蜗杆减速箱加工工艺及铣端面夹具设计.rar

产品型号零件图号 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 产品名称箱体零件名称箱体共页 第1页 车间工序号工序名称材 料 牌 号 70铣HT150 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数 铸件11 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 铣床X511 夹具编号夹具名称切削液 专用夹具乳化液 工序工时 (分) 工位器具编号工位器具名称 准终单件 主轴转速切削速度进给量切削深度工步工时工步 号 工 步 内 容工 艺 装 备 r/minm/minmm/rmm 进给次数 机动 辅助 1铣 230 的端面铣刀，游标卡尺6001310.2110.26 设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 产品型号零件图号 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 产品名称蜗杆箱体零件名称蜗杆箱体共1页 第1页 材 料 牌 号HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注 工 时 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备工 艺 装 备 准终单件 铸造 时效处理 涂底漆 10 铣铣下端面机加工 X51 端铣刀，游标卡尺 20 铣铣顶端面机加工 X51 端铣刀，游标卡尺 30 钻钻 4x18 孔机加工 Z525 麻花钻，游标卡尺 40 扩扩 4x18 孔机加工 Z525 扩孔钻，游标卡尺 50 锪锪 4x30 孔机加工 Z525 锪孔钻，游标卡尺 60 铰铰其中 2 x18 孔机加工 Z525 铰刀，游标卡尺 70 铣铣 230 的端面机加工 X51 端铣刀，游标卡尺 80 铣铣 120 的端面机加工 X51 端铣刀，游标卡尺 90 铣铣 140 的端面机加工 X51 端铣刀，游标卡尺 100 镗 粗镗 70 的孔机加工 T616 弯头镗刀，游标卡尺 110 镗粗镗 185 的孔机加工 T616 弯头镗刀，游标卡尺 120 镗粗镗 90，100 孔机加工 T616 弯头镗刀，游标卡尺 130 钻 钻 M20-7H 螺纹底孔机加工 Z525 麻花钻，游标卡尺 140 钻钻 M14 螺纹底孔机加工 Z525 麻花钻，游标卡尺 150 钻钻 210 圆周上的 6-M8 螺纹底孔机加工 Z525 麻花钻，游标卡尺 160 钻钻 110 圆周左端面上的 3-M10 螺纹底孔机加工 Z525 麻花钻，游标卡尺 170 钻钻 110 圆周右端面上的 3-M10 螺纹底孔机加工 Z525 麻花钻，游标卡尺 180 镗半精镗 70，185 孔机加工 T616 弯头镗刀，游标卡尺 190 镗半精镗 90，100 孔机加工 T616 弯头镗刀，游标卡尺 200 攻攻 M20-7H 丝机加工 Z525 丝锥，螺纹塞规 210 攻攻 6-M8 丝机加工 Z525 丝锥，螺纹塞规 220 攻攻 M14 丝机加工 Z525 丝锥，螺纹塞规 230 攻攻左端 3-M10机加工 Z525 丝锥，螺纹塞规 240 攻攻右端 3-M10机加工 Z525 丝锥，螺纹塞规 250 镗精镗 70 孔，倒角机加工 T616 弯头镗刀，游标卡尺 260 镗精镗 185 孔，倒角机加工 T616 弯头镗刀，游标卡尺 270 镗精镗 90，100 孔，倒角机加工 T616 弯头镗刀，游标卡尺 280 检验，入库 设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 设计说明书 题目题目：蜗杆减速器箱体的工艺规程及夹具设计蜗杆减速器箱体的工艺规程及夹具设计 学学 生：生： 学学 号：号： 专专 业：业： 班班 级：级： 指导老师：指导老师： 摘摘 要要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切 削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 蜗杆减速器箱体加工工艺规程及夹具设计是包括零件加工的 工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中 要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构， 并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件 各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装 备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各 个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床 的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差， 分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 录 序言1 第一章 机床夹具介绍 .2 1 .1 夹具的现状及生产对其提出新的要求 .2 1.2 现代夹具的发展方向 .2 第二章 机床夹具的定位及夹紧 .4 2.1 概述 .4 2.1.1 机床夹具的概念 .4 2.1.2 机床夹具的组成 .4 2.1.3 机床夹具的分类 .6 2.1.4 机床夹具在机械加工中的作用 .8 2.2 工件的装夹方式 .9 2.3 基准及其分类 .10 2.4 工件的定位 .12 2.4.1 工件定位的基本原理 .13 2.4.2 常见定位方式及定位元件 .14 2.5 工件的夹紧 .14 2.5.1 夹紧装置的组成及基本要求 .15 2.5.2 夹紧力的确定 .15 2.5.3 典型夹紧结构 .16 2.5.4 定心夹紧机构.16 第三章 零件分析 17 3.1 零件作用 17 3.2 零件的工艺分析 17 第四章 工艺规程设计 17 4.1 确定毛坯的制造形式 17 4.2 基面的选择18 4.3 制定工艺路线 18 4.4 确定切削用量及基本工时20 第五章 夹具设计28 5.1 问题的提出28 5.2 定位基准的选择29 5.3 切削力及夹紧力计算30 5.4 定位误差分析31 5.5 夹具设计及操作简要说明32 总 结34 致 谢35 参考文献 36 1 序序 言言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品， 并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接 供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各 种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业， 因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展 的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低 是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 蜗杆减速器箱体的加工工艺规程及其钻孔的工装夹具设计是 在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材 料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件 在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题， 并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自 己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知 识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意 生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好 的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评 指正。 2 第一章第一章 机床夹具介绍机床夹具介绍 夹具最早出现在 1787 年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段 表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低， 机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而 夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着 机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。 夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐 渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世 界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据 相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密 结合。 1 .1 夹具的现状及生产对其提出新的要求夹具的现状及生产对其提出新的要求 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市 场激烈竞争，企业中多品种生产的工件已占工件种类数的 85%左 右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具 有大批量生产的能力工厂中约拥有 1300015000 套专用夹具。另 一方面，在多品种生产的企业中，约隔 4 年就要更新 80%左右的 专用夹具，而夹具的实际磨损量只有 15%左右，特别最近年来柔 性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组 加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步 趋近于大批量生产的水平。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求： 1. 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期 2. 能装夹一组相似性特征的工件 3. 适用于精密加工的高精度的机床 3 4. 适用于各种现代化制造技术的新型技术 5. 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高 劳动生产率 1.2 现代夹具的发展方向现代夹具的发展方向 现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准 化等四个方面： 1. 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要 求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘， 其分度可达正负 0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心 精度为 5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆 读可达 0.20.5um。 2. 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的， 以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有： 自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使 用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了 5 倍左右； 而高速卡盘则可保证卡爪在转速 9000r/min 的条件下能正常夹紧 工件，使切削速度大幅度提高。 3. 柔性化 夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式， 以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、 生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种 类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数 控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主 要方向。 4. 标准化 4 夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型 夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立 典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的 形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、 元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并 为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、 部件的国家标准：GB21482249-80，GB22622269-80 以及通用 夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效 化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹具的专 业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 5 第二章第二章 机床夹具的定位及夹紧机床夹具的定位及夹紧 2.1 概述概述 在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为 夹具。它是用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或 检测的装置。 2.1.1 机床夹具的概念机床夹具的概念 在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机 床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位 置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程 中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上 定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机 床夹具，简称夹具。 2.1.2 机床夹具的组成机床夹具的组成 1. 机床夹具的基本组成部分 （1）定位装置 该装置由定位元件组合而成，其作用是确定工件在夹具中的 正确位置。 （2）夹具装置 该装置的作用是将工件压紧夹牢，并保证工件在加工的过程 中正确位置不变。 （3）夹具体 夹具体是夹具的基本骨架，通过它将夹具所有的元件构成一 个整体。 2. 机床夹具的其他特殊元件或装置 6 （1）连接元件 根据机床的特点，夹具在机床上的安装连接常有两种形式。 一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上。连接 元件用以确定夹具本身在机床上的位置。如机床夹具所使用的过 渡盘，铣床夹具所使用的定向键等，都是连接元件。 （2）对刀元件 常用在普通铣床夹具中，用对刀快调整铣刀加工前的位置。 对刀时，铣刀不与对刀快直接接触，而用塞尺进行检查，以免碰 伤铣刀的切削刃和对刀快工作表面。 （3）导向元件 常用在钻床、镗床夹具中，用钻套和镗套引导刀具加工中的 正确位置。 （4）其他元件或装置 根据加工需要，有些夹具还分别采用分度装置、靠模装置、 上下料装置、平衡块等。这些元件或装置需要专门设计。 2.1.3 机床夹具的分类机床夹具的分类 根据机床夹具的通用化程度，可将夹具氛围以下几种： 1. 通用夹具 可加工一定范围内不同工价的夹具为通用夹具，如车床上的 三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘；铣床上的平口虎钳、分度头和 回转工作台等。它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可 以用于装夹不同的工件。这类夹具一般已标准化，由专业工厂生 产，作为机床附件供应给用户。 由于使用通用夹具夹紧工件比较费时，操作复杂，生产效率 低，且较难装夹形状复杂的工件，故通用夹具主要用于单件小批 生产，在产品固定的大批量生产中很少使用通用夹具，而使用效 率较高的专用夹具。 7 2. 专用夹具 专用夹具是针对某一种工件的某道工序专门设计的夹具。所 以结构紧凑，操作迅速方便。专用夹具通常由使用厂根据要求自 行设计与制造。 专用夹具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸稳定，互换 性高，并且可以减轻劳动强度，节省工时，显著提高效率，另外 利用专用夹具还可以扩大机床的工艺范围。但专用夹具是为满足 某个工件某道工序的加工需要而专门设计的，所以它的适用范围 较窄。此外、专用夹具的设计制造周期较长。当产品更换时，往 往因无法再使用而报废，因此，专用夹具主要适用于产品品种相 对稳定的大批大量生产。 3. 成组夹具 根据成组技术原来技术的用于成组加工的夹具。这种夹具的 特点是，在通用的夹具体上，只需对夹具的部分元件稍加调整或 更换，即可用于组内的不同工件的加工。 4. 组合夹具 组合夹具是由可循环使用的标准夹具零件部件组装成易于联 结和拆卸的夹具。它在使用上具有专用夹具的优点，而当产品更 换时，不存在夹具“报废”问题。因为它可以拆开，其元件可清 洗入库，留待组装新的夹具。因此，组合夹具很适合于新产品试 制和单件小批生产使用。由于组合夹具还具有缩短生产准备周期， 减少专用夹具种类、数量和存放面积等优点，特别适用于新产品 的试制和多品种小批量生产。 5. 随行夹具 随行夹具为自动线上使用的一种夹具。自动线夹具基本上分 为两类：一类为固定式夹具，它与一般专用夹具相似；一类为随 行夹具，她除了具有一般夹具所担负的装夹任务外，还担负自动 线输送工件的任务。所以，它是跟随被加工工件沿着自动线从一 个工位移到下一个工位的，故称为随行夹具。 8 除了上述分类外，夹具还可以按照动力来源不同分为手动夹 具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具及自 夹紧夹具等，按工种还可以分为车床夹具、铣床夹具、磨床夹具、 钻床夹具等。 2.1.4 机床夹具在机械加工中的作用机床夹具在机械加工中的作用 夹具是机械加工中的一种工艺装备，它在生产中起的作用很 大，所以在机械加工中的应用十分广泛。归纳起来有以下几个方 面的作用： 1. 保证工件的加工精度 由于采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间 的相互位置，所以在机械加工中，可以保证工件各个表面的相互 位置精度，使其不受或不受各种主观因素的影响，容易获得较高 的加工精度，并使一批工件的精度稳定。 2. 提高劳动生产率和降低加工成本 采用夹具使工件装夹方便，免去工件逐个找正对刀所花费的 时间，因此可以缩短辅助时间。另外，采用夹具装夹或，产品质 量稳定，对操作工人的技术水平的要求可以降低，有利于提高生 产率和降低成本。 3. 扩大机床工艺范围和改变机床用途 使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围， 实现一机多能。这是在生产条件有限的也器中常用的一种技术改 造措施。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗摸夹具后，就可以对 箱体孔系进行镗削加工，一充分发挥通用机床的作用。 4. 改善劳动条件和保证生产安全 使用专用机床夹具可减轻工人的劳动强度、改善劳动条件， 保证安全生产。 9 2.2 工件的装夹方式工件的装夹方式 工件在机床上的装夹方式有以下三种方法： 1. 直接找正法 在机床上根据工件上有关基准直接找正工件，使工件获得加 工的正确位置的方法。 直接找正法的定位精度和工作效率，取决于被找工件表面的 精度、找正方法和所用工具及工人的技术水平。此法一般多用于 单件小批生产和精度要求特别高的场合。 2. 划线找正法 在机床上按毛坯或工件上所划线找正工件，使工件获得正确 位置的方法。 此法由于受到划线精度的限制，定位精度比较低，多用于单 件小批量生产、毛坯精度较低以及大型零件等不使用夹具的粗加 工中。 3. 用夹具装夹 即通过夹具上的定位元件使工件相对于刀具及机床获得正确 位置的方法。 此法使工件定位迅速方便，定位精度较高，广泛用于成批和 大量生产。 上述用装夹工件的方法有以下几个特点： 工件在夹具中的定位，是通过工件上的定位基准与夹具上的 定位元件相接触而实现的。 由于夹具预先在机床上已调整好位置（也有在加工过程中再 进行找正的） ，因此，工件通过夹具相对于机床也就有了正确的 位置。 通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的 正确位置。 10 2.3 基准及其分类基准及其分类 机器零件是由若干个表面组成的。这些表面之间的相对位置 关系包括两方面的要求：表面见的位置尺寸精度和相对位置精度。 研究零件表面的相对位置关系，是离不开基准的。不明确基准就 不无法确定表面的位置。 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的 那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工 艺基准两大类。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准 按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。 （1）装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装 配基准。 （2）测量基准 测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量 基准。 （3）工序基准 在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、 形状及位置的基准，称为工序基准。 （4）定位基准 工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 需要说明的是，作为基准的点、线、面在工件上并不一定具 体存在。如轴心线、对称面等，它们是由某些具体表面来体现的。 用以体现基准的表面称为定位基准。 11 2.4 工件的定位工件的定位 2.4.1 工件定位的基本原理工件定位的基本原理 工件装夹在机床上必须使工件相对于刀具和机床处于正确的 加工位置，它包括工件在夹具的定位、夹具在机床上的安装以及 夹具相对于刀具和整个工艺系统的调整等工作过程。在使用夹具 的情况下，就要使机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的加工 位置。显然，工件的定位是其中极为重要的一个环节。 1. 六点定位原则 定位，就是限制自由度。通常是用一个支承点限制工件的一 个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度， 使工件在夹具中的位置完全确定，这就是工件定位的“六点定位 原则” 。 2. 工件定位中可能出现的集中情况 （1）完全定位 六个支承点限制了工件的全部自由度，称为完全定位。 （2）不完全定位 根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这 样的定位，称为不完全定位。 （3）欠定位 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有被限制的定位， 称为欠定位。器定位无法保证加工要求，所以是决不允许的。 （4）过定位 夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一 个或几个自由度的现象，称为过定位。过定位中常会出现干涉现 象。 消除或减小过定位所引起的干涉，一般有两种方法：一种是 提高定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。一种 12 是改变定位元件的结构，使定位元件在重复限制自由度的部分不 起定位作用。 2.4.2 常见定位方式及定位元件常见定位方式及定位元件 定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、 尺寸及布置形式等，他们主要取决于工件的加工要求、工件定位 基准和外力的作用等因素。 1. 工件及平面定位 （1）主要支承 主要支承用来限制工件的自由度，起定位 作用 1）固定支承 2）可调支承 3）自位支承 （2）辅助支承 提高工件的安装刚性和稳定性 1）螺旋式辅助支承 2）自位式辅助支承 3）推引式辅助支承 4）液压锁紧的辅助支承 2. 工件以圆柱空定位 （1）圆柱销 （2）圆锥销 （3）圆柱心轴 3. 工件以外圆柱面定位 （1）在 V 形块中定位 （2）在圆孔中定位 （3）在半圆孔和圆锥孔中定位 13 2.5 工件的夹紧工件的夹紧 在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两 个工作过程。工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢 在定位元件上，使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重 力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保 证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置，即称为夹 紧装置。 2.5.1 夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置的组成及基本要求 1. 夹紧装置的组成 （1）力源装置 （2）中间传动机构 作用如下： 1）改变夹紧作用力的方向 2）改变夹紧作用力的大小 3）具有一定的自锁性能 （3）夹紧元件 2. 对夹紧装置的基本要求 （1）夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置 （2）夹紧力的大小要适当 （3）夹紧装置要操作方便 （4）结构要进凑简单，有良好的结构工艺性，尽量使用标 准件 2.5.2 夹紧力的确定夹紧力的确定 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定 夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及 其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式 14 和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作 用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获 得良好的效益。 1. 夹紧力方向的确定 （1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面 （2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致 2. 夹紧力作用点的选择 （1）应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引 起工件产生位移或偏转。 （2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形 （3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位 3. 夹紧力大小的估算 （1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。 （2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响； 切削力（矩）用切削原理公式计算。 （3）对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运 动场合，必须计入惯性力。 （4）分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算 此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力 （5）将计算夹紧力再乘以 K，即得实际夹紧力。K 为总安 全系数，K=K0K1K2K3 各种因素的安全系数可查表 2-3，一般 K=1.52.5；当夹紧 力与切削力相反时，K=2.53 。 2.5.3 典型夹紧结构典型夹紧结构 1. 斜楔夹紧结构 2. 螺旋夹紧结构 （1）单个螺旋夹紧结构 15 （2）螺旋压板夹紧结构 （3）偏心夹紧机构 2.5.4 定心夹紧机构定心夹紧机构 当加工尺寸的工序基准是中心要素（轴线、中心平面等）撕， 为使基准重合以减少定位误差，可以采用定位夹紧机构，所以， 定心夹紧机构主要用于要求准确定心或对中的场合。定心夹紧机 构可分为以下几种： （1）螺旋式定心夹紧机构 （2）杠杆式定心夹紧机构 （3）楔式定心夹紧机构 （4）弹簧筒夹式定心夹紧机构 （5）膜片卡盘定心夹紧机构 （6）波纹套定心夹紧机构 （7）液性塑料定心夹紧机构 16 第三章第三章 零件分析零件分析 3.1.零件的作用零件的作用 蜗杆减速器箱体主要用作减速器的箱体，用来支承蜗轮蜗杆， 其加工质量的优劣，将直接影响到涡轮与蜗杆相互位置的准确性 及机器总成的使用寿命和可靠性。本箱体为典型的蜗杆减速箱体 下置箱体结构，蜗轮箱通过120mm 和185mm 与90mm 的孔分 别与蜗轮蜗杆轴配合，其结构形状复杂，壁薄且厚度不均匀，外 部为了增加其强度加有加强筋。 3.2.零件的工艺分析零件的工艺分析 蜗杆减速器箱体有 3 个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。 1 1：以下底面为基准的加工面，这组加工面主要是底面上的四个 17 阶梯孔。 2 2：以下端面和四个阶梯孔为基准的加工面，这组加工面主要是 各个孔端面及其螺纹孔 第四章第四章 工艺规程设计工艺规程设计 4.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT150 的灰口铸铁,该材料具有较高的强度,耐磨 性,耐热性及减振性,适应于承受较大应力,要求耐磨的零件。此零 件为铸造件,生产要求是小批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,加 工要求不是很高,所以加工不是很方便。 4.2 基面的选择基面的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证 加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好 几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度 要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹 等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如： 机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选 择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加 工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而 细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保 证该面有足够的加工余量。 18 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗 基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的 表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是 粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的 生产是非常重要的。对于一般的箱体类零件而言，一般情况下， 多以一个下端面（在前道工序已加工好）为基准，先加工出端面 上的孔，再以这个孔和其端面为基准，或者以孔和原来的基准平 面为基准，加工其它交错孔。所以我考虑先用底平面作为粗定位 基准。 精基准的选择应满足以下原则： （1） “基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为 定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （2） “基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精 基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误 差，简化夹具设计与制造。 （3） “自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加 工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其 他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （4） “互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺 寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加 工。 （5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简 单、操作方便。 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准 不重合时，应该进行尺寸换算。本工序现选取下底面和底面上的 四个孔作为精基准，采用一面两销定位。 19 4.3 制定工艺线路制定工艺线路 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸 精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领确定 为小批量生产的条件下，为了尽量让工序集中来提高生产效率， 除此以外，还应该考虑经济效果，以降低生产成本。 工序方案一： 铸造 时效处理 涂底漆 10 铣下端面 20 铣顶端面 30 钻 4x18 孔 40 扩 4x18 孔 50 锪 4x30 孔 60 铰其中 2 x18 孔 70 铣 70，185 孔的端面 80 铣 90，100 孔的端面 90 粗镗 70，185 孔 100 粗镗 90，100 孔 110 钻 M20-7H 螺纹底孔 120 钻 M14 螺纹底孔 130 钻 210 圆周上的 6-M8 螺纹底孔 140 钻 110 圆周左端面上的 3-M10 螺纹底孔 150 钻 110 圆周右端面上的 3-M10 螺纹底孔 160 半精镗 70，185 孔 170 半精镗 90，100 孔 20 180 攻 M20-7H 丝 190 攻 6-M8 丝 200 攻 M14 丝 210 攻左端 3-M10 220 攻右端 3-M10 230 精镗 70，185 孔，倒角 240 精镗 90，100 孔，倒角 250 检验，入库 工艺方案二： 铸造 时效处理 涂底漆 10 铣下端面 20 铣顶端面 30 铣 70，185 孔的端面 40 铣 90，100 孔的端面 50 粗镗 70，185 孔 60 粗镗 90，100 孔 70 钻 4x18 孔 80 扩 4x18 孔 90 锪 4x30 孔 100 铰其中 2 x18 孔 110 钻 M20-7H 螺纹底孔 120 钻 M14 螺纹底孔 21 130 钻 210 圆周上的 6-M8 螺纹底孔 140 钻 110 圆周左端面上的 3-M10 螺纹底孔 150 钻 110 圆周右端面上的 3-M10 螺纹底孔 160 半精镗 70，185 孔 170 半精镗 90，100 孔 180 攻 M20-7H 丝 190 攻 6-M8 丝 200 攻 M14 丝 210 攻左端 3-M10 220 攻右端 3-M10 230 精镗 70，185 孔，倒角 240 精镗 90，100 孔，倒角 250 检验，入库 工艺路线一和路线二的区别在于方案一在加工时先加工端面和端 面上的 4 个孔，然后用已加工好的面和孔作为定位基准加工其他 的孔和端面，这样可以更好地选择定位基准，提高加工效率，因 此综合考虑我们选择方案一。 具体的加工路线如下： 铸造 时效处理 涂底漆 10 铣下端面 20 铣顶端面 30 钻 4x18 孔 40 扩 4x18 孔 50 锪 4x30 孔 22 60 铰其中 2 x18 孔 70 铣 70，185 孔的端面 80 铣 90，100 孔的端面 90 粗镗 70，185 孔 100 粗镗 90，100 孔 110 钻 M20-7H 螺纹底孔 120 钻 M14 螺纹底孔 130 钻 210 圆周上的 6-M8 螺纹底孔 140 钻 110 圆周左端面上的 3-M10 螺纹底孔 150 钻 110 圆周右端面上的 3-M10 螺纹底孔 160 半精镗 70，185 孔 170 半精镗 90，100 孔 180 攻 M20-7H 丝 190 攻 6-M8 丝 200 攻 M14 丝 210 攻左端 3-M10 220 攻右端 3-M10 230 精镗 70，185 孔，倒角 240 精镗 90，100 孔，倒角 250 检验，入库 4.4 确定切削用量确定切削用量 工序 10：铣下端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 YG8, ，。2 p amm 0 200dmm200/ minvm4z 2. 决定铣削用量 23 1）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 2 p amm 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz 10001000 200 318 / min 200 s v nr d 按机床标准选取375 w nmin/r 200 375 235/ min 10001000 w dn vm 当375r/min 时 w n 0.2 4 375300/ mzw ff znmm r 按机床标准选取300/ m fmm r 3）计算工时 切削工时：，则机动工时为330lmmmml5 1 mml3 2 12 33053 2 ()2 ()2.25min 300 m w lll txx n f 工序 20：铣顶端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 YG8, ，。mmap5 . 1 0 40dmmmin/125mv 4z 2. 决定铣削用量 24 4）决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 mmap5 . 1 5）决