第一篇：行星减速器齿轮轴的加工工艺研究论文
摘要：行星减速器齿轮轴是行星重要的组成部分，主要用于行星减速，连接发动机与减速器齿轮，主要起到传输动力以及减速的作用。行星减速器齿轮轴又简称为轴，随着我国工业的发展，科学技术的进步以及综合国力的提高，我国的行星减速器技术也得到十足的提升，但随着时代的改变，我们对于行星减速器热处理技术以及机械加工工艺的要求也越来越高。
关键词：行星减速器；齿轮轴；热处理技术；加工工艺
我们知道行星减速器主要用于行星的减速作用，是连接传动装置传输减小动力的主要装置，而齿轮轴是行星减速器中最为重要的装置。齿轮轴性能的好坏以及机械加工工艺是否精湛直接关系到行星系统的安全，因此我们对于行星减速器的要求很高。在行星减速器的制作工艺过程中，行星减速器齿轮轴的热处理技术以及机械加工制作工艺是判定行星减速器质量好坏的关键因素。在我们日常的生产工作中，通过科学的理论以及不断地实践总结，我们通过三级行星减速器的加工制作工艺，能够准确的分析出减速效果，保证传输动力的精确度，并且使用寿命比传统技术制造的寿命要延长。因此，笔者在实践总结中，本文重点介绍行星减速器齿轮轴的热处理与机械加工工艺研究。
一、行星减速器技术简介
行星齿轮减速机又称为行星减速机，伺服减速机。在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多优点，而被广泛应用于伺服电机、步进电机、直流电机等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。行星齿轮减速机主要传动结构为：行星轮，太阳轮，内齿圈。行星减速机因为结构原因，单级减速最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3/4/5/6/8/10，减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速。相对其他减速机，行星减速机具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97%-98%)、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。因为这些特点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。行星减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关，减速机越大，额定输入转速越小)以上，工作温度一般在-25℃到100℃左右，通过改变润滑脂可改变其工作温度。精密行星减速机因搭配伺服电机所以背隙等级(弧分)相当重要，不同背隙等级价格差异相当大，行星减速机可做多齿箱连结最高减速比达100000。
二、行星减速器工作原理与齿轮轴性能分析
目前，服务于工业中的行星减速器主要是有二级或者三级工艺加工生产的，这种加工工艺对于减速器齿轮轴的精度要求很高，所以制造行星减速器的要求会很高。行星减速器的工作原理主要是通过主动转轴连接浮动齿套，再通过浮动齿轮将传输动力以及减速动力传输给太阳轮，太阳轮会将这两种动力传输给分布在太阳齿轮周围的太阳星轮，行星轮在旋转的同时会会绕着太阳轮以及固定内齿轮转动，通过以上的简单分析，我们发现齿轮轴在行星减速器中的作用是必要而且是非常重要的，并且能够起到关键性的作用，由此我们知道齿轮轴的重要性，齿轮轴作为行星减速器的核心关键技术，主要连接传输动力以及减速动力，所以行星减速器的齿轮轴建工工艺要严密并且精湛，否则会影响到整个行星气器的安全以及使用。在齿轮轴的机加工过程中，制作齿轮轴材料的选择也是重中之中，因为这直接影响到齿轮抽的使用寿命以及行星器的安全。齿轮轴主要是传输动力的中间介质，齿轮轴的工作形式要求其必须承受强大的压力以及负荷，这对齿轮轴的性能要求极其高，因此，对于齿轮轴的材料选择要求其首先具有耐磨性、以及承压性。在这样的条件下，一般性的首选材料是碳钢，但选择碳钢之后首先进行淬火加回温的不断锻造，以保证其耐磨性，这就是所谓的热处理技术。热处理技术是非常繁琐并且要求极高的吗，对于精度的要求非常高，并且必须达到要求才能使用，只有这样才能保证齿轮轴的耐磨性以及承压性，使其具有极高的综合性能。
三、行星减速器齿轮轴热处理技术与机械加工工艺研究
上文，我们已经简单介绍了行星齿轮轴热处理技术，以及行星齿轮轴的简介，我们都已经基本了解行星齿轮轴的工作原理，那么，笔者将简单介绍行星减速器齿轮轴的热处理技术以及机械建工工艺的研究，以期望提高我国的行星齿轮轴热处理技术与机械加工工艺。由于行星减速器齿轮轴的机构非常复杂，材料选择也十分严苛，因此对于行星减速器的齿轮轴热处理技术要求也极高，为了使得齿轮轴能够更坚韧，保证其较强的耐磨性和抗压性，充分发挥其优良的性能，我们的热处理技术主要是正火、调制、淬火加低温调制。齿轮轴的机械加工工艺主要分为下料、锻造、正火（预备热处理）、毛坯粗加工、整体调制（中间热处理）、半漕加工、滚淬火、低温回火、（最终热处理）、磨削、以及检验。这是齿轮轴机械加工工艺的过程，其中的任何一步都关系到齿轮轴最终形成的合格性能。因此，我们如果想要提高我国的行星减速器齿轮轴的热处理技术以及机械加工工艺，就必须在这些步骤中多加研究。
本文笔者通过实际研究操作，重点介绍了行星减速器齿轮轴热处理技术以及加工工艺的研究。齿轮轴质量的好坏以及处理技术的好坏将之间影响到行星减速器的使用效果。通过时间证明，优化生产后的行星减速器比传统知道工艺生产的使用效果要良好许多，使用寿命要延长一倍，稳定性能也获得了极大地提高，综合性能分析性能要提高许多。但这并不是我们的最终目标，我们前进的脚步换不能懈怠，我们还需要不断的努力研究，争取做最好的行星齿轮轴热处理技术以及机械加工工艺的研究。
作者:闫自有 单位:云南东源煤电有限公司一平浪煤矿
参考文献：
[1]韩荣东，吴立新，龚桂仙，张友登.变速箱齿轮轴断裂分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集
[2]郭文华，林子洋.齿轮轴热处理裂纹产生原因分析[A].2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009：113-114.[3]雷亚国,何正嘉,林京,韩冬,孔德同.行星齿轮箱故障诊断技术的研究进展[J].机械工程学报，2011(19)：56-58+89.
第二篇：减速器箱体加工工艺规程和工装设计论文
毕业设计说明书
题目：减速器箱体加工工艺规程和工装设计
专 业： 班 级： 学 号： 姓 名：
指导教师：
毕业设计（论文）任务书
一 设计内容和要求
1、按给定图绘出零件工作图 2张
2、选择毛坯，绘制毛坯图，制定毛坯技术条件 1张
3、对零件进行工艺分析，拟定工艺方案
4、合理选择定位基准
5、填写“机械加工工艺卡” 2张
6、编写设计说明书：按设计作业指导书内容认真编写。要求“立论鲜明，论证严密，计算准确，文理通顺” 二 课题来源 老师自主命题
目录
一 毕业设计的目的··········································1 二 零件的分析··············································1
1、零件的作用············································1
2、零件的图样分析········································1
3、工艺分析··············································1 三 工艺规程设计············································2
1、毛坯的确定············································2
2、基面的选择············································2
3、制定工艺路线··········································2
4、机械加工余量工序尺寸的确定····························4
5、确定切削用量··········································5 四 钻模设计················································9 五 设计小结················································9 六 主要参考资料············································10
一 毕业设计的目的
毕业设计是工科院校的最后一个重要教学环节。它对毕业生走上新的工作岗位能否适应技术工作需要有着直接的影响，同时也是对学生的一次综合训练。机械设计制造技术设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节，它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识，进行零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计。通过本期设计，应达到以下学习目的
1.掌握编制机械加工工艺规程的方法和机械设计的基本计算；学会查阅有关手册、资料，能够正确应用公式和工艺参数的有关数据。2.学会拟定夹具设计方案并完成规定的工装设计。3.培养分析和解决工艺问题的能力。
4.把所学的机械制造有关课程的知识应用于生产实际。二零件的分析 1.零件的作用
题目所给定的零件为箱体机盖与机座。箱体零件是机器及部件的基础件，它将机器及部件的轴，轴承和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运动。2.零件图样分析 1）Ф100 0 2）Ф100 0+0.035 mm和Ф80 0
+0.030
mm轴心线的平行度公差值为0.07mm。
+0.035 mm和Ф80 0
+0.030
mm两孔端面对基面B、A的位置度，公差为0.10mm。
3）分割面（箱盖，箱体的结合面）的平面度公差为0.03mm.4）铸件人工时效处理。5）零件材料HT200-400.6）箱体做煤油渗漏试验。3.工艺分析
1）减速器箱体、箱座主要加工部分是分割面，轴承孔、通过孔和螺孔其中轴承孔要在箱盖、箱体合箱后再进行孔加工，以确保两个轴承孔中心线与分割面的位置，以及两孔中心线的平行度和中心距。
2）减速器整个箱体壁薄，容易变形，在加工前要进行人工时效处理，以消除铸件内应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力的大小，防止零件变形。3）如果磨削加工分割面不到平面度要求时，可采用箱盖与箱体对研的手法。最终安装使用时，一般加密封胶密封。
4）减速器箱盖与箱体不具有互换性，所以以每装配一套必须钻铰定位销，做标记和编号。
5）减速器若批量生产可采用专锺模或专用锺床。以保证加工精度及提高生产效率。
6）两孔平行度的精度主要有设备精度来保证。工件一次装夹，主轴不移动，靠移动工作台来保证两孔中心距。
7）两孔平行度检查，可用两根心轴分别装入两个轴承孔中，测量两根心轴两端的距离差，即可得出平行度误差。
8）两孔轴心线的位置度也通过两根心轴进行测量。
9）箱盖、箱体的平面度检查，可将工件放在平台上，用百分表测量。10）一般孔的位置，靠钻模和划线来保证。三 工艺规程设计
1.箱体零件的材料为HT20-40即是灰口铸铁。由于箱体零件的结构形状比较复杂，内部常为空腔型，某些部位有“隔墙,”箱体壁薄且厚薄不均，而且零件的生产要求为小批量生产，为了提高生产效率，节约生产成本，保证加工质量，则选择采用砂型铸造的方式进行加工。为了消除铸造时形成的内应力，减少变形，保证其加工精度的稳定性。毛坯铸造后要安排人工时效处理。2.基面的选择
箱体基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间，孔与平面之间，孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准时，首先要遵守“基准重合和基准统一“的原则，同时必须考虑生产批量的大小，生产设备，特别是夹具的选用等因素。1）粗基准的选择
粗脊准的作用主要是决定不加工面与加工面的位置关系，以及保证加工面的余量均匀。箱体零件上一般有一个（或几个）主要的大孔，为了保证孔的加工余量均匀，应以该毛坯孔为粗基准。箱体零件上的不加工面主要考虑内腔表面，它和加工面之间的距离尺寸有一定的要求，因为箱体中往往装有齿轮等传动件，它们与不加工的内壁之间的间隙较小，如果加工出的轴承端面与箱体内壁之间的距离尺寸相差太大，就有可能使齿轮安装时与箱体内壁相碰。从这一要求出发，应选内壁为粗基准。但这将使夹具结构十分复杂，甚至不能实现。考虑到铸造时内壁与主要轴承孔都是同一个泥心浇注的，因此实际生产中常以孔为主要粗基准限制四个自由度，而辅之以内腔或其它毛坯孔为次要基准面，以达到完全定位的目的。2）精基准的选择
根据批量生产的减速器箱体通常以顶面和定位销孔为基准，机盖以下平面和两定位销孔为精基准，平面和两定位销孔这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一；”此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，但不存在基准重合误差。3.制订工艺路线
整个加工过程分为两个大的阶段，先对盖和底座分别进行加工，而后再对装配好的整体进行加工。第一个阶段主要完成平面，紧固孔和定位孔的加工，为箱体的装合作准备，第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔 及其端面。在两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。1）箱体机盖工艺路线方案: 工序Ⅰ 铸造 铸造成形
工序Ⅱ 清砂 清除浇注系统、冒口、型砂、飞边、毛刺等
工序Ⅲ 热处理 人工时效处理
工序Ⅳ 涂底漆 非加工面涂防锈漆
工序Ⅴ 划线 划分割面加工线，划Ф100 0
+0.035
mm、Ф80 0
+0.030
mm两个轴承
孔端面加工线，划顶部斜面加工线（检查孔）
工序Ⅵ 铣 以分割面为装夹基面，按线找正，夹紧工件，铣顶部斜
面，保证尺寸5mm 工序Ⅶ 铣 以已加工的顶部斜面做定位基准，装加工件（专用工装），铣分割面，保证尺寸12毫米（注意周边尺寸均匀）
工序Ⅷ 钻 以分割面及外形定位，钻6xФ13mm和2xФ11mm孔，锪
以6xФ30mm和2xФ24mm孔深2mm，钻攻M10螺纹。
工序Ⅸ 钻 以分割面定位钻攻顶斜面上4xM6螺纹。工序Ⅹ 检验 检查各部尺寸及精度。2）箱体机座工艺路线方案
工序Ⅰ 铸造 铸造成型。
工序Ⅱ 清砂 清除浇口、冒口、型砂、飞边、毛刺等。
工序Ⅲ 热处理 人工时效处理。
工序Ⅳ 涂漆 非加工面涂防锈漆。
工序Ⅴ 划线 划分割面加工线，划两个轴孔端面加工线，底面线照顾
壁厚均匀。
工序Ⅵ 铣 以分割面定位，按线找正，装夹工件。铣底面保证高度
尺寸170mm（工艺尺寸）。
工序Ⅶ 铣 以底面定位，按线找正，装夹工件，铣分割面保证尺寸
12mm.工序Ⅷ 铣 定位夹紧，铣两处宽8mm，深5mm,距内壁8mm油槽。
工序Ⅸ 钻 钻底面6xФ17mm孔，其中两个铰至Ф17.5 0
锪6xФ30mm孔，深2mm。
+0.01
(工艺用)，工序Ⅹ 钻 钻6xФ13mm和2xФ11孔，锪6xФ30mm和2xФ24mm孔，深2mm。
工序Ⅺ 钻 钻攻M12测油孔，深16MM,锪Ф20mm，深1mm。
工序Ⅻ钻 以两个Ф17.5 0
+0.01
mm孔及在底面定位，装夹工件，钻M16x1.5底
孔，攻M16x1.5螺纹，锪Ф30mm平。
工序ⅩⅢ 钳 箱体底部用煤油做渗漏试验。
工序ⅩⅣ 检验 检查各部尺寸及精度。3）箱体整体的工艺过程
工序Ⅰ 钳 将箱盖、箱底对准合箱。用6xM12螺栓，螺母紧固。
工序Ⅱ 钻 钻铰2xФ18mm,1:50锥度销孔，装入锥销。
工序Ⅲ 钳 将箱盖、箱体做标记、编号。
工序Ⅳ 划线 已合箱后的分割面为基准，划Ф100 0
两轴承孔加工线。
工序Ⅴ 镗 以底面定位，按线找正，装夹工件，粗镗Ф100 0
Ф80 0
+0.030
+0.035
+0.035
mm，Ф80 0
+0.030
mm
mm，mm两轴承孔，留加工余量1～2mm,保证中心距
150±0.07mm,保证分割面与轴承孔的位置度公差0.1mm。
工序Ⅵ 镗 定位夹紧，同工序Ⅴ按分割面精确对刀。精镗两轴承孔
至图样尺寸，保证中心距150±0.07mm,并倒角两处2x45º。
工序Ⅶ 镗 定位夹紧同工序Ⅴ，镗轴承孔两端面（兼顾尺寸均匀）
保证尺寸196mm。工序Ⅷ 钻 以底面，一端面定位，找正装夹，钻轴承孔两面12XM8
底孔，深20mm，攻12xM8螺纹深15，倒角0.5x45º。
工序Ⅸ 钳 折箱，清理飞边、边刺。工序Ⅹ 钳 合箱装锥销，紧固。工序Ⅺ 检验 检查各部分尺寸及精度。工序Ⅻ 入库。4.机械加工余量、工序尺寸的确定 1）箱盖
①毛坯的外廓尺寸
考虑其加工外廓尺寸为428x196x140mm，表面粗糙度要求为3.2um。根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》表2.3-5及表2.3-6按公差等级7-9级，取9级，加工余量等级取F级）确定毛坯长：因为零件两端为非加工面，故不留加工余量，其外廓尺寸长428mm 宽：196+2x6=208mm 高: 140+2x6=152mm ②主要平面加工的工序尺寸及加工余量
为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时工序Ⅵ的铣削深度=3mm,工序Ⅶ的铣削深度=3mm。
③加工的工序尺寸及加工余量
⑴钻6xФ13孔
钻孔Ф13mm·2z=13mm·=6.5mm ⑵钻2xФ11mm孔
钻孔：Ф10mm·2z=10mm·=5mm 扩孔：Ф11mm·2z=1mm·=0.5mm ⑶攻钻4xM6孔
钻孔：Ф6mm·2z=6mm·=3mm 攻孔：M6mm 2）箱底
①毛坯的外廓尺寸
考虑其加工尺寸为428x196x170mm，表面粗糙度要求为为3.2um。根据《工艺手册表》表2.3-5及表2.3-6，按公差等级7-9级，取9级，加工余量等级取F级确定毛坯长：428mm 宽：196+2x6=208mm 高：170+2x6=182mm ②主要平面加工的工序尺寸及加工余量
为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序Ⅵ的铣削深度=3mm。
③加工的工序尺寸及加工余量
⑴钻6xФ17孔
钻孔：Ф14mm·2z=14mm·=7mm 扩孔：Ф17mm·2z=3mm·=1.5mm ⑵钻6xФ13孔
钻孔：Ф13mm·2z=13mm·=6.5mm ⑶钻2xФ11孔
钻孔：Ф10mm·2z=10mm·=5mm 扩孔：Ф11mm·2z=1mm·=0.5mm ⑷攻钻M12孔
钻孔：Ф12mm·2z=12mm·=6mm 攻孔：M12mm ⑸攻钻M16孔
钻孔：Ф16mm·2z=16mm·=8mm 攻孔：M16mm 3）箱体
①主要平面加工的工序尺寸及加工余量
为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序Ⅴ的镗削深度=2.6mm,工序Ⅵ的镗削深度=0.4mm，工序Ⅶ的镗削深度=2.6mm留0.8精镗余量，连续完成。
②加工的工序尺寸及加工余量
攻钻：24XM8孔
钻孔：Ф8mm·2z=8mm·=4mm 攻孔：M16mm 5.确定切削用量 1）箱盖
⑴工序Ⅵ铣顶部余面 ①加工条件：
工件材料：灰铸铁
加工要求：粗精铣箱盖，顶部斜面，保证尺寸5mm 机床：卧式铣床X63 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，=225mm 齿数z=20.量具：卡板 ②计算铣削用量
已知被加工长度为100mm，最大加工余量为=6mm，分两次铣削，切削深度=3mm,确定进给量f.根据《工艺手册》表2.4-75确定=0.2mm/min.切削速度：参考有关手册确定v=0.45m/s,即27m/min.=1000x27/3.14x225=38r/min 根据表2.4-86，取=37.5r/min,故实际切削速度为： V=/1000=26.5m/min ⑵工序Ⅶ
①加工条件：
工作材料：灰铸铁
加工要求：粗精铣分割面，保证尺寸12mm 机床：卧式铣床 X63 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀ｄun=225mm，齿数Z=20。
量具：卡尺 ②计算铣削用量
已知毛坯被加工长度为428mm，最大加工余量Emax=6mm。留精铣余量0.8mm。分两次铣削，切削深度ａp=2.6mm。
确定进给量ｆ：根据《工艺手册》表2.4-75确定ｆz=0.2mm/Z 切削速度：参考有关手册确定V=0.45m/s。即27m/min Ｎs=1000v/πdw=1000×27/（3.14×225）=38r/min 根据表2.4-86取Nw=37.5r/min 故实际切削速度为V=πdwｎw/1000=26.5m/min ⑶工序Ⅷ
①钻6×φ13mm孔
工作材料：灰铸铁
加工要求：钻6个直径为13mm的孔
机床：立式机床2535 刀具：采用φ13的麻花钻头走刀一次； f=0.25mm/r（《工艺手册》表2.4-
38、3.1-36）r=0.44m/s=26.4m/min（《工艺手册》表2.4-41）
Ｎs=1000r/πdw=336r/min 按机床先取Nw=400r/min（《工艺手册》表3.1-36）
所以实际切削速度V=πdwNw/1000=3.14×225×400/1000=31.42m/min ②钻2×φ11mm孔
工作材料：灰铸铁 加工要求：钻2个直径为11mm的孔
机床：立式钻床2535 刀具：采用φ10mm的麻花钻钻头走刀一次，扩孔钻φ11mm一次
Φ10mm的麻花钻：
f=0.2mm/r（《工艺手册》表2.4-38）
v=0.53m/s=31.8m/min（《工艺手册》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=405r/min 按机床选取Nw=400r/min（《工艺手册》表3.1-36）
所以实际切削速度v=πdwNw/1000=31.42m/min ⑷工序Ⅸ
攻钻4×M6孔
钻φ6孔：f=0.15mm/r（《工艺手册》表2.4-
38、表3.1-36）v=0.61m/s=36.6m/min（《工艺手册》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=466r/min 按机床选取Nw=400r/min（《工艺手册》表3.1-36）
所以实际切削速度V=πdwNw/1000=31.42m/min 攻钻4×M6mm孔
V=0.1m/s=6m/min Ns=238r/min 按机床选取Nw=195r/min 则实际切削速度V=4.9m/min。2）箱底
⑴工序Ⅵ 粗铣底面
由于加工条件与加工箱盖工序Ⅶ相同，所以计算过程也相同，在此不再陈述。
⑵工序Ⅶ 粗精铣分割面 同上
⑶工序9 钻6×φ17孔
工作材料：灰铸铁
工作要求：钻6个直径为17mm孔
机床：立式钻床2535 刀具：采用φ14mm的麻花钻头走刀一次，扩孔钻φ17mm走刀一次。
Φ14mm的麻花钻：
f= 0.3mm/s（《工艺手册》表2.4-38）
V=0.52m/s=31.2m/min（《工艺手册》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=397r/min 按机床选取Nw=400r/min|（《工艺手册》表3.1-36）
所以实际切削速度v=πdwNw/1000=31.42m/min ⑷工序Ⅹ
①钻6×φ13孔 ②钻2×φ11孔
由于加工条件与加工箱盖工序Ⅷ（①②）相同，所以计算过程在此不再陈述。
⑸工序Ⅺ 攻钻M12mm、深16mm孔
机床：立式钻床2535 刀具：φ12mm的麻花钻 M12丝锥
钻φ12mm的孔；
f=0.25mm/r（《工艺手册》表2.4-38表3.1-36）v=0.51m/s=30m/min（《工艺手册》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=402r/min 按机床选取Nw=400r/min（《工艺手册》表3.1-36）
所以实际切削速度v=πdwNw/1000=31.42m/min 攻钻M12mm孔
V=0.1m/s=6m/min Ns=238r/min 按机床选取Nw=195r/min 则实际切削速度v=4.9m/min ⑹工序Ⅻ 攻钻M16×1.5mm孔
机床：立式钻床2535 刀具：φ16mm的麻花钻 M16丝锥
钻φ16mm的孔
f=0.32mm/r（《工艺手册》表2.4-
38、表3.1-36）v=0.57m/s=34.2m/min（《工艺手册》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=435r/min 按机床选取Nw=400r/min（《工艺手册》表3.1-36）
所以实际切削速度v=πdwNw/1000= 31.42m/min 攻M16mm孔
v=0.1m/s=6m/min Ns=238r/min 按机床选取Nw=195r/min 则实际切削速度v=4.9m/min 3）箱体
⑴工序Ⅱ 钻铰两个直径为8mm的孔
①钻孔工步
机床：立式钻床2535 刀具：采用φ6mm的麻花钻头走刀一次 f=0.11m/r（《工艺手册》表2.4-38）
v=0.76m/s=45.6m/min（《工艺手册》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=580r/min 按机床选取Nw=530r/min（《工艺手册》表3.1-36）所以实际切削速度v=πdwNw/1000=41.6m/min ②粗铰工步
机床：立式钻床2535 刀具：采用φ6-φ8mm的铰刀走刀一次 f=0.4mm/r（《工艺手册》表2.4-38）
v=0.36m/s=21.6m/min（《工艺手册》表2.4-41）Ns=1000v/πdw=275r/min 按机床选取Nw=275r/min（《工艺手册》表3.1-36）
所以实际切削速度v=πdwNw/1000=21.6m/min ⑵工序Ⅴ
粗镗
①加工条件
工件材料：灰铸铁
加工要求：粗镗φ100、φ80轴承孔，留加工余量0.3mm加工11.4mm 机床：768镗床
刀具：YT30镗刀
量具：塞规
②计算镗削用量
粗镗孔至φ99.4mm、φ79.4mm。单力余量z=0.3mm，切削深度ａp=5.7mm走刀长度为L=196mm 确定进给量f：根据《工艺手册》表2.4-60确定ｆz=0.37mm/z 切削速度：参考有关手册确定v=200mm/min Ns=1000v/πdw=1000×200/（3.14×260）=368r/min 根据表3.1-41取Nw=380r/min ⑶工序Ⅵ 精镗
①加工条件
加工要求：精镗φ100、φ80轴承孔加工0.3mm 机床：T68镗床
刀具：YT30镗刀
②计算镗削用量
精镗孔至φ100，φ80切削深度ａp=0.3mm，走刀长度为L=196mm 确定进给量f：根据《工艺手册》表2.4-60确定ｆz=0.17mm/z 切削速度：参考有关手册确定v=300mm/min Ns=1000v/πdw=1000×300/（3.14×260）=868r/min 根据表3.1-41取Nw=800r/min ⑷工序7 钻24×M8mm孔
①加工条件
加工要求：钻φ8底孔深20mm，攻M8螺纹深15mm 机床：立式铣床2535 刀具：φ8mm的麻花钻 M8丝锥 ②计算钻削用量
钻φ8mm的孔确定进给量f根据《切削用量手册》表2-7，do=8mm时f=（0.2～0.32）m/r。由于本零件在加工φ8孔时属于低钢度零件，故进给量应乘系数0.75.则f=（0.2～0.32）×0.75=（0.15～0.24）mm/r 切削速度：根据《工艺手册》表3-42 v===2.21 查得切削速度v=20m/min.所以=100v/dw==796r/min 按机床选取=750v/min 所以实际切削速度v=/1000=18.84m/min 攻M8mm孔 V==0.1m/s=6m/min =1000v/=205r/min 按机床选取=180r/min 所以实际切削速度v=πdwNw/1000==4.5m/min 四 钻模设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。需要设计专用夹具。但因为产量少，只有50件。经与指导老师协商，可用钻模。钻模是摇臂钻、台钻等钻孔设备在生产批量（50件可用）产品时的必备夹具，又称靠模，北方人称“钻胚”是靠在零件钻孔面上进行钻孔的工具，让被钻零件的孔位置达到图纸要求，以满足产品的装配需要，“模”属于模具，就是要求其模具与被钻零件的孔位置统一。因此每个零件则需要一个模具。减速器的钻模可用盖板式，这样可以节省费用，经与老师协商，本零件要求精度不高。所以只有3个钻模即可，即分割面和两个轴承孔。这样就减少了困难度。使设计更加容易的完成。
经过讨论和协商做出了如图所示样板，这样的样板既方便找正，又方便操作，使工作更容易。如前所述，这样设计的钻模提高了劳动生产率，又保证了生产成本，做工作更得于进行。
对于其他夹具则可用常用夹具，也能保证精度，故不做设计。五 设计小结
毕业设计是我们在学习阶段的最后一个重要环节，要求我们能综合运用大学三年所学的专业知识和理论知识，结合实际，独立解决本专业一般问题树立为生产服务，扎实肯干，一丝不苟的工作作风，为将来在机械方面工作打下良好的基础。为了综合训练我们的综合设计能力，进一步培养和提高科学的思维方式和正确的设计思想以及发现，分析，解决解决实际问题的能力，在老师的指导下解决一定的工程问题，完成专科教育中非常重要的实践教学环节。我的毕业设计课题是前机体的机械加工工艺以及钻模的设计，对其加工过程的工艺，工装夹具进行设计。本次设计是要求解决实际的非虚拟的机械工程问题，前提要求是我们掌握相当的专业知识，而通过本次设计提高自己综合运用所掌握知识，查阅相关设力，熟悉相关的国家标准和国际标准，进一步熟练手工绘图和操作绘图软件绘制工程图，锻炼我们独立解决一定的实际工程问题的能力，使我们的设计更具实用性。本次设计还能让我们更多的接触社会，了解社会的发展态势和国内外的现状，作 岗位作一个铺垫，增加自己的就业信心，明确今后的发展方向。由于本人的能力有限，在设计过程中会有很多不足之处，望各位老师给与批评和指教。我将努见。我基本上完成了前机体机械加工工艺以及夹具设计。在这整个设计的过程中我遇到了许多的问题，但是通过查找资料、和同组的同学一起探讨、请教指导老师来解决了这些问题。从这次设计当中我不但把以前学习到的知识运用上来了，还学习了一些我们以前没有学到的，可以说是即学即用。这对于即将走上工作岗位的我来说是一个很好的锻炼，因为参加工作之后还有很多的东西要学，我们就应该具有这种即学即用的能力。总的来说，通过毕业设计，我学到了很多知识，也深刻体会到毕业设计这一课在整个大学学习当中的重要性
六 主要参考资料
1、机械零件设计手册
2、机械加工工艺手册
3、金属切割手册
4、夹具设计手册
第三篇：减速器箱体盖加工工艺及夹具设计小批量生产
机械设计说明书
《机械制造工程原理》
课程设计说明书 设计题目: 减速器箱体盖设计加工工艺及夹具设计
设 计 者
学
号
指导教师
汪洪峰
信息工程学院 2013 年月日
机械设计说明书
摘 要
初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成了一项工程基本训练。运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决减速器箱体盖零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法。对减速器箱体盖零件工序进行了夹具设计，学会了工艺装备设计的一般方法，提高了结构设计的能力。
机械设计说明书
前 言
《机械制造工程原理课程设计》是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。
对于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。
由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。
机械设计说明书
目 录
摘 要..............................................................2 第一章: 概 述......................................................5 第二章：零件工艺的分析..............................................6 2.1 零件的工艺分析.........................................6 2.2
确定毛坯的制造形式.........................................6 2.3 箱体零件的结构工艺性........................................6 第三章：拟定箱体加工的工艺路线......................................7 3.1 定位基准的选择...........................................7 3.2 加工路线的拟定.........................................7 第四章：机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定......................8 4.1．毛坯的外廓尺寸.............................................8 4.2．加工的工序尺寸及加工余量...................................8 第五章： 确定切削用量及基本工时....................................9 5.1.粗铣上窥视孔面.............................................9 5.2.粗铣结合面................................................10 5.3.磨分割面..................................................11 5.4.钻孔......................................................12 第六章：专用夹具的设计 6．1 粗铣下平面夹具............................................14 6.2 粗铣前后端面夹具设计......................................15 参考文献...........................................................18 结 论...........................................................19
机械设计说明书
第一章: 概 述
箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求.由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等.箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等).在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯.毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于30—50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量.机械设计说明书
第二章：零件工艺的分析
2.1 零件的工艺分析
2.1.1 要加工孔的孔轴配合度为H7，2.1.2 表面粗糙度为Ra小于1.6um,圆度为0.0175mm,垂直度为0.08mm,同2.1.3 轴度为0.02mm。其它孔的表面粗糙度为Ra小于12.5um,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于1.6um。
2.1.3 盖体上平面表面粗糙度为Ra小于12.5um,端面表面粗糙度为Ra小于3.2um，2.1.4 机盖机体的结合面的表面粗糙度为Ra小于3.2um，2.1.5 结合处的缝隙不2.1.6 大于0.05mm，机体的端面表面粗糙度为Ra小于12.5um。
2.2 确定毛坯的制造形式
由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用HT20-40，由于零件年生产量2万台，已达到大批生产的水平，通常采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。
2.3 箱体零件的结构工艺性
箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意：
2.3.1 本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。
2.3.2 箱体的内端面加工比较困难,结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。2.3.3 为了减少加工中的换刀次数,箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，机械设计说明书
第三章：拟定箱体加工的工艺路线
3.1 定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准只分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。3.1.1
精基准的选择
根据大批大量生产的减速器箱体通常以顶面和两定位销孔为精基准，机盖以下平面和两定位销孔为精基准，平面为330X20mm，两定位销孔以直径6mm,这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。3.1.2基准的选择
加工的第一个平面是盖或低坐的对和面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同部分上很不规则，因而在加工盖回底座的对和面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用凸缘的不加工面为粗基准。故盖和机座都以凸缘A面为粗基准。这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体装合时对合面的变形。
3.2 加工路线的拟定
分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于：
整个加工过程分为两个大的阶段，先对盖和低座分别进行加工，而后再对装配好的整体箱体进行加工。第一阶段主要完成平面，紧固孔和定位空的加工，为箱体的装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。在两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。
机械设计说明书
第四章：机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
根据上述原始资料及加工工艺，分别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：
4.1．毛坯的外廓尺寸
见图纸《箱体零件毛坯图》 考虑其加工外廓尺寸为485×176×155mm，表面粗糙度要求RZ为3.2um，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等级7—9级，取7级，加工余量等级取F级确定，毛坯长：485+2×3.5=492mm
宽：176+2×3=182mm 高：155+2×2.5=160mm
4.2．加工的工序尺寸及加工余量
① 钻4-Φ6mm孔
钻孔：Φ5mm，2Z=5 mm，ap=2.5mm 扩孔：Φ6mm，2Z=1mm，ap=0.5mm ② 钻6-Φ10mm孔
钻孔：Φ10mm，2Z=10 mm，ap=5mm ③ 攻钻M10mm孔
钻孔：Φ10mm，2Z=10 mm，ap=5mm 攻孔：M10mm
机械设计说明书
第五章： 确定切削用量及基本工时
5.1.粗铣上窥视孔面
⑴ 加工条件： 工件材料：灰铸铁
加工要求：粗铣箱盖上顶面，保证顶面尺寸3 mm 机床：卧式铣床X63 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20 量具：卡板
⑵ 计算铣削用量
已知毛坯被加工长度为125 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,可一次铣削，切削深度ap=2.5mm 确定进给量f：
根据《工艺手册》），表2.4—75,确定fz=0.2mm/Z 切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表2.4—86,取nw=37.5r/min, 故实际切削速度为：
V=πdwnw /1000=26.5(m/min)当nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为：
fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min)(5-2)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为
l+l1+l2=125+3+2=130mm 故机动工时为：
tm =130÷150=0.866min=52s 辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×52=7.8s 其他时间计算：
6%×（tb+tx)=6%×(52+7.8)=3.58s 故工序5的单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =52+7.8+3.58=63.4s 9
机械设计说明书
5.2.粗铣结合面
⑴ 加工条件： 工件材料：灰铸铁
加工要求：精铣箱结合面，保证顶面尺寸3 mm 机床：卧式铣床X63 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20 量具：卡板
⑵ 计算铣削用量
已知毛坯被加工长度为330 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削，切削深度ap=2.45mm 确定进给量f：根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.4—75,确定
fz=0.2mm/Z 切削速度：
参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min 根据表2.4—86,取nw=37.5r/min;由公式（5-1）得 故实际切削速度为：
V=πdwnw /1000=26.5(m/min)当nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为：
fm=fzznz=0.2×20×37.5=150(mm/min)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为
l+l1+l2=330+3+2=335mm 故机动工时为：
tm =335÷150=2.23min=134s 辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×134=20.1s 其他时间计算：
tb+tx=6%×(134+20.1)=9.2s 故工序6的单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =134+20.1+9.2=163.3s 10
机械设计说明书
5.3.磨分割面
工件材料：灰铸铁
加工要求：以底面及侧面定位，装夹工件，磨分割面，加工余量为0.05mm机床：平面磨床M7130 刀具：砂轮 量具：卡板 ⑴ 选择砂轮
见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为
WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127（D×B×d）⑵ 切削用量的选择
砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s 轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)工件速度Vw =10m/min 径向进给量fr =0.015mm/双行程 ⑶ 切削工时
根据《工艺手册》可知 式中L—加工长度，L=330mm b—加工宽度，230mm Zb——单面加工余量，Zb =0.0 5mm K—系数，1.10 V—工作台移动速度（m/min）
fa——工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）fr——工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×162=24.3s 其他时间计算：
tb+tx=6%×(162+24.3)=11.2s 故该工序的单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =162+24.3+11.2=197.5s
机械设计说明书
5.4.钻孔
⑴ 钻4-Φ6mm孔 工件材料：灰铸铁
加工要求：钻4个直径为6mm的孔 机床：立式钻床Z535型
刀具：采用Φ5mm的麻花钻头走刀一次，扩孔钻Φ6mm走刀一次 Φ5mm的麻花钻：f=0.25mm/r（《工艺手册》2.4--38)
v=0.53m/s=31.8m/min（《工艺手册》2.4--41)ns=1000v/πdw=405(r/min)按机床选取nw=400r/min,（按《工艺手册》3.1--36）所以实际切削速度
Φ6mm扩孔：f=0.57mm/r（《工艺手册》2.4--52）
v=0.44m/s=26.4m/min（《工艺手册》2.4--53）ns=1000v/πdw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min,（按《工艺手册》3.1--36）所以实际切削速度
由于是加工2个相同的孔，故总时间为
T=2×(t1 +t2)=2×(10.8+10.8)=86.4s 辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×86.4=12.96s 其他时间计算：
tb+tx=6%×(86.4+12.96)=5.96s 故单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =86.4+12.96+5.96=105.3s ⑵ 钻6-Φ10mm孔 工件材料：灰铸铁
加工要求：钻6个直径为10mm的孔 机床：立式钻床Z535型
刀具：采用Φ10mm的麻花钻头走刀一次，f=0.25mm/r v=0.44m/s=26.4m/min ns =1000v/πdw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min,（按《工艺手册》3.1--36）所以实际切削速度
机械设计说明书
由于是加工6个相同的孔，故总时间为
T=6×t=6×20.4=102.4 s 辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×81.6=12.2s 其他时间计算：
tb+tx=6%×(81.6+12.2)=5.6s 故单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =81.6+12.2+5.6=99.5s ⑶ 钻M10mm孔 工件材料：灰铸铁
加工要求：攻钻4个公制螺纹M10mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：Φ10mm的麻花钻10丝锥 钻M10的孔
f=0.15mm/r v=0.61m/s=36.6m/min ns=1000v/πdw=466(r/min)按机床选取nw=400r/min, 作为实际切削速度
辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×90=13.5s 其他时间计算：
tb+tx=6%×(90+13.5)=6.2s 故单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s 攻M10mm孔
v=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min)按机床选取nw=195r/min, 则实际切削速度
V=4.9(m/min)故机动加工时间：
l=19mm, l1 =3mm,l2 =3mm, t=(l+l1+l2)×2/nf×4=1.02(min)=61.2s 辅助时间为：
机械设计说明书
tf=0.15tm=0.15×61.2=9.2s 其他时间计算：
tb+tx=6%×(61.2+9.2)=4.2s 故单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =61.2+9.2+4.2=74.6s 故该工序的总时间：
T=105.3+99.5+109.7+74.6=389.1s
第六章：专用夹具的设计
6．1 粗铣下平面夹具
6.1.1 问题的指出
为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
对于机体加工工序5粗铣机体的下平面，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。6.1.2 夹具设计
（1）定位基准的选择：
由零件图可知，机体下平面与分割面的尺寸应保证为240mm，故应以蜗轮轴承孔及分割面为定位基准。为了提高加工效率，决定采用两把镶齿三面刃铣刀对两个面同时进行加工。同时，为了降低生产成本，此夹具采用手动夹紧。（2）定位方案和元件设计
根据工序图及对零件的结构的分析，此夹具定位以V形块上四个支承钉对蜗杆轴承孔与两个支承钉及一个双头浮动支承钉对磨合面同时进行定位。所选用的四个支承钉尺寸为，两个支承钉的尺寸为，浮动支承钉见夹具设计剖面图。（3）夹紧方案和夹紧元件设计
根据零件的结构和夹紧方向，采用螺钉压板夹紧机构，在设计时，保证： 1）紧动作准确可靠
采用球面垫圈，以保证工件高低不一而倾斜时，不使螺钉压弯。压板和工件的接触面应做成弧面，以防止接触不良或改变着力点而破坏定位。
一般采用高螺母，以求扳手拧紧可靠，六角螺母头也不易打滑损坏。支柱的高低
机械设计说明书
应能调节，以便适应工件受压面高低不一时仍能正确夹紧。2）操作效率高
压板上供螺钉穿过的孔应作成长圆孔，以便松开工件时，压板可迅速后撤，易于装卸。压板下面设置弹簧，这样压板松开工件取走后，仍受弹力托住而不致下落。螺旋夹紧机构各元件均已标准化，其材料，热处理要求和结构尺寸都可以查表求得。
（4）切削力及夹紧力的计算
刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20 则F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz(《切削手册》)查表得：d0=225mm,Z=20，ae=192, af =0.2, ap =2.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06)÷225=6705N 查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值： FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故 : FL=0.8 FE =0.8×6705=5364N FV=0.6 FE=0.6×6705=4023N FX =0.53 FE=0.53×6705=3554N 当用两把铣刀同时加工铣削水平分力时： FL/ =2FL=2×5364=10728N 在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 K=K1K2K3K4 式中：K1 —基本安全系数，2.5 K2—加工性质系数，1.1 K3—刀具钝化系数，1.1 K2—断续切削系数，1.1 则F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×10728 =35697N 选用螺旋—板夹紧机构，故夹紧力 fN=1/2 F/ f为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f=0.25 则 N=0.5×35697÷0.25=71394N（5）具设计及操作的简要说明
在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋—板夹紧机构。由于本工序是粗加工，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）。
6.2 粗铣前后端面夹具设计
本夹具主要用来粗铣减速箱箱体前后端面。由加工本道工序的工序简图可知。粗铣前后端面时，前后端面有尺寸要求，前后端面与工艺孔轴线分别有尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求Rz3.2。本道工序仅是对前后端面
机械设计说明书
进行粗加工。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。6.2.1 定位基准的选择
在进行前后端面粗铣加工工序时，顶面已经精铣，两工艺孔已经加工出。因此工件选用顶面与两工艺孔作为定位基面。选择顶面作为定位基面限制了工件的三个自由度，而两工艺孔作为定位基面，分别限制了工件的一个和两个自由度。即两个工艺孔作为定位基面共限制了工件的三个自由度。即一面两孔定位。工件以一面两孔定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为支承板，两销为一短圆柱销和一削边销。为了提高加工效率，现决定用两把铣刀对汽车变速箱箱体的前后端面同时进行粗铣加工。同时为了缩短辅助时间准备采用气动夹紧 6.2.2 定位元件的设计
本工序选用的定位基准为一面两孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。由加工工艺孔工序简图可计算出两工艺孔中心距。由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为: 所以两工艺孔的中心距为，而两工艺孔尺寸为。
根据《机床夹具设计手册》削边销与圆柱销的设计计算过程如下（1）、确定两定位销中心距尺寸 及其偏差（2）、确定圆柱销直径 及其公差（—基准孔最小直径）取f7 所以圆柱销尺寸为（3）、削边销的宽度b和B（由《机床夹具设计手册》）（4）、削边销与基准孔的最小配合间隙
其中： —基准孔最小直径 —圆柱销与基准孔的配合间隙（5）、削边销直径 及其公差
按定位销一般经济制造精度，其直径公差带为，则削边销的定位圆柱部分定位直径尺寸为。（6）、补偿值
6.2.3 定位误差分析
本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：（1）、移动时基准位移误差 =0.009+0.027+0.016 =0.052mm(2)、转角误差
6.2.4 铣削力与夹紧力计算
根据《机械加工工艺手册》可查得：
当用两把铣刀同时加工时铣削水平分力
铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。
即：（u=0.25）
计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力
即： 取k=3.3275 F/=3.3275Χ42054.4=139936N
机械设计说明书
6.2.5 夹紧装置及夹具体设计
为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。因此夹紧装置采用气动夹紧装置。工件在夹具上安装好后，气缸活塞带动压块从上往下移动夹紧工件。
根据所需要的夹紧力F/=139936N，来计算气缸缸筒内径。
气缸活塞杆推力
其中：P—压缩空气单位压力（取P=6公斤力/）
—效率（取）
Q=F/=13993.6公斤力
夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图3所示。
6.2.6 夹具设计及操作的简要说明
本夹具用于减速器箱体前后端面的粗铣。夹具的定位采用一面两销，定位可靠，定位误差较小。其夹紧采用的是气动夹紧，夹紧简单、快速、可靠。有利于提高生产率。工件在夹具体上安装好后，压块在气缸活塞的推动下向下移动夹紧工件。当工件加工完成后，压块随即在气缸活塞的作用下松开工件，即可取下工件。由于本夹具用于变速箱体端面的粗加工，对其进行精度分析无太大意义。所以就略去对其的精度分析。
机械设计说明书
参 考 文 献
邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 北京： 机械工业出版社 2004，8 赵志修 主编 机械制造工艺学 北京： 机械工业出版社 1984，2 孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京：冶金工业出版社 2002，12 李洪 主编 机械加工工艺手册 北京： 北京出版社 1990，12 邓文英 主编 金属工艺学 北京： 高等教育出版社 2000 黄茂林 主编 机械原理 重庆： 重庆大学出版社 2002，7 丘宣怀 主编 机械设计 北京： 高等教育出版社 1997 储凯 许斌 等主编 机械工程材料 重庆： 重庆大学出版社 1997，12 廖念钊 主编 互换性与技术测量 北京： 中国计量出版社 2000，1 10，乐兑谦 主编 金属切削刀具 北京： 机械工业出版社 1992，12 11，李庆寿 主编 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社 1983，4 12，陶济贤 主编 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社 1986，4 13，机床夹具结构图册 贵州：贵州人民出版社 1983，7 14，龚定安 主编 机床夹具设计原理 陕西：陕西科技出版社，1981,7 15，李益民 主编 机械制造工艺学习题集 黑龙江： 哈儿滨工业大学出版社 1984, 7 16, 周永强等 主编 设计指导北京： 中国建材工业出版社 2002,12
机械设计说明书
结 论
在本次毕业设计中，我们将设计主要分为两大部分进行：工艺编制部分和夹具设计部分。
在工艺部分中，我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。其中，工序机床的进给量，主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。
在夹具设计部分，首先需要对工件的定位基准进行确定，然后选择定位元件及工件的夹紧，在对工件夹紧的选择上，我用了两种不同的夹紧方法，即：粗铣下平面用的是螺钉压板夹紧机构，粗铣前后端面时用的是气动夹紧机构，两种方法在生产中都有各自的优点和不足，但都广泛运用在生产中。然后计算铣削力以及夹紧工件需要的夹紧力，这也是该设计中的重点和难点。
通过这次毕业设计，使我对大学里所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，尤其在利用手册等方面，对今后毕业出去工作都有很大的帮助。另外，在这次设计当中，指导老师刘麦荣老师在大多数时间牺牲自己的宝贵休息时间，对我们进行细心的指导，我对他们表示衷心的感谢！在这次毕业设计中，我基本完成了毕业设计的任务，达到了毕业设计的目的，但是，我知道自己的设计还有许多不足甚至错误，希望老师们能够谅解，谢谢！
第四篇：塑料制品加工成型的工艺研究
塑料制品加工成型的研究
摘要：塑料是以相对分子质量高的合成树脂为主要成分，并加入其他添加剂，在一定温度和压力下塑化成型的高分子合成材料。一般相对分子质量都大于一万，有的可达百万。在加热、加压条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。可以使用模具成型得到我们所需要的形状和尺寸的塑料制件。其他的添加剂主要有填充剂、增塑剂、固化剂、稳定剂等其他配合剂。塑料作为设计材料使用，具有许多优良的特性。在我们的生活和生产中扮演着很重要的作用。它不仅可部分代替传统材料，而且还能生产出具有独特性能的各种制品塑料与其他材料相比较，有以下几方面的性能特点：重量轻、优良的化学稳定性、优异的电绝缘性能、机械强度分布广和较高的比强度、热的不良导体具有消声、减震作用。塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活用品、工业用品的统称。
关键词：塑料、塑料制品、塑料机械工业、塑料制品成型新工艺
一、塑料的概念
塑料是具有塑性行为的材料，所谓塑性是指受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定形变。软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。
1.1塑料的主要性能特点 基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。
两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，所以没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。1.2塑料的分类
热塑性塑料：指加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料；即可运用加热及冷却，使其产生可逆变化(液态←→固态)，是所谓的物理变化。通用的热塑性塑料其连续的使用温度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。
热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。热加工成型后形成具有不熔不溶的固化物，其树脂分子由线型结构交联成网状结构。
二、塑料制品的成型方法 注射成型、挤出成型、压制成型、吹塑成型、压延成型、滚塑成型、铸塑成型、搪塑成型、醺涂成型、流延成型、传递模塑成型、反应注塑成型、手糊成型、缠绕成型、喷射成型、真空成型等 2.1塑料制品的生产
塑料制品的生产从塑料原料的生产到塑料制品的生产，包含了三个生产过程，第一生产过程是从原料经过聚合反应生成合成树脂；第二生产过程是加入助剂混合得到塑料，即为生产塑料制品的原材料；第三生产过程是根据塑料性能，利用各种成型加工手段，使其成为具有一定形状和使用价值的塑料制品。生产中一般第一过程和第二过程属于塑料生产部门，通常由树脂厂来完成。第三过程属于塑料制品生产部门。但对于大型塑料制品生产厂家，为了满足塑料制品的多样性要求，生产中也有将第二过程归入塑料制品的生产范围。即以合成树脂作为原材料，添加助剂后，再成型加工。2.2塑料制品在生活和生产中的重要性
塑料成型工业自1872年开始到现在已度过仿制、扩展和变革的时期。塑料成型是把塑料原材料加热到一定温度注入到具有一定形状和尺寸的模具中，待其冷却后，获得塑料制品的过程。塑料成型工艺与模具是一门在生产实践中逐步发展起来，又直接为生产服务的应用型技术科学，是一种先进的加工方法。它研究的主要对象是塑料和塑料制成塑料制品所采用的模具。模具是铸造、锻压、冲压、塑料、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行业的重要工艺 装备，在现代工业生产中广泛的采用各种模具进行产品生产，模具的设计和制造水平在很大程度上反映和代表了一个国家机械工业的综合制造能力和水平。塑料模是模具的一种，是指用于成型塑料制件的模具，它是一种行腔模具的类型。
三、注射成型工艺的优缺点
3.1 优点 ①成型周期短；
②能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件； ③的塑料对成型各种塑料的适应性很强； ④生产效率高易于实现全自动化生产； 3.2缺点
①生产大面积结构制件时，高的熔体粘度需要高的注塑压力，高的注塑压力要求大的锁模力，从而增加了机器和模具的费用；
②生产厚壁制件时，难以避免表面缩痕和内部缩孔，塑料件尺寸精度差；
③加工纤维增强复合材料时，缺乏对纤维取向的控制能力，基体中纤维分布随机，增强作用不能充分发挥；
④注射成型设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及较小的塑件的生产；
四、塑料制品成型新工艺方法
塑料成型加工是将塑料原料转变成具有使用价值的制品的过程。传统的成型工艺有挤出、注射、吹塑、压延、涂覆、层压、传递成型 等。至今这些技术已经发展和运用的相当成熟，且应用得非常普遍。随着塑料制品应用日益广泛，人们对塑料制品精度、形状、功能等提出了更高的要求。传统的成型工艺已难以适应这些要求，这就迫使人们在不断改进传统的成型工艺的基础上，采用新思想、新技术开发新的成型工艺已满足不同应用领域的需求。目前成型工艺的发展趋势主要是节能、节约原材料、提高成型效率、改进制品性能、提高其附加值。塑料制品目前的新工艺方法主要有：低压注射、熔芯注射、动态保压注射、微孔塑料挤出及润滑挤出等塑料成型工艺。
五、挤出成型新工艺的发展及前景
5.1新型挤出混炼技术与设备的开发
目前，国际上用于高分子材料共混改性的新型混炼设备主要有三大类：同向平行双螺杆挤出机、往复移动式螺杆混炼机和串联式磨盘挤出机。其中小型同向平行双螺杆挤出机国内已能生产，但万吨级大型混炼挤压造粒机组全部要依靠进口。同时，往复移动式螺杆混炼机和串联式磨盘挤出机是制备高填充、高附加值高聚物合金的必要装置，目前国内对他们的研制刚刚处于样机阶段，规格不多，品种不全，具有广阔的发展前景。
大口径管材挤出的异向平行双螺杆挤出机组、钢塑复合管挤出机组和大型双臂波纹管挤出成型机组及特种塑料管材专用挤出机组的开发研究。复合挤出成型技术和设备的开发研究。最近，多层共挤的超宽土工模、包装用的拉伸拉幅平模、建筑用的复合瓦楞板、芯层发泡纸板材和管材的市场需求量很大，与此相关的成型技术和装备的开 发研究必须引起足够的重视。5.2压缩成型新工艺的发展及前景
（1）由单一性技术向组合性技术发展，如注射-拉伸-吹塑成型技术和挤出-模压-热成型技术等；
（2）由常规条件下的成型技术向特殊条件下的成型技术发展，如超高压和高真空条件下的塑料成型加工技术；
（3）由基本上不改变原有性能的保质成型加工向赋予塑料型新性能的变质性成型加工技术发展，如发泡成型、借助电子束与化学交联机使热塑性塑料在成型过程中进行交联反应的交联挤出等；（4）为提高加工精度、缩短制造周期，在模具加工技术方面更广泛地应用仿形加工、数控加工等；
（5）广泛应用模具新材料。模具材料的选用直接影响到模具的加工成本、使用寿命以及塑料制品的成型质量等，因此，国内外已开发出许多具有良好使用性能、加工性能，热处理变形小的新型塑料模具钢，如预硬钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢和耐腐蚀钢，经过试用，均取得了较好的技术和经济效果。
（6）CAE技术将在注塑领域发挥越来越重要的作用，其本身也随着注塑技术的发展要求而更加完善、实用、方便。
在塑料成型生产过程中，先进的模具设计、高质量的模具制造、优质的模具材料、合理的加工工艺和现代化的成型设备都是成型优质塑件的重要条件。一副优良的注射模具可以成型上百次，一副优良的压缩模具可以成型25万次，这与上述因素有很大关系。考察国内外模具工业的现状及我国国民经济和现代工业生产中模具地位，从塑料模具的设计理论、设计实践和制造技术出发，塑料成型技术大致有以下几个方面的发展趋势。
六、新工艺方法的加工适应性和可行性
在自然界对于一般的低分子化合物而言，在常温下其聚集状态可呈三态，即气态、液态和固态。然而，对于非结晶线性高聚物而言，由于其分子量巨大且分子结构的连续性，所以他们的聚集状态是在不同的件下，以独特的三种形态存在的。
七、参考文献
[1] 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，2007.8
[2] 中国机械工业教育协会 塑料模设计及制造.北京:机械工业出版社 2001.8 [3] 徐平原.塑料套管桩在申嘉湖杭高速公路软基中的应用[J].路基工程.2009(05)
[4] 刘静.生活塑料废弃物危害及其管理政策的评估[J].环境与健康杂志.2006(04)
[5] 赵蓓蓓.初探塑料模具材料现状及发展方向[J].2009,(34).
第五篇：数控加工工艺结课论文
数控加工工艺
（结课论文）
姓名: 学号： 班级：
在这8个星期里，我们主要学习了数控加工工艺的一些基本知识以及进行一些基本的模拟练习，以便掌握相关的知识和技能。现在我将对自己在这8个星期来所学习的内容和自己在学习过程中遇到的问题以及一些心得体会进行总结。
1、数控加工的概念
数控（英文名字：Numerical Control 简称:NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控机床—是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。数控加工—是指采用数控机床加工零件的方法。
2、主要学习内容
练习环境—所使用的软件是数控加工仿真与远程教学系统。
通过应用这个软件，老师教我们如何使用数控机床，以及如何编程等，然后我们使用VNUC3.0来做模拟加工练习。常用的编程指令如下：
G00：快速定位指令；G01: 线插补指令；G02：顺圆弧插补指令； G03: 逆圆弧插补指令；G04：暂停指令；G54：设定工件坐标系一 ；
G55：设定工件坐标系二 ；G56：设定工件坐标系三 ；G57：设定工件坐标系四 ；G58：设定工件坐标系五 ；G59：设定工件坐标系六 ；
G71: 粗加工复合循环；M98：调用子程序；M99：子程序结束返回／重复执行；M02：程序停；M03：程序结束；M04：主轴正传；M05：主轴反转;M30:程序结束并返回程序起点；等。
熟悉这些指令后，就是练习编写程序并做模拟加工，我们主要学习了数控卧式车床和立式铣床的加工技术。
3、遇到的问题
一开始使用模拟软件时，有点心慌慌的，因为总是跟不上老师的进度，很多工具还未来得及了解清楚，老师就开始做模拟加工了，等到老师让我们做模拟练习时，我根本不知道该做什么，因为我真的是不懂怎么操作。为了能学到知识，我就得更认真去听课更认真去做笔记；在老师讲解如何编程时，我还跟着老师的思路去练习编写程序。经过自己的认真练习后，后面的课程我都能够跟得上老师的进度了，甚至还会自己编写程序了。
有一次课，我都不清楚在使用多把车刀时，是如何实现自动换刀的，导致我有个练习没有按时做出来，后来通过请教同学，我先学习使用换刀的指令，接着就把模拟加工顺利完成了。
我在学习过程中，没有遇到特别难的问题，一般都是由于一些基本的知识没有掌握好而导致的，这种情况下，只要我下次课认真听就可以自己找到解决的方案，因为基本的操作几乎每次课都会用到的。
4、心得体会
学习《数控加工工艺》这门课，我觉得最主要的就是要认真听课，只有听明白老师在讲什么内容了，我们才知道自己该做什么，因为我们没有教材。尽管我们可以去图书馆借书自学，但是如果没有通过老师的讲解，我们从书上学到的知识是很肤浅的，而且有时候在实际应用中跟书上讲的是有区别的。另外，学习的这门课的关键就是要去做老师布置的练习，只有通过自己去练习，我们才可以熟练的掌握技能，并将老师上课讲过的知识转化为我们自己的知识，同时这也是检验我们学习能力和掌握知识程度的一个好平台。
在这之前，我们大一做金工实习时，就开始接触过数控机床，当时也是使用模拟软件来学习一些基本的知识，然后自己编写一个简单的程序，做模拟加工。现在我们也是从基本的编程常用指令学起，然后再学习模拟软件中卧式车床和三轴立式铣床的功能界面，这些也是我们学习这门课的重点内容。
通过这8个星期的努力学习，我已经掌握了一定的数控加工技术，并且能够将自己所学的知识应用到实践中。上个星期的数控加工实训，我用的就是自己编写的程序，通过指导老师的帮助，成功地完成加工任务。
我觉得，数控加工真的是一门有用的学科，我希望可以更加深入的了解和学习数控知识。
点击咨询 