机械制造工艺学夹具设计报告讲解.docx

机械制造工艺学夹具设计报告讲解.docx

《机械制造工艺学夹具设计报告讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺学夹具设计报告讲解.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机械制造工艺学夹具设计报告讲解

机械制造工艺学

──课程设计

设计对象：

两级直齿圆锥齿轮减速器箱座结合面的夹具设计

班级：

学号：

姓名：

指导老师：

一、产品概述

减速器能使高速、低转矩的原动机输出低速、大转矩，从而满足工作机械的要求。

减速器是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加其强度加有很多加强筋，由机座、机盖和内部轴系、齿轮传动机构组成，为了便于安装和拆卸，机座、机盖一般做成剖分式，通过铸造而成，机座、机盖由螺栓联结，圆锥销定位，箱体毛坯材料的选择与减速器的应用场合及生产数量有关。

铸造箱体通常采用灰铸铁（HT200）铸造。

铸造箱体的刚性较好，外型美观，易于切削加工，能吸振和消除噪声，价格便宜，但重量较重，适合于成批生产。

有多个较高精度的平面、轴承孔、螺栓孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形。

箱体一般还兼做润滑油的油箱，具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。

有精度较高的多个平面、轴承孔，螺纹孔等需要加工，箱体零件把有关零件联结成一个整体，使其保持正确的相对位置，彼此能协调地工作。

因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量、加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也为将会影响减速器的寿命和性能进而影响机器的使用性能和寿命。

因此，减速器箱体具有较高的技术要求，在加工过程中的关键是保证的孔的精度及位置精度，处理好孔与平面的相互关系。

二、图纸技术要求分析

零件名称

设计说明

机

盖

①机盖铸成后，应清理并进行时效处理；

②机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2㎜；

③应检查与机座接合面的密封性，用0.05㎜塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的1／3，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点；

④与机座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫；

⑤机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12；

⑥铸造尺寸精度为IT18；

⑦未注明的倒角为C2，粗糙度为Ra12.5；

⑧未注明的铸造倒角半径为R＝3～5㎜。

机

座

①机盖铸成后，应清理并进行时效处理；

②机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2㎜；

③应检查与机座接合面的密封性，用0.05㎜塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的1／3，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点；

④与机座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫；

⑤机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12；

⑥铸造尺寸精度为IT18；

⑦未注明的倒角为C2，粗糙度为Ra12.5；

⑧未注明的铸造倒角半径为R＝3～5㎜。

2.1箱体的结构工艺性

箱体的结构较为复杂，加工的表面多，对其精度等级要求也各不同，综合各加工因素，结构工艺性应该注意以下几点：

①本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最

好，阶梯孔相对较差。

②箱体的内端面加工比较困难，结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需

穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给

装置。

③为了减少加工中的换刀次数，箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，本

箱体连接孔的直径均为17mm。

2.2图纸形为公差要求

①输入轴、输出轴两轴承孔的垂直度误差为0.12mm，为9级要求。

②输入轴轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为0.10mm，为8级要求。

③机盖、基座结合面的平面度误差为0.025mm，为6级要求。

④输出轴轴承孔（分上下两半）轴线处于结合面内其允许的位置度误差为

0.60mm。

⑤两轴承孔为，公差代号均为H7。

⑥输出轴轴承孔端面与轴线的垂直度误差为0.10mm，为8级要求。

⑦输入轴轴承孔同轴度误差为0.03mm，为7级要求。

⑧输出轴轴承孔圆柱度误差为0.012mm，为7级要求。

⑨输出轴轴承孔轴线与输入轴轴承孔轴线垂直度误差为0.12mm，为9级要求。

若以圆柱圆锥齿轮传动，其对两锥齿轮轴线垂直度的误差不敏感，故原图9级精度要求满足；作为会产生较大轴向力的锥齿轮传动，其轴向力直接作用于轴承上并通过轴承端盖承受，故轴承孔两端面应提高到8级精度要求；结合面的密封性将影响减速器的润滑状况即是否会发生渗漏，6级精度要求满足要求；对于锥齿轮的形状、位置将影响到传动，因其上下半圆分别在两个零件上，故应作要求，此图所选合理；两孔尺寸精度IT7既满足了使用性能要求，在加工上较易实现，是正确的选择。

2.3图纸中出现错误

2.3.1机盖

画法错误：

①对于正视图中的剖出部分并未画出剖面线。

②启盖螺钉的螺纹通孔画法错误。

③剖面线中不能出现实线。

④油塞中对直径的标注方式不对。

尺寸错误：

①机盖的总长度标注尺寸不对，应该标出总长590mm，标注左端面距离中心孔的距离为350mm。

②缺乏总高度的标注。

③差一个基准的标注，为输出轴轴承孔轴线，标注为F。

④输出轴轴承孔端面与输出轴轴承孔轴线的垂直度误差标注错误，应为0.10mm。

2.3.2基座

画法错误：

无

尺寸错误：

①机盖的总长度标注尺寸不对，该标出总长590mm，标注左端面距离中心孔的距离为350mm。

②基座宽度350mm重复标注。

③对于基座底部的斜度未标注。

④排油孔中心线标注不对，21mm的标注基准应该为基座底部。

⑤对于钣金的宽度与锥度标注未给出。

⑥输入轴的轴承端盖螺钉的尺寸未标注。

⑦输出轴轴承端盖半径95mm重复标注。

三、生产纲领

机器产品在计划期内应当生产的产品产量和计划进度计划为该产品的生产纲领，机器产品中某零件除了该产品在计划期内的产量以外，尚需包括一定的备品率和平均废品率，其计算公式如下：

------

（1）

年产量Q＝2500（件/年），该零件在每台产品中的数量n=1（件/台），废品率＝3％，备品率＝5％。

由公式

（1）得：

N＝2500×1×（1＋3％＋5％）=2700

查表（《机制工艺生产实习及课程设计》中表6－1）确定的生产类型为大量生产。

四、材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图

4.1材料的选择

由于减速器箱体的外形与内部形状相对比较复杂，而且它只是用来起连接作用和支撑作用的，抗拉强度小于200MPa，还考虑到大批量生产的成本问题，综上所述，我们可以选用灰口铸铁（HT200），因为铸铁中的碳大部分或全部以自由状态片状石墨存在。

断口呈灰色。

它具有良好铸造性能、切削加工性好，耐磨性，加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件，又由于含有石墨，石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。

此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高，这对于制备箱体零件具有重要意义。

如果没有HT200这种材料时可以选用45号钢，经正火或退火处理就可以达到要求的强度和韧性。

4.2毛坯的制造方法

金属型铸造：

是以金属型模腔上覆以涂层作为型腔，有时辅以砂芯作内腔的铸造方法。

铸造冷却速度快，铸件内部组织致密，机械性能较好，单位生产面积产量高，但零件尺寸大小，几何形状复杂程度有一定限制，仅适于成批与大量生产，一般不宜与单件或小批量生产。

根据零件图可知，减速箱上除主要的轴承孔是铸造的外，其它的孔都是机械加工出来的。

因为查表得：

在大量生产的时候通孔的最小直径是30㎜。

这些不铸造的孔留待机械加工时钻出。

由于减速器箱体为大批量生产，必须采用自动线生产，因此分型面造在轴承孔的连线上，分成上下两半，采用两箱造型铸造。

采用中注式浇注系统，在直浇道下面设有横浇道。

浇注的时候重要的加工面应该向下，因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔等。

为了补缩，上面设几个冒口。

为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。

对于机座将底座和游标尺做成活块，便于制造。

具体如下图所示：

图4.1机盖铸造工艺图

图4.2机座铸造工艺图

4.3毛坯图的绘制

4.3.1机盖

毛坯的外廓尺寸：

考虑其加工外廓尺寸为1190×520×370mm，查《金属机械加工工艺人员手册》取机盖结合面的加工余量为5mm。

吊环面未浇筑顶面取6.5mm，长端面加工余量6.5mm，两端孔端面余量5.5×2mm故

毛坯长：

1190+6.5=1196.5mm

宽：

520+5.5×2=531mm

高：

370+5=375mm

4.3.2机座

毛坯的外廓尺寸：

考虑其加工外廓尺寸为400×350×230mm，取机座结合面的加工余量为5mm，凸台面加工余量为3mm，其余加工面的加工余量为4mm。

故

毛坯长：

1190+6.5=1196.5mm

宽：

520+2×5.5=531mm

高：

400+2×5=410mm

毛坯图如下所示：

图4.3机盖毛坯铸造图图

4.4机座毛培铸造图

五、定位基准的选择及其分析

5.1基准的选定

定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。

5.1.1精基准的选择

根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两定位销孔为精基准，机盖则以结合面作为精基准。

在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位基准的选择夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。

5.1.2粗基准的选择

加工的第一个平面是箱盖和箱座的结合面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在箱盖和箱座两个不同部分上很不规则，因而在加工箱盖和箱座的接和面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用箱体上的接合面作为粗基准。

这样粗基准和精基准“互为基准”的原则下统一，可以保证结合面的平行度，减少箱体装合时对合面的变形。

5.2各加工面基准表

工件

工序内容

定位基面

箱盖

1.粗精铣箱盖结合面

箱盖凸台面

2.粗、精铣窥视孔端面

箱盖结合面

3.钻起吊螺钉孔、油孔、结合面螺

栓孔、台阶面螺栓孔，攻丝起吊

箱盖结合面

螺钉孔、油孔

4.钻窥视孔面螺钉孔，攻丝

箱盖结合面

5.清洗，去毛刺

箱座

1.粗铣箱座底面

箱座结合面

2.粗、精铣机座结合面

箱座底面

3.精铣箱座底面

箱座结合面

4.粗铣排油口台阶面

箱座结合面

5.钻地脚螺栓孔、结合面螺栓孔、

箱座结合面

台阶面螺栓孔

6.钻油标尺孔

箱座结合面

7.钻排油螺栓孔，并攻丝

箱座结合面

合箱后

1.合箱，上螺栓

2.钻，铰定位销孔，打入定位销

箱座底面

3.粗、精铣输入轴承孔端面

箱座底面

4.粗、精铣中间轴承孔端面

箱座底面

5.粗、精铣输出轴承孔端面

箱座底面

6.粗、精镗输入轴承孔

箱座底面

7.粗、精镗中间轴承孔

箱座底面

8粗、精镗输出轴承孔

箱座底面

9.钻轴承盖螺钉孔，攻丝

箱座底面

10.清洗，去毛刺，打标记，送检验

六、加工工作量及工艺手段组合

6.1加工总量统计

减速器箱体主要加工面有五个，机盖结合面、机座结合面、机座底面、输入轴承孔端面、输出轴承孔端面。

此外，除了要镗轴承孔外，还要加工的有上机座螺栓孔，机盖吊环孔、窥视孔台阶面、机座底面螺栓孔、游标孔、排油孔、油槽、上机座定位销孔。

6.2确定相关工序及其公差

①主动锥齿轮轴轴承孔

加工程序：

粗镗——半精镗——精镗

工序余量：

粗镗4mm,半精镗2.7mm,精镗0.3mm。

工序公差：

计算工序尺寸：

精镗Ra0.8～0.2