纤磨仪箱体的工艺工装设计毕业设计.doc

序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱从某种意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标 纤磨仪箱体的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量本次设计也要培养自己的自学与创新能力因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计本说明书共分为四章，第一章课题分析与方案论证；第二章零件分析；第三章工艺规程设计；第四章夹具设计 这次毕业设计使我们能综合运用大学四年所学的知识，并结合生产实习中学到的实践知识，对纤磨仪箱体的制造工艺和机加工夹具进行独立的分析和设计，为未来从事的工作打下良好的基础。

由于经验不足，能力有限，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教 第1章 课题分析与方案论证1.1课题分析 当今的纤磨仪是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展因此，不断地要改进材料品质、提高工艺水平，还要保证箱体加工的质量和尽可能的降低成本 本课题主要对纤磨仪箱体加工工艺及其卧式加工中心夹具进行具体的设计和改进 所以对于本次课题纤磨仪箱体的工艺工装设计对于纤磨仪有着非常重要的意义1.2方案论证 制订工艺方案是设计夹具最重要的步骤为了使工艺方案制订得合理、先进，必须认真分析被加工零件图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求及生产率要求等，总结设计、制造、使用单位和操作者丰富的实践经验，理论与生产实际紧密结合，从而确定零件在组合机床上完成的工艺内容及方法 毛坯采用铸件，材料选用灰铸铁纤磨仪箱体的加工主要是平面加工、钻孔和镗孔的加工 平面加工的常用方法有刨、铣和磨三种刨铣和铣削用于粗加工和半精加工，磨削用于精加工孔加工有镗、钻、扩、铰和加工螺纹钻孔与扩孔用于粗加工，铰孔用于半精加工和精加工。

经分析，确定方案如表1-1、表1-2所示表1-1 方案一（小批量生产） 加工内容 使用夹具 使用机床 1 粗、半精加工基准面 通用夹具 通用铣床 2 粗、半精加工各平面 通用夹具 通用铣床 3 粗、半精、精加工主要孔 专用夹具 专用机床 4 粗、精加工各次要孔 专用夹具 专用机床 5 加工螺纹孔等 专用夹具 专用机床 6 去毛刺 7 清洗 8 检验表1-2 方案二（中大批量生产）加工步骤 加工内容 使用夹具 使用机床 1 粗、半精加工基准面 专用夹具 通用机床 2 粗、半精加工各平面 专用夹具 组合机床 3 粗、半精加工主要孔 专用夹具 组合机床 4 粗、精加工各次要孔 专用夹具 组合机床 5 加工螺纹孔等 专用夹具 组合机床 6 精加工各主要孔 专用夹具 组合机床 7 去毛刺 9 清洗 10 检验比较上述方案；方案一中使用的设备较普遍，生产成本较低；但生产效率较低，对工人的实践技能素质要求高，产品质量达不到较高的精度。

此方案适于规模小的工厂使用方案二中使用的设备较先进，能源消耗低，生产效率高而且废品率低，产品精度较高；但生产成本高，编制相关程序及方案的代价高,适用于大规模的工厂考虑到纤磨仪箱体的使用较普遍，社会需求量较大，可采用大中批批量生产，而方案二较生产效率高,且可使用流水线生产，卧式加工中心通常带有自动分度的回转工作台，工件在一次装夹后，能完成除安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它最适合加工箱体类零件与立式加工中心相比较，减少了装夹次数，故最终选择了卧式加工中心第2章 零件分析2.1箱体零件的结构与特点 箱体类零件是连接、支承、包容件，一般为部件的外壳，如各种变速器箱体或齿轮泵泵体等主要起到支承和包容其它零件的作用 基本构成：零件结构较为复杂 材料：一般为铸件 加工：其加工位置较多1． 常见结构 箱体类零件的结构按其不同的作用常分为下列四个部分：（1）支承部分 该部分结构形状比较复杂，下部通常做成带有加强筋的空腔，壁上设有支装轴承用的轴承孔2）润滑部分 为了使运动件得到良好的润滑，箱体类零件常设有储油池、注油孔、排油孔、油标孔以及各种油槽3）安装部分 为使箱体设计成一封闭结构和使润滑油不致泄漏，常在箱体零件上装上顶盖、侧盖以及轴承盖。

4）加强部分 箱体受力较薄弱的部分常用加强筋以增加其强度，如箱体的轴承孔除安装轴承外还要安装轴承盖，因此对于较长的轴承孔，可在轴承孔外部设置加强筋，以增加其强度2.2.1零件的作用零件图如图2-1所示： 图2-1 箱体零件图箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命 纤磨仪箱体零件作用支承和固定轴系部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础件，因此，应具有足够的强度和刚度2.2零件的工艺分析 纤磨仪箱体有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求1.以下端面为基准的加工面，这组加工面主要是粗铣上端面精铣上端面，磨顶面磨底面，粗铣左侧R29、R23组成平面精铣左侧R29、R23组成平面，粗精铣右侧R29、R23、R16组成平面，先钻中心孔，钻φ30mm、mm、mm、mm底孔，扩φ30mm、mm、mm孔，粗铰mm孔、精铰mm孔，铰mm孔2.以孔和端面为基准的加工面，钻7-M4、M4螺纹底孔，钻中心孔，钻φ22mm、mm、mm底孔，扩mm、φ22mm孔；铰mm孔，半精镗φ22mm、mm孔，精镗φ22mm、mm孔，钻10-M4、M8螺纹底孔，钻前表面mm中心孔。

2.3箱体类零件的材料和主要技术要求2.3.1箱体类零件的材料 纤磨仪箱体零件作用支承和固定轴系部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础件，因此，应具有足够的强度和刚度 箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能对于重载或有冲击载荷的纤磨仪箱体也可以采用铸钢箱体 本工艺设计中纤磨仪箱体铸件的材质为HT200，在灰铸铁组织中石墨的形态与基体的组织是决定铸铁性能的主要因素灰铸铁内由于存在大量的片状石墨，它割裂了基体，因而阻止了振动的传播，并能把它转化为热能而发散，所以灰铸铁具有很好的减震性 灰铸铁具有良好的铸造性能，铸造性能包括流动性，收缩特性及其伴生现象对于普通灰铸铁而言，因它偏离共晶点不远，结晶范围小，初生奥氏体枝晶不太发达，故在正常浇注温度下，在铁-碳合金中它的流动性是最好的铸铁的收缩包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三部分由收缩而伴生的现象除形成缩孔、缩松外，主要还有热裂、内应力以及变形2.3.2箱体类零件的主要技术要求 1.主要平面的形状精度和表面粗糙度 箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。

一般箱体主要平面的平面度在0.1～0.03mm，表面粗糙度Ra2.5~0.63μm，各主要平面对装配基准面垂直度为0.1/300 2.孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度 箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声一般机床主轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为Ra0.63～0.32μm其余支承孔尺寸精度为IT7～IT6，表面粗糙度值为Ra2.5～0.63μm 3.主要孔和平面相互位置精度 同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，而且使轴的运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起振动和噪声，影响齿轮寿命支承孔之间的孔距公差为0.12～0.05mm，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取0.1~0.04mm同一轴线上孔的同轴度公差一般为0.04～0.01mm支承孔与主要平面的平行度公差为0.1~0.05mm主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直度公差为0.1～0.04mm。

2.4 确定毛坯的制造形式 毛坯的生产方式有很多种——铸造、焊接、锻造等选择合适的毛坯将直接影响机械加工工艺过程、加工成本、加工效率和零件质量，因此必须根据材料、尺寸、形状、技术要求和生产类型等因素选着正确的毛坯 根据零件设计要求可知：零件材料为灰铸铁（材料牌号为HT200），这种材料具有良好的可铸性，抗压性能好，具有一定的吸振性，且成本低廉，在大批量生产时常用铸件生产要求是中批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,加工要求不是很高,所以加工不是很方便毛坯尺寸如图2-1所示： 图2-2 箱体毛坯图2.4.1确定毛坯尺寸 根据零件材料确定毛坯为铸件又由题目已知零件的年生产量较少其生产类型为中批生产，毛坯的铸造方法选用手工木模造型此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效处理 毛坯余量指某表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，亦称毛坯总余量，包括毛坯的尺寸公差与机械加工余量最常用的铸件和锻件毛坯的尺寸公差与机械厂加工余量已有国家标准，按照标准即可确定图2-1的箱体，材料为HT200，小批生产，确定各加工表面的尺寸公差与加工余量。

按《铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T6414-1999）》确定，步骤如下1.求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长100 mm，宽74mm，高150 mm,故最大轮廓尺寸为150 mm2.选取公差等级CT 由文献，铸造方法按手工造型，铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围11~13级，取为11级3.求铸件尺寸公差 根据加工面的基。