数控技术及机械制造毕业设计说明书
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1 内容提要 根据设计任务书的要求,本设计说明书针对X6020B卧式升降台铣床变速箱体的机械加工工艺过程及其工艺装备进行设计说明。其研究方法为：对X6020B变速箱体的零件进行分析；对机械加工工艺规程进行设计； 对精镗孔专用夹具进行设计；还有零件的分析；机械加工余量,工序尺寸及其公差的确定；切削用量,工时定额,切削力及切削功率的确定；工艺过程卡和工序卡的填写。采取的主要措施为：明确夹具的设计要求，确定夹具设计方案，主要零件的工艺分析，拟订夹具设计零件图，最终结构的设计与运算，绘制正式工作图，编制设计说明书。所达到的效果为使变速箱控制的马达速度能够达到铣床加工工件时所需要的传动要求。 2
目 录 前言………………………………………………………………………………1 1 机械制造工艺设计任务书……………………………………………………2 1.1 设计题目……………………………………………………………………2 1.2 原始资料……………………………………………………………………2 1.3 设计内容……………………………………………………………………2 1.4 X6020B卧式升降台铣床的介绍…………………………………………2 2 零件的分析…………………………………………………………………4 2.1 零件的功用…………………………………………………………………4 2.2 零件的工艺分析……………………………………………………………4 2.3 箱体的材料及毛坯种类的选择……………………………………………5 3 X6020B变速箱体的机械加工工艺规程设计………………………………6 3.1 变速箱体机械加工时的主要问题…………………………………………6 3.2 机体机械加工时定位基准的选择…………………………………………6 3.3 制订工艺路线………………………………………………………………7 4 确定机械加工余量，工序尺寸及其公差……………………………………11 4.1 平面的机械加工余量，工序尺寸及其公差………………………………11 4.2 孔的机械加工余量，工序尺寸及其公差…………………………………11 5 确定切削用量,工时定额，切削力及切削功率……………………………13 6 绘制毛坯——零件图………………………………………………………23 7 填写工艺过程卡和工序卡…………………………………………………24 7.1 机械加工工艺过程的组成………………………………………………24 7.2 工序的合理组合…………………………………………………………24 8 夹具设计……………………………………………………………………26 8.1 夹具的定义以及分类……………………………………………………26 8.2 机床夹具在机械加工中的作用…………………………………………27 8.3 机床夹具的组成…………………………………………………………28 8.4 夹具的设计………………………………………………………………29 3
总结……………………………………………………………………………37 参考文献………………………………………………………………………38 致谢……………………………………………………………………………39 附录……………………………………………………………………………40 4 前 言 毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，其目的是培养一般工程技术问题的能力，树立正确养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决本专业的设计思想的工作作风。 毕业设计是毕业实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在毕业实习期间认真调查研究。搜集资料。本次设计涉及到机床，工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识，是一次全面，系统地检查自己在大学期间对专业知识的学习的情况。在整个设计过程中做到严谨，认真完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，使自己对机制专业有了更深的认识。 由于水平有限，经验不足，第一次全面的系统的设计本次设计难免有许多不妥和错误之处，恳请指导老师和读者批评指正错误，以便及时改正。 5
1 械制造工艺设计任务书 1.1 设计题目 X6020B卧式升降台铣床变速箱体的机械加工工过程及其工艺装备的设计
1.2 原始资料 1.2.1 生产纲领：500件/年 每天一班
1.2.2 生产类型：中批量生产
1.3 设计内容 1.3.1 零件毛坯合图 1张
1.3.2 机械加工工序卡过程卡 1套
1.3.3 机械加工工序卡 1套
1.3.4 夹具装配总图 1张
1.3.5 夹具零件图 13张
1.3.6 毕业设计说明书 1份
1.4 X6020B卧式升降台铣床的介绍 铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形；1884年前后又出现了龙门铣床；二十世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-决速”或“决速-进给”的自动转换。 1950年以后，铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的
自动化程度。尤其是70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。 铣床种类很多，一般是按布局形式和适用范围加以区分，主要的有升降台铣床、龙门 6
铣床、单柱铣床和单臂铣床、仪表铣床、工具铣床等。 升降台铣床有万能式，卧式和立式几种，主要用于加工中小型零件，应用最广；龙门铣床包括龙门铣镗床，龙门铣刨床和双柱铣床，均用于加工大型零件；单柱铣床的水平铣头可沿立柱导轨移动，工作台作纵向进给；单臂铣床的立铣头可沿悬臂导轨水平移动，悬臂也可沿立柱导轨调整高度。单柱铣床和单臂铣床均用于加工大型零件。 仪表铣床是一种小型的升降台铣床，用于加工仪器仪表和其他小型零件；工具铣床主要用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。其他铣床还有键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等，它们都是为加工相应的工件而制造的专用铣床。 另外，按控制方式，铣床又可分为仿形铣床，程序控制铣床和数控铣床等。 1.4.1 X6020B卧式升降台铣床的性能和用途
工作台面宽度为200 mm、250 mm的卧式万能升降台铣床适用于安装圆片铣刀或圆柱铣刀对各种金属进行的铣削加工，可以铣平面和沟槽等。可以逆铣也可以顺铣。机床精度稳定，操纵灵活。工作台纵向，横向及垂向均有机动进给及快速调整移动。配备多种附件。重量轻，更换容易，做到一机多能，用途广泛，适用于机械、轻工、仪表、电机、电器、模具等行业的铣削加工。万能升降台铣床由于工作台可以回转±45°（只限于X61系列），配以使用分度头时可以铣削麻花钻沟槽和斜齿圆柱齿轮等各种螺旋表面及特殊表面。根据要求，还可以在各种卧式（万能）升降台铣床上安装数显装置。
图2.1 X6020B卧式升降台铣床图 7
2 零件的分析 2.1 零件的功用 X6020B卧式升降台铣床的变速箱体是重要的一个基础零件，它将部件中的轴，套，
齿轮等有关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相对位置，以传递转矩形或改变转速来完成规定的运动，同时它能保证X6020B变速箱体部件与整机正确安装位置。 2.2 零件的工艺分析 由原始零件图样可知，其材料为HT15-33 该零件上的主要加工面为W、H、N面（分别定为①②③面）另有为了定位夹紧和装配所需加工的平面有三个，分别定为④⑤⑥面。 2.2.1 孔和平面的表面粗糙度要求：
①②面为Ra1. 6um ③④面为Ra 3.2um ⑤⑥面为Ra 6.3um Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ 组支承孔的内表面为Ra 1.6um 配钻孔的内表面为Ra 3.2um ，其余为Ra 6.3um
2.2.2 平面的几何形状精度
1面与2面的平行度误差为 0.10 mm 1面与3面的平行度误差为 0.04 mm 4面与2面的垂直度允许误差为 0.05 mm
2.2.3 轴孔端面对轴线的垂直度允许误差 轴孔端面对轴线的垂直度允许误差为 0.04 mm 2.2.4 支承孔的轴线间的平行度允许误差 支承孔的轴线间的平行度允许误差为 300:0.06 2.2.5 支承孔的孔中心距偏差 支承孔的孔中心距偏差规定为 ±0.055 mm 2.2.6 支承孔的同轴度均允许差 8
支承孔的同轴度均允许差为 0.02 mm 2.2.7 支承孔的孔径尺寸精度
除Ⅱ组孔的右孔62J8为IT8级外,其余孔均为IT7级 2.3 箱体的材料及毛坯种类的选择 由于箱体的结构复杂,且其吸振性和耐磨性均要求较高，选择有一定的强度和良好的减振性，铸造性能好的HT15-33铸铁为毛坯的材料]1[。 又由于生产量为中批生产,因此为了提高生产率减少机械加工余量,应采用金属模机械造型]1[ ， 又由于箱体零件的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组支承孔均需铸出， 故还应安放型芯，此外为消除残余应力,铸造后还应安排时效处理。
