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山西工程技術學院
畢業(yè)設計說明書
學生姓名
：
萬鵬
學號
：
150514018
專業(yè)
：
機械設計制造及自動化
指導教師
：
劉曉瑞
所屬系（部）
：
機械電子工程系
2019年 06月
蝸輪蝸桿減速器殼體加工工藝及夾具設計
摘 要
機械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關系到國計 民生的方方面面。近年來機械工業(yè)領域向著高精度、高質量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動化水平日益提高。同時由于機械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門]也向著高深度邁進，機械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。本設計專用夾具的設計是在蝸輪蝸桿減速器殼體零件加工過程的基礎上，主要加工平面和孔。在一般情況下，確保精密加工面比確保精密加工孔要容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔表面?？准庸て矫娣置黠@的階段性，保證粗加工和精加工的加工精度加工孔。通過底面作一個良好的基礎過程的基礎。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個，然后進行平面和孔定位技術支持上加工孔。整個過程是一個組合的選擇工具以及專用夾具夾具的選擇，因此，對于大批量，更高的生產力，滿足設計要求。
關鍵詞 ：蝸輪蝸桿減速器殼體零件；工藝；夾具；
i
V
Machining process and fixture design of worm gear reducer shell
ABSTRACT
Machinery industry is a basic industrial form, for ournation speaking, it relates to all aspects of people'slivelihood. Mechanical industries in recent years towardshigh precision, high quality, high efficiency and low costdirection, digital, automation level is increasing day by day.And because the machinery industry development, othervarious industry departments to high depth developmentof forward, the mechanical industry are becoming moreand more important.Foundation design of body parts processing process the design of special fixture. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. Periodic hole machining plane is obvious that rough machining and machining precision machining hole. A good foundation on the bottom surface of the process. The main process is supported in the positioning hole process first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities, higher productivity, meet the design requirements.
Keywords: box type parts; technology; fixture;
目 錄
摘 要 i
Abstract ii
1 引 言 1
1.1 國外研究動態(tài)： 1
1.2 國內研究現(xiàn)狀 1
1.3 本課題研究的內容和意義 2
1.4 機械加工工藝概述 2
1.5 機械加工工藝流程 3
1.6 夾具概述 3
1.7 機床夾具的功能 4
1.8 機床夾具的發(fā)展趨勢 4
1.8.1 機床夾具的現(xiàn)狀 4
1.8.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 5
2 加工工藝規(guī)程設計 6
2.1 零件的分析 6
2.1.1 零件的作用 6
2.1.2 零件的工藝分析 6
2.2 蝸輪蝸桿減速器殼體加工措施 6
2.2.1 孔和平面的加工順序 7
2.2.2 孔系加工方案選擇 7
3 蝸輪蝸桿減速器殼體加工定位基準的選擇 8
3.1 粗基準的選擇 8
3.2 精基準的選擇 8
3.3 蝸輪蝸桿減速器殼體加工主要工序安排 9
3.4 機械加工余量、工序及毛坯的確定 12
3.5 確定切削用量及基本工時（機動時間） 12
4 鏜?185-?70孔夾具設計 30
4.1 研究原始質料 30
4.2 定位、夾緊方案的選擇 30
4.3 切削力及夾緊力的計算 30
4.4 誤差分析與計算 31
4.5 定位銷選用 32
4.6 夾具設計及操作的簡要說明 32
5 鉆6-M8底孔的鉆床夾具設計 33
5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 33
5.2 夾具的導向 34
5.3 切削力及夾緊力的計算 34
5.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 37
5.5 鉆模板 38
5.6 定位誤差的分析 38
5.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 39
5.8 確定夾具體結構和總體結構 41
5.9 夾具設計及操作的簡要說明 42
結束語 43
參 考 文 獻 44
附 錄： 45
外文資料 52
中文譯文 57
致 謝 61
山西工程技術學院――畢業(yè)設計說明書
1 引 言
1.1 國外研究動態(tài)
國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳為主，體積和重量問題，也未解決好。在國際市場上，規(guī)模較大、知名度較高的齒輪箱制造商包括德國的Flender、SEW、倫茨、諾德，意大利的邦飛利、布雷維尼、康邁爾，日本的住友，英國的戴維布朗，比利時的漢森，美國的?？说裙荆麄冋紦?jù)了國際工業(yè)齒輪市場20%以上的市場份額。從工業(yè)齒輪產品的銷售額來看，弗蘭德公司約為10億美元，SEW約為9億美元，倫茨約2.5億美元，邦飛利約2.4億美元，布雷維尼約為2.4億美元，?？斯炯s為2億美元，住友、諾德、漢森分別約為1.6億、1.4億和1.2億美元。從市場集中程度來看，工業(yè)齒輪行業(yè)集中度較低，前十大制造商市場份額合計約20%，第一大制造商Flender市場占有率僅為6.3%。國外的減速器行業(yè)有代代表性的幾大名牌產品和以其品牌命名的幾大公司為: SEW公司、弗蘭德公司、司、意大利的幾個公司和日本的住友株式會社等。其近幾年來上述的幾家公司均登陸中國境內，在天津均設有其生產企業(yè)和基地,以此輻射全國的市場，他們利用了我國的廉價資源，看好中國機械工業(yè)近幾年的落后現(xiàn)狀和今后發(fā)展的市場前景，看好國內市場。它們作憑裝備、術、資金和生產規(guī)模的優(yōu)勢同我國的企業(yè)展開了激烈的競爭，并在高檔產品方面占據(jù)了優(yōu)勢。
1.2 國內研究現(xiàn)狀
國內減速機目前呈現(xiàn)出三國鼎立狀態(tài)，主要浙江的溫州、江蘇的泰興、山東淄博等地做為生產基地，而三地各自生產的產品都不相同，目前國內主要減速器廠家有瑞德森集團、通力、博能、泰隆、泰星等為主要代表。國內的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內使用的大型減速器，多從國外(如丹麥、德國等)進口。我國傳統(tǒng)的減速器生方式是按照單臺套設備要求進行設計與制造，由于零部差異大、互換性能差，生產期長，制造成本高，跟不上際同類產品步伐，近幾年取得的明顯的進展，如重慶齒輪箱有限責任公司生產的MDH28型磨機邊驅動傳動裝置，其最大功率已達7000KW,傳動轉矩達5000KN.m,總重46噸，生產的1700熱連軋主傳動齒輪箱子的最大模數(shù)為30，重量達180噸。由杭州前進齒輪箱有限公司生產的gwc70/76型1.2 萬噸及裝箱船用齒輪箱，傳動功率已達6250KW。由南京高精齒輪股份有限公司及重慶齒輪箱有限公司生產的里磨系列齒輪箱最大功率已達3800KW。由西安重型機械研究所、洛陽重重齒輪箱有限公司、荊州巨鯨傳動機械有限公司等開發(fā)制造的重載行星齒輪箱系列產品在礦山、冶金、建材、煤炭及水電等行業(yè)也都得到了廣泛應用，其中西安重型機械研究所開發(fā)的水泥行業(yè)輥壓機懸掛系列行星齒輪箱的輸入功率已達1250KW,用于鋁造軋機的行星齒輪箱有限責任公司、杭州前進出論箱有限公司、西安重型機械研究所開發(fā)的風力發(fā)電增速箱系列產品也逐步取代進口產品，廣泛應用于國內風電行業(yè)。在大型齒圈的制造方面，國內目前最大直徑為9.936米，凈重達80噸的齒圈已由中信重機制造完成，并用于武鋼集團產500萬噸氧化球生產線，至此用于大型燒結機、磨機、回轉窯的大型驅動裝置E及用于轉爐及燒結設備的大型柔性傳動裝置國內均可圈套供貨，而無需再進口。
1.3 本課題研究的內容和意義
了解零件在產品中的作用，熟悉零件和產品的設計要求。全面復習、綜合運用大學四年所學的基本理論、基礎知識和專業(yè)技能，促進理論與實踐、學習與研究的緊密結合，從而使基本理論深化，使基礎知識擴展，使專業(yè)技能延伸。通過本次畢業(yè)設計，使學生進一步理解和掌握零件的工藝設計理論和規(guī)律以及夾具設計原理和方法，得到工程基本訓練，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，為畢業(yè)后從事工程技術和科研工作奠定基礎。此外，通過文獻檢索、英文翻譯和計算機繪圖，提高學生運用計算機和英語的實際能力。這次設計有利于將所學的知識應用于實踐，并在實踐中加深對鞏固對所學知識的理解，培養(yǎng)自己的動手能力。
1.4 機械加工工藝概述
機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。
一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。
比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明。
總的來說，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)工藝流程是綱領，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。
1.5 機械加工工藝流程
機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計算年生產綱領，確定生產類型。
2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
4) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
5) 填寫工藝文件。
6) 選擇毛坯。
7) 擬訂工藝路線。
8) 確定切削用量及工時定額。
9) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
1.6 夾具概述
現(xiàn)代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在機床夾具設計是一項重要的技術工作。
1.7 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裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
(1)定位
定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。確定工件在夾具中占有正確位置的過程。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊
由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。
（1）對刀 如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。
（2）導向 導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置并引導其進行鉆削。。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。
1.8 機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.8.1 機床夾具的現(xiàn)狀
數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用現(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。特別是近年來，，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）提高機床夾具的標準化程度。
4）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。
5）適用于精密加工的高精度機床夾具。
6）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。
1.8.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化、柔性化四個方面，
標準化：
機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。
目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。
夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。
通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。
精密化：
精密化夾具的結構類型很多，隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。
高效化：
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。
柔性化：
機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力。
具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產批量、工件的形狀和尺寸等。在較長時間內，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
2 加工工藝規(guī)程設計
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目給出的零件是蝸輪蝸桿減速器殼體,蝸輪蝸桿減速器殼體零件的加工質量，蝸輪蝸桿減速器殼體零件的加工質量，并確保組件正確安裝。
2.1.2 零件的工藝分析
蝸輪蝸桿減速器殼體類零件圖。蝸輪蝸桿減速器殼體是一個殼體零件，別安裝在五個平面的外表面加工的需要。支持前和后孔。此外，表面還需加工一系列孔?？煞秩M加工表面。分析如下：
（1）以底平面加工面。這一組加工表面包括：底面銑削加工；4-Φ18mm孔。
（2）以?185-?70孔的支承孔為加工面。這一組包括：?185-?70鏜孔。
（3）以Φ40凸臺面為加工面。這一組加工表面包括：Φ40凸臺面銑削加工；M20螺紋孔
（4）以φ230大端面為加工面
主要加工表面有以下5個主要加工表面;
1.端面 通過粗銑精銑達到1.6精度要求
2.內圓 粗鏜、半粗鏜、精鏜達到6.3的精度要求
3.內表面 先粗銑后精銑的3.2的精度要求
4.底面 通過粗銑直接使底面精度達到12.5
5. 凸臺端面 在凸臺端面使其達到12.5的精度要求
2.2 蝸輪蝸桿減速器殼體加工措施
由以上分析可知。蝸輪蝸桿減速器殼體零件加工表面是平面和孔系。平面加工要比保證孔精度比較容易一些。因此，在這個過程中的主要問題是確保和孔的位置精度，應對孔與平面間的關系。由于是大生產量生產。要考慮因素如何滿足提高加工過程中的效率問題。
2.2.1 孔和平面的加工順序
蝸輪蝸桿減速器殼體類加工按照先面后孔，按照粗、精加工互相原則。處理應遵循先加工面后來加工孔，第一個基準，定位基準的表面處理。然后，整個系統(tǒng)的過程。地基處理的管道應遵循這一原則。平平面定位可保證定位牢固可靠，保證各個孔的加工粗糙度和精度。其次，首先先加工面可以去除鑄件不均勻表面，進而孔加工提供前提，也有利于保護刀具。
2.2.2 孔系加工方案選擇
通過蝸輪蝸桿減速器殼體的加工方案，應選擇符合加工方法，加工精度和加工設備。主要考慮加工精度和效率，此外還有考慮經(jīng)濟因素。了滿足精度和生產率的要求，應選擇在的最終價格。
根據(jù)基蝸輪蝸桿減速器殼體部要求顯示和生產力的要求，目前應用在鏜床夾具鏜床組合適于。
(1)鏜套加工
在大批量生產中，加工底座通孔通常是在組合鏜床的鏜模。加工孔鏜夾具在設計和制造要求。當鏜桿的鏜套引導鏜，鏜模的精度直接保證孔的精度。
鏜模提高系統(tǒng)抗振動、剛度。同時加工幾個工件的過程。生產效率很高。結構復雜，成本高制造困難，鏜模制造和裝配在夾具誤差鏜桿鏜襯套磨損等原因。加工精度可通過鉆孔獲得也受到一定的限制。
（2）用坐標鏜方法
在現(xiàn)代生產中，不僅要求產品的生產率高，而且可以實現(xiàn)大的品種和數(shù)量，和產品的升級換代，所需時間短。普通的鏜模加工，生產成本高，周期長，難滿足要求，和坐標鏜可以滿足這一要求。鏜加工模板還需要利用坐標鏜床。
隨著坐標鏜削的方法，需要蝸輪蝸桿減速器殼體孔的和在直角坐標轉換成的和公差的公差，然后用在笛卡爾坐標系統(tǒng)的運動精度鏜。
63
3 蝸輪蝸桿減速器殼體加工定位基準的選擇
3.1 粗基準的選擇
基準的選擇應滿足下列要求：
（1）非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不加工面為粗基準。
（2）加工余量最小原則。以余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面有足夠的加工余量。
（3）重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工面為粗基準。
（4）不重復使用原則。粗基準未經(jīng)加工，表面比較粗糙且精度低，二次安裝時，其在機床上（或夾具中）的實 際位置可能與第一次安裝時不一樣，從而產生定位誤差，導致相應加工表面出現(xiàn)較大的位置誤差。因此，粗基準一般不應重復使用。
（5）便于工件裝夾原則。作為粗基準的表面，應盡量平整光滑，沒有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使 工件定位準確、夾緊可靠。
（6）保證每個重要支持均勻的加工余量；
（7）保證零件和管壁有一定的差距。
3.2 精基準的選擇
選擇精基準時，重點考慮是如何減少工件的定位誤差，保證工件的加工精度，同時也要考慮工件裝卸方便，夾具結構簡單，一般應遵循下列原則：
1、基準重合原則：所謂基準重合原則是指以設計基準作定位基準，以避免基準不重合誤差。
2、基準統(tǒng)一原則：當零件上有許多表面需要進行多道工序加工時，盡可能在各工序的加工中選用同一組基準定位，稱為基準統(tǒng)一原則?；鶞式y(tǒng)一可較好地保證各個加工面的位置精度，同時各工序所用夾具定位方式統(tǒng)一，夾具結構相似，可減少夾具的設計、制造工作量。
3、自為基準原則：有些精加工工序，為了保證加工質量，要求加工余量小而均勻，采用加工面自身作定位基準，稱為自為基準原則。例如在導軌磨床上磨削床身導軌時，為了保證加工余量小而均勻，采用百分表找正床身表面的方式裝夾工件，又如浮動鏜孔、浮動鉸孔、珩磨及拉削孔等，均是采用加工面自身作定位基準。
4、互為基準原則：為了使加工面獲得均勻的加工余量和加工面間有較高的位置精度，可采用加工面間互為基準反復加工。例如加工精度和同軸度要求高的套筒類零件，精加工時，一般先以外圓定位磨內孔，再以內孔定位磨外圓。
5、裝夾方便原則：所選定位基準應能使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，操作方便，夾具結構簡單。
從孔與孔的位置，孔與平面，平面與平面的位置。精基準的選擇應能確保在整個過程的統(tǒng)一的管道基本上可以使用參考位置。從管底座零件圖的分析，支撐孔平行并覆蓋大面積的平面與主軸，適合用作精基準。但與平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法對典型的全過程，基本能夠滿足定位要求的參考。最后，雖然是裝配基準，但因它是對垂直主軸承孔的基礎。
3.3 蝸輪蝸桿減速器殼體加工主要工序安排
工序安排應該是盡可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺紋孔銑床的鉆頭，切削力大，也應在粗加工階段完成。對于工件，需要精加工是支持前孔與平面結束后。根據(jù)以上原則應該先完成加工平面加工孔，但在本裝置實際生產不易保證孔和端面互相垂直的。因此，工藝方案實際上是用于精加工軸承孔，從而支持擴孔芯棒定位端處理，所以容易保證的端部的圖紙上的全跳動公差。螺紋孔攻絲時，切削力小，可以分散在后期階段。
加工完成后，還要檢驗入庫等操作，衛(wèi)生打掃干凈。
工藝路線一：
10 鑄 鑄造毛坯
20 時效 時效熱處理
30 涂 涂底漆
40 銑 銑底平面
50 銑 粗銑φ230大端面
60 銑 精銑φ230大端面
70 銑 銑φ90左側端面
80 銑 銑φ90右側端面
90 銑 銑頂部φ40的凸臺面
100 鉆 鉆、擴、鉸4-Φ18mm
110鏜 粗鏜?Φ185-70孔
120鏜 精鏜?Φ185-70孔
130 鏜 粗鏜Φ90孔
140 鏜 精鏜Φ90孔
150 鉆 鉆孔攻絲3-M10
160 鉆 鉆孔攻絲6-M8
170 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M20螺紋孔
180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M14-7H螺紋孔
190 鉗 表面去毛刺
200 涂 涂料
210 檢 檢驗入庫
工藝路線二：
10 鑄 鑄造毛坯
20 時效 時效熱處理
30 涂 涂底漆
40 銑 銑底平面
50 車 粗鏜?Φ185-?Φ70孔
60 車 粗鏜?Φ90孔
70 銑 粗銑φ230大端面
80 銑 精銑φ230大端面
90 銑 銑φ90左側端面
100 銑 銑φ90右側端面
110 銑 銑頂部φ40的凸臺面
120 鉆 鉆、擴、鉸4-Φ18mm
130 車 精鏜?Φ185-?Φ70孔
140 車 精鏜?Φ90孔
150 鉆 鉆孔攻絲3-M10
160 鉆 鉆孔攻絲6-M8
170 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M20螺紋孔
180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M14-7H螺紋孔
190 鉗 表面去毛刺
200 涂 涂料
210 檢 檢驗入庫
根據(jù)加工要求和提高效率時間等因素綜合選擇方案一：
10 鑄 鑄造毛坯
20 時效 時效熱處理
30 涂 涂底漆
40 銑 銑底平面
50 銑 粗銑φ230大端面
60鏜 精銑φ230大端面
70 銑 銑φ90左側端面
80 銑 銑φ90右側端面
90 銑 銑頂部φ40的凸臺面
100 鉆 鉆、擴、鉸4-Φ18mm
110鏜 粗鏜?Φ185-70孔
120鏜 精鏜?Φ185-70孔
130鏜 粗鏜Φ90孔
140鏜 精鏜Φ90孔
150鉆 鉆孔攻絲3-M10
160鉆 鉆孔攻絲6-M8
170鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M20螺紋孔
180鉆孔攻絲 鉆孔攻絲M14-7H螺紋孔
190鉗 表面去毛刺
200涂 涂料
210檢 檢驗入庫
3.4 機械加工余量、工序及毛坯的確定
“蝸輪蝸桿減速器殼體”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200材料采用HT200制造。材料是HT200，硬度HB170到240，大批量生產，鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)要求，面加工分粗、精銑加工余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊第1卷》。其余量值規(guī)定，現(xiàn)取。
精銑：參照《工藝手冊》，余量值。
（2）螺孔毛坯實心，不沖孔
（3）端面加工余量。
端面分粗銑、精銑加工。各余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊》，取。
精銑：參照《工藝手冊》，取1mm。
（4）孔的加工余量
粗銑：參照《工藝手冊》，取。
精銑：參照《工藝手冊》，取1mm。
（5）孔的加工余量
粗鏜：參照《工藝手冊》，取。
精鏜：參照《工藝手冊》，取1mm。
3.5 確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序40：銑底平面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
銑面余量：Z=3.0mm
銑削深度：=3.0mm
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
:取
切削工時
被切削層：由毛坯可知=330mm
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：=0.51s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。在加工過程中裝卸短暫， 所以取裝時間。則=15s
工序50：粗銑φ230大端面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：=3mm
每齒進給量：取，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知 l=234mm
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：=35s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。裝卸短暫，所以取裝時間為0.1min,則=25s
工序60：精銑φ230大端面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：取，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照文獻，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知 l=231mm
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間:=32s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間,裝卸短暫，取裝卸時間。則=31s
工序70 粗銑φ90左側端面
切削深度 。
進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。
計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際
基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=
根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=135mm
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
T=18.2s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。裝卸短暫，所以取裝時間為0.1min,則
精銑左側面
切削深度 。
進給量的確定 此工序選擇YG8硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。
切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-157
=124m/min，計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]機床主軸轉速表，確定n=490r/min，再計算實際切削速度
基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=490r/min，工作臺進給量=
根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=136mm
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
T=17.9s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。所以取裝時間。則=31s
工序70 銑φ90右側端面
1.工步一粗銑右側面
（1）切削深度 。
（2）進給量的確定 此工序選擇YG6硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-146，得 取fz=0.20mm/r 。
（3）切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220，根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]表30-23，選擇切削速度=65m/min。
計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]表4-18得n=255r/min，然后計算實際
（1） 基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=255r/min，工作臺進給量=
根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=139mm
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
T=18.2s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。裝卸短暫，所以取裝時間為0.1min,則=25s
工序80 精銑右側面
（1）切削深度 。
（2）進給量的確定 此工序選擇YG8硬質合金端銑刀，查表選擇硬質合金端銑刀的具體參數(shù)如下：D=80mm，=70mm，d=27mm，L=36mm，=30mm，齒數(shù)z=10，根據(jù)所選擇的X52K銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r， 。
（3）切削速度的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指南》[2]表5-157
=124m/min，計算主軸轉速，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》[3]機床主軸轉速表，確定n=490r/min，再計算實際切削速度
（4）基本時間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù)，主軸轉速n=490r/min，工作臺進給量=
根據(jù)機床說明書取=480mm/min；切削加工面L=136mm
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》[10]，表30-9查得=7，
T=17.9s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。所以取裝時間。則=31s
工序90：銑頂部φ40的凸臺面
機床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度:=3mm
每齒進給量：取取銑削速度
機床主軸轉速：
按照，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：取
切削工時
被切削層：由毛坯可知，l=43mm
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：=8s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。在加工過程中裝卸短暫， 所以取裝時間。則=15s
工序100：鉆、擴、鉸4-Φ18mm
機床：鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照文獻選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
1.鉆孔Φ11
鉸孔時先鉆孔
切削深度：=5.5mm
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：l=20mm
刀具切入：
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間： =8.4s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。裝卸短暫所以取裝時間。則=32.4s
2.擴孔
刀具：選擇硬質合金錐柄麻花擴孔鉆頭。
片型號：E403
切削深度：=3.35mm
進給量：取。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
按照文獻取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層：
刀具切入有：
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機動時間：=5.2s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。裝卸短暫所以取裝時間。則=32.4s
3. 鉸孔
刀具：根據(jù)參照文獻選擇硬質合金錐柄機用鉸刀。
切削深度：，且。
進給量：根據(jù)文獻取。
切削速度：參照文獻取。
機床主軸轉速：
按照文獻[3]表3.1～31取
實際切削速度：=0.94m/s
切削工時
被切削層：l=20mm
刀具切入，
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：==0.04min=2.4s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。裝卸短暫所以取裝時間。則=32.4s
。則=32.4s
工序110 粗鏜?185-?70孔
機床：T68
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
1.粗鏜
進給量：刀桿伸出取，切削深度為2mm。因此確定進給量。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：l1=67mm,l2=24mm
刀具切入：l1=3.2mm
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：=67+3.2+4/200=0.37min=22.3s
tj2=24+3.2+4/200=0.15min=9.4s
T=22.3+9.4=31.7s
輔助時間：參照《工藝手冊》取工步輔助時間。所以取裝時間。則=57s
工序120 精鏜?185-?70孔
進給量：確定進給量
切削速度：取
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.14—41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：l1=67mm l2=24mm
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：t3=(67+3.5+4)/200=0.37min=22.35s
t4=(24+3.5+4)/200=0.16s=9.6s
T=22.35+9.6=31.9s
輔助時間：參照《工藝手冊》取工步輔助時間。所以取裝時間。則=57s
工序130 粗鏜?90孔
機床：T68
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
⑴ 粗鏜
進給量：刀桿伸出取，切削深度為2mm。因此確定進給量。
切削速度：取。
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：l=40mm
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：tj1=(4.+3.27+4)/200=0.24min=14.2s
輔助時間：參照《工藝手冊》取工步輔助時間。所以取裝時間。則=57s
工序140 精鏜?90孔
進給量：確定進給量
切削速度：取
機床主軸轉速：
，
按照文獻[3]表3.14—41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層：l=40mm
刀具切入：
刀具切出： 取
行程次數(shù)：
機動時間：=(40+3.5+4)/200=0.2375min=14.25mm
輔助時間：參照《工藝手冊》取工步輔助時間。所以取裝時間。則=57s
工序150鉆孔攻絲3-M10
機床：鉆床 Z525
刀具：麻花鉆、擴孔鉆、絲錐
1.進給量：根據(jù)《工藝手冊》取
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
實際切削速度：
被切削層：l=11mm
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)為1
機動時間：=0.08min=4.8s
輔助時間：參照鉆孔時間，取裝卸時間，工步時間。則=30s
2.進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層：l=7mm
刀具切入：
刀具切出： （盲孔）
機動時間:=0.03min=1.8s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。由于生產線上裝時間很短，所以取裝時間。則=32.4s
工序160: 鉆孔攻絲6-M8
機床：鉆床 Z525
刀具：麻花鉆、擴孔鉆、絲錐
1.進給量：根據(jù)《工藝手冊》取
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
輔助時間：參照鉆孔時間，取裝卸時間，工步時間。則=30s
2.進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層：l=20mm
刀具切入：
刀具切出： （盲孔）
機動時間：=0.65min=3.9s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。由于生產線上裝時間很短，所以取裝時間。則=32.4s
工序 170鉆孔攻絲M20螺紋孔
1.刀具選用GB1436-85鉆
鉆孔進給量為0.20～0.35。
則取
確定加工速度，根據(jù)《工藝手冊》
加工速度計算公式為
查得為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
故 ==72
選取
故實際速度為=2.64
確定加工時間（一個孔） =40s
輔助時間：參照鉆孔時間，取裝卸時間，工步時間。則=30s
2.進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層：l=23mm
刀具切入：
刀具切出：
機動時間：=0.066min=4.0s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。由于生產線上裝時間很短，所以取裝時間。則=32.4s
工序180 鉆孔攻絲M14-7H螺紋孔
本工序采用計算法。
表1標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽的長度
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.80～11.20
151
101
表2 主要幾何麻花鉆（根據(jù)GB6117-85）
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6～18.00
30
118
12
40～60
表3鉆頭，鉆鉸刀磨損標準和耐久性
（1）后刀面最大磨損限度mm
刀具材料
加工材料
鉆頭
直徑d0（mm）
≤20
高速鋼
鑄鐵
0.5～0.8
（2）刀具耐用度T min
刀具類型
加工材料
刀具材料
刀具直徑d0（mm）
11～20
鉆孔\擴孔
鑄鐵、銅合金及合金
高速鋼
60
鉆頭磨損0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.確定進給量
查《工藝手冊》鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,進給量取f=0.60。
②.確定加工速度
灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的加工速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 V=12=10.32 （3-17）
則 = =111 （3-18）
查表4.2-12可知， 取 n = 145
則實際加工速度 = = =11.8
機動時間：=7.8s
輔助時間：參照鉆孔時間，取裝卸時間，工步時間。則=30s
2.進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《工藝手冊》取
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層：l=44mm
刀具切入：
刀具切出：
機動時間：=0.13min=8.4s
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。由于生產線上裝時間很短，所以取裝時間。則=32.4s
4 鏜?185-?70孔夾具設計
4.1 研究原始質料
利用本夾具主要用來加工鏜孔?185-?70孔孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。
4.2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知：在對鏜孔?185-?70孔行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，底面孔進行了鉆、擴加工。因此，定位、夾緊方案有：
選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。
鏜孔?185-?70孔時為了使定位誤差達到要求的范圍之內，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。一面即底平面。
4.3 切削力及夾緊力的計算
鏜刀材料：（硬質合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]查表可得：
圓周切削分力公式：
式中
查[5]表得： 查[5]表 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ：
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。
4.4 誤差分析與計算
該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.5 定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：
表5定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
8
6
15
0.010～0.011
22
5
1
4
M12
4
4.6 夾具設計及操作的簡要說明
為提高生產率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調整換取。
5 鉆6-M8底孔的鉆床夾具設計
5.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。
夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。
考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。
螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。
螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機構的特點：
（1）結構簡單；
（2）擴力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，