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1、遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目： 渦桿箱零件的機械加工工藝規(guī)程 及工藝裝備設計 全套圖紙，加153893706 班　　級： 機械09-3班 姓　　名： 指導教師： 完成日期： 2012年6月20日 一、設計題目 渦桿箱零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計 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: 中批 三、上交材料

2、(1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工藝卡片 1張 (4) 夾具裝配圖 1張 (5) 夾具體零件圖 1張 (6) 課程設計說明書(5000字左右)

3、 1份 四、進度安排(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) 工藝裝備設計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說明書 3天 (5) 準備及答辯 2天 五、指導教師評語

4、 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 機械制造程設計的主要內容是機械加工工藝規(guī)程編制和鉆削孔工序專用夾具設計。 在設計的過程中，學生能綜合運用機械制造技術基礎和其他課程的基本理論和方法，為了能夠完成設計任務，必須竭盡所學，找到一種正確的設計方法。正確的制定一個零件的機械加工工藝規(guī)程。結合工藝設計內容，能夠熟練的應用工藝計算方法，正確的進行工藝計算，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。學生通過該課程設計，將所學理論與生產(chǎn)實踐相結合，得到解決問題和分析問題能力的初步培養(yǎng). 在三周的課程設計中，學

5、生對機械工程學的興趣將大有增長。他們將享受設計中的每一時刻。除此之外，他們將挖掘隱含的動力去學習機械自動化及材料科學的本專業(yè)課程. Abstract The design course of Manufacturing are the main contents of a point of order processing machinery and drilling holes for fixture design process. In the process of the design ,we Can make comprehensive use of mach

6、inery manufacturing technology and other courses based on the basic theories and methods. In order to finish the design. We have to think about the method that make full use of what we have. Combination of design, the application process can be skilled method of calculating the correct conduct of ca

7、lculation, such as technical parameters, cutting force, cutting power, cutting speed, positioning error, the clamping force, and so on.Through the curriculum design, Students will learn theory and practice of combining production, resolved the issue of capacity issues and the initial training. In

8、the course of three weeks of Manufacturing Design, students’ interest in mechanical engineering has been growing rapidly. They enjoy every moment of the lecture. Besides, they will found large room for giving full play of my latent energy by studying the courses offered by departments of industrial

9、automation and materials science 目錄 1.蝸桿箱的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1蝸桿箱的用途 1 1.2蝸桿箱的技術要求 1 1.3審查蝸桿箱的工藝性 2 1.4確定蝸桿箱的生產(chǎn)類型 2 2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 3 2.1選擇毛坯 3 2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 3 3 擬定蝸桿箱工藝路線 5 3.1定位基準的選擇 5 3.2表面加工方法的確定 5 3.3加工階段的劃分 6 3.4工序的集中和分散 6 3.5工序順序的安排 7 3.6確定工藝路線 7 4.60H7的孔加工余量、工序尺寸和公差的確定 9

10、 5.60H7的孔切削用量的計算 10 6. 加工60H7的孔專用鉆床夾具設計 11 6.1夾具設計的任務 11 6.2確定夾具的結構方案 11 6.2.1確定定位原件 11 6.2.2定位誤差的分析與計算 11 6.2.3確定導向裝置 11 6.2.4確定夾緊裝置 11 6.2.5夾緊力的計算 12 7 方案的綜合評價與結論 13 8．設計體會 14 參考文獻 16 1.蝸桿箱的工藝性分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1蝸桿箱的用途 蝸桿箱是主要用作減速器的箱體，用來支承渦輪蝸桿，其加工質量的優(yōu)劣，將直接影響到渦輪與蝸桿相互位置的準確性及機器總成的使用壽命和可靠

11、性。本箱體為典型的蝸桿上置箱體結構，蝸桿箱通過60mm與62mm的孔分別與渦輪渦桿軸配合，其結構形狀復雜，壁薄且厚度不均勻，外部為了增加其強度加有加強筋。 蝸桿箱是渦輪蝸桿傳動的基礎件，因此應具有足夠的剛度和強度，此外由于渦輪蝸桿機構是一個發(fā)熱大的傳動機構，還應要求箱體具備較好的散熱能力。蝸桿箱的主要工作表面60H7mm和62H7mm的軸承支撐孔和結合面的加工精度必需達到要求。因此對蝸桿箱的輸出輸入軸承支撐孔的精度要求在設計工藝規(guī)時應予以保證。 1.2蝸桿箱的技術要求 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra/μm 形位公差/mm 60mm孔 60H7 I

12、T7 1.6 62mm孔 62H7 IT7 1.6 ⊥ 0.05 G 62mm孔定位 900.1 IT6 肋板 12 該零件形狀特殊，機構復雜，屬典型的箱體類零件。為實現(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。為了保證渦輪軸與蝸桿正確裝配，傳動準確，要求渦輪軸承孔(60H7)與蝸桿軸承孔(62H7)垂直度要求為0.05mm。蝸桿箱體上下平面的平面度要求為0.02mm。 綜上所述，該渦輪箱的各項技術

13、要求制訂的較合理，符合該零件在減速器中的應用。 1.3審查蝸桿箱的工藝性 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械加工面積，箱體座采用不完整的平面；62mm的軸承孔與60mm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（62H7mm的軸承孔與60H7mm的軸承孔）外，其余表面的加工精度較低，不需要高精度機床加工；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

14、用較經(jīng)濟的方法保證質量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4確定蝸桿箱的生產(chǎn)類型 依設計題目知：該零件年產(chǎn)量為2000件，設其備品率為4%，機械加工廢品率為1%，則該零件的年生產(chǎn)綱領為：N=Qm(1+a)(1+b)=20001(1+4%)(1+1%)=2102(件/年) 蝸桿箱的年產(chǎn)量為2102件，查表可知該產(chǎn)品為中批生產(chǎn)。 2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1選擇毛坯 由于該蝸桿箱在工作過程中只起到定位和支撐作用，受到?jīng)_擊較小，不需要較大的強度和韌度，因此毛坯選擇鑄件。該蝸桿箱的輪廓不是很大，且生產(chǎn)屬于中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，宜采用砂型鑄造（機器造型）

15、方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為。 2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 1）公差等級 因為毛坯選用灰鑄鐵，查表2-1得，公差等級為8—12級。 查表2-5得，毛坯鑄件的機械加工余量等級為E-G 查表2-4得，整個鑄件機械加工余量（RMA）為2mm（F級） 查表2-3得，鑄件尺寸公差為CT=10 利用公式2-1，R=F+2RMA+CT/2 以及公式2-2， R=F-2RMA-CT/2 2）零件表面粗糙度 由零件圖可知，該蝸桿箱各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6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械技工余量，所得結果列于下表中。

16、項目mm 機械加工余量mm 尺寸公差mm 毛坯尺寸 mm 孔徑60 2 4 54 孔徑62 2 4 56 距離為150 2 4 156 地面高為20 2 2.4 23.2 距離15 2 2.8 18.4 距離為230 2 4 236 3 擬定蝸桿箱工藝路線 3.1定位基準的選擇 定位基準有精基準和粗基準之分，通常先確定精基準，再確定粗基準。 1

17、）精基準的選擇 根據(jù)該蝸桿箱零件的技術要求和裝配要求，選擇蝸桿箱上端面和60H7作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循“基準統(tǒng)一”原則。60H7的軸線是設計基準，選用其作精基準定位加工62H7孔和端面，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。選用蝸桿箱上端面作為精基準同樣是遵循“基準重合”原則，因為該蝸桿箱在軸向的尺寸大多以該面為設計基準。 2）粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。本例選擇蝸桿箱的底座左端面和右端面為粗基準。采用蝸桿箱右端面作粗基準加工左端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。采用蝸桿箱底面作為粗基

18、準，有利于加工和定位。 3.2表面加工方法的確定 根據(jù)蝸桿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 加工方案 蝸桿箱右端面 IT12 6.5 粗銑 蝸桿箱前后端面 IT13 12.5 粗銑 渦桿箱上表面 IT12 6.3 粗銑 蝸桿箱底面 IT12 6.3 粗銑 60孔 IT7 1.6 粗鏜—半精鏜—精鏜 62孔 IT7 1.6 鉆—粗鉸—精鉸 26沉孔 锪鉆 13孔 鉆 M6螺紋孔 鉆、攻 M10螺紋孔 鉆、

19、攻 3.3加工階段的劃分 該蝸桿箱加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工、兩個階段。在粗加工階段，首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑蝸桿箱的前后端面、右端面、頂面和底面。在半精加工階段，完成62孔的鉆、鉸加工和60孔的鏜削加工以及10螺紋孔，6螺紋孔，13孔的鉆、鉸加工。 3.4工序的集中和分散 本例選用工序集中原則安排蝸桿箱的加工工序。該蝸桿箱的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工具、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多加工

20、表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 3.5工序順序的安排 機械加工工序： 1遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準。 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，該蝸桿箱的安排順序為：基準加工——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 3.6確定工藝路線 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 1 粗銑蝸桿箱前后端面 立式銑床 端銑刀 2 粗銑蝸桿箱底面和頂面 立式銑床 端銑刀 3

21、 粗銑蝸桿箱右面 立式銑床 端銑刀 4 粗銑蝸桿箱上表面凸臺面 立式銑床 端銑刀 5 粗鏜、半精鏜、精鏜60孔 萬能臥式銑床 鏜刀 7 鉆、粗鉸、精鉸62孔 四面組合鉆床 鉆頭復合鉸刀 8 鉆、粗鉸13孔 四面組合鉆床 鉆頭復合鉸刀 9 锪平26沉孔 四面組合鉆床 10 鉆、攻M6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 13 清洗 清洗機 14 終檢

22、 4.60H7的孔加工余量、工序尺寸和公差的確定 由表2-28可查得，精鉸余量Z=60mm；粗鉸余量Z=59.9mm；鉆孔余量Z=30mm。查表1-20可以確定各工序尺寸的加工等級為精鉸：IT7；粗鉸：IT10;鉆：IT12。根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表(2-40)可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.030mm;粗鉸：0.12mm；鉆：0.30mm。綜上所述，該工序各工步尺寸及公差分別為，精鉸：600+0.03mm；粗鉸：59.90+0.12；鉆孔：300+0.3mm。

23、 5.60H7的孔切削用量的計算 （1）鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取=18mm。 2）進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.2mm/r。 3）切削速度的確定 由表5-22,按工件材料HT200的條件選取，切削速度可取為14m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得該工序鉆頭轉速n=247.7r/min，參照表4-9所列的Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=275r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=15.54m/min. (2)粗鉸工步

24、 1）背吃刀量的確定 取=1.94mm。 2）進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=1.2mm/r。 3）切削速度的確定 由表5-22,按工件材料HT200的條件選取，切削速度可取為2m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得該工序鉆頭轉速n=31.94r/min，參照表4-9所列的Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=68r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=4.25m/min. （3）精鉸工步 1）背吃刀量的確定 取=0.06mm。 2）進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=1

25、.0mm/r。 3）切削速度的確定 由表5-22,按工件材料HT200的條件選取，切削速度可取為4m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得該工序鉆頭轉速n=63.69r/min，參照表4-9所列的Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=68r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=4.27m/mi 6. 加工20mm的孔專用鉆床夾具設計 6.1夾具設計的任務 已知工件材料為HT200，毛坯為鑄件，所用機床為Z535型立式鉆床，大批量生產(chǎn)。為該工序設計一鉆床夾具。 6.2確定夾具的結構方案 6.2.1確定定位原件

26、 根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準，選用平面與零件后端面接觸限制一個移動和一個轉動自由度，用平面與零件右端面接觸限制兩個轉動、一個移動三個自由度，支撐釘與工件底面接觸限制一個移動自由度，此時由六點定位原理，工件的六個自由度被完全限制，實現(xiàn)工件的正確定位。 6.2.2定位誤差的分析與計算 對于工序尺寸125mm而言，定位基準與工序基準重合，基準不重合誤差Δb=0，基準位移誤差Δj=0,所以定位誤差Δd=ΔjΔb=0mm；對于工序尺寸85mm而言，定位基準與工序基準重合，基準不重合誤差Δb=0，這里基準位移誤差為0，所以定位誤差Δd=0；加工孔徑尺寸20H7由刀具直接保證，定位誤差Δb=0

27、。由上述分析可知，定位誤差小于工件相應加工要求的公差的，該定位方案合理可行。 6.2.3確定導向裝置 本工序要求對被加工孔依次進行鉆、粗鉸、精鉸3個工步的加工，最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導向元件，查表9-10確定鉆套高度H=25mm，排屑空間h=0.5d=10mm。 6.2.4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夾緊機構，通過液壓缸的活塞桿與開口墊圈組合來實現(xiàn)工件的夾緊。 6.2.5夾緊力的計算 根據(jù)此工件的的夾緊裝置采用端面夾緊，根據(jù)公式

28、 7 方案的綜合評價與結論 此次對渦桿箱的設計方案從毛胚的選擇、工藝規(guī)程的設計到機床專用夾具的設計，整個工藝過程設計合理，達到了加工要求。在設計工藝規(guī)程時，各個工序合理可靠，一整套的的工藝過程有序的保證了各個加工工序的加工；在設計機床專用夾具時，工件在夾具上的定位合理，定位誤差在要求的范圍之內，夾緊可靠，能夠保證工件在機床上的正確合理的加 8．設計體會 為期三周的課程設計終于在緊張的節(jié)奏中接近尾聲，這三周，是我不斷學習不斷提高的三周，是我查漏補缺受益匪淺的三周，可以說它是繁忙的，但更是充實的。通過這三個星期的學

29、習，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。 經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的課程設計終于完成了。這次課程設計是對這幾年來所學知識的總結，也是對我以前所學知識的檢驗，通過這次做課程設計發(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。通過這次課程設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 在這次課程設計中也使我們的同學關系更進一步

30、了，同學之間互相幫助，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。這次的課程設計也讓我看到了團隊的力量，我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結協(xié)作的精神。剛開始的時候，大家就分配好了各自的任務，大家有的繪制零件圖，有的寫說明書，有的積極查詢相關資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個方案的可行性。在課程設計中只有一個人明白是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結協(xié)作是我們成功的一項非常重要的保證。而這次設計也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。 在這個過程中，我也曾經(jīng)

31、因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過，也曾經(jīng)因設計方案而熱情高漲。經(jīng)受了一次又一次的失敗，通過一次又一次經(jīng)驗總結，可以說在這個過程中，我磨練了自己的意志力，生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。我明白了想做成一件事需要付出許許多多的努力。而在付出的過程中，我們享受了過程，收獲了成果，積累了經(jīng)驗。不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 在設

32、計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 通過這次課程設計讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶。 參考文獻 [1]卜昆等編. 計算機輔助制造. 北京：科學出版社，2003 [2] 唐應謙等編. 機械加工工藝學. 北京：中國勞動與社會保障出版社，2000 [3] 機械制造技術基礎課程設計指導書[M].阜新:遼寧工程技術大學. [4] 崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007 . [5] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社， 2002 ． [6] 黃健求 .機械制造技術基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005. [7] 袁國定編. 機械制造技術基礎. 東南大學出版社,2000.