GJ137-蜗轮减速箱体工艺及粗镗Ф52H8夹具设计
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机械制造工程学课程设计任务书设计题目 机械加工工艺规程及其夹具设计 指导教师 宁辰校 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械L145班 学生姓名 程恒超 学号 14L0551112 一、课程设计的目的和基本要求通过课程设计,使学生综合运用所学知识和机械制造工程的基本理论,分析和解决零件在加工中的定位、夹紧、合理安排机械加工工艺路线、确定工序余量及工序尺寸等问题,设计的夹具结构合理,能够保证加工质量,尽可能做到高效、省力、经济合理,学会使用手册图书资料,检索有用信息,设计说明书的编写培养学生的文字表述能力。二、课程设计的内容根据所给零件图纸要求,针对一般机械加工企业的加工条件,按照中批生产拟定其机械加工工艺规程,设计指定工序的专用机床夹具。主要完成以下内容:(1)毛坯图设计,绘制毛坯图图纸一张。(2)制订指定工件机械加工工艺规程,填写其工艺过程卡及指定工序的工序卡一套。(3)设计指定工序专用夹具及其主要零件。具体要求为,绘制机床夹具总装配图图纸一张,13个零件图。(4)撰写设计计算说明书一份,不少于8000字。三、课程设计进度安排本课程设计用三周时间完成。各部分所占时间分配大致如下:(1)明确任务,熟悉零件图,对零件进行工艺分析,绘制毛坯图 (2天) (2)选择加工方案,确定工艺过程,填写工艺文件 (2 天) (3)机床夹具设计,绘制总装配图、零件图(8天)(4)编写设计计算说明书(2天)(5)答辩(1天)四、课程设计教材及主要参考资料1 尹成湖,李保章,杜金萍,主编. 机械制造技术基础课程设计. 北京:高等教育 出版社,20092 方若愚等编.金属机械加工工艺人员手册.上海:上海科学技术出版社,19813 东北重机学院等编.机床夹具设计手册. 上海:上海科学技术出版社,19794 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导.北京:冶金工业出版社,20025 孟少农主编.机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,1991 6 龚安定等编. 机床夹具设计.西安:西安交通大学出版社,1991机 械 加 工 工 序 卡 片共 1 张第 1 张产品代号零部件代号零(部)件名称工 序 号50设 备材 料名称镗床名称HT200型号T68硬度夹具名称、编号刀具量具辅具名称规格名称名称规格名称硬质合金镗刀游标卡尺技术等级工 时 定 额班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时 间辅助时 间单件时间15.430.810.4工步号工 步 名 称 及 内 容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双行程数切速走刀次数1粗镗52H852.2391.80.258013.61编制设计审核批准描图校对机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号共 2 页产品名称箱体一零件名称第 1 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工 序名 称工 序 内 容车间工段设备工艺装备(夹具、刀具)工时准终单件51015202530354045铸造热处理上底漆精铣精铣精铣精铣精铣精车清除浇冒口人工时效,消除内应力清砂,上底漆精铣A基准面,尺寸5到尺寸,尺寸159留余量精铣A基准面的对面,尺寸159到尺寸精铣C基准面,尺寸245到尺寸精铣尺寸235到尺寸精铣80端面,尺寸400到尺寸精车185H8、310到尺寸铣床夹具铣床夹具铣床夹具铣床夹具铣床夹具车床夹具A基准的对面、尺寸235下底面、C基准面A基准面、尺寸235下底面、C基准面A基准面、尺寸235下底面、185H8A基准面、C基准面、185H8A基准面、C基准面、185H8A基准面、尺寸235底面、C基准面描图校图底图号装订号编制审核会签机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号共 2 页产品名称箱体一零件名称第 2 页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工 序名 称工 序 内 容车间工段设备工艺装备(夹具、刀具)工时准终单件505560657075808590粗镗粗镗精镗精镗铣面钻孔、攻丝钻孔、攻丝钻孔、攻丝钻孔、攻丝粗镗52H8,留余量粗镗82、50H8,留余量粗镗82、50H8,留余量精镗82、50H8到尺寸铣距C基准面100mm处的面,到尺寸钻A向图中6-M6、8-M6、4-M8螺纹底孔、攻丝钻A基准面中6-M12、E向图中8-M6螺纹底孔、攻丝钻C向图中6-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝钻C向图中6-M6、4-M6螺纹底孔、攻丝镗床夹具镗床夹具镗床夹具镗床夹具铣床夹具钻床夹具钻床夹具钻床夹具钻床夹具A基准面、C基准面、185H8A基准面、185H8、C基准面A基准面、185H8、50H8A基准面、185H8、52H8A基准面、185H8、50H8A基准面、185H8、50H8A基准面、185H8、50H8A基准面、185H8、50H8A基准面、185H8、50H8描图校图底图号装订号编制审核会签机械制造工程学课程设计题 目: 箱体加工工艺及粗镗52H8夹具设计 学生姓名: 程恒超 学 号: 14L0551112 学 院: 机械工程学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 机械L145班 指导教师: 宁辰校 2017年11月目 录一 绪论11.1 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求11.2 夹具的设计1二 零件的分析22.1 箱体零件的功用和结构特点22.2 箱体零件图样分析22.3 箱体零件工艺分析32.4 箱体零件的主要技术要求42.5 主要设计内容5三 工艺规程设计73.1 减速箱箱体加工的主要问题和加工工艺过程设计所应采取的相应措施73.2 减速箱体加工定位基准的选择73.3 制定箱体的工艺路线83.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定11四 粗镗52H8孔夹具设计284.1专用夹具的提出284.2 夹具的定位方案284.3 夹具的夹紧方案294.4导向元件的设计304.5夹具体的设计314.6装配图的设计32结 论33参 考 文 献34一 绪论1.1 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分,是直接生产过程。它是用金属切削刀具或者磨料工具加工零件,使零件达到要求的形状、尺寸和表面粗糙度。因此机械制造加工工艺主要是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质,成为具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。对于加工工艺的编制主要是对其加工工序的确定。对机械加工工艺规程的基本要求可以总结为质量、生产率和经济性三个方面。这三者虽然有时候有矛盾,但是要把它们协调处理好,就成为一个整体。在编制工艺规程的时候要在保证质量的前提下,尽可能的降低成本。因此,好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性的统一表现。1.2 夹具的设计制造业中广泛应用的夹具,是产品制造个工艺阶段中十分重要的工艺装备之一,生产中所使用夹具的质量、工作效率及夹具的使用的可靠性,都对产品加工质量及生产效率有着决定性的影响。机床夹具一般都由定位装置、夹紧装置及其它元件组装在一个基础元件(夹具体)上而形成的。由于各类机床的加工工艺特点、夹具和机床的连接方式等不尽相同,因此每一类机床夹具在总体结构和所需元等方面都有自己的特点,但设计的步骤和方法则基本相同。0二 零件的分析2.1 箱体零件的功用和结构特点箱体是机器的基础零件,它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体,并保持正确的相互位置,以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。箱体的种类很多,其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处,其结构特点是:外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体,又分成整体式和组合式两种。结构形状比较复杂。内部常为空腔形,某些部位有“隔墙”,箱体壁薄且厚薄不均。箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。箱体上的加工面,主要是大量的平面,此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。2.2 箱体零件图样分析箱体零件图样如下图2.1所示:孔轴心线与孔轴心线对基准平面A的平行度公差为0.05mm。底面对前面及右面垂直度公差均为0.05mm.。孔轴心线对前面的垂直度公差为0.05mm。两孔轴心线平行度公差为0.05mm。孔与孔两垂直孔的孔距。孔与孔两垂直孔的孔距。两孔的孔距。图2.1 箱体零件图2.3 箱体零件工艺分析此零件为减速箱箱体,其重要加工表面和次要表面如图3.1中1个、2个、2个、C、D及如图3.1表面A、B。设计合理的加工方法,工序数量和顺序,应考虑以下的关系:零件成形的内在联系:本箱体的材料为HT200,所以采用铸造。机械加工中的安排原则与零件的材料、种类、结构形状,尺寸大小,精度高低相关联。从图纸上可以看出此箱体的主要的加工面有:如图3.1中1个、2个、2个、C、D及如图3.1表面A、B。零件加工质量的内在联系在加工阶段划分中,粗、精加工阶段顺序分开,其目的在于对主要表面能及时发现毛坯的气孔、缩孔、疏松等缺陷。避免后续工序加工的浪费;粗、精加工由于其加工目的不同,切削用量选取的原则各异,其切削力、切削热和切削功率也不同。对加工中的主要表面和次要表面为保证主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工中的影响,也应划分加工阶段和工序。此箱体的三大部分应先加工结合面,经过装配,然后加工重要的孔。如图3.1先粗加工减速箱盖的表面B,在以此表面为粗基准来加工减速箱盖的表面A。在减速箱座中,先加工并以此为基准来加工减速箱座的表面D、C及其它孔。零件加工成本的内在联系:机械加工工艺过程中的设计应该考虑工厂的优势。尽量做到:机械加工工艺过程投入最小,物力消耗最低。零件加工生产率的内在联系机械加工工艺过程设计中采用工序集中还是工序分散原则;各工序的工时定额是否符合生产节拍,是否合理的采用了高生产率的工艺方法等。综上所述主要保证以下精度:在加工前,安排划线工艺是为了保证工件壁厚均匀,并及时发现铸件的缺陷减少废品。与孔两垂直孔的孔距,可采用装心轴的方法检测。孔与孔两垂直孔的孔距,可采用装心轴的方法检测。两孔的孔距。可采用装心轴的方法检测。孔轴心线与孔轴心线的平行度0.05mm,可采用一次装夹来保证。C面与A、D面的垂直度0.05mm可由专用夹具或装夹中机床的精度保证。孔轴线与A面的垂直度0.05mm可由专用夹具或装夹中机床的精度保证。两孔轴线的平行度可采用采用一次装夹来保证。2.4 箱体零件的主要技术要求箱体类零件的精度要求较高,从零件图可归纳以下五项精度要求。孔径精度孔径的尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔配合不良。装轴承的孔不圆,也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳动。主要孔的尺寸精度约为IT8级,可由镗保证。孔和平面的位置精度一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求,他们决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。为减少刮研工作量,一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上只允许主轴前端向上和向前偏。主要平面的精度装配基面的平面度误差影响主轴箱与床身连接时的接触刚度。若在加工过程中作为定位基准时,还会影响轴孔的加工精度。因此规定底面和导向面必须平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等级为5级。表面粗糙度重要孔和主要表面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度,其具体要求一般用Ra值来评价。主要孔为Ra3.2m,其它各纵向孔为Ra6.3m,装配基准面和定位基准面为Ra6.3m,其它平面为Ra12.5m。毛坯铸造时,应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力,应使箱体壁厚尽量均匀,箱体铸造后应安排退火或时效处理工序。2.5 主要设计内容本课题的基本内容是减速箱体的加工工艺过程与夹具设计,要研究的主要内容有:分析零件图在设计开始时,我们应认真分析零件图,了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求,对箱体零件的每一个细节都应仔细分析,如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度,特别是要注意箱体零件的各孔系自身的精度(同轴度、圆度、粗糙度等)和它们的相互位置精度(轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求),箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键,必须弄清箱体零件的每一个尺寸。我们采用AutoCAD软件绘制零件图,一方面增加对零件的了解认识,另一方面增加我们对CAD软件的熟悉。工艺分析箱体零件的工艺分析是整个设计的重点内容,在设计过程中,我们必须根据批量等严格地选择毛坯、拟定工艺路线(注意:基准选择、定位、夹紧等问题)、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额和每一步的工时以及分析定位误差,为了与实际加工相吻合,我们还必须对加工设备、切削用量、加工方法等进行选择和设计,这个阶段内容较多,涉及的范围也较广。为了设计的参数合理,我们必须广泛的查阅相关的书籍,达到设计的合理性和实用性。设计两套专用夹具在设计夹具的过程中,主要要考虑的问题有:基准选择:在选择基准的时候,要注意区分粗基准与精基准以及要了解基准的选择原则,同时要知道基准的选择既要满足选择原则,同时还要方便定位和夹紧,以免引起不必要的加工误差,在基准选择完之后就要考虑用什么元件进行定位。限制的自由度:在装夹的过程中,要注意自由度的限制,必须做到准确的定位,不能出现欠定位或过定位。夹紧机构:设计夹紧机构时必须计算分析夹紧力和切削力,不能出现夹紧力过小而使工件在切削的过程中出现松动而影响精度,也不能出现因夹紧力过大而使工件变形影响工件质量。同时,还要根据零件生产批量和生产率的考虑来选择夹紧方式(手动、气动或液压夹紧)。夹具的用途:为了工件定位准确和夹紧的快速,提高效率和降低工人的劳动强度,提高箱体零件加工精度和安装找正方便,我们要采用专用的铣床夹具和镗床夹具。同时,因为铣床夹具有T形槽、镗床夹具有镗模等特殊结构,因此还要考虑夹具与机床的匹配,即机床的工作台尺寸和结构能否满足夹具的安装。在夹具设计过程中,我们统一采用以底面为主要定位面来进行加工,因为我们未专门学习过夹具的设计和计算,所以工件量大大地增加了,只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算,所以夹具的设计是整个设计的重点,也是一个难点。夹具的设计必须要保证夹具的准确定位和机构合理,考虑夹具的定位误差和安装误差。我将通过对工件与夹具的认真分析,结合一些夹具的具体设计事例,查阅相关的夹具设计资料,联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题。35三 工艺规程设计3.1 箱体加工的主要问题和加工工艺过程设计所应采取的相应措施箱体类零件的主要加工部分是平面和孔系。一般来说,保证平面的加工精度要求比保证孔的加工精度要求容易,因此对于箱体来说:加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度以及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。孔和平面的加工顺序箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则,即先加工箱体上的基准平面,再以基准平面定位加工其他平面,然后再加工孔系。因为面的面积较大,用面定位可以确保定位可靠,夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次先加工表面可以切去铸件表面的凹凸不平,为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀具的调整,也有利于保护刀具。孔系加工方案的选择箱体孔系的加工方案,应该选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素,在满足精度要求以及生产率的条件下,应该选用价格比较低的机床。3.2 减速箱体加工定位基准的选择粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:保证各主要孔的加工余量均匀;保证端面的加工余量均匀。精基准的选择从保证箱体面与孔,孔与孔,面与面之间的位置关系考虑,精基准面的选择应能保证箱体在整个加工过程中基本上都能用统一基准定位。综上在本零件图中先以其B面为粗基准来加工表面A,然后再以表面A为精基准来加工其上面的孔。再以A、B面定位加工孔。以A面和孔定位加工其它表面和孔。其粗、精基准如图3.1所示。图3.1 箱体零件图粗、精基准3.3 制定箱体的工艺路线对于大量生产的零件,一般是首先加工出统一的定位基准。粗、精基准的选择前面已做介绍。后续工序安排应当遵循先粗后精、粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。根据以上分析过程,现将箱体加工工艺路线确定如下2种方案:方案一:工序号 工序名称1 铸造2 清砂3 热处理(人工时效处理)4 涂红色防锈底漆5 划线(划、孔轴心线,A、B平面加工线)6 粗铣箱体表面A7 精铣箱体表面A8 粗铣箱体表面B9 粗铣箱体表面D10 粗铣箱体表面C11 精铣箱体表面B12 精铣箱体表面D13 精铣箱体表面C14 粗镗15 粗镗孔、孔16 粗镗孔17 精镗18 精镗孔、孔19 精镗孔20 划线(划两处8M6、4M6、6M6,一处6M12、4M8配作孔加工线)21 钻一处6M12、6M6、4M8孔,两处8M6孔工步:钻6-M12深12底孔钻4-M8-7H底孔6M6深12底孔22 钻两处8M6孔23 攻丝工步:攻丝(6-M12深12)攻丝(4-M8-7H)攻丝(6-M6深12)24 攻丝25 钻一处6M6,两处4M6(C向)工步:钻6-M6底孔钻4-M6底孔26 攻丝工步:攻丝(6-M6)攻丝(4-M6)27 钻(修毛刺)28 煤油渗漏实验29 按图样检查工件各部尺寸及精度30 清洗、终检以及入库方案二:工序号 工序名称1 铸造2 清砂3 热处理(人工时效处理)4 涂红色防锈底漆5 划线(划、孔轴心线,A、B平面加工线)6 粗、精铣箱体表面A工步:粗铣精铣7 粗铣箱体表面B8 粗铣箱体表面D9 粗铣箱体表面C10 粗镗11 粗镗、孔12 粗镗孔13 精铣箱体表面B14 精铣箱体表面D15 精铣箱体表面C16 精镗17 精镗、孔18 精镗孔19 划线(划两处8M6、4M6、6M6,一处6M12、4M8配作孔加工线)20 钻一处6M12、6M6、4M8孔,两处8M6孔工步:钻6-M12深12底孔钻4-M8-7H底孔6M6深12底孔21 并攻丝攻丝(6-M12深12)攻丝(4-M8-7H)攻丝(6M6深12)22 钻两处8M6孔底孔23 攻丝(8M6深12)24 钻一处6M6,两处4M6(C向)工步:钻6-M6底孔钻4-M6底孔25 并攻丝攻丝(6-M6)攻丝(4-M6)26 钻(修毛刺)27 煤油渗漏实验28 按图样检查工件各部尺寸及精度29 清洗、终检以及入库两种方案的比较与分析:由以上两种方案的分析与比较可得:方案一的工序比较集中。由于在本设计中采用铸造毛坯,大批量生产,工序集中有利于保证各加工面间的相互位置精度要求,有利于采用高生产率机床,节省装夹工件的时间,减少工件的半动次数。因此采用工序集中的方案二。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据生产纲领和零件结构选择毛坯:零件毛坯材料选择为HT200,硬度HB187225,抗拉强度320,生产类型为大量生产,采用铸造毛坯。表面的加工余量:表面A:粗铣表面A:参照文献3表6-28,其余量值规定为3.0mm精铣表面A:参照文献3表6-30,其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为: 毛坯的名义尺寸为: 毛坯最小尺寸为: 毛坯最大尺寸为: 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同:表面B:粗铣表面B:参照文献3表6-28,其余量值规定为3.0mm精铣表面B:参照文献3表6-30,其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为: 毛坯的名义尺寸为: 毛坯最小尺寸为: 毛坯最大尺寸为: 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同:表面C:粗铣表面C:参照文献3表6-28,其余量值规定为2.0mm精铣表面C:参照文献3表6-30,其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为零件基本尺寸为: 毛坯的名义尺寸为: 毛坯最小尺寸为: 毛坯最大尺寸为: 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同:表面D:粗铣表面D:参照文献3表6-28,其余量值规定为2.0mm精铣表面D:参照文献3表6-30,其余量值规定为1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为参照文献4表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT12,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为。零件基本尺寸为: 毛坯的名义尺寸为: 毛坯最小尺寸为: 毛坯最大尺寸为: 铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同:镗孔的加工余量:的加工余量:粗镗表面:参照文献3表6-22,其余量值规定为0.3mm精镗表面:参照文献3表6-22,其余量值规定为0.1mm铸造件的机械加工余量参照文献4表2.35,其单边余量规定为:1.5mm。铸件尺寸公差等级选用IT8,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为2.5mm。零件基本尺寸为: 185mm毛坯的名义尺寸为: 毛坯最小尺寸为: 毛坯最大尺寸为: 精镗后的尺寸应与图纸要求尺寸相同:的加工余量:粗镗表面:参照文献3表6-22,其余量值规定为0.3mm精镗表面:参照文献3表6-22,其余量值规定为0.1mm铸造件的机械加工余量参照文献4表2.35,其单边余量规定为:1.5mm。铸件尺寸公差等级选用IT9,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为2.0mm。零件基本尺寸为: 50mm毛坯的名义尺寸为:毛坯最小尺寸为: 毛坯最大尺寸为: 精镗后的尺寸应与图纸要求尺寸相同:的加工余量:粗镗表面:参照文献3表6-22,其余量值规定为0.3mm精镗表面:参照文献3表6-22,其余量值规定为0.1mm铸造件的机械加工余量参照文献4表2.35,其单边余量规定为:1.5mm。铸件尺寸公差等级选用IT9,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为2.0mm。零件基本尺寸为: 52mm毛坯的名义尺寸为:毛坯最小尺寸为: 毛坯最大尺寸为: 精镗后的尺寸应与图纸要求尺寸相同:钻孔的加工余量:6-M127H加工余量:毛坯为实心。参照文献3表6-51,现确定螺孔加工余量为:钻孔: ,攻丝: M127H4-M87H加工余量:毛坯为实心。参照文献3表6-51,现确定螺孔加工余量为:钻孔: ,攻丝: M87H4-M6深12加工余量:毛坯为实心。参照文献3表6-51,现确定螺孔加工余量为:钻孔: ,攻丝: M6深126-M6深12、8-M6深12加工余量与4-M6深12加工余量相同。3.5 确定切削用量及基本工时(机动时间)粗铣表面A:所选刀具如表3.1表3.1 机床XE755机床型号工作台面积 (长X宽)mm纵向行程横向行程主轴转速r/min工作台进给量XE75550020001400mm500mm251250141250mm/min刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数铣削深度:每齿进给量:参照文献4表2.4-73,取铣削速度:参照文献4表2.4-81,取机床主轴转速: 式(3.1) 取 实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量:参照文献4表2.4-81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 式(3.2)精铣表面A:此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度:每齿进给量:参照文献4表2.4-73,取铣削速度:参照文献4表2.4-81,取根据式(3.1)机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量:参照文献4表2.4-81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1根据式(3.2)机动时间: 粗铣表面B:此次的机床与刀具与前面相同。由于B面A面粗糙度、长度相同故其切削用量及基本工时与粗铣表面A相同粗铣表面D:此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度:每齿进给量:参照文献4表2.4-73,取铣削速度:参照文献4表2.4-81,取根据式(3.1)机床主轴转速:,就取=实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量:参照文献4表2.4-81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1根据式(3.2)机动时间:粗铣箱体表面C此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度:每齿进给量:参照文献4表2.4-73,取铣削速度:参照文献4表2.4-81,取根据式(3.1)机床主轴转速:,就取实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量:参照文献4表2.4-81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1根据式(3.2)机动时间: 精铣箱体表面B此次的机床与刀具与前面相同。由于B面A面粗糙度、长度相同故其切削用量及基本工时与精铣表面A相同精铣表面D:此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度:每齿进给量:参照文献4表2.4-73,取铣削速度:参照文献4表2.4-81,取根据式(3.1)机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量:参照文献4表2.4-81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1根据式(3.2)机动时间: 精铣表面C:此次的机床与刀具与前面相同。铣削深度:每齿进给量:参照文献4表2.4-73,取铣削速度:参照文献4表2.4-81,取根据式(3.1)机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量: 工作台每分进给量:参照文献4表2.4-81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知:当时:刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1根据式(3.2)机动时间: 镗孔的切削用量与基本工时:参照文献4表3.1-40选择卧式镗床T68,其最大的加工孔径:240mm。工作台最大移动距离纵向为1140mm,横向为850mm。主轴转速级数为18级。主轴转速范围为20至1000(r/min)。从表2.4-66选择刀具选择硬质合金镗刀。参照文献4得镗孔工时计算公式为: = 式(3.3) 式(3.4) 粗镗:查文献4表2.4-66:切削深度=2.0mm,进给量f=0.32mm/r。查文献4表3.1-41转速n=80r/min,切削速度,因此: 根据式(3.3)得:精镗:查文献4表2.4-66:切削深度=0.1mm,进给量f=0.16mm/r。查文献4表3.1-41转速n=200r/min,切削速度,因此 根据式(3.3)得:粗镗:查表2.4-66:切削深度=1.8mm,进给量f=0.25mm/r。查表3.1-41转速n=50r/min,切削速度,因此: 由于是两个孔所以是精镗:查表2.4-66:切削深度=0.1mm,进给量f=0.15mm/r。查表3.1-41转速n=250r/min,切削速度,因此: 由于是两个孔所以是粗镗:查文献4表2.4-66:切削深度=1.8mm,进给量f=0.25mm/r。查文献4表3.1-41转速n=80r/min,切削速度,因此: 精镗:查文献4表2.4-66:切削深度=0.1mm,进给量f=0.15mm/r。查文献4表3.1-41转速n=250r/min=4,切削速度,因此: 粗镗:查文献4表2.4-66:切削深度=1.8mm,进给量f=0.25mm/r。查文献4表3.1-41转速n=50r/min,切削速度,因此: 由于是两个孔所以是精镗:查文献4表2.4-66:切削深度=0.1mm,进给量f=0.15mm/r。查文献4表3.1-41转速n=250r/min,切削速度,因此: 由于是两个孔所以是钻孔的切削用量与基本工时:参照文献4表3.1-30选择摇臂钻床Z3025如下表3.2。表3.2 Z3025机床型号最大钻孔直径主轴最大行程主轴转速范围主轴进给量范围Z302525mm250mm50-2500r/min0.05-1.6min/r钻6-M12-7H的底孔:刀具:参照文献4表4.3-7 直柄麻花钻(GB1436-85)第一系列其麻花钻参数如表3.3 表3.3 直柄麻花钻d10.2l133l87切削深度:进给量:参照文献4表2.4-39,取切削速度:参照文献4表2.4-68,V=根据式(3.1)机床主轴转速 :,取实际切削速度:被切削层长度:根据式(3.5)刀具切入长度: 式(3.5)刀具切出长度:走刀次数为1根据式(3.6)机动时间: 式(3.6)攻丝6-M12-7H螺纹孔:机床:组合攻丝机参照文献4表4.6-4选择刀具:细柄机用和手用丝锥(GB3464-83)其参数如表3.4。表3.4 细柄机用和手用丝锥d12L89l29进给量:由于其螺距,因此进给量切削速度:参照文献4表2.4-105,取根据式(3.1)机床主轴转速:,取实际切削速度: 被切削层长度:根据式(3.5)刀具切入长度:根据式(3.5)刀具切出长度:走刀次数为1根据式(3.6)机动时间:。钻4-M8-7H的底孔:刀具:参照文献4表4.3-7直柄麻花钻(GB1436-85)第一系列其麻花钻参数如表3.5表3.5 直柄麻花钻d6.7l101l63切削深度:进给量:参照文献4表2.4-39,取切削速度:参照文献4表2.4-68,V=根据式(3.1)机床主轴转速 :,取实际切削速度:被切削层长度:根据式(3.5)刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1根据式(3.6)机动时间:攻丝4-M8-7H螺纹孔:机床:组合攻丝机参照文献4表4.6-4选择刀具:细柄机用和手用丝锥(GB3464-83)其参数如表3.6。表3.6 细柄机用和手用丝锥d8L72l22进给量: ,因此进给量切削速度:参照文献4表2.4-105,取根据式(3.1)机床主轴转速:,取实际切削速度:被切削层长度:根据式(3.5)刀具切入长度:根据式(3.5)刀具切出长度:走刀次数为1根据式(3.6)机动时间:钻4-M6,8-M6,6-M6(深12)的底孔:刀具:参照文献4表4.3-7 直柄麻花钻(GB1436-85)第一系列其麻花钻参数如表3.7。表3.7 直柄麻花钻d5l86l52切削深度:进给量:参照文献4表2.4-39,取切削速度:参照文献4表2.4-68,V=根据式(3.1)机床主轴转速:,取实际切削速度: 根据式(3.5)刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1攻丝4-M6,8-M6,6-M6(深12)螺纹孔:机床:组合攻丝机参照文献4表4.6-4选择刀具:细柄机用和手用丝锥(GB3464-83)其参数如表3.8。表3.8 细柄机用和手用丝锥d6L72l22进给量: ,因此进给量切削速度:参照文献4表2.4-105,取根据式(3.1)机床主轴转速:,取实际切削速度: 被切削层长度:根据式(3.5)刀具切入长度:根据式(3.5)刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:钻4-M6、6-M6(C向)的底孔:刀具:参照文献4表4.3-7 直柄麻花钻(GB1436-85)第一系列其麻花钻参数如表3.9。表3.9 直柄麻花钻d5l86l52切削深度:进给量:参照文献4表2.4-39,取切削速度:参照文献4表2.4-68,V=根据式(3.1)机床主轴转速 :,取实际切削速度: 被切削层长度:根据式(3.5)刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1攻丝4-M6,6-M6(C向)螺纹孔:机床:组合攻丝机参照文献4表4.6-4选择刀具:细柄机用和手用丝锥(GB3464-83)其参数如表3.10。表3.10 细柄机用和手用丝锥d6L72l22进给量: ,因此进给量切削速度:参照文献4表2.4-105,取根据式(3.1)机床主轴转速:,取实际切削速度: 被切削层长度:根据式(3.5)刀具切入长度:根据式(3.5)刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:四 粗镗52H8孔夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。由指导老师的分配,决定设计粗镗52H8孔专用夹具。4.1专用夹具的提出本夹具主要用于粗镗52H8,粗糙度为Ra6.3,精度要求不高,故设计夹具时主要考虑如何提高生产效率,降低劳动强度。4.2 夹具的定位方案一:选择定位方案选择已加工好的360端面和310孔及工件一侧来定位,所以相应的夹具上的定位元件应是定位销和A型固定式定位销。因此进行定位元件的设计主要是定位销和A型固定式定位销。1、 360端面与定位销相配合,限制三个自由度,即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。2、 310孔与定位销相配合,限制两个自由度,即Y轴移动和Z轴移动。3、 工件一侧与A型固定式定位销相配合,限制一个自由度,即X轴转动。工件六个自由度被完全限制,属于完全定位,故设计合理。二:分析计算定位误差1、 基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量,称为基准位移误差,用表示。工件以19右端面、19孔、工件内环和右端面来定位,铣二三档变速叉叉口两侧面,如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致,做无间隙配合,即孔的中心线与轴的中心线位置重合,则不存在因定位引起的误差。但实际上,轴和工件内孔都有制造误差,于是工件套在轴上必然会有间隙,孔的中心线与轴的中心线位置不重合,导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差,其变动量即为最大配合间隙。按下式计算 式中 基准位移误差,mm 孔的最大直径,mm 轴的最小直径,mm =0.054mm2、 基准不重合误差 加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上,但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量,称为基准不重合误差,用表示。基准不重合误差为= 式中 基准不重合误差,mm 工件的最大外圆面积直径公差,mm =4.3 夹具的夹紧方案一:选择夹紧方案在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为镗床夹具选择由定位销、快换垫圈和带肩螺母组成夹紧机构夹紧工件。本工序为镗削余量小,镗削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。二:切削力和夹紧力的计算查表4得切削力计算公式:式中,f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夹紧力,查表5得,安全系数K=式中为各种因素的安全系数,查表得:K=1.872,当计算K2.5时,取K=2.5孔轴部分由M36螺母锁紧,查表得夹紧力为12360N=30900N由上计算得,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4导向元件的设计粗镗52H8,选用A型镗套。需40镗套(其结构如下图所示)。查机床夹具标准件可知40相配的A型镗套的具体结构如下:具体的尺寸如下:因为镗套和镗模板是间隙配合,加工的时间镗套靠压紧螺钉把它压紧在镗模板上,以防止加工的时间工件的旋转,有上图可知和40快换钻套相配的螺钉的尺寸为M6,查机床夹具标准件可知,M6镗套压紧螺钉的具体结构如下具体的尺寸如下:4.5夹具体的设计用来安装和固定定位元件,夹紧机构和镗模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整,要保证机构的稳定,水平,所以形位公差会有较严格的要求。夹具体如下图所示: 4.6装配图的设计夹具总装配图应按同家标准绘制,绘制时还应注意以下事项:(1)尽量选用l:l的比例,以使所绘制的夹具具有良好的直观性(2)尽可能选择面对操作者的方向作为主视图。同样应符合视图最少原则。(3)总图应把夹具的工作原理、结构和各种元件间的装配关系表达清楚。(4)用双点划线绘制工件外形轮廓、定位基准面、夹紧表面和加工表面。(5)合理标注尺寸、公差和技术要求。(6)合理选择材料。结 论减速箱箱体的机械加工工艺及对内圆和平面加工夹具的设计,主要归纳为以下两个方面:第一方面:对于加工主要表面,按照“先基准后一般”的加工原则。箱体的主要加工表面为四个凸台、两端面和内孔的加工,较重要的加工表面为为四个凸台,因为以后的加工都要以此为基准面。次要的加工表面为内孔的加工,其要求精度为所有表面加工中要求最高的。箱体机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。第二方面:主要是关于夹具的设计方法及其步骤。定位方案的设计:主要确定工件的定位基准及定位基面;工件的六点定位原则;定位元件的选用等。导向及对刀装置的设计:由于本设计主要设计的是镗内孔夹具与铣平面夹具,所以主要考虑的是选用镗套的类型以及对刀块的类型,从而确定镗套和对刀块的位置尺寸及公差。夹紧装置的设计:箱体的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点。夹具体设计:设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体,并能正确安装在机床上,加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。定位精度和定位误差的计算:对用于粗加工的夹具,都应该进行定位误差和稳定性的计算,以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。绘制夹具装备图及夹具零件图。由于此箱体的工序数目较多以及箱体的复杂性,工艺的安排顺序还存在一定的不足。参 考 文 献1 尹成湖,李宝章,杜金萍,主编 机械制造技术基础课程设计 北京:高等教育出版社 20092 方若愚等主编 金属机械加工工艺人员手册 上海:上海科学技术出版社 19813 东北重机械学院等编 机床夹具设计手册 上海:上海科学技术出版社 19794 孙丽媛 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京:冶金工业出版社 20025 孟少农 机械加工工艺手册 北京:机械工业出版社 19916 龚安定 机床夹具设计 西安:西安交通大学出版社 19917 屈波 互换性技术测量 北京:机械工业出版社8 机械制造技术基础
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