课程设计--镗孔夹具设计

机械制造工艺学课程设计——镗孔夹具设计学院：机电学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：班级学号：指导教师：吴晓光、李波2012 年 09 月 17 日目录一、产品概述 (2)1.减速器的大致性能和适用范围 (2)2.箱体的特点和作用 (2)二、图纸技术要求和分析 (3)三、计算生产纲领确定生产类型 (4)四、材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图 (4)1.材料的选择 (4)2.毛坯的制造方法 (4)3.毛坯分型面的选择 (5)4.毛坯图的绘制 (6)五、基准的选择 (8)六、大致工艺过程 (14)1.箱盖工艺过程卡 (14)2.箱座工艺过程卡 (17)3.合箱工艺过程卡 (20)七、加工工序卡 (22)八、镗孔加工工序的夹具设计 (23)1.最大切削力的计算及功率校验 (23)2.夹紧力大小的确定原则及夹紧力的计算 (25)3.气缸的选择 (28)4.气压控制回路设计 (29)参考文献 (30)附录 (30)一、产品概述1.减速器的大致性能和适用范围减速器是一种动力传输装置，是通过自身的结构把动力根据需求合理传输的装置，是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作时，工作环境所需要的速度和转矩，使的动力传输更加的方便简洁。

其中选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素和工作所需要的条件，合理的选用。

减速器一般由箱体、轴系部件、附件三大部分组成，减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，是目前减速器在机械领域中使用最广泛的功能。

减速器对速度和转矩的调整，是靠输出和输入的齿轮的啮合来确定和调整的，而且传动轴之间的中心距及平行度直接影响了减速器的质量好坏。

其中支承各传动轴，保证各传动轴之间的中心距及平行度，并保证减速器部件与发动机的正确安装是减速器组装的首要要求。

而减速器的众多组成部件中，减速器箱体加工质量的优劣，将直接影响到轴与齿轮等零件相互位置的准确性及减速器总成的使用寿命和可靠性。

那么箱体是减速器中比较重要的一部分构建，是一个需要具体设计的部件。

2.箱体的特点和作用减速器箱体是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋。

有精度较高的多个平面、轴承孔，螺孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形。

而箱体是减速器中比较重要的一个部件，是减速器中所有零件的基座，是支撑和固定轴系部件、保证传动零件的正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件，在整个减速器总成中的起支撑和连接的作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装。

箱体一般还兼做润滑油的油箱，具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。

所以箱体是减速器的基本零件，他把减速器各个部件连接成一个整体，使得各个部件能够协调合作，共同组成一个合格的减速器。

因此减速器箱体需要确定各个部件之间的距离和位置，各个部件之间的功能和要求，所以减速器箱体需要准确的、科学的、合理的设计和加工，是一个要求相对较高的部件。

二、图纸技术要求和分析⑴由于机盖铸造时，结合面朝上，因此最后成型时，结合面可能会有气泡等，因此加工余量应该适当增大至5mm。

⑵机盖铸造时，应该结合面朝上，而且冒口和浇注口都应该紧靠结合面但不能在结合面上。

⑶精加工的表面不能再加紧，因此加工机盖的结合面试时，应该先以凸台为基准粗加工结合面，然后以结合面为基准加工别的部位，等全部加工完成，在来以凸台为基准半精铣、精铣结合面。

保证结合面的粗糙度为1.6。

⑷而加工机座的结合面时，应以粗加工的底面为基准，粗加工结合面，然后等其他工序完成后，再以底面为基准半精铣、精铣结合面。

⑸输出轴承的圆柱度公差是12um，输入轴承的圆柱度公差是10um，公差等级为7级，而且为了保证圆柱度应该对其一起加工。

⑹输入输出轴承孔的平行度是25um，公差等级为6级，在加工过程中，为了保证平行度，在镗孔时，两个镗孔的刀具要同时对孔进行作业。

⑺轴承孔轴线处与结合面内其允许的位置度误差是0.60mm，要保证轴承孔轴线与结合面的位置度要求，应以加工好的轴承孔做为定位基准。

⑻输入和输出轴承端面上的螺纹孔的位置度公差都是0.40mm，为了保证输入和输出轴承端面上螺纹孔的位置度，应以加工好的轴承孔为定位基准，加工螺纹孔。

⑼轴承端面和轴承孔轴线的垂直度公差为0.10mm，为了保证其垂直度，在加工轴承端面和镗孔时应该以同一个定位基准加工。

⑽在机盖和机座上加工两个定位销孔时，为了确定销孔的位置，应该以两个内壁为基准来确定销孔的位置，然后可以通过销孔的位置得知中心线。

⑾在机盖铸成后，应清理毛刺等并进行时效处理；⑿机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2mm，为保证不错位，应该在合箱时，用金属模进行固定。

⒀应检查机盖与机座结合面的密封性，用0.05mm的塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的三分之一。

用途色法检查接触面积达每平方厘米一个斑点；⒁机盖与机座结合后，打上定位销孔进行镗孔，镗孔时结合面严禁放任何衬垫；⒂机械加工未注偏差尺寸处精度为IT12；⒃未注明倒角为C2.其粗糙度为Ra12.5⒄铸造尺寸精度为IT18⒅未注明倒角为C2.其粗糙度为Ra12.5⒆未注明的铸造园角半径R=3-5mm⒇机座不得漏油。

三、计算生产纲领确定生产类型年产量Q＝10000（件/年），该零件在每台产品中的数量n=1（件/台），废品率α＝3％，备品率β＝5％。

由公式N＝Q×n（1＋α＋β）得：N＝10000×1×（1＋3％＋5％）=10800查表（《机制工艺生产实习及课程设计》中表6－1）确定的生产类型为中型零件大量生产。

四、材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图1.材料的选择减速器箱体在整个减速器总成中的作用是起支撑和连接作用的，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各个零件的正确安装。

箱体零件有复杂的内腔，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋、凸台、凸边。

综合考虑，选用流动性好，加工工艺性好和成本低的灰口铸铁，材料牌号为HT200，其抗拉强度小于200MPa。

它的优点是具有优良的减振性，耐磨性，铸造性能优良，切削性能优良。

缺点湖是不能锻造和冲压，焊接性能差。

如果没有HT200时此种材料可以用45号钢，经正火或退火处理就可以达到强度和韧性。

. 2.毛坯的制造方法在大批量生产时，通常采用金属模机器造型。

金属模机器造型是以金属型模腔上覆以涂层作为型腔，有时辅以沙芯作内腔的铸造方法。

其特点是铸造冷却速度快，铸件内部组织致密，机械性能较高，单位生产面积产量高，其综合经济效益更高。

但零件尺寸大小，几何形状复杂程度有一定限制，仅适于成批与大量生产，一般不宜与单件或小批量生产。

需要注意的是金属膜出灰铸铁件的时候易出白口，白口会造成后续粗加工的切削力不均匀而且会加剧刀具磨损。

由于减速器箱体为大批量生产，必须采用自动线机器造型，因此分型面造在轴承孔的连线上，分成上下两半，采用两箱造型铸造。

采用中注式浇注系统，在直浇道下面设有横浇道。

浇注的时候重要的加工面应该向下，因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔等。

为了补缩，上面设几个冒口。

为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。

根据零件图可知，减速箱上除主要的轴承孔是铸造的外，其它的孔都是机械加工出来的。

因为查表得：在大量生产的时候通孔的最小直径是30㎜。

这些不铸造的孔留待机械加工时钻出。

3.毛坯分型面的选择机盖：机盖采用一型两箱，分型面选择机盖与机座的结合面。

铸件上表面容易产生沙眼、气孔、夹渣等缺陷，组织也不如下表面细致。

因为其结合面为重要的加工面，所以应该朝下。

机座：机座采用一型三箱，分型面选择机座底面，机盖与机座的结合面。

铸件上表面容易产生沙眼、气孔、夹渣等缺陷，组织也不如下表面细致。

因为其结合面为重要的加工面，所以应该朝下。

浇口选择在结合面，冒口选择在底面上。

通过加工则可以完全去除浇注口与冒口。

为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。

毛坯铸造图:机盖铸造图如图4-1所示图4-1机座铸造图如图4-2所示图4-24.毛坯图的绘制根据毛坯制造方法查询《金属机械加工工艺人员手册》，我们选择箱体的机械加工余量等级为F级，查得其机械加工余量为RMA=3mm。

查表3-4得大批量生产时的毛坯铸件的公差等级为8级，再查表3-3查的其对应的铸件尺寸公差为2.6mm。

根据公式：加工面或是箱体的每一部分：R=F+RMA+1/2CT加工圆柱（孔、外圆）：R=F-2RMA-1/2CT其中，F：最终机械加工后的尺寸；RMA:机械加工余量；CT:毛坯铸件的公差等级；R:铸件的基本尺寸由上，得毛坯铸件加工面的尺寸如下表：毛坯尺寸上偏差下偏差机座结合面180 +2 -2机座底平面180 +2 -2机盖结合面17 +1.2 -1.2机盖窥视孔面10 +1.2 -1.2大轴承孔90 +1.6 -1.6小轴承孔70 +1.6 -1.6 轴承孔前后端面103 +1.8 -1.8 油标孔台阶面95 +1.6 -1.6 放油孔台阶面18 +1.2 -1.2表4-1毛坯图如下：机盖毛坯图：图4-3机座毛坯图图4-4五、基准的选择粗基准：分离式箱体一般不能以轴承孔的毛坯面作为粗基准，机盖是以轴承座凸缘不加工面为粗基准，机座是以其下底面为粗基准，这样可以确保有较大的定位面，从而，保证了粗基准面定位的稳定。

精基准：分离式箱体的结合面与底面有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；轴承孔轴线应在结合面上，与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。

为了保证以上几项要求，加工底座的结合面时，应以底面为精基准，使结合面加工时的定位基准与设计基准重合；箱体合装后加工轴承孔时，仍以底面为精基准，并与底面上的两定位孔组成典型的“一面两孔”的定位方式。

这样，轴承孔的加工，其定位基准既符合“基准统一”原则，也符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与结合面的重合度及与装配基面的尺寸精度和平行度。

各个加工工序的定位夹紧原件，所限制的自由度及定位简图如下表所示零件名称工序名称定位及夹紧方案所限制的自由度定位简图机盖粗铣机盖结合面采用平面定位，用压块进行夹紧。

1、2、3支撑钉限制yxz、、，4限制y，5、6限制zx、以机盖轴承座凸缘为粗基准转化为以结合面为精基准粗铣凸台面采用平面定位，用压块进行夹紧。

1、2、3支撑钉限制yxz、、，4限制y，5、6限制zx、以结合面为精基准转化为以凸台面为精基准打定位销孔采用平面定位，用压块进行夹紧。

1、2、3支撑钉限制yxz、、，4限制y，5、6限制zx、以凸台为精基准转化为以结合面为精基准粗铣窥视孔凸台面采用一面两销定位，用定位销、平面来实现。

用压块进行夹紧。