组合夹具毕业设计说明

1引言

本次的毕业设计课题是箱座的加工工艺及夹具设计，其主要有二个任务：（1）设计优化箱座的工艺路线，在能保证产品质量的前提下，获得较好的经济效益、较高的生产效率，而且能达到便于操作和维护；（2）以SolidWorks软件为开发平台，根据软件提供的多种标准件和合件等组成的夹具库，从而实现快速响应设计和大规模定制设计。箱座的结构较为复杂，加工的表面多，所以一般在箱座零件图上都对它们的

形状精度

位置精度、尺寸精度、、及其表面粗糙度提出较高的要求，所以在制定箱座加工工艺时如何保证形状精度

位置精度、尺寸精度、、及其表面粗糙度就成为了考虑的重点。

夹具有很多地分类方法，在这不多介绍，此次研究的对象是组合夹具。组合夹具是机床夹具中系列化、标准化、通用化，“三化”程度最高的一种夹具。随着数控机床的广泛应用，组合夹具由于其结构灵活多变、柔性好、元件能够实现长期重复的使用及其设计和组装的周期短等特点，使其在企业中得到广泛的运用。因此组合夹具的设计效率和设计质量会对产品的质量和上市时间产生的影响就越来越大。在长期的实际的生产中，企业已经在组合夹具的设计过程中积累了丰富而宝贵的设计经验，当前迫切需要就是有一种高效可行的方法能够重复利用这些已有的设计经验来提高组合夹具的设计质量和效率。

2 箱座的分析

2.1箱座的功用

课题选取的是生产实际中的一个部件——级圆柱齿轮减速器的箱座。减速器箱体是减速器外壳部分，它里面存放齿轮、轴等核心零件，它的二对支承孔用来支承二根轴，因此是齿轮和轴的正常运行的重要支撑。而箱座的加工的质量将

会对机器的精度、性能

接影响。

及使用寿命都会产生直

图1：—级圆柱齿轮减速器的箱座

2.2箱座的工艺分析

该箱座需要加工的是箱座下底面、支承孔、结合面、箱座的四周平面。在箱盖和箱座合箱后，能够保证边缘应平齐，相互错位时每边不大于2mm 。未注的铸造箱座的圆角为R3—R5，未注的倒角为C2，其表面粗糙度为Ra12.5μm 。

2.2．1主要支承孔的精度

该箱座的主要支承孔的尺寸及公差为左支承孔φ100H7（

035.00+），表面粗糙度为Ra1.6μm ，右左支承孔φ80H7（030

.00+），表面粗糙度为Ra1.6μm ，

二个支承孔的形状精度（圆度和圆柱度）不超过孔径的公差一半箱座的左支承孔同轴度为φ0.025mm ，右支承孔同轴度为φ0.01mm 。平行孔之间既规定孔距公差为±mm 032.0，孔心线之间的平行线之间平行度公差为mm 03.0，从而保证齿轮副地齿啮合质量。6个地脚螺栓孔的表面粗糙度为Ra12.5μm ，箱盖和箱座连接螺栓孔的表面粗糙度为Ra12.5μm 。

2.2．2主要平面的精度

箱座的底面平面度为0.35mm ，表面粗糙度为Ra6.3μm ，箱座四壁平面的表面粗糙度为Ra6.3μm ，二个支承孔端面的表面粗糙度为Ra3.2μm ，

箱盖和箱座结合面的平面度为025.0mm ，6.1a R 表面粗糙度为

μm 。个平面间的平行度为0.03mm ，垂直度为0.1mm 。

图2：—级圆柱齿轮减速器的箱座

2.3确定箱座的生产类型

按照企业生产要求，箱座的年产量为台4000/年，当%8备品率，机械

加工%1废品率

时，箱座的年生产纲领为： =++=%)%1(b a Qn N 4000台/年×1件/台×（1+8%+1%）=4360件/年 N ：零件的生产纲领（件/年）

Q ：产品的年产量（台/年）

n ：在每台产品中该零件数量（件/台）

a%：备品率，一般取2%—4%

b%：废品率，一般取0.3%—0.7%

由此可见，箱座的年产量是4360件，箱座可以看成是一个独立的部分，属于轻型机械，因此根据《机械加工工艺手册》中生产类型的规，可以确定箱体的生产类型是中批生产。

2.4箱座的材料与毛坯

由于箱座的形状复杂，且根据生产类型，一般采用铸造成型，不易变形，也减少了加工的复杂性，同时能提高精度。根据材料所受载荷大小，通常可用灰铸铁HT150，因其不但具有良好的铸造性、耐磨性及可切削加工性等，而且其吸震性也好、成本价格又低。

铸件毛坯的制造方法有很多，根据中批生产类型、结构、形状及尺寸确定使用金属模铸造。

3 工艺路线地拟定

工艺路线的拟定包括以下6个部分： 定位基准的选择，②各加工表面加工方法的确定，③划分加工阶段，④确定工序集中程度，⑤安排工序顺序⑥制定工艺路线。

3.1定位基准地选择

定位基准地选择是工艺规程制定中的重要环节，也是工艺路线正确与否的重要前提条件。正确而合理的选择定位基准，对确保加工质量、缩短工艺路线、提高生产率及保证加工技术要求起着至关重要的影响。

3.1.1选择精基准

精基准选择一般需要遵守以下原则：

（1）基准统一原则

（2）基准重合原则

（3）互为基准原则

（4）自为基准原则

本课题的—级圆柱齿轮减速器的箱座采用箱座底面和二个工艺孔作为定位精基准，它们是箱座的主要孔的设计基准，和其它平面及支承又有一定的位置关系，选择它们作为精基准，对于保证箱座的各加工表面的相互位置精度和简化各加工工序夹具设计是有益的，而且定位的面积大、稳定性、强精度高。

3.1.2粗基准地选择

在粗基准地选择时一般主要考虑的有两个问题：

（1）保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；

（2）合理分配各加工面的加工余量。

在这里。用箱座的结合面作为粗基准。

3.2选择表面加工方法

箱座的加工表面加工方法主要地两部分是平面加工方法和孔系加工方法。加工方法的选择要根据每个表面的精度要求。

3.2.1平面的加工方法

箱座平面的加工方法通常有车、铣、刨、磨、抛光等，车削、刨削和铣削常作为平面的粗加工和半精加工，磨削、抛光作为平面精加工。（1）车削平面：适合于回转零件的端面加工，通常在车削外圆面的通一次装夹中加工出端面，以此保证端面与外轴线的垂直度。

（2）刨削平面：通用性高。主要运动是直线往复运动，因此加工的平面度较好。

（3）铣削平面：生产效率比刨削还要高。

（4）磨削平面：磨削地精度是很高滴，能达到地表面粗糙度围是Ra1.6μm-Ra0.8μm，。

3.2.2孔系的加工方法

箱座上一系列有相互位置要求的孔称为孔系，孔系可分为平行孔系、同轴孔系、交叉孔系。保证孔的加工精度是箱座加工的关键。孔加工主要有钻、扩、镗、铰、磨、拉等。

（1）平行孔系的加工：对于平行孔系除要保证各孔的尺寸精度和表面粗糙度外，还需要保证各孔轴线间、轴线与基面间的平行度，而且要保证各孔轴线间、轴线与基面间的距离精度。

（2）同轴孔系的加工：同轴孔系的加工主要考虑如何控制同轴度。

对于箱座中平面的表面粗糙度为Ra12.5μm时，相当于IT11级，可

以考虑粗车、粗铣。粗刨。箱座底面和箱座四壁的表面粗糙度为Ra6.3μm ，相当于IT10级，可以考虑半精铣、半精车、半精刨。箱座的支承孔端面表面粗糙度为Ra3.2μm ，相当于IT8级，可以通过粗车-半精车-精车的加工方法达到。箱座和箱盖的结合面的表面粗糙度为Ra1.6μm ，相当于IT7级，可以通过粗铣-半精铣-精铣的加工方法达到，也可以通过粗刨-半精刨-精刨的加工方法达到。

对于箱座中左支承孔φ100H7（035

.00+），表面粗糙度为Ra1.6μm ，达到

了IT7级，可以通过钻-扩-粗铰-精铰的加工方法获得，也可以通过钻-扩-拉的加工方法获得，或则通过粗镗-半精镗-精镗的加工方法获得。对于右左支承孔φ80H7（030

.00+），表面粗糙度为Ra1.6μm ，通用可以通过其

上的几种加工方法获得。对于螺栓孔表面粗糙度为Ra12.5μm ，相当于达到IT11级，直接钻孔得到。

3.3划分加工阶段

加工过程常常被划分为几个阶段：

（1）粗加工阶段

（2）半精加工阶段

（3）精加工阶段

（4）光整加工阶段

需要指出地是：实际生产中，划分要根据具体情况而定。

3.4确定工序集中程度

需要指出的是工序集中和工序分散都是各有特点地，决定按哪种原则，则必须要综合分析具体情况。

3.5安排工序顺序

在拟定箱座的机械加工工艺规程时，不仅要考虑机械加工工序，还应该考虑热处理工序和辅助工序。

箱座加工中一般要遵守地原则有：

（1）先面后孔