蝸輪箱體機械加工工藝及夾具設計【銑和車 2套夾具】【含8張cad圖紙+文檔全套資料】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 畢業(yè)設計報告(論文) 報告(論文)題目：渦輪箱體的加工工藝及夾具設計 作者所在系部： 機電工程學院 作者所在專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 作者所在班級： B13113 作 者 姓 名 ： 田喜超 作 者 學 號 ： 20134011310 指導教師姓名： 趙忠澤 完 成 時 間 ： 2017年5月 北華航天工業(yè)學院教務處制 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 灰鑄鐵 毛坯外形尺寸 180x184x155 每毛坯件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 備注 1 鑄造 鑄造，清理 2 熱處理 退火處理 3 銑 銑R75大端面 X5032 游標卡尺、銑刀盤 4 粗銑 粗銑φ60端面、φ136端面 X5032 游標卡尺、銑刀盤 5 半精銑 半精銑φ60端面、φ136端面，保證尺寸153、20.5、14到位 X5032 游標卡尺、銑刀盤 6 鉆 鉆4-φ13工藝孔 X5032 游標卡尺、φ13鉆頭 7 粗車 粗鏜孔φ42和φ38 YT30 內徑千分尺、游標卡尺，車刀 8 精車 精鏜孔φ42和φ38，保證尺寸22、62、30 YT30 內徑千分尺、游標卡尺，車刀 9 粗鏜 粗鏜兩側孔φ52 T6113 內徑千分尺、游標卡尺，鏜刀 10 精鏜 精鏜兩側孔φ52，保證達到孔位H7的公差和168到位 T6113 內徑千分尺、游標卡尺，鏜刀 11 銑或鉆 鉆兩側φ52端面上4-M6孔深8 X5032或Z3050 φ5鉆頭、M6絲攻 12 鉆 鉆φ60端面上2-M10 X5032或Z3050 φ8.2鉆頭、M10絲攻 13 鉆 鉆R78大端面上5-M6孔深8 X5032或Z3050 φ5鉆頭、M6絲攻 14 去毛刺 去各部分銳邊毛刺 鉗工臺 平板銼 15 終檢 終檢 檢驗臺上 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 0 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 4.517 82.07 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑R78大端面，銑去2-3mm，見光即可 游標卡尺， 銑刀盤400mm 500 60 2.0 1.00 2 0.42 1.1 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 30 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 1.45 68.7 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑φ60、φ136端面，銑光即可 游標卡尺、銑刀盤 400 50 0.5 0.5 1 1.2 1.5 2 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 40 銑 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X5032 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 1.45 68.7 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以R75大端面為基準，半精銑φ60端面 游標卡尺，銑刀盤 500 50 1.0 0.4 1 0.3 0.5 2 半精銑φ136端面，保證尺寸20.5、14、153到位 游標卡尺，銑刀盤 500 50 1.0 0.4 1 0.3 0.3 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 50 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3050 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以銑好的下平面為基準，鉆4-φ13工藝孔 Φ13鉆頭 500 60 2.0 1.0 2 0.42 1.0 2 3 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 60 車 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控車床 CA6140 夾具編號 夾具名稱 切削液 車床夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以φ136端面為基準，粗車φ42、φ38、φ48 車刀YT5、車床夾具 400 80 0.5 3 1 0.2 0.1 2 精車φ42、φ38、φ48，保證兩端同軸度 車刀YT30、車床夾具 800 50 0.3 3 1 0.2 0.1 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 70 鏜 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式鏜床 T6113 夾具編號 夾具名稱 切削液 鏜孔夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 0.8 62.9 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以鏜孔夾具定位，粗鏜φ52孔 鏜刀YG3X、鏜孔夾具 600 80 1.00 1.0 3.0 2.0 2 精鏜兩側φ52孔到位，保證168尺寸，并保證兩端同軸度 鏜刀YG3X、鏜孔夾具 500 50 0.3 0.3 2.0 1.0 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 80 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z3050 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2.56 72.62 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 分別以端面φ62端面為基準，鉆兩面8-M8底孔φ6.8孔 鉆頭φ6.8 800 80 0.27 1.0 1 0.2 1.3 2 攻8-M8孔深10 絲攻M8 150 30 0.5 0.2 5 0.3 0.1 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 90 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z3050 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以R75大端面為基準，鉆φ140端面上2個M10底孔φ8.2 鉆頭φ8.2 800 100 0.27 1.0 1 0.2 1.34 2 攻2-M10通 絲攻M10 120 30 0.3 0.3 5 0.3 0.1 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 蝸輪箱體 零件名稱 蝸輪箱體 共 11 頁 第 9 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 100 鉆 HT200 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄造 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z3050 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 2.51 62.73 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以φ136端面為基準，鉆R78端面5-M6底孔φ5 鉆頭φ5 560 50 0.15 0.2 2 3.5 2.3 2 攻5-M6孔深8 絲攻M6 100 30 0.1 0.1 5 0.5 0.3 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 第2章 零件的分析 2 2.1、零件的作用 2 2.2、零件的工藝分析 2 第3章 確定毛坯材料及加工余量 4 3.1、選用毛胚的材料 4 3.2、加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 4 3.2.1、確定加工余量及毛坯種類 4 3.2.2、5-M6-H7深8的螺孔 4 3.2.3、φ38孔的加工余量， 4 3.2.4、φ42孔的加工余量 5 3.2.5、兩側φ52的加工余量 5 3.2.6、兩側φ52面螺孔M6 6 第4章 工藝規(guī)程設計 7 4.1、定位基準的選擇 7 4.1.1、粗基準的選擇 7 4.1.2、精基準的選擇 7 4.2、制定工藝路線 7 4.3、選擇加工設備及刀、夾、量具 8 4.4加工工序設計 8 第5章 銑床夾具設計 10 5.1 定位基準及定位元件選擇 10 5.1.1 工件定位面選擇 10 5.1.2 夾具定位元件選擇 10 5.1.3 定位元件限制不定度分析 10 5.2 夾緊機構及夾緊元件初步選擇 11 5.3 夾具定位元件的設計 11 5.4 對刀方式 12 5.5 計算切削力和夾緊力 12 5.5.1 計算切削力 12 5.5.2 計算夾緊力 12 5.6 夾具體設計 13 第6章 車床夾具的設計 14 6.1定位基準的選擇 14 6.2切削力的計算與夾緊力分析 14 6.3夾緊元件及動力裝置確定 15 圖6-1夾緊元件裝置圖 16 6.4定位銷及夾具體設計 16 6.5夾具精度分析 16 圖6-1車床夾具裝配圖 17 小 結 18 致 謝 19 參考文獻 20 摘 要 本設計是渦輪箱箱體零件機械加工工藝與專用夾具設計，包括了渦輪箱箱體零件的工藝編制、箱體專用夾具的設計以及撰寫了設計說明書。 加工工藝和夾具設計是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要流程，加工工藝包括機械加工工藝流程、各工序的加工 參數(shù)等內容，好的機械加工工藝能夠能夠簡化加工流程提高加工質量。夾具設計是工藝流程的一部分，他是工藝裝備的重要組成部分，是除了機床以外最重要的工藝輔助裝備。 關鍵詞： 箱體 工藝 夾具 Abstract This design is the turbine box body parts machining process and special fixture design, including the turbine case the machining process of parts of the body of special fixture design and writing the design specification Processing technology and fixture design is the important process in the process of modern enterprise production, the processing technology including machining process content such as the processing parameters of each process and good machining process can can simplify machining process to improve quality of fixture design is part of the process, he is an important part of the process equipment, is the most important process in addition to the machine auxiliary equipment Key words： box process fixture I 第1章 緒論 機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設計是在學完了機械制造方向大部分專業(yè)課，并且進行了一定的生產(chǎn)實習，在此基礎之上進行的一個綜合性的教學環(huán)節(jié)。通過這次畢業(yè)設計，使我們能夠綜合運用機械制造方向專業(yè)課的基本理論知識，結合在生產(chǎn)實習過程中體驗到的實踐經(jīng)驗。獨立地對零件進行分析并且解決加工工藝中的問題，初步具備了一定的對中等復雜程度零件（蝸輪箱體）的機加工工藝規(guī)程和專用夾具進行設計的能力。根據(jù)《機械制造工藝學》等已學的專業(yè)課程，參考課本夾具設計的實例，活學活用的制定出夾具的設計方案，并借此機會進一步鍛煉了運用相關設計手冊、圖表等專業(yè)的學術資料以及編寫技術文件等相應的基本能力，為以后所從事的工作打下良好的基礎。 機床夾具是機械加工過程中的重要設備。機床夾具的設計及使用是提高生產(chǎn)效率、促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著工業(yè)4.0以及中國制造2025的不斷展開，機床夾具的創(chuàng)新和改進已成為了從事機械行業(yè)的技術人員和機械領域專家學者在技術革新過程中的一項非常重要的任務。 由于能力不足，經(jīng)驗欠缺，設計中存在的不足之處，還望各位老師多多指點。 0 第2章 零件的分析 2.1、零件的作用 箱體類零件用來支撐和固定軸系零部件，是機器及部件的基礎部分。其結構設計形式千奇百怪、多種多樣，但主要特征依然是大同小異，都有著共同的特點比如外形比較復雜、外壁不均勻且較薄、較多的加工部位、擁有腔形的內部結構、比較難加工。將部件中的軸系零件按其相互位置關系裝配成一個整體，保證傳動件正確嚙合，按照規(guī)定的傳動比關系協(xié)調其運動，使其平穩(wěn)運轉，與此同時，社會現(xiàn)在對產(chǎn)品需求量較高，大批量生產(chǎn)成為主流。渦輪變速箱在生產(chǎn)、生活領域運用十分廣泛。渦輪箱體作為渦輪變速器的載體，他的質量好壞直接關乎渦輪變速器的性能，所以對渦輪箱體的工藝設計要尤為重視。 2.2、零件的工藝分析 根據(jù)蝸輪箱的零件圖可知，材料選用HT200。由于渦輪箱體結構設計形式千奇百怪、多種多樣，外形比較復雜、外壁不均勻且較薄、較多的加工部位、擁有腔形的內部結構、比較難加工。因此經(jīng)常采用灰鑄鐵來制造毛坯，灰鑄鐵是一種常用的鑄造材料，能夠承受較大應力，具有較高的強度、耐磨性、耐熱性和抗震性，具備很好的鑄造性能。非常適合用于像渦輪箱箱體這樣的零件。 分析零件圖可知，零件的主要加工工序為加工R75大端面、兩側φ52端面、φ60端面和φ136端面，兩側φ52孔、中心孔φ38和φ42孔，R75大端面上5-M6-7H孔，φ52端面4-M6孔等φ60端面上2-M10孔。 蝸輪箱零件的兩個側面的尺寸精度為168，兩側孔φ52、與中心孔φ38、φ42孔的公差等級均為H7級公差。中心孔φ38、φ42的中心與兩側孔φ52孔的中心線中心高為71.5±0.2。 中心孔φ38、φ42孔兩端同軸度為0.03mm。 兩側孔φ52中心線與φ38、φ42中心線的垂直度0.03mm。這些數(shù)據(jù)是進行加工工藝編程及專用夾具設計的基礎數(shù)據(jù)。 由于要裝軸承，加工支承孔時對表面粗糙度和加工精度要求都會相對較高，故為了不影響軸承外圈與孔之間的配合精度，并且使軸的回轉精度降低，對支撐孔的加工應采用較高的尺寸精度、表面粗糙度和尺寸精度。此外在同一軸的各孔之間都存在同軸度方面的要求，以確保軸、軸承之間能夠正常運轉、順利裝配。相鄰的孔之間若存在蝸輪嚙合關系的，為了提高蝸輪嚙合的精度，降低噪音、減少震動，延長使用壽命，對平行度和孔距尺寸精度要會有較高的要求。 通過參考文獻【1】中，對機床能所能達到的位置精度和對面、孔進行加工的經(jīng)濟精度要求可知，本次設計的零件結構的工藝性是可行的，并且可以達到對上述條件的技術要求。 圖2-1零件圖 第3章 確定毛坯材料及加工余量 3.1、選用毛胚的材料 軸承在運動過程中由于偏心載荷的作用會產(chǎn)生振動，為了保證零部件在工作時安全可靠，毛坯材料選用強度較高并且具有良好的抗震性和穩(wěn)定性，應力承受能力強、價格也相對低廉的鑄鐵HT200。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-5,選用鑄件尺寸的公差等級為CT-7。 對于這種典型的箱體類零件，采用鑄造得到毛坯是一種常用的方法，HT200是一種常用的鑄造材料，有很好的鑄造性能、塑性和韌性，非常適合用于鑄造渦輪箱體這樣的零件。 3.2、加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 3.2.1、確定加工余量及毛坯種類 選灰鑄鐵HT200作為該零件的鑄造材料,查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-3，選用鑄件的尺寸公差為CT7級，可得鑄件尺寸公差為1.4mm。查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-5得，加工余量為MA-F級，可得加工余量為2.5-3.0mm。 3.2.2、5-M6-H7深8的螺孔 鑄造過程中對毛坯材料不進行沖孔操作，鑄造得到的毛坯為實心?？椎募庸そ?jīng)濟精度要求為IT8，參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-24,可得標準公差值為。參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-8。確定工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： φ5.8孔 攻絲： M6 3.2.3、φ38孔的加工余量， 由工序卡片加工要求可知，對φ38孔的加工分為粗車、精車兩個工序。參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-8，可得這兩個工序加工余量如下： 粗車：其加工余量值為2.0mm; 精車：其加工余量值為0.3mm。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為φ38-2-0.3=φ35.7 參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-3，確定鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.4mm。 毛坯名義尺寸為φ38-2-1.4-0.3=φ34.3； 毛坯最大尺寸為φ34.3+0.55=φ34.85； 毛坯最小尺寸為φ34.3-0.55=φ33.75； 粗車工序尺寸為φ36； 精車工序后尺寸為φ38 0~+0.025mm。 3.2.4、φ42孔的加工余量 由工序卡片加工要求可知，以粗車、精車兩個工序分別對該φ42孔進行加工完成。參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-8，可得這兩個工序加工余量如下 粗車：其加工余量值為2.0mm； 精車：其加工余量值為0.3mm。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 毛坯基本尺寸為φ42-2-0.3=φ39.7mm； 參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-3，確定鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.4mm。 毛坯名義尺寸為φ42-2-1.4-0.3=φ38.3mm； 毛坯最大尺寸為φ38.3mm+0.55=φ38.85mm； 毛坯最小尺寸為φ38.7mm-0.55=φ37.75mm； 粗車工序尺寸為φ40mm； 精車工序后尺寸為φ42 0~+0.025mm。 3.2.5、兩側φ52的加工余量 由工序卡片加工要求可知，該φ52孔以粗鏜、精鏜兩個工序進行加工完成。參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-8，可得這兩個工序加工余量如下 粗鏜：其加工余量值為2.0mm； 精鏜：其加工余量值為0.5mm。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為：φ52-2-0.5=φ49.5mm。 參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-3，確定鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.4mm。 毛坯名義尺寸為φ52-2-1.4-0.5=φ48.3mm； 毛坯最大尺寸為φ48.3mm+0.55=φ48.85mm； 毛坯最小尺寸為φ38.3mm-0.55=φ47.75mm； 粗鏜工序尺寸為φ50.25mm； 精鏜工序后尺寸為φ52 0~+0.03mm 3.2.6、兩側φ52面螺孔M6 由于對鑄造的毛坯不進行沖孔操作，毛坯材料又為實心?？椎募庸そ?jīng)濟精度要求為IT8，參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-24,標準公差值為。參考《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-8。確定工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： φ5.8 攻絲： M6 圖3-1蝸輪箱體毛坯圖 第4章 工藝規(guī)程設計 4.1、定位基準的選擇 4.1.1、粗基準的選擇 粗基準的選擇：對毛坯材料進行機械加工時，由于毛坯未加工時表面粗糙，定位基準誤差較大，為保證加工精度和加工面與不加工面之間的相互位置要求，通常選擇不加工表面作為粗基準。而該箱體的孔和箱壁在鑄造時用的是同一型芯，因此可以根據(jù)孔與箱壁之間的相對位置關系，保證加工表面的加工余量合理分配，盡量選則該箱體的主要支承孔作為粗基準選擇的主要基準。 4.1.2、精基準的選擇 精基準的選擇：對工件進行切削加工時要盡量保證所選的定位基準與圖紙上標注的基準重合，即圖紙上的尺寸就是加工時的定位尺寸，避免了應為加工基準和圖紙基準的不統(tǒng)一所產(chǎn)生的誤差?；鶞式y(tǒng)一是要求在精加工時，精加工的基準盡量選取同一個定位基準，選用同一個定位基準可提高工件的加工精度，避免多次更換基準以免產(chǎn)生誤差。分析該箱體零件圖可知，該工件底面面積較大且與各個加工工藝孔平行，適于作為精基準使用。但值得注意的是，若只使用一個平面來進行定位的話，則只能限制工件3個自由度。所以采用典型的一面兩孔定位方法，以此來滿足加工過程中基準統(tǒng)一定位的要求。 4.2、制定工藝路線 機械加工工藝路線的確定是本課題確定設計方案最重要的一步，其次便是機床專用夾具的設計。制訂工藝路線的目的是保證工件的尺寸精度、形位公差、位置精度、粗糙度能夠達到圖紙要求。在夾具設計方面通過采用通用機床以及專用的夾具設備，為了最大化的提高加工效率，可以通過使用最短的加工工序和最方便加工的方式進行加工。 通過分析編寫渦輪箱箱體的機械加工工藝路線方案如下： 工序號 工 序 內 容 鑄造 時效 10 銑 銑R78大端面 20 銑 粗銑φ60端面、φ136端面 30 銑 半精銑φ60端面、φ136端面，保證尺寸153、20.5、14到位 40 鉆 鉆4-φ13工藝孔 50 車 粗車孔φ42和φ38 60 車 精車孔φ32和φ38，保證尺寸22、62、30 70 鏜 粗鏜兩側孔φ52 80 鏜 精鏜兩側孔φ52，保證達到孔位H7的公差和168到位 90 鉆 鉆兩側φ52端面上8-M6孔深8 100 鉆 鉆φ60端面上2-M10 110 鉆 鉆R78大端面上5-M6孔深8 120 去毛刺 130 檢驗 140 入庫 4.3、選擇加工設備及刀、夾、量具 由于該零件屬于大批量生產(chǎn)，故以通用機床來作為主要的加工設備，再以一定的專用機床作為輔助。以通用機床加專用夾具作為主要的生產(chǎn)方式，用專用機床作為輔助的生產(chǎn)流水線。由人工來完成工件的裝卸和傳送。 進行銑削加工時，由于對加工對象的大小端面進行加工?？紤]到便于該工件的定位和夾緊以及夾具結構的設計方案等問題，采用立式銑床， （參考文獻[1]表3.1-73）。選擇C類可轉位面銑刀，直徑為D為φ400mm（參考文獻[1]表4.4-40）、專用夾具和游標卡尺。 工件的孔系的車削加工采用CA6140數(shù)控車床，參照（參考文獻[1]表3.2-44）選擇合適的過渡盤、車刀、游標卡尺、專用夾具。 采用搖臂鉆床Z3025對工件各表面的孔系進行鉆削加工（參考文獻[1]表3.1-30），選用錐柄麻花鉆，塞規(guī)、游標卡尺、快換夾頭、專用夾具。 使用搖臂鉆床對螺紋孔進行攻絲，其他輔助設備選用機用絲錐、螺紋塞規(guī)、絲錐夾頭和專用夾具。 4.4加工工序設計 鉆M6螺孔 以灰鑄鐵HT200作為工件的材料，選用X3025作為加工機床?？椎闹睆綖镸6mm，表面粗糙度為12.5，加工工序為鉆。刀具選擇為：鉆孔——Φ5mm。攻絲M6 確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻[7]表28-8，考率鉆頭所能承受的強度，選進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[7]表28-9，得到進給量。 由于所選進給量遠小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于上表給定的加工條件與實際的加工條件之間存在一定的差異，所以對以得出的結論進行適度的修正。 由參考文獻[7]表28-3，，，故 查Z535機床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻[7]表28-5，，故 校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應地 ，， 第5章 銑床夾具設計 由渦輪箱體零件圖可知，對端面應該進行銑削加工。根據(jù)工序的要求，本次銑削加工采用立式銑床。如圖4-1立式銑床是一種常見的機械加工裝備，立式銑床的主軸是垂直布置的，決定了他的加工方向是工作臺水平移動。在夾具設計時，要考慮到機床工作臺的進給方向和進給行程。 圖5-1 立式銑床 5.1 定位基準及定位元件選擇 5.1.1 工件定位面選擇 工件的定位面是工件上直接和接觸的部分，選擇定位面時應該遵循以下原則：選擇大而平整的平面或內圓外圓進行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的裝夾、定位面所對應的裝夾位置應該結構牢固，在裝夾時保證不得有變形現(xiàn)象。根據(jù)上述原則選擇渦輪殼體底面作為定位面。 5.1.2 夾具定位元件選擇 根據(jù)夾具設計手冊可知機床的定位元件有很多種，如定位板、定位銷、支承釘、定位軸、V型塊等。該夾具中，由于定位面都是大而平整的表面，故應選用支撐板進行定位。 5.1.3 定位元件限制不定度分析 任何物體在空間中都有3個移動自由度和3個旋轉自由度，要想確定物體的位置必須將這6個自由度進行限制。對于渦輪課題銑頂面夾具，在底面用兩塊支撐板限制三個自由度，兩塊支撐板的作用相當于一個大平面，限制了2個旋轉自由度和1個移動自由度就足夠了。 5.2 夾緊機構及夾緊元件初步選擇 如圖4-2所示，采用移動壓板作為夾緊機構。移動壓板機構選用的都是標準件，包括移動壓板、螺母、雙頭螺柱、彈簧、調節(jié)支撐。移動壓板是一種結構簡單，容易獲得的夾緊機構，使用移動壓板時，先裝入工件，然后把移動壓板的頭部移動至需要夾緊的部位，再用扳手擰緊夾緊工件。 圖5-2 移動壓板夾緊 5.3 夾具定位元件的設計 在夾具底面的縱向槽中裝配兩個定向鍵，并且距離盡量布置的要遠一些。經(jīng)過定向鍵以及銑床的工作臺U形槽的配合，使本次設計的夾具上的定位元件的工作表面相對于工作臺的送進的方向具有合理的位置關系。定向鍵可以承受銑削加工時所產(chǎn)生的扭轉的力矩，可以降低夾緊夾具的螺栓的負荷度，提高夾具在加工當中的穩(wěn)定性。定位鍵的具體結構如圖4-3。 圖5-3 定位鍵 5.4 對刀方式 銑床夾具和銑床之間相互位置的確定依靠夾具底面定位鍵與機床工作臺T型槽之間的配合。但是當把夾具安裝到銑床上后，銑刀位置和工件位置還不確定，這時就需要對刀塊來確定這一位置。對刀塊可分為直角對刀塊和圓形對刀塊，直角對刀塊能夠確定銑刀兩個方向上的位置，圓形對刀塊只能限制銑刀一個方向上的位置。對于渦輪機箱體的加工，使用用圓形對刀塊塊進行對刀。使用對刀塊時，用手動方式把操作工作臺，把對刀塊逐漸逼近銑刀，在銑刀和對刀塊之間塞入塞尺，當塞尺剛好能在銑刀和對刀塊縫隙間移動時，此時刀具和夾具的位置便被確定下來，通過減去塞尺的厚度可得到二者之間精確的位置。 5.5 計算切削力和夾緊力 5.5.1 計算切削力 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-19中公式，查加工灰鑄鐵時端面銑刀的切削力計算公式為: 公式中各參數(shù)含義如下： ：各種銑刀加工不同材料的切削參數(shù)，對于端面銑刀加工灰鑄鐵取 ：高速鋼銑刀切削力的修正系數(shù)，對于灰鑄鐵取1.0 ：銑削時各分力與圓周力的比值，對于對稱端銑取: 其余參數(shù)根據(jù)機械加工工藝數(shù)值帶入計算得: 5.5.2 計算夾緊力 根據(jù)《機械加工工藝手冊》孟少農(nóng)表6.3-8中公式 W：作用在工件上的夾緊力 WL：螺旋夾緊力 M：螺旋上的原始作用力M=QL d2：螺紋中徑 Q：手柄上的的作用力 L：手柄長度 l1:支撐到螺栓中心線距離 l2:螺栓中心線到夾緊中心距離 q:彈簧彈力（此處忽略不計） ：機構效率，取0.9 帶入數(shù)計算單塊壓板的夾緊力為681N，則四塊壓板的夾緊力為2724N，大約工件最大切削力。 5.6 夾具體設計 夾具體作為夾具上最大和最復雜的基礎零件，是整個夾具設計過程中最基礎的環(huán)節(jié)，也是整個夾具結構的骨架。該夾具是銑床夾具，還需要選擇安裝定位原件和對刀塊。故為了滿足有足夠的強度和剛度、安放穩(wěn)定可靠、結構緊湊和工藝性好，并且重量盡可能輕巧，便于操作，使用安全，所以選擇夾具體為鑄造體。 根據(jù)上述原則設計如圖5-4夾具體并繪制零件圖。 圖5-4銑床夾具體零件圖 第6章 車床夾具的設計 由給定零件的零件圖可知，對該零件的孔系進行加工時，定位的要求比較高，需要保證基準孔和平面的垂直度。因此，保證垂直度是本步的重點，在此前提之下我們也應考慮如何提高加工效率。經(jīng)過對工件進行結構形狀的分析，將工件的底面放置在鏜模的底板上，工件的定位和夾緊都會比較可靠，也比較容易進行操作，將工件夾緊之后就可以滿足加工要求。 選用CA6140車床車φ38孔、φ42孔，用定位夾具固定工件。 6.1定位基準的選擇 由零件圖可知，對工藝孔的加工，有尺寸精度的要求和表面粗糙度的要求，并且與頂面之間還有垂直度的要求。故為了保證在加過程中各重要支承孔之間的加工余量合理分配，并且保證所加工孔與頂面之間的垂直度要求。根據(jù)精基準的選用原則，對工藝孔的加工進行定位基準選擇時，應選擇銑削加工過后的兩側表面來基準定位。在夾具下底面設計一個固定支撐限制加上三個壓板來限制3個自由度。將側表面作為主要定位基面并用兩個定位銷定位，用以限制工件的另外3個自由度。 因為提高生產(chǎn)效率是零件加工的一個重要前提，對孔的加工依然采用傳統(tǒng)的鉆、擴、鉸三個步驟進行，夾緊方式為手動。 6.2切削力的計算與夾緊力分析 在本道工序的加工過程中，車削加工的切削力要遠遠大于其他切削力，而此道工序中主要進行的是孔的鏜削加工。因此對切削力的計算應以車削力為準。由參考文獻[9]得： 車削力 車削力矩 式中： 在加工工藝孔時，采用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機構將工件件底面與夾具底板進行連接夾緊，此夾緊機構主要靠壓板與壓緊螺釘進行夾緊。根據(jù)參考文獻[11]可查得夾緊力計算公式： 式中： —單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）； —原始作用力（N）； —作用力臂（mm）； —螺桿與工件的當量摩擦半徑（mm）； —螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； —螺紋中徑之半（mm）； —螺紋升角（°）； —螺旋副的當量摩擦角（°）。 由公式可得，根據(jù)參考文獻[11]表1-2-23可查得點接觸的普通單個螺旋夾緊力計算公式： 6.3夾緊元件及動力裝置確定 根據(jù)蝸輪箱箱體零件本身的的生產(chǎn)特性，可采用手動夾緊方式的夾具。手動夾緊結構的夾具結構簡單，在平時的生產(chǎn)過程中比較常見，應用也較為廣泛。因此采用手動夾緊裝置來作為本次加工的夾緊動力裝置。用手動夾緊方式進行夾緊，不僅使夾緊更為可靠可靠，而且機構也可不必自鎖。 選用A型移動壓板A12X80型來作為夾緊元件。夾緊元件裝置圖6-1如下： 圖6-1夾緊元件裝置圖 6.4定位銷及夾具體設計 采用對角定位銷將鏜孔夾具的兩個側面孔Φ13與工件進行定位，采用M12內六角圓柱頭螺釘對鏜孔夾具的底板對角處進行固定。采用階梯式定位銷在鏜孔夾具上進行定位。用M12螺孔固定鏜孔夾具板在對角處進行固定。 6.5夾具精度分析 使用夾具夾緊工件，并在機床上進行切削加工時，機床、夾具、工件、刀具等相當于一個整體，它們之間組成了一個相對封閉的加工系統(tǒng)，牽一發(fā)而動全身。正是它們之間存在的聯(lián)系，才能使工件和刀具之間形成正確位置關系。因此在設計夾具的過程當中，確定設計方案之后，應對夾具的結構方案進行精確的誤差計算和精度分析。 銑側平面，它們的精度由定位夾具的底板的定位精度保證。因為 所以能滿足加工要求。 夾具圖如下： 圖6-1車床夾具裝配圖 小 結 在指導老師的指導幫助下順利完成了渦輪箱加工工藝及專用夾具設計。本次設計分為加工工藝設計和專用夾具設計兩大部分。在機械加工工藝設計部分，通過對零件圖樣的分析，合理的編制出一套完整的機械加工工藝過程。并查閱相關參考資料來確定工件的各種所需數(shù)據(jù)，并根據(jù)圖樣技術要求確定所需參數(shù)。并由此來制作工藝卡片。工序卡和工藝卡是指導機械加工的重要文件，通過兩個卡片的編寫，讓我清晰明了了機械加工的過程，更深刻地理解了加工工藝的內涵。 論文的另一部分是專用夾具設計。機床夾具是機械加工中必不可少的工藝裝備，一套好的夾具，不但能夠保證零件的加工質量，還能減少裝夾時間，減輕工人的勞動強度。本次設計設計了兩套夾具，一套是銑床夾具，一套是鏜床夾具。通過本次設計過，我相當于重新溫習一遍之前所修的專業(yè)課程，如機械加工工藝學，金屬切削刀具，金屬切削機床等基礎課程，并深刻的體會到了專業(yè)課程的重要性。在此設計中不僅使我的專業(yè)知識得到鞏固和擴展，同時也鍛煉了自己系統(tǒng)解決問題的能力，使我更有信心的走向工作崗位。 致 謝 時光荏苒，白駒過隙，大學生涯馬上就要結束了，忙碌的畢業(yè)季也即將過去。畢業(yè)設計也按照規(guī)定時間完成并交到畢業(yè)設計導師那里。鑒于之前課程設計的經(jīng)驗，我從一開始接到課題，就開始著手準備。通過學校的圖書館和網(wǎng)上查閱了大量資料，翻閱各種設計手冊，理清了自己的設計思路和畢業(yè)設計的主要任務。了解到此次畢業(yè)設計綜合性很強，涉及到了大學幾年里所學的很多知識，從最基礎的機械制圖，到機械制造工藝學，再到機床手冊、夾具手冊、刀具手冊、量具手冊的查詢等各方面的專業(yè)知識。 在本設計過程中，我曾經(jīng)遇到許多不明白的問題，趙老師總是會不辭辛苦的給我們悉心講解，并指導我去查找相關的資料書籍，幫助我們分析設計過程中的優(yōu)缺點，指點我們選擇更適合的設計方案。在此，我特別感謝我的指導老師趙忠澤老師，感謝您這段時間對我的輔導和幫助。 畢業(yè)設計可以說是我們對大學期間所學知識的作最后一次系統(tǒng)性的總結和檢驗。想到大學期間學習的各學科知識，都是各克任課教師一節(jié)節(jié)耐心教導給我們的。在這里我想對所有任課教師說一句：謝謝老師，你們辛苦了！是你們帶我走進機械世界的大門，給我們指引了前進的方向，讓我們永遠記得：自信人生二百年，回蕩積水三千里。 還要感謝大學期間陪伴我的同學們，大家都在異鄉(xiāng)求學，一起上課、一起生活，正是同學之間的互相幫助，讓我們在這陌生的城市才有了家的感覺，感謝你們的陪伴。更要感謝母校北華航天工業(yè)學院對我們的培養(yǎng)和教育，祝明天會更好！ 參考文獻 [1]李洪.機械加工工藝手冊.北京：北京出版社，1990 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