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1、由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706JH-14型回柱绞车蜗轮箱加工工艺及夹具设计摘 要：本设计主要讲述了回柱绞车蜗轮箱的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。回柱绞车蜗轮箱的主要加工表面是平面及孔系。本蜗轮箱是JH-14回柱绞车的主要零件，主要用于矿山机械中。通过查阅各种相关书籍，分析蜗轮箱的结构及其功能，编写了蜗轮箱的加工工艺；经过计算选择其切削用量、选择机床和工艺设备，设计出了专用夹具。关键词：蜗轮箱；加工工艺；夹具The Processing Technology and Jig Design of JH-14 Prop-Drawing W
2、inche Turbine Box Abstract：The paper is to design the craft process of making Prop-pulling hoist worm gear box and some specialized fixtures in the process. The main machining surface of the Prop-pulling hoist worm gear box is the plane and a series of hole. The worm gear box is the main parts of JH
3、-14, widely used in mining machinery. Based on analysis of the structure and function of worm gear box, this paper compiles the craft process of worm gear box by consulting relevant materials. Through calculation, cutting data, and machine selection are elected to design the specialized fixture.Key
4、words：worm gear box；process；Fixture1 前言1.1 课题背景机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础1。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产
5、品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义2。本课题是JH-14回柱绞车蜗轮箱加工工艺及其夹具设计,箱体零件加工属于典型零件加工,由于蜗轮箱零件结构比较复杂,加工工艺也相对复杂,通常都是采用铸铁材料。先铸造成毛坯,然后经过时效处理后,进行机加工,在机加工过程中，采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统一、准确。1.2 国内外研究现状现代制造业中，人们开始在工艺过程设计领域应用计算机技术
6、，进行计算机辅助工艺过程设计CAPP的研究与开发工作，CAPP技术飞速发展，在设计对象上、在涉及的工作范围上、在系统功能上和系统设计及开发上都会有很大的发展。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。1.3 本课题的主要研究内容本课
7、题研究的基本内容为: JH-14回柱绞车蜗轮箱加工工艺及夹具设计。主要包括以下两点内容：1）蜗轮箱的加工工艺过程。加工工艺过程是整个设计的基石。在设计过程中，制订工艺规程、确定加工余量、计算工时定等，为了与实际加工相吻合，还需对加工设备、切削用量、加工装备等进行选择和设计，这个阶段内容较多，涉及的范围也比较广。 2）蜗轮箱加工的专用夹具。专用夹具的设计要保证夹具的定位准确和机构合理,根据各工序要求考虑夹具合理的定位误差和安装误差。以达到工件定位准确和夹紧的方便快速，提高效率和降低工人的劳动强度, 提高蜗轮箱箱体零件加工精度和安装找正方便。2 零件的工艺分析2.1 箱体零件的功用和结构特点箱体是
8、机器的基础零件3，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体，并保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处，其结构特点是：1.外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种。2.结构形状比较复杂。内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均。3.箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。4.箱体上的加工面，主要是大量的平面。2.2 箱体零件图样分析图1 零件图
9、Fig .1 Detail drawing分析图1可知：主要孔有轴承支承孔150H7mm 和95H7mm精度等级为7级粗超度要求也较高；主要平面有底座的底面和结合面，箱盖的结合面和顶部为孔面，支承孔的端面等；其他加工主要有连接孔、螺孔、销钉孔等。此处已删除粗铣前后端面工序尺寸定为mm精铣前后端面后尺寸与零件图尺寸相同，即（3）左右端面加工余量。（计算长度为415mm）左端面加工工序余量如下。粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2-23，其加工余量规定为2.73.5mm，现取3mm。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取-0.30mm。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3-59，其加工余量取为1.5
10、mm。铸件毛坯的基本尺寸为420+3.5+1.5=425mm，根据机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为1.4mm。毛坯的名义尺寸为：420+3.5+1.5=425 mm毛坯最小尺寸为： 425-0.7=424.3 mm 毛坯最大尺寸为： 425+0.7=425.7 mm 粗铣前后端面工序尺寸定为421.5mm精铣前后端面后尺寸与零件图尺寸相同，即420mm右端面加工工序余量如下。粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2-23，其加工余量规定为2.73.5mm，现取3mm。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取-0.30mm。精铣：参照机械加
11、工工艺手册表2.3-59，其加工余量取为1.5mm。铸件毛坯的基本尺寸为415+3.5+1.5=420mm，根据机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为1.4mm。毛坯的名义尺寸为：415+3.5+1.5=420 mm毛坯最小尺寸为： 420-0.7=419.3 mm 毛坯最大尺寸为： 420+0.7=420.7 mm 粗铣前后端面工序尺寸定为416.5mm精铣前后端面后尺寸与零件图尺寸相同，即415mm（4）两轴承孔，上轴承孔mm。根据工序要求，两轴承孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下8：粗镗：孔，参照机械加工工艺
12、手册表2.3-48,其余量值为2.3；半精镗: 孔，参照机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为1.5mm；精镗: 孔，参照机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为0.7mm；铸件毛坯的基本尺寸为：150-2-1.5-1=145.5 mm根据机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：1.2mm。 孔毛坯名义尺寸为：150-2.3-1.5-0.7=145.5mm毛坯最大尺寸为：145.5+0.7=146.2 mm毛坯最小尺寸为：145.5-0.7=144.8mm粗镗工序尺寸为： 147.8mm半精镗工序尺寸为：149.3mm精镗工序尺
13、寸为： mm上轴承孔 mm。根据工序要求，两轴承孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三个工序完成，各工序余量如下：粗镗：孔，参照机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为2.3；半精镗: 孔，参照机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为1.5mm；精镗: 孔，参照机械加工工艺手册表2.3-48,其余量值为0.7mm；铸件毛坯的基本尺寸为：95-2-1.5-1=90.5 mm根据机械加工工艺手册表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用IT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：1.2mm。孔毛坯名义尺寸为：95-2.3-1.5-0.7=90.5 mm毛坯最大尺寸为：90.5+0.7=91.2mm毛坯
14、最小尺寸为：90.5-0.7=89.8mm粗镗工序尺寸为：92.8mm半精镗工序尺寸为：94.3mm精镗工序尺寸为： mm（5）轴承孔端面16螺孔-M12-6H，深25mm毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3-71，现确定螺孔加工余量为：16螺孔M12-6H：钻孔：10.2mm攻丝： M12-6H（6）轴承孔内边245o根据工序要求,用带有锥度为90o的锪钻锪轴承孔内边缘倒角245o现确定锪孔的加工余量为：锪孔：245o4 夹具设计4.1设计精铣JH-14型回柱绞车蜗轮箱箱座上平面夹具设计任务：设计在成批生产条件下,在X5210铣床上精铣减速器机座上平面夹具.4.1.1 设计任务分
15、析本夹具主要用来精铣JH-14型回柱绞车蜗轮箱箱座上平面。由加工本道工序的工序简图可知，精铣机座上平面时，机座上平面与机座底面有尺寸要求，机座上平面与轴承孔壁有位置度公差要求要求0.2mm，以及机座上平面有表面粗糙度要求Ra3.2。本道工序仅是对机底座进行精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量9。4.1.2 定位基准的选择 图2 六点定位原理图 Fig .2 Six point locating principle diagram上图为工件六点定位的典型情况。工件定位基准面A与三个支承相接触，限制了沿Z轴移动及绕X轴和Y轴转动的三
16、个自由度；工件定位基准面B与两个定位支承相接触，限制了沿Y轴移动和绕Z轴转动的两个自由度；工件定位基准面C与一个定位支承相接触，限制了沿X轴移动的自由度。六个定位支承轴抽象为六个定位支承点，限制六个自由度，故称为六点定位10。在进行机底座精铣加工工序时，机座面已经精铣，机底座凸缘没有加工。因此工件选用底面为定位基面，机底座凸缘采用三个调节支承定位。选择底面作为定位基面限制了工件的三个自由度，而机底座凸缘三个支承点与底面定位，限制了三个自由度。即本夹具采用六点定位原理，具体为三平面定位，共限制了工件的六个自由度。机座定位基准面为机座底面，定位基准面与三个定位支承相接触，限制了沿Z轴移动及绕X轴和
17、Y轴转动的三个自由度；机底座凸缘与两个定位支承相接触，限制了沿Y轴移动和绕Z轴转动的两个自由度；机底座凸缘与一个定位支承相接触，限制了沿X轴移动的自由度。为了提高加工效率，现决定用一把铣刀对机底座的上平面进行精铣加工。同时根据具体情况而定，为了缩短辅助时间和夹具成本准备采用手动联动夹紧。4.1.3 定位元件的设计支撑板。机座底面为一已精加工的平面，参照机床夹具设计手册工件的定位方法及定位元件表1-1-1，以平面定位时定位元件的选择，基准面定位元件为B型支承板。支承板适用于精基准，B型用于底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具体上。机座底面长600mm，宽310mm，参照机床夹具设计手册表2-1-10
18、，选择支承板的规格及主要尺寸。图3 支撑板图Fig .3 The support board支承板两块，长度为420mm，宽度为32mm，高度为20mm，材料为T8，按GB 1298-86碳素工具钢技术条件；热处理：HRC5560；其他技术条件按GB 2259-80机床夹具零件及部件技术条件。支承钉。由于机底座凸缘没有加工，参照机床夹具设计手册工件的定位方法及定位元件表1-1-1，以平面定位时定位元件的选择，定位元件选择为调节支承。调节支承适用于毛坯（如铸件）分批制造，其形状和尺寸变化较大的粗基准定位，亦可用于同一夹具加工形状相同而尺寸不同的工件，或用于专用可调整夹具和成组夹具中。在一批工件加
19、工前调整一次，调整后用锁紧螺母锁紧。参照机床夹具设计手册表2-1-14 ，顶压支承的规格及主要尺寸为d=T164左，L=55mm的顶压支承：支承d=T164左55GB 2228-80图4 支撑钉Fig .4 Support pin4.1.4、夹紧元件的设计夹紧装置的组成和基本要求。夹紧装置的组成：力源装置。力源装置是产生夹紧作用力的装置。然而本夹具采用手动夹紧，力源来自于工人。中间递力机构。中间递力机构使介于力源和夹紧元件之间的传力机构。它把力源装置的夹紧作用力传递给夹紧元件，然后由夹紧元件最终完成对工件的夹紧。一般递力机构可以在传递夹紧作用力过程中，改变夹紧作用力的方向和大小，并根据需要亦可
20、具有一定的自锁性能。本夹具的中间递力机构为螺母和螺杆。通过拧动螺母，来递力给夹紧元件，最终达到期望的夹紧作用。螺母材料：45按GB 699-88优质碳素结构钢号和一般技术条件；热处理：HRC3540；其他技术条件按GB 2259-80机床夹具零件及部件技术条件螺母 AM24 GB2149-80夹紧元件。夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触而完成夹紧动作。本夹具采用移动压板来作为夹紧元件。移动压板材料：45按GB 699-88优质碳素结构钢号和一般技术条件；热处理：HRC3540；其他技术条件按GB 2259-80机床夹具零件及部件技术条件铣削力计算。参照机床夹具设计手
21、册表1-2-9可查得：铣削切削力计算公式为刀具材料为硬质合金，工件材料为灰铸铁，铣刀类型为端铣刀 （1）F铣削力（N）铣削深度：=2mm，指铣刀刀齿切入和切除工件工程中，接触弧在垂直走到方向平面中侧得的投影长度每齿进给量(mm) =0.2mmD铣刀直径（mm） D=400mmB铣削宽度（mm）（指平行于铣刀轴线方向测得的切削层尺寸）B=200mmZ铣刀齿数： z=14648 N夹紧力计算。计算加紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件受切削力、夹紧力（大型工件还应考虑工件重力，运动的工件还应考虑惯性力）的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧
22、力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： WK=WK （2）式中 实际所需夹紧力（N） W 在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力（N） W=684 N K 安全系数安全系数K可按下式计算： K=K0K1K2K3K4K5K6 （3）式中：为各种因素的安全系数，参照机床夹具设计手册表1-2-1：考虑工件材料及加工余量均匀型的基本安全系数，系数值1.21.5，取=1.5：加工性质精加工：=1.0：刀具钝化程度，系数值1.01.9，取=1.4：切削特点连续切削：1.0：夹紧力的稳定性手动夹紧：1.3：手动夹紧时的手柄位置操作方便：1.0：仅有力矩使工件回转时工件与支承
23、米欧按接触的情况接触点确定：1.0K=1.51.01.41.01.31.01.0=2.73=6842.731867 （N）4.1.5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示：图5 定向键结构图 Fig .5 Directional bond structure diagram对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的
24、相对位置。由于本道工序是完成WH212减速机机座上平面的精铣加工，所以选用圆形对刀块。根据GB224080圆形对到刀块的结构和尺寸如图所示：图6 对刀块Fig .6 The knife block 圆形对刀块材料：20 按GB 699-88优质碳素结构钢钢号和一般技术条件；热处理：渗碳深度0.81.2mm HRC5864 塞尺选用平塞尺，其结构如图所示： 图 7 平塞尺Fig .6 Peace feeler 表7塞尺尺寸Table 7 Feeler gauge size公称尺寸H允差dC3-0.0060.254.1.6 夹具操作的简要说明在设计夹具时，为降低成本，选用手动螺旋夹紧，本道工序的铣
25、床夹具就是选择了手动螺旋板夹紧机构。由于本工序是精铣加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）4.1.7 夹具的公差制订夹具公差的基本原则和方法。满足误差不等式并有精度储备的的原则。零件加工中受工艺系统各种误差因素的影响而使加工尺寸产生一定的误差，设除夹具本身之外工艺系统其他各误差环节所造成的总和，同时考虑到要维持夹具的使用精度，在寿命期内应留出允许的磨损公差为m.因此，夹具的制造误差应当保
26、证被加工工件的尺寸误差在考虑上述两项误差之后。仍在允许的尺寸公差Tg范围之内于是就有不等式 （4）基本尺寸按工件相应尺寸的平均值标注并采用双向对称偏差的原则。为了便于尺寸计算和误差分析，并尽可能避免计算中的错误，凡是夹具上与被加工主件尺寸相应的尺寸，其基本尺寸均应按工件尺寸的平均尺寸标注，其公差取工件尺寸公差的1/21/5标注。底面与结合面的尺寸为190，选用尺寸偏差时为1900.36mm.与加工要求没有直接关系的夹具尺寸公差的制订与加工要求无直接关系的尺寸是指不直接与零件加工尺寸相对应的夹具尺寸。他们的尺寸公差无法从工件上相对应的尺寸来确定。但他们的公差也并非对加工精度没有影响。属于这种夹具
27、公差的多为夹具内部结构配合尺寸公差，如定位元件与夹具体、可换钻套与衬套、导向套与刀具、铰链连接的轴与孔、夹具机构上各零件的配合尺寸公差等。这类尺寸公差主要是根据零件的功用和装配要求，直接根据国家标准规定的公差配合来选用的。图8 铣夹具图Fig.8 Milling fixture graph4.2 镗床夹具设计镗床夹具又称镗模，它主要用于加工箱体、支架等工件上的单孔或孔系。镗模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一般车床、铣床和摇臂钻床上，加工有较高精度要求的孔或孔系。镗床夹具，除具有定位元件、夹紧机构和夹具体等基本部分外，还有引导刀具的镗套。而且还像钻套布置在钻模板上一样，镗套也按照
28、被加工孔或孔系的坐标位置，布置在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔的几何形状精度。因此，镗套、镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元件。4.2.1结构分析加工工件为减速器箱体，要求加工两直径为150和95的孔。工件的装配基准为底面和两工艺孔，本工序所加工的孔为7级精度，各孔均有一定的平行度、同轴度要求，装配基面及定位孔已精加工过。使用专用机床、粗、半精、精镗110H7mm孔。由于采用专用机床同时加工出各孔，所以中心与底面的距离要求为486.86mm，因此，底面和工艺孔是150 mm和95孔的工序基准。根据基准面重合的原则，选定底面定位基准，限制三个自由度，工序孔限制三个自由度，实现定位。由于定位基准
29、是经过加工过的光平面，故定位元件等用夹具体把两个定位元件做成一体，工件放在上面，使重力与加紧方向一致。夹具的结构类型。镗床夹具按其结构特点，使用机床和镗套位置的不同，有以下分类方法。按使用机床类别分，可分为万能镗床夹具、多轴组合机床镗床夹具、精密镗床夹具，以及一般通用机床镗床夹具。按夹具的结构特点分，可分为卧式镗床夹具和立式镗床夹具等。按镗套的位置分布，可分为单支承前引导的镗床夹具，即镗套为于被加工孔的前方；单支承后引导的镗床夹具。该夹具属于单支承后引导的镗床夹具，一下就加以说明介绍。单支承后引导的镗床夹具，既镗套位于被加工孔的后方，介于工件与机床主轴之间，主要用于加工D90mm。但根据L/D
30、有两种类型：(1)镗削L/D11.5的通孔或不通孔时，刀具虽然仍是悬挂式，但导柱直径d则应小于所镗孔经D.如果这时仍采用上述dD的方式，则在加工这种较长的孔时，刀具的悬伸长度h必然很大，起码应大于L，由于刀具悬伸长度大，所以刀具易引偏，严重时会使镗杆与镗套蹩住，否则须增加镗套长度，以保证足够的导引刚度。但这样将导致整个镗套部分的结构庞大。上述两种的单支承引导的镗杆与机床主轴作刚性联接，这样，要使镗套中心对准机床主轴中心，不容易做到很准确，而且还需要技术水平较高的工人能胜任。4.2.2 夹紧力大小的确定原则夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形
31、，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。 （5）式中W计算出的理论夹紧力；W实际夹紧力；K安全系数，通常k=1.53.当用于粗加工时，k=2.53,用于精加工时k=1.52.这里应注意三个问题：切削力在加工过程中往往方向、大小在变化，在计算中应按最不利的加工条件下求得的切削力或切削合力计算。如图2-1
32、所示切削方向进行静力平衡，求出理论夹紧力，再乘以安全系数即为实际夹紧力，图中W为夹紧力，N1、N1为镗孔各方向镗削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力将使夹紧力变大，在列静平衡方程式时，我们应按不利的加工条件下，即N1时求夹紧力。既在分析受力时，往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生夹紧力最大的一个方程，然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为 W=1.5KN;水平方向可以列出：,f 为工件与定位件间的摩擦系数，一般0.15,即W=10KN；对o点取矩可得下式 （6）比较上面三种情况，选最大值，既W=10KN。上述仅是粗略计算的应用注意点，可作大致参考。由于实际加工中切削力
33、是一个变值，受工件材料性质的不均匀、加工余量的变动、刀具的钝化等因素影响，计算切削力大小的公式也与实际不可能完全一致，故夹紧力不可能通过这种计算而得到结果。生产中也有根据一定生产实际经验而用类比法估算夹紧力的，如果是一些关键性的重要夹具，则往往还需要通过实验的方法来确定所需夹紧力。表8 削边销尺寸参考表Table 8 Cutting edge pin size reference table d3668820202525323240405050 Bd-0.5d-1d-2d-3d-4d-5d-5- b1233345- b12 3 4 5 5 6 8 144.2.3夹紧元件的刚度、强度校核 夹紧拉
34、杆材料为20Cr,材料塑性大，受力为拉力，发生塑性变形，当达到一定限度或断裂，零件不能正常工作，就发生失效。失效发生在零件的薄弱环节。拉杆示意图如下： 图9 拉杆图Fig.9 The figure of clamping barsA- A截面是该零件最易失效的部分，取该截面分析：MPa对塑性材料有：=查材料力学20Cr钢s=540MPa,取ns=2,则： =540/2=270故拉杆强度合格。4.2.4 定位销尺寸确定与高度计算定位销尺寸的确定。以一面两销（一圆柱销和一削边销及一平面支承）实现定位。这是增加两孔连心线方向上的间隙并减小转角误差的有效措施，为使工作在极端情况下能装到定位销上，可把碰
35、到工件孔壁的部分削去，只留下一部分圆柱面。这样在连心线方向上，仍有减小第二销直径的作用。但在垂直于连心线的方向上，由于定位销直径减小，故工件的转角误差没有增大，有利于保证加工精度。（1）确定定位销中心距及尺寸公差取mm （7）故销间距为（2）确定圆柱销尺寸及公差取（3）按表2-1选削边销的b及B之值取；B=d-2=19-2=17mm（4）确定削边销的直径尺寸及公差d2max=D2min=17=16.981m (8)公差配合取为0.019,其下偏差为0.019mm故削边销直径为=mm（5）计算定位误差由于两孔定位有旋转角度误差a,使加工尺寸产生定位误差和，应考虑较大值对加工尺寸的影响。两个方向上
36、的偏转其值相同。因此，只对一个方向偏转误差进行计算。tga=mm (9)L1=33+=33+=33+=225.592L2=520L1=520-225.592=294.408mm式中L1中心线与圆柱销中心线交点至左端面的距离L2中心线与圆柱销中心线交点至右端面的距离由于转角误差很小，不计工件左右端面的旋转对定位误差的影响，故mmmm较大的定位误差尚小于工件公差的1/3（=0.133）；此方案可取。4.2.5 镗杆的直径与长度镗杆的直径一般取孔径的0.7到0.8倍左右。采用前后双导向结构，镗杆的工作长度最好等于导向部分直径的10倍，最大不超过20倍。镗杆装刀位置应根据零件图确定，当在一根镗杆上安装
37、几把镗刀时，其镗刀位置应对称分布，使刀杆径向分力平衡，以减少变形。:镗杆直径mm。取为110mm。此时镗杆的大致长度可算得为1600mm。4.2.6 镗孔夹具的装配说明镗孔夹具中所要镗的孔是一水平放置的孔，所以此时只需要一个镗杆就可以了。在加工时，旋紧螺母11夹紧压板，使浮动压块夹紧工件进行镗孔。加工完毕，把对螺母11旋松拉出螺杆18，再将压板向上旋转150度即可取出工件。在镗孔时，两刀具的旋转直径要与孔的直径匹配。综上。我感觉该夹具结构比较紧凑，设计较合理，能稳定地保证工件的加工精度，能减少辅助工时，提高劳动生产率，使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时。设计出
38、的夹具图如下图10 镗孔夹具图 Fig.10 The Boring jig map第一方面：蜗轮箱的结构较为复杂，而且刚性不是很高。其技术要求不高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证蜗轮箱技术要求的重要问题之一。在蜗轮箱的实际加工过程中，选用加工的底面和结合面为主要加工基准。对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。蜗轮箱的主要加工表面为机盖与机座接合面机座安装面两轴承端面的加工，较重要的加工表面为机盖与机座的接合面，因为以后的加工都要以此为基准面。次要的加工表面为两轴承孔端面的加工。蜗杆蜗轮轴承孔度为所有加工表面中要求最高的。蜗轮箱的机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的
39、。第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是精铣机座接合面和精镗蜗杆轴承孔夹具，所以对铣床夹具主要考虑的是支撑平面与加工平面的距离，对于镗床夹具主要考虑的是支撑面与所加工孔的位置关系。夹紧装置的设计：针对蜗轮箱的加工特点及加工的批量，对蜗轮箱的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点。夹具体设计：蜗轮箱的结构特点是尺寸较大，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一
40、般采用铸铁。定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。绘制夹具装备图及夹具零件图。参考文献1 杨继勤.电渣熔铸大型柴油机体工艺研究J.铁道建筑技术，1994年 6期：55-60.2 刘长青.机械制造技术课程设计指导M.华中科技大学出版社，2007：17-25.3 戴亚春.机械制造工艺实习指导书M.化学工业出版社，2007：88-91.4 王先逵.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2008：45-47.5 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.化学工业出版社，2007：23-50.6 韩荣第.金属切削原理与
41、刀具M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007:50-55.7 赵如福.金属机械加工工艺人员手册M.上海：上海科学技术出版公司，2006:66-85.8 单根全.夹具结构图册M.机械工业出版社. 2003:20-30.9 顾永生.曲轴主轴颈和连杆颈的粗加工工艺分析J.WMEM，2006:132-137.10 李满良.机械制造工艺学（第三分册）箱体加工M.上海科学技术出版社，1980:23.11 薛源顺机床夹具手册M.北京：机械工业出版社，2000：37-40.12 朱张校主编.工程材料M.北京：清华大学出版社，2001:22-24.13 濮良贵 纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，200
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43、STER P，WUNSCH COcean Acoustic TomographyMCambridge：Cambridge University Press， l995：15-2022 徐学林.互换性与测量技术基础M.湖南大学出版社，2005:22-5023Yu Youhong，CHEN Lingen，SUN Fengrui，et a1MatlabSimulinkbased Simulation for Distalcontrol System ofMarine Three-shaft GasturbineJApplied Energy， 2005:25-30.致 谢首先在这里我要感谢四年来每一
44、位给我们上课的任课教师。感谢你们不辞辛苦的给我们传授知识。这次毕业设计能够完成，在这里首先要感谢我的导师陈志亮老师，他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为简单，陈老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了陈老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。还有，就是帮助过我完成设计的同学，谢谢你们！在这里同时也感谢四年来教育我们的老师和那些默默耕耘着的老师们，正因为有你们昨天的付出才换来了我们今天的成就！在这里真心的说一声：谢谢!附录附录1： 工艺卡片27张附录2： 零件图A14附录3： 装配图A02
