蝸輪箱-NC小型蝸輪減速器箱體的鉆8XM8孔夾具設計及加工工藝裝備-工裝及數控編程含5張CAD圖

蝸輪箱-NC小型蝸輪減速器箱體的鉆8XM8孔夾具設計及加工工藝裝備-工裝及數控編程含5張CAD圖,蝸輪,NC,小型,減速器,箱體,XM8,夾具,設計,加工,工藝,裝備,工裝,數控,編程,CAD 小型蝸輪減速器箱體的機械加工工藝、工裝設計及數控編程 英文題目：Machining technology, tooling design and numerical control programming of small worm gear reducer box 摘 要 本設計主要是介紹了NC蝸輪箱體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計和數控編程。設計一共分為了這么幾個部分：渦輪減速器箱體的工藝分析，鉆4×M8孔的夾具設計，還以一道工序的數控編程。 蝸輪減速器箱體的工藝分析，首先是分析這個箱體的結構特點，根據特點選擇毛坯材料，計算年生產計劃，然后編寫蝸輪減速器箱體的工藝路線，工藝規(guī)程，查找各個加工表面，孔的加工需要剩余的量，在CAD上繪制蝸輪減速器箱體的毛坯圖，制作工序卡片，最后是對每道工序的切削用量、進給量、切削速度、工時等進行計算，得出結果。 鉆4×M8孔的夾具設計，使用的定位原件有心軸、鉆模板、定位銷，夾緊工件則是由螺母、墊圈、階型螺釘、帶肩六角螺母等組成的螺旋夾緊機構來夾緊的，引導裝置采用固定鉆套來保證麻花鉆的位置。最后還有數控編程，由數控銑床，編制加工程序來完成這道工序。 經過分析得到蝸輪減速器箱體適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設計要求。 關鍵詞：箱體類零件；工藝；夾具  ABSTRACT This design mainly describes the NC worm gear box parts processing procedures, special fixture design for some procedures and CNC programming.The design is divided into several parts: Process analysis of the turbine reducer housing, Drill 4×The fixture design for M8 holes is also programmed with a single procedure. Process analysis of worm gear reducer box, firstly, by analyzing the structural characteristics of the box, selecting the blank material according to the characteristics, calculating the annual production plan, then compiling the process route and procedure of the worm gear reducer box, finding out the processing surface and remaining quantity of holes, drawing the blank drawing of worm gear reducer box on CAD and making process card,Finally, the cutting parameters, feed, cutting speed and man-time of each process are calculated and the results are obtained. Drill 4×The fixture design for M8 hole uses positioning original parts such as mandrel, drill template and positioning pin, while the clamping workpiece is clamped by a screw clamping mechanism composed of nuts, washers, step screws, shouldered hexagon nuts, etc. The guiding device uses a fixed drill sleeve to ensure the position of the twist drill.Finally, there is CNC programming. By CNC milling machine, the processing program is compiled to complete this process. Through analysis, it is concluded that the worm gear reducer housing is suitable for processing in large quantities and on-line.Be able to meet design requirements. Key words: box type parts;Technology;fixture  目 錄 1 緒 論 1 1.1機械制造業(yè)在國家的地位 1 1.2設計的主要內容 1 1.3機床夾具的功能 2 2 零件分析 3 2.1 零件的特點、作用 3 2.2工藝分析 3 2.2.1零件圖樣分析 3 2.2.2零件工藝分析 4 2.3 確定生產綱領和類型 4 2.4確定毛坯種類及其加工方法 4 3 選擇加工方法，制定工藝路線 6 3.1機械加工工藝設計 6 3.1.1基準的選擇 6 3.1.2粗基準的選擇 6 3.1.3精基準的選擇 6 3.2制定機械加工工藝路線 7 3.2.1表面加工方法的選擇 7 3.2.2加工階段劃分 7 3.2.3工序集中與工序分散 8 3.3加工順序的安排 8 3.3.1機械加工工序的安排 8 3.3.2制定工藝路線基本要求 8 3.3.3工藝路線方案一 8 3.3.4工藝路線方案二 9 3.3.5工藝方案的比較與分析 10 3.3.6確定工藝過程方案 11 3.3.7熱處理 12 3.3.8輔助工序 12 4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13 4.1 機械加工余量及毛坯尺寸的確定 13 4.2 確定工序尺寸 13 4.2.1 面的加工 13 4.2.2孔的加工 14 5 選擇加工設備及刀具、夾具、量具 15 5.1 選擇夾具 15 5.2 選擇刀具，根據不同的工序選擇刀具 15 5.3 選擇量具 15 6 確定切削用量及基本工時 16 6.1切削用量的計算 16 6.1.1工序5切削用量 16 6.1.2 工序6切削用量 16 6.1.3工序7的切削用量 17 6.1.4工序8的切削用量 17 6.1.5 工序9、10、11的切削用量 18 6.2 基本工時的計算 20 6.2.1 工序5時間定額計算 20 6.2.2 工序6時間定額計算 21 6.2.3. 工序6時間定額計算 21 6.2.4工序7時間定額計算 22 6.2.5工序8時間定額計算 23 6.2.6工序9、10、11時間定額計算 24 7 加工鉆8×M8螺紋孔夾具設計 26 7.1定位基準的選擇 26 7.2切削力的計算與夾緊力分析 26 7.3夾緊元件及動力裝置確定 27 7.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 27 7.5夾具精度分析 29 7.6夾具設計及操作的簡要說明 30 8 數控編程 32 8.1數控機床的特點 32 8.2銑φ180大孔端面加工程序 32 結論 34 參考文獻 35 致 謝 36 V 1 緒 論 1.1機械制造業(yè)在國家的地位 機械制造業(yè)是一個國家的立國之本，是國家的支柱產業(yè)之一，同時也是一個國家經濟實力的表現之一，是給國家創(chuàng)造實體財富的核心產業(yè)，在現代工業(yè)中占主體地位，占比40%以上。由此可以看出，機械制造業(yè)的發(fā)展水平很大程度上展現了一個國家的經濟實力和科技水平。 我國機械制造業(yè)的目標是為各行各業(yè)提供高效、先進、穩(wěn)定的機械設備，并努力提高質量，作為其他產業(yè)的基石同時也將自身發(fā)展提高到一個新的高度。 1.2設計的主要內容 就這次設計而言，設計的主體是蝸輪減速器箱體的加工，在加工這個零件的時候，選用的是銑床，鏜床，這個過程中還需要完成夾具的相關設計，一道工序的數控編程。設計最主要的目的是為了讓我們通過此次學習過程中，鞏固幾年來所學專業(yè)知識，使我們能夠理論聯系實際，補充自己的不足，掌握一套關于夾具的設計理論并熟悉運用，然后還有對工件的工藝設計，并對所涉及的參數進行計算，最后是完成整體的裝配和零部件的設計，并在CAD上畫出相關圖紙，為我們之后的畢業(yè)工作打下堅實的基礎。具體情況如下： 1. 需首先對整個工件進行深入了解，整理各種相知識，并對其進行梳理匯總，完成上述緒論； 2. 對工件進行工藝分析，確定需要的機床夾具和加工方案； 3. 考慮毛坯的熱處理等相關問題，完成工藝設計，查書找到毛坯余量，畫出毛坯圖，對相應數據進行計算； 4. 進行4×M8孔的專用加工設備設計，選擇合適機器并進行計算，最終實現該過程的加工； 5. 上面的步驟全部完成之后，整個設計就完成了，然后進行計算結果的檢驗，對所設計的專用夾具進行校核。 6. 將上述內容匯總，完成說明書的編寫。 為了提高剛開始制定的加工方案的經濟效益，一般都需要在生產過程中進行實時調整，以達到最優(yōu)的結果，這些調整包括生產條件、生產方法、新技術、新材料的改變和引進，中途也可能會出現各種各樣的新問題，所有要對設計方案進行實時調整和完善，以確保生產可以符合要求的完成。 1.3機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是把工件裝上去，使工件在夾具中確定位置并不亂動，達到緊固的母的。如果夾具不能夠提供穩(wěn)定可靠的夾緊，工件就不能保持在一個位置不動，來回搖晃，工件就會松動掉下來。所以，夾具提供了穩(wěn)定牢固的產品加工條件。 2 零件分析 2.1 零件的特點、作用 圖2.1 小型蝸輪減速器箱體 箱體類零件，其形狀比較復雜，有較多的平面和曲面，還有內表面。每個表面的精度要求不同。加工過程中應充分考慮工件的正確夾緊和定位。 本文給出的零件是一個小型蝸輪減速箱。蝸輪蝸桿減速器的常見零件有：各種形式的機床主軸箱、減速機、齒輪箱等。由于功能不同，蝸輪蝸桿減速器各零件的形狀和結構有很大的不同，但其結構也具有相同的特點。 2.2工藝分析 2.2.1零件圖樣分析 1）?180mm孔軸心線對基準軸心線B的垂直度公差為?0.06mm。 2）?180mm兩個孔的一個軸上（基準軸線）的定位公差為?0.06mm。 3）?900+0.027mm兩個孔的一個軸上的定位公差為?0.05mm。 4）把煤油倒進檢驗減速器箱體里面檢驗，看是否能夠滲漏出來。 5）鑄件退火。 6）這個東西由HT200制成。 2.2.2零件工藝分析 1）?180mm與?900+0.027mm兩孔的垂直度要求0.06mm，由T6113機床分度來保證。 2）?180mm與?900+0.027mmm兩孔孔距100±0.12mm，可采用裝心軸（用來支撐轉到零件只承受彎矩而不傳遞扭矩的軸）的方法檢測。 2.3 確定生產綱領和類型 生產類型是根據企業(yè)（或車間、部門、團體、工作場所）的專業(yè)化程度確定的。一般分為批量生產和定制生產。不機械加工的不同工藝特點符合不同的生產類型。開發(fā)（或制定）工件加工機械工藝規(guī)程，第一階段需要了解工件的制造類型，即：根據之前確定的加工生產方案確定是哪種類型，加工生產計劃是產品的生產和進度總綱領，在機械零件設計中，通常使用一年的生產計劃。 由任務書數據可知，零件材料為HT200，硬度為170～210HB，該機床年生產為2500臺，該零件每臺一件，備品率3%，廢品率0.5%。零件年產量為 N=2500臺/年×1件/臺×（1+3%）×（1+0.5%）=2588件/年 通過上述計算，NC蝸輪箱體重量約為25Kg，由《機械制造技術基礎課程設計》中表2.2，表2.3可知，該NC蝸輪箱體零件為大批量生產。 2.4確定毛坯種類及其加工方法 根據零件材料HT200確定毛胚種類為鑄件。鑄鐵成形容易，切割性能好，價格低，耐磨性和減震性好，也常用于其他常用材料，因此，由于生產類型是批量生產，加工設備主要由普通機床組成，生產主要由普通機床專用夾具完成，由少量專用機床的流水線補充。機床上的零件加工和機床之間的傳動是手工進行的。鑄造后安排人工時效處理。 3 選擇加工方法，制定工藝路線 3.1機械加工工藝設計 3.1.1基準的選擇 選擇基準是設計工藝規(guī)程過程中非常重要的部分。選擇正確和合理的基準才能保證零件各個面的加工要求，可以提高生產的速度。否則在加工的過程中會出現各種問題，更糟糕的話會致使被加工的零件全部損壞，讓工廠的生產無法進行。通常先確定精基準，然后在確定粗基準。當工件確定位置時，夾具上每個工件的位置不確定，這通常會限制加工零件的六個自由度，也就是說，選擇基礎是工藝規(guī)劃的重要工作之一，正確合理的工作面選擇保證了加工質量，降低了勞動強度，提高生產效率。否則，加工過程中會有很多問題。此外，很大一部分零件會被回收，不允許生產。。 3.1.2粗基準的選擇 主要的原則有；要是加工的東西一定要保護一個重要的面的加工余量夠大，這樣的話就應該選擇這個面成為粗加工時用的基準。要是在加工的時候一定要確定某一個需要加工的面和某一個不用加工的面的位置，那么就要選擇不用加工的面作為粗基面，要是在加工的時候必須確定某個需要加工的面和多個不用加工的面的位置，那么就要用一個和需要加工的面的位置關系要求較高的面來當作粗基面。①每個工作面上的主孔是否有統(tǒng)一的工作余量。②如果必須對產品的每個表面進行加工，則選用加工較少的表面當作粗基準來確保每個表面都有足夠的加工剩余量。③要是這個物件所有的面都有要求，那么我們可以用被切量最小的那個面作為粗基面，只有這樣才能讓它不會因為最后加工的時候因為被切削量太過于小從而留下沒有經過切削的面。④箱內嵌入的旋轉零件，應與箱體內壁有足夠的間隙。⑤應確保證位置可靠，夾緊。由于是大批量生產，不需要劃線找正，直接裝夾即可。 3.1.3精基準的選擇 選擇準確的基準時，應從全過程出發(fā)，確定如何保證加工工件尺寸和位置的準確度，并且需要實現簡單可靠的使用。一般來說，是根據基準是不是能夠匹配的原則進行的：①基準重合原則。②基準統(tǒng)一原則。③選擇自己作為基準，就是有一些精加工的余量比較小而且余量的差距也不大，為了使加工的效果得到滿足，會用自己來作為精加工得基準。④在相互位置需要高精度的情況下，可以采用相互基礎、多次加工的方法。從零件分析中可以看出，車體底部或頂部是高度方向的設計基座，中心軸是長度和寬度方向的設計基座。 一般箱體零件為了協調基準通常應固定在一個面和兩個孔內。NC蝸輪減速器箱體中直徑90的軸承孔和直徑180的軸承孔有確定的精度要求，其尺寸精度均為IT7級、位置精度包括：直徑90的軸承孔對直徑90軸承孔軸線的同軸度公差為直徑0.05，直徑180的為0.06。為了保證上述要求，在加工箱體頂部時，必須有準確的底座，以便在處理上表面時，參考與設計基線相吻合。 3.2制定機械加工工藝路線 3.2.1表面加工方法的選擇 NC蝸輪減速器箱體的加工表面有孔、面等，材料為HT200。參考《金屬機械制造加工工藝設計手冊》表1-32、表1-33 和表1-34加工方法選擇如下： （1）粗糙度為Ra12.5的兩個面采用粗銑，精銑的加工方法。 （2）Φ90孔和Φ180孔的公差等級為IT7，粗糙度為Ra3.2，兩端面用粗銑，精銑的加工辦法，孔采用粗鏜，精鏜的加工方法。 （3）4XM6、4XM16、8XM8孔粗糙度為Ra12.5，使用鉆床鉆孔。 3.2.2加工階段劃分 該零件為小型蝸輪減速器箱體，加工階段可劃分為粗加工，半精加工，精加工。以Φ90孔的兩端面定位，粗銑精銑頂面和Φ180孔兩端面，粗鏜精鏜Φ180孔。以Φ180孔兩端面定位，粗銑精銑底面和Φ90孔兩端面，粗鏜精鏜Φ90孔。鉆、攻4×M6、4×M16、8×M8各螺紋孔。 3.2.3工序集中與工序分散 工序集中：將工件加工集中在多個工序上，在這個工序上沒有太多加工內容，工藝路徑很短。 工序分散：分為多個工件加工操作，盡可能減少每個工藝的內容，工藝路線長度，最大可能的過程分散。 3.3加工順序的安排 3.3.1機械加工工序的安排 先面后孔，保證加工質量。 3.3.2制定工藝路線基本要求 工藝路線的起點應該是能夠合理地提供零件幾何形狀，尺寸精度和位置精度。在生產計劃中，已經確定了使用特殊工具夾進行大規(guī)模生產的條件，并且，在可能的情況下，將生產過程的重點放在提高生產力上.此外，還必須考慮到經濟影響，以盡量減低生產成本。 3.3.3工藝路線方案一 表3.1 工藝路線方案一 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 鑄 鑄造 2 清砂 清砂 3 熱處理 退火 4 涂漆 噴涂底漆 5 銑 以頂面毛胚定位，粗、精銑底面。以底面定位裝夾，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm X6132 6 粗銑 以底面定位，壓緊頂面，粗銑Φ90孔左右兩側端面 X6132 7 粗銑 以底面定位，壓緊頂面，粗銑Φ180孔左右兩側端面 XK7140 8 精銑 以底面定位，壓緊頂面，粗銑Φ90孔左右兩側端面 X6132 9 精銑 以底面定位，壓緊頂面，粗銑Φ180孔左右兩側端面 XK7140 10 粗鏜 以底面和一個側面定位，按Φ90孔端面找正，壓緊頂面，粗鏜Φ90孔 T6113 11 粗鏜 以底面和一個側面定位，按Φ180孔端面找正，壓緊頂面，粗鏜Φ180孔 T6113 12 精鏜 以底面和一個側面定位，按Φ90孔端面找正，壓緊頂面，精鏜Φ90孔 T6113 13 精鏜 以底面和一個側面定位，按Φ180孔端面找正，壓緊頂面，精鏜Φ180孔 T6113 14 鉆、攻 鉆、攻4×M6 Z3032 15 鉆、攻 鉆、攻4×M16 Z3032 16 鉆、攻 鉆、攻8×M8 Z3032 17 鉗 去毛刺 18 鉗 煤油滲漏實驗 29 檢驗 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度 20 入庫 入庫 3.3.4工藝路線方案二 表3.2 工藝路線方案二 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 鑄 鑄造 2 清砂 清砂 3 熱處理 退火 4 涂漆 噴涂底漆 5 銑 以頂面毛胚定位，粗、精銑底面。以底面定位裝夾，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm X6132 6 銑 銑φ90孔兩側凸臺、φ180孔兩側凸臺 XK7140 7 粗鏜 以底面和一個側面定位，分別按Φ90孔、φ180孔端面找正，壓緊頂面，粗鏜Φ90孔，φ180孔 T6113 8 精鏜 以底面和一個側面定位，按Φ90孔、φ180孔端面找正，壓緊頂面，精鏜Φ90孔、φ180孔 T6113 9 鉆、攻 鉆、攻4×M6 Z3032 10 鉆、攻 鉆、攻4×M16 Z3032 11 鉆、攻 鉆、攻8×M8 Z3032 12 鉗 去毛刺 13 鉗 煤油滲漏實驗 14 檢測 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度 15 入庫 入庫 3.3.5工藝方案的比較與分析 這兩種工藝方案的特點是第一種選擇是使用粗鏜、精鏜加工Φ90和Φ180兩孔，不能夠很好的保證定位基準。而方案二則是把Φ90兩側凸臺和Φ180兩側端面一起進行銑削，在一個操作中，過程更加集中，可以提供良好的基準定位。綜上，備選方案二不僅工序較為集中，而且鏜銑Φ90和Φ180兩孔時，使得一套夾具的使用范圍更廣，工序也更集中。最重要的是很好的保證了定位基準不會發(fā)生誤差?？紤]到箱體上的孔通常不適合采用磨削加工，以及工序集中的原則，選擇方案二是比較合理的，滿足了零件圖紙的加工要求。 3.3.6確定工藝過程方案 表3.3 確定工藝過程方案 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 鑄 鑄造 2 清砂 清砂 3 熱處理 退火 4 涂漆 噴涂底漆 5 銑 以頂面毛胚定位，粗、精銑底面。以底面定位裝夾，粗、精銑頂面，保證尺寸為290mm X6132 6 銑 銑φ90孔兩側凸臺、φ180孔兩側凸臺 XK7140 7 粗鏜 以底面和一個側面定位，分別按Φ90孔、φ180孔端面找正，壓緊頂面，粗鏜Φ90孔，φ180孔 T6113 8 精鏜 以底面和一個側面定位，按Φ90孔、φ180孔端面找正，壓緊頂面，精鏜Φ90孔、φ180孔 T6113 9 鉆、攻 鉆、攻4×M6 Z3032 10 鉆、攻 鉆、攻4×M16 Z3032 11 鉆、攻 鉆、攻8×M8 Z3032 12 鉗 去毛刺 13 鉗 煤油滲漏實驗 14 檢測 按圖樣檢查工件各部尺寸及精度 15 入庫 入庫 3.3.7熱處理 物件的時效處理分為人工時效和自然時效兩種，在這種情況下，自然時效的鑄件在半年以上的時間內被放置在開闊地上，讓它自己緩慢變化，消除或減少殘余應力。由于耗費時間精力，所以鑄件安排退火處理，將鑄件加熱至850-900°C以去除應力退火，比讓它自己發(fā)生變化節(jié)省時間，殘余應力去除更加完整。 3.3.8輔助工序 輔助操作是一種無直接加工的操作，不會改變加工零件的尺寸和性能，但在保證加工質量方面起著重要作用，其中檢驗操作是重要的輔助操作。所有表面都經過了加工，以便進行時間檢查，其次是零件的所有部件，這樣安排較好。還應安排精度檢驗，通過對工件的檢驗，可以確定工件加工質量是否是否滿足設計要求，也可以找到影響加工質量的關鍵，采取有效的應對措施，提高加工質量。  4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4.1 機械加工余量及毛坯尺寸的確定 根據工件材料的不同，工件被定義為鑄件，從計算和檢索數據可以看出，它們是大批量生產的，可以把多個不同的砂型放進一個箱子里進行鑄造毛坯。由于φ90mm和φ180mm的孔需要鑄造出來，所以還需要放置定位芯。此外，為了消除鑄造后的殘余應力，必須退火處理。 蝸輪減速器箱體的材料是HT200，生產批量大批量，毛坯是鑄件。箱體采用砂型鑄造。 表5-1是應用查表法得到的小批量手工砂型鑄造時減速箱箱體的毛坯尺寸公差及機械加工余量。 表4.1減速器箱體機械加工余量及毛坯尺寸公差 加工零件 機械加工余量 毛坯尺寸及公差 箱體長度215 3.5 227.5±5.5 箱體高度290 3.5 303±6 箱體寬度135 3.5 147±5 2個軸承孔 Ф180（+0.035，0） 3.5 Ф167.5±5.5 2個軸承孔 Ф90（+0.027，0） 3.5 Ф78.5±5.5 4.2 確定工序尺寸 4.2.1 面的加工 根據《機械工藝手冊》查表確定平面的加工余量，精度要求較高的面，選用粗銑、精銑加工；對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 4.2.2孔的加工 這個東西為空心，通孔，孔內精度介于IT6～IT7之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 1. φ90mm。 粗鏜：φ86.5mm Z=3.5mm 精鏜：φ90H7 Z=0.5mm 2. φ180mm。 粗鏜：φ176.5mm Z=3.5mm 精鏜：φ180H7 Z=0.5mm  5 選擇加工設備及刀具、夾具、量具 由于制造的多，所以加工機床以普通機床為主，少數專用機床輔助，他們的生產方式主要是通用機床專用夾具，在小型專用機床的流水線上，每臺機床上的零件加工和轉移都是手工進行的。 5.1 選擇夾具 箱體除了銑、鏜孔和鉆孔外，還需要專門的夾具，其他步驟可選用通用夾具。 5.2 選擇刀具，根據不同的工序選擇刀具 1.銑刀選擇圓柱銑刀， d=60mm，齒數z=10，其直徑為 d=50mm，齒數z=8及切槽刀直徑d=6mm。 do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。 2.鉆螺紋孔φ6mm，攻絲M8-6H 用錐柄麻花鉆，機用絲錐。 5.3 選擇量具 本件為大批生產，使用普通工具，參考相關材料，選擇以下內容： 1.選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標長尺，讀數值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。 2.選擇測孔工具 由于孔的加工精度在IT7～IT9之間，即可選用讀數值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內徑千分尺。  6 確定切削用量及基本工時 6.1切削用量的計算 6.1.1工序5切削用量 這道工序為粗銑底面、頂面。工件材料為HT200，選擇硬質合金圓柱銑刀直徑D=100mm，齒數z=10。根據資料選擇銑刀的基本形狀,B=63mm，d=60mm，已知銑削寬度a=210mm，銑削深度a=2.5mm故機床選用X6132臥式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據資料所知，X型臥式銑床，中等工藝系統(tǒng)剛性。查得每齒進給量f=0.2-0.5mm/z、現取f=0.3mm/z。 2.確定切削速度 根據資料所知，依據銑刀直徑D=100mm，齒數z=10，銑削深度a=2.5mm時查參考文獻〔1〕表3.1-74取主軸轉速n=350r/min,故相應的切削速度為： Vc = Vc==110m/min 6.1.2 工序6切削用量 本工序是鏜銑φ90孔兩側凸臺、φ180孔兩側凸臺, 選擇硬質合金端面銑刀直徑D=100mm，齒數z=10,選用XK7140數控銑床。 1.確定每齒進給量f 根據資料所知，查得每齒進給量f=0.20～0.30mm/z、現取f=0.20mm/z。 2.確定切削速度和每齒進給量f 根據資料所知,根據XK7140鏜床主軸轉速表查取，根據資料所知，依據銑刀直徑D=100mm，齒數z=10，銑削深度a=1.0mm，查文獻1取主軸轉速n=200r/min。 故相應的切削速度為： Vc = Vc==63m/min 6.1.3工序7的切削用量 本工序其中包括粗鏜Φ90H7孔、粗鏜Φ180H7孔、孔口倒角1X45°。查文獻2表3.2-10，知粗鏜后的孔為Φ89.9mm和Φ189.9mm。鏜孔時要保證兩孔的垂直度要求。 1.粗鏜Φ90H7孔時 粗鏜Φ90孔時因余量為0.5mm，故=0.5mm。根據參考文獻1表2.4-180查取v=0.5m/s=30m/min。進給量f=0.58mm/r。 r/min 取機床轉速為113r/min。 2. 粗鏜Φ180H7孔時 因粗鏜Φ180孔時剩下0.6mm，故=0.6mm。根據參考文獻1表2.4-180查取v=0.5m/s=30m/min。進給量f=0.58mm/r。 r/min 取機床轉速為64r/min。 6.1.4工序8的切削用量 本工序包括精鏜Φ90H7孔，Φ180H7孔。 1.精鏜Φ90H7孔時 精鏜Φ90孔時因余量為0.1mm，故=0.1mm。根據參考文獻1表2.4-180查取v=0.3m/s=18m/min。進給量f=0.2mm/r。 r/min 取機床轉速為64r/min。 2. 精鏜Φ180H7孔時 精鏜Φ180孔時因余量為0.1mm，故=0.1mm。根據參考文獻1表2.4-180查取v=0.3m/s=18m/min。進給量f=0.2mm/r。 r/min 取機床轉速為43r/min。 6.1.5 工序9、10、11的切削用量 （1）第9道工序為鉆4xM6螺紋孔，攻螺紋，用錐柄麻花鉆來加工，直徑d=5mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用乳化液。 1.確定進給量f 根據《切削手冊》表2.7，已知工件材料為HT200，d0=Φ5時，f=0.18--0.22。由于本零件在加工Φ6的孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則f=0.14--0.17(mm/r)，根據機床說明書，現取f=0.13mm/r。 2.確定切削速度V 由表4-6[2]，根據加工材料灰鑄鐵為選取條件，鉆Φ6孔的底孔的切削速度為，由此算出轉速： 。 由《機床說明書》實際轉速取。 取攻絲時的切削速度為：。由此算出轉速： =。 由表4-6[1]按機床實際轉速取。 （2）第10道工序為鉆4xM8螺紋孔并攻螺紋，刀具同上，直徑d=6.8mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。 1.確定進給量f 根據《切削手冊》表2.7，已知工件材料為HT200，d0=Φ6.8時，f=0.37--0.45。由于本零件在加工Φ8的孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則f=0.28--0.34(mm/r)，根據機床說明書，現取f=0.25mm/r。 2.確定切削速度V 由表4-66[2]，根據加工材料灰鑄鐵為選取條件，鉆Φ8孔的底孔的切削速度為，由此算出轉速： 。 由表4-6[1]按機床實際轉速取。 取攻絲時的切削速度為：。由此算出轉速： =。 由表4-6[1]按機床實際轉速取。 （3）第11個過程為鉆4xM16螺紋孔并攻螺紋，刀具同上，直徑d=14mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。 1.確定進給量f 根據《切削手冊》表2.7，已知工件材料為HT200，d0=Φ14時，f=0.37--0.45。由于本零件在加工Φ16的孔時硬度較低，故進給量應乘系數0.75，則f=0.28--0.34(mm/r)，根據機床說明書，現取f=0.25 2.確定切削速度V 由表4-6[2]，根據加工材料灰鑄鐵為選取條件，鉆Φ16孔的底孔的切削速度為，由此算出轉速： 。 由《機床說明書》實際轉速取。 取攻絲時的切削速度為：。由此算出轉速： =。 由表4-6[1]按機床實際轉速取。 6.2 基本工時的計算 6.2.1 工序5時間定額計算 第5道工序為粗銑蝸輪箱體下表面和頂面。由表5-43[1]，采用面銑刀對稱銑削時，該工序的基本時間計算公式為： 式中 當主偏角時 當主偏角時 本工序中：（該工序包含2個工步） 。 將上述結果帶入式中，則該工序的 基本時間： 輔助時間： 服務時間： 單件時間： 6.2.2 工序6時間定額計算 本工序為鏜銑Φ180mm兩孔側面左右端面。由表5-43[1]，采用不對稱銑削。 式中 本工序中：（該工序包含2個工步） 。 將上述結果帶入式中，則該工序的基本時間： 輔助時間： 服務時間： 單件時間： 6.2.3. 工序6時間定額計算 本工序為鏜銑Φ90mm兩孔左右端面。采用對稱銑削。 本工序中：（該工序包含2個工步） 。 將上述結果帶入式中，則該工序的 基本時間： 輔助時間： 服務時間： 單件時間： 6.2.4工序7時間定額計算 本工序包含粗鏜Φ90mm孔和Φ180mm孔。由表5-39[1]鏜孔基本時間的計算： 式中 ——單件小批生產時的試切附加長度 備注：①加工到臺階時 ②的值見表5-40 ③主偏角時 ④為進給次數 （1）粗鏜Φ90mm孔時， 。 把以上數據代入公式可得粗鏜Φ90mm孔時基本時間： （2）粗鏜Φ180mm孔時， 。 把以上數據代入公式可得粗鏜Φ90mm孔時基本時間： 基本時間： 輔助時間： 服務時間： 單件時間： 6.2.5工序8時間定額計算 第8道工序包含精鏜Φ90mm孔和Φ180mm孔。這個工序分為兩步，工步1是精鏜Φ90mm孔。工步2是把工作臺旋轉90°精鏜Φ180mm孔。 ①精鏜Φ90mm孔時， 。 把以上數據代入公式可得粗鏜Φ90mm孔時基本時間： ②精鏜Φ180mm孔時， 。 把以上數據代入公式可得粗鏜Φ90mm孔時基本時間： 基本時間： 輔助時間： 服務時間： 單件時間： 6.2.6工序9、10、11時間定額計算 工序9、10、11要求鉆、攻4×M6，鉆、攻4×M16，鉆、攻8×M8，刀具選錐柄麻花鉆，機用絲錐。鉆床選用Z3032立式鉆床，使用切削液。 由表5-41[1]，鉆孔時基本時間： 式中 注：鉆中心孔和盲孔時；為孔徑（） 由表5-46[1]，用絲錐攻螺紋時的基本時間： 式中 注：為絲錐或工件回程的每分鐘轉數（）；為使用絲錐的數量；為工件或絲錐的每分鐘轉數（）；為工件螺紋螺距。 ①鉆孔時： l1=62×cot60°+2=4mm （由表4-7[1]選?。?。 所以鉆8xM8螺紋孔基本時間： ②攻螺紋時： （由表4-7[1]選?。?。 所以攻8xM8螺紋孔基本時間： 基本時間： 輔助時間： 服務時間： 單件時間：  7 加工鉆8×M8螺紋孔夾具設計 本夾具主要用來鉆螺紋8XM8底孔，由上面的工藝路線知，這道工序為第11道工序加工的，要求表面粗糙度垂直于上表面，并在后續(xù)孔中定位。加工質量直接影響后續(xù)操作的加工精度。在本操作中對箱體進行處理之前，完成了上部的粗銑和精銑。所以，當此操作再次進行處理時，第一步要考慮滿足各種要求，然后還要考慮怎樣提高效率和降低勞動強度。 7.1定位基準的選擇 如零件圖所示，兩個螺紋孔位于零件頂部，具有尺寸精度和表面粗糙度的要求，必須與上表面垂直?？缀晚敳康目?，以及使兩個螺紋孔在以后的孔加工過程中都能得到均勻的加工.符合原始條件匹配的原則.在選擇參考時對于兩個螺紋孔的加工，應盡可能選擇一個基準來確定前一個操作的位置，即，螺紋孔安裝基準應選擇上表面作為主要支撐基準，以限制加工零件的三自由度，具有兩個自由度的主支撐孔，一方面作為輔助定位，限制了另一個加工工件的自由度。 為提高加工效率，操作中同時用切削工具加工孔，同時縮短輔助時間，準備使用氣動夾緊裝置 7.2切削力的計算與夾緊力分析 由于這個執(zhí)行大致完成了螺紋孔的鉆、擴和加工，鉆孔力明顯大于切削的擴展和切削力，因此，切削力必須由鉆孔力決定。由《切削手冊》得： 鉆削力 鉆削力矩 式中： 本操作加工螺紋孔時，使用鉆模板夾緊工件，夾緊力方向、夾緊方向與鉆削力方向、鉆孔力方向相同。因此，只需要夠用的剛度用來加工就好了。 7.3夾緊元件及動力裝置確定 由于箱體生產量大，采用手動夾緊結構簡單，通過搖臂，在生產中的應用也相當廣泛。鉆4×M8孔的夾具設計，使用的定位原件有心軸、鉆模板、定位銷，夾緊工件則是由螺母、墊圈、階型螺釘、帶肩六角螺母等組成的螺旋夾緊機構來夾緊的，引導裝置采用固定鉆套來保證麻花鉆的位置。 7.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設計 螺紋孔的加工需要鉆孔、膨脹、鉸接三次切削，為了滿足加工要求，因此選擇鉆套（其設計如下圖所示）以縮短更換套管的額外時間。根據工藝要求：箱體鉆頂面4-M12螺紋孔底孔分鉆孔、膨脹、鉸接三個工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔。做裝配圖時，首先把零件圖做成雙點劃線，然后依據參考文獻中的常用定位元件和夾緊機構，選擇標準的定位元件和夾緊元件，并合理的排布在夾具體上，然后再選擇對刀元件即鉆套和鉆模板等也排布在夾具體上，接著選擇夾具體與機床的連接配件，最后繪制裝配圖，盡量按1:1繪制，如果圖紙過大可以適當縮放。 圖8.1 快換鉆套 表8.1鉸螺紋孔鉆套結構參數 d H D 公稱尺寸 公差 12 18 18 +0.023 +0.012 30 28 12 7 10 11.5 20.5 圖8.2 襯套 表8.2襯套結構參數 d H D C 公稱尺寸 公差 公稱尺寸 公差 18 +0.018 0 24 25 +0.039 +0.025 1 0.6 鉆模板選用懸掛式鉆模板，在本夾具中選用的是氣動滑柱式鉆模板。 7.5夾具精度分析 由于操作時的種種因素，各個東西的相互位置，相互作用，導致最后工件的位置會出現差錯。所以，要對所設計的裝置進行精確的差錯分析和計算。 由工序圖可知，這道工序因為工序基準與加工基準重合，還采用頂面當作主要確定位置的面，故定位誤差很小可以忽略不計。 該螺紋孔的位置度應用的是最大實體要求。即要求： （1）各孔的實際輪廓受最大實體實效邊界的控制 （2）各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體實效尺寸。 （3）如各孔的實際輪廓處于最小實體狀態(tài)即其實際直徑為時，相對于最大實體尺寸的偏離量為，此時軸線的位置度誤差可達到其最大值。即孔的位置度公差最小值為。 螺紋孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸滿足。 螺紋孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴、鉸滿足。 影響兩螺紋孔位置度的因素有（如下圖所示）： 圖8.3 夾具裝配圖 （1）鉆模板上兩個裝襯套孔的尺寸公差： （2）兩襯套的同軸度公差： （3）襯套與鉆套配合的最大間隙： （4）鉆套的同軸度公差： （5）鉆套與鉸刀配合的最大間隙： 所以能滿足加工要求。 7.6夾具設計及操作的簡要說明 蝸輪減速器箱體鉆4×M8孔的夾具設計，使用的定位原件有心軸、鉆模板、定位銷，夾緊工件則是由螺母、墊圈、階型螺釘、帶肩六角螺母等組成的螺旋夾緊機構來夾緊的，引導裝置采用固定鉆套來保證麻花鉆的位置。做裝配圖時，首先把零件圖做成雙點劃線，然后依據常用定位元件和夾緊機構，選擇標準的定位元件和夾緊元件，并合理的排布在夾具體上，然后再選擇對刀元件即鉆套和鉆模板等也排布在夾具體上，接著選擇夾具體與機床的連接配件，最后繪制裝配圖，盡量按1:1繪制，如果圖紙過大可以適當縮放。  8 數控編程 8.1數控機床的特點 數控機床是由普通機床不斷發(fā)展升級轉變而來的，特點有： 1.自動化程度高； 2.適應性強，柔性好； 3.精度高； 4.功能強； 5.可靠性高； 6.效率高； 7.改變工作條件； 8.方便先進生產； 9.良好的經濟效益。 8.2銑φ180大孔端面加工程序 銑端面時，用XK7140數控銑床加工，以底面定位，夾緊頂面按線找正，銑兩側端面，先粗銑再精銑。銑削程序如下： O1234 N0010 G54 N0020 S200 M03 T01 M08 N0030 G90 G00 X－120 Y0 Z6 N0040 G01 Z0.5 F100 N0050 X－97.5 N0060 G02 X－97.5 Y0 I+97.5 J0 N0070 G01 Z30 N0080 X－120 Y0 N0090 S300 N0100 G01 Z0 F50 N0110 X－97.5 N0120 G02 X－97.5 Y0 I+97.5 J0 N0130 G01 Z30 N0140 X－120 Y0 M05 M09 N0150 M30 結論 本文是對小型蝸輪減速器箱體零件的設計，從選材，加工方式，到確定生產規(guī)模，以及后續(xù)各種加工進行了詳細的闡述。還設計了鉆4×M8的夾具。 首先使根據箱體零件的特點選擇毛坯，然后根據生產綱領確定其生產規(guī)模，結合工藝要求制定了兩套工藝路線，然后分析兩種方案最終確定了一套比較合理的方案。接著再根據確定的方案選擇合適的加工設備和方法，通過查找書上資料，詳細的計算了各種數據，最終計算出了切削用量和基本工時。 任務書還要求設計兩套夾具，根據給出的箱體，選擇機構，分析誤差，計算夾緊力，對一些零部件進行選型和設計，最終設計出合理的夾具。 此次設計用到了我們所有的學的知識，理論聯合實際，通過此次設計，我們熟悉了未來機械領域的工作內容，使我們理論聯系實際，并發(fā)現自己的不足，也鍛煉了我們使用CAD、WORD等軟件的使用，為我們出去工作奠定了基礎。 畢業(yè)，又一次如約而至，無可阻擋！我多么希望這與畢業(yè)的約定可以推遲，因為我還沒有細細體會這兩年的大學生活，還沒有細細品味學校食堂的每一道菜，還沒有細細走過學校的每一個地方，還沒有細細觀察學校上空的藍天白云，還沒有細細感受吹過耳畔的微風……畢業(yè)跟隨時間的腳步，一刻也不曾停下，催促著我不停的向前走。 40 參考文獻 [1] 徐鴻本主編.機床夾具設計手冊（第三版）機械工業(yè)出版社.2005 [2] 王光斗主編.機床夾具設計手冊（第四版）上?？茖W技術出版社.2004 [3] 成大先主編．機械設計手冊（第4卷）．第四版[M].北京：化學工業(yè)出版社．2002 [4] 車洪麟、張素輝．非標準機械設計（第一版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011； [5] 彭如恕．現代工程制圖（第一版）[M].長沙：國防工業(yè)出版社，2006； 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Swisher Jr,Edmond Arthur G. Shaw. Drum for an Asphalt 6,1981. [25] Speedcrafts limited. Speedcrafts Product Catalogue [EB/OL] Binhar,India.. 致 謝 光陰荏苒，大學生活即將結束，兩年前，我考入這所美麗和充滿活力的大學，開始新的學習生涯。還記得那年9月，滿懷欣喜的拿著錄取通知書來學校報到，在來的路上，路過了晉中學院，理工學院，看見他們的校園是那么的好，心想我們的校園肯定也不差，到了學校門口，立馬就有系里的同學們過來幫忙拿行李，領著去交資料，辦理水卡，飯卡。記得在交資料的時候遇見了第一個同班同學，竟然是個女的，沒想到我們機械班里還有女同學，在專科班的時候我們都是和尚班，我和新同學聊了幾句之后便跟著領路的同學去拿被褥了，然后他們幫我全部弄完之后才離開去接另外的同學。這些一幕幕仿佛就在眼前，轉眼間，已經到了畢業(yè)的時候，宿舍樓下的李子和山楂還沒吃上第二次，教學樓旁邊的蘋果和柿子也還想吃，見過能源早晨5點的太陽，但是還想在能源多待點時間。酸甜苦辣，盡在心頭，縱然有萬般不舍，但仍心懷感激?；仡櫼酝?，收獲良多，馬上就要懷揣著知識和熱情進入到社會中參加工作，回想這幾個月的時間，感觸良多，經過畢業(yè)設計的磨礪，畢業(yè)論文最后完稿，回首幾個月來收集、整理、思索、停滯、修改直至最終完成的過程，我得到了許多的關懷和幫忙，此刻要向他們表達我最誠摯的謝意。 此次夾具設計，使我能更好的理解所學知識，提高了分析問題和解決問題的能力，作為一個畢業(yè)設計，碰到問題是肯定的，但是它讓我學會了如何去分析問題，解決問題，結合各種書本知識，手冊，技術資料，翻閱各種機械書本，最終使得問題得以解決。有時碰到問題，跟同學們一起去討論，也是解決問題的另外一個辦法。這一設計從另外一方面來說促發(fā)了自己的一種研發(fā)精神。 本次的畢業(yè)論文是在指導老師