一級減速器箱蓋加工工藝和夾具設(shè)計【2副】（含全套CAD圖紙）

一級減速器箱蓋加工工藝和夾具設(shè)計【2副】（含全套CAD圖紙）,2副,一級,減速器,加工,工藝,以及,夾具,設(shè)計,全套,cad,圖紙 夾具夾緊力的優(yōu)化及對工件定位精度的影響B(tài).Li 和 S.N.Mellkote布什伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院，佐治亞理工學(xué)院，格魯吉亞，美國研究所由于夾緊和加工，在工件和夾具的接觸部位會產(chǎn)生局部彈性變形，使工件尺寸發(fā)生變化，進(jìn)而影響工件的最終加工質(zhì)量。這種效應(yīng)可通過最小化夾具設(shè)計優(yōu)化，夾緊力是一個重要的設(shè)計變量，可以得到優(yōu)化，以減少工件的位移。本文提出了一種確定多夾緊夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工部位的最佳夾緊力的新方法。該方法采用彈性接觸力學(xué)模型代表夾具與工件接觸，并涉及制定和解決方案的多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束。夾緊力的最優(yōu)化對工件定位精度的影響通過3-2-1式銑夾具的例子進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：彈性 接觸 模型 夾具 夾緊力 優(yōu)化 前言 定位和夾緊的工件加工中的兩個關(guān)鍵因素。要實現(xiàn)夾具的這些功能，需將工件定位到一個合適的基準(zhǔn)上并夾緊，采用的夾緊力必須足夠大，以抑制工件在加工過程中產(chǎn)生的移動。然而，過度的夾緊力可誘導(dǎo)工件產(chǎn)生更大的彈性變形 ，這會影響它的位置精度，并反過來影響零件質(zhì)量。所以有必要確定最佳夾緊力，來減小由于彈性變形對工件的定位誤差，同時滿足加工的要求。在夾具分析和綜合領(lǐng)域上的研究人員使用了有限元模型的方法或剛體模型的方法。大量的工作都以有限元方法為基礎(chǔ)被報道參考文獻(xiàn)1-8。隨著得墨忒耳8，這種方法的限制是需要較大的模型和計算成本。同時，多數(shù)的有限元基礎(chǔ)研究人員一直重點關(guān)注的夾具布局優(yōu)化和夾緊力的優(yōu)化還沒有得到充分討論，也有少數(shù)的研究人員通過對剛性模型9-11對夾緊力進(jìn)行了優(yōu)化，剛型模型幾乎被近似為一個規(guī)則完整的形狀。得墨忒耳12，13用螺釘理論解決的最低夾緊力，總的問題是制定一個線性規(guī)劃，其目的是盡量減少在每個定位點調(diào)整夾緊力強(qiáng)度的法線接觸力。接觸摩擦力的影響被忽視，因為它較法線接觸力相對較小，由于這種方法是基于剛體假設(shè)，獨特的三維夾具可以處理超過6個自由度的裝夾，復(fù)和倪14也提出迭代搜索方法，通過假設(shè)已知摩擦力的方向來推導(dǎo)計算最小夾緊力，該剛體分析的主要限制因素是當(dāng)出現(xiàn)六個以上的接觸力是使其靜力不確定，因此，這種方法無法確定工件移位的唯一性。 這種限制可以通過計算夾具工件系統(tǒng)15的彈性來克服，對于一個相對嚴(yán)格的工件，該夾具在機(jī)械加工工件的位置會受夾具點的局部彈性變形的強(qiáng)烈影響。Hockenberger和得墨忒耳16使用經(jīng)驗的接觸力變形的關(guān)系（稱為元功能），解決由于夾緊和準(zhǔn)靜態(tài)加工力工件剛體位移。同一作者還考察了加工工件夾具位移對設(shè)計參數(shù)的影響17。桂 18 等 通過工件的夾緊力的優(yōu)化定位精度彈性接觸模型對報告做了改善，然而，他們沒有處理計算夾具與工件的接觸剛度的方法，此外，其算法的應(yīng)用沒有討論機(jī)械加工刀具路徑負(fù)載有限序列。李和Melkote 19和烏爾塔多和Melkote 20用接觸力學(xué)解決由于在加載夾具夾緊點彈性變形產(chǎn)生的接觸力和工件的位移，他們還使用此方法制定了優(yōu)化方法夾具布局21和夾緊力22。但是，關(guān)于multiclamp系統(tǒng)及其對工件精度影響的夾緊力的優(yōu)化并沒有在這些文件中提到 。本文提出了一種新的算法，確定了multiclamp夾具工件系統(tǒng)受到準(zhǔn)靜態(tài)加載的最佳夾緊力為基礎(chǔ)的彈性方法。該法旨在盡量減少影響由于工件夾緊位移和加工荷載通過系統(tǒng)優(yōu)化夾緊力的一部分定位精度。接觸力學(xué)模型，用于確定接觸力和位移，然后再用做夾緊力優(yōu)化，這個問題被作為多目標(biāo)約束優(yōu)化問題提出和解決。通過兩個例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對定位精度的影響，例子涉及的銑削夾具3-2-1布局。1 夾具工件聯(lián)系模型 11 模型假設(shè)該加工夾具由L定位器和帶有球形端的c形夾組成。工件和夾具接觸的地方是線性的彈性接觸，其他地方完全剛性。工件夾具系統(tǒng)由于夾緊和加工受到準(zhǔn)靜態(tài)負(fù)載。夾緊力可假定為在加工過程中保持不變，這個假設(shè)是有效的，在對液壓或氣動夾具使用。在實際中，夾具工件接觸區(qū)域是彈性分布，然而，這種模式的發(fā)展，假設(shè)總觸剛度（見圖1）第i夾具接觸力局部變形如下： (1) 其中（j=x，y，z）表示，在當(dāng)?shù)刈幼鴺?biāo)系切線和法線方向的接觸剛度第 19 頁 共 15 頁圖1 彈簧夾具工件接觸模型。 表示在第i個接觸處的坐標(biāo)系（j=x，y，z）是對應(yīng)沿著xyz方向的彈性變形，分別 （j= x，y，z）的代表和切向力接觸 ，法線力接觸。12 工件夾具的接觸剛度模型集中遵守一個球形尖端定位，夾具和工件的接觸并不是線性的，因為接觸半徑與隨法線力呈非線性變化 23。由于法線力接觸變形作用于半徑和平面工件表面之間，這可從封閉赫茲的辦法解決縮進(jìn)一個球體彈性半空間的問題。對于這個問題， 是法線的變形，在文獻(xiàn)23 第93頁中給出如下： （2）其中式中 和是工件和夾具的彈性模量，、分別是工件和材料的泊松比。切向變形沿著和切線方向）硅業(yè)切力距有以下形式文獻(xiàn)23第217頁 （3）其中、 分別是工件和夾具剪切模量一個合理的接觸剛度的線性可以近似從最小二乘獲得適合式 （2），這就產(chǎn)生了以下線性化接觸剛度值：在計算上述的線性近似， （4） (5)正常的力被假定為從0到1000N，且最小二乘擬合相應(yīng)的R2值認(rèn)定是0.94。2夾緊力優(yōu)化 我們的目標(biāo)是確定最優(yōu)夾緊力，將盡量減少由于工件剛體運(yùn)動過程中，局部的夾緊和加工負(fù)荷引起的彈性變形，同時保持在準(zhǔn)靜態(tài)加工過程中夾具工件系統(tǒng)平衡，工件的位移減少，從而減少定位誤差。實現(xiàn)這個目標(biāo)是通過制定一個多目標(biāo)約束優(yōu)化問題的問題，如下描述。2.1 目標(biāo)函數(shù)配方工件旋轉(zhuǎn)，由于部隊輪換往往是相當(dāng)小17的工件定位誤差假設(shè)為確定其剛體翻譯基本上，其中 、和 是 沿，和三個正交組件（見圖2）。圖2 工件剛體平移和旋轉(zhuǎn)工件的定位誤差歸于裝夾力，然后可以在該剛體位移的范數(shù)計算如下： （6）其中表示一個向量二級標(biāo)準(zhǔn)。 但是作用在工件的夾緊力會影響定位誤差。當(dāng)多個夾緊力作用于工件，由此產(chǎn)生的夾緊力為,有如下形式： （7）其中夾緊力是矢量，夾緊力的方向矩陣，是夾緊力是矢量的方向余弦，、和 是第i個夾緊點夾緊力在、和方向上的向量角度（i=1、2、3.,C）。在這個文件中，由于接觸區(qū)變形造成的工件的定位誤差，被假定為受的作用力是法線的，接觸的摩擦力相對較小，并在進(jìn)行分析時忽略了加緊力對工件的定位誤差的影響。意指正常接觸剛度比，是通過（i=1，2L）和最小的所有定位器正常剛度相乘，并假設(shè)工件、取決于、的方向，各自的等效接觸剛度可有下式計算得出（見圖3），工件剛體運(yùn)動，歸于夾緊行動現(xiàn)在可以寫成： (8)工件有位移，因此，定位誤差的減小可以通過盡量減少產(chǎn)生的夾緊力向量 范數(shù)。因此，第一個目標(biāo)函數(shù)可以寫為：最小化 （9）要注意，加權(quán)因素是與等效接觸剛度成正比的在、和 方向上。通過使用最低總能量互補(bǔ)參考文獻(xiàn)15，23的原則求解彈性力學(xué)接觸問題得出A的組成部分是唯一確定的，這保證了夾緊力和相應(yīng)的定位反應(yīng)是“真正的”解決方案，對接觸問題和產(chǎn)生的“真正”剛體位移，而且工件保持在靜態(tài)平衡，通過夾緊力的隨時調(diào)整。因此，總能量最小化的形式為補(bǔ)充的夾緊力優(yōu)化的第二個目標(biāo)函數(shù)，并給出：最小化 （10）其中代表機(jī)構(gòu)的彈性變形應(yīng)變能互補(bǔ)，代表由外部力量和力矩配合完成，是遵守對角矩陣的， 和是所有接觸力的載體。如圖3 加權(quán)系數(shù)計算確定的基礎(chǔ)內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（外文翻譯）2.2 摩擦和靜態(tài)平衡約束在（10）式優(yōu)化的目標(biāo)受到一定的限制和約束，他們中最重要的是在每個接觸處的靜摩擦力約束。庫侖摩擦力的法律規(guī)定（是靜態(tài)摩擦系數(shù)）,這方面的一個非線性約束和線性化版本可以使用，并且19有： （11）假設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)載荷，工件的靜力平衡由下列力和力矩平衡方程確保（向量形式）： (12)其中包括在法線和切線方向的力和力矩的機(jī)械加工力和工件重量。2.3界接觸力由于夾具工件接觸是單側(cè)面的，法線的接觸力只能被壓縮。這通過以下的的約束表（i=1，2,L+C） （13）它假設(shè)在工件上的法線力是確定的，此外，在一個法線的接觸壓力不能超過壓工件材料的屈服強(qiáng)度（）。這個約束可寫為： （i=1，2，,L+C） (14) 如果是在第i個工件夾具的接觸處的接觸面積，完整的夾緊力優(yōu)化模型，可以寫成：最小化 (15)3模型算法求解式（15）多目標(biāo)優(yōu)化問題可以通過求解約束24。這種方法將確定的目標(biāo)作為首要職能之一，并將其轉(zhuǎn)換成一個約束對。該補(bǔ)充（）的主要目的是處理功能，并由此得到夾緊力（）作為約束的加權(quán)范數(shù)最小化。對為主要目標(biāo)的選擇，確保選中一套獨特可行的夾緊力，因此，工件夾具系統(tǒng)驅(qū)動到一個穩(wěn)定的狀態(tài)（即最低能量狀態(tài)），此狀態(tài)也表示有最小的夾緊力下的加權(quán)范數(shù)。 的約束轉(zhuǎn)換涉及到一個指定的加權(quán)范數(shù)小于或等于，其中是 的約束，假設(shè)最初所有夾緊力不明確，要確定一個合適的。在定位和夾緊點的接觸力的計算只考慮第一個目標(biāo)函數(shù)（即）。雖然有這樣的接觸力，并不一定產(chǎn)生最低的夾緊力，這是一個“真正的”可行的解決彈性力學(xué)問題辦法，可完全抑制工件在夾具中的位置。這些夾緊力的加權(quán)系數(shù)，通過計算并作為初始值與比較，因此，夾緊力式（15）的優(yōu)化問題可改寫為: 最小化 （16）由： (11)(14) 得。類似的算法尋找一個方程根的二分法來確定最低的上的約束, 通過盡可能降低上限，由此產(chǎn)生的最小夾緊力的加權(quán)范數(shù)。 迭代次數(shù)K，終止搜索取決于所需的預(yù)測精度和，有參考文獻(xiàn)15： （17）其中表示上限的功能，完整的算法在如圖4中給出。 圖4 夾緊力的優(yōu)化算法（在示例1中使用）。圖5 該算法在示例2使用4 加工過程中的夾緊力的優(yōu)化及測定上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負(fù)載作用于工件的載體的最佳夾緊力，然而，刀具路徑隨磨削量和切割點的不斷變化而變化。因此，相應(yīng)的夾緊力和最佳的加工負(fù)荷獲得將由圖4算法獲得，這大大增加了計算負(fù)擔(dān)，并要求為選擇的夾緊力提供標(biāo)準(zhǔn)， 將獲得滿意和適宜的整個刀具軌跡 ，用保守的辦法來解決下面將被討論的問題，考慮一個有限的數(shù)目（例如m）沿相應(yīng)的刀具路徑設(shè)置的產(chǎn)生m個最佳夾緊力，選擇記為， ， ,在每個采樣點，考慮以下四個最壞加工負(fù)荷向量： (18)、和表示在、和方向上的最大值，、和上的數(shù)字1，2，3分別代替對應(yīng)的和另外兩個正交切削分力，而且有：雖然4個最壞情況加工負(fù)荷向量不會在工件加工的同一時刻出現(xiàn)，但在每次常規(guī)的進(jìn)給速度中，刀具旋轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次，負(fù)載向量引入的誤差可忽略。因此，在這項工作中，四個載體負(fù)載適用于同一位置，（但不是同時）對工件進(jìn)行的采樣 ，夾緊力的優(yōu)化算法圖4，對應(yīng)于每個采樣點計算最佳的夾緊力。夾緊力的最佳形式有： (i=1,2,m) (j=x,y z,r) (19)其中是最佳夾緊力的四個情況下的加工負(fù)荷載體，(C=1，2，C)是每個相應(yīng)的夾具在第i個樣本點和第j負(fù)荷情況下力的大小。是計算每個負(fù)載點之后的結(jié)果，一套簡單的“最佳”夾緊力必須從所有的樣本點和裝載條件里發(fā)現(xiàn)，并在所有的最佳夾緊力中選擇。這是通過在所有負(fù)載情況和采樣點排序，并選擇夾緊點的最高值的最佳的夾緊力，見于式 （20）： （k=1，2，C） （20）只要這些具備，就得到一套優(yōu)化的夾緊力，驗證這些力，以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡。否則，會出現(xiàn)更多采樣點和重復(fù)上述程序。在這種方式中，可為整個刀具路徑確定“最佳”夾緊力 ，圖5總結(jié)了剛才所描述的算法。請注意，雖然這種方法是保守的，它提供了一個確定的夾緊力，最大限度地減少工件的定位誤差的一套系統(tǒng)方法。5影響工件的定位精度它的興趣在于最早提出了評價夾緊力的算法對工件的定位精度的影響。工件首先放在與夾具接觸的基板上，然后夾緊力使工件接觸到夾具，因此，局部變形發(fā)生在每個工件夾具接觸處，使工件在夾具上移位和旋轉(zhuǎn)。隨后，準(zhǔn)靜態(tài)加工負(fù)荷應(yīng)用造成工件在夾具的移位。工件剛體運(yùn)動的定義是由它在、和方向上的移位和自轉(zhuǎn)（見圖2），如前所述，工件剛體位移產(chǎn)生于在每個夾緊處的局部變形，假設(shè)為相對于工件的質(zhì)量中心的第i個位置矢量定位點，坐標(biāo)變換定理可以用來表達(dá)在工件的位移，以及工件自轉(zhuǎn)如下: (21)其中表示旋轉(zhuǎn)矩陣,描述當(dāng)?shù)卦诘趇幀相聯(lián)系的全球坐標(biāo)系和是一個旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對于全球的坐標(biāo)系的定位坐標(biāo)系。假設(shè)夾具夾緊工件旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)很小，故也可近似為： （22） 方程（21）現(xiàn)在可以改寫為： （23）其中是經(jīng)方程（21）重新編排后變換得到的矩陣式，是夾緊和加工導(dǎo)致的工件剛體運(yùn)動矢量。工件與夾具單方面接觸性質(zhì)意味著工件與夾具接觸處沒有拉力的可能。因此，在第i裝夾點接觸力可能與的關(guān)系如下： （24）其中是在第i個接觸點由于夾緊和加工負(fù)荷造成的變形，意味著凈壓縮變形，而負(fù)數(shù)則代表拉伸變形; 是表示在本地坐標(biāo)系第i個接觸剛度矩陣，是單位向量. 在這項研究中假定液壓/氣動夾具，根據(jù)對外加工負(fù)荷，故在法線方向的夾緊力的強(qiáng)度保持不變，因此，必須對方程（24）的夾緊點進(jìn)行修改為： （25）其中是在第i個夾緊點的夾緊力，讓表示一個對外加工力量和載體的61矢量。并結(jié)合方程（23）（25）與靜態(tài)平衡方程，得到下面的方程組： （26）其中，其中表示相乘。由于夾緊和加工工件剛體移動，q可通過求解式（26）得到。工件的定位誤差向量， （見圖6），現(xiàn)在可以計算如下： （27） 其中是考慮工件中心加工點的位置向量，且 6模擬工作 較早前提出的算法是用來確定最佳夾緊力及其對兩例工件精度的影響例如：1適用于工件單點力。2應(yīng)用于工件負(fù)載準(zhǔn)靜態(tài)銑削序列 如左圖7 工件夾具配置中使用的模擬研究 工件夾具定位聯(lián)系; 、和全球坐標(biāo)系。 3-2-1夾具圖7所示，是用來定位并控制7075 - T6鋁合金（127毫米127毫米38.1毫米）的柱狀塊。假定為球形布局傾斜硬鋼定位器/夾具在表1中給出。工件夾具材料的摩擦靜電對系數(shù)為0.25。使用伊利諾伊大學(xué)開發(fā)EMSIM程序參考文獻(xiàn)26 對加工瞬時銑削力條件進(jìn)行了計算，如表2給出例（1），應(yīng)用工件在點（109.2毫米，25.4毫米，34.3毫米）瞬時加工力，圖4中表3和表4列出了初級夾緊力和最佳夾緊力的算法 。該算法如圖5所示 ，一個25.4毫米銑槽使用EMSIM進(jìn)行了數(shù)值模擬，以減少起步（0.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）和結(jié)束時（127.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）四種情況下加工負(fù)荷載體，（見圖8）。模擬計算銑削力數(shù)據(jù)在表5中給出。圖8最終銑削過程模擬例如2。表6中5個坐標(biāo)列出了為模擬抽樣調(diào)查點。最佳夾緊力是用前面討論過的排序算法計算每個采樣點和負(fù)載載體最后的夾緊力和負(fù)載。7結(jié)果與討論例如算法1的繪制最佳夾緊力收斂圖9，圖9對于固定夾緊裝置在圖示例假設(shè)（見圖7），由此得到的夾緊力加權(quán)范數(shù)有如下形式：.結(jié)果表明，最佳夾緊力所述加工條件下有比初步夾緊力強(qiáng)度低得多的加權(quán)范數(shù)，最初的夾緊力是通過減少工件的夾具系統(tǒng)補(bǔ)充能量算法獲得。由于夾緊力和負(fù)載造成的工件的定位誤差，如表7。結(jié)果表明工件旋轉(zhuǎn)小，加工點減少錯誤從13.1到14.6不等。在這種情況下，所有加工條件改善不是很大，因為從最初通過互補(bǔ)勢能確定的最小化的夾緊力值已接近最佳夾緊力。圖5算法是用第二例在一個序列應(yīng)用于銑削負(fù)載到工件，他應(yīng)用于工件銑削負(fù)載一個序列。最佳的夾緊力，對應(yīng)列表6每個樣本點，隨著最后的最佳夾緊力，在每個采樣點的加權(quán)范數(shù)和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖10，在每個采樣點的加權(quán)范數(shù)的，和繪制。結(jié)果表明，由于每個組成部分是各相應(yīng)的最大夾緊力，它具有最高的加權(quán)范數(shù)。如圖10所示，如果在每個夾緊點最大組成部分是用于確定初步夾緊力，則夾緊力需相應(yīng)設(shè)置，有比相當(dāng)大的加權(quán)范數(shù)。故是一個完整的刀具路徑改進(jìn)方案。上述模擬結(jié)果表明，該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對于初始夾緊力的強(qiáng)度，這種做法將減少所造成的夾緊力的加權(quán)范數(shù)，因此將提高工件的定位精度。圖108結(jié)論該文件提出了關(guān)于確定多鉗夾具，工件受準(zhǔn)靜態(tài)加載系統(tǒng)的優(yōu)化加工夾緊力的新方法。夾緊力的優(yōu)化算法是基于接觸力學(xué)的夾具與工件系統(tǒng)模型，并尋求盡量減少應(yīng)用到所造成的工件夾緊力的加權(quán)范數(shù)，得出工件的定位誤差。該整體模型，制定一個雙目標(biāo)約束優(yōu)化問題，使用-約束的方法解決。該算法通過兩個模擬表明，涉及3-2-1型，二夾銑夾具的例子。今后的工作將解決在動態(tài)負(fù)載存在夾具與工件在系統(tǒng)的優(yōu)化，其中慣性，剛度和阻尼效應(yīng)在確定工件夾具系統(tǒng)的響應(yīng)特性具有重要作用。9參考資料：1、J. 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DeMeter.加工夾具的性能的最小最大負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn) 美國ASME，工業(yè)工程雜志 ：199413、E. C. DeMeter .加工夾具最大負(fù)荷的性能優(yōu)化模型 美國ASME，工業(yè)工程雜志 1995。14、JH復(fù)和AYC倪.“核查和工件夾持的夾具設(shè)計”方案優(yōu)化，設(shè)計和制造，4，碩士論文： 307-318，1994。15、T. H. Richards、埃利斯 霍伍德.1977,應(yīng)力能量方法分析，1977。16、M. J. Hockenberger and E. C. DeMeter. 對工件準(zhǔn)靜態(tài)分析功能位移在加工夾具的應(yīng)用程序，制造科學(xué)雜志與工程： 325331頁, 1996。本科畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題 目：渦輪箱零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計（年產(chǎn)量80 000件）專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 設(shè)10 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 陳恒高 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、畢業(yè)設(shè)計原始資料1渦輪箱零件零件圖1張（給予）；2年產(chǎn)量80 000件（給予）；3機(jī)械設(shè)計零件手冊、機(jī)械加工工藝手冊、機(jī)床夾具設(shè)計手冊、機(jī)床夾具設(shè)計圖冊。二、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)及要求1對零件進(jìn)行工藝分析，選擇毛坯的制造方法。2制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，其中包括：過程和工藝裝備設(shè)計計算說明、工藝卡片、工序卡片和綜合卡片。3渦輪箱零件圖1張、毛坯圖1張。4設(shè)計2套夾具。5設(shè)計對應(yīng)夾具的主要零件2個。三、畢業(yè)設(shè)計工作量1設(shè)計說明書畢業(yè)設(shè)計說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容：封面、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書、中文摘要、英文摘要、目錄、前言、正文、參考文獻(xiàn)、致謝、附錄、論文評定成績，并按順序排列。設(shè)計說明書的字?jǐn)?shù)應(yīng)在20000字以上，采用A4紙打印。2查閱參考文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)10篇以上，其中查閱與課題有關(guān)的外文文獻(xiàn)2篇以上，并將其中的1篇文獻(xiàn)的摘要的原文和譯文（不少于3000漢字）附在附錄中。3設(shè)計圖紙畢業(yè)設(shè)計圖紙應(yīng)符合國家有關(guān)制圖標(biāo)準(zhǔn)，正確體現(xiàn)設(shè)計意圖，圖面整潔，布置勻稱，尺寸標(biāo)注齊全，字體端正，線型規(guī)范。圖紙全部由計算機(jī)繪制。序號圖紙內(nèi)容規(guī)格比例1工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計（2張）0-1號圖1:12夾具主要零件圖（2張）131:13零件圖和毛坯圖各1張131:14其它工作量：（1）機(jī)械加工工序卡片1套；（2）機(jī)械加工工藝過程卡片1套。四、畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度安排序號起止日期設(shè)計內(nèi)容12月 28日3月14日撰寫開題報告，開題答辯23月15日 3月25日收集查閱相關(guān)資料,根據(jù)所查閱的資料,結(jié)合自己所設(shè)計的內(nèi)容進(jìn)行工藝規(guī)程的設(shè)計,確定工藝路線。33月26日4月10日對工藝路線進(jìn)行分析并最終確定，計算切削余量，確定毛坯尺寸；計算切削用量和基本工時。44月11日5月10日進(jìn)行工藝裝備設(shè)計與計算。55月 11 日5月23日編寫說明書，校正設(shè)計過程中的錯誤，輸出圖紙，準(zhǔn)備答辯65月24日 5月30日畢業(yè)設(shè)計答辯5月31日 6月6日畢業(yè)設(shè)計整改五、參考資料1機(jī)械制造工藝學(xué)教材、機(jī)床夾具設(shè)計教材、互換性與測量技術(shù)教材。2機(jī)械零件設(shè)計手冊。3機(jī)床夾具設(shè)計手冊。4機(jī)床夾具設(shè)計圖冊。六、審批意見1教研室意見：教研室主任簽名： 年 月 日2學(xué)院意見：教學(xué)院長簽名：年 月 日機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱箱蓋共頁第頁材 料 牌 號HT200毛 坯 種 類鑄造毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每 臺 件 數(shù)1備 注 工 序 號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段設(shè) 備工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件1鑄造2清沙清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，飛刺等3熱處理人工時效處理退火爐退火爐4粗銑以分割面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，粗銑頂斜面，留余量1mmX53T硬質(zhì)合金端銑刀游標(biāo)卡尺、工裝XJ0015粗銑以已加工的頂斜面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，粗銑分割面，留余量1mmX53T硬質(zhì)合金端銑刀游標(biāo)卡尺、工裝XJ0026精銑以已加工的分割面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，精銑頂斜面，保證尺寸。X53T硬質(zhì)合金端銑刀游標(biāo)卡尺、工裝XJ0037精銑以已加工的頂斜面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，精銑頂面，保證尺寸要求。X53T硬質(zhì)合金端銑刀游標(biāo)卡尺、工裝XJ0048合并將上下箱體合并9鉆、鉸銷釘孔以箱體端面定位，鉆2-3銷釘孔、鉸2-3銷釘孔。裝定位銷鉆床錐柄麻花鉆、錐形鉸刀、游標(biāo)卡尺10鉆以箱體端面定位，鉆6-9連接孔。鉆床麻花鉆、游標(biāo)卡尺11銑粗、精銑兩端端面數(shù)控銑床數(shù)控銑床12鏜以底面、端面為定位基準(zhǔn)，粗、精鏜軸承孔及卡簧槽專用鏜床平口鉗、鏜刀13鉆、攻以已加工端面定位，鉆、攻螺釘孔4-M3鉆床平口鉗、絲錐、游標(biāo)卡尺14拆卸拆卸上下箱體、去毛刺、清洗 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號4粗銑毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1以分割面為裝夾基準(zhǔn)面，劃線找正，夾緊工件。粗銑頂部斜面，留1mm余量X53T16012.561.62.51 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第2頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號5粗銑分割面毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件011設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1以已加工的頂斜面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，粗銑分割面，留余量1mmX53T16012.561.62.51 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第3頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號6精銑頂斜面毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件011設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1以已加工的分割面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，精銑頂斜面，保證尺寸。X53T300188.41.511 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號7精銑分割面毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件011設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑床1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1以已加工的頂斜面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，精銑分割面，保證尺寸。X53T300188.41.511 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第5頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號9鉆鉸銷釘孔毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)1夾具編號夾具名稱切削液大力鉗工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1以箱體端面定位，鉆2-3銷釘孔。鉆床、游標(biāo)卡尺40020.10.41512鉸2-3銷釘孔，裝定位銷鉆床、鉸刀40020.10.4151 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第6頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號10鉆連接孔毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)鉆床1夾具編號夾具名稱切削液大力鉗工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1以端面為定位基準(zhǔn)，鉆6-9連接孔鉆床、游標(biāo)卡尺40020.10.41213 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第7頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號11銑端面毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)電動攻絲機(jī)1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1以某側(cè)端面定位，粗銑另側(cè)端面，留2mm余量。交換銑另外一側(cè)，留2mm余量。數(shù)控銑床200241.41.42以已加工的某側(cè)端面為定位基準(zhǔn)，精銑另外一側(cè)端面，保證尺寸。交換銑另外一側(cè)。數(shù)控銑床200241.41.4 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第8頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號12鏜軸承孔毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)鏜床1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1以底面和端面為定位基準(zhǔn)，劃線找正，裝夾工件，粗鏜47軸承孔，留2mm余量專用鏜床107240.22.7512以底面和端面為定位基準(zhǔn)，劃線找正，裝夾工件，粗鏜62軸承孔，留2mm余量專用鏜床107240.22.7513以底面和端面為定位基準(zhǔn)，劃線找正，裝夾工件，精鏜47軸承孔專用鏜床207400.15114以底面和端面為定位基準(zhǔn)，劃線找正，裝夾工件，精鏜62軸承孔專用鏜床207400.1511 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號1產(chǎn)品名稱減速箱零件名稱上箱體共9頁第9頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號14拆卸毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)1夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1拆卸上、下箱體 扳手、木槌2去毛刺鋼刷、銼3清洗 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期一級減速器箱蓋加工工藝和夾具設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：所在學(xué)院：專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化中國大慶2015 年 6 月III摘 要本文是在減速器箱體的圖樣分析后進(jìn)行減速器箱體的機(jī)械加工工藝路線的設(shè)計，同時按照其中的加工工序的要求設(shè)計夾具。減速器箱體的主要加工內(nèi)容是表面和孔。其加工路線長，加工時間多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照機(jī)械加工工藝要求，遵循先面后孔的原則，并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以底面作為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)，確定了其加工的工藝路線和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。在零件的夾具設(shè)計中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)，進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式。 關(guān)鍵詞:減速器箱體；加工工藝；工序；專用夾具黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計AbstractThis paper is the design of mechanical line processing of the gearbox in the pattern analysis of the gearbox after, at the same time according to the design process of the fixture requirements.The main content is the processing of the gearbox surface and the hole. The processing route is long, processing time, high processing cost, the machining precision requirement is high. In accordance with the requirements of the machining process, follow the principle of the surface after the first hole, and the hole and the plane processingclearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. The basis choice to the bottom as a rough benchmark, the bottom with two hole as abenchmark, various parameters needed to process its processing and processing of.In parts of fixture design, mainly according to the requirements of machining process, analysis of the number of degrees of freedom should be restricted, and then according to the surface features of parts of the selected positioning element, then analysis the selected components can be defined positioning should be limited degrees of freedom. Determine the location components also need to select the clamping element, finally is to determine the structure of special fixture.Keywords: reducer; processing technology; process; special fixture- 32 -目 錄摘 要IAbstractII1 緒論11.1 本課題的研究內(nèi)容和意義11.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況21.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求32 零件工藝的分析42.1 零件的工藝分析42.2 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性43 工藝規(guī)程設(shè)計73.1 確定毛坯的制造形式73.2 定位基準(zhǔn)的選擇83.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇83.2.2 精基準(zhǔn)的選擇93.3 擬定工藝路線103.3.1 劃分加工階段103.3.2 安排加工順序113.3.3 擬定加工工藝路線123.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定134 確定切削用量及基本工時154.1 粗銑上窺視孔面154.2 粗銑結(jié)合面164.3 磨分割面174.4 鉆孔185 銑左右端面夾具設(shè)計205.1 設(shè)計要求205.2 夾具設(shè)計205.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇205.2.2 切削力及夾緊力的計算205.3定位誤差的分析235.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明246 鉆孔夾具設(shè)計256.1設(shè)計分析256.2設(shè)計方案論證256.3切削力及夾緊力的計算256.4 設(shè)計及操作的簡要說明266.5 結(jié)構(gòu)分析266.6 夾具的公差286.7 工序精度分析29總 結(jié)30參考文獻(xiàn)32致謝331 緒論1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義工裝工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)專業(yè)課知識的一次鞏固，是在進(jìn)行社會實踐之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計劃和相應(yīng)的調(diào)度計劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機(jī)械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機(jī)械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個項目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每個工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。在機(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實質(zhì)性問題，一直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計夾具的時候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設(shè)計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機(jī)床業(yè)或獨立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個重要發(fā)展方向單位 。機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。通過這次畢業(yè)設(shè)計，對自己所學(xué)的理論知識進(jìn)行一次綜合運(yùn)用，也是對四年的學(xué)習(xí)深度的一個檢驗。在這次設(shè)計過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通過畢業(yè)設(shè)計能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機(jī)床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備，是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生產(chǎn)設(shè)備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對各自產(chǎn)品特點的。機(jī)械加工過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關(guān)系。不僅僅是焊裝用，在機(jī)加工方面也有用，許多時候，需要裝配幾個部件并保證其定位準(zhǔn)確的時候就需要。設(shè)計工裝夾具要緊扣產(chǎn)品，因為工裝夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時無干涉現(xiàn)象、定位準(zhǔn)確、操作工操作便捷等。簡單的說，就是用于工件裝夾的工具。夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認(rèn)識到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達(dá)到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計中所確定的夾緊方式進(jìn)行夾緊力的計算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達(dá)到夾具小巧而精用的目的。同時為了減少工人的勞動強(qiáng)度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的行程進(jìn)行設(shè)計，以期以最短的夾緊行程，達(dá)到最佳的夾緊效果。1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求通過實際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，對減速器箱體的基本結(jié)構(gòu)及作用有個大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過對金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī)械設(shè)計與理論等相關(guān)知識充分掌握后，分析減速器箱體的加工工藝，確定減速器箱體各加工表面的加工方法，進(jìn)而形成減速器箱體的機(jī)械加工工藝路線。并能根據(jù)減速器箱體的加工工序要求，分析減速器箱體的定位方式、金屬切削加工過程中的機(jī)床工作臺驅(qū)動、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)理論知識，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個減速器箱體的加工工藝路線經(jīng)濟(jì)，工件定位方案合理，來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計。 針對實際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計算問題，綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計與方法、機(jī)械加工工藝文件編制及實施等方面的知識，設(shè)計出一套適合于實際的減速器箱體加工工藝路線，從而實現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計。為提高鉆床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動，夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng)，一般有H/B11.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。2 零件工藝的分析2.1零件的工藝分析1.要加工孔的孔軸配合度為H7，2.表面粗糙度為Ra小于1.6um,圓度為0.0175mm,垂直度為0.08mm,同2.1.3軸度為0.02mm。其它孔的表面粗糙度為Ra小于12.5um,錐銷孔的表面粗糙度為Ra小于1.6um。3.蓋體上平面表面粗糙度為Ra小于12.5um,端面表面粗糙度為Ra小于3.2um.4.機(jī)蓋機(jī)體的結(jié)合面的表面粗糙度為Ra小于3.2um.5.結(jié)合處的縫隙不2.1.6大于0.05mm，機(jī)體的端面表面粗糙度為Ra小于12.5um.2.2箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性工藝分析的目的主要有兩個：一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工與裝配；二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解，以便制定出合理的工藝規(guī)程。 鑄件必須進(jìn)行時效處理，以消除應(yīng)力。有條件時應(yīng)在露天存放一年以上再加工。為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，該零件主要定位基準(zhǔn)，集中在D面和W面上。鏜孔時，在可能的條件下盡量采用“支承鏜削”方法，以增加鏜桿的剛性，提高加工精度。對直徑較小的孔、應(yīng)采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法。為保證在同一軸上各孔的同軸度，可采用在已加工孔上，安裝導(dǎo)向套再加工其他孔的方法。為提高孔的加工精度，應(yīng)將粗鏜、半精鏜和精鏜分開進(jìn)行。鑄造時一般50mm以下孔不鑄出。孔的尺寸精度檢驗，使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測量。軸內(nèi)孔之間距離的測量可以通過孔與孔之間壁厚進(jìn)行間接測量。同一軸線上各孔的同軸度，可采用檢驗心軸進(jìn)行檢驗。各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)面的平行度，均應(yīng)通過檢驗心軸進(jìn)行測量。減速器箱體作為主傳動系的支承零件，各傳動軸間要求一定的位置精度，因此，加工此減速器箱體的主要任務(wù)是保證各孔系間的相互位置精度。在此減速器箱體的加工中保證各孔正確位置是靠T68坐標(biāo)鏜床手動控制坐標(biāo)來完成的，為更好地保證加工質(zhì)量，單件小批量生產(chǎn)也可采用組合夾具、專用鏜模進(jìn)行加工，批量較大時，應(yīng)采用專用鏜模進(jìn)行加工。根據(jù)減速器箱體零件圖可知，其主要加工面是進(jìn)行導(dǎo)軌面的加工、表面加工、孔加工、鉆孔、攻絲，孔的精度要求高。該零件年生產(chǎn)屬小批量生產(chǎn)，設(shè)計加工零件所需要的專用夾具是為了提高勞動效率、降低成本。箱體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，加工的表面多，要求高，機(jī)械加工的工作量大，結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意：2.2.1本箱體加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類，其中通孔加工工藝性最好，階梯孔相對較差。2.2.2箱體的內(nèi)端面加工比較困難,結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直徑，當(dāng)內(nèi)端面的尺寸過大時，還需采用專用徑向進(jìn)給裝置。2.2.3為了減少加工中的換刀次數(shù),箱體上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致.3 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 確定毛坯的制造形式毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費用、零件生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，而且也與零件的機(jī)械加工工藝和質(zhì)量密切相關(guān)。故正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。毛坯選擇時，應(yīng)全面考慮以下因素：1）零件的材料及機(jī)械性能要求；2）零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸；3）生產(chǎn)類型，它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性；4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件；5）充分考慮利用新工藝、新材料、新技術(shù)的可能性。由于鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵，其牌號選用HT200，由于零件年生產(chǎn)量8萬臺，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，通常采用金屬摸機(jī)器造型，毛坯的精度較高，毛坯加工余量可適當(dāng)減少。長期使用經(jīng)驗證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點，通常減速器箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是HT200400，當(dāng)載荷較大時，采用HT300540高強(qiáng)鑄鐵。減速器箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鑄造能力的限制）時，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鑄焊、鑄煅焊、煅焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時效處理。毛坯鑄造時，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的減速器箱體毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。該零件為減速器箱體類，且外型尺寸較大，材料為HT200，零件的形狀較復(fù)雜，因此不能用鍛造，只能用鑄件，采用砂型鑄造毛坯，如圖3.1減速器箱體毛坯圖所示。采用小批量造型生產(chǎn)。根據(jù)零件主要的加工表面的粗糙度查參考文獻(xiàn)機(jī)械制造工藝簡明手冊確定各表面加工余量。毛坯鑄造時，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使減速器箱體壁厚盡量均勻，減速器箱體澆鑄后應(yīng)安排時效或退火工序。該減速器箱體的材料是HT200，單件小批生產(chǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯采用鑄件。為了提高減速器箱體加工精度的穩(wěn)定性，采用時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。定位基準(zhǔn)選擇正確、合理，可以保證零件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。減速器箱體定位基準(zhǔn)的選擇，直接關(guān)系到減速器箱體上各個平面與平面之間、孔與平面之間、孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證。在選擇基準(zhǔn)時，首先要遵守“基準(zhǔn)統(tǒng)一”和“基準(zhǔn)重合”的原則，同時必須考慮生產(chǎn)批量的大小、生產(chǎn)設(shè)備、特別是夾具的選用等因素。該減速器箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均，剛性不好，而加工精度要求又高，故減速器箱體重要加工表面都要劃分粗、精加工兩個階段，這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響，有利于保證減速器箱體的加工精度。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)只分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇加工的第一個平面是蓋或低坐的對和面，由于分離式箱體軸承孔的毛坯孔分布在蓋和底座兩個不同部分上很不規(guī)則，因而在加工蓋回底座的對和面時，無法以軸承孔的毛坯面作粗基準(zhǔn)，而采用凸緣的不加工面為粗基準(zhǔn)。故蓋和機(jī)座都以凸緣A面為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證對合面加工后凸緣的厚薄較為均勻，減少箱體裝合時對合面的變形。選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時應(yīng)考慮下列原則：重要表面原則 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。不加工表面原則 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。余量最小原則 如果零件上每個表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以避免該表面在加工時因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。使用一次原則 因為粗基準(zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。平整光潔原則 以便工件定位可靠、夾緊方便。根據(jù)生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的工件安裝方式也不一樣。大批大量生產(chǎn)時，由于毛坯精度高，可以直接用減速器箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。在單件、小批及中批生產(chǎn)時，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準(zhǔn)，往往會造成減速器箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進(jìn)行第一道的工序加工，即以主軸孔及中心線為粗基準(zhǔn)對毛坯進(jìn)行劃線和檢查，必要時予以糾正，糾正后孔的余量應(yīng)足夠，但不應(yīng)定均勻。該減速器箱體為單件小批量生產(chǎn)，在單件小批量生產(chǎn)時，由于毛坯精度低，所以以劃線找正法安裝。劃線時先找正主軸孔中心，然后以主軸孔為基準(zhǔn)找出其他需加工平面的位置。加工該減速器箱體時，按所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)的是以主軸孔作為粗基準(zhǔn)。3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時，主要考慮保證加工精度和工件裝夾方便可靠。一般應(yīng)考慮以下原則：1) 基準(zhǔn)重合原則 即選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。3) 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。4) 互為基準(zhǔn)原則5) 便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。為了保證減速器箱體零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精度，減速器箱體類零件精基準(zhǔn)選擇常用兩種原則：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、基準(zhǔn)重合原則。小批生產(chǎn)時一般采用基準(zhǔn)重合原則，即以裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高減速器箱體上各表面間的相互位置精度。大批生產(chǎn)時常采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，即一面兩孔定位，可避免由于基準(zhǔn)變換而帶來的累積誤差。根據(jù)大批大量生產(chǎn)的減速器箱體通常以頂面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)，機(jī)蓋以下平面和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)，平面為330X20mm，兩定位銷孔以直徑6mm,這種定位方式很簡單地限制了工件六個自由度，定位穩(wěn)定可靠；在一次安裝下，可以加工除定位面以外的所有五個面上的孔或平面，也可以作為從粗加工到精加工的大部分工序的定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”；此外，這種定位方式夾緊方便，工件的夾緊變形?。灰子趯崿F(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。3.3 擬定工藝路線 分離式箱體工藝路線與整體式箱體工藝路線的主要區(qū)別在于：整個加工過程分為兩個大的階段，先對蓋和低座分別進(jìn)行加工，而后再對裝配好的整體箱體進(jìn)行加工。第一階段主要完成平面，緊固孔和定位空的加工，為箱體的裝合做準(zhǔn)備；第二階段為在裝合好的箱體上加工軸承孔及其端面。在兩個階段之間應(yīng)安排鉗工工序，將蓋與底座合成箱體，并用二錐銷定位，使其保持一定的位置關(guān)系，以保證軸承孔的加工精度和撤裝后的重復(fù)精度。3.3.1 劃分加工階段零件的技術(shù)要求較高時，零件在進(jìn)行加工時都應(yīng)劃分加工階段，按工序性質(zhì)不同，可劃分如下幾個階段：粗加工階段此階段的主要任務(wù)是提高生產(chǎn)率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形狀和尺寸接近與成品，所能達(dá)到的加工精度和表面質(zhì)量都比較低。半精加工階段此階段要減少主要表面粗加工中留下的誤差，使加工面達(dá)到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（鉆、攻絲、銑鍵槽等），為精加工做好準(zhǔn)備。精加工階段切除少量加工余量，保證各主要表面達(dá)到圖紙要求，所得精度與表面質(zhì)量都比較高。所以此階段主要目的是全面保證加工質(zhì)量。光整加工階段此階段主要針對要進(jìn)一步提高尺寸精度、降低粗糙度（IT6級以上）的表面。一般不用于提高形狀、位置精度。根據(jù)加工階段劃分的要求及零件的批量，該減速器箱體的加工劃分為3個階段：粗加工階段（粗銑各個平面、孔端面及各主軸孔粗鏜）、半精加工階段（半精鏜各主軸孔，完成各次要孔等）和精加工階段（磨各平面、精鏜各主軸孔）。3.3.2 安排加工順序復(fù)雜工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序，如何將這些工序安排在一個合理的加工順序中，生產(chǎn)中已總結(jié)出一些指導(dǎo)性的原則，先述如下。切屑加工工序順序的安排原則1）先粗后精各表面加工順序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的順序進(jìn)行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量。2）先主后次零件的主要加工表面（一般是指設(shè)計基準(zhǔn)面、主要工作面、裝配基面等）應(yīng)先加工，而次要表面（鍵槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最終精度加工之前進(jìn)行加工。3）先面后孔原則 對于減速器箱體類、支架類、機(jī)體類等零件，平面輪廓尺寸較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，故應(yīng)先加工平面，后加工孔。這樣，不僅使后續(xù)的加工有一個穩(wěn)定可靠的平面作為定位基準(zhǔn)面，而且在平整的表面上加工孔，加工變得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。4）先基準(zhǔn)后其他作為精基準(zhǔn)的表面要首先加工出來。該減速器箱體的加工和裝配大多以平面為基準(zhǔn)，按照加工順序安排的原則，采用先面后孔的加工順序。先加工平面，可以為加工精度較高的支承孔提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以將鑄件不平表面切除，可減少鉆孔時鉆頭引偏和刀具崩刃等現(xiàn)象的發(fā)生，對刀和調(diào)整也較為方便。加工孔系時應(yīng)遵循先主后次的原則，即先加工主要平面或孔系，這也符合切削加工順序的安排原則。3.3.3 擬定加工工藝路線擬定工藝路線的出發(fā)點：應(yīng)當(dāng)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。還要考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。綜合以上加工階段和加工順序的分析，可以初步得出減速器箱體的加工藝路線。初擬減速器箱體加工工藝路線方案如表3-1所示。表3-1 工藝路線方案工序號工序內(nèi)容10鑄造20清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，飛刺等30人工時效處理40以分割面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，粗銑頂斜面，留余量1mm50以已加工的頂斜面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，粗銑分割面，留余量1mm60以已加工的分割面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，精銑頂斜面，保證尺寸。70以已加工的頂斜面為定位基準(zhǔn)，按線找正，裝夾工件，精銑頂面，保證尺寸要求。80將上下箱體合并90以箱體端面定位，鉆2-3銷釘孔、鉸2-3銷釘孔。裝定位銷100以箱體端面定位，鉆6-9連接孔。110粗、精銑兩端端面120以底面、端面為定位基準(zhǔn)，粗、精鏜軸承孔及卡簧槽130以已加工端面定位，鉆、攻螺釘孔4-M3140拆卸上下箱體、去毛刺、清洗方案在鏜孔時，把粗鏜、半精鏜、精鏜分開進(jìn)行加工，滿足了粗精分開的原則，可以有效避免因粗精不分給工件帶來的加工應(yīng)力無法釋放的危害，有效地保證了零件的加工精度。而且四個是孔同時進(jìn)行加工的，不僅可以保證各主軸孔間的相互位置精度，而且還有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的勞動強(qiáng)度?？紤]到機(jī)械加工順序安排原則及零件的生產(chǎn)成本等因素，其優(yōu)越性在于把粗鏜、半精鏜、精鏜分開進(jìn)行加工，符合切削加工工序順序的先粗后精安排原則，而且各軸孔加工順序按照粗加工、半精加工、精加工進(jìn)行，可以逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量，可以逐漸提高各個軸孔的質(zhì)量要求，可以提高各軸孔間的相互位置精度和各自的尺寸精度，保證減速器箱體零件的技術(shù)要求，確定其為此零件的加工工藝路線。3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定減速器箱體體的材料是HT200，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯采用鑄件。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸與毛坯尺寸如下：頂面根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-4鑄件機(jī)械加工余量，可得頂面B長度方向的單邊加工余量如下：精加工余量：Z2 =2.5mm粗加工余量：Z1 =5.5mm毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm兩側(cè)面根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-4鑄件機(jī)械加工余量，可得兩側(cè)面A、C長度方向的單邊加工余量如下：精加工余量：Z2 =2.5mm粗加工余量：Z1=5.5mm毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm平面根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級，查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-4鑄件機(jī)械加工余量，可得平面D、W長度方向的單邊加工余量如下：精磨余量： Z4=1.0mm粗磨余量： Z3=1.5mm半精刨余量：Z2 =3.5mm粗刨余量： Z1=5.0mm毛坯余量： Z=5.0+3.5+1.5+1.0=11mm4 確定切削用量及基本工時4.1 粗銑上窺視孔面 加工條件：工件材料：灰鑄鐵加工要求：粗銑箱蓋上頂面，保證頂面尺寸3 mm機(jī)床：銑床X52K刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20量具：卡板 計算銑削用量最大加工余量為Zmax=2.5mm,可一次銑削，切削深度ap=2.5mm確定進(jìn)給量f：根據(jù)工藝手冊），表2.475,確定fz=0.2mm/Z切削速度：參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min根據(jù)表2.486,取nw=37.5r/min,故實際切削速度為：V=dwnw/1000=26.5(m/min) 當(dāng)nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min) (5-2)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為 l+l1+l2=125+3+2=130mm故機(jī)動工時為：tm =130150=0.866min=52s輔助時間為：tf=0.15tm=0.1552=7.8s其他時間計算：6%（tb+tx) =6%(52+7.8)=3.58s故工序5的單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx=52+7.8+3.58=63.4s 4.2 粗銑結(jié)合面 加工條件：工件材料：灰鑄鐵加工要求：精銑箱結(jié)合面，保證頂面尺寸3 mm機(jī)床：臥式銑床X52K刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20量具：卡板 計算銑削用量已知毛坯被加工長度為330 mm，最大加工余量為Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次銑削，切削深度ap=2.45mm確定進(jìn)給量f：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊（以下簡稱工藝手冊），表2.475,確定fz=0.2mm/Z切削速度：參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min根據(jù)表2.486,取nw=37.5r/min;由公式（5-1）得故實際切削速度為：V=dwnw/1000=26.5(m/min)當(dāng)nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=330+3+2=335mm故機(jī)動工時為：tm =335150=2.23min=134s輔助時間為：tf=0.15tm=0.15134=20.1s其他時間計算：tb+tx=6%(134+20.1)=9.2s故工序6的單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx=134+20.1+9.2=163.3s4.3 磨分割面工件材料：灰鑄鐵加工要求：以底面及側(cè)面定位，裝夾工件，磨分割面，加工余量為0.05mm機(jī)床：平面磨床M7130刀具：砂輪量具：卡板 選擇砂輪見工藝手冊表4.82到表4.88，則結(jié)果為WA46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為35040127（DBd） 切削用量的選擇砂輪轉(zhuǎn)速為N砂=1500r/min,V砂=27.5m/s軸向進(jìn)給量fa=0.5B=20mm(雙行程)工件速度Vw=10m/min徑向進(jìn)給量fr=0.015mm/雙行程 切削工時根據(jù)工藝手冊可知式中L加工長度，L=330mmb加工寬度，230mmZb單面加工余量，Zb=0.0 5mmK系數(shù)，1.10V工作臺移動速度（m/min）fa工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）fr工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm）輔助時間為：tf=0.15tm=0.15162=24.3s其他時間計算：tb+tx=6%(162+24.3)=11.2s故該工序的單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx=162+24.3+11.2=197.5s4.4 鉆孔 鉆4-9mm孔工件材料：灰鑄鐵機(jī)床：立式鉆床Z535型刀具：采用5mm的麻花鉆頭走刀一次，擴(kuò)孔鉆6mm走刀一次5mm的麻花鉆：f=0.25mm/r（工藝手冊2.4-38)v=0.53m/s=31.8m/min（工藝手冊2.4-41)ns=1000v/dw=405(r/min)按機(jī)床選取nw=400r/min,（按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度6mm擴(kuò)孔：f=0.57mm/r（工藝手冊2.4-52）v=0.44m/s=26.4m/min（工藝手冊2.4-53）ns=1000v/dw=336(r/min)按機(jī)床選取nw=400r/min,（按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度由于是加工2個相同的孔，故總時間為T=2(t1+t2)=2(10.8+10.8)=86.4s輔助時間為：tf=0.15tm=0.1586.4=12.96s其他時間計算：tb+tx=6%(86.4+12.96)=5.96s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx=86.4+12.96+5.96=105.3s 鉆6-9mm孔工件材料：灰鑄鐵加工要求：鉆6個直徑為9mm的孔機(jī)床：立式鉆床Z535型刀具：采用麻花鉆頭走刀一次，f=0.25mm/r v=0.44m/s=26.4m/minns =1000v/dw=336(r/min) 按機(jī)床選取nw=400r/min,（按工藝手冊3.1-36）所以實際切削速度由于是加工6個相同的孔，故總時間為T=6t=620.4=102.4 s輔助時間為：tf=0.15tm=0.1581.6=12.2s其他時間計算：tb+tx=6%(81.6+12.2)=5.6s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx=81.6+12.2+5.6=99.5s按機(jī)床選取nw=195r/min,則實際切削速度V=4.9(m/min)故機(jī)動加工時間：l=19mm, l1=3mm,l2=3mm,t= (l+l1+l2)2/nf4=1.02(min)=61.2s輔助時間為：tf=0.15tm=0.1561.2=9.2s其他時間計算：tb+tx=6%(61.2+9.2)=4.2s故單件時間：tdj=tm+tf+tb+tx=61.2+9.2+4.2=74.6s故該工序的總時間：T=105.3+99.5+109.7+74.6=389.1s5 銑左右端面夾具設(shè)計5.1 設(shè)計要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于X52k銑床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一銑左右端面夾具本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。5.2 夾具設(shè)計5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。由零件圖可知：進(jìn)行加工前，左右端面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案：選下平面、和側(cè)面和支撐釘定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。5.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)55表129 可得銑削切削力的計算公式： 有：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5121可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理= (FP)。b.實際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJFJ需。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點：（1）結(jié)構(gòu)簡單；（2）擴(kuò)力比大；（3）自瑣性能好；（X）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻(xiàn)51226可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 螺旋夾緊力：該夾具采用夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。5.3定位誤差的分析為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。5.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機(jī)整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。6 鉆孔夾具設(shè)計設(shè)計任務(wù) 設(shè)計在成批生產(chǎn)條件下,在專用立式鉆床上鉆孔夾具設(shè)計6.1設(shè)計分析1、9為自由尺寸,可一次鉆削保證.該孔在軸線方向的設(shè)計基準(zhǔn)是以鉆套的中心線.徑線的設(shè)計基準(zhǔn)是以軸承孔與另一端面.2、面銑結(jié)合面是前一工序已完成的尺寸 3、專用鉆床的最大鉆孔直徑為9mm. 4、本工序是對孔進(jìn)行加工，采取移動的夾具，鉆模板選用旋式；使用快換鉆套。6.2設(shè)計方案論證1、定位基準(zhǔn)的選擇工序結(jié)合面是已加工過的平面，且又是本工序要加工的孔19mm的設(shè)計基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。若定位元件采?10的軸承孔，則基準(zhǔn)不重合。因此，選擇結(jié)合面與軸承端面作為定位比較合理。2、夾緊結(jié)構(gòu)的確定當(dāng)定位心軸水平放置時，在專用鉆床上鉆9 mm孔的鉆前力和扭矩力均由重力與外力來承擔(dān)，這時工件的夾緊可以有兩種方案：（1） 在箱體的底面上，采用壓板壓緊，夾緊力與切削力處于平行狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸工件比較麻煩。（2） 在箱體的底面上采用螺紋夾緊裝置，加緊力與切削力平行，這種結(jié)構(gòu)簡單。裝卸工件比較容易。6.3切削力及夾緊力的計算刀具：麻花鉆，dw=9mm,則F=9.8154.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0Fz (切削手冊)查表得：d0=19mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, Fz =1.06所以：F=(9.8154.52.50.90.20.74192201.06) 19=79401N查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53故FL=0.8 FE =0.879401=63521N FV=0.6 FE=0.679401=47640N FX =0.53 FE=0.5379401=42082N在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) K=K1K2K3K4 式中：K1 基本安全系數(shù)，2.5 K2加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 K3刀具鈍化系數(shù)，1.1 K2斷續(xù)切削系數(shù)，1.1則F/=K FH=2.51.11.11.163521 =211366N選用螺旋板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力 fN=1/2 F/ f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25則 N=0.52113660.25=52841N6.4 設(shè)計及操作的簡要說明在設(shè)計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀龋棺畲笄邢魃疃冉档?，以降低切削力。6.5 結(jié)構(gòu)分析按設(shè)計步驟，先在各視圖部位用雙點劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導(dǎo)向元件再進(jìn)一步考慮零件的裝卸，各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分，加工時操作的方便和結(jié)構(gòu)工藝性的問題使整個夾具設(shè)計形成一個整體。夾具體是夾具的基本組成部分，為了滿足加工要求，特定的文件夾應(yīng)該有足夠的剛度和強(qiáng)度，以及更好的結(jié)構(gòu)的過程。由于鑄造工藝性好，幾乎沒有零件的尺寸，形狀，同時限制重量和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，良好的減振器，抗壓能力好，因此鑄造選擇材料HT200鑄件后，時效處理，以消除應(yīng)力。對夾具體的設(shè)計的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度在加工過程中夾具體不允許因夾緊力和切削力等外力變形，夾具應(yīng)有足夠的厚度，適當(dāng)加固剛度。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結(jié)構(gòu)。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺。2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側(cè)面并通過夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底