1、 1四川职业技术学院毕 业 设 计设计题目： 传动箱体工艺与夹具设计系 别: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 设计小组: 指导教师: 完成时间: 2前言加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.1 课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也
2、推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能” 。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容按
3、在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对
4、以下几项内容进行设计：（1）定位装置的设计；3（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。4目录1 前言 .11.1 课题背景及发展趋势 .11.2 夹具的基本结构及设计内容 .12 t 箱体加工工艺规程设计 .32.1 零件的分析.32.1.1 零件的作用 .32.1.2 零件的工艺分析 .32.2 箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 .42.2.1 确定毛坯的制造形式 .42.2.2 基面的选择 .42.2.3 确定工艺路线 .42.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .52.2.5 确定切削用量 .62.3
5、 小结.223 专用夹具设计 .233.1 加工上平面镗孔夹具设计 .233.1.1 定位基准的选择 .233.1.2 切削力的计算与夹紧力分析 .233.1.3 夹紧元件及动力装置确定 .243.1.4 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 .253.1.5 夹具精度分析 .273.1.6 夹具设计及操作的简要说明 .273.2 粗、精铣传动箱上平面夹具夹具设计 .283.2.1 定位基准的选择 .283.2.2 定位元件的设计 .283.2.3 定位误差分析 .293.2.4 铣削力与夹紧力计算 .293.2.5 夹具体槽形与对刀装置设计 .303.2.6 夹紧装置及夹具体设计 .323.2.7
6、 夹具设计及操作的简要说明 .333.3 钻 18M8 螺纹孔夹具设计 .333.3.1 定位基准的选择 .3353.3.2 定位元件的设计 .343.3.3 定位误差分析 .353.3.4 钻削力与夹紧力的计算 .353.3.5 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 .363.3.6 夹紧装置的设计 .383.3.7 夹具设计及操作的简要说明 .383.4 小结 .394 结束语 .40参考文献 .4162 传动箱体加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是传动箱体，它的主要的作用是用来支承、固定的。它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所
7、需的正反两种转向的不同转速，同时传动箱分出部分动力将运动传给进给箱。传动箱中的主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值也将大打折扣。2.1.2 零件的工艺分析零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：（1）主要加工面：1）铣上下平面保证尺寸 100mm，平行度误差为 0.032）铣侧面保证尺寸 62 与 20 与下平面的平行度误差为 0.023）镗上、下面平面各孔至所要求尺寸，并保证各位误差要求4）钻侧面 4M6 螺纹孔5）钻孔攻丝底平面
8、各孔（2）主要基准面：1）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：传动箱上表面各孔、传动箱上表面2）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是下平面各孔及螺纹孔2.2 传动箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。由于年产量为 4000 件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2 基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用
9、装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制 z、z 、y、y、五个自由度。再以一面定位消7除 x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.2.3 确定工艺路线表 2.1 工艺路线方案一工序 1 粗精铣上平面工序 2 粗精铣下平面工序 3 粗精铣宽度为 20mm 的侧面及保证尺寸 60 的面工序 4 钻上平面 12-M6 螺纹底孔工序 5 钻下平面 18-M8 螺纹底孔工序 6 钻下平面台阶面各小孔工序 7 钻侧面各孔工序 8 钳工，攻丝各螺纹孔工序 9 镗上平面各孔工序 10 镗下平
10、面各孔表 2.2 工艺路线方案二工序 1 粗精铣上平面工序 2 粗精铣下平面工序 3 粗精铣宽度为 20mm 的侧面及保证尺寸 62 的面工序 4 镗上平面各孔工序 5 镗下平面各孔工序 6 钻上平面 12-M6 螺纹底孔工序 7 钻下平面 18-M8 螺纹底孔工序 8 钻下平面台阶面各小孔工序 9 钻侧面各孔工序 10 钳工，攻丝各螺纹孔工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将“工序 8 与工序 9， 放到后面。加工完上下平面各螺纹孔 M8 与螺纹孔 M6”变为“工序 4 工序 5”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太
11、大程度的帮助。8采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线，加工“工序 4 与工序 5， ”不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先镗上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证 12-M6 与 18-M8 孔的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方
12、案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定传动箱体的材料是 HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。1）加工箱体的上下平面，根据参考文献8表 4-35 和表 4-37 考虑 3mm，粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工 1mm，2）加工宽度
13、为 20mm 的侧面时，用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求 ，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣1.6aRm削的方式，粗铣削的深度是 2mm，精铣削的深度是 1mm3）镗上、下平面各传动轴孔时，由于粗糙度要求 ，因此考虑加工1.6aRm余量 2.5mm。可一次粗加工 2mm，一次精加工 0.5 就可达到要求。6）加工 18M8 底孔，根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm，一次攻螺纹 0.1 就可达到要求。7）加工 12M6 底孔时，根据参考文献8表 4-23 考虑加工余量 1.2mm。可一次钻削加工余量 1.1mm，一次
14、攻螺纹 0.1mm 就可达到要求。8）加工下平面台阶面各小孔，粗加工 2mm 到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工 1mm，可达到要求。2.2.5 确定切削用量工序 1：粗、精铣传动箱体下平面（1）粗铣下平面加工条件：9工件材料： HT200，铸造。机床：X52K 立式铣床。查参考文献7表 3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料： ， ，齿数15YT0Dm，此为粗齿铣刀。8Z因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度 ：pa2m每齿进给量 ：根据参考文献3表 2.4-75，取 铣削速度 ：参照f 0.12/faZV参考文献7表 3034，取 。1.3/Vs机床主轴转速 ： 式（
15、2.1）n0d式中 V铣削速度；d刀具直径。由式 2.1 机床主轴转速 ：n101.360254/min4nr按照参考文献3表 3.1-74 实际铣削速度 ：v.31.7/1060dns进给量 ： fV.28/4.8/ffaZm工作台每分进给量 ： m.2infVs：根据参考文献7 表 2.4-81,a0a（2）精铣下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K 立式铣床。参考文献7表 3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）： ， ，齿数 12，此为15YT0Dm细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度 ：pa1m每齿进给量 ：根据参考文献7表 3031，取f
16、0.8/faZ铣削速度 ：参照参考文献7表 3031，取V32Vms机床主轴转速 ，由式（2.1）有：n10100.3261/min14Vnrd按照参考文献7表 3.1-31 75实际铣削速度 ：v.0.4/06ns进给量 ，由式（1.3）有：fV.1527/60.25/ffVaZnms工作台每分进给量 ： mf2./3inms粗铣的切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ， ll刀具切入长度 ：1210.5()(13lDa240)7m刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：jt12351.3in8jmlf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 1.04ft精铣的切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l 315lm刀具切入长度 ：精铣时110lD刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：2jt123521.09injmlf根据参考文献5表 2.5-45 可查得铣削的辅助时间 2.4ft铣下平面的总工时为：t= + + + =1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min1jt2j1ft2f工序 2：加工上平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序 1 执行。工序 3：粗精铣宽度为 20mm 的侧面：（1）粗铣宽度为 20mm 的侧面加工条件：工件材料： HT200，铸造。
