t350搅拌机工艺工装设计说明书.docx

毕业设计说明书

题目：T350搅拌机工艺工装设计
设计：
指导：

1999年3月20日

目录
一.设计任务. 1
二.零件说明. 1
三.工艺规程设计. 2
1. 确定毛坯的制造形成. 2
2. 基面的选择. 2
3. 制定工艺路线. 3
4. 机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸. 6
5. 确定切削用量及基本工时. 11
四.夹具设计. 15
1.定位基准的选择. 15
2.切削力、，夹紧力计算. 17
3.夹紧机构设计. 18
4.液压回路. 19
5.定位误差计算. 19
6.夹具操作说明. 20
五.参考文献. 21

一. 设计任务
题目：T350搅拌机工艺工装设计.
生产纲领：3000台/年.
1. 编制工艺规程.
2. 编制两道工序卡片.
3. 绘制毛坯——零件综合图.
4. 设计镗夹具（铣夹具或钻夹具）一付，并拆绘夹具体零件
图一张.
5. 编写设计说明书（加工余量计算、夹紧力计算、定位误差计算、工序尺寸链及装配尺寸链的计算.）
6. 完成时间：99年4月
二. 零件的说明
1. 零件的作用：
该零件是T350搅拌机变速装置的箱体，动力通过电动机传给箱体。经过箱体的变速，再传递给滚筒，实现工作。该零件底座上的4个沉头孔用于固定箱体。箱体顶部有一 个Φ12的孔，用于加润滑油用。箱体底部有一个m/z的螺纹孔，用于放油用，箱体的斜侧面有一个内径165X80的矩形孔，是用来观察传动装配的。其周围的6个螺纹孔，用于加盖，箱体的两侧面各有3个大孔，这6个孔有的加工要求都比较高，是该工件的主要加工表面，其作用是用于支承三根传动轴。
2. 零件的工艺分析.
该零件的箱体，结构比较复杂，但从加工要求看，还比较 1
容易，主要是面的加工和孔的加工，平面的加工要求均不高，表面粗糙度Ra=12.5，只需粗铣一下即可达到。考虑到底面要作为定位基准，为了保证工件的加工质量，所以将底面的表面质量提高一级Ra=6.3。粗铣过后，再精铣一下。孔有两类，一类是螺纹孔、其加工要求不高，另一类是传动轴支承孔，其加工要求最高，其尺寸精度要达到IT7，表面粗糙度要达到Ra1.6，另外考虑到底面孔要定位用。所以钻孔后要铰削一下，以提高定位精度。
三．工艺规程设计.
1.确定毛坯的制造形成.
零件的材料为HT200，考虑到该零件在工作中是固定不动的 ，力学性能要求不高，可是零件的结构又比较复杂，所以应选择铸件，由于零件的生产纲领为3000件/年，已达到中批量生产的水平，为了提高生产率，保证毛坯精度，选用砂型机器造型。
2.基面的选择.
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择正确与合理。可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更为严重的，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
精基准的选择应遵循以下几条原则：①基准重合的原则，
②基准统一的原则.③自为基准的原则.④互为基准的原则.
⑤保证工件定位准确，夹紧可靠，操作方便的原则。 2.

粗基准的选择应遵循以下原则：
①为了保证加工面和不加工面之间的位置要求，应选择不加工面为粗基面。
②为了保证各加工面有足够的加工余量，应选择余量最小的面为粗基准。
③为了保证重要加工面的余量均匀，应选重要加工面为粗基准。
④粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只许用一次。
⑤选作粗基准的表面应平整光洁，以保证定位准确，夹紧可靠。
加工该零件时，粗基准选择底座的上面，来加工底面和底面上的孔，然后再以加工孔的底面和孔的基准加工其它面和孔。
3.制定工艺路线.
制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状，尺寸精度，位置精度等能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应考虑经济效果，以便生产成本尽量下降。
该零件各加工面，除三组传动轴孔的要求较高外，其余的加工要求都不高，但考虑到多数工序是一面两孔定位，为了保证加工要求，所以将底面的加工要求提高Ra=6.3,底

3
面圆孔的加工要求提高到Ra=6.3.
根据各加工表面的经济精度和经济粗糙度查明手册确定各加工表面的加工方法。
①箱体底面：先粗铣，后精铣。
②箱体底面上的固定孔：先钻，后铰，再锪台面。
③箱体的两端面：粗铣。
④箱体两端面的螺纹孔：先钻底孔，后加工螺纹。
⑤进油孔：先粗铣台面，再钻孔，再攻丝。
⑥出油孔：先粗铣台面，再钻孔，再攻丝。
⑦斜面：先粗铣平面，后钻孔，再攻丝。
⑧三组传动轴孔：粗镗，半精镗、精镗。
加工工序安排原则：
①先加工基准面.
②划分加工阶段：先粗后精.
③先加工平面，后加工孔.
④次要的加工平面可以插在各阶段之间进行加工，确定工序集中和分散的程度。
该零件是箱体，搬运也不太方便，也是批量生产，所以工序应适当集中。
工序过程：
工序① 粗铣、精铣底面。
工序② 钻削底面孔，并铰削两定位孔。
工序③ 锪削底面孔的沉头后面。 4
工序④ 铣削箱体的两端面.
工序⑤ 铣削进油孔台面.
工序⑥ 铣削出油孔台面.
工序⑦ 铣削窥探孔的斜面.
工序⑧ 钻削箱体两端面的螺纹孔.
工序⑨ 箱体两端面螺纹孔攻丝.
工序⑩ 钻削进油孔并攻丝.
工序⑾ 钻削出油孔.
工序⑿ 出油孔攻丝.
工序⒀ 钻削斜面的螺纹孔.
工序⒁ 斜面螺纹孔攻丝.
工序⒂ 粗镗传动轴孔.
工序⒃ 半精镗传动轴孔.
工序⒄ 精镗传动轴孔.
该箱体的加工过程中，由于许多道工序都是一面两孔定位，既底面和底面固定孔，所以把这两道工序安排在开始，传轴的三组孔的加工要求较高，而是有的工序要通过该孔来夹紧，为了避免夹紧时破坏已加工好的孔，所以将这三组孔的加工安排在最后，在需加工的面上有加工孔时，都是先加工平面，后加工孔，遵循先面后孔的原则。至于铣削各端面、台面，钻削各面上孔的先后顺序得有一定的原则，也不是主要工序，可以根据实际情况，安排在比较方便的时候加工。 5
4．机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定。
该齿轮箱座的材料为HT200，是中型零件，成批量生产毛坯采用砂型机器造型。
毛坯余量的确定：
齿轮箱座零件图的小孔很多，根据铸造工艺，孔径小于φ30的孔不必铸出，所以箱体底面固定孔，两端面的螺纹孔，斜面上的螺纹孔，进油孔及出油孔都不必铸出。
查《工艺简明手册》
表2.2-3 铸件尺寸公差等级IT9
表2.2-5 铸件机械加工余量等级 MA-G
表2.2-4 铸件机械加工余量
斜面加工余量为4.0mm
底面加工余量为4.0mm
两端面加工余量为2.5mm
传动轴孔加工余量为3.0mm （单边）
机械加工余量的确定
查《机械制造工艺设计简明手册》
底面机械加工余量
表2.3-21平面加工余量
粗铣余量2.5mm
精铣余量1.5mm
底座的设计尺寸为20mm(厚度)
毛坯余量为4.0mm 6
∴ 底座毛坯的厚度为24mm

建立如图所示尺寸链
AΔ为封闭环，A1为减环，A2为增环
AΔ= A2–A1
∴A1=A2–AΔ=24–2.5=21.5mm
ⅡΦ72的轴承孔的加工余量及工序尺寸.
表2.3-10粗镗68mm，半精镗70mm,精镗72mm.
孔的加工要求为ф72

7
根据IT9 查表2.2—1铸件尺寸公差数值.
Ⅱφ72得CT9=2.2 φ66
根据工艺教材. 表1―11孔加工方法得:
粗镗IT11 φ0.19mm. 标准公差值
半精镗IT9 φ0.074mm.
精镗IT7 φ0.03mm.
∴ 粗镗 φ68
半精镗 φ70 按入体原则标准.
精镗 φ72
工序简图如下:

8
粗镗尺寸链:

AΔ为封闭环
AΔ=A2-A1=34-33=1
ES=0-(-0.5)=0.5
EI=-0.45-0.6=-1.05
∴AΔ=1
Ⅱ组 φ80的孔
IT11=0.2
IT9=0.087
IT7=0.035
查手册
毛坯 φ74
粗镗 IT11 φ75
半精镗 IT9=0.087 φ78
精镗 IT7=0.03 φ80
Ⅰ组 φ85的孔
毛坯 CT9=2.2 φ78
粗镗 IT11=0.2 φ80
半精镗 IT9=0.087 φ83 9.
精镗 IT7=0.035 φ85
Ⅰ组 φ80J7的孔
毛坯 CT9=2.2 φ74
粗镗 IT11=0.2 φ75
半精镗 IT9=0.087 φ78
精镗 IT7=0.035 φ80
Ⅲ组 φ72H7的孔
毛坯 CT9=2.2 φ66
粗镗 IT11=0.2 φ68
半精镗 IT9=0.074 φ70
精镗 IT7=0.03 φ72
Ⅲ组 φ90H7的孔
毛坯 CT9=2.2 φ84
粗镗 IT11=0.2 φ86
半精镗 IT9=0.087 φ88
精镗 IT7=0.035 φ90
查表2.3―20攻丝前钻孔用麻花钻直径
进油孔 M12―7H ф10.20
出油孔 M12X1.5―6H Φ10.20
斜面螺纹孔 M6 Φ5.
两端面螺纹孔 M8 Φ6.80.
其余平面的加工都是粗铣 10.
5.确定切削用量及基本尺寸.
工序①
参照《机械制造工艺设计手册》
　表３―25　　高速钢铣刀铣削力计算.
　铣刀类型：端面铣刀
　工件材料：ＨT200.
FＺ＝９.81CＦＺαe1.114αf 0.72d0-1.1 αp0.94 Ｚ
　∵　ＣFZ＝50
Z=10
d0=200
粗铣时：　αp=2.5
αf=0.35
αe=158
∴ FＺ＝９.81CＦＺαe1.114αf 0.72d0-1.1 αp0.94 Ｚ
=9.81x50x1581.114x0.350.72x200-1.1x2.50.94x10
=4514.4N
精铣时：　 αp=1.5
　αf=0.1
　αe=158
∴ FＺ＝９.81CＦＺαe1.114αf 0.72d0-1.1 αp0.94 Ｚ
=9.81x50x1581.114x0.10.72x200-1.1x1.50.94x10
=1133.3N 11.
切削速度
　　　Ｖ＝ＫV 表３―２９
∵CV=42. ZV=0.2 XV=0.1 t=15X103
YV=0.4 VV=0.1 PV=0.1 m=0.15 Kv=1
∴粗铣时
　　　　V=X1.0
=19.04m/min
=0.317m/s
精铣时
　　　　V=
=33.08m/min
=0.55m/s
基本工时　　查表７－７铣削基本时间的计算
　　　　Tj==
L=248 L２=2 V=1
L1＝0.5（Ｄ－）++(1.5)
=0.5 (200-)++1.5
=40+2.94
=42.92mm.

12.
fmz―工作台手进给量（mm/min）
表４－17-2铣床工作台进给量.
　　粗铣fmz＝600
　　精铣fmz＝300.
粗铣　　Tj=X1=0.048
精铣　 Tj=x1=0.976
工序１０.钻削进油孔并攻丝　Ｍ12 表　3-36　
麻花钻钻头直径　　d0=10.2
表２.3-20 《简明手册》
切削扭矩　M=Cmd0XMfymKmX10-3　　　　　
　　∵　f=0.6 CM=225.63. Km=1.
Xm=1.9 ym=0.8
∴ M=225.63X10.21.9X0.60.8X1X10-3
=12.367
轴向力　　F=CFd0XFfyFKF
∵GF=588.60 XF=1 yF=0.1 f=0.6
∴ F=588.6X10.2X0.60.1X1
=570.47
钻削用量的选择
　表３－３８高速钢钻头钻孔时进给量
　　　　　f=0.6
13.
表３－４０高速钢钻头切削速度的计算
V= Kv(m/min)
Cv=17.1 Zv=0.25 yv=0.55 m=0.125.
Kv=1
工序④.铣削两端面
铣刀类型：端面铣刀
工件材料：HT200.
FＺ＝９.81CＦＺαe1.114αf 0.72d0-1.1 αp0.94 Ｚ
∵CFZ=50 Z=22 d0=200
αp=4 αf=0.35 αe=148
∴FＺ＝9.81x50x1481.114x0.350.72x200-1.1x40.94x10
=14363.7N
切削速度　　Ｖ=Kv. 表３.29
∵CV=42. ZV=0.2 XV=0.1
t=15X103 YV=0.4 VV=0.1
PV=0.1 m=0.15 Kv=1
∴ V=X1.0
=18.2886(m/min)
=0.3m/s

14.
四.夹具设计
　　　　为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要在通用机床设计专用夹具，本次设计是第一道工序。铣底面的专用夹具，本夹具用于Ｘ62卧式铣床。刀具为两把高速钢端面铣刀，一把粗铣，一把精铣。本工序加工的主要要求就是底面的表面粗糙度要打Ra6.3,至于尺寸精度要求不高。
１.定位基准的选择
本工序为第一道工序，是下面加工孔工序的定位基准，底面的设计基准则是底面的上面。其尺寸就是底板的厚度20mm,没有注明公差，其要求不高，为了保证定位，夹紧方便、可靠，选择一端面和两个定位块定位。如图所示，为保证加工质量，需要限制三个自由度。图示的定位方案可以限制五个自由度，平面Ａ可限制三个自由度，即Ｚ、Ｘ、Ｙ，定位块Ｂ和Ｃ可限制两个自由度，既Ｙ、Ｚ，这样共限制Z、Ｙ、Ｘ、Ｙ、Ｚ，满足了本工序所需限制的自由度。

（定位图示见后）

15.

16
２.切削力及夹紧力计算.
由Ｐ12得.　　　　FZ=4514N
FH=0.3Fz=0.3X4514=1354.2N
Fv=0.9Fz=0.9X4514=3763N
F0=0.5Fz=0.5X4514=2257N
F0在水平面内产生顺时力矩.
　　　　FH在水平面内产生逆时力矩.
　　　 Fv 在竖直平面产生翻转力矩.
　　　　F0、FH产生的力矩不大，而且方向相反，可以相互抵消，而Fv的数值较大，对工件的影响最大。所以计算理论夹紧力应根据Fv来计算夹紧力Ｆ和Fv平衡支点是两作用点的连线和定位面边缘的支点，这样可得下式：
　　　　　　　FL1=FvL2
其中　　　　L1=7 L2=17
F=FvL2/L1
Fv=3763
∴ F=3763X17/7
=9139N
既理论夹紧力为9139牛顿
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１７.
　实际夹紧力的理论夹紧力入安全系数.
　　　　Wk=w﹒k
夹具手册表１－２１
　　k=k0﹒k1﹒k2﹒k3﹒k4﹒k5﹒k6.
K0=1.2 K1=1.2 K2=1.0 K3=1.2
K4=1.0 K5=1.0 K6=1.0
K=1.2X1.2X1.0X1.2X1.0X1.0X1.0
=1.728
W=F=9139N
∴WK=9139X1.728=15792N
３.夹紧机构设计.
　　　该工件的箱体，如果夹住工件的外壁。由于箱体壁厚有限，容易变形，所以还是夹住箱体内壁，由于机械手工夹紧不方便，所以选择液压缸夹紧。如装配图所示，油缸选择T5014-2型，在油缸的活塞杆上连接一个拉杆。拉杆的上端带有Ｔ形帽，拉动开口压板，夹紧工件。
　　　　油缸：ΔS=π()
=3.14()
=1335mm２
Wk=ΔS﹒P
P===12MPα

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１８.　
　４.液压原理图：

５.定位误差计算.
　　工序.①铣削底面.
　　　本工序以测量基准平面定位
　　　　∴ΔB=0 ΔY=0
ΔD=ΔB+ΔY
=0+0
∴ΔD=0

19
工序⒄　精镗孔
　　　　ΔD=ΔB+ΔY
ΔB=0.13 ΔY=0
∴ ΔD=0.13+0=0.13
6.夹具操作说明.
　　　　本夹具是加工箱体底面时的专用夹具，用工件的一个端面和底面定位，底面是用二个定位块定位。装夹工件时，将工件的Ⅱ孔套在拉杆上放下，移动工件，使工件底面和两定位接触，定位已好，按下按扭，油缸的活塞下移，带动拉杆，拉动压块，将开口压块由观察孔套在拉杆上，夹紧工件。开始工进，加工后按下按钮，拉杆上移，取出压块，移动工件，开始下道工序。

２０

　　　　参考文献
１． 机床夹具设计手册
２． 机械制造工艺设计简明手册.
３． 机械制造工艺设计手册.
４． 机械制造工艺学.
５． 机床夹具设计.
６． 机床夹具结构图册.
７． 机床夹具零部件图标.
８． 机床夹具图册.
９． 液压传动.
１０． 液压缸.