課程設(shè)計(jì)渦輪箱零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程題目及工藝裝備設(shè)計(jì)班級機(jī)電052班完成日期2008年7月1日一、設(shè)計(jì)題目渦輪箱零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)二、原始資料1被加工零件的零件圖（草圖）1張2生產(chǎn)類型5000件/年三、上交材料1被加工工件的零件圖1張2毛坯圖1張3機(jī)械加工工藝過程綜合卡片1張4與所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片1張4夾具裝配圖1張5夾具體零件圖1張6課程設(shè)計(jì)說明書5000字左右1份四、進(jìn)度安排參考1熟悉零件,畫零件圖2天2選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片5天3工藝裝備設(shè)計(jì)畫夾具裝配圖及夾具體圖9天4編寫說明書3天5準(zhǔn)備及答辯2天五、指導(dǎo)教師評語成績指導(dǎo)教師日期摘要機(jī)械制造程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和鉆削孔工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，學(xué)生能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其他課程的基本理論和方法，為了能夠完成設(shè)計(jì)任務(wù)，必須竭盡所學(xué)，找到一種正確的設(shè)計(jì)方法。正確的制定一個(gè)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。結(jié)合工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容，能夠熟練的應(yīng)用工藝計(jì)算方法，正確的進(jìn)行工藝計(jì)算，如工藝參數(shù)、切削力、切削功率、切削速度、定位誤差、夾緊力等。學(xué)生通過該課程設(shè)計(jì)，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，得到解決問題和分析問題能力的初步培養(yǎng)在三周的課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生對機(jī)械工程學(xué)的興趣將大有增長。他們將享受設(shè)計(jì)中的每一時(shí)刻。除此之外，他們將挖掘隱含的動(dòng)力去學(xué)習(xí)機(jī)械自動(dòng)化及材料科學(xué)的本專業(yè)課程ABSTRACTTHEDESIGNCOURSEOFMANUFACTURINGARETHEMAINCONTENTSOFAPOINTOFORDERPROCESSINGMACHINERYANDDRILLINGHOLESFORFIXTUREDESIGNPROCESSINTHEPROCESSOFTHEDESIGN,WECANMAKECOMPREHENSIVEUSEOFMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDOTHERCOURSESBASEDONTHEBASICTHEORIESANDMETHODSINORDERTOFINISHTHEDESIGNWEHAVETOTHINKABOUTTHEMETHODTHATMAKEFULLUSEOFWHATWEHAVECOMBINATIONOFDESIGN,THEAPPLICATIONPROCESSCANBESKILLEDMETHODOFCALCULATINGTHECORRECTCONDUCTOFCALCULATION,SUCHASTECHNICALPARAMETERS,CUTTINGFORCE,CUTTINGPOWER,CUTTINGSPEED,POSITIONINGERROR,THECLAMPINGFORCE,ANDSOONTHROUGHTHECURRICULUMDESIGN,STUDENTSWILLLEARNTHEORYANDPRACTICEOFCOMBININGPRODUCTION,RESOLVEDTHEISSUEOFCAPACITYISSUESANDTHEINITIALTRAININGINTHECOURSEOFTHREEWEEKSOFMANUFACTURINGDESIGN,STUDENTSINTERESTINMECHANICALENGINEERINGHASBEENGROWINGRAPIDLYTHEYENJOYEVERYMOMENTOFTHELECTUREBESIDES,THEYWILLFOUNDLARGEROOMFORGIVINGFULLPLAYOFMYLATENTENERGYBYSTUDYINGTHECOURSESOFFEREDBYDEPARTMENTSOFINDUSTRIALAUTOMATIONANDMATERIALSSCIENCE目錄1渦輪箱的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定111渦輪箱的用途112渦輪箱的技術(shù)要求113審查渦輪箱的工藝性214確定蝸輪箱的生產(chǎn)類型22確定毛坯、繪制毛坯簡圖321選擇毛坯322確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量33擬定蝸輪箱工藝路線531定位基準(zhǔn)的選擇532表面加工方法的確定533加工階段的劃分634工序的集中和分散635工序順序的安排736確定工藝路線7420H7的孔加工余量、工序尺寸和公差的確定9520H7的孔切削用量的計(jì)算106加工20MM的孔專用鉆床夾具設(shè)計(jì)1161夾具設(shè)計(jì)的任務(wù)1162確定夾具的結(jié)構(gòu)方案11621確定定位原件11622定位誤差的分析與計(jì)算11623確定導(dǎo)向裝置11624確定夾緊裝置11625夾緊力的計(jì)算127方案的綜合評價(jià)與結(jié)論138設(shè)計(jì)體會(huì)14參考文獻(xiàn)161渦輪箱的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定11渦輪箱的用途渦輪箱主要用作減速器的箱體，用來支承渦輪蝸桿，其加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到渦輪與蝸桿相互位置的準(zhǔn)確性及機(jī)器總成的使用壽命和可靠性。本箱體為典型的蝸桿下置箱體結(jié)構(gòu)，渦輪箱通過74MM和132MM與20MM的孔分別與渦輪渦桿軸配合，其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，壁薄且厚度不均勻，外部為了增加其強(qiáng)度加有加強(qiáng)筋。渦輪箱是渦輪蝸桿傳動(dòng)的基礎(chǔ)件，因此應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，此外由于渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)是一個(gè)發(fā)熱大的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，還應(yīng)要求箱體具備較好的散熱能力。渦輪箱的主要工作表面74J7MM和20H7MM的軸承支撐孔和132H8MM的軸承孔和結(jié)合面的加工精度必需達(dá)到要求。因此對渦輪箱的輸出輸入軸承支撐孔的精度要求在設(shè)計(jì)工藝規(guī)時(shí)應(yīng)予以保證。12渦輪箱的技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差/MM公差及精度等級表面粗糙度RA/M形位公差/MM74MM孔74J7IT7160025A20MM孔20H7IT7160012A132MM孔132H8IT83274MM孔定位910011IT6肋板16該零件形狀特殊，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，屬典型的箱體類零件。為實(shí)現(xiàn)支撐渦輪蝸桿的功能，其軸承支撐孔與渦輪蝸桿軸有配合要求，這些孔和面的加工精度直接影響機(jī)器的裝配精度、使用性能和使用壽命，軸承孔的尺寸精度和相互位置精度要求較高。為了保證蝸桿水平裝配在渦輪箱中，要求20H7MM的兩軸承孔同軸度要求為0012MM,且兩軸線的尺寸公差為0022MM。為了保證渦輪軸與蝸桿正確裝配，傳動(dòng)準(zhǔn)確，要求渦輪軸承孔74J7與蝸桿軸承孔20H7垂直度要求為0025MM。綜上所述，該渦輪箱的各項(xiàng)技術(shù)要求制訂的較合理，符合該零件在減速器中的應(yīng)用。13審查渦輪箱的工藝性分析零件圖可知，渦輪軸承孔的兩端面與蝸桿軸承孔的兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣可以減少加工面積，提高生產(chǎn)率，同樣，為了保證渦輪蝸桿安置在基座上的穩(wěn)定性，并盡可能減少底座平面的機(jī)械加工面積，箱體座不采用完整的平面；74MM和132MM的軸承孔與20MM的軸承孔的端面為平面，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；此外，該零件除主要工作表面（74J7MM和132H8MM的軸承孔與20H7MM的軸承孔）外，其余表面的加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保證質(zhì)量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。14確定蝸輪箱的生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知該零件年產(chǎn)量為5000件，設(shè)其備品率為4，機(jī)械加工廢品率為1，則該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為NQM1A1B5000114115252件/年蝸輪箱的年產(chǎn)量為5252件，查表可知該產(chǎn)品為大量生產(chǎn)。2確定毛坯、繪制毛坯簡圖21選擇毛坯由于該蝸輪箱在工作過程中只起到定位和支撐作用，受到?jīng)_擊較小，不需要較大的強(qiáng)度和韌度，因此毛坯選擇鑄件。該蝸輪箱的輪廓不是很大，且生產(chǎn)屬于大量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，宜采用砂型鑄造（機(jī)器造型）方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為。522確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量1）公差等級因?yàn)槊鬟x用灰鑄鐵，查表21得，公差等級為812級。查表25得，毛坯鑄件的機(jī)械加工余量等級為EG查表24得，整個(gè)鑄件機(jī)械加工余量（RMA）為2MM（F級）查表23得，鑄件尺寸公差為CT10利用公式21，RF2RMACT/2以及公式22，RF2RMACT/22）零件表面粗糙度由零件圖可知，該蝸輪箱各加工表面的粗糙度RA均大于16微米。根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械技工余量，所得結(jié)果列于下表中。項(xiàng)目MM機(jī)械加工余量MM尺寸公差MM毛坯尺寸MM孔徑74232684孔徑1322361262距離為17324179地面高為20224232距離為72232684距離52228554距離為184241903擬定蝸輪箱工藝路線31定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，再確定粗基準(zhǔn)。1）精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該蝸輪箱零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇蝸輪箱左端面和74J7作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。74J7的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位加工20H7孔和端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。選用蝸輪箱左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵撐佪喯湓谳S向的尺寸大多以該面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2）粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。本例選擇蝸輪箱的底面和右端面為粗基準(zhǔn)。采用蝸輪箱右端面作粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。采用蝸輪箱底面作為粗基準(zhǔn)，有利于加工和定位。32表面加工方法的確定根據(jù)蝸輪箱零件圖各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表所示加工表面尺寸精度等級表面粗糙度M加工方案蝸輪箱左右端面IT1263粗銑蝸輪箱前后端面IT13125粗銑渦輪箱上表面IT13125粗銑蝸輪箱底面IT1263粗銑74孔IT716粗鏜半精鏜精鏜20孔IT716鉆粗鉸精鉸132孔IT832粗?jǐn)U精擴(kuò)鉸26沉孔锪鉆13孔鉆M8螺紋孔鉆、攻M10螺紋孔鉆、攻M12螺紋孔鉆、攻33加工階段的劃分該蝸輪箱加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工、兩個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑蝸輪箱的前后端面、左右端面、底面。在半精加工階段，完成20孔的鉆、鉸加工和74孔，132孔的鏜削加工以及10螺紋孔，12螺紋孔，13孔的鉆、鉸加工。34工序的集中和分散本例選用工序集中原則安排蝸輪箱的加工工序。該蝸輪箱的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工具、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多加工表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。35工序順序的安排機(jī)械加工工序1遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)。2遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。3遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。4遵循“先面后孔”原則。綜上所述，該蝸輪箱的安排順序?yàn)榛鶞?zhǔn)加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面的半精加工和次要表面加工36確定工藝路線工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具1粗銑蝸輪箱左右端面立式銑床端銑刀2粗銑蝸輪箱底面立式銑床端銑刀3粗銑蝸輪箱前后面立式銑床端銑刀4粗銑蝸輪箱上表面凸臺(tái)面立式銑床端銑刀5粗鏜、半精鏜、精鏜74孔萬能臥式銑床鏜刀6粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸132孔四面組合鉆床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀7鉆、粗鉸、精鉸20孔四面組合鉆床鉆頭復(fù)合鉸刀8鉆、粗鉸13孔四面組合鉆床鉆頭復(fù)合鉸刀9锪平26沉孔四面組合鉆床10鉆、攻M12螺紋孔四面組合鉆床麻花鉆、絲錐11鉆、攻M10螺紋孔四面組合鉆床麻花鉆、絲錐12鉆、攻M8螺紋孔四面組合鉆床麻花鉆、絲錐13清洗清洗機(jī)14終檢420H7的孔加工余量、工序尺寸和公差的確定由表228可查得，精鉸余量；粗鉸余量06ZM精鉸；鉆孔余量。查表120可以確定各工序尺寸的194ZM粗鉸18ZM鉆加工等級為精鉸T7；粗鉸T10鉆T12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表240可確定各工步的公差值分別為，精鉸0021MM粗鉸0084MM；鉆021MM。綜上所述，該工序各工步尺寸及公差分別為，精鉸；粗鉸；鉆孔0849M。021520H7的孔切削用量的計(jì)算（1）鉆孔工步1）背吃刀量的確定取18MM。PA2）進(jìn)給量的確定由表522，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量F02MM/R。3）切削速度的確定由表522,按工件材料HT200的條件選取，切削速度可取為14M/MIN。由公式（51）N1000V/D可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速N2477R/MIN，參照表49所列的Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速N275R/MIN。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（51），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度VND/10001554M/MIN2粗鉸工步1）背吃刀量的確定取194MM。PA2）進(jìn)給量的確定由表522，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量F12MM/R。3）切削速度的確定由表522,按工件材料HT200的條件選取，切削速度可取為2M/MIN。由公式（51）N1000V/D可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速N3194R/MIN，參照表49所列的Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速N68R/MIN。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（51），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度VND/1000425M/MIN（3）精鉸工步1）背吃刀量的確定取006MM。PA2）進(jìn)給量的確定由表522，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量F10MM/R。3）切削速度的確定由表522,按工件材料HT200的條件選取，切削速度可取為4M/MIN。由公式（51）N1000V/D可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速N6369R/MIN，參照表49所列的Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速N68R/MIN。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（51），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度VND/1000427M/MI6加工20MM的孔專用鉆床夾具設(shè)計(jì)61夾具設(shè)計(jì)的任務(wù)已知工件材料為HT200，毛坯為鑄件，所用機(jī)床為Z535型立式鉆床，大批量生產(chǎn)。為該工序設(shè)計(jì)一鉆床夾具。62確定夾具的結(jié)構(gòu)方案621確定定位原件根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用兩個(gè)支撐釘與零件后端面接觸限制一個(gè)移動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，限制兩個(gè)移動(dòng)自用度，用平面與零件左端面接觸限制兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)、一個(gè)移動(dòng)三個(gè)自由度，支撐釘與工件前底面接觸限制一個(gè)移動(dòng)自由度，此時(shí)由六點(diǎn)定位原理，工件的六個(gè)自由度被完全限制，實(shí)現(xiàn)工件的正確定位。622定位誤差的分析與計(jì)算對于工序尺寸53MM而言，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)不重合誤差B0，基準(zhǔn)位移誤差J0,所以定位誤差DJB0MM；對于工序尺寸47MM而言，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)不重合誤差B0，這里基準(zhǔn)位移誤差為0，所以定位誤差D0；加工孔徑尺寸20H7由刀具直接保證，定位誤差B0。由上述分析可知，定位誤差小于工件相應(yīng)加工要求的公差的，該定位方案合理可行。153623確定導(dǎo)向裝置本工序要求對被加工孔依次進(jìn)行鉆、粗鉸、精鉸3個(gè)工步的加工，最終達(dá)到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件，查表910確定鉆套高度H25MM，排屑空間H05D10MM。624確定夾緊裝置針對大量生產(chǎn)的工藝特征，此夾具采用開口墊圈液動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，通過液壓缸的活塞桿與開口墊圈組合來實(shí)現(xiàn)工件的夾緊。625夾緊力的計(jì)算根據(jù)此工件的的夾緊裝置采用端面夾緊，根據(jù)公式33122FJKFDFDDF332215769844JF7方案的綜合評價(jià)與結(jié)論此次對渦輪箱的設(shè)計(jì)方案從毛胚的選擇、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)到機(jī)床專用夾具的設(shè)計(jì)，整個(gè)工藝過程設(shè)計(jì)合理，達(dá)到了加工要求。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，各個(gè)工序合理可靠，一整套的的工藝過程有序的保證了各個(gè)加工工序的加工；在設(shè)計(jì)機(jī)床專用夾具時(shí)，工件在夾具上的定位合理，定位誤差在要求的范圍之內(nèi)，夾緊可靠，能夠保證工件在機(jī)床上的正確合理的加8設(shè)計(jì)體會(huì)為期三周的課程設(shè)計(jì)終于在緊張的節(jié)奏中接近尾聲，這三周，是我不斷學(xué)習(xí)不斷提高的三周，是我查漏補(bǔ)缺受益匪淺的三周，可以說它是繁忙的，但更是充實(shí)的。通過這三個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。這次課程設(shè)計(jì)是對這幾年來所學(xué)知識的總結(jié)，也是對我以前所學(xué)知識的檢驗(yàn)，通過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己對知識的掌握程度還不夠，一些知識的理解還很片面。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。這次的課程設(shè)計(jì)也讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剛開始的時(shí)候，大家就分配好了各自的任務(wù)，大家有的繪制零件圖，有的寫說明書，有的積極查詢相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個(gè)方案的可行性。在課程設(shè)計(jì)中只有一個(gè)人明白是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次設(shè)計(jì)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。在這個(gè)過程中，我也曾經(jīng)因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏失落過，也曾經(jīng)因設(shè)計(jì)方案而熱情高漲。經(jīng)受了一次又一次的失敗，通過一次又一次經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可以說在這個(gè)過程中，我磨練了自己的意志力，生活