IBS1020箱体机械制造工艺与夹具设计毕业设计.doc

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1、 目录摘要 21. 前言 42. 工艺规程的制定 52.1. 加工零件的分析 52.2. 毛坯的选择52.3. 工艺工程设计 52.4. 工序设计122.5. 工序过程卡制定212.6. 机械加工工序卡243.铣床夹具设计 263.1. 工件夹紧定位方案的确定283.2. 其它元件的选择与设计293.3. 铣床夹具总图绘制354. 镗床夹具设计 384.1. 夹紧方案的确定384.2. 其它元件的选择394.3. 镗床夹具总图设计445.总结与体会 45 6.致谢词 46 7.参考文献 47摘 要箱体类是机械和部件的基础零件，因此箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能、寿命。箱体的加工

2、主要是平面和孔系。孔系的加工不仅孔的本身精度要求较高，而且孔距精度和相互位置精度的要求也高。孔的加工方法根据零件批量不同孔系精度要求不同而不同。孔系的技术要求是给平行孔中心线之间及中心线与基准面之间距离尺寸精度和相互位置精度。生产中常采用找正发法和镗模法。找正法是在通用机床上，借助辅助工具来找正要加工孔的正确位置的加工方法。这种加工方法效率低，一般只用于单件小批量生产。镗模法即利用镗模夹具加工孔系，其特点是定位加紧迅速，节省了调整、找正的辅助时间，生产效率高，是中批量生产、大批大量生产中广泛采用的加工方法。平面加工方法有刨、铣、拉、磨等，刨削和铣削常用做平面的粗加工和半精加工，而磨削则用做平面

3、的精加工。此外还有刮研、研磨、超精加工、抛光等光整加工方法。采用那中加工方法较合理，需根据零件的形状、尺寸、材料、技术要求、生产类型、工厂现有的设备来决定。刨削是单件小批量生产最常用的方法，刨削的刀具结构简单，机床成本较低，调整方便，但生产效率低；在大批大量生产中多采用铣削。关键词：工艺、箱体、夹具。AbstractBox is machines and components of basic part, so the processing quality of box will be directly affected to machines and components of precis

4、ion, capability, lifetime. Box of processing main is plane and hole. Holes in the hole of processing is not only higher precision, accuracy and distance of each other but also the requirements of high accuracy position, the box therefore crucial. batch holes in the box under different processing met

5、hods and the accuracy of the different holes and different now be discussed separated. the main technical requirements are parallel holes of the hole parallel to centerline between the dimensional accuracy of the distance between the centerline and datum and position accuracy. In the production they

6、 main have find righteousness and boring mold. find equality in the general machine, processing and auxiliary tools approached about the exact location of the hole machining method. This method of processing is low, and generally only applies and small-batch production. According to find ways of bei

7、ng different .boring jig processing module using holes. the boring jig processing module of characteristic is boring holes at the mold processing greatly increased stiffness boring bar positioning clamp quickly, saving adjustments are looking for support, high efficiency, and is approved for product

8、ion, witch is widely used in the processing of a large number of a large-scale production method. Plane processing methods are planning, milling, widening, grinding, milling and shaving planning used roughing and self-finishing. The pane was used for grinding and finishing. Lapping addition, grindin

9、g, superfinishing, polishing and other finishing methods. What is more reasonable method of processing required under of the shape, size, material, technical requirement, existing equipment to determine type and factory production. Plate plane processing is the single commonly used for small-batch p

10、rocessing methods, planning tool simple, low-cost machine, and easy to adjust, but low productivity; in a large number of large production use milling.Keyword: Technology, Box, Fixture1 前言机械制造工业担负着为国民经济各部门提供各种机械装备的任务，在国民经济中具有十分重要的地位和作用。它提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有很大的、直接的影响，其规模和水平是反映国民经济势力和科学水平的重要标志。我国机械制造

11、工艺的现状和今后的任务是：我国机械制造工艺经过40多年的发展，各种机械产品，已经形成了品种繁多、门类相当齐全、布局基本合理的机械制造工业体系。我国机械制造工业虽然取得了很大的成绩，但在生产制造技术方面，仍处于机械化生产为主的阶段。我国的机械制造技术与世界上先进工业国家在机械制造中的精密加工技术和以计算机控制，具有柔性化、智能化、集成化特点的自动化制造技术相比较，存在阶段性的差距。因此，毕业后即将作为机械制造工业基础的设计人员，面临着十分艰巨的任务。所以此次设计的目的就是解决目前遇到的问题和以后可能遇到的问题，以便在以后的工作中更好的发挥作用。预期目标：完成产品制造工艺的制定和部分工装的设计工作

12、、达到综合锻炼目的等。全文分为四个部分来阐述： 第一部分为前言，提出设计目的和预期目标。第二部分为工艺设计，主要对零件划分工艺加工阶段、切削用量、加工余量等的设计。第三部分为铣床夹具的设计，此次铣床设计工件的沟槽夹具，采用汽动夹紧方式。第四部分为镗床夹具的设计，此次镗床设计工件的蜗杆孔的粗镗夹具，由于大批量生产，所以也可采用汽动夹紧的连动机构。第五部分为总结与体会。第六部分为致谢词。第七部分为参考文献。2 工艺规程的制定2.1 加工零件的分析零件的年生产纲领由给出的IBS1020K箱体零件的年生产确定生产类型为大量生产。主要是平行孔系如蜗轮盖孔、大、小齿轮盖孔，蜗杆盖孔，以及各个表面的螺纹孔；

13、螺纹孔，平面的加工精度等级达到IT 9级。2.2 毛坯的选择由于是大批量生产，所以选用的毛坯铸造方法为：金属模铸造，铸造的精度等级:Zj4。其特点是铸件内部组织致密,机械性能较高,单位面积的产量较高,零件的大小,形状复杂程度和生产批量有一定的限制,单件或少量生产时,一般不用,金属铸造的最小铸孔孔径尺寸为10mm至20mm铸件单面加工余量为2mm.毛坯的材料为：灰口铸铁，其牌号根据需要可选用HT150HT300，常用的是HT200。箱体与集体毛坯的铸造内应力较大，一般要进行自然时效或人工时效处理。在特定的条件下，也可以选用其他的材料。IBS1020K零件的形状主要有孔，如蜗杆盖孔，蜗轮盖孔、大齿

14、轮、小齿轮盖孔都是铸孔出来的毛坯孔（留有余量），断面A-A的上下都有偏差安装要求。2.3 工艺过程设计2.3.1 定位基准选择定位基准有粗基准和精基准之分。加工中首先使用的是粗基准，但是在选择定位基准时，为保证零件的加工精度，首先考虑的是精基准，然后才是粗基准。(1)精基准的选择 由于箱体上孔与孔、孔与平面及平面与平面之间都有较高的相互位置精度要求，应优先考虑基准统一原则，以避免因基准转换而产生的误差，有利于保证箱体各主要表面的相互位置精度。大批量生产应选用一面两孔定位。从零件图可以看出蜗杆穿过的面，即零件图A-A的底面经过粗铣、精铣后作为精基准面，及其平面对角上通过钻、粗绞2-8.5达到IT

15、7的定位精度要求两个孔一起作为精基准组合一面两销定位。平面作为第一定位基准，两孔作为二、三定位基准。(2)粗基准的选择 主要应满足两点要求：一是在保证各个加工表面都有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀；二是保证加工表面与不加工表面之间正确的相对位置。为此，一般应选箱体的重要孔作为主要的粗基准。应次可以选用零件图上的G面及G面上的孔作为粗基准。2.3.2 零件表面加工方案的选择零件表面加工方法，首先取决于加工表面的技术要求。在选择加工方法时，应该选择相应的能获得经济加工精度的加工方法，零件上主要的孔如蜗杆盖孔、大、小齿轮盖孔、蜗轮盖孔等都是在铸件的基础上加工，又因为零件是大批量，并考虑零件结

16、构的形状，孔要求达到的精度等级为IT7级，一般不采用车削、磨削，而采用铰削，镗削。孔径较小时用铰削，孔径较大或长度较短时采用镗削。查机械加工工艺设计手册可得孔镗削的加工方案为粗镗半精镗精镗等级精度可达TI7级。零件主要平面的加工要达到的技术要求为IT9级，由于零件外形不是规则的圆柱形，故不宜车削加工，因此采用铣削加工。查手册可知零件平面的铣削加工方案为粗铣精铣。另外主要表面的次要孔的加工如螺纹孔由于直径d20 mm，故不是预先铸造出来的，故在箱体上可行的加工方案为钻铰倒角攻丝。2.3.3 加工阶段的安排零件表面的加工方法确定之后，就要安排加工的先后顺序，同时还要安排热处理、检验等其他工序在工艺

17、过程中的位置。零件加工顺序安排得是否合适，对加工质量、生产效率和经济性有较大的影响。划分加工阶段主要是粗加工后可及时发现毛坯的缺陷，及时修补或报废；零件表面的精加工安排在最后，可防止或减少表面损伤。（1）粗加工阶段主要是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产效率问题。（2）半精加工阶段作用是为零件主要表面的精加工做好准备达到一定的精度和表面粗糙读，保证一定的精加工余量，并完成一些次要的加工如钻孔、攻丝、铣键槽等，一般在热处理前进行。（3）精加工阶段对于零件上精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7级或以上）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段主要任务是提高加工表面的各项精度和

18、降低表面粗糙度。2.3.4 机械加工顺序的安排（1）作为精基准的表面应该在工艺过程一开始就进行加工，因为后续工序中加工其他表面是需要用它来定位。即“先基准后其它”。（2）在加工精基准面时，需要用粗基准定位。精基准加工好以后接着应该对精度要求较高的各个主要表面进行粗加工、半精加工和精加工。对于和主要表面有位置要求的次要表面，安排在主要表面以后。即“先主要后次要，先粗后精”。（3）对于孔和面的加工安排应该“先面后孔”。2.3.5 热处理工序的安排对于锻造毛坯,应表面软硬不均不利于切削,通常也要进行热处理.为了消除残余应力进行时效处理,残余应力无论在毛坯制造还是在切削是都会残留下来,不设法消除就要引

19、起工件的变形,降低产品的质量,甚至造成废品.表面的处理,为了提高零件的抗腐蚀能力,耐磨性,抗高温能力和导电率等,一般采用表面处理的方法,在零件表面镀氧化膜或涂漆.2.3.6 辅助工序的安排辅助工序种类和多,包括中间检测,洗涤,防锈,特种检验和表面处理等.(1)检测安排在粗加工之后,精加工之前.(2)特种检验安排在工艺过程的开始.(3)洗涤,涂防锈油安排在最后工序.2.3.7 工序的集中与分散同一个工件,同样的加工内容,可以安排两种不同的工艺规程,即工序集中与工序分散.工序分散的特点是:（1）用于选用最合理的切削用量,减少机动时间.（2）机床设备数量多,生产面积大,工艺路线长.（3）工人便于掌握

20、操纵技术,容易适应更换产品.当零件的加工精度要求高时,长把工艺过程划分成不同的几个阶段,这种情况下,工序必须比较分散. 工序集中的特点是:（1）有利于采用高效的专用设备和工艺装备,显著提高生产率.（2）减少工序数目,缩短了工艺规程,简化了生产计划和生产组织工作.（3）减少了设备数量,相应的减少了工人人数和生产面积,工艺路线短.（4）减少工件装夹次数,缩短了辅助时间,保证了位置精度.（5）专用机床设备,工艺装备的投资大,调整和维修费事,生产工作量大,转为新产品的生产也比较困难.此次设计所选用的箱体所才用的就是工序分散和工序集中组合的组织形式,这种组织适应高效率生产.根据上面的原则此次箱体零件需要

21、加工面如图2.1-图2.5中工序的安排如下:粗铣D面粗铣C面凸台D面钻，铰对角孔2-8.5mm孔，钻到角（铣D、F面及C面沟槽）-粗铣D、F面-钻，铰G面对角2-8.5mm孔(镗孔时的定位基准孔)，钻倒角-粗铣K面-粗镗G、F面蜗轮盖孔，大、小齿轮盖孔-粗镗D、C面蜗杆孔-粗铣C面沟槽-精铣G、F面-半精镗G、F面蜗轮盖孔,大、小齿轮孔盖-半精镗D、C面蜗杆孔-精铣C面沟槽-精镗G、F面蜗轮盖孔,大、小齿轮孔盖-精镗D、C面蜗杆孔G、F面钻,铰,倒角，攻丝10-m10深15mm的盲孔-K面钻,攻丝2-m6-D面钻,铰2-8.5mm,倒角，攻丝4-m10,其中两个通孔,两个盲孔-C面钻,铰,攻丝

22、4-m6深12的盲孔,2-m16深20的盲孔-钳工到角,去毛刺-检验-除锈斑 ,清洗上油,入库. 图2.1 断面AA 图2.2 零件图F面 图2.3 零件图G面 图2.4零件图D面 图2.5零件图C面2.4 工序设计零件的工艺过程设计以后,就应该进行工序设计.工序设计的内容是每一道工序选择机床和工艺装备,确定加工余量,工序尺寸和公差,确定切削用量,工时定额及工人技术等级等.2.4.1 加工余量,工序尺寸和公差的确定在毛坯变为零件的加工过程中，从被加工表面上切除的金属层厚度称为加工余量。毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量。相邻两工序尺寸的尺寸之差称为工序余量。在该设计中零件的毛坯单面余

23、量为2mm由于D面的粗糙度为12.5m,所以查表得经济等级精度IT12可知粗铣就达到精度要求粗铣C面加工余量为1.2mm由于C面的粗糙度为6.3m,所以查表得经济等级精度IT9及表面加工方案可知粗铣-精铣就达到精度要求。粗铣D面加工余量为1.2mm半精铣D面加工余量为0.7mmC,D面之间的毛坯基本尺寸为204.1mm所以C,D面之间的毛坯尺寸为204.14mm（1）C面孔系的加工45mm孔的粗糙度为12.5m,所以查表得等级精度IT12可知扩孔-粗镗就达到精度要求。 45mm孔粗镗1.5mm粗镗后的尺寸为43.5mm 扩孔1.5mm孔的毛坯基本尺寸为45-(1.5+1.5)=42mm 45m

24、m孔的毛坯尺寸为422mm52mm孔的粗糙度为3.2m，所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗52mm孔精镗尺余量0.4mm 尺寸公差0.03mm（IT7）精镗后尺寸52mm半精镗余量1mm 尺寸公差0.046mm（IT9）半精镗后尺寸为51.6mm粗镗余量2mm 尺寸公差0.3mm（IT12）粗镗后尺寸为50.6mm孔的基本尺寸为52-（0.4+1+2）=48.6mm52mm孔的毛坯尺寸为48.62mm（2）D面孔系加工42mm孔由于粗糙度为12.5m,所以查表得等级精度IT12可知扩孔-粗镗就达到精度要求 。42mm孔粗镗余量1.5mm粗镗后的尺寸为39mm 扩孔1.5mm 孔的毛

25、坯基本尺寸为42-(1.5+1.5)=39mm42mm孔的毛坯尺寸为392mm由于58mm孔的粗糙度为3.2m,所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗就达到精度要求。 58mm孔精镗余量0.4mm 尺寸公差为0.03mm(IT7)精镗后尺寸为58mm半精镗余量1mm 尺寸公差为0.046mm(IT9)半精镗后尺寸为57.6mm 粗镗余量2mm 尺寸公差为0.3mm(IT12)粗镗后的尺寸56.6mm 孔的毛坯基本尺寸为58-(0.4+1+2)=54.6mm58mm孔的毛坯尺寸为54.62mm由于130mm孔的粗糙度为3.2m,所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗就达到精度要求

26、。 130mm孔精镗余量0.5mm 尺寸公差为0.04mm(IT7)精镗后尺寸为130mm半精镗余量1.5mm 尺寸公差为0.087mm(IT9)半精镗后尺寸为129.5mm粗镗余量2mm 尺寸公差为0.4mm(IT12)粗镗后加工尺寸128mm孔的毛坯基本尺寸为130-(0.5+1.5+2)=126mm130mm蜗杆盖孔的毛坯尺寸为1262mm（3）F面的平行孔系加工由于80mm孔的粗糙度为3.2m,所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗就达到精度要求。80mm孔精镗余量0.4mm 尺寸公差为0.03mm(IT7)精镗尺后尺寸为80mm半精镗余量1.3mm 尺寸公差为0.074mm(

27、IT9)半精镗后尺寸为79.6mm粗镗余量2mm 尺寸公差为0.3mm(IT12)粗镗后尺寸为78.3mm孔的毛坯基本尺寸为80-(0.4+1.3+2)=76.3mm80mm孔的毛坯尺寸为76.3+_2mm由于90mm孔的粗糙度为3.2m,所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗就达到精度要求 。90mm孔精镗余量0.5mm 尺寸公差为0.035mm(IT7)精镗后尺寸90mm半精镗余量1.3mm 尺寸公差为0.087mm(IT9)半精镗后尺寸89.5mm粗镗余量2mm 尺寸公差为0.35mm(IT12)粗镗后尺寸88.2mm孔的毛坯基本尺寸为90-(0.5+1.3+2)=86.2mm9

28、0mm孔的毛坯尺寸为86.22mm由于68mm孔的粗糙度为3.2,所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗就达到精度要求 。68mm孔精镗余量0.4mm 尺寸公差为0.03mm(IT7)粗镗后尺寸为68mm半精镗余量1.3mm 尺寸公差为0.074mm(IT9)半精镗后尺寸为67.6mm粗镗余量2mm 尺寸公差为0.3mm(IT12)粗镗后尺寸66.3mm孔的毛坯基本尺寸为68-(0.4+1.3+2)=64.3mm68mm孔的毛坯尺寸为64.32mm（4）G面平行孔系的加工由于130mm孔的粗糙度为3.2,所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗就达到精度要求。 130mm齿轮盖孔

29、精镗余量0.5mm 尺寸公差为0.04mm(IT7)精镗后尺寸130mm半精镗余量1.5mm 尺寸公差为0.1mm(IT9)半精镗后尺寸129.5mm粗镗余量2mm 尺寸公差为0.4mm(IT12)粗镗后尺寸128mm孔的毛坯基本尺寸为130-(05+1.5+2)=126mm130mm孔的毛坯尺寸为1262mm由于47mm孔的粗糙度为3.2,所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗就达到精度要求。 47mm孔精镗余量0.3mm 尺寸公差为0.025mm(IT7)精镗后尺寸47mm半精镗余量1mm 尺寸公差为0.062mm(IT9)半精镗后尺寸46.7mm粗镗余量1.5mm 尺寸公差为0.

30、25mm(IT12)粗镗后尺寸45.7mm孔的毛坯基本尺寸为47-(0.3+1+1.5)=44.2mm47mm孔的毛坯尺寸为41.42mm由于145孔的粗糙度为3.2,所以查表得等级精度IT7可知粗镗-半精镗-精镗就达到精度要求 。145mm孔精镗余量0.5mm 尺寸公差为0.04mm(IT7)精镗后尺寸为145mm半精镗余量1.5mm 尺寸公差为0.1mm(IT9)半精镗后为144.5mm粗镗余量2mm 尺寸公差为0.4mm(IT12)粗镗尺后寸为143mm孔的毛坯基本尺寸为145-(0.5+1.5+2)=141mm145mm孔的毛坯尺寸为1412mm2.4.2 切削用量的选择（1）铣C面粗

31、铣的切削速度为V=0.25m/s 进给量为F=0.35mm/s 进给深度P=1.2mm（2）铣D面粗铣的切削速度为V=0.25m/s 进给量为F=0.35mm/s 进给深度P=1.2mm 半精铣的切削速度为V=0.3m/s 进给量为F=0.35mm/s 进给深度P=0.7mm（3）铣G、F面粗铣的切削速度为V=0.15m/s 进给量为F=0.20mm/s 进给深度P=2.5mm 精铣的切削速度为V=0.3m/s 进给量为F=0.25mm/s 进给深度P=1.5mm（4）镗C面孔镗45mm孔的粗镗切削速度为V=0.2m/s 进给量为F=0.3mm/r 进给深度P=1.5mm镗52mm孔的粗镗切削

32、速度为V=0.22m/s 进给量为F=0.31mm/r 进给深度P=2mm 半精镗切削速度为V=0.25m/s 进给量为F=0.25mm/r 进给深度P=1mm 精镗切削速度为V=0.35m/s 进给量为F=0.05mm/r 进给深度P=0.4mm（5）镗D面孔镗42mm孔的粗镗切削速度为V=0.2m/s 进给量为F=0.3mm/r 进给深度P=1.5mm镗58mm孔的粗镗切削速度为V=0.22m/s 进给量为F=0.31mm/r 进给深度P=2mm 半精镗切削速度为V=0.25m/s 进给量为F=0.25mm/r 进给深度P=1mm 精镗切削速度为V=0.35m/s 进给量为F=0.05mm

33、/r 进给深度P=0.4mm镗130mm孔的粗镗切削速度为V=0.2m/s 进给量为F=0.4mm/r 进给深度P=2mm 半精镗切削速度为V=0.25m/s 进给量为F=0.25/r 进给深度P=1.5mm 精镗切削速度为V=0.4/s 进给量为F=0.05mm/r 进给深度P=0.5mm（6）镗F面平行孔系镗80mm粗镗切削速度为V=0.22m/s 进给量为F=0.35m/r 进给深度P=2mm 半精镗切削速度为V=0.25m/s 进给量为F=0.25mm/r 进给深度P=1.3 精镗切削速度为V=0.42m/s 进给量为F=0.05mm/r 进给深度P=0.4mm镗90mm孔的粗镗切削速度为V=0.2m/s 进给量为F=0.43mm/r 进给深度P=2mm 半精镗切削速度为V=0.35m/s 进给量为F=0.3mm/r 进给深度P=1.3mm 精镗切削速度为V=0.4m/s 进给量为F=0.05mm/r 进给深度P=0.5mm镗68mm孔的粗镗切削速度为V=0.2m/s 进给量为F=0.27mm/r 进给深度P=2mm 半精镗切削速度为V=0.25m/s 进给量为F=0.35mm/r 进给深度P=1.3mm 精镗切削速度为V=0.35m/s 进给量为F=0.05mm/r