大型復雜減速器箱體的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計

40頁 19000字數(shù)+論文說明書+任務書+7張CAD圖紙【詳情如下】

A0減速箱體上箱體.dwg

A0減速箱體夾具裝配圖.dwg

A0機床尺寸聯(lián)系圖.dwg

A0組合機床總裝圖.dwg

A1夾具體.dwg

A3加工零件示意圖.dwg

上.jpg

任務書.doc

圖形1.jpg

圖形3.jpg

圖形4.jpg

大型復雜減速器箱體的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計開題報告.doc

大型復雜減速器箱體的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計論文.doc

文獻翻譯--差速器殼體工藝及工裝設計.doc

端銑刀圖紙.dwg

銑刀.dwg

摘要

     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(guān)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(guān)系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關(guān)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(jié)構(gòu)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:

     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。

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）。

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。

關(guān)鍵詞： 箱體、工藝、工序、夾具、繪制零件圖圖

英文摘要

The Part of the process, in machining plays a very important part of the process, prepare to reasonable or unreasonable, it directly relates to the quality requirements could eventually parts, The design of fixture is big, it is the indispensable part in relation to improve the efficiency of the machining. So both in mechanical processing industry is crucial link. The graduation design, the topic is I 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 divided into three parts:

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 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 introduced in detail.

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 classification. 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 surface in milling machining, Diameter 40mm in for more boring, The rest of the hole for division I face a fixture designed to facilitate the processing (in press).

The third part mainly introduces the process of parts processing, I choose the design 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 calculation, 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 request.

Key words: process, process, and drawing parts fixture, toto

目錄

摘要 1

英文摘要 2

第一章 緒論 5

 1.1 制造工業(yè)的重要性 5

1.2 減速器的運用、類型 5

1.3  工藝設計的重要性 6

1.4減速器箱體設計工藝的重要性 7

第二章對零件的工藝分析 8

2.1  工藝過程的組成 8

2.2 工藝規(guī)程的內(nèi)容與作用 8

2.2.3工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料 9

2.3 機械制造工藝規(guī)程的類型及格式 9

2.3.1 機械加工工藝過程卡 9

2.3.2  機械加工工序卡 10

2.4  工藝規(guī)程設計的原則與步驟 10

2.4.1 工藝規(guī)程設計必須具備下列原始資料 10

2.4.2在掌握上述資料的基礎上，機械加工工藝規(guī)程設計主要有以下幾步 11

2.5  毛坯的確定 11

2.6  基準的概念和分類及定位基準的選擇 15

2.6.1設計基準 15

2.6.2零件的工藝設計和基準 15

第三章夾具的設計 17

3.1夾具的慨念 17

3.1.1在設計夾具時，夾具的工作原理為 17

3.1.2夾具在機械加工中的作用 17

3.1.3機床夾具的組成及分類 18

3.1.4夾具中加工精度的分析 18

3.2工件的定位 19

3.3  定位的誤差 20

3.4 工件的夾緊 23

3.6 鏜床夾具 24

第四章零件的工藝過程 26

4.1  零件制造工藝規(guī)程設計原理 26

4.1.1零件制造工藝規(guī)程的格式和作用 26

4.1.2本章主要說明本次設計的一級減速器箱體工藝及夾具設計 26

4.2  零件制造工藝規(guī)程設計時的內(nèi)容和步驟 27

4.2.1根據(jù)以上資料，設計工藝規(guī)程的內(nèi)容和程序如下 27

4.3零件的結(jié)構(gòu)工藝性 28

4.4  毛坯的選用 29

4.5 加工的路線擬訂 30

4.5.1 加工過程的開始階段 30

4.5.2 加工過程的中間階段 30

4.5.3 加工的最后階段 30

第五章總結(jié)與展望 31

5.1總結(jié) 31

5.2展望 31

參考文獻 32

致謝 33

第一章 緒論

 1.1 制造工業(yè)的重要性

機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟中一個十分重要的產(chǎn)業(yè)，它為國民經(jīng)濟各部門科學研究、國防建設和人民生活提供各種技術(shù)裝備，在社會主義建設事業(yè)中起著中流砥柱的作用。從農(nóng)業(yè)機械到工業(yè)機械，從輕工業(yè)機械到重工業(yè)機械，從航空航天設備到機車車輛、汽車、船舶等設備，從機械產(chǎn)品到電子電器、儀表產(chǎn)品等，都必須有機械及其制造。減速器也是有些設備中所不可缺少的，我們應該了解減速器的機械制造工藝過程才能把產(chǎn)品制造出來。

1.2 減速器的運用、類型

減速器廣泛運用于機械行業(yè)中，用于調(diào)整傳輸速率、輸出力矩，為各種終端設備提供動力。減速器由傳動零件（齒輪或蝸桿）、軸、軸承、箱體及其附件所組成。在設計減速器機械加工工藝過程時要合理選擇加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩提高加工精度，來提高減速器加工精度，保證加工質(zhì)量。

單級圓錐齒輪減速器及兩級圓錐－圓柱齒輪減速器用于需要輸入軸與輸出軸成90D配置的傳動中。當傳動比不大（i=1~6）時，采用單級圓錐齒輪減速器；當傳動對比大時，則采用兩級（i=6~35）或三級（i=35~208）的圓錐-圓柱齒輪減速器。由于大尺寸圓錐齒輪較難締造，因而總是把圓錐齒輪傳動作為圓錐-圓柱齒輪減速器的高速級（載荷較?。詼p小其尺寸，便于提高締造精度。

同軸式兩級圓柱減速器

同軸式兩級圓柱減速器的徑向尺寸緊湊，但徑向尺寸較大。由于中間軸較長，軸在受載時的撓曲亦較大，因而沿齒寬上的載荷集中現(xiàn)象亦較嚴峻。同時由于兩級齒輪的中央距必需一致，所以高速級齒輪的承載本領(lǐng)難以充分使用。并且位于減速器中間部分的軸承潤滑也對比困難。此外，減速器的輸入軸和輸出軸端位于同一軸線的兩端，給傳動裝置的總體配置帶來一些局限。但當要求輸入軸端和輸出軸端必需放在同一軸線上時，采用這種減速器卻極為便利。這種減速器常用于中央距總和ae =100~1000mm的情況下。

蝸桿減速器

蝸桿減速器的特點是在外廓尺寸不大情況下，可以獲得大的傳動比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，但效率較低。個中運用最廣的是單級蝸桿減速器，兩級蝸桿減速器則運用較少。

單級蝸桿減速器根據(jù)蝸桿的位置可分為上下蝸桿 、 下蝸桿及側(cè)蝸桿三種。單級蝸桿減速器傳動比規(guī)模i=10~70。

上述蝸桿配置方案的選取，亦視傳動裝置混合的便利于否而定 。 選擇時、應盡可能采用下蝸桿的結(jié)構(gòu) 。 因為此時的潤滑和冷卻問題均較輕易解決，同時蝸桿的軸承潤滑也很便利當蝸桿的圓周速度大于4~5m/s時，為了減削攪油和飛濺時損耗的功率，可采用上蝸桿結(jié)構(gòu)。 

大型復雜減速器箱體的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備減速箱體由上、中、下3個箱體合成，且為焊接件，孔系的尺寸精度與技術(shù)要求高，加工制造難度大，需設計合理的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

在我國，耗材多的鑄件箱體比耗材少的焊接件箱體的應用普遍，這是因為我國對后者的制造加工技術(shù)與發(fā)達國家相比仍有較大差距，而本大型復雜減速器箱體是焊接件，其加工質(zhì)量直接影響極其的性能、精度和壽命，其工藝與工裝設計對機制本科畢業(yè)生是很好的綜合鍛煉。

5.1總結(jié)

回顧幾年來的學習，本課題所完成的主要內(nèi)容有：

(1) 在學習國內(nèi)外工藝的基礎上，對工藝進行了總體規(guī)劃和設計。

(2) 設計了工藝與夾具，實現(xiàn)了對對零件的加工。

（3）為了便于對零件的加工，考慮零件的結(jié)構(gòu)和加工的位置及其表面的加工，同時對車、銑、鏜、鉆床的熟悉，了解各床的加工方法和加工各床的精度，各床的用途，同時經(jīng)過考慮時效和經(jīng)濟設計出完美的加工方案，幫助零件加工方便。

5.2展望

盡管本設計已經(jīng)實現(xiàn)了對車、銑、鉆加工程序的應用，但由于工藝及加具本來就比較復雜，加上本人水平和開發(fā)時間有限，設計中出現(xiàn)些小問題是需要改正的主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1） 本此設計主要體現(xiàn)在工藝設計和夾具的設計裝夾，沒有考慮到切削參數(shù)、切削力、切削振動、切削熱、工件和刀具材料及其它物理因素，只對怎樣加工和工藝路線做出了設計。因此，與實際加工還有一定的差距。如果加上那些對零件加工的工藝應達到和高的要求。

（2）本次設計主要是考慮工藝的規(guī)程，分析所用的夾具對理想曲面逼近的誤差大小和穩(wěn)定性方面還需進一步學習。

（3）本次工藝沒做仿真不能清晰的了解加工的過程，為設計的工藝找出缺點，使我跟好的完善工藝。

（4）可以體現(xiàn)出CAD/CAM（或其它建模軟件）對設計的重要性，希望對軟件開發(fā)的越來越好。

由于作者水平有限，時間倉促，文中難免存在錯誤和不足之處，懇請大家批評指正。在此，作者同時希望能與各位老師和同仁廣泛交流，以期能為國家工藝事業(yè)的發(fā)展做出應有的貢獻。

參考文獻

[1] 機械設計手冊編委會. 機械設計手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2007.

[2] 王光斗,王春福. 機床夾具設計[M].上海: 上?？茖W技術(shù)出版社，2002.

[3] 王先逵. 機械制造工藝學[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2004. 

[4] 吳宗澤主編. 機械設計師手冊（上、下冊）[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社，2002. 

[5] 李慶余, 張佳等主編. 機械制造裝備設計[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,2007.

[6] 沈永松. 特殊孔機械加工工藝及夾具設計[J]. 輕工機械, 2007,25(6):  18. 

[7] 李慶余主編. 機械制造裝備設計[M]. 上海：上海交通大學出版社，2004.

[8] 孫麗媛主編. 機械制造工藝及專用夾具設計指導[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2002. 

[9] 龔定安， 蔡建國編著. 機床夾具設計原理[M]. 西安： 陜西科學技術(shù)出版社，1999.

[10] 林文煥, 陳本通. 機床夾具設計[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社，1987.

[11] 栗 新, 張志民, 姚建民主編. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備[J]. 機械制造, 2007, 178(2): 13～22.

[12] 侯志堅, 李國平, 高子輝, 趙洪華.  加工套筒零件兩端中心孔的專用機床設計工藝與裝備[J]. 機械加工工藝, 2005，23(3): 23～26.

[13] 王先逵. 機械加工工藝（第2版）第二卷 加工技術(shù)卷[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2007.

[14] 楊叔子. 機械加工工藝師[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2004.

致謝

衷心的感謝我的導師老師。本次的畢業(yè)設計是在老師的悉心指導下完成的，從論文的選題、設計計劃的制定、設計路線的選擇和設計的完成。各方面都離不了開老師熱情耐心的幫助和教導。在學習的三年中，老師認真的工作態(tài)度，誠信寬厚的為人處世態(tài)度，都給我留下了難以磨沒的印象，也為我經(jīng)后的工作樹立了優(yōu)秀的榜樣。

近三年來的學習，不僅使我的知識結(jié)構(gòu)上了一個新臺階，更重要的是，各方面的素質(zhì)得到了提升。而這一切，都要歸功于所有老師的深切教誨與熱情鼓勵。值此論文完成之際，我首先要向我尊敬的導師老師表達深深的敬意和無以言表的感謝。

 最后深深的感謝呵護我成長的父母。每當我遇到困難的時候，父母總是第一個給我鼓勵的人?；仡?0多年來走過的路，每一個腳印都浸滿著他們無私的關(guān)愛和諄諄教誨，10年的在外求學之路，寄托著父母對我的殷切期望。他們在精神上和物質(zhì)上的無私支持，堅定了我追求人生理想的信念。父母的愛是天下最無私的最寬厚的愛。大恩無以言報，惟有以永無止境的奮斗，期待將來輝煌的事業(yè)讓父母為之驕傲。我亦相信自己能達到目標。  最后，向所有關(guān)心我的親人、師長和朋友們表示深深的謝意。

畢業(yè)設計任務書課 題 大型復雜減速器箱體的機械加工 工藝規(guī)程及工藝裝備設計 專 業(yè) 年 級 2007 級 姓 名 學 號 學 院（系）院長（簽字） 指 導 教 師 （簽字） 2010 年 11 月 30 日任務書反面：課題來源工廠生產(chǎn)實際課題的目的、意義本減速箱體由上、中、下 3個箱體合成，且為焊接件，孔系的尺寸精度與技術(shù)要求高，加工制造難度大，需設計合理的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。在我國，耗材多的鑄件箱體比耗材少的焊接件箱體的應用普遍，這是因為我國對后者的制造加工技術(shù)與發(fā)達國家相比仍有較大差距，而本大型復雜減速器箱體是焊接件，其加工質(zhì)量直接影響極其的性能、精度和壽命，其工藝與工裝設計對機制本科畢業(yè)生是很好的綜合鍛煉。要求設計要求：1.年產(chǎn) 50臺；2.箱體毛坯為焊接件；3.鏜模（含鏜桿）多點機動夾緊；4.硬質(zhì)合金焊接-夾固式端銑刀（約含 20刀齒）工作量要求：1.完成設計圖紙折合 0號 2張。 2.查閱相關(guān)文獻 10篇。3.翻譯相關(guān)英文資料 4000字。4.寫設計說明書 1.5萬字。5.用計算機進行設計、計算、繪圖。課題主要內(nèi)容及進度主要內(nèi)容：1.毛坯圖設計；2.工藝過程卡與工序卡；3.鏜模（含鏜桿）裝配總圖；4.硬質(zhì)合金焊接-夾固式端銑刀裝配圖與零件圖。進度：1.收集并熟悉各種相關(guān)資料；2.毛坯設計；3.工藝過程設計；4.加工工序設計；5.工裝設計；6.寫設計說明書。以上各項由指導教師填寫（請用鋼筆填寫）畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱 大型復雜減速器箱體的機械加工 工藝規(guī)程及工藝裝備設計 學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 定稿日期： 20 1 大型復雜減速器箱體的機械加工 工藝規(guī)程及工藝裝備設計計 1 選題背景及其意義 本減速箱體由上 、 中 、 下 3 個箱體合成，且為焊接件，孔系的尺寸精度與技術(shù)要求高，加工制造難度大，需設計合理的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，以保證產(chǎn)品質(zhì)量 。 在我國，耗材多的鑄件箱體比耗材少的焊接件箱體的應用普遍，這是因為我國對后者的制造加工技術(shù)與發(fā)達國家相比仍有較大差距，而本大型復雜減速器箱體是 焊接件，其加工質(zhì)量直接影響極其的性能、精度和壽命，其工藝與工裝設計對機制本科畢業(yè)生是很好的綜合鍛煉。 2 文獻綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢） 在國外近十年來，許多制造廠商都在推行并行政策，并有不少制造廠與密切合作應用這一方法來加速專用裝備的設計制造。例如：美國的 國的 公司都應用并行工程分別為一些汽車廠設計制造了眾多的缸體，缸蓋和減速器 等加工自動線，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效益 [2]。 借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術(shù)的經(jīng)驗是有益的。我國機械制 造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設備，在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)時，若以原有的設備為主，合理調(diào)整機床布局，添加少量的數(shù)控設備，引入 術(shù)，充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性，共同構(gòu)成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國機械制造業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術(shù)發(fā)展應用新途徑 [3]。 另外我國 制造工藝 技術(shù)也取得了長足進步，自動線在加工精度、生產(chǎn)效率、利用率、柔性化和綜合自動化等方面的巨大進步，標志著組合機床自動線技術(shù)發(fā)展達 到的高水平[4]。自動線的技術(shù)發(fā)展，刀具、控制和其它相關(guān)技術(shù)的進步以及用戶需求變化起著重要的推動作用 。 2 綜上所述，我國 制造工藝 技術(shù)的發(fā)展應用自動化技術(shù)，不但要起點高，瞄準世界先進水準，包括國際領(lǐng)域內(nèi)已展露鋒芒的某些新技術(shù)，而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術(shù)，堅持提高與普及相結(jié)合的方針，我國的機械自動化技術(shù)發(fā)展應用才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。在我國完成無人化的工廠將恐怕不是機械制造業(yè)的主要發(fā)展模式，也不是機械自動化技術(shù)發(fā)展應用當務之急的事。這就是中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路 [5][6][7]。 3 研究內(nèi)容 速器箱體的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 大型復雜減速器箱體的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 ，畢業(yè)設計完成的工作。 定減速器殼體機加工的工藝路線 這部分包括繪制減速器零件圖，制定機械加工工藝過程綜合卡，還包括其中鉆孔加工的工序卡。 4 研究方案 完成 加工零件的工序圖，被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，工藝內(nèi)容，加工部位尺寸 、 精度 、 表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用定位基準 、 夾壓部位及被加工零件的材料 、 硬度 、 重量和在本道程序加工前毛胚或半成品情況的圖紙。它不能用 用戶提供的產(chǎn)品圖紙代替，而須在原零件圖基礎上，突出本機床或自動線的加工內(nèi)容，加上必要的說明而繪制的 [14]。它是組合機床設計的主要依據(jù)，也是制造 、 使用 、 檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件在機床上的加工過程，刀具，輔具的布置狀況以及工件，夾具，刀具等機床各部件間的相對位置關(guān)系，機床的工作行程及工作循環(huán)等。檢查機床各部件相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進一步開展多軸箱，夾具等專用部件，零件的設計提供依據(jù) 。 3 5 進度計劃 2011 年 2 月 20 日 ~ 2 月 28 日 3 月 01 日 ~ 3 月 15 日 3 月 16 日 ~ 4 月 10 日 4 月 11 日 ~ 4 月 20 日 4 月 21 日 ~ 5 月 15 日 5 月 16 日 ~ 5 月 20 日 5 月 21 日 ~ 6 月 4 日 6 月 5 日 ~ 6 月 14 日 熟悉課題，查閱資料，外文翻譯。 圍繞主題開展調(diào)研工作，了解加工的總體方案，了解夾具設計基本原理。 撰寫文獻綜述，完成開題報告 原理方案設計，經(jīng)過綜合討論確定合理方案，編制加工工藝，確定夾具設計方案，熟悉相關(guān)軟件 編制相關(guān)軟件 ，計算相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，選擇通用部件及標準件對設計方案進行評價與修改，使之完善 完成夾具總圖，繪制零件圖 整理相關(guān)資料，撰寫并打印設計說明書 正式提交設計成果（包括圖紙及論文） 準備論文答辯 、 4 參考文獻 [1] 周冀平 , 林崗 ,等 . 機械制造自動化技術(shù) [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2007. [2] 顧冠群，萬得鈞 . 機電一體化設計手冊 [M]. 南京：江蘇科技出版社， 1996. [3] 馮辛安主編 M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2006. [4] 王先奎 . 機械制造工業(yè)學 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1995. [5] 陳發(fā)任主編 . 現(xiàn)代組合機床的發(fā)展趨勢 [M]. 重慶：重慶大學出版社， 1993. [6] 韋彥成 . 組合機床設備改裝 [M]防工業(yè)出版社， 1995. [7] 徐灝主編 . 機械設計手冊 [M]. 北京 :機械工業(yè)出版社， 1986. [8] 謝家瀛 M]械工業(yè)出版社， 1994. [9] 王愛玲等主編 M]. 北京：兵器工業(yè)出版社 , 1999. [10] 遲建山，叢鳳庭 . 組合機床設計 [M]海科學技術(shù)出版社， 1993. [11] 李峻勤主編 M]. 北京：國防工業(yè)出版社， 2000. [12] 戴曙主編 . 金屬切削機床 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1993. [13] 李慶余，張佳主編 . 機械制造裝備設計 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2003. [14] 吳宗澤 . 機械結(jié)構(gòu)設計 [M]械工業(yè)出版社， 1988. [15] 濮良貴 . 機械設計 [M]高等教育出版社， 1982. . 5 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 6 開題答辯小組意見 1、論文選題： □有理論意義；□有工程背景；□有實用價值；□意義不大。 2、論文的難度： □偏高；□適當；□偏低。 3、 論文的 工作量：□偏大；□適當；□偏小。 4、 設計或研究方案的可行性：□好；□較好；□一般；□不可行。 5、 學生對文獻資料及課題的了解程度：□好；□較好；□一般；□較差。 6、 學 生在論文選題報告中反映出的綜合能力和表達能力： □好；□較好；□一般；□較差。 7、 學 生在論文選題報告中反映出的創(chuàng)新能力： □好；□較好；□一般；□較差。 8、對論文選題報告的總體評價： □好；□較好；□一般；□較差 （在相應的方塊內(nèi)作記號“√”） 建議結(jié)論 評議小組組長簽名： 評議小組組員簽名 ： 年 月 日 1 摘要 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(guān)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(guān)系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關(guān)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(jié)構(gòu)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 : 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。 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 40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 ） 。 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（ ）。在經(jīng)濟時效下保證了加工滿足的要求。 關(guān)鍵詞： 箱體、工藝、工序、夾具、繪制零件圖圖 2 英文摘要 of in a of to or it to of is it is in to of So in is is In to I a is is of of of in of of in of s of s of s of of of In of in 0mm in of a to in of I is of of in In of of of gb In in 3 目錄 摘要 .......................................................................... 1 英文摘要 ...................................................................... 2 第一章 緒論 ................................................................... 5 造工業(yè)的重要性 .................................................... 5 速器的運用、類型 .................................................... 5 工藝設計的重要性 ..................................................... 6 ............................................. 8 第二章對 零件的工藝分析 ........................................................ 9 工藝過程的組成 ....................................................... 9 藝規(guī)程的內(nèi)容與作用 ................................................. 10 ........................ 10 械制造工藝規(guī)程的類型及格式 ......................................... 11 械加工工藝過程卡 ............................................. 11 機械加工工序卡 ................................................ 11 工藝規(guī)程設計的原則與步驟 ............................................ 12 藝規(guī)程設計必須具備下列原始資料 ............................... 12 械加工工藝規(guī)程設計主要有以下幾步 ...... 13 毛坯的確定 .......................................................... 13 基準的概念和分 類及定位基準的選擇 .................................... 18 ........................................................ 18 ............................................ 18 第三章夾具的設計 ............................................................. 21 念 ............................................................ 21 具的工作原理為 .................................. 21 .......................................... 21 ............................................ 21 ............................................ 22 ........................................................... 24 定位的誤差 .......................................................... 25 件的夾緊 ........................................................... 27 床夾具 ............................................................. 29 第四章零件的工藝過程 ......................................................... 30 零件制造工藝規(guī)程設計原理 ............................................ 30 .................................... 30 .............. 30 零件制造工藝規(guī)程設計時的內(nèi)容和步驟 .................................. 32 計工藝規(guī)程的內(nèi)容和程序如下 ...................... 32 ...................................................... 34 毛坯的選用 .......................................................... 35 工的路線擬訂 ....................................................... 36 4 工過程的開始階段 ............................................. 36 工過程 的中間階段 ............................................. 36 工的最后階段 ................................................. 36 第五章總結(jié)與展望 ............................................................. 37 ................................................................. 37 ................................................................. 37 參考文獻 ..................................................................... 38 致謝 ......................................................................... 39 5 第一章 緒論 造工業(yè)的重要性 機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟中一個十分重要的產(chǎn)業(yè)，它為國民經(jīng)濟各部門科學研究、國防建設和人民生活提供各種技術(shù)裝備，在社會主義建設事業(yè)中起著中流砥柱的作用。從農(nóng)業(yè)機械到工業(yè)機械， 從輕工業(yè)機械到重工業(yè)機械，從航空航天設備到機車車輛、汽車、船舶等設備，從機械產(chǎn)品到電子電器、儀表產(chǎn)品等，都必須有機械及其制造。減速器也是有些設備中所不可缺少的，我們應該了解減速器的機械制造工藝過程才能把產(chǎn)品制造出來。 速器的運用、類型 減速器廣泛運用于機械行業(yè)中，用于調(diào)整傳輸速率、輸出力矩，為各種終端設備提供動力。減速器由傳動零件（齒輪或蝸桿）、軸、軸承、箱體及其附件所組成。在設計減速器機械加工工藝過程時要合理選擇加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩提高加工精度，來提高減速器加工精度，保證加工質(zhì) 量。 單級圓錐齒輪減速器及兩級圓錐－圓柱齒輪減速器用于需要輸入軸與輸出軸成 90傳動比不大（ i=1~6）時，采用單級圓錐齒輪減速器；當傳動對比大時，則采用兩級（ i=6~35）或三級（ i=35~208）的圓錐 于大尺寸圓錐齒輪較難締造，因而總是把圓錐齒輪傳動作為圓錐 荷較?。?，以減小其尺寸，便于提高締造精度。 同軸式兩級圓柱減速器 同軸式兩級圓柱減速器的徑向尺寸緊湊，但徑向尺寸較大。由于中間軸較長，軸在受載時的撓曲亦較大，因而沿齒寬上的載荷集中現(xiàn)象亦 較嚴峻。同時由于兩級齒輪的中央距必需一致，所以高速級齒輪的承載本領(lǐng)難以充分使用。并且位于減速器中間部分的軸承潤滑也對比困難。此外，減速器的輸入軸和輸出軸端位于同一軸線的兩端，給傳動裝置的總體配置帶來一些局限。但當要求輸入軸端和輸 6 出軸端必需放在同一軸線上時，采用這種減速器卻極為便利。這種減速器常用于中央距總和 100~1000情況下。 蝸桿減速器 蝸桿減速器的特點是在外廓尺寸不大情況下，可以獲得大的傳動比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，但效率較低。個中運用最廣的是單級蝸桿減速器，兩級蝸桿減速器則運用較少。 單級蝸桿減速器根據(jù)蝸桿的位置可分為上下蝸桿 、 下蝸桿及側(cè)蝸桿三種。單級蝸桿 減速器 傳動比規(guī)模 i=10~70。 上述蝸桿配置方案的選取，亦視傳動裝置混合的便利于否而定 。 選擇時、應盡可能采用下蝸桿的結(jié)構(gòu) 。 因為此時的潤滑和冷卻問題均較輕易解決，同時蝸桿的軸承潤滑也很便利當蝸桿的圓周速度大于 4~5m/s 時，為了減削攪油和飛濺時損耗的功率，可采用上蝸桿結(jié)構(gòu)。 大型復雜減速器箱體的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備減速箱體由上 、 中 、 下3 個箱體合成，且為焊接件，孔系的尺寸精度與技術(shù)要求高，加工制造難度大，需設計合理的機 械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，以保證產(chǎn)品質(zhì)量 。 在我國，耗材多的鑄件箱體比耗材少的焊接件箱體的應用普遍，這是因為我國對后者的制造加工技術(shù)與發(fā)達國家相比仍有較大差距，而本大型復雜減速器箱體是焊接件，其加工質(zhì)量直接影響極其的性能、精度和壽命，其工藝與工裝設計對機制本科畢業(yè)生是很好的綜合鍛煉。 工藝設計的重要性 目前中國工業(yè)設計行業(yè)的現(xiàn)狀是教育界、學術(shù)界重視外觀創(chuàng)意，輕視甚至忽略結(jié)構(gòu)設計的情況比較嚴重。為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象，和我們國家的國情有很大的關(guān)系。建國以來到改革開放初期，我們國家可以說不需要工業(yè)產(chǎn)品外 觀造型設計，那時的物質(zhì)生活極其缺乏，一切生產(chǎn)活動都本著降低成本，滿足功能的前提，對 7 產(chǎn)品外觀造型基本沒有要求。進入九十年代以后，隨著人們精神、物質(zhì)生活水平的提高和國外富有設計感的產(chǎn)品大量涌入國內(nèi)市場，使國人大開了眼界，也促使了國內(nèi)教育界、學術(shù)界對工業(yè)產(chǎn)品外觀造型設計這個行業(yè)的重視。大批學校開設了工業(yè)設計這個專業(yè)，每年培養(yǎng)了大量的工業(yè)設計畢業(yè)生，舉辦了名目繁多的工業(yè)設計大賽，也涌現(xiàn)了很多的令人眼花繚亂的作品，連國際性的設計大獎也拿了不少。一派欣欣向榮的樣子。 但是，讓人不理解的是為什么這么多優(yōu)秀的作品真正能轉(zhuǎn) 化為產(chǎn)品的卻沒有多少，轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品又能大賣的就更沒有多少。是作品不夠漂亮嗎？是消費者不能接受高品質(zhì)高價格的產(chǎn)品嗎？筆者認為都不是，其實真正的原因是出在生產(chǎn)的問題上，出在作品轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的環(huán)節(jié)上，是設計師輕視、忽略甚至根本沒有考慮產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)規(guī)律和生產(chǎn)工藝性上。這也跟中國的工業(yè)設計教育有關(guān)。目前學校中工業(yè)設計系走兩條路線，一條是藝術(shù)類學生，主要學習的還是美學；另一條是工科學生，主要學的是結(jié)構(gòu)。藝術(shù)類院校畢業(yè)的學生畢業(yè)時可能連生產(chǎn)圖紙都不會看，更談不上對工藝、材料和功能性結(jié)構(gòu)的了解。而真正的工業(yè)設計師不同于平面設 計師，要想把產(chǎn)品從想法實現(xiàn)成成品，需要設計者有很高的綜合素質(zhì)，其中包括對生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程、材料、模具加工等各個方面的一定程度的熟悉和了解。 兩年前，筆者在成都剛開始創(chuàng)立意町工業(yè)設計公司的時候，有位工業(yè)設計專業(yè)實習生問我產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計需要考慮哪些因素，當時我詳細地向他做了解答。我認為結(jié)構(gòu)設計要考慮的因素很多：從物理學上來講要考慮強度、減震、散熱、降噪、電磁屏蔽；從組織學上講要考慮材料、工藝，包括加工工藝、表面處理工藝和裝配工藝；從經(jīng)濟學上來講要考慮成本、相關(guān)標準、相關(guān)法規(guī)，比如安全性和環(huán)保性；從消費者方面來 考慮還有易學性，使用的合理性和舒適性等。以上的任何一點沒有考慮到，都有可能導致產(chǎn)品開發(fā)的全盤失敗。 例如我曾經(jīng)參與的一個為某科技公司設計的一款光學測量儀器的案例，產(chǎn)品功能要求主支架要有足夠高的剛性，否則測量結(jié)果誤差較大，對儀器的自身重量又有限制。雖然我們的外觀設計方案獲得了客戶認可，結(jié)構(gòu)設計也滿足了強度、散熱和重量限制的要求，但是樣機的測試結(jié)果卻不是很滿意。剛開始以為是支架 8 強度不夠，采取了很多增加強度的措施還是沒有改善。分析了很久才初步確認，是儀器發(fā)出的熱風引起的空氣波動導致光學鏡頭捕捉的測量數(shù)據(jù)失真。必須 要修改熱設計，改變進出風的方式，這樣一來，最先受到大家一致認同的外觀設計方案不得不放棄。重新開始設計外觀，而后續(xù)還將出現(xiàn)什么問題，尚不可預知。再舉一個結(jié)構(gòu)設計導致外觀設計方案大改的案例。我們按照客戶確認的外觀造型做了小批量樣機，測試的時候發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部溫升太高，開機一小時就已經(jīng)升高了 40度，作為一個戶外長期使用，隨身攜帶的產(chǎn)品，這樣的結(jié)果肯定是不能接受的，也是必須要修改熱設計，把溫升降下來。我們采用了多種散熱的辦法，做了很多次實驗，最后倒是把溫升降下來了，外形也改得面目全非了，大半個外殼都由塑料件改為鋁合金的 了。 所以說產(chǎn)品外觀造型也不是天馬行空，隨意涂鴉的。比如要考慮模具加工成本，分型線就不能亂開，要能使模具最好分模；要考慮散熱、降噪、電磁屏蔽，進風口和出風口就必須在它應該在的位置，必須要保證一定的形狀和面積；要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，材料選擇、生產(chǎn)加工工藝、表面處理工藝和包裝方式也就必然受到限制；要考慮目標消費群的歷史文化、宗教信仰、傳統(tǒng)禁忌，那么形狀和顏色就不能導致使用者抵觸。 總的說來，產(chǎn)品就是產(chǎn)品，不是藝術(shù)品，雖然它需要批上藝術(shù)的外衣，但是更重要的卻是設計工業(yè)產(chǎn)品絕對不能違背產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售、使用的內(nèi)在規(guī)律 ，只有這樣，才能設計出叫好又叫座的產(chǎn)品來。 速器箱體設計工藝的重要性 減速器箱體的的設計工藝是否完好，對減速器運行時的加工效率和配合精度影響很大。特別是現(xiàn)代工藝對減速器的要求越來越高，已經(jīng)運用于各種場合，很多工業(yè)設備對其運用非常重要。所以對減速器箱體的加工非常重要，同時對工藝制品的發(fā)能起到一個推動作用。對其加工的工藝非常重要。 9 第二章對零件的工藝分析 工藝過程的組成 為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，需要把工藝過程分為不同層次的單元。它們是工 序、安裝、工位和走刀。其中工序是工藝過程中的基本單元。零件的機械加工工藝過程有若干個工序組成。在一個工序中可能包含一個或幾個安裝，每一個安裝可能包含一個或幾個工位，每個工位可能包含一個或幾個工步，每一個工步可能包含一個或幾個走刀。 工序 一個或一組工人，在一個工作點對同一個或同時對幾個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。 工位 為完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或機床的可動部分一起相對刀具或機床的固定部分所占據(jù)的每一個位置，稱為工位。 工步 在加工表面（或裝配時的連接面）和加工（或裝配）工具都不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工布。 走刀 走刀也稱為進給。在一個公步內(nèi)，若被加工表面需切除的余量較大，可分幾次切削，每次切削成為一次走刀。 10 藝規(guī)程的內(nèi)容與作用 機械加工工藝規(guī)程簡稱為工藝規(guī)程，是指導機械加工的主要文件。根據(jù)生產(chǎn)過稱工藝性質(zhì)的不同，有毛坯制造、零件機械加工、熱處理、表面處理以及裝配等不同的工藝規(guī)程。規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程；規(guī)定產(chǎn)品或部件的裝配工藝過程和裝配方法 的工藝文件是機械裝配工藝規(guī)程。它們是具體的生產(chǎn)條件下，確定最合理或較合理的制造過程、方法，并按規(guī)定的形式書寫工藝文件，指導制造過程。 工藝規(guī)程是制造過程的紀律文件。其中機械加工工藝規(guī)程包括工件加工工藝路線及所經(jīng)過的車間和工段、各工序的內(nèi)容及所采用的機床和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、工時定額及工人技術(shù)等級等內(nèi)容。 機械制造工藝規(guī)程的主要作用有如下幾點。 藝規(guī)程是指導生產(chǎn)的技術(shù)文件 在生產(chǎn)中應嚴格的執(zhí)行既定的工藝規(guī)程。但是工藝規(guī)程也不是固定不變的，工藝人員 應不斷總結(jié)工人的技術(shù)革新，及時吸取國內(nèi)外先進的工藝技術(shù)，對現(xiàn)行工藝不斷的予以改進和完善，以便更好的指導生產(chǎn)。 藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù) 在生產(chǎn)管理中，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料及毛坯的供應、通用工藝裝備的準備、機械負荷的調(diào)整、專用工藝裝備的設計和制造、作業(yè)計劃的編排、勞動了的組織以及生產(chǎn)成本的核算等，都是以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)。 藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料 在新建或擴建工廠或車間時，只有依據(jù)規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)才能正確的確定生產(chǎn)所需要的機床和其他設備的種類、規(guī)格和 數(shù)量；確定車間的面積、機床的布置、生產(chǎn)工人的工種、等級及數(shù)量以及輔助部門的安排等。 11 械制造工藝規(guī)程的類型及格式 械加工工藝過程卡 它是以工序為單位說明一個零件全部加工過程的工藝卡片、這種卡片包括零件各個工序的名稱、工序內(nèi)容，經(jīng)過的車間、工段，所用的機床、刀具、夾具、量具，工時定額等。 本次設計的 機械加工工序卡 根據(jù)工藝卡片的每一道工序制定的，主要用來具體指導操作工人進行生產(chǎn)的一種工藝文件。多用于大批大量 生產(chǎn)或成批生產(chǎn)中比較重要的零件。該卡片中附件有工序 工 序 內(nèi) 容 加工 車間 設備名稱 及型號 夾具 00 鑄件 庫房 05 時效 庫房 10 銑工 機加 銑床 一般裝夾 15 去毛 刺 機加 20 銑工 機加 銑床 一般裝夾 25 去毛刺 機加 30 銑工 機加 銑床 一般裝夾 32 去毛刺 機加 35 鏜孔 機加 鏜床 鏜模 40 鏜孔 機加 鏜床 鏜模 45 鉗工 機加 鉆床 鉆模 50 鉗工 機加 鉆床 鉆模 52 鉗工 機加 鉆出 鉆模 55 檢驗 機加 12 工序簡圖，并詳細記載了該工序加工所需的資料，如定位基準選擇、工序尺寸及公差以及公差以及機床、刀具、夾具、量具、切削用量和工時定額等。例如在加工上表面后再在銑床上加工左右表面圖（ 3），同時在加工所有表面的加工工序中在銑完表面后都要進行去毛刺，使零件的表面和各邊變得很光滑，用量具來達到零件要的技術(shù)要求。 工藝規(guī)程設計的原則與步驟 工藝規(guī)程設計的原則是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應盡量提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。應在充分利用本企業(yè)現(xiàn)在生產(chǎn)條件的基礎上，盡可能采 用國內(nèi)外先進工藝技術(shù)和經(jīng)驗，并保證有良好的勞動條件。工藝規(guī)程應做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰，所用術(shù)語、符號、計量單位和編號等都要符合相應的標準。 藝規(guī)程設計必須具備下列原始資料 （ 1） 產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖。 （ 2） 產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標準。 （ 3） 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型。 （ 4） 零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況。零件毛坯圖通常由毛坯車間技術(shù)人員設計。機械加工工藝人員應研究毛坯圖并了解毛坯的生產(chǎn)情況，如了解毛坯的余量、結(jié)構(gòu)工藝性、鑄件的分型面和澆冒口位置、模鍛件的的出模斜度和飛邊位置等，以便正確選擇零件加工時的裝夾部 位和裝夾方法，合理確定工藝過程。 （ 5） 車間的生產(chǎn)條件。應全面了解車間設備的種類、規(guī)格和精度狀況，工人的技術(shù)水平，現(xiàn)有的刀、夾、量具規(guī)格，以及專用設備、工藝裝備的設計、制造能力等。 （ 6） 各種有關(guān)手冊、標準等技術(shù)資料。 13 （ 7） 國內(nèi)外先進工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展應用情況。 掌握上述資料的基礎上，機械加工工藝規(guī)程設計主要有以下幾步 （ 1） 分析零件工作圖和產(chǎn)品裝配圖。 （ 2） 工藝審查。 （ 3） 確定毛坯的種類及其制造方法。 （ 4） 擬定機械加工工藝路線。 （ 5） 確定各工序所需的機床和工藝裝備。 （ 6） 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。 （ 7） 確定切 削用量。 （ 8） 確定各工序工時定額。 （ 9） 評價工藝路線 對所制定的工藝方案應進行技術(shù)經(jīng)濟分析，并應對多種工藝方案進行比較，或采用優(yōu)化方法，以確定出最優(yōu)化工藝方案。 （ 10） 填寫或打印工藝文件。 毛坯的確定 毛坯是零件生產(chǎn)過程的一部分。根據(jù)零件的技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點、材料和生產(chǎn)綱領(lǐng)等方面的情況，合理的確定毛坯的種類、毛坯的制造方法、毛坯的形狀和尺寸等，不僅影響的毛皮的經(jīng)濟性，而且影響到機械加工的經(jīng)濟性。所以在確定毛坯到時候，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環(huán)節(jié)中，降低零件的 制造成本。 毛坯的確定包括確定毛坯的種類和制造方法兩個方面。 常用的毛皮種類有鑄件、段件、型材和焊接件等。如鑄鐵材料毛坯均為鑄件，鋼材料毛坯一般為鍛件或型材等。 14 各種毛坯的制造方法很多。確定毛坯時主要考慮以下幾方面因素。 （ 1）零件的材料與力學性能。 大致確定毛坯種類。例如，鑄鐵零件用鑄造毛坯； 形狀簡單的鋼制零件，力學性能要求低，用棒料，力學性能要求高，用鍛件；形狀復雜，力學性能要求低，用鑄鋼件。 （ 2） 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸。 各種毛坯的制造方法都對零件的結(jié)構(gòu)和形狀有一定的適用性。例如，階梯軸軸 零件各直徑差別不大時可用棒料，差別大時可用鑄件；外形尺寸大的零件一般用自由鑄件或砂型鑄件，中小型零件可用模鍛件或壓力鑄件，形狀復雜的鋼質(zhì)零件不宜用自由鍛件；一些形狀特殊的小零件，由于機械加工困難，常采用壓鑄或精密鑄造等方法，盡量減少切削加工。 （ 3） 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小在很大程度上決定了采用某種毛坯的經(jīng)濟。在大批量生產(chǎn)中，應采用精度和生產(chǎn)率都較高的先進的毛坯制造方法，如鑄件應采用金屬模機器造型，鍛件應采用模鍛；并應當充分考慮采用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性，如金鑄、精鍛、冷擠壓、冷軋、 粉末冶金和工程塑料等。單件小批生產(chǎn)則一般采用木模手工造型或自由鍛等比較簡單方便的毛坯制造方法。 （ 4） 工廠生產(chǎn)毛坯的實際條件。在選擇毛坯時應考慮工廠生產(chǎn)毛坯的實際條件。 （ 5） 利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性。例如，采用精密鍛造、壓鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等，可大大減少機械加工勞動量。 毛坯制 造方法 最大重量（ N） 最小壁厚（ 形狀的復雜性 材料 生 產(chǎn)方 式 精度等級（ 尺寸公差值（ 表面粗糙度 其 他 15 手工砂型鑄造 不限制 3~5 最復雜 鐵碳合金、有色金屬及其他合金 單件生產(chǎn)及小批量生產(chǎn) 14~16 1~8 余大量，一般為 1~10砂眼和氣泡造成的廢品率高；表面有結(jié)砂硬皮，且結(jié)砂顆粒大；適用鑄造大件；生產(chǎn)率很低 機械砂型鑄造 至2500 3~5 最復雜 同上 大批量生產(chǎn)及大量生產(chǎn) 14 級左右 1~3 生產(chǎn)率比手制砂型高數(shù)倍至數(shù)十倍；設備復雜；但要求計術(shù)低；適用于鑄造中小型鑄件 永久型鑄造 至1000 單或平常 同上 同上 11~12 生產(chǎn)率高；因免去每次制型；單邊余 量一般為1~3構(gòu)細密，能承受較大壓力；占用生產(chǎn)面積小 離心鑄造 通常2000 3~5 主要是旋轉(zhuǎn)體 同上 同上 15~16 1~8 生產(chǎn)率高，每件只需2~5械性能好且少沙眼，壁厚均勻；不需型芯和澆注系統(tǒng) 壓鑄 100~160 0,5（鋅） 10（其他合金） 由模子制造難易來定 鋅、鋁、 鎂、銅 錫、鉛個金屬的合金 同上 11~12 ,2 生產(chǎn)率最高，每小時可達50~500 件；設備昂貴；可直接制取零件或僅需少許加工。 16 熔模鑄造 小型零件 常復雜 適于切 削困難的材料 單件生產(chǎn)及成批生產(chǎn) 用生產(chǎn)面積小，美套設備約需 30~40 平米；鑄件機械性能好；便于組織流水生產(chǎn)；鑄造延續(xù)時間長，鑄件可不經(jīng)加工。 ；殼模鑄造 至 200 雜 鐵和有色金屬 小批至 大量生產(chǎn) 12~14 生產(chǎn)率高，一個制砂工班產(chǎn) 械化與自動化；鑄件無便于硬皮 （ 1） 刀具的選擇 上箱體的上端有一個Φ 課題要求粗鏜Φ 慮到材料為鋁合金鑄 造而成，故我們選用主偏角為 45。 ，未涂層的硬質(zhì)合金刀具 （ 2） 切削用量的初定 表 加工鋁及鋁合金的切削用量 加工直徑 d (毫米 ) 切削速度 V(毫米 /分 ) 每轉(zhuǎn)進給量 f(毫米 /轉(zhuǎn) ) 純鋁 鋁合金長切屑 鋁合金短切屑 00 本課題加工直徑為 Φ 據(jù)上表取鋁合金的切削速度100mm/轉(zhuǎn)進給量 1mm/r （ 3）確定切削轉(zhuǎn)矩、軸向力、徑向力、切向力和切削功率 根據(jù)選定的切削用量（主要指切削速度及進給量 ），確定切削力作為選擇動力部件及夾具設計的依據(jù)；確定切削轉(zhuǎn)矩，用以確定主軸及其他傳動件（齒輪、傳動軸等）的尺寸；確定切削功率，用以選擇主傳動電機（一般指動力箱電機）功率；確定刀具耐用度，用以驗證所選刀具是否合格。 本課題中高速鋼鉆頭鉆削切削鋁的計算公式為 扭矩： M=17 切削力： 切向力 38N 徑向力 5=向力 2 38N 鏜孔過程中起主要主用的是切向力 故，切削功率 : 1000** 4）計算主軸直徑 主軸直徑通常都是根據(jù)扭矩來計算的，計算時采用經(jīng)驗公式 d=式中 扭矩 B —— 系數(shù)。根據(jù)主軸在 100厘米長度上允許最大扭轉(zhuǎn)角的數(shù)值來選取 允許最大扭轉(zhuǎn)角 1/4 1/2 1 121 2 221 B 常，主軸允許最大扭轉(zhuǎn)角為 1/2度，即 在本次設計中，主軸直徑為 d=4 由《機械制造裝備設計》表 45所以主軸最小的直徑為 35 過對所加工零件孔的分析，由《工藝手冊》中表 10 得，因工件孔徑為 ? 64.5 慮到還要倒角，故采用復合鏜刀。 必須從實際出發(fā)，根據(jù)加工精度、工作材料、工作條件、技術(shù)要求等進行分析，按照經(jīng)濟的滿足加工要求的原則，合理的選擇切削用量，一般常用查表法。 因為零件材料為鋁合金，所以選擇硬質(zhì)合金鋼鏜刀具鏜孔。 查機械加工工藝設計實用手冊表 15硬質(zhì)合金鋼鏜鋁合金材料孔時切削速度為 V=100m/據(jù)要加工的孔的直徑可以確定鏜刀的直徑為 64 0 01 0 0 01 0 0 0 ? ??? ?? wd n = 根據(jù)機床說明書（見《機械制造工藝設計簡明手冊》表 與 00r/ 600r/選取 n=500r/果選 18 n=600r/速度損失太大。 所以實際主軸速度 V=500r/ 基準的概念和分類及定位基準的選擇 零件是由點、線、面結(jié)成的，而基準就是零件上用來確定其他點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面。根據(jù)基準功用不同，分為設計基準和工藝基準兩大類。 計基準 設計基準是在零件 設計圖紙上用來確定其他點、線、面的位置的基準。它是標注設計尺寸的起點。 件的工藝設計和基準 工藝基準是在工藝過程（加工和裝配過程）中所采用的基準。它包括以下 4種類型。 A 工序基準。工序基準是在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準。所標注的倍加工面位置尺寸稱為工序尺寸。 B 定位基準。 定位基準是在加工中用于工件定位的基準。 作為基準的點、線、面，有時在工件上并不一定實際存在（如孔和軸的軸心線，兩平面之間的對稱中心面等），在定位時通過有關(guān)具 體表面體現(xiàn)的，這些表面稱為定位基面。工件以回轉(zhuǎn)表面（如孔、外圓）定位時，回轉(zhuǎn)表面的軸心線是定位基準，而回轉(zhuǎn)表面就是定位基面，工件以平面定位時，其定位基準與定位基面一致。 C 測量基準。測量基準是測量工件的形狀、位置和尺寸誤差時所采用的基準。 D 裝配基準。裝配基準是在機器裝配時，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的對位置所采用的基準。 （ 1） 定位基準的選擇 19 在機械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準。這種定位基準稱為粗基準。在隨后的工序中，用加工的表面做定位基準，則稱為精基準 。 A 粗基準的選擇 工件加工的第一道工序所用基準是粗基準，粗基準選擇得正確與否，不但與第一道工序有關(guān)，而其還將對該工件加工的全過程產(chǎn)生重大影響。選擇粗基準，一般應遵循以下幾項原則。 1 保證零件加工表面相對不加工表面具有一定位置精度的原則。 2 合理分配加工余量的原則 3 便于裝夾的原則。 4 粗基準一般不得重復使用的原則。 B 精基準的選擇 選擇精基準時應從整個工藝過程來考慮如何保證零件的尺寸精度和位置精度，并使裝夾方便可靠。 1 基準重合原則。 應盡量選擇加工表面的設計基準作為精 基準。 2 基準統(tǒng)一原則。 當工件某一表面作基準定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時，應盡早地將這個基準加工出來，并達到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均勻以它為精度進行加工。 3 互為基準原則。 對某些位置精度要求高的表面，可以采用互為基準、反復加工的方法來保證其位置精度，這就是互為基準的原則。 4 自為基準的原則。 對一些精度要求很高的表面，在精度加工時，為了保證加工精度，要求加工余量小而其均勻，這時可以已經(jīng)精加工過的表面自身作為定位基準，這就是自為基準的原則。 5 便于裝夾原則。 所選擇得精度，尤其是主要定位面，應有足夠大的面積和精度，以保證定位基準、可靠。同時還應使夾緊機構(gòu)簡單、操作方便。 20 （ 2） 表面加工方法的選擇 選擇零件各表面的加工方法，不僅對零件的加工質(zhì)量有著重大的影響，還對零件的生產(chǎn)率和制造成本有著極大的影響。在設計工藝路線時，各表面由于精度和表面質(zhì)量的要求，一般不可能只用一種方法一次加工就能達到要求。對于主要表面，往往需要經(jīng)過幾次加工，由粗到精逐步達到要求。 A 表面的形狀和尺寸 B 表面的精度與粗糙度 C 工件的材料與熱處理 D 工件的整體構(gòu)形與質(zhì)量 E 零件的產(chǎn)量與生產(chǎn)類型 F 現(xiàn)場生產(chǎn)條件 （ 3）加工階段的劃分 粗加工階段；半精加工階段；精加工階段；光整加工階段。 將零件的加工過程劃分為幾個加工階段的主要目的如下。 A 保證零件加工質(zhì)量 B 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理。 C 有利于合理利用機床設備。 D 便于安排熱處理。 （ 4）加工順序安排 切削加工順序的安排：先粗后精，先主后次，先面后孔，基面先行。 21 第三章夾具的設計 具的慨念 機床夾具是在機械制造過程中，用來固定 加工對象，使之占有正確位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。 定位：就是將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置。 夾緊 : 就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠的夾緊，這一過程稱為加緊。 設計夾具時，夾具的工作原理為 使工件在夾具占有正確的加工位置；夾具對于機床，應保證有準確的相對位置。而夾具結(jié)構(gòu)又保證定位元件的定位工作面對夾具與機床相連接的表面之間的相對準確位置，這就保證了夾具定位面相對機床切削運動形成表面的準確幾何位置，也就達到了工件加 工面對定位面相對機床切削運動形成表面的準確位置，也就達到了工件加工面對定位基準的相互位置精確度要求；使刀具相對有關(guān)定位元件的定位工作面調(diào)整到準確位置，這就保證了刀具在加工件上加工出的表面對工件定位標準的位置尺度。 具在機械加工中的作用 能保證穩(wěn)定可靠的加工質(zhì)量；能縮短工時，提高勞動生產(chǎn)率；能減少工人勞動及強度；能擴大機床的工藝范圍。 床夾具的組成及分類 夾具的組成由定位元件、夾緊裝置、導向元件、對刀裝置、連接元件、夾具體和其他裝置組成。 機床夾具品種繁多，按專業(yè)化程度，夾具可分為以 下幾種類型。 （ 1） 通用夾具：與通用機床配套，可在一定范圍內(nèi)加工不同工件。 22 （ 2） 專用夾具：根據(jù)某一工序?qū)ｉT設計和制造的夾具。 （ 3） 成組夾具：按照成組工藝原理設計，適用用于一組零件的某一工序。 （ 4） 組合夾具：由預先制造好的通用標準零部件經(jīng)組裝而成的裝用夾具，是一種標準化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備。 （ 5） 隨行夾具：用于自動線上，工件在夾具上的輸送裝置送往各機床，并 在機床夾具或機床工作臺上進行定位和夾緊。 具中加工精度的分析 1。影響精度的因素（造成誤差的原因） 利用夾具在機床加工工件時，機床、夾具、工件、刀具 等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的精度要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都直接影響工件的加工精度。這些誤差因素有： （ 1）工件在夾具中因位置不一致而引起的誤差，稱為工件定位誤差，以 D?表示。 （ 2）定位元件和機床上安裝夾具的裝夾面之間的位置不準確所引起的誤差，稱為夾具安裝誤差，以 A? 表示。 （ 3）定位元件與對刀或?qū)蛟g的位置不準確所引起的誤差，稱為刀具位置誤差，以 T? 表示。 （ 4）有機床運動精度以及工藝系統(tǒng)的變形等引起的誤差，稱為加工方法誤差，以 G? 表示。它包括下列主要組成部分。 23 1）與機床有關(guān)的誤差 1G? ──如機床主軸的跳動 ，主軸軸線對導軌的平行度或垂直度誤差等。 2）與刀具有關(guān)的誤差 2G? ──如刀具的形狀誤差，刀柄與且切削部分的同軸度以及刀具磨損等。 3）與調(diào)整有關(guān)的誤差 3G? ──如定距裝刀的誤差、鉆套軸線對定位件的位置誤差等。 4）與變形有關(guān)的誤差 4G? ──這取決于工件、刀具和機床的手里變形和 熱變形。 上述各項誤差，屬于隨機性誤差，故當誤差因素多于兩項時，應按概率法合成。 G? =24232221 ?????? 為了使夾具能加工出合格的工件，以上各項誤差的總和應小于工序尺寸公差δ k，即 ?? = D? + A? + T? + T? ? δ k 此式·稱為誤差計算不等式，各代號分別代表各誤差在被加工表面加工尺寸方向上的最大值。當夾具要保 證的加工尺寸不只一個時，每個尺寸都要滿足它自己的誤差計算不等式。 誤差計算不等式在夾具設計中式很有用的，因為它反映了夾具保證加工精度的條件，可以幫助我們分析所設計的夾具在加工過程中產(chǎn)生誤差的原因，以便探索控制各項誤差的途徑，為制定、驗證、修改夾具技術(shù)要求提供依據(jù)。 24 件的定位 在機械加工中，必須使機床、夾具、刀具和工件之間保持正確的相互位置，才能加工出合格的零件。這種正確的相互位置關(guān)系是通過工件在夾具中的定位、夾具在機床上的安裝和刀具相對于夾具的調(diào)整來實現(xiàn)的。 掌握六點定位，在用六點定位原理時 應注意以下幾點。 （ 1）定位支承點限制工件自由度的作用，應理解為定位支承點與工件定位基準面始終保持緊貼接觸。若二者脫離，則意味著失去定位作用。 （ 2）一個定位支承點僅限制一個自由度，一個工件有六個自由度，所設置的定位支承點數(shù)目原則上不能超過六個。 （ 3）分析定位支承點 的定位作用時，不考慮力的影響。工件的某一自由度被限制，并非指工件在受到使其脫離定位支承點的外力時不能運動。使其在外力作用下而不運動是通過夾緊實現(xiàn)的，反之工件在外力作用下因夾緊而不能運動，也并非是工件的所有自由度受到限制了。 其中工件定位中 又分為如下幾種情況：完全定位、不完全定位、欠定位和過定位。 同時對定位方法與定位元件的選擇 工件以平面定位時主要形式是支承定位，工件的定位基準平面與定位元件表面相接觸而實現(xiàn)定位。我們常用的支承元件有下列幾種。 （ 1）固定支承。常用的有 :支承釘、支承板設計時可查國家標準手冊。 （ 2）可調(diào)支承。 （ 3）自為支承。 （ 4）輔助支承。 工件以外圓柱面作為定位基準時，根據(jù)外圓柱面的完整程度、加工要求和安裝方式，可以在 V 形塊、定位套、半圓套及圓錐套定位。 工件以圓 柱孔定位：各類套筒、盤類、杠桿和撥叉等零件以圓柱孔定位。所以采用定位元件有圓柱銷和各種心軸。這種定位方式的基本特點是定位孔與定位元件之間處于配合狀態(tài)，并要求確?？字行木€與夾具規(guī)定的軸線相重合?？锥ㄎ贿€ 25 經(jīng)常與平面定位聯(lián)合使用。 其中最常用的有 :a 圓柱銷 b 圓柱心軸 c 圓錐銷 在這次設計中我用了圓柱心軸，心軸主要用于套筒類和空心盤類工件的車、銑、磨。同時短圓柱心軸限制工件兩個自由度，長圓柱心軸限制工件的四個自由度。 定位的誤差 在定位中我們常見的幾種誤差包括基準位移誤差和基準不 重合誤差?；鶞饰灰普`差：由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量。 基準重合誤差：由于工序基準與定位基準不重合所導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量。 定位誤差 ; a 定位誤差只產(chǎn)生在調(diào)整法加工一批工件的條件下，式切法時不存在定位誤差。 b 定位誤差產(chǎn)生的原因是工件的制造誤差和定位元件的制造誤差，兩者的配合間隙及工序尺寸與定位尺寸不重合等。 c 一般情況下，定位誤差由基準位移誤差和基 準不重合誤差組成 ，但不是在任意情況下兩種誤差都存在。當定位基準與工序基準重合時，不存在基準重合誤差。當定位基準無變動時，不存在基準位移誤差。 在分析定位誤差的計算時分為以下幾種方式： （ 1） 工件以平面定位 （ 2） 工件以圓孔定位 （ 3） 工件以外圓定位 （ 4） 工件以組合表面定位 常見定位元件能限制的工件自由度 26 工件上的定位面 夾具的定位元件 平 面 支承釘 定位情況 1 個支承釘 2 個支承釘 3 個支承釘 圖示 限制的自由度 平 面 支承 板 定位情 況 一塊條形支承板 兩塊條形支承板 一塊矩形支承板 圖示 限制的自由度 圓柱銷 定位情況 短圓柱銷 長圓柱銷 兩段短圓柱銷 圖示 限制的自由度 定位情況 菱形銷 長銷小平面組合 短銷大平面組合 27