齿轮箱工艺、钻8-13孔工装及专机设计[毕业论文+CAD图纸]

夹具设计毕业论文：齿轮箱工艺、钻8- 13 孔工装及专机设计含论文，CAD图纸

一、零件分析

1．零件的作用

2．零件的工艺分析

由零件图可知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。

该零件的主要加工面为N面、A面、B面、R面和2- H7、2- 和 的孔。

N面是作为定位基准，2- H7和2- 的尺寸精度、两孔距尺寸精度为 。影响齿轮的啮合与传动，从而减少了齿轮的工作寿命。因此，在加工它们时，最好能在一次装夹下将两孔同时加工出来。

孔的尺寸精度，与B面的平行度0.02mm,与A面的垂直度0.02mm,A面相对于R面的平行度0.06， 400H8和 294H7的孔与 孔的同轴度为0.06mm。因此，在加工是三孔一定要在相同的条件下加工。这样才能提高精度符合精度要求。

由参考文献⑤中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。

二、毛坯制造方法的选择与毛坯设计

根据零件材料确定毛坯为铸件。又由任务书已知零件的生产纲领为20000件/年。可知其生产类型为大批生产。毛坯的制造方法选用砂型机器造型。又由于箱体的内腔及 400H8、 294H7、2- H7和2- 等孔均需铸出。故还应安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。由参考文献⑤表2.3-6，该种铸件的尺寸公差等级CT为8~10级，加工余量等级MA为G级。故取CT为10级，MA为G级。

毛坯的技术要求：

1．铸件应符合JB/T6431-92《容积式压缩机灰铁铸件技术条件》的要求。

2．铸件不应有砂眼、裂纹、夹沙、气孔疏松等。影响强度和使用的铸件铸造缺陷存在。

3．铸件的硬度170~241HB。

4．未注铸造圆角为R2~R10。

5．铸件应进行时效处理。

6．不加工表面涂防锈漆。

参考文献⑤表2.3-5，用查表法确定各表面的总加工余量如表2-1所示。

表2-1 各加工表面的总余量

加工表面 基本尺寸（mm）

加工余量等级 加工余量数值(mm) 说 明

N面

397 G 6 底面，单侧加工（取上行数据）

R面 110 G 4 侧面，单侧加工（取上行数据）

Q面 230 G 5 侧面，单侧加工（取上行数据）

A面 113 G 4 侧面，单侧加工（取上行数据）

194 194 G 4 双侧加工

由参考文献⑤表2.3-9可得铸件主要尺寸的公差，如表2-2所示。

表2-2 主要毛坯尺寸及公差 （mm）

主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT

N面尺寸 397 6 403 4.4

R面尺寸 110 4 114 3.6

Q面尺寸 230 5 235 4

A面尺寸 113 4 117 3.6

三、工艺规程设计

1．定位基准的选择

粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择箱体零件的不需加工的面作为粗基准（即齿轮箱体的顶面）。第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要加工孔的加工余量尽量均匀；第二，装入箱体内的旋转零件（如齿轮）与箱体内壁有足够的空隙；第三，要保证定位准确、夹紧可靠；第四，粗基准不得重复使用。

精基准的选择：齿轮箱的N面和2- 20的孔即是定位基准，又是设计基准，用它们作为精基准，能使加工遵守“基准重合”的原则，实现箱体零件“一面两孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵守了“基准统一”的原则。此外，N面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠、操作方面。

最先进行机械加工的表面是N面，这是可用的定位夹紧方案如下：

以齿轮箱的上表面作为粗基准，来粗铣N面，齿轮箱的上表面作为定位基准，限制了三个自由度，分别是一个移动两个转动，这是不完全定位，对于粗铣N面来说已经完成定位。使用夹具夹紧，这种方案适合于大批大量的生产类型。

2.组合机床工艺方案的拟订

拟订专用机床工艺方案的一般步骤如下。

2.1 分析、研究加工要求和现场工艺

在制定组合机床工艺方案时，首先要分析、研究被加工零件，如被加工零件的用途及其结构特点，加工部位及其精度、表面粗糙度、技术要求及生产纲领。深入现场调查分析零件的加工工艺方法，定位和夹紧方式，所采用的设备、刀具及切削用量，生产率情况及工作条件等方面的现行工艺资料，以便制定出切合实际的合理工艺方案。

本设计所加工的是用于压缩机中的齿轮箱，属于箱体类零件，其结构不是很复杂，加工不是很困难。我所加工的是一个侧面上的8个直径为13mm的通孔属于普通级别，生产纲领是2万件/年，单班制，属于大批大量生产。因此可以采用组合机床来进行生产。考虑到大批大量生产，应设计专用钻夹具来完成，因为是工业生产，要求操作简单迅速，故采用较简单的手动夹紧方式。

2.2 定位基准和夹压部位的选择

正确选择定位基准和夹紧部位时保证加工精度的重要条件。

本设计采用一面两孔的定位方案来保证此钻孔，则选择2-Φ20的孔和其所在的上顶面平面作为定位基准。它们又是设计基准，用他们做定位基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，保证工艺基准和设计基准的重合。实现箱体零件“一面两孔”的典型定位方式。夹紧位置选择在有足够的夹紧力下箱体产生变形最小的部位。

2.3 影响工艺方案的主要因素

(1) 加工的工序内容和加工精度:我所加工的是钻孔和攻丝，其没有具体的公差要求，综合考虑只有位置公差的影响。这是制定机床工艺方案的主要依据。

(2) 被加工零件的特点

工件材料及硬度: 材料HT200，硬度170~241HB

加工部位的构造形状: 8个直径为13mm的通孔。

工件的刚性:满足要求。

零件的生产批量: 生产纲领是2万件/年，单班制。

使用厂后方车间的制造能力：可以胜任。

2.3切削用量的确定

在组合机床工艺方案确定过程中，工艺方法和关键工序的切削用量选择十分重要。切削用量选择是否合理，对组合机床的加工精度、生产率、刀具耐用度、机床的结构型式即工作可靠性均有较大的影响。

2.3.1组合机床切削用量选择的特点、方法及注意问题

1、组合机床切削用量选择的特点

(1) 组合机床常采用多刀多刃同时切削，为尽量减少换刀时间的消耗，保证机床的生产率及经济效果，选用的切削用量应比通用机床单刀加工时低30%左右。

(2)、组合机床通常用动力滑台来带动刀具进给。因此，同一滑台带动的多轴箱上所有刀具（除丝锥外）的每分钟进给量相同，即等于滑台的工进速度。

2.3.2 组合机床切削用量选择方法及应注意的问题

目前常用查表法，参照生产现场同类工艺，必要时经工艺试验确定切削用量。组合机床加工孔、平面及螺纹的常用切削用量都要查一般的手册。确定切削用量时用注意以下问题。

1）应尽量做到合理使用所有刀具，充分发挥其使用性能。

2）复合刀具切削用量选择应考虑刀具的使用受命。

3）多轴镗孔主轴刀头均需定向快速进退时（刀头处于同一角度位置进入或退出工件孔），各镗轴转速应相等或成整数倍。

4）选择切削用量时要注意既要保证生产批量要求，又要保证刀具一定的耐用度。

5）确定切削用量时，还需考虑所选动力滑台的性能。

3．制定工艺路线

根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的精度要求，确定各表面的加工方法如下：N面：粗铣—精铣；A面、R面、Q面：粗铣—精铣；2- 70H7、2- 184、 294H7、 400H8、 80K6孔：粗镗—精镗；凸台面：粗铣；螺纹孔：钻孔—攻螺纹。

根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将N面、A面、Q面、R面和2- 70H7、2- 184、 294H7、 400H8、 80K6孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一阶段中又首先加工N面，然后在镗孔；A面、Q面、R面上的孔或螺纹孔在次要的表面上加工。

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