蜗轮箱体的工艺及组合夹具设计(附件)
本课题是以蜗轮箱体零件为研究对象。通过对蜗杆箱体相关加工过程的分析，提出了一些加工工序的组合夹具设计，并建立了基于SolidWorks的组合夹具方案。本课题的主要设计思路分为以下两部分。第一部分是蜗轮箱体的机械加工工艺的分析，运用相关专业知识对该零件的功用进行简要的分析，再根据毛坯的制造方式和加工基准的选择确定工艺路线、机械加工余量、切削用量和基本工时。第二部分是对蜗轮箱体的一些工序设计组合夹具方案，主要需要对零件进行定位误差分析，确定加紧方式和夹紧力的计算。关键词 蜗轮箱体，加工工艺，组合夹具，三维夹具设计
目 录
1 绪论 1
1.1 机械制造工艺概述 1
1.1.1 机械加工工艺 1
1.2 夹具概述 1
1.2.1 组合夹具的特点 2
1.2.1 组合夹具发展趋势 2
2 零件的分析 3
2.1 零件的作用 3
2.2 零件的结构特点 3
2.3 零件的技术要求 3
2.4 零件的工艺分析 3
3 工艺规程设计 4
3.1 确定毛坯的制造形式 4
3.1.1 毛坯制造类型 4
3.1.2 毛坯的尺寸公差等级 5
3.1.3 绘制毛坯图 5
3.2 基面的选择 5
3.2.1 精基准的选择 5
3.2.2 粗基准的选择 6
3.3 制订工艺路线 6
4 切削用量的确定 8
4.1 机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8
4.2 确定主要工序的切削用量及时间定额 9
5 组合夹具设计30
5.1 粗铣底面的组合夹具设计30
5.1.1 定位方案的确定31
5.1.2 定位误差分析31
5.1.3 夹紧方案的确定32
5.1.4 切削力的计算33
5.1.5 夹紧力的计算33
5.2 精铣工件左右端面的组合夹具设计35
5.2.1 定位方案的确 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
定35
5.2.2 定位误差分析36
5.2.3 夹紧方案的确定36
5.2.4 切削力的计算36
5.2.5 夹紧力的计算36
5.3 半精、精镗工件左右端孔的组合夹具设计38
5.3.1 定位方案的确定38
5.3.2 导向元件的选择39
5.3.3 夹紧方案的确定40
5.3.4 切削力的计算40
5.3.5 夹紧力的计算41
结论 43
致谢 44
参考文献 45
1 绪论
1．1 机械制造工艺概述
机械制造工艺是将各种原材料、半成品加工成合格的机械产品的方法，是机械工业的基础技术之一。机器的生产过程中，将用机械加工的方法逐渐改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其变成合格的产品而进行的过程称为工艺过程[1]。将以工艺文件形式保存的工艺过程称为工艺规程。机械工艺过程主要包括：零件结构的分析、毛坯制造形式的选择、机械加工余量的确定、加工工艺路线的制订等，然后需要填写相关的工艺文件（机械加工工艺过程卡和工序卡片）。一般情况，为了提高劳动生产效率，我们还需要进行夹具设计，保证加工质量和生产成本。
1.1.1 机械加工工艺
长久以来，机械加工工艺应用最广泛的就是切削加工和磨削加工，但随着科学技术的发展出现了一些难加工材料，传统加工方法已经不再适用，因此也就产生了特种加工技术[2]。另外，科技的快速发展也对加工精度提出了更高的要求，于是超精密加工也由此诞生。同样的，提高生产效率，节约生产成本，是机械制造加工追求的永恒话题，随着电子计算机技术的普及和数控技术在机械制造工业上的应用，制造工艺的自动化要求也越来也高。目前，各国科学家对计算机辅助设计和计算机辅助制造的研究越来越深入，特别是柔性制造系统的出现，让机械制造自动化过程进入了新时代，在保证产品生产质量的前提下大大提高了生产效率，并降低了生产成本。
工艺技术一直都是机械制造的重要组成部分，提高工艺水平也是机械产品提高生产质量、增加市场竞争力的重要措施。当下，与工业发达国家相比，我国的机械工业仍与其存在较大的差距，主要表现为重设计、轻工艺，即在制造工艺、制造过程自动化和管理技术等诸多方面落后发达国家[3]。工艺技术水平是制约我国机械工业发展的主要原因之一。随着经济全球化的发展，中国面临着国内外市场的激烈竞争，企业对技术更新换代的需求越加迫切，因此有关部门将发展工艺技术及制造自动化写入中国制造2025中，先进制造技术也得到了越来越多的关注，要推进中国机械制造业的进一步发展，就必须加强我国产品的自主开发能力和工艺制造水平。
1．2 夹具概述
在机械制造过程中，用于实现工件的定位和夹紧，使工件在加工时有正确的位置，以接受检测并保证工件的加工精度的装置称之为夹具[4]。从大范围讲，在机械工艺过程的工序中，能够快速、方便、安全地确定工件正确位置的装置都可以叫夹具。因此，夹具的分类有很多，比如焊接过程中用到的焊接夹具，检验过程中需要的检验夹具，装配过程中运用的装配夹具以及机械加工中的机床夹具[4]。而其中运用最广的就是机床夹具，也常简称成夹具。机床夹具按用途也分为很多种，通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具等等。最早的夹具模式是专用夹具，虽然专用夹具有着生产效率高、加工方式简单、产品质量稳定等诸多优点，但其缺点也尤为显著，专用夹具生产周期长，保存占地面积。更重要的是，当该零件的形状尺寸发生变化时，原有的专用夹具就报废了。因此，在专用夹具发展一定时期后，随着制造技术的提高，通用夹具和组合夹具得到了长足的发展，越来越多的运用于企业生产中。本课题主要研究的是组合夹具。
目 录
1 绪论 1
1.1 机械制造工艺概述 1
1.1.1 机械加工工艺 1
1.2 夹具概述 1
1.2.1 组合夹具的特点 2
1.2.1 组合夹具发展趋势 2
2 零件的分析 3
2.1 零件的作用 3
2.2 零件的结构特点 3
2.3 零件的技术要求 3
2.4 零件的工艺分析 3
3 工艺规程设计 4
3.1 确定毛坯的制造形式 4
3.1.1 毛坯制造类型 4
3.1.2 毛坯的尺寸公差等级 5
3.1.3 绘制毛坯图 5
3.2 基面的选择 5
3.2.1 精基准的选择 5
3.2.2 粗基准的选择 6
3.3 制订工艺路线 6
4 切削用量的确定 8
4.1 机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8
4.2 确定主要工序的切削用量及时间定额 9
5 组合夹具设计30
5.1 粗铣底面的组合夹具设计30
5.1.1 定位方案的确定31
5.1.2 定位误差分析31
5.1.3 夹紧方案的确定32
5.1.4 切削力的计算33
5.1.5 夹紧力的计算33
5.2 精铣工件左右端面的组合夹具设计35
5.2.1 定位方案的确 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
定35
5.2.2 定位误差分析36
5.2.3 夹紧方案的确定36
5.2.4 切削力的计算36
5.2.5 夹紧力的计算36
5.3 半精、精镗工件左右端孔的组合夹具设计38
5.3.1 定位方案的确定38
5.3.2 导向元件的选择39
5.3.3 夹紧方案的确定40
5.3.4 切削力的计算40
5.3.5 夹紧力的计算41
结论 43
致谢 44
参考文献 45
1 绪论
1．1 机械制造工艺概述
机械制造工艺是将各种原材料、半成品加工成合格的机械产品的方法，是机械工业的基础技术之一。机器的生产过程中，将用机械加工的方法逐渐改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其变成合格的产品而进行的过程称为工艺过程[1]。将以工艺文件形式保存的工艺过程称为工艺规程。机械工艺过程主要包括：零件结构的分析、毛坯制造形式的选择、机械加工余量的确定、加工工艺路线的制订等，然后需要填写相关的工艺文件（机械加工工艺过程卡和工序卡片）。一般情况，为了提高劳动生产效率，我们还需要进行夹具设计，保证加工质量和生产成本。
1.1.1 机械加工工艺
长久以来，机械加工工艺应用最广泛的就是切削加工和磨削加工，但随着科学技术的发展出现了一些难加工材料，传统加工方法已经不再适用，因此也就产生了特种加工技术[2]。另外，科技的快速发展也对加工精度提出了更高的要求，于是超精密加工也由此诞生。同样的，提高生产效率，节约生产成本，是机械制造加工追求的永恒话题，随着电子计算机技术的普及和数控技术在机械制造工业上的应用，制造工艺的自动化要求也越来也高。目前，各国科学家对计算机辅助设计和计算机辅助制造的研究越来越深入，特别是柔性制造系统的出现，让机械制造自动化过程进入了新时代，在保证产品生产质量的前提下大大提高了生产效率，并降低了生产成本。
工艺技术一直都是机械制造的重要组成部分，提高工艺水平也是机械产品提高生产质量、增加市场竞争力的重要措施。当下，与工业发达国家相比，我国的机械工业仍与其存在较大的差距，主要表现为重设计、轻工艺，即在制造工艺、制造过程自动化和管理技术等诸多方面落后发达国家[3]。工艺技术水平是制约我国机械工业发展的主要原因之一。随着经济全球化的发展，中国面临着国内外市场的激烈竞争，企业对技术更新换代的需求越加迫切，因此有关部门将发展工艺技术及制造自动化写入中国制造2025中，先进制造技术也得到了越来越多的关注，要推进中国机械制造业的进一步发展，就必须加强我国产品的自主开发能力和工艺制造水平。
1．2 夹具概述
在机械制造过程中，用于实现工件的定位和夹紧，使工件在加工时有正确的位置，以接受检测并保证工件的加工精度的装置称之为夹具[4]。从大范围讲，在机械工艺过程的工序中，能够快速、方便、安全地确定工件正确位置的装置都可以叫夹具。因此，夹具的分类有很多，比如焊接过程中用到的焊接夹具，检验过程中需要的检验夹具，装配过程中运用的装配夹具以及机械加工中的机床夹具[4]。而其中运用最广的就是机床夹具，也常简称成夹具。机床夹具按用途也分为很多种，通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具等等。最早的夹具模式是专用夹具，虽然专用夹具有着生产效率高、加工方式简单、产品质量稳定等诸多优点，但其缺点也尤为显著，专用夹具生产周期长，保存占地面积。更重要的是，当该零件的形状尺寸发生变化时，原有的专用夹具就报废了。因此，在专用夹具发展一定时期后，随着制造技术的提高，通用夹具和组合夹具得到了长足的发展，越来越多的运用于企业生产中。本课题主要研究的是组合夹具。
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