減速箱體銑床上端面專用夾具設(shè)計

設(shè)計減速箱體零件的機械加工工藝規(guī)程及銑上端面夾具設(shè)計學生：學號：專業(yè)：班級：指導老師：

目錄TOC\o"1-2"\h\u29991前言 39534第一章零件分析 4135051.1零件的作用 47251.2零件的工藝性分析 520209第二章工藝規(guī)程設(shè)計 67732.1確定毛坯的制造形式 6110732.2基面的選擇 7317632.3制定工藝線路 8103022.4確定切削用量 115707第三章減速箱體銑上端面專用夾具設(shè)計 21187303.1機床夾具的目的 21315913.2機床夾具的組成 22312453.3定位基準的選擇 2316203.5定位方案的設(shè)計 2312153.6夾緊方案的設(shè)計 2319133.7定位誤差分析 25307253.8夾具設(shè)計及操作簡要說明 2611938總結(jié) 282552參考文獻 29前言加工夾具設(shè)計，是對我們再學習工藝裝備以后對實際上傳的一種檢驗，本次的設(shè)在箱體銑削加工的設(shè)計中。可以很好的運用數(shù)控加工來完成，首先對數(shù)控加工進行了解。使用數(shù)控機床加工箱體銑削的精度較高、數(shù)控加工箱體零件的一般只需要進行一次加工就可以達到箱體零件的加工要求，實現(xiàn)箱體零件的加工部位的精度要求，在箱體零件數(shù)控加工上很大程度上可以不需分箱體零件粗加工和箱體零件精加工兩次進行加工?？梢愿鶕?jù)數(shù)控機床加工箱體零件時，箱體零件裝夾的特點和加工需要刀具相應的配實現(xiàn)刀具的使用特點完全的可以區(qū)別于現(xiàn)有的普通機床，加工箱體零件時的一般加工情情況，使得數(shù)控加工可以完成工件的各部位加工面的加工，以及數(shù)控加工箱體零件面面的順序要求，這些箱體零件加工的內(nèi)容，都可能與一般的普通加工、機床上不同的零件的加工的順序會有很大不一樣，形成不同的箱體零件加工的先進性區(qū)別。本次進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)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(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。第一章零件分析1.1零件的作用箱體零件是基礎(chǔ)件,一些軸、套和齒輪等零件由它組裝在一起,構(gòu)成機器的一個重要部件。所以,箱體零件的加工質(zhì)量對整臺機器的精度,性能和使用壽命都有著直接的影響。設(shè)計一套完整的夾具，首先要對設(shè)計的零件進行加工工藝分析，了解零件的使用作用和加工要求。在本次設(shè)計箱體零件中，可以從給定的箱體結(jié)構(gòu)上來分析箱體的作用，本次設(shè)計的減速箱體通過繪制三維建模結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)如下圖1所示。圖1減速箱體三維1.2零件的工藝性分析在本工序的設(shè)計中，選擇設(shè)計的夾具是箱體銑削加工基準底面的夾具設(shè)計，對于箱體基準面的工序分析，是比較單一的，因為箱體在加工工序的安排上，基準面的加工是所有機加工工序里面需要首先加工的，但是由于是基準面，所有在面的加工上，也是至關(guān)重要的，本道工序的加工精度會影戲后面的工序的加工，所以度基準加工的夾具設(shè)計也是很重要的，故如下圖2所示對箱體精度要求較高的工序分析如下：（1）φ35mm正0.027負0的孔和φ40mm正0.027負0的孔垂直度公差為0.05；（2）φ42mm的端面和φ47mm正0.027負0的孔跳動度公差為0.02；（3）φ40mm正0.027負0的孔和φ47mm正0.027負0的孔垂直度公差為0.05；在銑削加工上端的加工中，是屬于比較靠前的工序，所有定位夾緊只能在已經(jīng)加工完底面之后進行考慮。圖2減速箱體第二章工藝規(guī)程設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式全套設(shè)計加QQ11970985或197216396

零件材料為HT150的灰口鑄鐵,該材料具有較高的強度,耐磨性,耐熱性及減振性,適應于承受較大應力,要求耐磨的零件。此零件為鑄造件,生產(chǎn)要求是小批量生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,加工要求不是很高,所以加工不是很方便?？紤]到減速箱體運行時經(jīng)常需要支撐和定位的受力，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料的零件強度也能得到保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。2.2基面的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(guān)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(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。對于一般的箱體類零件而言，一般情況下，多以一個平面（在前道工序已加工好）為基準，先加工出一個孔，再以這個孔和其端面為基準，或者以孔和原來的基準平面為基準，加工其它交錯孔。所以我考慮先用底平面定位，來加工A面，一個面限制三個自由度。精基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則應盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3）“自為基準”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準不重合時，應該進行尺寸換算。本工序現(xiàn)選取B面為精基準來加工A面，一個面限制三個自由度，一個短圓柱銷和一個短菱形銷限制二個自由度，再加個壓板。2.3制定工藝線路制定工藝路線的出發(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(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為小批量生產(chǎn)的條件下，為了盡量讓工序集中來提高生產(chǎn)效率，除此以外，還應該考慮經(jīng)濟效果，以降低生產(chǎn)成本。方案一：工序車間工序內(nèi)容1鑄造鑄造2鑄造時效處理3機加工銑下端面4機加工銑高15mm臺階面5機加工銑頂端面6機加工鉆6-Φ9孔鉸孔Φ14深87機加工銑Φ40孔端面8機加工銑Φ35孔端面9機加工鏜Φ40孔10機加工鏜Φ35孔11機加工鏜Φ47，Φ42和Φ75孔12機加工鉆2-Φ8銷孔13機加工鉆Φ52圓周上6-M5-7H螺紋孔14機加工鉆Φ47圓周上6-M5-7H螺紋孔15機加工鉆Φ58圓周上3-M5-7H深10螺紋孔16機加工鉆頂端面4-M5-7H深12螺紋孔17檢驗，入庫表3-1方案二：工序車間工序內(nèi)容1鑄造鑄造2鑄造時效處理3機加工鉆6-Φ9孔鉸孔Φ14深84機加工銑下端面5機加工銑高15mm臺階面6機加工銑頂端面7機加工銑Φ40孔端面8機加工銑Φ35孔端面9機加工鏜Φ40孔10機加工鏜Φ35孔11機加工鏜Φ47，Φ42和Φ75孔12機加工鉆2-Φ8銷孔13機加工鉆Φ52圓周上6-M5-7H螺紋孔14機加工鉆Φ47圓周上6-M5-7H螺紋孔15機加工鉆Φ58圓周上3-M5-7H深10螺紋孔16機加工鉆頂端面4-M5-7H深12螺紋孔17檢驗，入庫表3-2工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二先鉆孔，再銑端面，違背了先面后孔的原則，而方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工藝的基本原則，同時銑面后先鉆大孔，這樣可以利用大孔作為定位基準，更好地保證了零件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一具體的工藝路線如下表3-3：工序車間工序內(nèi)容1鑄造鑄造2鑄造時效處理3機加工銑下端面4機加工銑高15mm臺階面5機加工銑頂端面6機加工鉆6-Φ9孔鉸孔Φ14深87機加工銑Φ40孔端面8機加工銑Φ35孔端面9機加工鏜Φ40孔10機加工鏜Φ35孔11機加工鏜Φ47，Φ42和Φ75孔12機加工鉆2-Φ8銷孔13機加工鉆Φ52圓周上6-M5-7H螺紋孔14機加工鉆Φ47圓周上6-M5-7H螺紋孔15機加工鉆Φ58圓周上3-M5-7H深10螺紋孔16機加工鉆頂端面4-M5-7H深12螺紋孔17檢驗，入庫表3-32.4確定切削用量工序：銑下端面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(zhuǎn)速＝750當＝750r/min時根據(jù)標準選擇機床轉(zhuǎn)速工時的計算切削工時的計算：，，，則機動工時為工序：銑高15mm臺階面1.刀具的確定刀具選取不重磨損硬質(zhì)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(zhuǎn)速＝750當＝750r/min時根據(jù)標準選擇機床轉(zhuǎn)速工時的計算切削工時的計算：，，，則機動工時為.工序：銑頂端面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.銑削用量的確定銑削深度的確定因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則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(zhuǎn)速＝1450當＝1450r/min時根據(jù)標準選擇機床轉(zhuǎn)速工時的計算切削工時的計算：，，則機動工時為工序：鉆6-Φ9孔，鉸孔Φ14深5個鉆Φ9孔的切削用量及基本工時(1)鉆Φ9mm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Φ91)進給量取f=0.13mm/r2)切削速度V=24~34m/min.取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns==1194r/min與1194r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為1450r/min。現(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)=15mm;=4mm;=3mm;t===0.0152（min)(工步二：鉸孔Φ14mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關(guān)系為式中的、——加工實心孔進的切削用量.現(xiàn)已知=0.36mm/r(《切削手冊》)表2.7=42.25m/min(《切削手冊》)表2.131)給量取f=1.5×0.36=0.51mm/r按機床選取0.5mm/r2)削速度v=0.4×42.25=16.9m/min.3)定機床主軸轉(zhuǎn)速ns==384.48r/min與384.4r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為375r/min?，F(xiàn)選取=375r/min。所以實際切削速度==5)削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。t=i;其中l(wèi)=4mm;=6mm;=0mm;t===0.053(min)工序：銑Φ40孔端面1.選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量決定銑削深度因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則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，則按機床標準選取＝675當＝675r/min時按機床標準選取計算工時切削工時：，，，則機動工時為工步二：銑Φ40端面的切削用量的計算同上，具體的工時計算如下切削工時：，，，則機動工時為工序：鏜Φ47，Φ42和Φ75孔工步一粗鏜Φ75mm的孔1.加工條件工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造加工要求：粗鏜孔Φ75mm機床：臥式銑鏜床T616刀具：高速鋼刀頭2.計算切削用量查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=25mm/min=0.07mm/z=9.6mm根據(jù)T616鏜床說明書，取=125r/min切削工時：L=2mm粗鏜Φ42孔的工時計算如下切削工時：L=2mm粗鏜Φ47孔的工時計算如下切削工時：L=2mm工步二精鏜孔Φ75mm1.加工條件工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造加工要求：精鏜孔Φ75mm機床：臥式銑鏜床T616刀具：高速鋼刀頭2.計算切削用量查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=20m/min=0.05mm/z=1.4mm根據(jù)T611銑鏜床說明書，取=125r/min切削工時：L=2mm精鏜Φ47孔的切削用量如上，具體的工時計算如下切削工時：L=2mm工序VII：鏜Φ40，30孔的切削用量及基本工時的計算工步一粗鏜Φ40mm的孔1.加工條件工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造加工要求：粗鏜孔Φ40mm機床：臥式銑鏜床T616刀具：高速鋼刀頭2.計算切削用量查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=25mm/min=0.07mm/z=9.6mm根據(jù)T616鏜床說明書，取=175r/min切削工時：L=16mm精鏜孔Φ401.加工條件工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造加工要求：精鏜孔Φ40mm機床：臥式銑鏜床T616刀具：高速鋼刀頭2.計算切削用量查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=20m/min=0.05mm/z=1.4mm根據(jù)T611銑鏜床說明書，取=175r/min切削工時：L=16mm粗鏜Φ35孔的切削用量及基本工時如下1.加工條件工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造加工要求：粗鏜孔Φ35mm機床：臥式銑鏜床T616刀具：高速鋼刀頭2.計算切削用量查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=25mm/min=0.07mm/z=9.6mm根據(jù)T616鏜床說明書，取=275r/min切削工時：L=16mm精鏜孔Φ351.加工條件工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造加工要求：精鏜孔Φ35mm機床：臥式銑鏜床T616刀具：高速鋼刀頭2.計算切削用量查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得=20m/min=0.05mm/z=1.4mm根據(jù)T616鏜床說明書，取=175r/min切削工時：L=16mm工序：鉆Φ52孔圓周上的6-M5螺紋孔鉆M5螺紋底孔Φ4確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為工序Ⅻ：攻絲M5攻螺紋M5mm。按機床選取，則機動時，，攻M6孔其余鉆螺紋孔的切削用量及基本工時的計算如上，在此不再累述。第三章減速箱體銑上端面專用夾具設(shè)計3.1機床夾具的目的為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工減速箱體時，需要設(shè)計專用夾具。機床夾具（夾具）是在機械加工中使用的一種工藝裝備，它的主要功能是實現(xiàn)對被加工減速箱體的定位和夾緊。通過定位，使被加工減速箱體在夾具中占有同一個正確的加工位置；通過夾緊，克服加工中存在的各種作用力，使這一正確的位置得到保證，從而使加工過程得以順利進行。本夾具主要用于銑頂端面，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.2機床夾具的組成通常，夾具的組成部分如下：1、定位裝置定位意味著包括定位成員,和大小寫字母的組合,為了確定工件在夾具的位置。常見的軸系定位元素的夾具,定位銷,v型塊等實現(xiàn)定位。2、夾緊裝置夾緊意味著夾緊工件的效果是牢固的接地壓力，以保證當工件定位過程中工件的位置被外力所占據(jù)位移，并能減少或防止振動。它通常包括夾緊裝置，驅(qū)動機構(gòu)并且包括動力單元。3、對刀，引導裝置刀具的作用是確定刀具在夾具上的相對位置，或者指導刀具進行加工。常用對刀塊，刀座，鉆套，鉆模結(jié)構(gòu)等。4、其它元件及裝置根據(jù)夾具的特殊功能設(shè)置一些元件或裝置，如分割裝置，模具裝置，配件，操作等輔助部件等。3.3定位基準的選擇我們使用端面和側(cè)面作為定位基準，支撐板限制三自由度，支撐釘限制到兩個自由度，削邊銷限制一個自由度，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，決定采用手柄作為緊固裝置。3.5定位方案的設(shè)計箱體在加工面設(shè)計夾具，這樣可以更好的保證箱體再加工時候的相對位置精度，且具有更大的支撐面老保證加工精度要求，實現(xiàn)支撐剛性比較好的優(yōu)點。本夾具采用平面定位，采用支撐板，支撐釘和削邊銷定位，箱體側(cè)面面為第一定位基準；箱體圓孔兩端面為第二個定位基準，它和毛邊的坯料邊支撐原件，聯(lián)合限制了X/Y方向轉(zhuǎn)動自由度，所以箱體的銑削面的夾具此定位方案符合六點定位的原理。3.6夾緊方案的設(shè)計本夾具采用支撐板，支撐釘和定位擋銷定位，限制空間的6個自由度，同時采用手柄夾緊工件即可滿足要求。3.6.1切削力的計算（1）刀具：采用端銑刀φ30mmz=24機床：x51立式銑床由[3]所列公式得查表9.4—8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(nèi)。安全系數(shù)K=其中：為基本安全系數(shù)1.5為加工性質(zhì)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3.6.2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=+GG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]=3.5~4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(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.7定位誤差分析工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為：Td=Dmax-Dmin=0.053-0.024=0.029本工序采用支撐板支