机械制造工艺学课程设计-夹具设计

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1、目录第一章 产品概述 11.1 产品介绍 11.2 零件介绍 11.2.1 作用 11.2.2 结构特点 11.2.3 零件装配 1第二章 图纸技术要求分析 . 2第三章 生产纲领 3第四章 材料、毛坯制造方法选择及毛坯图 44.1 材料的选择 44.2 毛坯的制造方法 44.3 毛坯主要尺寸及毛坯图 6第五章 定位基面的选择和分析 75.1 粗基准的选择 . 75.2 精基准的选择 75.3 各加工工序基准： 8第六章 加工工作量及工艺手段结合 8第七章 机械加工工艺过程 . 107.1 机盖加工工艺 107.2 机座加工功能工艺 127.3 机盖与机座合箱 13第八章 粗铣箱盖窥视孔面夹具

2、设计 158.1 夹具设计应遵循的原则 158.2 切削力的计算 168.2.1 机床选择 168.2.2 刀具选择 178.2.3 粗铣时切削量的选择及切削力和切削功率的计算 18查机械制造工艺课程第十五章切削力的确定 188.2.4 机动时间的计算及工序时间 188.2.5 切削液的选择 198.3 夹具机构设计以及计算 198.3.1 夹具机构简图： 198.3.2 夹紧力的计算 198.4 夹紧组件的设计 208.4.1 杠杆部分示意图 208.4.2 斜楔夹紧装置计算公式及数据 218.5 液压缸的选择 228.5.1 液压缸内径 D 活塞杆直径 d 228.5.2 液压缸的工作行程

3、 228.5.3 液压缸壁厚 及外径Di计算 228.5.4 液压系统 238.6 定位组件的选择 238.6.1 定位方式 238.6.2 定位误差的计算： 25第九章 实习心得体会 25第十章 参考文献 27第十一章 三维建模简图 28第十二章 机械加工工艺卡片 29第十三章 附图 30第一章 产品概述1.1 产品介绍 齿轮减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，减速 器在原动机 和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用， 在现代机械中应用极为广泛。减速器是一种相对精密的机械，使用它 的目的是降低转速、增加转矩。减速器主要由传动零件 （ 齿轮或蜗 杆） 、轴、轴承、箱体及其

4、附件所组成。无须联轴器和适配器，结构紧 凑。负载分布在行星齿轮上，因而承载能力比一般斜齿轮减速器高。 满足小空间高扭矩输出的需要。齿轮减速器广泛应用于汽车、大型矿 山、钢铁、化工、港口、环保等领域。1.2 零件介绍1.2.1 作用 变速器箱体在整个减速器总成中起支撑和连接的作用，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，是传动零 件的基座，应具有足够 的强度和刚度。 因此变速器箱体的加工质量 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。1.2.2 结构特点 变速器箱体是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外 部为了增加 其强度

5、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。1.2.3 零件装配 箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以 采用铸钢箱体。灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴 系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱 体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴 承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋 紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附 近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体 底座平面的机械加工面积，箱体底座一般

6、不采用完整的平面。变速箱 的大批量生产的机加工工艺过程中，其主要加工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。第二章图纸技术要求分析箱体零件的结构工艺性 ：（1）减速器箱盖、箱体主要加工部分是结合面（机盖与机座结合面的平面度误差为0.025mm为6级精度要求）、轴承孔（单机圆柱齿 轮减速器两轴承孔轴线的平行度误差为 0.025mm为6级精度要求；四 轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为 0.10mm为8级精度要求；圆柱齿 轮轴承孔（分上下两半）圆柱度误差为 0.10mm为7级精度要求；圆柱 齿轮轴承孔（分上下两半）

7、轴线处于结合面内其允许0.60mm为7级精度要求）、通孔和螺孔，其中轴承孔在箱盖、箱体合箱后应先检查机 盖与机座结合面的密封性（用 0.05伽塞尺塞入深度不得大于结合面宽 度的1/ 3,用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点），然后 打上定位销再进行镗孔加工（镗孔时接合面处禁放任何衬垫），以确保两个轴承孔中心线与分割面的位置，以及两个孔中心线的平行度和中 心距。（2）减速器整个箱体壁薄，容易变形，在加工前要进行时效处理，以消除内 应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力大小，防止零件 变形。（3）箱盖、箱体结合面，底面上的孔的加工，采用专用钻模，这样可以保证 孔的位置精度要求。分析：若以渐开线斜

8、齿圆柱齿轮传 动，其传动的精确性、平稳性以及对圆柱齿轮的寿命要求对圆柱齿轮 两轴承孔轴线的平行度误差很敏感，因此图纸中要求的6级精度满足要求；渐开线斜齿单级圆柱齿轮减速器工作时输入轴与输出轴会产生 较大的轴向力，其轴向力直接作用在轴承上并通过轴承端盖来承受， 因此轴承孔端面应取较高的8级精度；机盖和机座的结合面的平面度 将直接影响机盖和机座轴承孔的加工精度（同轴度）、轴承孔端面的加工精度（轴承孔端面与其轴线的垂直度误差）并且对结合面的密封 性有影响（可能会出现渗油甚至漏油），因此结合面的平面度为6级精度要求符合条件；轴承孔的形状会直接影响减速器的传动性能，由 于轴承孔分别位于机盖和机座上，因此

9、在加工时要做较高的精度要求，故取7级精度符合要求并且在加工上较易实现。零件名称设计说明、错误及修改机盖1、机盖左视图标注的86mnit复标注，应去掉。2、盖左视图中轴承端面的螺纹孔没有画螺纹线，应该用细实线 画出螺纹线。3、机盖左视图中机盖的咼度未标注，应标注为140mm4、机盖主视图H方向表示有错误，应改成 H-H剖视。5、H向分割线应斜向上。6、机盖主视图中G方向中心线（宽方向）到螺纹孔尺寸界线标 注错误，应该标注到内壁。7、机盖仰视图中两轴承孔直径标注错误，应该在尺寸前加？。&窥视孔面的粗糙度要求为Ra6.3，两锥销孔与下箱体配做加 工，且粗糙度要求为Ra1.6，上箱盖结合面粗糙度为Ra

10、1.6。9、大小轴孔中心线平行度为 0.025mm10、大轴孔圆柱度为0.010mm小轴孔的圆柱度要求0.008mm11、上箱盖结合面平面度要求为 0.025mm12、大轴孔直径米用入体原则的包容要求。机座1、轴承孔的中心平行度为0.0025。2、输出轴承孔的冋轴度为0.03。3、销孔表面粗糙度为1.6mm凸台面表面粗糙度为3.2mm4、螺栓孔、通油孔、基座面的表面粗糙度均为12.5mm5、结合面平面度为0.025mm6、输出轴承孔的圆柱度公差值为 0.01mm冋轴度为0.025mm 输入轴承孔的圆柱度公差值为 0.008mm同轴度为0.025mm7、机座输出轴承孔相对于A的位置度0.60mm

11、应该为0.06mm&机座左视图加强筋剖视图标注3.5mn错误，应该标注成宽度3.5mm第三章生产纲领假设年产量Q=10000 （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 N=Q?n（1）得：N 10000 1 1 3%+5%10800查表（机制工艺生产实习及课程设计中查表表6-1生产类型冋一种零件的年产量重型零件中型零件轻型零件单件生产:1-51 - 101- 100小批生产5- 10010- 200100- 500中批生产100- 300200 - 500500- 5000大批生产300- 1000500- 50000大量生产1000以上50

12、00以上50000以上确定的生产类型为大量生产。因此，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，至环同的工序的时 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、毛坯制造方法选择及毛坯图4.1材料的选择毛坯材料选择HT200.此材料由石墨构成，因为该减速箱外形与内腔 形状都比较复杂，壁厚较薄，故选用流动性好，吸振性好，加工工艺 性好和成本低的灰口铸铁，而石墨本身有润滑作用且可以吸收振动能

13、量，所以HT20（具有耐磨性能好，消振性能好的特点。由于铸铁中硅含 量高且成分接近于共晶成分，因而流动性、填充性能好，即铸造性能 好。由于石墨的存在使车屑容易脆断，不粘刀，切削性能好。缺点是 力学性能低，易导致应力集中，因而其强度、塑性及韧性低于碳钢。基于HT20C以上优缺点及价格便宜，所以对于承受压力和震动的 箱体，采用HT20（作为加工材料。若没有HT20Q可采用QT400-15或 QT400-18弋替，球墨铸铁化学成分接近灰铸铁经球化剂处理后得到球 磨石墨，球墨铸铁在具有灰铸铁优良性能的基础上，又具有高强性 能，而且比钢具有更好的耐磨性、抗氧化性、减振性及小的缺口敏感 性。QT400-1

14、5或QT400-I8t点是焊接性和切削性能好，常温时冲击韧 度高，脆性转变文都低，低温韧性好。热处理方法采用消除内应力退火（又称人工时效），这是因铸件采 用砂型造型，所以为降低硬度，为了消除铸件在铸造冷却过程中产生 的内应力，防止铸件变形或开裂。4.2毛坯的制造方法砂型铸造机械造型：钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造 方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便， 对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直 是铸造生产中的基本工艺。而金属型铸造目前所能生产的铸件，在重 量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸 件；铸件的重量不可太大；壁厚

15、也有限制，较小的铸件壁厚无法铸 出。同时金属型铸造还有如下不足之处：(1) 金属型制造成本高 ;(2) 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或铸 铁件白日等缺陷 ;(3) 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速 度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的 影响甚为敏感，需要严格控制。减速箱的箱体结构相对较复杂，根据减速箱箱体零件图可知箱体的 壁厚为 8mm, 采用金属型造型对壁厚有限制，成本比砂型铸造高，而且 箱体外表面的精度要求不高，砂型铸造能满足要求，机械造型生产率 较高能满足大批量生产的需要。综合以上因素，因此选用砂型铸造机 械造型。砂型铸造

16、机械造型上箱盖以结合面为分型面，采用两箱造型，中注 式浇注系统，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。下箱体采用三箱造型，为了浇注液体充满 型腔，在直浇道基础上设有横浇道。同时设置了冒口和拔模斜度。上、下箱的分型面分别选在机盖、机座的中心面上。由于采用这种 方式，起模方便，且有利于型芯的定位、固定、排气与清理，以及便 于检查铸件壁厚与不易错箱。浇注口的选择有以下原则：铸件的重要加工面或主要工作面应在下 面，因为在浇注位置的上面部位，缺陷(砂眼、气孔、)出现的机会 较下部多；铸件的大平面应放在下面；

17、铸件的厚实部分容易形成缩 孔，这些部分的浇注位置应放在分型面附近的上部或侧面；上、下两箱采用中注式浇注系统，浇铸位置设在机盖、机座中心面 的左侧，由于上、下箱关于中心面对称，产生的毛刺也更容易清除， 并且对轴承孔有更高的性能要求。4-1机盖铸造工艺图4-2机座铸造工艺图4.3毛坯主要尺寸及毛坯图机盖毛坯的外廓尺寸：考虑其外廓尺寸为428X 196x 140mm查表5-5及机械制造工艺课程第 六章常用毛坯的选择，取凸台面加工余量为3.0mm机盖结合面的加工余量为3.0 mm,窥视孔加工余量为3.0mm轴承孔两端面的加工余量 分别为4mm轴承孔的加工余量为4mm故毛坯：长：428mm宽：196+2

18、X 4=204mm高：140+3.0=143.0mm机座毛坯的外廓尺寸：考虑其外廓尺寸为428X 196X 170 mm取机座结合面的加工余量为 4mm基座底面加工余量为4mm泄油口加工余量为3.5mm,轴承孔两 端面的加工余量分别为4.5mm轴承孔的加工余量为4mm故毛坯： 长：428 mm宽：196+2X 4=204 mm高：170+2X 4=178 mm毛坯图如下：4-3 机盖毛坯图4-4 机座毛坯图第五章 定位基面的选择和分析正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。在最初的 工序中只能选择未经加工的毛坯表面（即铸造、锻造或轧制等表面） 作为定位基准，这种表面称为粗基准。用加工过

19、的表面作为定位基准 称为精基准。另外，为了满足工艺需要在工件上专门设计的定位面， 称为辅助基准。5.1 粗基准的选择 粗基准的选择影响各加工面的余量分配及不许加工表面与加工表 面之间的位置精度。这两方面要求常常是矛盾的，所以在选择粗基准 的时候，必须明确哪一方面是主要的。1 、如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求， 则应不以加工表面作为粗基准，。如果在工件上有很多不许加工的表 面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面做粗基准。2、如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面做为 粗基准。3、选择粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便 定位可

20、靠。4、粗基准一般只能使用一次，即不应重复使用，以免产生较大的位置 误差。5.2 精基准的选择 选择精基准应考虑如何保证加工精度和装夹准确方便，一般遵循 如下原则：1 、用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差，即“基准重 合”原则。2、当工件以某一组精基准定位时可以较方便的加工其它表面，应尽可 能在多数的工序中采用此组精基准定位，即“基准统一”原则。3、当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工 表面本身做为精基准，而加工表面与其它表面之间的位置精度则要求 有先行工序保证，遵循“自为基准”原则。4、为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可 遵循“互为基准”

21、原则。5、精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。为此，精基准的面积与被 加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。5.3各加工工序基准：工件工序内容定位基准机盖粗铣连接螺栓凸台面箱箱盖结合面粗、精铣接合面连接螺栓凸台面半精铣窥视孔面箱盖结合面钻起盖螺纹孔，连接螺栓孔箱盖结合面窥视孔面螺纹孔箱盖结合面钻吊耳孔箱盖结合面攻起盖螺纹孔箱盖结合面攻窥视孔面螺纹孔箱盖结合面机座粗铣底面箱盖结合面粗、精铣结合面箱底面，一面两销定位锪地脚螺栓凸台面箱盖结合面锪游标凸台面箱底面粗铣泄油孔面箱底面钻连接螺栓孔箱底面钻地脚螺栓孔箱底面钻泄油孔箱底面钻游标孔箱底面合箱钻轴承座旁螺栓孔箱底面，一面两销定位锪

22、轴承座螺栓沉头孔箱底面，一面两销定位粗镗轴承孔箱底面，一面两销定位半精镗轴承孔箱底面，一面两销定位粗铣轴承座端面箱底面，一面两销定位钻端盖螺纹孔箱底面，一面两销定位攻端盖螺纹孔箱底面，一面两销定位精铣轴承座端面箱底面，一面两销定位精镗轴承孔箱底面，一面两销定位第六章加工工作量及工艺手段结合减速箱的主要加工部分有机盖和机座各自结合面、两个轴承孔及 其端、机盖的凸台面、机座底面以及机盖的窥视窗还有一些小的螺纹 孔定位销等，其工作尺寸及其余量如下图所示：工序余量工序公差工序尺寸机盖凸台面粗铣3mm毛坯土 1.0mm 粗铣IT12毛坯 36 1.0 mm粗铣 3 300.250 mrp Ra12.5机

23、盖结合面粗铣2.5mm 半精铣1mm 精铣0.5mm毛坯土 0.5mm 粗铣IT12 半精铣IT10 精铣IT70.5毛坯 15 0.5 mm粗铣 13.5 00.24 mm Ra12.5半精铣 12.5 00.12mm Ra6.30. 025精铣 120mm Ra1.6窥视孔端面粗铣3mm毛坯土 1.5mm 粗铣IT10毛坯8 ；.8 mm-0.048粗铣 50mm Ra6.3机座结合面粗铣2.5mm 半精铣1mm 精铣0.5mm毛坯+0.4mm粗铣IT12 半精铣IT10 精铣IT7毛坯 17400.16mm粗铣 171.5 00.53mm Ra12.5 半精铣 170.5 00.16mm

24、 Ra6.3彳力0.040精铣 1710mm Ra1.6机座底面粗铣3mm精铣 0.5 x 2mm毛坯土 1.4mm粗铣IT12精铣IT10毛坯 178 1.0 mm粗铣 17500.53mm Ra12.5精铣 174 00.16mm Ra6.3泄油口半精铣3.5mm毛坯土 0.5mm 半精铣IT11毛坯 8.5 0.8 mm 半精铣 5 00.12mm Ra6.3轴承孔两端面粗铣3x2mm精铣 0.5 x 2x 2mm毛坯土 1.4mm 粗铣IT10 精铣IT8毛坯204仁4 mm粗铣 1980mm Ra12.5精铣 19672mm Ra1.6轴承孔粗镗 2.5 x 2mm半精镗1.2 x2

25、mm精镗 0.25 x 2mm毛坯土 1.1mm 粗镗IT12 半精镗IT11 精镗IT8输入轴：毛坯 72 1.0 mm粗镗 7700.4 mm Ra12.5半精镗 79.400.20 mm Ra3.2浮动镗0.05 x 2mm浮动镗IT7精镗 79.9oO.O46mm Ra1.6浮动镗 80o0035mm输出轴：毛坯 92 1.mm木0.460粗镗 97omm Ra12.5半精镗 99.40mmRa3.2精镗 99.900.054 mm Ra1.6 浮动镗 1OO00.035 mm第七章机械加工工艺过程在拟定工艺过程时应考虑先面后孔、粗精分开，工序适当集中等原 则。大批量生产的平面和孔的加

26、工顺序，基本上市按粗精加工平面、 粗精加工孔的顺序进行的。先粗精加工结合面、端面后加工孔。但是 由于顶面质量影响与缸盖的结合，技术要求高，为避免机加工过程中 的变形夹紧与运输过程中可能碰伤而将面精加工放在孔精加工之后进 行。大批量生产的主要机械加工工艺过程如下：7.1机盖加工工艺工序号工序名称工序内容定位基准设备刀具1毛坯铸造2清砂清除浇注系统、冒 口、型砂、飞边、 毛刺等3热处理人工时效处理4涂漆5粗铣凸台面凸台的尺寸3300.250mm 表面粗糙度为Ra12.5机盖与机座结合面XQ6125粗齿莫氏 锥柄立铣 刀(826)6粗铣机盖 结合面结合面尺寸表面机盖凸台面万能铣床硬质合金 盘铣刀粗糙

27、度为Ra12.57钻机盖工 艺孔在结合面上钻两个 工艺孔机盖凸台面Z5140A麻花钻7半精铣机 盖结合面结合面尺寸12.500.100mm 表面粗糙度为Ra6.3机盖凸台面X5012硬质合金 面铣刀8精铣机盖 结合面结合面尺寸0. 0250mn，表面粗糙度为Ra1.6平面度为0.025机盖凸台面X5012硬质合金 面铣刀9粗铣窥视 孔凸台面窥视孔凸台面咼度口 0.048尺寸50，表面粗糙度为Ra6.3机盖结合面 （一面两 销）XQ209/2M硬质合金套式面铣刀10钻窥视孔 凸台面螺 钉孔钻窥视孔凸台面螺钉孑L 4X ?5mm机盖结合面 （一面两 销）Z3025X10B麻花钻11攻丝攻起窥视孔台

28、阶面 螺钉孑L 4X M6-H7机盖结合面 （一面两 销）Z3025X10B丝锥12钻启盖螺 钉孔和锥 销孔在结合面上钻启盖螺钉孔3X ?11mm和机盖锥销孔2X?7.8mm机盖结合面 （一面两 销）Z3025X10B麻花钻10锪孔沉头座孔的直径为 24,表面粗糙度为 Ra12.5机盖结合面 （一面两 销）Z3025X10B锪钻13半精铰锥 销孔半精铰锥销孔2X?7.96mm达到 Ra6.3机盖结合面 （一面两 销）Z3025X10B圆锥铰刀14精铰锥销 孔精铰锥销孔2X?8mmH达到 Ra机盖结合面（一面两Z3025X10B圆锥铰刀1.6销）7.2机座加工功能工艺工序号工序名称工序内容定位基

29、准设备刀具1毛坯铸造2清砂清除浇注系统、 冒口、型砂、飞 边、毛刺等3热处理人工时效处理4涂漆5铣机座底座底座咼度为彳-7C 0. 4001750，底座表面粗糙度为Ra12.5机座结合面X5012硬质合金套式面铣刀6钻工艺孔在机座底面上钻 两个工艺孔机座结合面Z5140A6粗铣机座 结合面结合面咼度为171.5oo.53mm, 表面粗糙度为Ra12.5机座底面立式铣床5030A硬质合金套式面铣刀7半精铣机 座结合面结合面尺寸170.5 o0.16mm表面粗糙度Ra6.3机座底面X5012硬质合金套式面铣刀8精铣机座结合面结合面尺寸仃4 0. 040亠17,0 mm表面粗糙度为Ra1.6,平面度

30、为0.025机座底面X5012硬质合金面铣刀11铣排油孔 凸台面铣排油孔凸台面，表面粗糙度为 Ra6.3机座结合面X62W咼速钢立 铣刀W18Cr4V7钻底座底面螺栓孔钻底座底面螺栓孑L 6X?17mm机座结合面Z3025X 10B麻花钻9精铣机座底面精铣机座底面， 机座底面咼度为170 0.0631700mmRa6.3机座结合面X5012硬质合金面铣刀10锪底座底面螺栓孔沉头座孔的直径 为 30,表面粗糙度为Ra12.5机座结合面Z3025X 10B锪钻12钻启盖螺 钉孔和锥 销孔在结合面上钻启盖螺钉孔3X?11mn和机盖锥销 孑L 2X ?7.8mm机座底面（一面两 销）Z3025X 10

31、B麻花钻10锪孔沉头座孔的直径 为 24,表面粗糙度为Ra12.5机座底面（一面两 销）Z3025X 10B锪钻13半精铰锥 销孔半精铰锥销孔2X?7.96mm达到 Ra6.3机座底面Z3025X 10B圆锥铰刀14精铰锥销 孔精铰锥销孔2X?8mmH达到 Ra1.6机座底面Z3025X 10B圆锥铰刀13钻孔钻排油螺栓孔和游标孔机座底面Z3025X 10B麻花钻14锪游标沉 头孔锪游标沉头孔机座底面Z3025X 10B锪钻15攻丝攻排油螺栓孔和游标孔机座底面Z3025X 10B丝锥7.3机盖与机座合箱工序号工序名称工序内容定位基准设备刀具1钳工将箱盖，箱体对准和箱机座底面钳工台3钳工将箱盖，

32、箱体机座底面钳工台做标记，编号4钻孔钻凸台面连接螺栓孔机座底面钳工台4锪孔锪机盖和机座 连接螺栓沉头 座孔机座底面Z3025X10B可回转枢轴整体式平面锪钻30 X 17.56钳工拆箱，去毛 刺，清洗，再 装配，拧紧螺 栓。机座底面钳工台7粗铣齿轮 轴孔两端面两端面的距离为198 0185 1980 mmRa12.5机座底面X364硬质合金面镶齿套式面铣刀8精铣齿轮轴孔两端面两端面的距离为196 0-0721960 mmRa1.6机座底面X53K硬质合金面镶齿套式面铣刀9粗镗齿轮 轴孔输出轴承孔的直径为(b97004600 mmRa12.5;输入轴承孔的 直径为 7700.4 mmRa12.5

33、。机座底面TX617硬质合金双刃镗刀10半精镗齿轮轴孔输出轴承孔的直径为.cc A 0.230 99 .4 0mn， Ra3.2;输入轴承孔的机座底面T618硬质合金镗刀直径为79.400.20 mm,Ra32。11精镗齿轮 轴孔输出轴承孔的 直径为 1O00035 mmRa1.6;输入轴承孔的 直径为0.030mmRa1.6。机座底面T618硬质合金镗刀12钻轴承孔 端面六个 螺钉孔钻轴承孔端面 六个螺钉孔机座底面Z3025X10B麻花钻攻丝攻轴承孔端面 六个螺钉孔螺 纹机座底面Z3025X10B丝锥13钳工拆箱，去毛刺，清洗机座底面钳工台钳工15钳工合箱，装锥销，紧固机座底面钳工台钳工16

34、最终检杳检查各部尺寸及精度17入库第八章粗铳箱盖窥视孔面夹具设计8.1夹具设计应遵循的原则（1）夹紧过程中不改变工件定位时所占据的正确位置；（2）夹紧力的大小要适当，过大了会使工件变形，过小了则在加工时 工件会松动，造成报废甚至发生事故，既要保证加工过程中工件不会 产生位移和振动，又要使工件不产生不允许的变形或损伤；（3）夹紧装置的自动化程度，应与工件的生产批量相适应；（4）夹具设计应遵循“实现同等功能的前提下，机构简单者为最优” 的设计理念。结构要简单，力求体积小、重量轻、并有足够的强度； 工艺性好便于制造与维修；（5）使用性能操作方省安全可靠。同时，夹具设计应该考虑多方面的问题，运用自己所

35、学过的多科 知识，结合生产实际环节，进行合理的夹具设计。所以，考虑到实际 生产，机床夹具的设计还应该遵循以下设计原则：（1）用夹具固定产品及工具以固定用台钳及夹持具等来固定产品及工具，以解放人手从而进行双 手作业（2）使用专用工具生产线中所用应最适合该产品及人工操作的专用工具以提高生产效 率。（3）合并二种工装为一种 减少工具的更换麻烦，以减少转拉的工时 消耗，提高工作效率。（4）提高工具设计便利性减少疲劳工装（5）机械操作动作作相对安定并且操作流程化8.2切削力的计算机床选择由于窥视孔端面在上箱盖上，所以选择机床参照的尺寸应为上箱盖结合面，上箱盖的最大尺寸为 428x196x140,依据这个

36、尺寸范围，查金属机械加工工艺人员手册一一赵如福，表8-66（龙门铣床）选择铣床的型号为XQ209/2M该铣床的工作台加工范围为 1700x900x650, 能够对该端面的尺寸的窥视孔进行加工。机床参数：表 8-4-1产品 名称型号工作台工 作面长x 宽（mm）工作台行 程 机/手 （mm）主轴转速 范围（r/min）平面 度主电 动机 功率（kw）生产厂龙门 铣床XQ209/2M2000x900200070-3980.035.5贵州都 匀东方机床产T型槽数：5T型槽宽度：28mmT型槽间距：170mm822刀具选择用于平面铣削加工的铣刀有圆柱形铣刀、套式面铣刀（端铣 刀）。端铣刀用于铣削各种平

37、面，刀杆刚性好，铣削厚度变化小，同 时参加切削的刀齿数较多，切削平稳，加工表面质量较高，生存率较 高，可以用于粗、半精、精加工各种平面。这里选择硬质合金套式面 铣刀作为粗加工的切削刀具。套式面铣刀切削部分的几何形状及角度选择（实用机械加工工艺手 册陈宏均，表9-62）:主偏角 r 45 ；过渡刃偏角 ro （15 60）/2 30副偏角r 5后角15；端面后角115 ；前角 5 ；切削刃斜角12刀具直径的选择：根据加工面宽（窥视孔端面宽度100mm长度130m m可选择铣刀，大直径的铣刀在加工时效率较高，但是并不是铣 刀直径越大越好。YG8适用于铸铁加工中不平整表面的粗铣，YG6适用于铸铁的精

38、加工。则由此选择的铣刀参数如下：查金属机械加工工艺人员手册一一 赵如福，表14-70工艺：粗铣 铣刀：硬质合金套式面铣刀刀具材料：YG8铣刀直径：d=150mm铣削宽度：130mm刀片数目：8耐用度：240min823粗铣时切削量的选择及切削力和切削功率的计算 查机械制造工艺课程第十五章切削力的确定铸铁硬度：HB=190铣刀直径：d=150mm铣削宽度：ae 130mm铣刀齿数：z 8耐用度：t= 240min 切削深度：ap 3mm对于铸铁而言，对于铸铁而言，粗铣每齿进给量为0.2 0.4，选择每齿进给量：fz 0.3mm铣削力：P 50a：14p铣削速度:主轴转速:9 z f严 d 1.1

39、450 31.14 1300.9396d0.2396 1500.2-0.320.150.350.20.320.150.350.2t ap fz ae24030.3130v 91.18 103193.59r / mind 3.14 1508 0.30.72 1501.14 155.35kg91.18m/ min铣削功率：P 2.66 100.90.74ap fzae z n机床主电机功率校核：铣削功率2.66 1 0 5 30.9 0.3d74 130 8 193.59 5.25kwP = 5.25 KWV5.5KW，故可知选择正机动时间的计算及工序时间本道工序粗铣窥视孔端面，采用套式端面铣刀，

40、在加工时，一次 走刀。查机械制造工艺课程第十六章单件时间定额：一十l1112查机械制造工艺手册，铣削机动时间：T基本-if Mz其中：h 0.5（d d2a；)二(12)tgkr每分钟进给量：fMzn z fZ查表得：辅助时间：T辅助（15 20） % T基本间歇时间：T间歇（26）% T基本准备终结时间：T准备终结（35）% T基本技术服务时间：T技术服务(1015)% T基本组织服务时间：工组织服务(57)% T基本由上面的算式可得：Ti (35 50) % T基本即：T单件（匸351.50） T基本粗铣时的工时定额计算加工长度：l 100mm31.5 23.60mmtg45切入长度：h

41、0.5 (150 . 1502 1002)超出长度：l2 2mm走刀次数：i = 1每分钟进给量：fMz n z fZ 8 0.4 193.59619.488mm/ min将上述数值代入式中求得：切削液的选择粗车或粗铣铸铁时，因为铸铁中含有石墨，切削时石墨可起到固体 润滑剂的作用，能减少摩擦。若使用油类切削液，会把崩碎切屑和砂 粒粘合在一起，起到金刚砂研磨剂的作用。使刀具和机床导轨磨损， 所以铸铁粗加工时一般不用切削液。基于以上因数的考虑，本道工序不用切削液。8.3夹具机构设计以及计算夹具机构简图：图 8-3-1自由度：该机构有3个活动构件，有两个移动副、一个转动副、两个 平面咼副，因此其自由

42、度为P 3n2y p23 3 2 3 1 21因此该机构有确定的运动，符合机构要求。夹紧力的计算在本道工序中，夹紧力与自重同向，但与切削力垂直，此时切削 力靠夹紧力与重力的合力产生的摩擦力来平衡。考虑到两把铣刀同时 铣削凸台面，因此切削力要乘以两倍。具体受力平衡方程如下： 其中：f1 工件对压板的摩擦系数，工件夹压表面未加工，因此取f1 0.7f2 工件对定位件的摩擦系数，定位组件为点接触，定位表面已经加 工，因此取 f2 0.3G 工件的重量，有 solidworks 里质量测量得到 M=14169.10 克，即 G=141.7N；P 切削圆周力，由前计算得 P 155.35 9.8 152

43、2.43 N k 安全系数，安全系数由多个系数组成，k0 k1 k2 k3 k4 k5k0 为考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数，这里取 1.3。 k1 为考虑加工性质的安全系数，这里是粗加工，系数值取 1.2。k2 为考虑刀具钝化程度的安全系数，查机械加工工艺师手册表 17-11 得，该值取 1.3。k3 为考虑切削特点的安全系数，连续切削取 1.0。 k4 为考虑夹紧力的稳定性的安全系数，机动夹紧取 1.0。k5 为考虑仅有力矩使工件回转时工件与支撑面接触的情况的安全系 数，这里定位夹紧均设计成点接触，并属于完全定位方式，因此接触 点确定，取 1.0。故可求得k k0 k1 k2

44、k3 k4 k5 1.3 1.2 1.0 1.0 1.0 1.56 计算 结果小于 2.5, 规定：若安全系数 K 的计算结果小于 2.5 时，取 k 2.5 。将以上所有数据代入式中，可求得： 夹紧力由四个夹紧机构分担，因此作用在每个机构上的夹紧力为总夹紧力的四分之一，故P夹=940.9N。8.4 夹紧组件的设计杠杆部分示意图取铰链处的摩擦系数为fo 0.3，铰链半径r 5mm 0.005m，取 Li 15mm，L? 80mm。杠杆前端采用带有弹性的材料制作，要求寿命 高，可靠性高。拟用四块压板对箱盖进行夹紧，每个压块需要给出P夹=940.9N向L2rfLirf0下的压力。即F 940.9N

45、，则由式计算得940.9 80 5 0.35680.25N。15 5 0.3斜楔夹紧装置计算公式及数据8-4-2斜楔示意图8-4-3行程图查金属机械加工工艺手册表9-31斜楔夹紧装置计算公式 增力比：iptg(1d) tg2夹紧力：W ip Q 传动效率公式：ip tg自锁时： 8 33表中符号：Q-作用在斜楔机构上的外力【N】W-作用在斜楔机构上的外力【NI-斜楔夹紧机构的斜楔角1-平面摩擦时作用在斜楔面上的摩擦角2平面摩擦时作用在斜楔基面上的摩擦角1d -滚子作用在斜楔面上的当量摩擦角，tg 1d -tg 1DD-滚子外径 d-滚子转轴直径在计算增力比ip和机械效率时，一般可取: tg 1

46、 tg 2 tg 30.1，贝y 1235 43d 0.5 ；丄 0.7Dh每个楔面行程比is邑tg计算：取 15 , S2 15mm得：i 2.862传动效率公式：ip tg 2.431 tg15 0.651增力比：i p1tg( 1d) tg 2每个楔面行程比is tg tg15 0.2682.431tg(152.862 ) tg5 438.5.1液压缸内径D活塞杆直径d夹紧力：W P 5680.25N外力：Q Wip5680.252336.58N2.431水平的行程：S S21555.97mmis0.2688.5液压缸的选择根据使用要求选择液压缸的类型为：双活塞双面活塞杆液压缸。 缸体固

47、定，油液由缸体中部传人，两活塞杆向左右两边伸出，操纵执 行件。用于定心夹紧机构或联动夹紧机构。双作用双活塞杆液压缸加紧动力计算公式:其中：P动 Q 2336.58N0.900.95为了使液压缸内径D较小，故取0.95将上述数值代入式中求得：考虑其使用安全裕度，查表 GB23480选择：D 32mm铣床对应的液压缸内径 D和活塞杆直径d的比值为：D 0.7，故查表GB2348-80活塞杆直径d可选择：d 25mm液压缸的工作行程由以上算得楔形块的水平的行程S1 55.97mm，满足使用要求的工作行程L 55.97mm ,查表GB23480液压缸的工作行程可选择：L 63mm8.5.3 液压缸壁厚

48、及外径D1计算 D液压缸壁厚计算公式：2()其中：D液压缸内径(mmPy试验压力，一般取最大工作压力的1.25 N 1.5(MPa)()缸筒材料的许用应力在中低压液压系统中，按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小， 使缸体的刚度往往很不够，因此一般不做计算，按经验选取，必要时 按上式校核，取：亠亠PY D校核：2 ()其中：铣床最大工作压力为P = 5MPa，为使计算所得的较大，则取：液压缸内径： D 32mm无缝钢管的()100110MPa，为使计算所得的 较大，则 取：将上述数值代入式中求得：1.2mm故取值合理查表得液压缸的外径：Di D 2 52mm液压系统本设计采用液压回路系统做夹具系统

49、的动力元件，在整个铣削的 过程中夹紧力要求能够保持在一稳定的水平，考虑到液压缸漏油、密 封性能下降等影响压力的可能性情况的存在，故在此液压回路设计为 用溢流稳压保压的回路，具体图示如下：图 8-5-41-液压泵2-溢流阀3-三位四通电磁换向阀4-双杆双作用液压缸8.6定位组件的选择定位方式因本道工序的基准为结合面，是一个平面，平面定位元件主要有 支承钉和支承板。支承钉分为 A、B、C三种类型。支承板有两种类 型，各支承元件主要的使用场合如表 8-6 :表8-6平面支承件的主要应用场合定位元件主要应用场合图示支承钉A型为平头支承，主要用于精基 准，工件上已经加工的表面支承钉B型为球头支承，主要用

50、于工件上 未经加工的毛坯表面的定位支承钉C型为网纹顶面的支承钉。主要用 于要求摩擦力较大的工件侧面 平面的定位支承板A型支承板主要用于工件上井叫精 密加工的表面定位，A型结构 简单制作方便，但由于埋头螺 钉处积屑不易清除。故一般多 用与工件的侧面定位。支承板B型支承板主要用于工件上井叫精 密加工的表面定位，B积屑易 清除，广泛应用于已加工过的 平面定位。由于本道工序中基准面为已经加工的表面，因此选择基准面定位 元件为支承钉A型(GB2226-1991 ,轴承端面选用支承钉 B型(GB2226-1991 ,上盖结合板边缘选用挡销。由前述可知，本道工序的定位基准为结合面，作为第一精基准； 轴承孔端

51、面、机盖结合面板的边缘为辅助基准，主要作用不是定位而 是限位，以防止工件移动，从而防止使刀具与工件在不该加工的地方 干涉。故底部用三个支承钉定位，其中三个支承钉限制了Z方向上的平动，沿X轴、丫轴方向上的转动。属于部分定位，但是考虑到加工表 面的复杂性，还在加了限位组件，且该限位组件在一定程度上也起到 了定位的作用。因此本道工序拟采用图8.3-1所示的定位方式图 8-6-18.6.2 定位误差的计算：该定位方案属于平面组合定位，本应按照平面组合定位的误差计算 方法进行，但由上一步分析可知，真正定位基准是结合面，因此按照 平面定位误差的计算方法对其进行计算。而为结合面的尺寸公差，这 里为毛坯的结合

52、面的毛坯尺寸公差，故 :第九章 实习心得体会七月上旬，在老师的带领下我们去了十堰的东风汽车风神发动机 厂实习，本着激动和学知识的心情踏上了此次参观实习的旅程。刚到地方我们都知道进入一个新的环境都要注意安全，所以我们 进行了宿舍、进厂实习期间的安全教育，因为对于我们来说安全重于 山。进行入厂教育后，我也大概了解了东风汽车公司的发展历程，对 于一个企业来说，每一步的辉煌与革新都与改革创新息息相关。所以 作为大学生的我们，也要看到创新的重要性，学以致用，学以创新。汽车的核心我们都知道是发动机，此次实习主要以 dci11 发动机 为主体，了解其工作原理及性能优点，然后化整为零，参观各个零部 件的生产车

53、间。发动机由两大机构、五大系统组成，分别是曲柄连杆 机构、配气机构，润滑系统、启动系统、点火系统、冷却系统、供给 系统，于是接下来的参观主要以以上部分为主。实习期间我们去了：汽车板簧厂、半挂车厂、康明斯零件作业 部、变速箱厂、机加工车间、发动机拆装实验部、大马力轴类车间、 第一铸造厂、十堰市华迪汽车零部件有限公司、机修车间、4H缸体厂、大马力装配线、刀具磨锋车间、风神汽车总装配厂等地方参观。其中在板簧厂主要看到了热处理的过程要我想到了我们学到的金 属学及热处理，不同的零部件的技术与工作环境对于其金属特性有 不同的要求，强度、刚度、硬度等都需要热处理进行改善使其具备良 好的特性以满足我们的需要。

54、在康明斯零件作业部我们看到了凸轮 轴、曲轴及连杆的加工工艺，自然而然的想到了我学到的两门专业课 程机械原理、机械设计。不同的零部件需要的加工工艺都是 不同的，每一个零部件的加工工艺都是由其技术要求和其工作环境决 定的，有的需要粗铣、精铣乃至半精铣等，此外我还看到了不同的定 位基准，一面两销定位需要打工艺孔，钻床还需要设计专门的钻模， 还有专用的夹具等，这些对于以后的课程设计都有很大的启发。一种 零部件的加工用到的设备基本都有：车床、铣床、磨床、钻床、光整 机、抛光机、自动清洗机等等，与机械制造工艺学的理论知识很 好的联系起来。此外随着信息技术的发展防伪已经成了必不可少的过 程所以出现了打标记机

55、，还有一个作用就是当最后产品出了问题后追 溯的作用。还有每经过一个加工过程我都看到旁边配备一台测量仪 器，这要我想到了互换性测量与公差配合，零件的精度要求需要 我们考虑加工工艺，零件的配合需要我们控制好误差，所以在加工过 程中，校正检测这一步又是必不可少的。其它的都是细节性的东西，我们参观主要是去长见识，是去把理 论联系实际，我们也知道了我们未来的就业方向或研究方向，有一个 觉得令人气愤的是：几乎九成的数控设备都是从国外进口的，这是为 什么？这重大的任务就落到了我们的肩上，未来的高新加工设备需要 我们大学生去研究开发，未来的加工工艺需要我们去改进。此次实习 扩展了自己的视野，为自己以后的学习方

56、向有了启发，数控技术这一 块有很大的提升空间，所以此次十堰实习最大的收获是：看到什么就 要想到自己学过什么，不懂什么就要努力去弄明白那是为什么，这样 我们才会不断的进步。接下来就是夹具课程设计了，我们组员一共有九个人，刚开始我 们都不知道怎么做，我们要做什么，都是很糊涂。但是作为组长的我 在看了课程设计指导书后，大致知道了课程设计的工作，在组员的商 量沟通下我们选择了第一组设计任务。首先我们需要了解我们所做的零件产品的市场特点，我们产品的 应用场合及其优缺点，我们做的是单级圆柱齿轮减速器。上学期机械 设计课程设计我们已经进行了产品的设计工作，所以对于我们做的东 西还是有所了解的。在读图阶段由于

57、数据庞大，尺寸太多这其中的错 误需要我们组员去发现并提出改正方法。在进行毛坯设计时我们都不 知道怎么做但是在查阅相关资料后我们很好的解决了问题。其实用到 最多是实习期间对于定位的考虑，联系课本知识与实践知识，我们组 很好的确定了定位基准及加工工艺过程，拿些步骤需要用到什么刀具 需要进行哪些类型的加工，需要留多少加工余量，在参考资料的帮助 下，我们客服了困难，完成了前七步的设计任务。然后就开始了自己的分工，在自己做的过程中，自己还是能够与 老师进行交流沟通的，对老师指出的错误也能很好的改正。夹具设计 的核心是夹紧机构的设计，这部分用到了机械原理的知识，在这个步 骤自己很好的找回了以前的知识，但是

58、在画图的过程中自己的弱势就 明显的表现了出来，在参考别人的资料的前提下，自己完成了夹具装 配图的绘制，当然理论的数学分析这一块是自己的强项，所以在这一 过程中自己也找到了缺点，以后需要对几门必备的软件做大工夫，作 为即将进入大四，毕业后的我们需要努力提高自己的实战能力，硬功 夫才是竞争的本钱。在此基础上，我也想到过创新但是，参观回来有 一个很好的体会就是大部分加工设备都是柔性制造的，数控加工中心 占据了很大的部分，所以进行创新的同时还需要我们考虑实际应用及 经济效益，所以自己的机构选择了比较传统的杠杆、楔块等部件。在 进行三维建模时自己等于是零起点开始，在每天的学习努力下终于绘 制出了三维图。此次课设既要自己学到了课本以外的知识，也用到了实习期间了 解的知识，对我们的专业训练还是很有帮助的，同时也能看到自己的 不足之处，这也为自己以后的进步找到了方向，最后感谢老师同学的 帮助，及其组员之间的默契合作。第十章 参考文献