夹具类——蜗杆减速器机盖的加工工艺规程及工装夹具设计

夹具类——蜗杆减速器机盖的加工工艺规程及工装夹具设计内容摘要：

确的位置。 一般有如下的几种装夹方法： （ 1）直接装夹。 （ 2）找正装夹。 （ 3）夹具装夹。 装夹的方法解决了被加工表面间的位置精度，尺寸精度 可由以下方法获得。 （ 1）试切法。 （ 2）定尺寸刀具法。 （ 3）调整法。 （ 4）自动获得尺寸法。 常用定位方法及其所用的定位元件。 其中主要支承包括：（ 1）固定支承。 （ 2）可调支承。 （ 3）自位支承。 （ 1）定位销。 （ 2）刚性心轴。 （ 3）小锥度心轴。 （ 1）定位套。 （ 2）支承板。 （ 3） V 型块。 工件以圆锥孔定位时，最常用的定位方式是用圆锥心轴，限制工件的五个自由度。 作为圆锥孔定位的特 例是用顶尖定位，固定顶尖限制工件的三个自由度。 （ 1）一个平面及与其垂直的两个孔的组合。 （ 2）一个平面及与其垂直的孔的组合。 国外先进机床夹具的介绍 薄膜卡盘带有 HSK 型快速可更换卡爪，重复夹持精度小于 ，特别适合于精加工，如精车或磨削。 轴向后拉力型卡盘 /浮动卡盘带有球形杠杆式夹紧机构，使卡盘具备轴向后拉力，能够更好地固定夹紧各种轴类，盘类零件，特别是曲轴的粗加工，或带有锥度的盘状零件。 最大后拉行程为 ，并且可以根据实际需要，分 5 档调整后拉 力大小。 曲轴分度卡盘用于加工曲轴连杆颈的分度卡盘 ,适合于数控车拉床，磨床。 快换卡爪卡盘可以用扳手快速拆装单独任何一只卡爪，或同时拆装3 只卡爪。 带有离心力平衡机构，具备特别高的极限转速，具备很高的回转精度。 立式车床专用卡盘，最大外径 2020 卡盘自身带有防水密封机构，有效隔离外部流体，灰尘进入卡盘，能长期保持原有精度和更长的使用寿命。 改进型翻转卡盘适合十字轴，传动轴等多边加工的自动翻转卡盘，翻转精度达 ，翻转速度更快。 1988 年，当时作为大 量生产方式的创造者而名利前茅的“惠特尼”公司接受了美国政府订购的三年间制造一万支步枪的合同，把原来告手工操作的步枪枪管锻件，有一个人从头到尾制造下来的方式改为雇用不熟练工人进行简单操作、制造，使用了一系列夹具，使步枪按时交货。 继而在1853 年“科尔特”根据互换性方式建造了大型兵工厂，据说把涉及 1400 台机床的大部分作为了专用机床，并花费与机械设备的数量相同的费用，消耗在制造刀具和夹具上。 这样通过使用刀具和夹具才使制造有互换性的零件成为可能。 同时也简化了操作，为后来向大量生产的发展准备了条件。 第二次世界大战时 期，世界机床技术的发展在很大程度上受军火生产所影响，战前用于生产汽车、无线电、民用产品的大量技术，在战时广泛移用于军需品的生产。 为了提高生产率，应付熟练技术工人的不足，机床夹具得到了更大的发展。 1920 年，世界上第一部介绍夹具的书籍在德国出版。 在近几十年中，夹具的基本组成部分并无明显变化，但随着机械行业的迅速发展，对产品品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种、中小批生产成为机械工业生产的主流，为了适应机械工业这种发展的趋势，必然对机床夹具提出了更高的要求。 2 零件的工艺规程 零件的分析 零件类箱体 是机器式部件的基础零件，它把有关零件联结成一个整体，使这些零件正确的相对位置，因此能协调的工作，因此箱体零件的制造精度将直接影响机器的装配质量，进而影响机器的使用性能和寿命，因此箱体具有较高的技术要求。 题目所给的零件是蜗杆的减速器的上机盖，机盖与机座相连接，使传动部分密封，且具有良好的润滑性。 零件的工艺分析 1 以 6M67H 为中心的加工表面。 这一组加工表面包括机盖的上端面和 M6的 6 个螺纹孔。 2 以φ 160 为中心的加工表面。 这一组表面包括以机座相联接的结合面，粗糙度为 ，尺寸为φ 18 的 4 个 孔，并且锪平φ 35 的凸台，还有 2 个φ 10 的圆销孔， 4 个φ 17 的孔。 3 以下底面为加工的表面，加工机盖φ 160 的 2 端面，以机座配合加工尺寸为φ 140 的孔并倒角，φ 12 的 6 个螺纹孔并攻丝。 工艺规程的设计 坯的制造形式 由于铸铁容易成型，切削性能好，价格低廉，且抗震性和耐磨性也较好，因此该机盖的材料选用的是牌号 HT200，由于零件的年销量较多，达到大批量生产，采用金属机器造型，这对提高生产率，保证加工质量也是有利的。 选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定粗基准，然后确定精基准。 a 粗基准的选 择 粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面的相互位置精度，以及加工表面的余量分配。 选择粗基准时必须注意以下几个问题： 1. 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度要求，应以不加工表面作为粗基准。 如果工件上由很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。 2. 必须首先保证工件上的某种要表面的加工余量均匀，则应选择该表面作为粗基准。 3. 选作粗基准的表面应尽量平整光洁，不应有飞边、浇口、冒口等缺陷。 4. 粗基准一般只能使用一次。 对于一般的轴类零件而言，以 外圆做为粗基准，是完全合理的。 但对本零件来说，以机盖的下底面作为粗基准 b 精基准的选择 精基准的选择应重保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑，同时也要考虑到装夹方便，夹具结构方便。 选择精基准应遵循下列原则： 1.“基准重合”原则 即应尽可能选用设计基准作为精基准。 这样可以避免由于基准不重合而引起的误差。 2.“基准统一”原则 即应尽可能选择加工工件的多个表面时都能使用的一组定位基准作为精基准。 这样就便于保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换说产生的误差，并能简化夹具的设计制 造。 3.“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为基准的原则，反复多次进行加工。 4.“自为基准”原则 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，再加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，而该表面与其他表面之间的位置精度则有先行工序保证。 精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算 艺路线 拟定机械加工工序，要依照“先粗后精，先主后次，先面后孔”加工箱体零件的原则。 必要的热处理，检验等辅导工序安排在 各加工段之间。 加工工序的方案如（表 ） 工序号 工序名称 工序内容 工艺装备 10 铸造 毛坯铸成形 20 清砂 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等 30 热处理 人工时效处理 40 涂漆 非加工面涂防锈漆 50 粗铣 以底面及孔为定位，按线找正，装夹工件，铣面留余量 立式铣床 精铣 60 钻 钻攻 6M67H 摇臂钻床 攻 70 粗铣 以顶面为定位并用钻用液压装置夹紧，分三部铣底面 立式铣床 半精铣 精铣 80 钻 钻 8φ 17 的孔 摇臂钻床 锪 锪平φ 35 凸台 摇臂钻床 钻 钻圆销孔φ 10 摇臂钻床 攻 攻丝 M167H 摇臂钻床 90 粗铣 铣φ 160 两端面，分为粗铣和精铣两部分 立式铣床 精铣 100 粗镗 粗镗φ 140 的孔 加工中心 倒角 倒角 2 45176。 精镗 精镗φ 140 的孔 110 钻 钻孔 6φ 12 的孔 加工中心 攻 攻丝 6 M12 表 3 机械加工余量及工序尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分析确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯 的尺寸如下： 毛坯的外廓尺寸确定 考虑其加工外廓尺寸为 500 290 185mm，铸件的材料为 HT200。 根据《机械加工工艺手册》中查得公差等级 CT,机械加工余量 RMA。 由公式 得 毛坯长： 宽： 高： 则毛坯的外轮廓尺寸为： 主要平面加工的工序尺寸及加工余量 为了保证加工后的工件的尺寸，在铣削工面时，工序 4 和工序 7 的铣削深度为 3mm 工序 9 的铣削深度为 加工的工序尺寸及加工余量 1．攻钻 6M67H 孔 钻孔 6 2Z 6 攻丝 M6 2. 钻孔锪平 4孔 钻孔 2Z 17 锪平 2Z 35 3. 钻孔锪平 4孔 钻孔 2Z 锪平 2Z 4. 攻钻 6M127H 孔 钻孔 2Z 攻丝 M12 4 确定切削用量及基本工时 工序 50 铣 180 120 上端面 （ 1）加工条件 工件 材料：灰铸铁 加工条件：粗铣机盖上端面，保证尺寸 刀具：采用高速钢镶齿三面铣刀，齿数，则 量具：卡尺 （ 2）计算铣削用量 确定进给量： 根据《机械加工工艺手册》，确定 切削速度： 参考有关手册，确定，即 27，采用 X63 卧式铣床，根据机 床使用说明书（见《工艺手册》）取 故实际切削速度为 当时，工作台的每分钟进给量应为： 在机床说明书中刚好有，故直接选用该值。 由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必经过整个工件，用作图法，可得行程 故机动工时为： 540s 辅助时间为： 其他时间计算： 故工序 50 时间： 工序 60 钻攻螺纹 6M67H 工件材料：灰铸铁 加工要求：攻钻 6 个公制螺纹 M6mm 攻钻 6 M6mm 的孔 机床：摇臂钻床 刀具：Φ 5mm 的麻花钻 M6 丝锥 a 钻 6Φ 6mm 的孔： 根据《切削手册》，查得切削速度为 故 根据机床说明书取 故实际切削速度为 37s 辅助时间为： 其他时间计算： 故单件时间： b 攻 6M6mm 孔 按机床选取，则 利用作图法得， 辅助时间为： 其他时间计算： 故单件时间： 所以总时间 T +45 工序 70 铣结合面 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工条件：粗铣机盖底面，保证尺寸 505mm 刀具：采用高速钢镶齿三面铣刀，齿数，则 量具：卡尺 （ 2）计算铣削用量 确定进给量： 根据《机械加工工艺手册》，确定 切削速度： 参考有关手册，确定，即 27，采用 X63 卧式铣床，根据机 床使用说明书（见《工艺手册》）取 故实际切削速度为 当时，工作台的每分钟进给量应为： 在机床说明书中刚好有，故直接选用该值。 由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必经过整个工件，用作图法，可得行程 故机动工时为：。