸承孔φ80 工序Ⅻ 檢查 方案二 工序Ⅰ 鑄造 工序Ⅱ 去應力退火 工序Ⅲ 粗精銑對合面 工序Ⅳ 粗精銑側面和下底面 工序Ⅴ 粗精銑輸出軸和輸入軸端面 工序Ⅵ 攻絲注油孔. 工序VII 加工結合面處面?zhèn)€銷錐孔和底座四個定位孔及輸出軸旁四個連接孔 工序Ⅷ 精加工輸出入軸軸承孔 工序Ⅸ 檢查 2.4.2 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二以端面為基面加工其它面，面和孔加工順序比較混亂；方案一則與二有所不同，兩端面分開加工，先加工面再以面為基準加工孔；兩者比較可以看出，第一方案比第二方案合理，位置精度也較易保證，定位及夾緊等都比較方便；所以采用方案一： 工序I 鑄造 工序II 去應力退火 工序III 粗銑對合面 工序IV 粗精銑側面 工序V 鉆孔并攻絲注油孔M12 ，吊耳孔M12，孔端面螺孔M8 工序VI 粗精銑下底面和精銑對合面 工序VII 加工結合面處兩銷錐孔φ10和底面四個定位孔φ22以及輸出軸旁四個連接孔φ17 工序VIII 粗精銑輸出軸和輸入軸φ140端面 工序X 鉆孔和攻絲輸出軸和輸入軸端面孔M10 工序XI 精加工輸出入軸承孔Φ160 工序XII 檢查3 工序設計 3.1 工序尺寸與毛坯尺寸加工余量的確定 “減速器箱體”零件材料HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，查參考文獻[1]P498表6-68，因為箱體有腔孔等、形狀復雜所以采用砂型鑄造毛坯；查參考文獻[1]P516表6-90，根據(jù)為砂型機械造型材料為灰鑄鐵選取鑄造公差等級為CT8，；查參考文獻[1]P510常用斜度值砂型一般選為鑄造斜度為3°，查參考文獻[1]P511對于砂型鑄造一般圓角半徑為R3[1]。 查參考文獻[3]P78表3-1，為砂型機械造型選取鑄件加工余量等級為F；查參考文獻[3]表3-3，P80根據(jù)毛坯加工面的基本尺寸選取鑄件機械加工余量； 查參考文獻[3]表3-6，P84根據(jù)鑄件的基本尺寸選取鑄件尺寸公差值[3]。 根據(jù)圓柱齒輪減速器機蓋和機座零件結構簡圖，分析可知，有以下一些加工表面： 1、主要平面：機座底面和對合面，機蓋的對合面和頂部方形孔、各凸臺面，軸承支撐孔的端面。 2、主要孔：主軸承支撐孔φ100 Ra2.5與軸承支撐孔φ80 Ra1.6。 3、其他加工部分主要有8個凹槽聯(lián)接孔、2個凸緣聯(lián)接孔、4個地角螺釘孔（其中兩個先加工成定位工藝孔）、2個銷釘孔、頂部方形面上6個螺紋孔，軸承端面共18個螺紋孔以及斜油標孔、油孔、油塞孔、2個起吊螺紋孔、起蓋螺釘孔。 圖3.1毛胚加工余量圖 機座結合面：平面度要求為0.025，表面粗糙度Ra1.6，毛坯加工余量為5。以機座底面為基準進行粗精加工。 表2-1粗精銑毛胚 工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um） 精 銑 1 IT8±0.036 170±0.036 Ra1.6 粗 銑 3.5 IT13±0.36 171.5±0.36 Ra6.3 毛 胚 5 ±1.5 175±1.5 ±1.5 底面安裝面：表面粗糙度Ra6.3，毛胚加工余量為5。以機座結合面毛坯為基準。 表2-2粗銑毛胚 工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um） 粗 銑 65 IT13±0.36 175±0.36 Ra6.3 毛 胚 5 ±1.5 180±1.5 ±1.5 軸承支撐孔φ100 Ra2.5 鏜削。 表2-3 鏜孔 工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um） 精 鏜 0.5 H7 φ100 Ra1.6 半精鏜 1.5 H10 φ99.5 Ra3.2 粗 鏜 3 H13 φ98 Ra6.3 毛 胚 5 ±1.5 φ95±1.5 ±1.5 輸入軸軸承端面加工：表面粗糙度Ra3.2，兩相對端面同時加工。 表2-4粗精銑軸承端面 工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um） 精 銑 2 IT9±0.14 170±0.14 Ra3.2 粗 銑 8 IT13±0.89 174±0.89 Ra6.3 毛 胚 10 ±2.0 190±2.0 ±2.0 輸出軸軸承端面加工：兩對軸承端面A與B垂直度要求為0.10mm，表面粗糙度要求為Ra1.6。 表2-5粗精銑軸承端面 工序名稱 加工余量（mm） 經(jīng)濟精度 工序尺寸 公 差（um） 精 銑 1 IT8±0.036 170±0.14 Ra1.6 粗 銑 3.5 IT13±0.55 174±0.89 Ra6.3 毛 胚 4.5 ±2.5 5190±2.0 ±2.5 3.2 設備和工藝裝備的選擇 在設計工序時，需要具體選定所用的機床、夾具、切削工具和量具。先具體各個工序裝備選擇如下： 工序Ⅰ： 銑機蓋機座結合面，以邊緣不加工面為粗基準。查參考文獻[2]P224表4-16，根據(jù)桿直刀徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X53K立式銑床；查參考文獻[2]P270表5-42，根據(jù)加工表面為大面積平面選擇套式面銑刀D=160mm,d=50mm,Z=16；查參考文獻[2]P287表6-7，根據(jù)工加面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；使用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅱ：銑底座側面。同工序Ⅰ一樣查參考文獻[2]P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X53K立式銑床；查參考文獻[2]P270表5-42，根據(jù)加工表面為小面積平面選擇套式面銑刀D=40mm,d=20mm,Z=8；查參考文獻[2]P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅲ：鉆孔并攻絲注油孔，吊耳孔，窺視孔端面螺孔，以結合面為精基準。查參考文獻[2]P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面選擇臥式車床；查參考文獻[2]P271表5-44，根據(jù)加工要求選擇，D=12mm,d=10mm,L=63mm鉆頭；查參考文獻[2]P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅳ：粗精銑下底面和精銑對合面，以結合面為粗基準，底面為精基準。查參考文獻[2]P224表4-16，根據(jù)刀桿直徑、主軸孔徑及主軸端面與工作臺面距離選擇X52K立式銑床；查參考文獻[2]P271表5-44，根據(jù)加工表面為頂面選取套式面銑刀，D=80mm,d=27mm,L=36mm；查參考文獻[2]P287表6-7，根據(jù)加工面為平面先選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-500mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅴ：加工結合面處兩銷錐孔和底面四個定位孔，以底面為定位基準，以輸出軸為粗基準。查參考文獻[2]P221表4-7，根據(jù)平旋盤最大加工外端面為400mm選擇T616立式鏜床；查參考文獻[4]P1064表4.3-63，根據(jù)加工表面的情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查參考文獻[2]P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅵ：粗精銑輸出軸和輸入軸端面，以底座四孔為定位基準。查參考文獻[2]P221表4-7，選擇X52K臥式銑床；查參考文獻[4]P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查參考文獻[2]P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-400mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅶ：鉆孔和攻絲輸出軸和輸入軸端面孔，以底座四孔為定位基準。查參考文獻[2]P214表4-8，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇C4163車床；；查參考文獻[4]P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鉆頭；查參考文獻[2]P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 工序Ⅷ：精加工輸出和輸入軸承孔，以底面和兩個錐銷孔為定位基準。查參考文獻[2]P221表4-7，根據(jù)最大加工孔徑及工作臺寬度，選擇T616臥式鏜床；查參考文獻[4]P1064表4.3-63，根據(jù)加工孔的大小情況頂選取硬質合金鏜刀，B=12，H=12,d=12；查參考文獻[2]P287表6-7，根據(jù)加工面為平面現(xiàn)選取量具為多用游標卡尺，測量范圍為0-200mm讀數(shù)值為0.05mm；采用專用夾具夾緊加工。 3.3 確定切削用量及時間定額 工序30：粗銑結合面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1) 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2) 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 （3.1） 按機床標準選取 （3.2） 當時 （3.3） 按機床標準選取 3) 計算工時 4) 切削工時：，，，則機動工時為 （3.4） 工序40：銑側底面端面 工步一：粗銑側底面端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1) 決定銑削深度 因為加工余量大，故分兩次走刀內銑完，則 2) 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 （3.5） 按機床標準選?。?450 （3.6） 當＝1450r/min時 （3.7） 按機床標準選取 3) 計算工時 切削工時：l=75 ，，則機動工時為 （3.8） 工步二：精銑側底面端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用 YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1) 決定銑削深度 此次是精加工，一次銑完，則 2) 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 （3.9） 按機床標準選取 （3.10） 當＝1450r/min時 （3.11） 按機床標準選取 1) 計算工時 2) 切削工時：l=75 ，，則機動工時為 （3.12) 工序50：鉆孔并攻絲注油孔M12 鉆M12螺紋孔底孔； 根據(jù)參考文獻[4]表查得：進給量,切削速度 ，切削深度 機床主軸轉速， 取 實際切削速度 被切削層長度： 刀具切入長度： （3.13） 刀具切出長度： 取 根據(jù)參考文獻[13]表可得： （3.14） 攻絲M12 選擇M12mm高速鋼機用絲錐 f等于工件螺紋的螺距p，即 按機床選取 基本工時： （3.15） 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.17min； 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.15min； 由表3.3-12得：測量工件時間為：0.04min； 所以輔助時間是T1=1.34 min T2=0.09×4=0.36min 則T總=T1+T2=1.80min 工序60：粗銑再精銑下底面和精銑結合面 工步一：粗銑下底面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 決定銑削深度 因為加工余量大，分粗精兩次加工完成 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 （3.16） 按機床標準選?。?50 （3.17） 當＝750r/min時 按機床標準選取 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 （3.18） 工步三：精銑結合面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1) 決定銑削深度 因為粗加工加工完畢后加工余量不大，一次加工完成 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 （3.19） 按機床標準選?。?50 （3.20） 當＝750r/min時 （3.21） 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 （3.22） 工序70：鉆結合面處兩錐銷孔Φ10 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)參考文獻[4]表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10 1) 進給量 取f=0.13mm/r 2) 切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3) 確定機床主軸轉速　　 ns== 955r/min （3.23） 與955r/min相近的機床轉速為1000r/min?，F(xiàn)選取=1000r/min。 所以實際切削速度 == （3.24） 4) 切削工時，按參考文獻[4]表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; t= ==0.355min （3.25) 式（3.25）說明了切削所需工時 工序80：粗銑在精銑輸出軸和輸入軸Φ100端面 查參考文獻[14]表2.4-73 刀具：硬質合金銑刀（面銑刀），材料：，D=68mm ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=1.75mm，所以銑削深度：=1.75mm。每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]表2.4-75，取，銑削速度：參照參考文獻[7]表30—34，取V=1.33m/s。 機床主軸轉速： （3.26） 式中：V—銑削速度； d—刀具直徑。 機床主軸轉速： 按照參考文獻[3]表3.1-74 實際銑削速度： （3.27） 進給量： 工作臺每分進給量：6.7mm/s×60=402mm/min ：根據(jù)參考文獻[7]表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 銑刀切入時?。? ， 銑刀切出時取： 根據(jù)參考文獻[2]表可得： =0.22min （3.28） 由表3.3-7得：操作機床時間為：0.83 min； 由表3.3-8得：測量工件時間為：0.14 min； T1=0.97min； 則T總=T1+T2 =1.19min。 工序90：鉆孔并攻絲輸出軸端面孔M10 鉆M10螺紋孔底孔Φ8； 根據(jù)參考文獻[4]表查得：進給量,切削速度，切削深度。 機床主軸轉速 （3.29） 取 實際切削速度 （3.30） 被切削層長度：； 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 根據(jù)參考文獻[13]表可得： =0.1min （3.31） 攻絲M10 選擇M10mm高速鋼機用絲錐 f等于工件螺紋的螺距p，即 （3.32） 按機床選取 基本工時： 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.12min； 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.18min； 由表3.3-12得：測量工件時間為：0.06min； 所以輔助時間是T1=1.36 min T2=0.09×4=0.36min； 則T總=T1+T2=1.72min。 工序100：精鏜輸出軸承孔孔φ100 工件材料：HT200、金屬型鑄造 加工要求：粗、半精鏜孔φ100H8，表面粗糙度為3.2um 機 床：T4163坐標鏜床 刀 具：刀具材料為硬質合金、YG8、刀桿尺寸為12mm×12mm，長度為500mm。 (一)計算切削用量： ① 粗鏜孔至φ98mm，單邊余量Z=1.5mm，=1mm,一次加工 確定進給量 查表3-13，P93參考文獻[13]，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù)T4163鏜床主軸進給量。取f=0.15mm/r 根據(jù)有關手冊，取V=100m/min則 （3.33） 查表4-7-1，P213參考文獻[2]。T4163坐標鏜床主軸轉速取 鏜削工時：查P299表7-1參考文獻[2]。 (3.34) ② 精鏜孔至φ100mm 一次加工 確定進給量 查表3-22，P101參考文獻[2] 根據(jù)鏜床主軸進給量取f=0.10mm/r 查表3-19，P98參考文獻[2]。V=1.333-1.83m/min,取V=1.8m/s。 則 (3.35) 根據(jù)T4163主軸轉速 工時定額 P299，表7-1參考文獻[2]。 21 單級減速機箱體和箱蓋工藝工裝設計 4 夾具設計 4.1 夾具的設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 專用夾具是為某工序而特定設計制造的夾具。它優(yōu)點是針對性強，結構簡單，剛性好，操作容易，裝夾容易，生產(chǎn)率高。缺點是設計周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代后往往不能繼續(xù)使用，適應性差；費用較高。 機床夾具一般由功能相互獨立而又相互聯(lián)系的以下六部分組成：1.定位元件或定位裝置。如支承釘、定位鍵、定位銷等。2.夾緊元件或夾緊裝置，它一般由動力裝置（油缸、汽缸等）、中間傳力機構和夾緊元件（壓板、鉤板等）組成。3.對刀或引導元件，它是保證夾具相對刀具的正確的位置，如對刀塊、鉆套、鏜套等。4.夾具體，它與機床有關部件相連接，以確定夾具相對于機床的位置。5.連接元件，確定夾具在機床上的正確位置，如定位鍵、定位銷、螺釘、螺栓等。6.其它元件或裝置，適用于有特殊要求的元件，如分度裝置、上下料裝置等[5]。 設計圓柱齒輪減速器機座加工工藝及鏜φ100孔的專用夾具，夾具用于T616臥式銑床，刀具為硬質合金銑刀。 工件的定位原理 自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在生產(chǎn)中，為了調整和控制不可避免產(chǎn)生的應力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。 （1）以工件的平面為基準進行定位時，常采用擋鐵、支撐釘進行定位 （2）工件以圓孔內表面為基準進行定位時常采用銷定位器 （3）工件以圓柱外表面為基準進行定位時常采用V形鐵定位器 （4）利用以定位工件的輪廓對被定位工件進行定位可采用樣板定位器 “減速箱體”支撐板和兩側面定為擋板。底面兩個支承釘限制了Z方向的移動自由度與X方向的轉動，擋板上的支承釘限制了Y方向移動以及繞Y、Z軸的轉動，圓銷限制了YZ兩個方向的移動，螺旋夾緊器機構夾緊，共限制了6個自由度。 4.2 夾緊裝置的組成及設計要求 夾緊工件的方式是多種多樣的，因而夾緊裝置的結構也是千變萬化的。夾緊裝置一般分為簡單夾緊裝置與復合夾緊裝置兩類。夾緊裝置一般由以下三大部分組成： 4.2.1 動力源 在夾具中產(chǎn)生原始作用力的機構稱為動力源。有手動與機動兩類，由于加工工件不大所以本夾具采用手動夾緊[7]。 4.2.2 中間傳力機構 它是將動力源產(chǎn)生的原始作用力傳遞給夾緊元件的機構稱為傳力機構。有螺旋機構、鉸鏈機構、偏心機構等。本夾具采用螺旋機構。 4.2.3 夾緊元件 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。它通過與工件被夾表面直接接觸來實現(xiàn)夾緊的功能，如壓板、壓頭等。本夾具采用移動壓板。 移動壓板的計算如圖： 圖4.1 夾緊夾具 裝上工件后，用移動壓板壓緊，需要卸工件時松開螺釘把移動壓板往后拉就行，移動壓板的行程是40。 4.3 切削力與夾緊力的計算 4.3.1 切削力的計算 刀具材料為：硬質合金 鏜削力的計算：見表1-2-3，P32《機床夾具設計手冊》。 修正系數(shù) S — 每轉進給量 t — 切削深度 V — 切削速度 表1-2-4 ，P33參考文獻[8] 在 （4.1） 在 （4.2） 在 （4.3） 查表1-2-6中參考文獻[8]P33[8]。 表4-1 刀具 主偏角 1.0 1.0 1.0 前角 1.0 1.0 1.0 刀傾角 1.0 1.0 1.0 刀尖圓弧半徑 r=0.5mm 0.87 0.66 1.0 鏜削力： 圓周力： （4.4） 軸向力： （4.5） 徑向力： （4.6） 4.3.2 夾緊力的確定 確定一個機構的夾緊力,即確定夾緊力的大小,方向和作用點。它必須通過綜合分析工件的結構特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工過程中所受外力來確定。 (1)確定夾緊力作用方向原則 夾緊力的作用方向不僅影響工件的加工精度，而且還影響工件夾緊的實際效果。0確定夾緊力方向應考慮以下三點：一是夾緊力的作用方向不應破壞工件的即定位置；二是夾緊力的作用方向應使夾緊力盡可能最小。 本夾具作用方向為向下。 (2)確定夾緊力作用點的原則 夾緊力作用點是夾緊元件與工件接觸點處的面積。確定夾緊力作用點是指夾緊力方向已經(jīng)確定后，來確定作用點的位置、數(shù)目及面積。 本夾具的作用點為兩個點。 (3)夾緊力大小的確定 夾緊力的大小關系到夾具使用的可靠性、安全性及工件的變形量。夾緊力過小加工過程中工件位置將發(fā)生變動，夾緊力過大將使將使工件產(chǎn)生變形。因此也不能過大。 一套夾具的實際所需夾緊力的計算是一個很復雜的問題，為了簡化計算，一般只考慮切削力對夾緊力的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過程是連續(xù)穩(wěn)定的。 根據(jù)靜力平衡原理計算出理論夾緊力W，在乘上安全系數(shù) K即的實際夾緊力數(shù)值。 在計算夾緊力時,必須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù)，其中為1.5—2 —粗加工取1.2，精加工取1 —刀具鈍化系數(shù)；取1.1—1.3 —斷續(xù)切削系數(shù)，連續(xù)取1 則粗加工安全系數(shù)K=1.2×1.7×1.2×1=2.45 方向所需夾緊力 （4.7） 方向所需夾緊力 （4.8） 方向所需夾緊力 （4.9） 則 W（即為運動方向所需夾緊力總和） 4.4 定位誤差的分析與計算 由于工件定位所造成的加工面相對其工序基準的位置誤差簡稱定位誤差，以表示。對夾具設計中采用的某一定位方案,只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的1/3,或滿足前述,見參考文獻[6]P163；即可認為該定位方案符合加工精度的要求.在加工時夾具相對刀具及切削成形運動的位置經(jīng)調整后不在變動，因此可以認為加工面