畢業(yè)設計（論文）-箱體類零件加工工藝專機設計

1、<p><b>　　鄭州科技學院</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）</p><p>　　題 目 箱體類零件加工工藝及專機設計</p><p>　　學生姓名 王成卿 </p><p>　　專業(yè)班級 機械設計制造及其自動化 </p

2、><p>　　08級本科（6）班 </p><p>　　學 號 200833162 </p><p>　　院 （系） 機械工程學院 </p><p>　　指導教師（職稱） 肖偉中 講師 </p><p>　　完成時

3、間 2012年 5 月 16 日 </p><p>　　箱體類零件加工工藝及專機設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　零件的工藝編制，在機械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關系到零件最終能否達到質(zhì)量要求；夾具大的設計也是不可缺少的一部分，它關系到能否提高其加工效率的問

4、題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關重要的環(huán)節(jié)。這次畢業(yè)設計，我設計的課題是一級減速器箱體加工工藝及夾具設計。該箱體零件結構較復雜，體積較大。為了提高生產(chǎn)效率和降低勞動強度，我設計了一款鉆床夾具。本次設計說明書分為三個部分:</p><p>　　第一部分分為機械加工工藝規(guī)程的慨述，其中有工藝的組成，工藝規(guī)程的內(nèi)容和作用，機械制造工藝規(guī)程的類型及格式，工藝規(guī)程的原理和步驟的介紹。同時對定位基準的選擇，工藝路線中表面

5、加工方法的選擇、加工方法的劃分、加工順序的安排起到詳細的介紹。</p><p>　　第二部分分為機床夾具的設計，講解機床夾具的慨述，機床夾具的組成分類。工件定位的原理，定位方法和定位元件對定位誤差的計算，對夾緊裝置的組成和夾緊力的三要素作了分析。在這次工藝中表面在銑床上加工；直徑為40mm以上的在鏜床上加工；其余的孔因分部面多我專門設計了一款夾具便于在鉆床上加工（有圖）。</p><p>

6、　　第三部分主要介紹對零件加工的全過程，我這次設計主要選的是鑄件對毛坯的確定；加工中的時效性處理；工藝路線的編制和工序卡片的編寫（有卡片工藝、工序全過程）在加工完后的檢驗。在加工中夾具的設計和計算，對機械簡明手冊的翻閱對國標對準。在加工完后繪制出了完美的零件圖（A0號）。在經(jīng)濟時效下保證了加工滿足的要求。</p><p>　　關鍵詞： 箱體、工藝、工序、夾具、繪制零件圖</p><p>

7、　　BODY PARTS PROCESSING </p><p>　　TECHNOLOGY AND </p><p>　　SPECIAL PLANE DESIGN</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The Part of the process, in machining play

8、s a very important part of the process, prepare to reasonable or unreasonable, it directly relates to the quality requirements both in mechanical processing industry is crucial link. The graduation design, the topic is I

9、 design process and fixture enclosure reducer design. This case is complex, volume parts structure. In order to improve production efficiency and reduce labor intensity, I design a drill fixture. The design manual is div

10、ided into three pa</p><p>　　The first part is divided into the machining process of the specified procedures, including process, contents and procedure, mechanical manufacturing process planning of the type

11、and the procedure formats, introduced the principle and procedure. The choice of the locating datum, the process route in the selection of surface machining method, the method of processing, sequence arrangement has been

12、 introduced in detail.</p><p>　　The second part of the machine tool's fixture design, the interpretation of the machine tool's fixture of the machine tool's fixture soup, composition and classifi

13、cation. The principle, workpiece position and orientation of the positioning error calculation of components for clamping device, the composition and clamping force of three factors are analyzed. In the process of surfac

14、e in milling machining, Diameter 40mm in for more boring, The rest of the hole for division I face a fixture designed</p><p>　　The third part mainly introduces the process of parts processing, I choose the d

15、esign is mainly for determination of casting billet, The timeliness, The preparation process route and the process of writing (card), whole process card technology in processing after inspection. In the process of calcul

16、ation, and fixture design of mechanical concise manual of gb through alignment. In processing after mapped the perfect parts graph (A0). Under the limitation in the economic guarantee processing reque</p><p>

17、;　　Key words: process, process, and drawing parts fixture, toto</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b&

18、gt;　　引言1</b></p><p>　　1減速器箱體的設計2</p><p>　　1.1傳動方案的擬定及說明2</p><p>　　1.2電機的選擇2</p><p>　　1.2.1電動機類型和結構型式的確定2</p><p>　　1.2.2電動機額定功率Ped3</p>&

19、lt;p>　　1.2.3電動機的轉速3</p><p>　　1.2.4計算并分配傳動比3</p><p>　　1.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)3</p><p>　　1.3.1各軸的轉速3</p><p>　　1.3.2各軸輸入功率3</p><p>　　1.3.3各軸輸入轉矩4</p>

20、<p>　　1.3.4計算各軸的最小直徑4</p><p>　　1.4傳動件的設計計算4</p><p>　　1.4.1齒輪傳動設計4</p><p>　　1.5鑄件減速器機體結構尺寸計算表及附件的選擇8</p><p>　　2減速器箱體加工工藝及夾具設計9</p><p>　　2.1零件的分析

21、9</p><p>　　2.1.1支承孔的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度9</p><p>　　2.1.2支承孔之間的相互位置精度9</p><p>　　2.1.3主要平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度10</p><p>　　2.1.4支承孔與主要平面間的相互位置精度10</p><p>　　2.2毛

22、坯的選擇10</p><p>　　2.2.1確定毛坯成型方法10</p><p>　　2.2.2鑄件結構工藝性分析10</p><p>　　2.2.3鑄件工藝方案的確定11</p><p>　　2.3工藝分析11</p><p>　　2.3.1加工方法的選擇11</p><p>　　

23、2.3.2定位基準11</p><p>　　2.3.3工序順序的安排12</p><p>　　2.3.4熱處理工序的安排12</p><p>　　2.3.5輔助工序的安排12</p><p>　　2.4選擇加工設備及刀、夾、量具14</p><p>　　2.4.1選擇加工設備14</p>&l

24、t;p>　　2.4.2選擇量具14</p><p>　　2.5確定切削用量及基本時間15</p><p>　　2.5.1粗、精銑切削用量15</p><p>　　2.5.2鉆削加工切削用量的選擇16</p><p>　　2.5.3基本時間的確定17</p><p>　　2.6機床夾具設計22</

25、p><p>　　3.專用機床主傳動系統(tǒng)的設計26</p><p>　　3.1主軸極限轉速的確定26</p><p>　　3.2主動參數(shù)的擬定27</p><p>　　3.2.1確定傳動公比27</p><p>　　3.2.2主電動機的選擇28</p><p>　　3.3專用車床的規(guī)格28

26、</p><p>　　3.4變速結構的設計29</p><p>　　3.4.1確定變速組29</p><p>　　3.4.2結構式的擬定29</p><p>　　3.4.3結構網(wǎng)的擬定31</p><p>　　3.4.4個變速組的變速范圍及極限傳動比32</p><p>　　3.4.5

27、確定各軸的轉速33</p><p>　　3.4.7確定各變速組變速副齒數(shù)34</p><p>　　3.5傳動件的設計36</p><p>　　3.5.1V帶的設計36</p><p>　　3.5.2帶輪結構的設計38</p><p>　　3.5.3確定各軸的轉速40</p><p>

28、　　3.5.4確定各軸最小直徑41</p><p>　　3.5.5鍵的選擇、傳動軸、鍵的校核42</p><p>　　3.6各變速組齒輪模數(shù)的確定及齒輪參數(shù)43</p><p>　　3.6.1齒輪模數(shù)的確定43</p><p>　　3.6.2齒輪參數(shù)的確定45</p><p>　　3.7齒輪校核46<

29、/p><p>　　3.7.1齒輪強度的校核47</p><p>　　3.8主軸組件的設計51</p><p>　　3.8.1主軸基本尺寸的確定52</p><p>　　3.8.2主軸剛度驗算55</p><p>　　3.8.3各軸軸承的選用型號57</p><p><b>　　致

30、 謝58</b></p><p><b>　　參考文獻59</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　機械制造技術基礎是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎課，內(nèi)容覆蓋金屬切削原理和刀具、機械加工方法及設備、機械制造工藝學及工藝裝備等知識，貫穿大學的整個專業(yè)課程，是一門

31、要求實踐性和綜合性的課程，通過我們做畢業(yè)設計這個實踐性環(huán)節(jié)才使我們對機械設計制造技術基礎的基礎理論有更加深刻的認識，為以后的工作打下扎實基礎。畢業(yè)設計是我們在學完了機械制造技術基礎后進行的、這個畢業(yè)設計是我們對大學所學各專業(yè)課程的一次綜合性的復習。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，分析零件的工藝機構，對其工藝性進行分析，然后確定加工的路線，最后設

32、計出機床夾具和專用機床的部件。設計機床專用夾具和主軸箱這一典型的工裝，是我們對工程訓練的提升，是實踐運用到理論上來，這個對提高我們認識機械制造技術基礎的基本知識，為今后從事的機械加工工藝方向的工作打下了良好的堅實的基礎。</p><p><b>　　1減速器箱體的設計</b></p><p>　　1.1傳動方案的擬定及說明</p><p>　　

33、帶式輸送機的已知數(shù)據(jù)：</p><p>　　減速器齒輪類型：直齒圓柱齒輪；</p><p>　　輸送帶工作拉力：2kN；</p><p>　　輸送帶工作速度：1.2m/s;</p><p>　　滾筒直徑：D=260mm；</p><p>　　為了估計傳動裝置的總傳動范圍，以便選定合適的傳動機構擬定傳動方案，可先由已知條

34、件計算其驅動卷筒的轉速nW,即</p><p>　　nW =60000V/=600001.2/3.14260=88r/min</p><p>　　一般常選用同步轉速為1000r/min的電動機作為原動機，傳動比約在13～15左右，可選用任務書中的傳動方式進行設計。</p><p><b>　　1.2電機的選擇</b></p>

35、<p>　　1.2.1電動機類型和結構型式的確定</p><p>　　電機所需功率PW PW =Fv/1000 =20001.2/1000=2.4</p><p>　　電動機輸出功率Pd =PW /</p><p>　　傳動裝置的總功率 =122345</p><p>　　式中，齒輪傳動效率為，滑動軸承傳動效率為，聯(lián)軸器傳動效

36、率為，V帶傳動效率，卷筒軸滑動軸承5 =0.96。則</p><p>　　=0.970.992 0.990.960.96=0.86</p><p>　　故Pd =PW /=2.4/0.86=2.79 </p><p>　　1.2.2電動機額定功率Ped </p><p>　　由表20-1選取額定功率Ped =3 </p><

37、;p>　　1.2.3電動機的轉速</p><p>　　為了便于選擇電動機轉速，先推算電動機轉速的可選范圍。由表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍i=2~4，則電動機轉速可選范圍為nd =nW i1 i2 =528~2112 r/min</p><p>　　可見同步轉速為1000r/min的電動機均符合。由【機械設計課程設計】表17-7定電動機的型號為Y132M1—6</p>

38、;<p>　　1.2.4計算并分配傳動比</p><p>　　總傳動比i=nm /nw =960/88=10.91</p><p>　　分配傳動比 假設V帶傳動分配的傳動比i1 =2.7，則齒輪的傳動比i2 =10.91/2.7=4.04</p><p>　　1.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p>　　1.3.1各

39、軸的轉速</p><p>　　電動機軸為0軸，減速器高速軸為1軸，低速軸為2軸。則</p><p>　　n0 =nm =960 r/min</p><p>　　n1 = n0/ i1=960/2.7=356 r/min</p><p>　　n2 = n1/ i2=356/4.04=88 r/min</p><p>　

40、　1.3.2各軸輸入功率</p><p>　　按電動機額定功率Ped 計算各軸輸入功率，即</p><p>　　P0 = Ped=3 </p><p>　　P1 = P01=30.96=2.88</p><p>　　P2 = P123=2.880.990.97=2.77</p><p>　　1.3.3各軸輸入轉矩&l

41、t;/p><p>　　T0 =9550 Ped/ nm=95503/960=29.84N.m</p><p>　　T1 =9550 P1/ n1=95502.88/356=77.26 N.m</p><p>　　T2 =9550 P2/ n2=95502.77/88=300.6 N.m</p><p>　　1.3.4計算各軸的最小直徑</p

42、><p>　　d1miN=A=95=950.21=20.9 (取25mm)</p><p>　　d2min=95=950.315=29.925 （取32mm）</p><p>　　注：當軸處有鍵槽時加大5%~7%</p><p>　　1.4傳動件的設計計算</p><p>　　1.4.1齒輪傳動設計&

43、lt;/p><p>　　1）、選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　(1)、按圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　　(2)、帶式機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB10095—88）。</p><p>　　(3)、材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280—320HBS

44、,大齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為250—290HBS。二者硬度差為40HBS左右。</p><p>　　(4)、選小齒輪齒數(shù)Z1=20，齒輪傳動比為i2=4.04，則大齒輪齒數(shù)Z2=204.04=80.8，取Z2=80</p><p>　　2）、按齒面接觸疲勞強度設計</p><p>　　由設計計算公式進行計算，即 進行計算。</p>&

45、lt;p>　　3）、確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　(1)、試選載荷系數(shù)</p><p>　　(2)、計算小齒輪傳遞的轉矩。</p><p>　　(3)、由表【機械設計】10-7選取齒寬系數(shù)。</p><p>　　(4)、由表10-6差得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　(5)、由圖10-21d

46、按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。</p><p>　　4）、計算應力循環(huán)次數(shù)。</p><p>　　N1=60n1jLh=60*960*1*(2*8*300*12)=3.11109</p><p>　　(1)、由【機械設計】圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)。</p><p>　　(2)、計算接觸疲勞許用應力。&

47、lt;/p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1,則</p><p><b>　　5）、計算</b></p><p>　　(1)、試算小齒輪分度圓直徑代人中較小的值。</p><p>　　(2)、計算圓周速度</p><p><b>　　6）、計算齒寬。</b></

48、p><p>　　7）、計算齒寬與齒高之比。</p><p>　　模數(shù) </p><p>　　齒高 </p><p>　　齒高比 </p><p>　　8）、計算載荷系數(shù)。</p>

49、<p>　　根據(jù)，7級精度，由【機械設計】圖10-8查得動載系數(shù);</p><p><b>　　直齒輪，。</b></p><p>　　由【機械設計】表10-2查得使用系數(shù)。</p><p>　　由【機械設計】表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承對稱布置時，。</p><p>　　由，查【2】圖10

50、-13得，故載荷系數(shù)</p><p>　　9）、按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p>　　10）、計算模數(shù)m。</p><p>　　11）、按齒根彎曲疲勞校核公式對小齒輪進行設計。</p><p>　　12)、確定公式內(nèi)的各計算值：</p><p>　　(1)、由【機械設計】圖10-20c查得小齒輪的

51、彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞極限。</p><p>　　(2)、由【機械設計2】圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。</p><p>　　13)、計算彎曲疲勞許用應力。</p><p>　　取彎曲疲勞許用安全系數(shù)S=1.4，則</p><p>　　14）、計算載荷系數(shù)K。</p><p>　　15）、查取齒形系數(shù)。

52、</p><p>　　由【機械設計】表10-5查得 。</p><p>　　16）、查取應力校正系數(shù)。</p><p>　　由【機械設計】表10-5查得 。</p><p>　　17）、計算大、小齒輪的并加以比較。</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p>&

53、lt;p><b>　　18）、設計計算</b></p><p>　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取彎曲疲勞強度算得的模數(shù)2.12mm，并就近圓整為標準值m=2.5mm，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出

54、小齒輪齒數(shù) </p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p>　　19)、幾何尺寸的計算</p><p>　　(1)、計算分度圓直徑</p><p><b&

55、gt;　　(2)、計算中心距</b></p><p>　　a=d1+d2=(50+200) /2=125mm</p><p>　　20)、計算齒輪寬度 </p><p><b>　　取。</b></p><p>　　1.5鑄件減速器機體結構尺寸計算表及附件的選擇</p><p>　　鑄

56、件減速器機體結構尺寸計算表見表1-1</p><p><b>　　表1-1</b></p><p>　　2減速器箱體加工工藝及夾具設計</p><p><b>　　2.1零件的分析</b></p><p>　　減速器的主要加工表面為孔系和平面，為了保證箱體部件的 配精度，對箱體零件的加工，主要有如下

57、技術要求：</p><p>　　2.1.1支承孔的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度</p><p>　　箱體上的主要支承孔(主軸孔)尺寸公差等級為IT6級，圓度為0.006~0.008mm，表面粗糙度值為Ra0.4~0.8um.其他支承孔的尺寸公差等級為IT6~IT7級，圓度為0.01mm左右，表面粗糙度值為Ra1.6~3.2um。</p><p>　　2.1.2支承

58、孔之間的相互位置精度</p><p>　　箱體上有齒輪嚙合關系的齒輪嚙合孔系之間，應有一定的孔距尺寸精度和平行度要求，否則會影響齒輪嚙合精度，使工作時產(chǎn)生噪聲和振動，并影響齒輪使用壽命。這項精度主要取決于傳動齒輪副的中心距允差和齒輪嚙合的精度。同一軸線的孔應有一定的同軸度要求，否則，不僅使軸的裝配困難，并且使軸的運轉情況不良，加劇軸承的磨損和發(fā)熱，影響機器的精度和正常工作。支承孔間的中心距允差一般為±0

59、.0 5mm；軸心線的平行度為0.03~0.1mm；同軸線孔的同軸度為0.02mm。 </p><p>　　2.1.3主要平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度</p><p>　　箱體的主要平面一般都是裝配或加工中的定位基準面，直接影響箱體與機器總裝時的相對位置和接觸剛度，也影響箱體加工中的定位精度。一般裝配和定位基面的平面度在0.05范圍之內(nèi)；表面粗糙度值為Ra1.6um以內(nèi)。<

60、;/p><p>　　2.1.4支承孔與主要平面間的相互位置精度</p><p>　　箱體的主要支承孔與裝配基面的位置精度由該部件裝配后精度要求所確定，一般為0.02mm左右。</p><p><b>　　2.2毛坯的選擇 </b></p><p>　　2.2.1確定毛坯成型方法</p><p>　　一

61、般箱體零件的材料為灰鑄鐵，灰鑄鐵具有容易成形、切削性能和抗震性能好、成本低等優(yōu)點。常用牌號為HT150~HT250,考慮到箱體輪廓尺寸也不算大，各處壁厚相差較小，從結構形式上看，幾何形體不是很復雜，并且該零件年產(chǎn)量較多，采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可采用鑄造成型選擇HT200鑄件。</p><p>　　2.2.2鑄件結構工藝性分析</p><p>　　該零件底平面因散熱 面積大，壁厚較薄，冷卻

62、快，故有可能產(chǎn)生白口鐵組織，但因為此件對防止白口的要求不高，又采用砂型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢，故能滿足箱體的使用要求。</p><p>　　2.2.3鑄件工藝方案的確定</p><p>　　根據(jù)鑄件的尺寸、形狀，而且選用灰口鑄鐵為材料，并且鑄件的表面精度要求不高，結合生產(chǎn)條件（參考《金屬工藝學課程設計》表1-7）選用砂型鑄造。</p><p><b&g

63、t;　　2.3工藝分析</b></p><p>　　2.3.1加工方法的選擇</p><p>　?。?）減速器箱蓋、箱體主要加工部分是分割面、軸承孔、通孔和螺孔，其中軸承孔在箱蓋、箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保兩個軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個孔中心線的平行度和中心距。</p><p>　?。?）減速器整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行時效處

64、理，以消除內(nèi)應力，加工時要注意夾緊位置和夾緊力大小，防止零件變形。</p><p>　?。?）箱蓋、箱體分割面上的10×M8的孔的加工，采用專用鉆模，按外形找正，這樣可保證孔的位置精度要求。</p><p>　?。?）兩孔平行度精度主要由設備精度來保證。工件一次裝夾，主軸不移動，靠移動工作臺來保證兩孔的中心距。</p><p>　　（5）減速器箱蓋、箱體不

65、具有互換性，所以每裝配一套必須鉆、鉸定位銷。</p><p>　　（6）減速器若批量生產(chǎn)可采用專用鏜床，從而保證加工精度及提高生產(chǎn)效率。</p><p><b>　　2.3.2定位基準</b></p><p>　　粗基準的選擇 箱體最先加工的是箱蓋與箱座的結合面，以凸緣不加工面為粗基準，及箱蓋以凸緣上表面，底座以凸緣面為粗基準。這樣可以保證對

66、合面凸緣厚薄均勻，減少箱體合裝時對合面的變形。</p><p>　　精基準的選擇 箱體的結合面與底面（裝配基面）有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；軸承孔軸線應在對合面上，與底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。為了保證以上幾項要求，加工底座對合面時，應以底面為精基準，使對合面加工時的定位基準與設計基準重合；箱體合箱后加工軸承孔時，仍以底面為主要定位基準，并與底面上的兩定位孔組成典型的“一面兩孔”定位方式。

67、這樣軸承孔的加工，其定位基準既符合“基準統(tǒng)一”原則，也符合“基準重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與對合面的重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行度。</p><p>　　2.3.3工序順序的安排</p><p>　　遵守“先基面后其他”的原則，首先加工精基準——箱體下表面結合面。</p><p>　　遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。</p

68、><p>　　遵循“先主后次”原則，先加工主面——箱體下表面和箱座上表面結合處，后加工次表面——左右軸承端面。</p><p>　　遵循“先面后孔”原則，先加工箱蓋箱座的上下表面，后加工地腳螺栓孔，先加工左右軸承端面，后加工端面螺紋孔。</p><p>　　2.3.4熱處理工序的安排</p><p>　　鑄造成型后切邊，進行調(diào)制，調(diào)制溫度為190

69、~220HBS,并進行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對機械加工帶來的不利影響；箱體軸承表面在加工之前局部高頻淬火，提高耐磨性和工作中沖擊載荷的能力。</p><p>　　2.3.5輔助工序的安排</p><p>　　粗加工下表面和熱處理后，安排校直工序；半精加工后，安排去毛刺和中間檢查工序；精加工工后，安排去毛刺，清洗和終檢。</p>

70、<p>　　制定工藝路線見表2-2</p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　2.4選擇加工設備及刀、夾、量具</p><p>　　2.4.1選擇加工設備</p><p>　　1）工序30,40,50,60，和90,100,110,120，用的是銑床，分別進行粗銑和精銑。用普通的臥銑床X

71、62W型萬能銑床即可。</p><p>　　2）工序130,140,150,160,170,180，是鏜孔工序，分別進行粗鏜，半精鏜，精鏜。采用帶有平旋盤的臥式鏜床一次性加工出軸承端面和軸孔，從而保證孔和端面的垂直度，利用端銑刀進行端面銑削；軸孔利用后立柱刀桿支架支承鏜刀桿的鏜削方式進行加工，這種鏜刀桿的形狀誤差、后立柱刀桿支架軸線與主軸軸線的重合度誤差，對鏜孔精度的影響是不大的。</p><

72、p>　　3）鉆孔有Φ6，Φ8，Φ12，Φ16四種孔需要留一定的加工余量，可用Φ5，Φ7，Φ11， Φ15的麻花鉆直接鉆出來。</p><p>　　4）鉸孔需要鉸三種孔，有粗鉸和精鉸，粗加工可用YT15，精加工可用YT30。</p><p><b>　　2.4.2選擇量具</b></p><p>　　本零件是單件大批量生產(chǎn)，故采用的是通用夾

73、具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法的極限誤差來選擇。在這里選用第一種方法。</p><p>　　由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴格，其最小的不確定度為0.2mm，選用的分度值為0.002mm，測量范圍為0—150mm的游標卡尺就行了，因為其不確定度為0.02mm，顯然滿足要求。</p><p>　　此零件對孔的精度要求不高，其中例如

74、對Φ72孔德下偏差要求在0.013之內(nèi)，故可選用分度值為0.01mm，測量范圍為0—150mm的內(nèi)徑百分尺，其不確定度為0.008，滿足測量精度的要求。</p><p>　　加工量計算表見表2-3</p><p><b>　　表2-3</b></p><p>　　2.5確定切削用量及基本時間</p><p>　　2.5.

75、1粗、精銑切削用量</p><p>　　根據(jù)加工余量來確定銑削背吃刀量。粗銑時，為提高切削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程銑完。半精銑時，背吃刀量一般是0.5~2mm；精銑時一般是0.1~1mm或更小。</p><p>　　銑削加工要注意區(qū)分的銑削要素包括：</p><p>　　銑削速度（m/min）；</p><p>&

76、lt;b>　　銑刀直徑（mm）；</b></p><p>　　銑刀轉速（r/min）；</p><p>　　銑刀每轉工作臺移動速度，即每轉進給量（mm/r）；</p><p>　　銑刀每齒工作臺移動速度，即每齒進給量（mm/z）；</p><p>　　進給速度，即工作臺每分鐘移動的速度（mm/min）；</p>

77、<p><b>　　銑刀齒數(shù)；</b></p><p>　　銑削寬度，即垂直于銑刀軸線方向的切削層尺寸（mm）；</p><p>　　銑削背吃刀量，即平行于銑刀軸線方向的切削層尺寸（mm）。</p><p>　　銑削的切削用量查《機械制造技術基礎課程設計》表5-79~表5-82。機床：X51</p><p>

78、　　刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料：， 齒數(shù)</p><p><b>　　1)粗銑</b></p><p><b>　　背吃刀量：</b></p><p>　　每齒進給量：根據(jù)參考文獻《機械制造技術基礎課程設計》，取銑削速度：根據(jù)參考文獻《機械制造技術基礎課程設計》，取</p><p&

79、gt;<b>　　機床主軸轉速：</b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　2)精銑</b></p><p><b>　　背吃刀量：</b></p><p>　　每齒進給量：根據(jù)參考文獻《機械制造技術基礎課程

80、設計》，取銑削速度：根據(jù)參考文獻《機械制造技術基礎課程設計》，取</p><p>　　2.5.2鉆削加工切削用量的選擇 </p><p>　　鉆削用量的選擇包括確定鉆頭直徑、進給量和切削速度。粗加工的時候，應該盡可能選擇大直徑鉆頭、大的進給量，再選擇合適的鉆削速度，以取得高的鉆削效率、提高生產(chǎn)率。查表《機械制造技術基礎課程設計》得鉆孔切削用量的選擇如下：</p><p&

81、gt;　　1)鉆Φ12H8孔，采用高速鋼麻花鉆，按照工序尺寸可以知道，鉆孔的直徑為Φ11mm，所以可以得到背吃到量，查表可以得到進給量為0.70~0.86mm，選取進給量為，切削速度。</p><p>　　2)鉆Φ8H9孔，采用高速鋼麻花鉆，按照工序尺寸可以知道，鉆孔的直徑為Φ7mm，所以可以得到背吃到量，查表可以得到進給量為0.47~0.57mm，選取進給量為，切削速度。</p><p>

82、;　　3)三個孔的徑向孔采用直柄麻花鉆Φ6mm，進給量為0.18~0.22mm，可以選取進給量為，切削速度，背吃到量</p><p>　　4)半精鏜孔的切削用量選擇：</p><p>　　大孔Φ80H8，采用機夾單刃鏜刀，進給量為，切削速度，背吃到量。</p><p>　　小孔Φ72H9，采用機夾單刃鏜刀，進給量為，切削速度，背吃到量。</p><

83、;p>　　5)精鏜孔的切削用量選擇：</p><p>　　Φ18H8，采用機夾單刃鏜刀，進給量為，切削速度，背吃到量。</p><p>　　Φ10H9，采用機夾單刃鏜刀，進給量為，切削速度，背吃到量。</p><p>　　2.5.3基本時間的確定</p><p>　　時間定額是指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的

84、時間。時間定額由基本時間，輔助時間，布置工作地時間，休息和生理需要時間，準備與結束時間等組成</p><p>　　1）鉆削基本時間的計算，見《機械制造技術基礎課程設計》可以得到：</p><p><b>　　計算公式：，</b></p><p>　　其中式中：；，本次計算選取， 其中D為鉆孔的孔徑，為刀具的主偏角。</p><

85、;p>　　查《機械制造工藝設計簡明手冊》得：</p><p>　?、巽@大孔Φ12H8：其進給量，主軸鉆速，，主偏角</p><p><b>　　所以</b></p><p>　?、阢@Φ8H9孔，采用高速鋼麻花鉆，按照工序尺寸可以知道，鉆孔的直徑為Φ9mm，所以可以得到背吃到量，查表可以得到進給量為0.28~0.34mm，選取進給量為，切削

86、速度。</p><p><b>　　。</b></p><p>　　徑向孔Φ6：其進給量，主軸鉆速，，主偏角</p><p><b>　　所以</b></p><p>　?、劭爪?2徑向孔時間：</p><p>　　④Φ8孔1、2徑向孔時間：</p><p

87、>　　2）鏜孔Φ80H8的基本時間的計算，見《機械制造技術基礎課程設計》得：</p><p><b>　　①計算公式，</b></p><p>　　式中：；其中為鏜孔前的孔徑（mm）；D為鏜孔后的孔徑（mm）；為主偏角。</p><p>　　查表《機械制造技術基礎課程設計》得：</p><p>　?、诳梢赃x取進給量

88、為，分5次走到完成，主軸鉆速為。取，，D=17.85mm，，</p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　?、郯刖M孔時間</b></p><p><b>　　∴半精鏜總時間。</b></p><p>　　3）半精鏜孔Φ72的基本時間的計算，見《機械制造技

89、術基礎課程設計》，</p><p><b>　　計算公式，</b></p><p>　　式中：；為精鏜孔前的孔徑（mm）；D為精鏜孔后的孔徑（mm）；為主偏角。</p><p>　?、诎刖M孔時間計算：</p><p>　　進給量，主軸鉆速為，，</p><p><b>　　∴</

90、b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴精鏜孔總時間。</b></p><p>　　4）精鏜孔Φ80H8時間計算：進給量，主軸鉆速為，，。</p><p><b>

91、;　　∴</b></p><p>　　5）精鏜孔Φ72的時間計算：進給量，分兩次走到完成，主軸鉆速為，，。</p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>

92、;<b>　　6）粗銑表面</b></p><p>　?、俑鶕?jù)《工藝手冊》表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率4.5KW銑床加工時，選擇每齒的進給量fz=0.14—0.24mm/z，由于是粗銑，取較大值?，F(xiàn)?。篺z=0.18 mm/z，由于單邊加工余量Z=1.7，余量不大，一次走刀內(nèi)完成，則ap=1.7mm。再由表3-7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0—1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《工藝手冊

93、》表3-8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。</p><p>　?、诖_定切削速度VC:</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3-16可以查VC:</p><p>　　由fz=0.18 mm/z ap=1.7mm，查得</p><p>　　VC=77 mm/z n=245 mm/z Vf=385 mm

94、/z</p><p>　　根據(jù)X51型立銑床說明書</p><p>　　nc=255r/min Vfc=400mm/min</p><p>　　由上面公式知：基本工時T1=0.28min</p><p><b>　　7）精銑表面</b></p><p>　?、俑鶕?jù)《工藝手冊》表3.5，用硬質(zhì)

95、合金銑刀在功率4.5KW銑床加工時，選擇每齒的進給量fz=0.14—0.24mm/z，由于是粗銑，取較小值?，F(xiàn)?。篺z=0.14 mm/z，由于單邊加工余量Z=0.8，余量不大，一次走刀內(nèi)完成，則ap=0.8 mm。再由表3-7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0—1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《工藝手冊》表3-8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。</p><p>　?、诖_定切削速

96、度VC:</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3-16可以查VC:</p><p>　　由fz=0.14mm/z ap4mm，查得</p><p>　　VC=110 mm/z n=352 mm/z Vf=394 mm/z</p><p>　　根據(jù)X62W型立銑床說明書</p><p>　　nc=380r/m

97、in Vfc=400mm/min</p><p>　　由上面公式知：基本工時T2=0.14+0.12=0.26min</p><p>　　查《機械制造技術基礎課程設計》得輔助時間定額的計算見表2-4</p><p><b>　　表2-4</b></p><p><b>　　2.6機床夾具設計</b&

98、gt;</p><p>　　機床夾具應滿足的基本要求包括下面幾方面：</p><p>　　1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。</p><p>　　2)夾具的總體方案應與年生產(chǎn)綱領相適應 在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求

99、。在中、小批量生產(chǎn)時，夾具應有一定的可調(diào)性，以適應多品種工件的加工。</p><p>　　3)安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。</p><p>　　4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生

100、熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。</p><p>　　5)機床夾具應有良好的強度、剛度和結構工藝性 機床夾具設計時，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。</p><p>　　覆蓋式鉆模：為加工箱蓋上10個螺栓孔，采用左側板、右側板來防止箱體左、右移動；通過安裝T型螺栓來阻止箱體的上下移動；同時用銷軸將上下

101、箱體合箱，利用箱蓋的外形來控制箱體的前后移動，這樣就可將箱體固定，從而方便鉆頭加工，提高效率。</p><p>　　本夾具主要用來粗銑減速箱箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗銑前后端面時，前后端面有尺寸要求230±0.3mm，前后端面與工藝孔軸線分別有尺寸要求107.5mm。以及前后端面均有表面粗糙度要求Ra3.2。本道工序僅是對前后端面進行粗加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生

102、產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。</p><p><b>　　1，定位基準的選擇</b></p><p>　　在進行前后端面粗銑加工工序時，頂面已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。因此工件選用頂面與兩工藝孔作為定位基面。選擇頂面作為定位基面限制了工件的三個自由度，而兩工藝孔作為定位基面，分別限制了工件的一個和兩個自由度。即兩個工藝孔作為定位基面共限制了

103、工件的三個自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支承板，兩銷為一短圓柱銷和一削邊銷。</p><p>　　為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對減速器箱體的前后端面同時進行粗銑加工。同時為了縮短輔助時間準備采用氣動夾緊</p><p><b>　　2，定位元件的設計</b></p><p>　　本工

104、序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設計。</p><p>　　夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構夾具裝配圖3所示。</p><p>　　3， 夾具設計及操作的簡要說明</p><p>　　

105、本夾具用于減速器箱體前后端面的粗銑。夾具的定位采用一面兩銷，定位可靠，定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動夾緊，夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后，壓塊在氣缸活塞的推動下向下移動夾緊工件。當工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件。由于本夾具用于變速箱體端面的粗加工，對其進行精度分析無太大意義。</p><p><b>　　1）鉆套內(nèi)孔 </b>

106、;</p><p>　　鉆套內(nèi)孔，直徑的基本尺寸應為所用刀具的最大極限尺寸，并采用基軸制間隙配合。鉆孔或擴孔時其公差取F7或F8，粗鉸時取G7，精鉸時取G6。若鉆套引導的是刀具的導柱部分，則可按基孔制的相應配合選取，如H7/f7、H7/g6或H6/g5等。</p><p><b>　　2）導向長度H</b></p><p>　　如圖1所示，鉆套

107、的導向長度H對刀具的導向作用影響很大，H較大時，刀具在鉆套內(nèi)不易產(chǎn)生偏斜，但會加快刀具與鉆套的磨損；H過小時，則鉆孔時導向性不好。通常取導向長度H與其孔徑之比為：H/d=1~2.5。當加工精度要求較高或加工的孔徑較小時，由于所用的鉆頭剛性較差，則H/d值可取大些，如鉆孔直徑d<5mm時，應取H/d≥2.5；如加工兩孔的距離公差為±0.05mm時，可取H/d=2.5~3.5。</p><p><

108、;b>　　3）排屑間隙h</b></p><p>　　如圖2-5所示，排屑間隙h是指鉆套底部與工件表面之間的空間。如果h太小，則切屑排出困難，會損傷加工表面，甚至還可能折斷鉆頭。如果h太大，則會使鉆頭的偏斜增大，影響被加工孔的位置精度。一般加工鑄鐵件時，h=(0.3~0.7)d；加工鋼件時， h=(0.7~1.5)d；式中d為所用鉆頭的直徑。對于位置精度要求很高的孔或在斜面上鉆孔時，可將h值取得

109、盡量小些，甚至可以取為零</p><p>　　圖2 -5箱蓋與箱座連接螺栓孔、鉆套、</p><p>　　H1=30mm d1=12mm(4個)</p><p>　　H2=30mm d2=10mm（4個） </p><p><b>　　工時的確定：</b></p><p>　?。?）基

110、本時間T1=(L+L1+L2)i/fn</p><p>　　=(156+2+2)*2/0.3*255</p><p><b>　　=4.2min</b></p><p>　　T2=(L+L1+L2)i/fn</p><p>　　=(156+2+2)*2/0.2*320</p><p><b&

111、gt;　　=5min</b></p><p>　　T3=(L+L1+L2)i/fn</p><p>　　=(156+2+2)*1/0.15*383</p><p><b>　　=2.8min</b></p><p><b>　　T輔:10min</b></p><p&

112、gt;<b>　　T布置：3min</b></p><p><b>　　T休：10min</b></p><p>　　T單件=T基+ T輔+ T布置+ T休</p><p>　　=4.2+5+2.8+10+3+10=35min</p><p>　　3.專用機床主傳動系統(tǒng)的設計</p>

113、<p>　　3.1主軸極限轉速的確定</p><p>　　確定主軸的最高轉速和最低轉速，應該在分析所設計機床幾種典型加工方式的切削用量和參考現(xiàn)有同類型機床的技術性能的基礎上，并按照“技術上先進，經(jīng)濟上合理”的原則進行。</p><p>　　由于通用性機床加工對象很廣，不同工序所采用的切削用量相差懸殊，而且加工零件的尺寸變換也很大，所以要合理地確定其極限轉速是一個復雜的任務，必須對

114、有關加工工序和切削用量進行分析，在分析切削用量的過程中，應特別注意下列幾點：</p><p>　　1.考慮先進加工方法，但所選的切削用量不應該是個別記錄，而應該具有普遍性。</p><p>　　2.應考慮刀具材料的發(fā)展趨勢。例如普通車到在大多數(shù)情況下已經(jīng)采用硬質(zhì)合金，目前陶瓷刀具也已開始應用等情況。</p><p>　　3.最高和最低轉速不能僅用計算方法來確定。還應

115、該和先進的同類機床比較，因為過大的轉速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結構無法實現(xiàn)。在傳動系統(tǒng)擬定好以后，驗算各主要傳動件的最大圓周速度應不超過允許值。</p><p>　　主軸最高和最低轉速可按下列計算：</p><p><b>　　= (r/min)</b></p><p>　　= (r/min)</p><p

116、><b>　　其中：</b></p><p>　　、——主軸最高、最低轉速（r/min）；</p><p>　　、——典型工序的最大、最小切削速度（r/min）；</p><p>　　、——最大、最小計算直徑。</p><p>　　普通車床采用最大速度的典型工序一般為用硬質(zhì)合金車刀精車或半精車鋼質(zhì)軸類工件的外圓，取

117、=200r/min。</p><p>　　采用最小速度的典型工序又以下幾種情況：</p><p>　　1.在低速光車，要求獲得粗糙度小于R3.2μm；</p><p><b>　　2.精鉸孔</b></p><p>　　3.加工各種螺紋及多頭螺紋；</p><p>　　4.用高速鋼車刀，對鑄鐵材料

118、的盤類工件進行粗車端面工作，取=25r/min。</p><p>　　一般取計算直徑： =0.5D</p><p>　　=(0.2~0.25) </p><p>　　式中D為最大工件回轉直徑，即主參數(shù)(mm)。</p><p>　　當?shù)湫凸ば驗殂q孔或加工螺紋時，應按在車床上常用最大鉸孔直徑或經(jīng)常加工的最大螺紋直徑作為最大計算直徑，

119、根據(jù)調(diào)研可推薦：=0.2 ,(為刀架上最大工件回轉直徑）</p><p>　　故 ===1990 r/min，取=2000 r/min；</p><p>　　==49.65 r/min， 取=45 r/min；</p><p>　　與本次設計給定的參數(shù)相差不大，取計算值。</p><p>　　3.2主動參數(shù)的擬定</p>

120、<p>　　3.2.1確定傳動公比</p><p>　　根據(jù)《機械制造裝備設計》公式（3-2）因為已知 </p><p>　　∴ Z=+1 </p><p><b>　　∴===1.411</b></p><p><b>　　取</b></p>&l

121、t;p><b>　　Z==12</b></p><p>　　根據(jù)《機械制造裝備設計》表3-5 標準公比。這里我們?nèi)藴使认盗?1.41。因為=1.41=1.06，根據(jù)《機械制造裝備設計》表3-6標準數(shù)列。首先找到最小極限轉速45，再每跳過5個數(shù)取一個轉速，即可得到公比為1.41的數(shù)列：45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400、2000。&l