WHX112减速机机体加工工艺及夹具设计.doc

WHX112减速机机体加工工艺及夹具设计

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摘 要
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本次毕业设计的题目是WHX112减速机机体加工工艺及夹具设计。在生产的过程中, 使生产(原材料，毛坯,零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造,机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度,主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。
本次设计的主要任务是完成对WHX112减速机壳端面、箱体加工工艺路线进行设计，相对于机床设计出装夹工件的专用夹具，在这次设计中运用了大量的机械知识，翻阅了许多专业书籍。

关键词:加工工艺；夹具设计;定位方案。

Abstract
Enable producing the target in process of production (raw materials， the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining， heat treatment ， assemble etc。 and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want， the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe， cut depth ， the rotational speed of the main shaft and speed of cutting， the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves， calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.本文为互联网收集，请勿用作商业用途文档为个人收集整理，来源于网络

Keywords：Process handicraft;Grip design;orient the scheme

目 录

摘要············································································································································I
Abstract ····································································································································II
绪论············································································································································1
1 机械加工艺规程的基本要求·······························································································2
1.1设计工艺规程的基本要求······························································································2
1.2设计工艺规程的原始资料······························································································2
1.3设计工艺规程的内容步骤······························································································2
2 零件机械加工工艺设计说明·······························································································8
2。1零件工艺的分析··············································································································8
2.1。1零件的工艺分析···········································································································8
2。1。2确定毛坯的制造形式···································································································8
2.1。3零件箱体的结构工艺性·······························································································8
2。2拟定箱体加工的工艺路线······························································································8
2.2。1定位基准的选择···········································································································8
2。2。2精基准的选择···············································································································9
2.2。3粗基准的选择···············································································································9
2。2.4加工路线的拟定·········································································································10
2。3机械加工余量及工序尺寸的确定················································································13
2。3。1机体·····························································································································13
2。3.2机座·····························································································································14
2.4确定切削用量及基本工时····························································································15
2。4.1机座·····························································································································15
2。4.2机体·····························································································································23
3 本零件夹具设计·················································································································42
3。1定位基准的选择············································································································42
3.2定位元件的设计············································································································42
3.3定位误差的分析············································································································44
3.4切削力与夹紧力的计算································································································44
3.5夹紧装置及夹具体的设计····························································································45
3。6夹具设计及操作的简要说明························································································45
结论··········································································································································46
致谢··········································································································································47
参考文献··································································································································48

VI
绪 论

箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体，使这些零件保持正确的相对位置，彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量，进而影响机器的使用性能和寿命。因而箱体一般具有较高的技术要求.
由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用，箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是：结构形状复杂，箱壁薄而不均匀，内部呈腔型，有若干精度要求较高的平面和孔系，还有较多的紧固螺纹孔等。
箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜。有时为了减轻重量，用有色金属合金铸造箱体毛坯（如航空发动机上的箱体等）.在单件小批生产中，为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯。
毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型；在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较。箱体上大于30-50mm的孔，一般都铸造出顶孔，以减少加工余量。            

1 机械加工工艺规程设计的任务和要求

1.1设计工艺规程的基本要求
机械加工工艺规程是指导生产的重要技术文件，是一切有关的生产人员应该严格执行、认真贯彻的纪律性文件。制定机械加工工艺规程应满足一下基本要求：
（1) 保证零件的加工质量，可靠的达到产品图纸所提出的全部技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗。
(2) 尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件。
(3) 在充分利用现有生产条件的基础上，采用国内外先进工艺技术。
（4） 工艺规程应正确、完整、统一、清晰。
(5) 工艺规程应规范、标准,其幅面、格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准的规定。
(6） 工艺规程中的计量单位应全部使用法定计量单位。

1。2设计工艺规程的原始资料
在制定机械加工工艺规程时,应具备下列原始资料:
（1) 产品的整套装配图和零件图；
(2) 产品的验收质量标准；
（3） 产品的生产纲领；
(4） 现有的生产条件（设计条件）；
（5） 有关工艺标准、设备和工艺装备资料；
(6) 国内外同类产品的生产技术发展情况。

1。3设计工艺规程的内容步骤
零件图、生产纲领和生产条件是本次设计的主要原始资料，有这些资料确定了生产组织形式之后，即可开始拟定工艺规程.

1。3.1对零件进行工艺分析，画零件图
应首先对零件图进行工艺分析，着重了解一下内容：
(1） 零件的性能、功用、工作条件;
(2) 零件的材料和热处理要求；
(3) 零件的确切形状和结构特点;
（4) 零件的主要加工表面、主要技术要求和关键的技术问题;
(5） 零件的机构工艺性。要从选材是否得当，尺寸标注和技术要求是否合理,加工的难易程度，成本高低,是否便于采用先进的、高效率的工艺方法等方面进行分析，对不合理之处可提出修改意见。
绘制零件图的过程也是分析和认识零件的过程，零件图应按机械制图国家标准精心绘制。除特殊情况经老师同意外，均按1：1比例绘制.

1.3.2根据生产纲领，确定工艺的基本特征
生产类型不同，零件和产品的制造工艺、所用设备及工艺装备、对工人的技术要求、采取的措施和达到的技术经济效果也会不同.

1.3。3确定毛坯类型和制造方法，画毛坯图
(1） 零件毛坯的类型对零件的机械加工工艺过程、材料消耗、加工劳动量等影响很大，故正确选择毛坯种类与制造方法非常重要.
（2) 根据生产类型、零件结构、形状、尺寸、材料等选择毛坯制造方式,确定毛坯的精度.此时，若零件毛坯选用型材，则应确定其名称、规格;如为铸件，则应确定分型面、浇冒口的位置；若为锻件，则应确定锻造方式及分模面等。
(3) 查阅有关的机械加工工艺手册,用查表法和计算法确定各表面的总余量及余量公差。
（4） 绘制草图

1。3。4拟定零件的机械加工工艺路线
零件的机械加工工艺路线过程是工艺规程设计的中心问题。要以“优质、高产、低消耗”为宗旨，设计时应拟出2～3个方案，经全面分析对比，选择出一个较合理的方案。
(1) 选择定位基准.正确的选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。
定位基准分为精基准、粗基准和辅助基准.在最初加工工序中,只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准（粗基准）。在后续加工中，则使用已加工表面作为定位基准（精基准)。在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来,然后再考虑选择适合的粗基准把精基准面加工出来。另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准,用以定位。
应从零件的整个加工工艺过程的全局出发，在分析零件的结构特点、设计基准和技术要求的基础上，根据粗、精基准的选择原则，合理选择定位基准。
（2) 确定各个待加工表面的加工方案。确定各个待加工表面的加工方案是拟定工艺路线的重要问题。主要依据零件各加工表面的技术要求来确定，同时还要综合考虑到生产类型、零件的结构形状和加工表面的尺寸、工厂现有的设备情况、工件材质和毛坯情况等。
在明确了各主要加工表面的技术要求后，即可据此选择能保证该要求的最终加工方法,然后确定前面一系列准备工序的加工方法和顺序，再选定各次要表面的加工方法。
在确定各加工表面的加工方法和加工次数时，可参阅有关工艺设计手册中的资料。选择时应考虑下列因素：应选择相应的能获得经济加工精度的加工方法，所选择的加工方法要能保证加工表面的几何形状和相互位置精度要求，所选择的加工方法要与工件材料的加工性能相适应，所选择的加工方法要与生产类型相适应，所选择的加工方法要与现有的生产条件（或设计条件）相适应.
(3) 划分加工阶段，安排加工顺序。对于精度和表面质量要求较高的零件，应将粗精加工分开进行。一般将整个工艺过程划分为粗加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段.
安排加工顺序，应包括切削加工、热处理工序以及检验、表面处理、去毛刺等辅助工序的安排.机械加工工序的安排一般应先粗后精、先面后孔、先主后次、基面先行,热处理按段穿插，检验按需安排。
确定工序集中和分散倾向.安排完加工顺序之后，就可以各加工表面的每一次加工按不同的加工阶段和先后顺序组合成若干个工序.组合时可采用工序分散或工序集中的原则。
工序集中和分散各有其特点,应根据生产纲领、技术要求、现场的生产条件的较完整、合理的该零件的加工工艺路线。
（4） 初拟加工路线。根据前面已分析和确定的各方面问题,可初步拟定2～3个较完整、合理的该零件的加工工艺路线。

1.3.5机械加工工序设计
(1） 确定加工余量。毛坯余量以在画毛坯图时确定，这里主要是确定工序余量。合理选择加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大，则浪费材料及工时，增加家窗和刀具的消耗；余量过小，则不能去掉加工前存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品.故应保证加工质量的前提下尽量减少加工余量.
工序余量一般可用计算法、查表法或经验估计法三种方式来确定。可参阅有关机械加工工艺手册用查表法和计算法按工艺路线的安排，逐工序、逐表面的加以确定。
（2) 确定工序尺寸及公差。计算各个工序加工时所应达到的工序尺寸及其公差是工序设计的主要工作之一。工序尺寸及公差的确定与工序余量的大小、工序尺寸的标注方法、基准选择、中间工序安排等密切相关，就其性质和特点而言,一般可归纳为以下两大类：
①当定位基准与设计基准重合时，某表面本身各次加工工序尺寸的计算。对于这类问题，当决定了各工序间余量和工序所能达到的加工精度后，就可以计算各工序的尺寸和公差。计算的顺序是从最后一道工序开始，由后向前推算。即将工序余量一层层地叠加在被加工表面上,可以清楚的看出每道工序的工序尺寸，在将每种加工方法的经济加工精度公差按“人体"原则标注在对应的工序尺寸上。
②基准不重合时工序尺寸的计算。在零件的加工过程中，为了加工和检验方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用设计基准为定位基准，形状较复杂的零件在加工过程中需要多次转换定位基准。这时工序尺寸的计算就比较复杂,应利用尺寸链原理来进行分析和计算，并对工序间余量进行必要的验算，以确定工序尺寸及其公差.
(3) 确定切削用量。确定切削用量时，应在机床、刀具、加工余量等确定以后，综合考虑工序的具体内容、加工精度、生产率、刀具寿命等因素。在单件小批量生产中，常不具体规定切削用量,而是由操作工人根据具体情况自己确定,以简化工艺文件。在大批量生产中，则应科学的、严格的选择切削用量,以充分发挥高效率设备的潜力和作用。
选择切削用量的基本原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量（即切削深度）ap；其次要根据机床动力和刚性限制条件或已经加工表面粗糙度的规定等，选取尽可能大的进给量f；最后利用切削用量手册选取或用公式计算确定最佳切削速度v。
①切削用量的选择:
切削深度。粗加工时，应尽可能一次切去全部加工余量，即选择切深值等于余量值。当余量太大时，应考虑工艺系统刚度和机床的有效功率，尽可能选取较大的切深和最少的工作行程数。半精加工时，如单边余量h＞2mm，则应分在两次行程中切除，精加工时,应在一次行程中切除精加工工序余量。
进给量。切削深度选定后，进给量直接决定了切削面积，从而决定了切削力的大小。因此,允许选用的最大进给量受很多因素限制：机床的有效功率和转矩;机床进给机构传动链的强度；工件的刚度;刀具的强度与刚度；图样规定的加工表面粗糙度。生产实际中多利用金属切削用量手册采用查表法确定合理的进给量。
切削速度。在背吃刀量和进给量选定后，切削速度的选定是否合理，对切削效率和加工成本影响很大。一般方法是根据合理的刀具寿命计算或查表选定v值.
②铣削用量的选择：
铣削吃刀量。根据加工余量来确定铣削吃刀量.粗铣时,为提高铣削效率，一般选铣削吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完。而半精铣及精铣时，加工要求较高，通常分两次铣削,半精铣时，吃刀量一般为0.5～2mm；精铣时,铣削吃刀量一般为0.1～1mm或更小。
每齿进给量。可由切削用量手册的表格中查出，其中推荐值均有一个范围。精铣或铣刀直径较小、铣削吃刀量较大时，用其中较小值。大值常用于粗铣。加工铸铁件时,用其中较大值，加工刚件时用较小值。
铣削速度。铣削吃刀量和每齿进给量确定后，可适当选择较高的切削速度以提高生产率。选择时,按公式计算或查切削用量手册，对大平面铣削也可参照国内外的先进经验,采用密齿铣刀、选大进给量、高速铣削，以提高效率和加工质量。
(4） 估算工时定额。目前主要是按经过生产实践验证而积累起来的统计资料来确定，随着工艺过程的不断改进，也需要相应的修订工时定额。

1.3.6技术经济分析
制定工艺规程时，在同样满足被加工零件的加工精度和表面质量的要求时，通常可以有几种不同的工艺路线，其中有的方案可具有很高的生产率,但设备和夹具方面的投资较大，另一些方案则可能投资节省,但生产率较低。因此，不同的工艺路线就有不同的经济效果。为了选取在给定的生产条件下最经济合理的方案,应对拟定的至少两个工艺路线进行技术经济分析和评比。
1。3。7填写工艺文件
工艺规程制订后,要以表格或卡片的形式确定下来,以便指导工人操作和用于生产、工艺管理。机械加工工艺规程卡片的种类很多，在单件小批量生产中，一般只填写简单的工艺过程卡片就可以了，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片应按照JB/Z187.3-88中规定的格式及原则填写。

1。3。8审核
在完成制订机械加工工艺规程各步骤后，应对整个工艺规程进行一次全面的审核。首先应按各项内容设计的正确性和合理性，如基准的选择、加工方法的选择是否正确、合理,加工余量、切削用量等工艺参数是否合理，工序图等图样是否完整、准确等。此外，还应审查工艺文件是否完整、全面,工艺文件中各项内容是否符合相应各种标准的规定.

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