減速器機蓋加工工藝及頂面孔鉆夾具設計畢業(yè)設計論文說明書張穎超

1、<p>　　減速器機蓋加工工藝及頂面孔鉆夾具設計</p><p>　　學院名稱： 機械工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　班 級： 11機制1 </p><p>　　學 號： 11

2、321108 </p><p>　　姓 名： 張 穎 超 </p><p>　　指導教師姓名： 何 慶 </p><p>　　指導教師職稱： 教 授 </p><p>　　二〇一五 年 五 月</p><

3、p>　　減速器機蓋加工工藝及頂面孔鉆夾具設計</p><p>　　摘 要：蝸桿減速器箱體零件是箱體類零件的一種。它把減速器箱體中的軸和齒輪等有關零件和機構聯(lián)接為一整體，使這些齒輪等零件和機構保持正確的相對位置，以便其上各個機構和零件能正確、協(xié)調一致地工作，減速器箱體的加工精度直接影響減速器的裝配質量，進而影響機器的使用性能和壽命。因此研究使用適合的夾具對該類型零件進行加工是一個值得深入探討的問題。<

4、/p><p>　　在本次設計中，對蝸桿減速器箱體機蓋的加工工藝路線進行了編制和方案優(yōu)選，對鉆夾具的鉆模板類型進行了深入研究以使所加工零件易于裝夾，計算了采用一面兩孔制的定位方法所引起的定位誤差，從而論證了該套設計方案的可行性和經(jīng)濟性。 </p><p>　　關鍵詞：蝸桿減速器，箱體，鉆夾具，工藝</p><p>　　The Design of Reducer’s Co

5、ver machining process and Design of Top Face Drill Fixture</p><p>　　Abstract：Worm gear reducer box body parts is one of the box body parts. The shaft of the reducer housing and gear and related parts and joi

6、ned into a whole, make these gear and other parts and kept the correct relative position, so that its various agencies and parts can correct, the coordinated work, reducer box directly influences the machining accuracy o

7、f gear reducer assembly quality, will affect the use of machine performance and service life. Therefore research using suitable fixture for p</p><p>　　In the design, processing technology route of worm reduc

8、er box machine cover compilation and scheme optimization, the drilling template type of drill jigs were studied in order to make the processing parts easy clamping, were calculated by using a two hole system caused by th

9、e positioning method of positioning error, which demonstrates the feasibility and economy of this set of design scheme.</p><p>　　Keywords：Worm gear reducer; Box body; Drill jig; Process</p><p>&

10、lt;b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序言1</b></p><p>　　第1章 零件分析與方案論證2</p><p>　　1.1減速器零件的作用2</p><p>　　1.1.1減速器零件的作用及分類2</p><p>　　1.1.2箱體類零件的分析

11、3</p><p>　　1.2零件的分析3</p><p>　　1.2.1零件的技術要求3</p><p>　　1.2.2零件的加工分析方法5</p><p>　　1.3設計任務書5</p><p>　　第2章 工藝規(guī)程設計7</p><p>　　2.1確定毛坯的制造形式7<

12、/p><p>　　2.2生產(chǎn)類型及工藝特征7</p><p>　　2.3定位基準的選擇8</p><p>　　2.3.1粗基準的選擇8</p><p>　　2.3.2 精基準的選擇9</p><p>　　2.4制定工藝路線9</p><p>　　2.4.1常見傳動形式的對比10</

13、p><p>　　2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定10</p><p>　　2.5.1毛坯尺寸確定及毛坯圖的繪制10</p><p>　　2.5.2工序尺寸確定12</p><p>　　2.6確定切削用量及基本工時12</p><p>　　第3章 專用夾具設計26</p><p>

14、;　　3.1設計概述26</p><p>　　3.2 鉆孔夾具方案設計26</p><p>　　3.2.1 了解夾具總體設計的要求26</p><p>　　3.2.2 夾具的類型與鉆模的類型27</p><p>　　3.3夾具設計28</p><p>　　3.3.1工件定位分析28</p>&

15、lt;p>　　3.3.2 夾緊機構的確定30</p><p>　　3.3.3 定位誤差分析31</p><p>　　3.3.4 夾緊力計算32</p><p>　　3.3.5 夾具設計裝配圖33</p><p>　　3.4 夾具體零件的設計34</p><p>　　3.4.1 夾具體毛坯的類型35&l

16、t;/p><p>　　3.4.2夾具體零件圖的繪制35</p><p>　　第4章 專用夾具三維造37</p><p>　　4.1 夾具三維造型37</p><p><b>　　參考文獻42</b></p><p><b>　　致謝43</b></p>&

17、lt;p><b>　　序 言</b></p><p>　　在工業(yè)化程度非常高的當今社會，各式各樣、大大小小的減速器無處不在，應用十分廣泛，尤其是在汽車等各種交通工具和大型機械中。在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的應用實例，從交通工具的輪渡、家用轎車、現(xiàn)在極大方便生活的動車組，建筑用的大型機械，機械行業(yè)中的加工機具及自動生產(chǎn)線，到日常生活中常見的計算機，手表等不勝枚舉。</p&

18、gt;<p>　　減速器的箱體作為減速機內部各個零件的定位和支撐對減速機能否穩(wěn)定高效的運行起著至關重要的作用。減速機的箱體要能夠承受內部齒輪等零件運轉時的振動和力的作用，同時還要能保證內部零件安裝的足夠的位置精度，這就對減速機箱體的加工制造以及材料的選擇提出了更高的要求。</p><p>　　減速機加工的工藝流程本著保證加工精度，減少裝夾次數(shù)，降低加工成本，縮短加工周期的原則。本次設計中，對減速機加

19、工的工藝流程進行了重點規(guī)劃和優(yōu)選，保證了最佳的加工工藝路線。</p><p>　　機床用夾具則是對應到具體某個工序中。需要用到的特別設計的加緊定位裝置，機床的夾具保證了零件對的位置，抵消了刀具施加在工件上的切削力等各種加工力。因此夾具設計的成功與否直接影響了工件加工的精度和質量，好的設計能夠節(jié)省鑄造材料，減少加工成本，縮減人力消耗，維持穩(wěn)定有序高效的加工環(huán)境。</p><p><b&

20、gt;　　零件分析與方案論證</b></p><p>　　1.1減速器零件的作用</p><p>　　1.1.1減速器零件的作用及分類</p><p>　　減速器的最主要功能就是傳達動力，電動機的輸出轉速一般較高，減速器可以將電機的轉速減速到所需要的大小，而且可以得到較大轉矩。它的應用也十分廣泛，尤其是在汽車等各種交通工具和大型機械中。它的應用實例非常多

21、，從交通工具的輪渡、家用轎車、現(xiàn)在極大方便生活的動車組，建筑用的大型機械，機械行業(yè)中的拖拉機和挖掘機，到平時常見的計算機，落地鐘等。從傳動的力的大小上來看，各種準切的角度距離傳輸都有減速器在起作用，在工業(yè)上來看，總的來說，就是要把大的轉速轉換成小的轉速，把小的扭矩轉化成大的扭矩，反過來也是這樣。</p><p>　　減速機一般來講是一種傳動精確，結構精密的設備[1]。它的作用不外乎是降低轉速，增加轉矩?？梢园凑諅?/p>

22、動級數(shù)的數(shù)目差異把減速器分為單級和多級減速器；而圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器則是按齒輪齒形的差異來劃分的；各種類型的減速器以及他們各自的應用特點，如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 減速器分類及特點</p><p>　　1.1.2箱體類零件的分析</p><p>　　零件類箱體通常作為各種大小齒輪的依托而存在。是一種基礎性的零件

23、，使這些零件之間有著正確的距離和角度，因而能正確的工作，正因為這樣，要想獲得較高水準的機械裝配質量必須要對減速器箱體的制造精度提出相對高的要求，其表面的制造精度和形位公差需要根據(jù)應用場合重點考量[2]。 </p><p><b>　　1.2零件的分析</b></p><p>　　1.2.1零件的技術要求</p><p>　　蝸桿減速器機蓋的零

24、件圖如圖1-1，1-2,1-3所示。</p><p>　　圖1-1蝸桿減速器機蓋零件圖（主視圖）</p><p>　　圖1-2蝸桿減速器機蓋零件圖（側視圖）</p><p>　　圖1-3蝸桿減速器機蓋零件圖（俯視圖）</p><p>　　該蝸桿減速器機蓋的全部技術要求如表1-2所示。</p><p>　　表1-2零件技

25、術要求</p><p>　　1.2.2零件的加工分析方法</p><p>　　機蓋上下表面均有粗糙度要求，上表面Rz50粗銑就可達到要求，下表面要求Ra1.6，需要精銑。Φ125孔表面粗糙度要求Ra2.5先粗鏜再精鏜即可達到要求，同時需保證Φ125E的加工精度以及與前端面0.10的垂直度公差要求。軸孔兩端面表面粗糙度為Ra3.2，先粗銑再精銑即可，同時要保證圓柱度公差0.012。4-φ18

26、锪平φ35孔先鉆孔再锪平，同時保證表面粗糙度Rz50。2-錐銷孔φ10要與機座配做，需保證表面粗糙度Ra1.6。8-φ17锪平φ35孔先鉆孔后锪平，保證表面粗糙度Ra12.5。</p><p><b>　　1.3設計任務書 </b></p><p>　　1．編制減速器機蓋的機械加工工藝規(guī)程，完成工藝過程卡和工序卡。</p><p><b&

27、gt;　　2．繪制零件圖。</b></p><p><b>　　3．繪制毛坯圖。</b></p><p>　　4．進行專用夾具設計，繪制裝配圖。</p><p>　　5．進行夾具體零件圖設計。</p><p>　　6. 進行夾具三維設計。 </p><p>　　7. 編制設計計算說明書

28、一份。</p><p><b>　　工藝規(guī)程設計</b></p><p>　　2.1確定毛坯的制造形式</p><p>　　翻閱《機械工程材料（第二版）》可知，本蝸桿減速器應采用HT200進行鑄造。該材料鑄造性能良好，且具有一定的結構強度，剛度強度均優(yōu)異。大批量生產(chǎn)的鑄造方法有金屬模機械砂型鑄造和壓鑄法，由于壓鑄法的對設備的工藝性要求較高，造價

29、不菲，檢索《機械工程材料（第二版）》數(shù)據(jù)，本減速器應采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。由于零件的年銷量較多，生產(chǎn)計劃是10000/年，查閱相關數(shù)目該生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，采用金屬型鑄造，有利于提高生產(chǎn)率，有利于保證加工質量。</p><p>　　2.2生產(chǎn)類型及工藝特征</p><p>　　生產(chǎn)綱領為10000件/年，該箱體的生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)[3]。</p><p>

30、　　各種生產(chǎn)類型的工藝特征如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 各種生產(chǎn)類型的工藝特征</p><p>　　由表2-1可知，生產(chǎn)類型不同，特點也有差異。制訂零件工藝過程卡的制作過程中一定要注意，必須首先確定生產(chǎn)類型，然后就有了一個明確的脈絡。</p><p>　　2.3定位基準的選擇</p><p>　　在選擇基準的時候，必須要注意

31、要選擇粗基準然后選擇精基準。</p><p>　　2.3.1粗基準的選擇</p><p>　　在不影響加工表面與加其它工表面之間的位置精度，和毛胚待處理表面的加工的冗余厚度分配的情況下進行粗基準的選擇。以下是需要在選擇粗基準時需要注意的問題。</p><p>　　1.當要保證待待加工零件表面之間的形位公差要求時，粗基準應該選擇不加工表面。如果待加工的零件表面含有較多

32、的的不需要加工的外表面，要以精度要求相對高的表面作為粗基準。</p><p>　　2.選擇的粗基準要盡可能使得工件待加工表面加工余量相對均勻。</p><p>　　3. 要選擇作為粗基準的表面的鑄造精度要相對高，表面應該光滑粗糙度要小。</p><p>　　4. 由于粗基準定位精度較低，因此為了避免定位精度誤差變大，粗基準只可以使用一次。</p>&l

33、t;p>　　蝸桿減速器外殼屬于箱體類零件，應選擇較為寬平的箱體上表面或箱體下表底面為粗定位基準。</p><p>　　2.3.2 精基準的選擇</p><p>　　要想有好的加工制造精度，就一定要選擇好精基準，特別需要考量的就加工表面的相對位置精度，同時，無論是精基準還是粗基準，都要滿足裝夾方便的要求。如下所列原則在選擇精基準時至關重要：</p><p>　　

34、1.“基準重合”原則：如果可以，設計基準應該與精基準保持一致。由于設計基準與制造基準相重合，加工誤差大大減少，無形之中提高了加工精度，降低了制造難度，節(jié)約了產(chǎn)品制造成本。</p><p>　　2.“基準統(tǒng)一”原則：選擇一個精基準的時候就要考慮到在定位方法不變的情況下要能夠加工出盡可能多的形狀特征。按照這樣的設計，能夠最大程度的減少更換定位基準的次數(shù)，從而降低了人力成本。</p><p>　

35、　3.“互為基準”原則：當要加工的表面彼此都有很高的精度加工高要求，既要保證好的表面粗糙度，又要有著精確的形位公差要求 ，那么就需要把這兩個需要加工的表面都作為定位基準進行加工。</p><p>　　另外，對于某些特殊、復雜的零件，仍然會遇到基準不能一致的情況，這時候就要利用公式進行換算。 </p><p><b>　　2.4制定工藝路線</b></p>

36、<p>　　在制定工藝路線之前首先要明白制定該路線的總的指導思想，那就是一定要考慮到工藝路線的經(jīng)濟性和可行性，正確運用粗精基準選用的基本原則，在保證加工精度要求的情況下盡可能選用經(jīng)濟性好的方案。</p><p>　　經(jīng)過比和論證，蝸桿加速器機蓋的加工工藝路線如下：</p><p><b>　　工序Ⅰ：鑄造鑄件</b></p><p>

37、;　　工序Ⅱ：清除澆注系統(tǒng)，冒口、型砂、飛邊、毛刺等</p><p>　　工序Ⅲ：熱處理，人工時效處理</p><p>　　工序Ⅳ：非加工表面涂漆防銹</p><p>　　工序Ⅴ：粗銑機蓋下表面</p><p>　　工序Ⅵ：粗銑機蓋上表面</p><p>　　工序Ⅶ：鉆鉸機蓋下表面8-φ17/锪平φ35孔</p&

38、gt;<p>　　工序Ⅷ：精銑機蓋下表面</p><p>　　工序Ⅸ：鉆孔鉆鉸4-φ18/锪平φ35孔</p><p>　　工序Ⅹ：鉆、攻絲M16-7H</p><p>　　工序Ⅺ：鉆、攻絲機蓋上表面6-M16-7H</p><p>　　以下為合箱后加工工序</p><p>　　工序Ⅰ：鉗工合箱，螺栓緊

39、定</p><p>　　工序Ⅱ：鉆、粗鉸、精鉸2-圓錐孔φ10（裝入錐銷）</p><p>　　工序Ⅲ：粗銑φ125軸孔端面</p><p>　　工序Ⅳ：粗鏜φ125軸孔</p><p>　　工序Ⅴ：精銑φ125軸孔端面</p><p>　　工序Ⅵ：精鏜φ125軸孔</p><p>　　工序Ⅶ：

40、鉆、攻絲6-M12-7H</p><p>　　工序Ⅷ：清洗去毛刺</p><p><b>　　工序Ⅸ：入庫</b></p><p>　　2.5機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　2.5.1毛坯尺寸確定及毛坯圖的繪制</p><p>　　觀察毛坯圖，其尺寸為500

41、5;310×190mm，鑄件的材料為HT200。根據(jù)《現(xiàn)代機械設計方法(第二版)》中查得公差等級CT,機械加工余量RMA[4]。</p><p><b>　　由公式：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　毛坯長：</b></p>

42、<p><b>　　寬：</b></p><p><b>　　高：</b></p><p>　　為便于加工，對以上數(shù)據(jù)取整數(shù)，則毛坯的外輪廓尺寸為：。</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，繪制毛胚圖如圖2-1,2-2,2-3所示。</p><p>　　圖2-1機蓋毛胚圖（主視圖）</p

43、><p>　　圖2-2機蓋毛胚圖（左視圖）</p><p>　　圖2-3機蓋毛胚圖（俯視圖）</p><p>　　2.5.2工序尺寸確定</p><p>　　1. 鉆孔锪平4-孔</p><p>　　鉆孔 2Z=16 </p><p>　　锪平 2Z

44、=34 </p><p>　　2．攻鉆6-M6-7H孔</p><p>　　鉆孔6 2Z=7 </p><p><b>　　攻絲M6</b></p><p>　　3. 攻鉆6-M12-7H孔</p><p>　　鉆孔

45、 2Z= </p><p><b>　　攻絲M12 </b></p><p>　　4. 鉆孔锪平4-孔</p><p>　　鉆孔 2Z= </p><p>　　锪平 2Z= </p><p&g

46、t;　　2.6確定切削用量及基本工時</p><p>　　1．銑機蓋180×120上端面</p><p><b>　　（1）加工條件</b></p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT200）</p><p>　　加工條件：粗銑機蓋上端面，保證尺寸</p><p>　　刀具：采用高速鋼鑲

47、齒三面銑刀，，齒數(shù)由公式：</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p><b>　　量具：游標卡尺</b></p><p><b>　?。?）計算銑削用量</b></p><p><b>　　確定進給量：9</b></p>

48、<p><b>　　根據(jù)《手冊》，確定</b></p><p><b>　　切削速度：</b></p><p>　　檢索手冊，確定，即27mm/min，采用X2010立式銑床，根據(jù)機床使用說明書取[5]，由公式：</p><p><b>　　(2-3)</b></p><

49、;p><b>　　得實際切削速度為:</b></p><p><b>　　v</b></p><p><b>　　當時， 由公式：</b></p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　得工作臺的每分鐘進給量應為：</p&

50、gt;<p>　　查閱機床操作手冊，得，故直接采用60mm/min的轉速。在粗加工中，銑刀只需要加工部分工件表面即可，故行程</p><p><b>　　由公式：</b></p><p><b>　　(2-5)</b></p><p><b>　　得機動工時為：</b></p>

51、;<p><b>　　=540s</b></p><p><b>　　由公式：</b></p><p><b>　　(2-6)</b></p><p><b>　　得出輔助時間為：</b></p><p><b>　　其他時間計算：

52、</b></p><p><b>　　由公式</b></p><p><b>　　(2-7)</b></p><p><b>　　工序時間為：</b></p><p>　　2.鉆攻螺紋6-M6-7H</p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT

53、200）</p><p>　　加工要求：攻6×M6mm，鉆6×M5mm孔</p><p><b>　　機床：搖臂鉆床</b></p><p>　　刀具：Φ5mm麻花鉆，M6絲錐</p><p>　　a.鉆6-Φ6mm的孔：</p><p><b>　　mm/r<

54、/b></p><p>　　根據(jù)《速查手冊》，查得切削速度為</p><p><b>　　由公式2-2可得</b></p><p><b>　　根據(jù)機床說明書取</b></p><p>　　根據(jù)公式2-3，實際切削速度為</p><p><b>　　根據(jù)公式2

55、-5可得</b></p><p><b>　　=37s</b></p><p>　　根據(jù)公式2-6可得輔助時間為：</p><p><b>　　其他時間計算：</b></p><p>　　由公式2-7得單件時間：</p><p>　　b.攻6-M6mm 孔<

56、/p><p><b>　　按機床選取，則</b></p><p><b>　　利用作圖法得，，</b></p><p><b>　　由公式2-5</b></p><p>　　由公式2-6，輔助時間為：</p><p><b>　　其他時間計算：&l

57、t;/b></p><p>　　由公式2-7，單件時間：</p><p>　　故該工序總時間為T=69.5+45=114.5s。</p><p><b>　　3．銑結合面</b></p><p><b>　?。?）加工條件</b></p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（

58、HT200）</p><p>　　加工條件：粗銑機蓋底面，保證尺寸505mm</p><p>　　刀具：采用高速鋼鑲齒三面銑刀[6]，，齒數(shù)</p><p><b>　　量具：游標卡尺</b></p><p><b>　　由公式2-2，</b></p><p><b&g

59、t;　?。?）計算銑削用量</b></p><p>　　確定進給量，根據(jù)《機械加工工具及輔具速查手冊》，可確定 </p><p>　　切削速度，檢索相關手冊，確定，即27，采用X2010龍門銑床，檢索銑床操作手冊，取</p><p>　　由公式2-3，實際切削速度為</p><p>　　當時，由公式2-4，工作臺的每分鐘進給量應

60、為：</p><p>　　查閱機床操作手冊，得，故直接采用60mm/min的轉速。在粗加工中，銑刀只需要加工部分工件表面即可，行程。 </p><p>　　由公式2-3得機動工時為：</p><p><b>　　=798s</b></p><p>　　由公式2-6可得輔助時間為：</p><p>

61、<b>　　其他時間計算：</b></p><p>　　由公式2-7，該工序時間為：</p><p><b>　　4．鉆8-孔</b></p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT200）</p><p>　　加工要求：鉆8×φ17mm孔</p><p>　　機床：搖

62、臂鉆床I3025</p><p>　　刀具：Φ13-Φ17mm的麻花鉆頭鉆兩次，擴孔鉆Φ17mm鉆一次</p><p><b>　　量具：內徑百分表</b></p><p><b>　　確定進給量：</b></p><p>　　查閱鉆床Z535機床說明書檢索得到，查得切削速度為：</p>

63、<p>　　在機床說明書中，查閱后取：</p><p>　　根據(jù)公式2-3可以得到實際切削速度為：</p><p>　　因為，，，根據(jù)公式2-5可得：</p><p>　　以上為鉆一孔的加工時間，由公式2-5可得機動工時為：</p><p>　　由公式2-6，輔助時間為：</p><p><b>

64、;　　其他時間計算：</b></p><p>　　由公式2-7，單件所需時間：</p><p><b>　　5.锪平φ35凸臺</b></p><p><b>　?。?）加工條件</b></p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT200）</p><p><

65、b>　　機床：搖臂鉆床</b></p><p>　　刀具：φ32-φ35的锪刀</p><p><b>　?。?）計算鉆削用量</b></p><p><b>　　確定進給量：</b></p><p>　　f=0.25mm/r </p><p>　　

66、由公式2-2，所以： </p><p>　　由公式2-3，實際切削速度為：</p><p>　　因為，，，由公式2-5機動工時為：</p><p>　　由公式2-6，輔助時間為：</p><p>　　=0.15tm=0.15×4.2=0.6s</p><p><b>　　其他時間計算：

67、</b></p><p>　　+ =6%×(4.2+0.6)=0.3s</p><p>　　由公式2-7，單一零件加工時間為：</p><p>　　=4×（+ + ） =4×（4.2+0.6+0.3）=20.4s</p><p><b>　　6.鉆圓銷孔</b></p>

68、;<p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT200）</p><p>　　加工要求：鉆2-φ11mm孔</p><p><b>　　機床：搖臂鉆床</b></p><p>　　刀具：采用Φ10mm的麻花鉆頭</p><p><b>　　量具：內徑百分表</b></p><p

69、>　　確定進給量，根據(jù)《速查手冊》，</p><p><b>　　mm/r</b></p><p>　　根據(jù)《速查手冊》查得切削速度為:</p><p><b>　　mm/min</b></p><p>　　由公式2-2，所以:</p><p><b>　　r

70、/min</b></p><p>　　由公式2-3，實際切削速度為:</p><p><b>　　mm/min</b></p><p><b>　　因為，，，故:</b></p><p><b>　　min</b></p><p>　　以上為

71、鉆一孔的加工時間，由公式2-5機動工時為:</p><p><b>　　min</b></p><p>　　由公式2-6，輔助時間為：</p><p><b>　　其他時間計算：</b></p><p>　　由公式2-7得單件時間：</p><p>　　7.鉆攻螺紋4-M16

72、-7H</p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT200）</p><p>　　加工要求：攻4×M16mm，鉆6×M16mm孔</p><p><b>　　機床：搖臂鉆床</b></p><p>　　刀具：直徑15mm麻花鉆，絲錐M16 </p><p>　　a.鉆4-Φ16m

73、m的孔：</p><p><b>　　確定進給量,</b></p><p><b>　　根據(jù)《速查手冊》，</b></p><p><b>　　mm/r</b></p><p>　　根據(jù)《速查手冊》，查得切削速度為</p><p><b>　　

74、mm/min</b></p><p>　　由公式2-2，故： </p><p><b>　　r/min</b></p><p><b>　　根據(jù)機床說明書取：</b></p><p><b>　　r/min</b></p><p&g

75、t;　　有公式2-3，實際切削速度為:</p><p><b>　　mm/min</b></p><p><b>　　因為，，，故</b></p><p><b>　　min</b></p><p>　　以上為鉆一孔的加工時間，故由公式2-5，機動工時為:</p>

76、<p>　　由公式2-6，輔助時間：</p><p><b>　　其他時間：</b></p><p>　　由公式2-7單件時間：</p><p>　　b.攻6-M16mm孔</p><p><b>　　mm/min</b></p><p><b>　　式

77、2-2可得:</b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　r/min，mm/min</p><p><b>　　利用作圖法得:</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>

78、;　　由公式2-5可得：</b></p><p><b>　　min</b></p><p>　　由公式2-6，輔助時間為：</p><p><b>　　其他時間計算：</b></p><p>　　由公式2-7，單件時間：</p><p><b>　　該

79、工序時間：</b></p><p>　　T=372+2.8+12.1+20.4=407s</p><p><b>　　8.銑機蓋兩端面</b></p><p><b>　　(1)加工條件</b></p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT200）</p><p>

80、　　加工條件：粗銑機蓋上端面</p><p>　　刀具：采用高速鋼鑲齒三面銑刀，，齒數(shù) </p><p><b>　　量具：游標卡尺</b></p><p><b>　?。?）計算銑削用量</b></p><p>　　確定進給量:根據(jù)《速查手冊》，確定 mm/齒。</p><p

81、>　　切削速度：檢索書刊，得出mm/s，即19mm/min，采用X2010</p><p>　　龍門銑床，根據(jù)龍門銑床操作手冊，取r/min。由公式2-3，實際切削速度為:</p><p><b>　　mm/min</b></p><p>　　當r/min時，從公式2-4，每分鐘工作臺進給量為：</p><p>&

82、lt;b>　　mm/min</b></p><p>　　檢索機床操作手冊得mm/min。在粗加工中，銑刀只需加工工件的部分表面即可，因此，。由公式2-4，機動工時為：</p><p><b>　　=125s</b></p><p>　　由公式2-6，輔助時間為：</p><p><b>　　其

83、他時間計算：</b></p><p>　　由公式2-7，該工序時間：</p><p><b>　　9.粗鏜</b></p><p><b>　?。?）加工條件</b></p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT200）</p><p>　　加工要求：粗加工φ140

84、mm軸孔，留冗余量0.4mm，銑削3mm</p><p><b>　　機床：加工中心</b></p><p><b>　　刀具：YT30鏜刀</b></p><p><b>　　量具：內徑百分表</b></p><p><b>　?。?）計算鏜削用量</b>

85、;</p><p><b>　　確定進給量f：</b></p><p>　　根據(jù)《速查手冊》確定</p><p><b>　　mm/z</b></p><p><b>　　參考有關手冊，確定</b></p><p><b>　　mm/min&l

86、t;/b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　根據(jù)資料，取r/min</p><p><b>　　故加工軸孔</b></p><p><b>　　機動時間為：</b></p><p>　　由公式2-6，輔助時間為：

87、</p><p><b>　　其他時間計算：</b></p><p>　　由公式2-7，加工時間為：</p><p><b>　　10．精鏜</b></p><p><b>　?。?）加工條件</b></p><p><b>　　工件材料：灰鑄

88、鐵</b></p><p>　　加工要求：粗鏜φ140mm軸孔，留加工余量0.5mm，加工2mm</p><p><b>　　機床：加工中心</b></p><p><b>　　刀具：YT30鏜刀</b></p><p><b>　　量具：塞規(guī)</b></p&

89、gt;<p><b>　　（2）計算鏜削用量</b></p><p>　　粗鏜孔至140mm，切削深度，走刀長度分別為l=140mm。</p><p><b>　　確定進給量f:</b></p><p>　　根據(jù)《速查手冊》確定</p><p><b>　　mm/z</

90、b></p><p><b>　　參考有關手冊，確定</b></p><p><b>　　mm/min</b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　檢索資料，取r/miin</p><p>　　故加工軸孔機動時間為:

91、</p><p>　　由公式2-4輔助時間為:</p><p><b>　　其他時間計算:</b></p><p>　　由公式2-7，單件總時間為:</p><p><b>　　故該工序時間為：</b></p><p>　　T=0.146+4.39=4.536min</

92、p><p>　　10.鉆攻螺紋6-M12</p><p>　　工件材料：灰鑄鐵（HT200）</p><p>　　加工要求：鉆6-φ12mm孔</p><p><b>　　機床：加工中心</b></p><p>　　刀具：Φ12的鉆頭，M12絲錐</p><p><b&g

93、t;　　量具：內徑百分表</b></p><p>　　a.鉆6-Φ12mm的孔</p><p><b>　　確定進給量：</b></p><p>　　根據(jù)《速查手冊》，確定</p><p><b>　　mm/r</b></p><p><b>　　查得切

94、削速度為</b></p><p><b>　　mm/min</b></p><p>　　由公式2-2，故 </p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　根據(jù)機床的說明書選取 </p><p>　　根據(jù)公式2-3，實際切削速度為：

95、</p><p><b>　　mm/min</b></p><p>　　因為mm，mm，mm，故</p><p><b>　　min</b></p><p>　　以上為鉆一孔的加工時間，由公式2-5，機動工時為：</p><p><b>　　=49.7s</b

96、></p><p>　　由公式2-6輔助時間為：</p><p><b>　　其他時間計算：</b></p><p>　　由公式2-7，單件時間：</p><p>　　b.攻6-M12mm 孔</p><p><b>　　mm/min</b></p>&l

97、t;p><b>　　按機床選取：</b></p><p>　　r/min，則mm/min</p><p><b>　　利用作圖法得：</b></p><p><b>　　mm，mm，mm</b></p><p><b>　　min</b></p

98、><p>　　由公式2-6輔助時間為：</p><p>　　由公式2-7故單件時間：</p><p>　　所以該工序總時間為： </p><p>　　T=1.8+60.6=62.4s</p><p>　　第3章 專用夾具設計</p><p>　　機床夾具的作用是把待加工零件加緊并穩(wěn)定的固定在機床上機

99、床主軸的轉動傳遞給被裝夾的零件，在其上進行鉆孔、銑削等加工。因此專用夾具的設計直接關系到零件加工的工作的穩(wěn)定性。同時好的設計能夠使生產(chǎn)加工的成本下降，工件裝夾難度降低，使生產(chǎn)安全穩(wěn)定高效。</p><p>　　在設計機床夾具時應該著重考量以下幾個方面：</p><p>　　1.加工的質量和精度；</p><p>　　2.設計與生產(chǎn)應與生產(chǎn)綱領一致，不同的生產(chǎn)規(guī)模對應

100、的夾具應有所區(qū)別；</p><p>　　3.裝夾方便，易于使用，減輕勞動強度；</p><p>　　4.加工產(chǎn)生的碎屑易于從夾具體重流出；</p><p>　　5.機床夾具由于要承受較大的應力，因此結構要設計合理，穩(wěn)定性強。</p><p><b>　　3.1設計概述</b></p><p>　　

101、機床夾具包括通用夾具、可調整夾具和成組夾具、專用夾具、組合夾具及隨行夾具。不同的生產(chǎn)規(guī)模需要選擇不同的機床夾具，以適應不同的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)綱領時大批量生產(chǎn)時，需要采用專用夾具，以提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　在蝸桿減速器上端面，鉆攻6-M6-H7的孔，為了提高鉆孔精度，必須對零件進行固定定位，提高加工精度，使之滿足使用要求，分析后采用一面兩孔定位法。專用夾具的使用可以滿足生產(chǎn)剛領的加工需求。鉆孔的結構為用鉆

102、套作為導向元件引導鉆孔刀具進行鉆孔。</p><p>　　3.2 鉆孔夾具方案設計</p><p>　　3.2.1 了解夾具總體設計的要求</p><p>　?。?）夾具要保證一定的加工精度。要想加工出精度高的工件就要保證夾具有著良好的制造精度。 </p><p>　　（2）夾具還應達到加工生產(chǎn)率的要求。由于生產(chǎn)加工的數(shù)量較大，重復性強，需要

103、節(jié)省每一秒的加工時間。 </p><p>　?。?）為降低夾具體的加工制造成本在夾具的設計時要盡可能多的采用GB標準的標準件，這樣能最大程度的縮短夾具制造時間。</p><p>　?。?）夾具在生產(chǎn)一線直接被勞動者所使用，因此在設計夾具時一定要考慮到其使用的安全性，避免不合理的設計和反人類的運動形式?？梢栽O計必要的保護性機構和部件以提高生產(chǎn)加工的安

104、全性。</p><p>　　（5）大批量長期生產(chǎn)就要考慮到生產(chǎn)的可持續(xù)性，保證期使用壽命滿足生產(chǎn)要求。</p><p>　　3.2.2 夾具的類型與鉆模的類型 </p><p>　　夾具一般分為兩大類：通用夾具和專用夾具。</p><p>　　通用夾具具有廣泛的適用性它結構簡單，能有適應多種不同的工件但一般裝夾精度不高，無法為結構復雜的工件提

105、供加緊方案，適用于小批量生產(chǎn)。</p><p>　　專用夾具一般是為了提高生產(chǎn)效率以及獲得更高的裝夾穩(wěn)定性和更好的精度而設計的，他是專門為某一道工序而特別設計的，因此適用于大批大量生產(chǎn)。 </p><p>　　加工蝸桿減速器機蓋上表面的六個螺紋孔需要用鉆夾具進行裝夾，鉆夾具結構較為簡單，大都以鉆模板為主體，其上安裝有鉆套和鉆套用襯套，按鉆模板的結構形式可以分為以下幾類：</p>

106、<p><b>　　1.固定式鉆模 </b></p><p>　　顧名思義，固定式鉆模是指鉆模板以固定的形式安裝在夾具體上，在裝夾和加工的整個過程中鉆模板相對夾具體保持不動，這種鉆模板的好處就是加工定位精度較高，可以保證良好的加工質量，但經(jīng)常會遇到裝夾和拆卸工件不易的困難。這種鉆模板可以用來加工加工較大的單孔或加工平行孔系。</p><p><b

107、>　　2.回轉式鉆模 </b></p><p>　　回轉式鉆模的鉆模板可以繞某一定軸做回轉運功，用以加工呈圓周狀排列的孔系，由于應用較多，回轉臺大多已標準化。因此在選用和設計時要先查閱相關手冊，在滿足使用要求的情況下選用標準件可以大大縮減成本。</p><p><b>　　3.鉸鏈式鉆模 </b></p><p>　　鉸鏈

108、式鉆模的特點就是鉆模板可以繞某一水平軸翻轉，從而使工件的拆裝方便簡易，降低了勞動強度，但同時，由于鉸鏈的磨損，加工定位精度會逐漸下降，需要定期檢查其加工精度。 </p><p><b>　　4.蓋板式鉆模 </b></p><p>　　在加工時有時會遇到工件體積比較龐大，無法在一般的夾具中進行裝夾，如果按一般的方式要設計非常大的夾具體。耗費材料，加工精度不容易保證。

109、而蓋板式鉆模使得這一情況發(fā)生好轉，它無需夾具體，其定位機構和夾緊機構都設計在頂部鉆模板上。但是裝夾較費時，需要精細調整定位精度。</p><p><b>　　3.3 夾具設計</b></p><p>　　鉆夾具的加工對象時蝸桿減速器機蓋上表面的螺紋孔。由仔細觀察零件圖可知這六個孔的加工精度要求有一定需求。同時考慮到加工效率，因此絕頂采用組合機床進行鉆孔。</p&

110、gt;<p>　　3.3.1工件定位分析</p><p>　　1．工件定位的基本原理</p><p>　　零件定位就是要把要加工的工件固定住，夾具體中，保持工件的穩(wěn)固，防止其在加工過程中發(fā)生移位。物體在空間中有六個自由度。</p><p>　　減速機箱體如果被完全加緊固定，那么一定是所有的自由度都被限制，這種情況就是完全定位。但有時候不完全定位也能夠滿

111、足加工需求，如在銑端面時，工件在端面所在平面可以做平面運動而無需完全定位。 </p><p><b>　　2．工件定位方案</b></p><p>　　箱體類零件加工通常用的定位方式為“一面兩孔”定位法。確定了定位方法之后就要進一步確定到底是使用哪兩個孔以及哪個平面進行定位操作。根據(jù)物理學基本嘗常識，在兩定位孔的距離越遠時，定位精度越高，因此在本次設計中選擇箱體底面對

112、角線兩孔進行定位，其中一孔使用圓柱銷，另一孔使用菱形銷進行定位。而一面則采用零件最寬大的平面下底面進行定位，可保證定位的有效可靠。</p><p>　　3．工件的具體定位方法及其定位元件</p><p>　　(1)平面定位元件 </p><p>　　工件以平面在夾具體中定位時，定位件有很多選擇，如：使用夾具體本身定位、固定支承銷定位、固定支承板、可調支承等。<

113、/p><p>　　本設計平面定位選用的固定支承板。固定支承板和工件緊密貼合的面需要進行研磨。</p><p><b>　　(2)孔定位元件 </b></p><p>　　工件以圓柱孔定位，即指工件的定位基準為孔的情況。工件以圓柱孔定位時，夾具上常用的定位元件是定位銷。這種定位件可以直接做在夾具本體上，或者做成單獨的零件，并與本體相連。</p&

114、gt;<p>　　本設計孔定位選用在對角線兩孔處用圓柱銷（限制兩個自由度）和菱形銷（限制一個自由度）配合使用[7]。如圖3-1所示：</p><p>　　圖3-1箱體機蓋的定位方法</p><p>　　3.3.2 夾緊機構的確定</p><p>　　加緊機構的設計一般需要考量很多問題[8]，加緊之后要保證工件在加工過程中穩(wěn)定穩(wěn)固，不得因為機械振動而發(fā)生

115、移位，因此在設計時首先要根據(jù)經(jīng)驗公式確定所需的加緊力，加緊力的確定與加緊方式和工件定位方式有直接聯(lián)系。在滿足力學要求之后就要考慮加緊裝置是否簡單易用，裝夾次數(shù)不能太多，加緊方式要盡量簡單，以減少不必要的人力消耗。</p><p>　　根據(jù)零件的外形特點，定位加緊方案，以及生產(chǎn)批量的大小進行考量，使用鉤形壓板夾緊可以滿足。即鉤形壓板機構，通過擰緊左、右兩側的鉤形壓板螺母，使加緊快速而方便。夾緊方式如圖3-2所示。&

116、lt;/p><p>　　圖3-2蝸桿減速器機蓋夾緊方法</p><p>　　立式鉤形壓板的加緊如圖3-3所示</p><p>　　圖3-3立式鉤形壓板</p><p>　　3.3.3 定位誤差分析</p><p>　　基準位置誤差和基準不重合誤差是在實際生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的誤差類型。</p><p>　

117、　基準位置誤差：定位元件在制造過程中的尺寸偏差以及夾具體定位部分的制造誤差造成。 </p><p>　　基準不重合誤差：由于加工過程中使用的定位基準和設計時的基準不重合所導致最終誤差在某一方向累加致使誤差增大。</p><p>　　要計算定位誤差，先要確定是哪種形式定位方式，主要有以下幾種</p><p><b>　　1．平面組合定位</

118、b></p><p><b>　　2．圓柱面組合定位</b></p><p><b>　　3．圓孔組合定位</b></p><p>　　4．平面和兩孔組合定位</p><p>　　本夾具的定位元件為平面支承板及兩個銷，稱之為一面兩孔定位。其組合定位形式為平面與兩孔的組合定位，采用工件端面為第一

119、定位基準，在短圓柱銷或短菱形銷上定位時，作為第一定位基準的端面是沒有基準位置誤差。</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　本夾具選用的定位元件為一面兩孔定位，即底面平面支撐板和對角線圓孔定位[9]。主要的定位誤差是：</p><

120、;p>　　1.移動時基準位移誤差</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　2.轉角誤差</b></p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　其中：</b></p>&l

121、t;p><b>　　=0.0053</b></p><p>　　3.3.4 夾緊力計算</p><p>　　若要精確計算加緊力需要考量諸多因素，計算量極大，在實際生產(chǎn)中，沒有必要把結果計算的精確，一般只需要一個大概的范圍即可滿足要求，因此一般按照經(jīng)驗公式來計算夾緊力，根據(jù)不同形式的定位方案和夾緊機構的結構來確定經(jīng)驗公式，經(jīng)過查找和檢索。立式構型壓板夾緊按下列公

122、式進行計算：</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p><b>　　式中 ：</b></p><p>　　—單個螺旋夾的夾緊力(N)；</p><p><b>　　—原動力（N）；</b></p><p>　　—作用力臂（mm）；&

123、lt;/p><p>　　--摩擦半徑（mm）；</p><p><b>　　--摩擦角(度)；</b></p><p>　　--螺紋中徑的一半（mm）</p><p><b>　　--螺紋升角(度)</b></p><p>　　螺旋副的當量摩擦角(度)</p>&l

124、t;p>　　經(jīng)過一系列計算，到結果是W=156N.</p><p>　　3.3.5 夾具設計裝配圖</p><p>　　如前所述，依據(jù)零件定位方案、加工所用的方式、制造速度的要求，該夾具采用的是一面兩孔定位。詳細的夾具裝配圖如圖3-4、3-5、3-6所示。</p><p>　　圖3-4夾具體裝配圖（主視圖）</p><p>　　圖3-5

125、夾具體裝配圖（左視圖）</p><p>　　圖3-6夾具體裝配圖（俯視圖）</p><p>　　3.4 夾具體零件的設計</p><p>　　夾具體在夾具中起著至關重要的作用，一方面，它保證著零件加工的精度，另一方面，作為夾具的骨架，它吃撐著整個夾具，承受較大的力的作用。夾具體的外觀千變萬化，但外觀都是為結構和功能服務的，要參照待加工工件的外觀以及力學要求進行設計。

126、設計時應滿足的基本條件如下[10]。</p><p>　　(1)足夠的剛度和強度。因為承受著工件所傳遞來的較大的切削力，所以為了保證加工工件的形位公差要求，需要計算和校核其穩(wěn)固性。</p><p>　　(2)結構簡單，重量輕、體積小。不需要起重設備便能移動。 </p><p>　　(3)應能夠牢固的安裝在機床相應位置。不得晃動不穩(wěn)。</p><p

127、>　　(4)便于清理切削屑和其他異物。</p><p>　　(5)具有良好的結構工藝特性。</p><p>　　(6)盡量采用標準化、系統(tǒng)化的元件或結構，或選用一些標準化的零部件來組合成夾具體，縮短設計制作周期。</p><p>　　3.4.1 夾具體毛坯的類型</p><p><b>　　（1）鑄造夾具體</b>

128、</p><p>　　鑄造夾具體的最大優(yōu)勢就是只要在初期完成模具的制造[11]，便可以以很快的速度進行生產(chǎn)，模具的使用壽命很長，只要做好定期清理和保養(yǎng)，在生命周期內幾乎不需要更換新的模具。其鑄造出來的毛坯結構可以做的很復雜，降低了后期機加工的成本，但要注意熱鑄冷卻后一般會產(chǎn)生較大的內應力，如不進行時效處理會導致工件變形，甚至損壞，因此鑄造夾具體要先進行應力釋放，以獲得較好的力學性能。</p><

129、;p><b>　　(2)裝配夾具體</b></p><p>　　小型夾具體可以利用現(xiàn)有材料進行臨時組裝和配置。這樣可以最大的降低加工成本，縮短加工周期[12]。</p><p>　　這次夾具設計均采用灰鑄鐵HT200。HT200的意思是最低抗拉強度為200MPa；由于是熱加工，加工后內部存在不小的應力，如不進行釋放，有可能導致鑄件變形，甚至產(chǎn)生微裂紋影響其使用壽

130、命，產(chǎn)生安全隱患 [13]。</p><p>　　3.4.2夾具體零件圖的繪制</p><p>　　零件圖的繪制應符合國家標準，具體要求如下：</p><p>　　(1)在零件圖的顯著位置標出完整尺寸，公差，技術要求，且標注位置合理易讀。</p><p>　　(2)零件圖的投影應注意盡可能與夾具總圖上的投影位置對應起來，方便參閱。</p

131、><p>　　(3)尺寸標注要詳細完善，盡量不與零件輪廓線重合以造成讀圖困難[14]。</p><p>　　夾具體零件圖如圖3-7、3-8、3-9所示。</p><p>　　圖3-7夾具體零件圖（主視圖）</p><p>　　圖3-8夾具體零件圖（左視圖）</p><p>　　圖3-9夾具體零件圖（俯視圖）</p&g

132、t;<p>　　第4章 專用夾具三維造</p><p>　　4.1 夾具三維造型</p><p>　　本三維建模過程使用的三維建模軟件為Solidworks2014版[15]。</p><p>　　創(chuàng)建該零件時，首先在XY平面新建草圖，在其上繪制圓形并進行尺寸定義，然后使用“拉伸”命令拉伸出扁圓柱體，之后，在扁圓柱體上平面如剛剛所述的方法新建草圖繪制小