【正文】 ................................ 47 鉆床夾具的裝配說明 ................................................................................. 49 結(jié) 論 ............................................................................................................................ 50 參 考 文 獻 .................................................................................................................. 51 致 謝 ............................................................................................................................ 52 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 緒論 1 1 緒論 課題背景 畢業(yè)設計（論文）是我們在學校學習的最后一門課程，也是對自己在大學中所 學知識的一個全面的檢驗。 本課題來自于實際的生產(chǎn)中，是一個典型箱體的加工工藝設計。要求對部分加工工序進行夾具設計。本課題的題目是：減速箱體機加工工藝及夾具設計。在畢業(yè)設計中要求我們要運用所學的知識，勤動腦，培養(yǎng)獨立的思考能力，要有創(chuàng)新的精神。 制訂工藝規(guī)程的意義與作用及其基本要求 機械加工工藝過程是機械生產(chǎn)過程的一部分，是直接生產(chǎn)過程。它是用金屬切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件達到要求的形狀、尺寸和表面粗糙度。 因此機械制造加工工藝主要是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機械性質(zhì)，成 為具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。對于加工工藝的編制主要是對其加工工序的確定。 對機械加工工藝規(guī)程的基本要求可以總結(jié)為質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性三個方面。這三者雖然有時候有矛盾，但是要把它們協(xié)調(diào)處理好，就成為一個整體。在編制工藝規(guī)程的時候要在保證質(zhì)量的前提下，盡可能的降低成本。因此，好的工藝規(guī)程應該是質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的統(tǒng)一表現(xiàn)。 夾具的設計 制造業(yè)中廣泛應用的夾具，是產(chǎn)品制造個工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產(chǎn)中所使用夾具的質(zhì)量、工作效率及夾具的使用的可靠性，都對產(chǎn)品加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率有著決 定性的影響。機床夾具一般都由定位裝置、夾緊裝置及其它元件組裝在一個基礎元件（夾具體）上而形成的。由于各類機床的加工工藝特點、夾具和機床的連接方式等不盡相同，因此每一類機床夾具在總體結(jié)構(gòu)和所需元等方面都有自己的特點，但設計的步驟和方法則基本相同。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 零件的分析 2 2 零件的分析 箱體零件的功用和結(jié)構(gòu)特點 箱體是機器的基礎零件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機器的工作精度、使用性能和壽命。 箱體的種類很 多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機器的結(jié)構(gòu)和箱體在機器中功用的不同有著較大的差異。但從工藝上分析它們?nèi)杂性S多共同之處，其結(jié)構(gòu)特點是： ⒈ 外形基本上是由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種 。⒉ 結(jié)構(gòu)形狀比較復雜。內(nèi)部常為空腔形，某些部位有 “ 隔墻 ” ，箱體壁薄且厚薄不均。 ⒊ 箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系 。⒋ 箱體上的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。 箱體零件 圖樣分析 箱體零件圖樣如下圖 所示： ① 185 8H? 孔軸心線與 52H8? 孔軸心線對基準平面 A的平行度公差為 。 ②底面對前面及右面垂直度公差均為 .。 ③ 50H8? 孔軸心線對前面的垂直度公差為 。 ④ 50H8? 兩孔軸心線平行度公差為 。 ⑤ 180H8? 孔與 52H8? 孔兩垂直孔的孔距 164 ? 。 ⑥ 50H8? 孔與 52H8? 孔兩垂直孔的孔距 92 ? 。 ⑦ 50H8? 兩孔的孔距 105 ? 。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 零件的分析 3 CD360 圖 箱體零件圖 箱體零件 工藝分析 此零件為減速箱箱體，其重 要加工表面和次要表面如圖 中 1 個 185 8H? 、2 個 50 8H? 、 2個 82? 、 C、 D及如圖 表面 A、 B。 設計合理的加工方法，工序數(shù)量和順序，應考慮以下的關(guān)系： ①零件成形的內(nèi)在聯(lián)系： 本箱體的材料為 HT200，所以采用鑄造。機械加工中的安排原則與零件的材料、種類、結(jié)構(gòu)形狀，尺寸大小，精度高低相關(guān)聯(lián)。從圖紙上可以看出此箱體的主要的加工面有：如圖 中 1 個 185 8H? 、 2 個 50 8H? 、 2 個 82? 、 C、 D 及如圖 表面 A、 B。 ②零件加工質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系 在加工階段劃分中，粗、精加工階段順序分開，其目的在于對主要表面能及時發(fā)現(xiàn)毛坯的氣孔、縮孔、疏松等缺陷。避免后續(xù)工序加工的浪費；粗、精加工由于其加工目的不同，切削用量選取的原則各異，其切削力、切削熱和切削功率也不同。對加工中的主要表面和次要表面為保證主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工中的影響，也應劃分加工階段和工序。此箱體的三大部分應先加 工結(jié)攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 零件的分析 4 合面，經(jīng)過裝配，然后加工重要的孔。如圖 先粗加工減速箱蓋的表面 B，在以此表面為粗基準來加工減速箱蓋的表面 A。在減速箱座中，先加工 185 8H? 并以此為基準來加工減速箱座的表面 D、 C 及其它孔。 ③零件加工成本的內(nèi)在聯(lián)系： 機械加工工藝過程中的設計應該考慮工廠的優(yōu)勢。盡量做到：機械加工工藝過程投入最小，物力消耗最低。 ④零件加工生產(chǎn)率的內(nèi)在聯(lián)系 機械加工工藝過程設計中采用工序集中還是工序分散原則；各工序的工時定額是否符合生產(chǎn)節(jié)拍，是否合理的采用了高生產(chǎn)率的工藝方法等。 綜 上所述主要保證以下精度： ①在加工前，安排劃線工藝是為了保證工件壁厚均勻，并及時發(fā)現(xiàn)鑄件的缺陷減少廢品。 ② 180H8? 與 52H8? 孔兩垂直孔的孔距 164 ? ，可采用裝心軸的方法檢測。 ③ 50H8? 孔與 52H8? 孔兩垂直孔的孔距 92 ? ，可采用裝心 軸的方法檢測。 ④ 50H8? 兩孔的孔距 105 ? ?？刹捎醚b心軸的方法檢測。 ⑤ 185 8H? 孔軸心線與 52H8? 孔軸心線的平行度 ,可采用一次裝夾來保證。 ⑥ C 面與 A、 D面的垂直度 可由專用夾具或裝夾中機床的精度保證。 ⑦ 50 8H? 孔軸線與 A面的垂直度 或裝夾中機床的精度保證。 ⑧ 50 8H? 兩孔軸線的平行度可采用采用一次裝夾來保證。 箱體零件的主要技術(shù)要求 箱體類零件的精度要求 較 高， 從零件圖 可歸納以下五項精度要求。 ⑴ 孔徑精度 孔徑的尺寸誤差和幾何形狀誤差會使軸承與孔配合不良。裝軸承的孔不圓，也使軸承外環(huán)變形而引起主軸的徑向跳動。主 要 孔的尺寸精度約為 IT8 級， 可由鏜保證。 ⑵ 孔和平面的位置精度 一般都要規(guī)定主要孔和主軸箱安裝基面的平行度要求，他們決定了主軸與床身導軌的相互位置關(guān)系。這項精度是在總裝過程中 通過刮研達到的。為減少刮研工作量，一般都要規(guī)定主軸軸線對安裝基面的平行度公差。在垂直和水平兩個方攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 零件的分析 5 向上只允許主軸前端向上和向前偏。 ⑶ 主要平面的精度 裝配基面的平面度誤差影響主軸箱與床身連接時的接觸剛度。若在加工過程中作為定位基準時，還會影響軸孔的加工精度。因此規(guī)定底面和導向面必須平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等級為 5 級。 ⑷ 表面粗糙度 重要孔和主要表面的表面粗糙度會影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，其具體要求一般用 Ra 值來評價。主 要 孔為 ，其它各縱向孔為 ，裝配基準面和定位基準面 為 ，其它平面為 。 毛坯鑄造時，應防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應力，應使箱體壁厚盡量均勻，箱體鑄造后應安排退火或時效處理工序。 主要設計內(nèi)容 本課題的基本內(nèi)容是減速箱體的加工工藝過程與夾具設計，要研究的主要內(nèi)容有： ⑴分析零件圖 在設計開始時，我們應認真分析零件圖，了解其箱體零件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)的技術(shù)要求，對箱體零件的每一個細節(jié)都應仔細分析，如箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們 的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。我們采用 AutoCAD 軟件繪制零件圖，一方面增加對零件的了解認識，另一方面增加我們對 CAD 軟件的熟悉。 ⑵工藝分析 箱體零件的工藝分析是整個設計的重點內(nèi)容，在設計過程中，我們必須根據(jù)批量等嚴格地選擇毛坯、擬定工藝路線（注意：基準選擇、定位、夾緊等問題）、確定加工余量、計算工藝尺寸、計算工時定額和每一步的工時以及分析定位誤差，為了與實際加工相吻合，我們還必須對加 工設備、切削用量、加工方法等進行選擇和設計，這個階段內(nèi)容較多，涉及的范圍也較廣。為了設計的參數(shù)合理，我們必須廣泛的查閱相關(guān)的書籍，達到設計的合理性和實用性。 ⑶設計兩套專用夾具 在設計夾具的過程中，主要要考慮的問題有： ①基準選擇：在選擇基準的時候，要注意區(qū)分粗基準與精基準以及要了解基準的選擇原則，同時要知道基準的選擇既要滿足選擇原則，同時還要方便定位和攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 零件的分析 6 夾緊，以免引起不必要的加工誤差，在基準選擇完之后就要考慮用什么元件進行定位。 ②限制的自由度：在裝夾的過程中，要注意自由度的限制，必須做到準確的定位，不能出 現(xiàn)欠定位或過定位。 ③夾緊機構(gòu)：設計夾緊機構(gòu)時必須計算分析夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾緊力過小而使工件在切削的過程中出現(xiàn)松動而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過大而使工件變形影響工件質(zhì)量。同時，還要根據(jù)零件生產(chǎn)批量和生產(chǎn)率的考慮來選擇夾緊方式（手動、氣動或液壓夾緊）。 ④夾具的用途：為了工件定位準確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動強度，提高箱體零件加工精度和安裝找正方便，我們要采用專用的銑床夾具和鏜床夾具。同時，因為銑床夾具有 T 形槽、鏜床夾具有鏜模等特殊結(jié)構(gòu)，因此還要考慮夾具與機床的匹配，即機床的工作臺尺寸 和結(jié)構(gòu)能否滿足夾具的安裝。 在夾具設計過程中，我們統(tǒng)一采用以底面為主要定位面來進行加工，因為我們未專門學習過夾具的設計和計算，所以工件量大大地增加了，只有通過在實習過程中對夾具的感性認識和夾具設計參考書以及夾具圖冊來進行設計和計算，所以夾具的設計是整個設計的重點，也是一個難點。 夾具的設計必須要保證夾具的準確定位和機構(gòu)合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我將通過對工件與夾具的認真分析，結(jié)合一些夾具的具體設計事例，查閱相關(guān)的夾具設計資料，聯(lián)系在工廠看到的一些箱體零件加工的夾具來解決這些問題。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 工藝規(guī)程設計 7 3 工藝規(guī)程設計 箱體的材料及毛坯 箱體材料一般選用 HT200～ HT400 的各種牌號的灰鑄鐵，最常用的為 HT200，這是因為灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較高的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。在單件生產(chǎn)或某些簡易機床的箱體，為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，可采用鋼材焊接結(jié)構(gòu)。此外，精度要求較高的坐標鏜床主軸箱可選用耐磨鑄鐵，負荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。 毛坯的加工余量與生產(chǎn)批量、毛坯尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和鑄造方法等因素有關(guān)，有關(guān)數(shù)據(jù)可查有關(guān)資料及數(shù)據(jù)具體情況決定。如 Ⅱ 級精度灰鑄鐵件，在大批大量生產(chǎn) 時，平面的總加工余量為 6 10mm，孔的半徑余量為 7 12mm；單件小批量生產(chǎn)時，平面為 712mm，孔半徑余量為 8 14mm；成批生產(chǎn)時小于 ? 30mm 的孔和單件小批生產(chǎn)小于 ? 50mm 的孔不鑄出。 ①毛坯的種類 常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。 各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯