减速电机上、下盖的工艺工装左从动齿轮设计--论文.docx
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1、摘 要机械加工工艺是实现产品设计,保证质量,节约能源,降低能耗的重要手段,提高经济效益的技术保证。为了完成一个机械零件的生产工艺过程,必须在详细的分析零件的设计要求以后,才能开展后续的各项工作。本设计是针对减速电机上、下盖的工艺工装设计。减速电机上、下盖是一种典型零件,其加工工艺规程和工装设计具有典型性。该零件结构复杂,零件毛坯采用铸造成形。在加工过程中,采用先面后孔的加工路线,以保证工件的定位基准统一、准确。为了消除切削力、夹紧力、切削热和因粗加工所造成的内应力对加工精度的影响,整个工艺过程分为粗、精两个阶段。通过被加工零件的分析完成了机械加工工艺的设计及各加工工序机动时间的计算。根据零件零
2、件的结构及其功能,运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。关键词:工艺;减速电机盖;夹具IVAbstract Machining process is to achieve product design, quality assurance, save energy and reduce the energy consumption of important means to improve the economic benefit of technology guarantee. In order to complete a production process of mechanical par
3、ts, must be after the detailed analysis of the design requirements of parts, to carry out the follow-up of each work. This design is aimed at slowing the process tooling design of the upper and lower lid. Gear motor, under the cover is a kind of typical parts, its typical machining process planning
4、and tooling design. Parts of the structure is complex, parts adopt casting forming. In machining process, the first hole after surface processing route, to ensure the workpiece locating datum of unity and accurate. In order to eliminate the cutting force, clamping force, cutting heat and caused by r
5、ough machining of internal stress influence on machining precision, the whole process is divided into coarse and fine two stages. Through the analysis of the processed parts finished machining process design and the calculation of the maneuver time different processing procedures. According to the s
6、tructure and function of component parts, using positioning clamping finished fixture design knowledge.Key words: process; Gear motor cover;Special Fixture目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 课题背景11.2 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求11.3 夹具的设计21.3 机床夹具的作用21.4 机床夹具的分类22 零件的分析52.1 零件的功用和结构特点52.2 箱盖零件的主要技术要求52.3 主要设计内容63 工艺规程设
7、计73.1 毛坯的种类确定73.2 定位基准的选择93.2.1 粗基准的选择93.2.2 精基准的选择103.3 工艺路线的确定103.4 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定123.5 切削用量及工时定额的计算134 夹具设计274.1 定位基准的选择274.2夹紧方案274.3 导向对刀和定位键元件设计294.4 钻模板的设计294.5 切削力和夹紧力计算304.6 误差分析计算31结 论32参 考 文 献33致 谢341 绪论机械加工工艺是实现产品设计,产品质量保证,降低消耗的重要手段,也是提高经济效益的技术保证。为了完成一个零件的生产工艺过程,必须在详细的分析零件的设计以后,才能进行后续
8、的各项工作。不论零件结构简单还是复杂,一般都需对零件进行分析,根据被加工零件的材料、加工质量要求、生产类型等实际情况,对此进行机械加工工艺规程的编制,选则合适的工艺设备,如机床、夹具、刀具、量具和检具。机械加工工艺工装过程是机械产品生产过程的一部分,也是关键的直接生产过程。在这个过程当中,要加工出合格的零件受到多方面因素的影响,机床夹具是其中的一个重要因素。机床夹具是在机床上装夹工件的一种装置,其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的、可靠地位置,并在加工过程中保持这个位置不变。1.1 课题背景毕业设计(论文)是我们在学校学习的最后一门课程,也是对自己在大学中所学知识的一个全面的检验。本课题
9、来自于实际的生产中,是一个典型箱盖的加工工艺设计。要求对部分加工工序进行夹具设计。本课题的题目是:减速电机盖体机加工工艺及夹具设计。在毕业设计中要求我们要运用所学的知识,勤动脑,培养独立的思考能力,要有创新的精神。1.2 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分,是直接生产过程。它是用金属切削刀具或者磨料工具加工零件,使零件达到要求的形状、尺寸和表面粗糙度。因此机械制造加工工艺主要是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质,成为具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。对于加工工艺的编制主要是对其加工工序的确定。对机械加工工艺规程的基本要求可以总结为质量
10、、生产率和经济性三个方面。这三者虽然有时候有矛盾,但是要把它们协调处理好,就成为一个整体。在编制工艺规程的时候要在保证质量的前提下,尽可能的降低成本。因此,好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性的统一表现。1.3 夹具的设计制造业中广泛应用的夹具,是产品制造个工艺阶段中十分重要的工艺装备之一,生产中所使用夹具的质量、工作效率及夹具的使用的可靠性,都对产品加工质量及生产效率有着决定性的影响。机床夹具一般都由定位装置、夹紧装置及其它元件组装在一个基础元件(夹具体)上而形成的。由于各类机床的加工工艺特点、夹具和机床的连接方式等不尽相同,因此每一类机床夹具在总体结构和所需元等方面都有自己的特点,但设计
11、的步骤和方法则基本相同。1.3 机床夹具的作用(1)保证加工精度 用机床夹具装夹工件,能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系,可以保证加工精度。(2)提高生产效率 机床夹具能快速地将工件定位和夹紧,可以减少辅助时间,提高生产效率。(3)减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置,可以减轻工人的劳动强度。(4)扩大机床的工艺范围 利用机床夹具,能扩大机床的加工范围,例如,在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔,使车床、钻床具有镗床的功能。1.4 机床夹具的分类1按夹具的应用范围分类(1)通用夹具 通用夹具是指结构已经标准化,且有较大适用范围的夹具,例如,车床用的三爪卡盘和四爪卡盘,
12、铣床用的平口钳及分度头等。(2)专用机床夹具 专用机床夹具是针对某一工件的某道工序专门设计制造的夹具。专用机床夹具适于在产品相对稳定、产量较大的场合应用。(3)组合夹具 组合夹具是用一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的夹具。组合夹具结构灵活多变,设计和组装周期短,夹具零部件能长期重复使用,适于在多品种单件小批生产或新产品试制等场合应用。(4)成组夹具 成组夹具是在采用成组加工时,为每个零件组设计制造的夹具,当改换加工同组内另一种零件时,只需调整或更换夹具上的个别元件,即可进行加工。成组夹具适于在多品种、中小批生产中应用。(5)随行夹具 它是一种在自动线上使用的移动式夹具,在工件进入自动线加
13、工之前,先将工件装在夹具中,然后夹具连同被加工工件一起沿着自动线依次从一个工位移到下一个工位,直到工件在退出自动线加工时,才将工件从夹具中卸下。随行夹具是一种始终随工件一起沿着自动线移动的夹具。2按使用机床类型分类机床类型不同,夹具结构各异,由此可将夹具分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具和组合机床夹具等类型。3按夹具动力源分类按夹具所用夹紧动力源,可将夹具分为手动夹紧夹具、气动夹紧夹具、液压夹紧夹具、气液联动夹紧夹具、电磁夹具、真空夹具等。专用机床夹具的组成夹具一般由下列元件或装置组成:(1)定位元件 定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基面与夹具定位元件直
14、接接触或相配合。(2)夹紧装置 夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。(3)对刀元件、导向元件 对刀元件、导向元件是指夹具中用于确定(或引导)刀具相对于夹具定位元件具有正确位置关系的元件,例如钻套、镗套、对刀块等。(4)连接元件 夹具连接元件是指用于确定夹具在机床上具有正确位置并与之连接的元件,例如安装在铣床夹具底面上的定位键等。(5)其它元件及装置 根据加工要求,有些夹具尚需设置分度转位装置、靠模装置、工件抬起装置和辅助支承等装置。(6)夹具体 夹具体是用于连接夹具元件和有关装置使之成为一个整体的基础件,夹具通过夹具体与机床连接。定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成
15、部分,其它部分可根据需要设置。52 零件的分析2.1 零件的功用和结构特点箱盖是机器的基础零件,它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体,并保持正确的相互位置,以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。箱盖的种类很多,其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱盖在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处,其结构特点是:外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体,又分成整体式和组合式两种。结构形状比较复杂。内部常为空腔形,某些部位有“隔墙”,箱体壁薄且厚薄不均。箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。箱盖上的
16、加工面,主要有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。2.2 箱盖零件的主要技术要求箱体类零件的精度要求较高,从零件图可归纳以下五项精度要求。孔径精度孔径的尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔配合不良。装轴承的孔不圆,也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳动。主要孔的尺寸精度约为IT8级,可由镗保证。孔和平面的位置精度一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求,他们决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。为减少刮研工作量,一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上只允许主轴前端向上和向前偏。主要平面的精度装配基面的平面度误差
17、影响主轴箱与床身连接时的接触刚度。若在加工过程中作为定位基准时,还会影响轴孔的加工精度。因此规定底面和导向面必须平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等级为5级。表面粗糙度重要孔和主要表面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度,其具体要求一般用Ra值来评价。主要孔为Ra3.2m,其它各纵向孔为Ra6.3m,装配基准面和定位基准面为Ra6.3m,其它平面为Ra12.5m。毛坯铸造时,应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力,应使箱体壁厚尽量均匀,箱体铸造后应安排退火或时效处理工序。2.3 主要设计内容本课题的基本内容是减速箱体的加工工艺过程与夹具设计,要研究的主要内容有:分析零
18、件图在设计开始时,我们应认真分析零件图,了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求,对箱体零件的每一个细节都应仔细分析,如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度,特别是要注意箱体零件的各孔系自身的精度(同轴度、圆度、粗糙度等)和它们的相互位置精度(轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求),箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键,必须弄清箱体零件的每一个尺寸。我们采用AutoCAD软件绘制零件图,一方面增加对零件的了解认识,另一方面增加我们对CAD软件的熟悉。工艺分析箱体零件的工艺分析是整个设计的重点内容,在设计过程中,我们必须根据批量等严格地选择毛坯、拟定工艺路线(注意:基准
19、选择、定位、夹紧等问题)、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额和每一步的工时以及分析定位误差,为了与实际加工相吻合,我们还必须对加工设备、切削用量、加工方法等进行选择和设计,这个阶段内容较多,涉及的范围也较广。为了设计的参数合理,我们必须广泛的查阅相关的书籍,达到设计的合理性和实用性。设计专用夹具在设计夹具的过程中,主要要考虑的问题有:基准选择:在选择基准的时候,要注意区分粗基准与精基准以及要了解基准的选择原则,同时要知道基准的选择既要满足选择原则,同时还要方便定位和夹紧,以免引起不必要的加工误差,在基准选择完之后就要考虑用什么元件进行定位。限制的自由度:在装夹的过程中,要注意自由度的限制
20、,必须做到准确的定位,不能出现欠定位或过定位。夹紧机构:设计夹紧机构时必须计算分析夹紧力和切削力,不能出现夹紧力过小而使工件在切削的过程中出现松动而影响精度,也不能出现因夹紧力过大而使工件变形影响工件质量。同时,还要根据零件生产批量和生产率的考虑来选择夹紧方式(手动、气动或液压夹紧)。夹具的用途:为了工件定位准确和夹紧的快速,提高效率和降低工人的劳动强度,提高箱体零件加工精度和安装找正方便,我们要采用专用的铣床夹具和镗床夹具。同时,因为铣床夹具有T形槽、镗床夹具有镗模等特殊结构,因此还要考虑夹具与机床的匹配,即机床的工作台尺寸和结构能否满足夹具的安装。在夹具设计过程中,我们统一采用以底面为主要
21、定位面来进行加工,因为我们未专门学习过夹具的设计和计算,所以工件量大大地增加了,只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算,所以夹具的设计是整个设计的重点,也是一个难点。夹具的设计必须要保证夹具的准确定位和机构合理,考虑夹具的定位误差和安装误差。我将通过对工件与夹具的认真分析,结合一些夹具的具体设计事例,查阅相关的夹具设计资料,联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题。3 工艺规程设计3.1 毛坯的种类确定毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用,而且影响到零件机械加工工艺及其生产率与经济性,因此要合理选择零件的毛坯。该零件的材料为40Cr。 一
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