减速器下壳体接合面铣削专用夹具设计及工艺设计【内容摘要】立式铣床是平面铣削加工的常用设备，本文主要针对立式铣床中的减速器下壳体接合面铣削工序而设计专用夹具。

从零件的作用分析、工艺分析、工艺流程设计、机械加工余量的选择到工艺计算、夹具结构的初步构思，再到最后的夹具装配图的绘制而最终确定夹具的具体结构及尺寸，显示了一个完整的设计过程。

夹具设计的重点是如何在确保加工质量的前提下使得夹具结构尽量简单，操作省力高效，制造成本低廉。

根据零件结构特性，本夹具采用组合定位方式，将工件的六个自由度完全限制，以确保平面的加工精度。

【关键词】立式铣床减速器工艺分析工序流程夹具设计目录1.设计目的、内容及要求 (4)2.零件的分析 (5)2.1零件作用分析 (5)2.2零件的工艺分析 (5)3.工艺规程设计 (5)3.1基面的选择 (6)3.2制定机械加工工艺路线 (6)3.3工艺方案比较与分析 (7)4.毛坯材料及尺寸、加工余量及工序尺寸的确定 (9)4.1毛坯材料及尺寸 (10)4.2加工余量 (10)4.3工序尺寸 (10)5.确定切削用量及基本工时 (12)6.夹具设计 (13)7.选择加工设备 (15)8.刀具选择 (15)9.量具选择 (16)10.实习心得 (16)11.参考文献 (18)1.1设计目的机械制造工艺学课程设计是在学完机械制造工艺学、进行生产实习之后的下一个教学环节。

它一方面要求我们通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。

我们通过机械制造工艺课程设计，应在下述各方面得到锻炼：1）能熟练运用机械制造工艺学课程中基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

2）提高结构设计能力。

我们通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

3）学会使用手册及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。

1.2设计内容1）机械加工工艺方案的拟定和分析。

2）工艺规程的拟定。

3）工序设计。

4）夹具方案设计。

5）夹具装配图的设计。

6）设计说明书的撰写。

7）工艺参观实习报告的撰写。

1.3设计任务1）产品零件图 1张2）机械加工工序卡 1张3）机械加工工艺过程卡 1张4）工艺装备（夹具）总装图 1张5）课程设计说明书 1份2.零件的分析2.1零件作用分析题目所给定的零件是减速器箱体，它位于整个减速器的外部。

它是机器和部件的基础零件，由它将机器和部件中许多零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，彼此能协调地运动。

箱体上的装轴承的支承孔，起固定轴承位置和支撑轴承的作用；上壳体和下壳体的接合面上的螺孔，在合箱时起起着确定位置的作用，保证加工轴承的支承孔的位置精度。

2.2零件的工艺分析由零件图可知，该零件的主要加工部位有轴承支承孔、接合面、端面、底座（装配基面）、螺纹孔、螺栓孔等。

对这些加工部位的技术要求有：1）减速器箱体、上壳体接合面及机体的底面与接合面必须平行，其误差不超过0.06/1000mmk；2）减速箱体接合面的表面粗糙度Ra值不超过两接合面间隙不超过0.03mm，取0.02mm；3）轴承支承孔的轴线必须在接合面上，其误差不超过±0.02mm；4）轴承支承孔的尺寸公差一般为HT，表面粗糙度Ra小于1.6μm，圆柱度误差不超过孔径公差的一半，孔距精度允许公差为±0.03mm到±0.05mm；5）减速箱箱体的底面是安装基准，保证精度为0.2mm；6）减速箱箱体各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差为0.15mm。

分析机座、机盖零件图可知：1）主要孔装轴承支承孔通常在镗床上镗削；2）主要平面底座的底面和接合面，箱盖的接合面和顶部为孔面，支承孔的端面等，通常在铣床上进行，支承孔端面可以在镗孔同一次安装中加工出来；3）其他加工其他主要连接孔、螺孔、销钉以及一些特别的凸台面等，通常在钻床上进行。

3.工艺规程设计PDF19到21页3.1基面的选择基面分为粗基准面和精基准面，其选择是工艺规程设计中的重要设计内容之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。

否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

3.1.1粗基面的选择对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，摆动架以外圆作为粗基准。

3.1.2精基面的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。

选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。

采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。

为使基准统一，先选择的φ32mm孔和φ16mm的孔作为精基准。

3.2制定机械加工工艺路线方案一:1）减速器上壳体加工工艺工序Ⅰ钳工划线工序Ⅱ粗、半精铣上壳体结合面工序Ⅲ粗铣窥视孔平面工序Ⅳ钻、锪上壳体结合面螺栓孔工序Ⅴ钻、攻窥视孔平面螺纹孔工序Ⅵ精铣上壳体结合面工序Ⅶ检验上箱各部分尺寸精度2）减速器下壳体加工工艺工序Ⅰ粗铣、半精铣下壳体底面工序Ⅱ粗铣、半精铣下壳体结合面工序Ⅲ钻、锪下壳体底面螺栓孔工序Ⅳ精铰底面两工艺孔工序Ⅴ钻下壳体结合面螺栓孔工序Ⅵ铣油标孔端面工序Ⅶ铣放油孔端面工序Ⅷ钻、攻游标螺纹孔工序Ⅸ钻、攻放油孔螺纹孔工序Ⅹ铣油沟槽工序Ⅺ精铣接合面工序 XII 检验下壳体各部分尺寸精度3）减速器合箱加工工艺工序Ⅰ合箱工序Ⅱ钻、铰定位销孔、装定位销工序Ⅲ精修底面两工艺孔工序Ⅳ粗、半精镗轴孔，刮端面及倒角工序Ⅴ钻、攻轴承端面螺纹孔工序Ⅵ精镗轴孔工序Ⅶ拆箱，清理毛刺、飞边工序Ⅷ终检、入库方案二:1）减速器上壳体加工工艺工序Ⅰ钳工划线工序Ⅱ粗、半精铣铣上壳体结合面工序Ⅲ粗铣铣窥视孔平面工序Ⅳ钻、锪上壳体结合面螺栓孔工序Ⅴ钻、攻窥视孔平面螺纹孔工序Ⅵ精铣上壳体结合面工序Ⅶ检验上箱各部分尺寸精度2）减速器下壳体加工工艺工序Ⅰ粗铣、半精铣下壳体底面工序Ⅱ粗铣、半精铣下壳体结合面工序Ⅲ钻、锪下壳体底面螺栓孔工序Ⅳ精铰底面两工艺孔工序Ⅴ钻下壳体结合面螺栓孔工序Ⅵ铣油标孔端面工序Ⅶ铣放油孔端面工序Ⅷ钻、攻游标螺纹孔工序Ⅸ钻、攻放油孔螺纹孔工序Ⅹ精铣接合面工序Ⅺ铣油沟槽工序 XII 检验下壳体各部分尺寸精度3）减速器合箱加工工艺工序Ⅰ合箱工序Ⅱ钻、铰定位销孔、装定位销工序Ⅲ精修底面两工艺孔工序Ⅳ粗、半精镗轴孔，刮端面及倒角工序Ⅴ钻、攻轴承端面螺纹孔工序Ⅵ精镗轴孔工序Ⅶ拆箱，清理毛刺、飞边工序Ⅷ终检、入库3.3工艺方案比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：总体上两个方案都是按先加工上、下壳体再合箱的原则进行加工的。

方案一是铣油沟槽，然后再精铣接合面；而方案二则与此相反，先精铣接合面,然后铣油沟槽，这时的油沟槽容易保证不被破坏，而且这样有利于去除槽加工后留下的毛刺，因此，选择方案二是比较合理的。

确定工艺过程方案，如表3.1表3.1 拟定工艺过程1）减速器上壳体加工工艺2）减速器下壳体加工工艺3）减速器合箱加工工艺4.毛坯材料及尺寸、加工余量及工序尺寸的确定4.1毛坯材料及尺寸减速器零件材料为灰铸铁HT200，生产类型为中小批量，用铸造方式生产毛坯。

毛坯尺寸：PDF5到6页4.2加工余量PDF21页到22页根据《机械加工工艺设计员手册》表5-29，平面尺寸小于等于50mm的灰铸铁毛坯，其平面第一次粗加工余量为1.5mm。

由《机械加工工艺设计员手册》表5-31查得：零件长宽均小于200mm厚度在30至50mm时，粗铣后半精铣的加工余量为1mm。

对于零件中要求不高的平面，在粗加工后便能满足要求。

4.3工序尺寸打印稿六（1）箱体平面的加工毛坯为实心，孔的加工要求精度介于IT7～IT8之间，表面粗糙度为Ra3.2，查《机械加工工艺设计员手册》表5-21确定工序尺寸及加工余量。

第一次钻孔：φ15.0mm第二次钻孔：φ30.0mm 2Z=15.0mm车刀镗孔：φ31.7mm 2Z=1.7mm扩孔：φ31.75mm 2Z=0.05mm粗铰：φ31.93mm 2Z=0.18mm精铰： 32H7（2）主轴孔的加工毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。

查《机械加工工艺设计员手册》表5-21确定工序尺寸及加工余量。

钻孔：φ15.0mm扩孔：φ15.85mm 2Z=0.85mm粗铰：φ15.95mm 2Z=0.1mm精铰：16H7（3）孔系加工毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。

查《机械加工工艺设计员手册》表5-21确定工序尺寸及加工余量。

钻孔：φ9.8mm粗铰：φ9.96mm 2Z=0.16mm精铰：10H7(4) φ6mm孔毛坯为实心，不冲孔，孔的作用为通油孔，表面精度要求不高，故可一次钻出。

（5）螺纹底孔φ6.8mm毛坯为实心，不冲孔，孔内精度IT6。

查《机械加工工艺设计员手册》表5-21确定工序尺寸及加工余量。

钻孔：φ6.7mm精铰：φ6.8mm 2Z=0.1mm由《机械加工实用技术手册》查得：该铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级。

根据相关文献取CT=10，MA为G级。

查《机械加工实用技术手册》确定各加工表面的总余量和铸件主要尺寸公差。

表4.1 各加工表面的加工总余量表4.2 铸件主要尺寸的公差5.确定切削用量及基本工时下壳体：工序Ⅱ和Ⅺ5.1选择钻头及机床本工序为钻螺纹底孔φ6.8mm，刀具选用高速刚麻花钻。

其直径为d=6.7mm。

由《切削用量简明手册》表2.1及表2.2查得刀具几何形状为：双锥修磨横刃，β=23°，2φ=118°，2φ1=70°,α=16°,ψ=55°。

选用Z525立式钻床，使用切削液。

5.2选择切削用量1）确定进给量f由于孔径和深度均不大，宜采用手动。

=6.7mm时，根据《切削用量简明手册》表2.7，当铸铁硬度≤200HBS,d=1,则f=0.36～f=0.36～0.44mm。

由于l/d=9.5/6.8=1.39,故应乘孔深系数Klf0.44mm/r。

根据《机械加工实用技术手册》表10-33可知，高速钢钻头加工中等硬度灰=6.7mm时，f=0.2mm/r。

铸铁，d综上两点，进给量采用f=0.2mm/r，考虑攻螺纹，应乘以系数0.5则mm/r2）决定钻头磨钝标准及寿命=6.7mm时，钻头后刀面最大磨由《切削用量简明手册》表2.12查得，当d损量为0.8mm，刀具寿命为20min。