蜗轮减速机箱体加工工艺毕业设计说明书.docx
《蜗轮减速机箱体加工工艺毕业设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蜗轮减速机箱体加工工艺毕业设计说明书.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
蜗轮减速机箱体加工工艺毕业设计说明书
目
录
摘要………………………………………………………………………………31前言……………………………………………………………………………4
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
机械加工工艺规程制订…………………………………………………4机械加工工艺规程的种类………………………………………………5制订机械加工工艺规程的原始资料……………………………………5机床夹具的设计…………………………………………………………5夹具设计技术分析………………………………………………………5
2箱体零件的分析…………………………………………………………………5
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
箱体零件的结构特点……………………………………………………6箱体零件的作用…………………………………………………………6箱体零件的工艺分析……………………………………………………6箱体零件的生产类型……………………………………………………7毛坯的确定………………………………………………………………7
3拟定箱体加工的工艺路线………………………………………………………8
3.1
机械加工工艺设计………………………………………………………8
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.1.6
基面的选择…………………………………………………………8粗基准的选择………………………………………………………8精基准的选择………………………………………………………8表面加工方法的选择………………………………………………9
加工阶段的划分……………………………………………………10
加工顺序安排………………………………………………………10
3.2
制定机械加工工艺路线…………………………………………………10
4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………………………………12
4.1
4.2
4.3
箱体上体…………………………………………………………………12箱体下体…………………………………………………………………13箱体………………………………………………………………………13
5确定切削用量及基本工时……………………………………………………14
5.1
5.2
5.3
箱体上体…………………………………………………………………14箱体下体…………………………………………………………………17箱体………………………………………………………………………21
6专用夹具的设计…………………………………………………………………27
1
6.1
机床夹具概述……………………………………………………………27
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.5
6.1.6
6.1.7
6.1.8
夹具的概念…………………………………………………………27机床夹具的功能……………………………………………………27机床夹具应满足的要求……………………………………………28机床夹具的类型……………………………………………………29
机床夹具的基本组成………………………………………………29工件的定位方法……………………………………………………29六点定位原理………………………………………………………30完全定位与不完全定位……………………………………………30
6.2
专用夹具设计的一般步骤………………………………………………31
6.2.1
6.2.2
夹具设计的一般步骤………………………………………………31专用夹具设计中的几个重要问题…………………………………32
6.3
加工箱体的夹具…………………………………………………………34
6.3.1
6.3.2
钻床夹具……………………………………………………………34铣床夹具……………………………………………………………35
总结与体会………………………………………………………………………37
致谢词……………………………………………………………………………37
参考文献…………………………………………………………………………38
2
摘
要
本文是有关蜗轮减速器箱体工艺步骤的说明方法的具体阐述。
工艺工装设计是在学习机械制造技术后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，并制定出箱体合理可行的机械加工工艺过程卡片以及箱体机械加工的工序卡和夹具总体设计方案，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。
据资料所示，蜗轮减速器箱体是减速器中的主要零件，其主要作用是支撑传动轴,齿轮和轴套等零件组装在一起使他们保证正确的相互为位置关系从而保证齿轮的正常啮合，从而实现工作台的自动进给。
在设计蜗轮减速器箱体机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。
【关键词】箱体
工艺规程
工序
夹具
加工设备
3
【Keywords】Boxbody,processplanning,fixture,processingequipment
Abstract
4
1前言
机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。
生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。
在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。
因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法以及设计可靠的机床夹具，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。
根据零件的具体要求，拟定零件的工艺路线，选择合理的加工方法和加工设备，并设计零件的加工工序以及其每道工序的夹具，设计出能满足零件加工要求的夹具，完成夹具的装配。
1.1机械加工工艺规程制订
1、生产过程
生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。
它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。
2、机械加工工艺过程
机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。
机械加工工艺过程的基本单元是工序。
工序又由安装、工位、工步及走刀组成。
规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。
机械加工工艺规程的主要作用如下：
（1）机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。
根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。
（2）机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。
有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。
（3）机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。
根据它和生产纲领，才
5
能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。
1.2机械加工工艺规程的种类
机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。
对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。
机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。
机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。
1.3制订机械加工工艺规程的原始资料
制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：
1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。
2.毛坯图及毛坯制造方法。
工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。
3.车间的生产条件。
即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。
4.各种技术资料。
包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。
1.4机床夹具的设计
全套图纸及更多设计请联系QQ：
360702501
夹具在机械加工中具有重要的作用，它能保证加工精度，提高产品质量，减轻工人的劳动强度，保证安全，提高劳动生产率，能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配。
可采用多工位加工，能使加工工序集中，从而减轻工人的劳动强度和提高生产率。
1.5夹具设计技术分析
一般来说，夹具的精度都应比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。
精度高出的部分称为夹具的精度储备或精度裕度。
精度裕度用来补偿加工中的各项误差及定位、导向元件的磨损。
当然精度裕度越大，加工工件的质量越稳定，夹具的易损件的使用寿命也越长。
但从另一方面看，精度裕度越大，必须要求夹具的制造精度越高，从而会急剧增加夹具的制造成本，工件的加工成本也随之增加；反之，夹具制造的精度越小，将会使夹具在夹具中易损件〔主要是定位、导向元件〕需频繁地更换，维修周期短，增加维修费用，从而增加了工件的加工成本。
所以夹具精度的设计准则是：
应使夹具的设计精度与工件的加工精度要求相适应，不可盲目地提高夹具的精度要求。
6
2箱体零件的分析
2.1箱体零件的结构特点
箱体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。
常见的箱体零件有：
各种形式的机床主轴箱、减速器和变速箱等。
各种箱体类零件由于功用不同，形状结构差别较大，但结构上也存在着相同的特点，如尺寸较大、形状复杂、精度较高、有许多紧固螺钉定位箱孔等。
2.2箱体零件的作用
箱体的作用是支撑蜗轮轴以及蜗杆与轴承等传动件，以保证传动系统中蜗轮蜗杆正常啮合和各类零件有序、合理定位，并起到安全保护、密封与润滑作用。
此外，还有散热作用，蜗轮、蜗杆工作时，如果润滑不良，其啮合接触面将剧烈摩擦、生热，从而损坏蜗轮蜗杆，所以必须有足够的润滑油保证润滑，还要在箱体外侧做出若干散热片，也起到加强筋的作用。
2.3箱体零件的工艺分析
全套图纸及更多设计请联系QQ：
360702501
分离的蜗轮减速器箱体的主要加工部位有：
轴承支承孔、结合面、端面、底座（装配基面）、上平面、下平面、螺栓孔、螺纹孔等。
对这些加工部位的技术要求有：
1、减速器箱体、箱体上体的上平面与结合面及箱体下体的底面与结合面必须平行，其误差不超过0.06mm。
2、减速器箱体结合面的表面粗糙度Ra值不超过两结合面，间隙不超过0.03mm，取0.02mm。
3、φ62H7、φ40H7内孔都具有较高的尺寸精度（IT7）和位置精度（垂直度0.05）要求，表面粗糙度Ra3.2um，是加工的关键表面。
4、φ40H7孔的内端面距离尺寸为（60～60.2），尺寸精度要求不高，但均要求与φ40H7轴线垂直，表面粗糙度Ra3.2um，也是加工的关键表面。
5、两孔轴线为90°的立体相交，而且中心上下距离为120±0.18，是加工的关键点和难点，90°的立体相交的精度只能由设备（镗床）的精度予以保证。
6、轴承支承孔的轴线必须在结合面上，其误差不超过±0.2mm。
7、减速器箱体的底面是安装基准，保证精度为0.02mm。
8、减速器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。
9、箱体零件的形状结构较为复杂，但尺寸不是很大，材料我灰铸铁，毛坯类
型为铸件，经退火处理后，其切削性能较好，但涉及的设备较多，工序转换较多，加工周期相对较长。
7
2.4箱体零件的生产类型
1、计算箱体零件的生产纲领
从机械加工任务中可知：
（1）产品的生产纲领Q=100台/年；
（2）每台产品中箱体的数量n=1件/台；
（3）箱体零件的备品百分率a=2%；
（4）箱体零件的废品百分率b=1%；
箱体零件的生产纲领计算如下：
N=Q*n（1+a）（1+b）=100x1x（1+2%）（1+1%）=103（件/年）
2、确定箱体零件的生产类型
根据箱体零件的生产纲领为103件/年，查附表2ㄍ机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点>>可知，箱体的生产类型属于小批单件生产。
全套图纸及更多设计请联系QQ：
360702501
2.5毛坯的确定
毛坯是零件生产过程的一部分。
根据零件的技术要求、结构特点、材料和生产纲领等方面的情况，合理的确定毛坯的种类、毛坯的制造方法、毛坯的形状和尺寸等，不仅影响的毛皮的经济性，而且影响到机械加工的经济性。
所以在确定毛坯到时候，既要考虑热加工方面的因素，也要兼顾冷加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中，降低零件的制造成本。
1、确定毛坯类型
由于箱体的上体和下体的制造材料是灰铸铁HT150，其毛坯种类是铸件。
2、确定毛坯的制造方法
依据小批单件生产的工艺特征，箱体的毛坯常采用低效、低精度、余量较大的制造方法，所以箱体毛坯宜采用木模砂型铸造法。
确定毛坯时主要考虑以下几方面因素：
（1）零件的材料与力学性能。
大致确定毛坯种类。
例如，铸铁零件用铸
造毛坯；
形状简单的钢制零件，力学性能要求低，用棒料，力学性能要求高，
用锻件；形状复杂，力学性能要求低，用铸钢件。
（2）零件的结构形状与外形尺寸。
各种毛坯的制造方法都对零件的结构
和形状有一定的适用性。
例如，阶梯轴轴零件各直径差别不大时可用棒料，差别大时可用铸件；外形尺寸大的零件一般用自由铸件或砂型铸件，中小型零件可用
8
模锻件或压力铸件，形状复杂的钢质零件不宜用自由锻件；一些形状特殊的小零件，由于机械加工困难，常采用压铸或精密铸造等方法，尽量减少切削加工。
（3）生产纲领的大小。
生产纲领的大小在很大程度上决定了采用某种毛
坯的经济。
在大批量生产中，应采用精度和生产率都较高的先进的毛坯制造方法，如铸件应采用金属模机器造型，锻件应采用模锻；并应当充分考虑采用新工艺、新技术和新材料的可能性，如金铸、精锻、冷挤压、冷轧、粉末冶金和工程塑料等。
单件小批生产则一般采用木模手工造型或自由锻等比较简单方便的毛坯制造方法。
（4）工厂生产毛坯的实际条件。
在选择毛坯时应考虑工厂生产毛坯的实际条件。
（5）利用新工艺、新技术和新材料的可能性。
例如，采用精密锻造、压铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等，可大大减少机械加工
工过的表面自身作为定位基准，这就是自为基准的原则。
（5）便于装夹原则。
所选择得精度，尤其是主要定位面，应有足够大的面
积和精度，以保证定位基准、可靠。
同时还应使夹紧机构简单、操作方便。
箱体精基准选择要求：
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，故选下平面作为精基准。
箱体的轴承孔加工仍以下平面为主要定位基准。
若箱体尺寸较小而批量很大时，可与底面上的两定位孔组成典型的一面两孔定位方式。
这样既符合“基准统一”原则，又符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与结合面重合度及与装配基面的尺寸精度和平行线。
3.1.4表面加工方法的选择
选择零件各表面的加工方法，不仅对零件的加工质量有着重大的影响，还对零件的生产率和制造成本有着极大的影响。
在设计工艺路线时，各表面由于精度和表面质量的要求，一般不可能只用一种方法一次加工就能达到要求。
对于主要表面，往往需要经过几次加工，由粗到精逐步达到要求。
1、表面的形状和尺寸
2、表面的精度与粗糙度
9
3、工件的材料与热处理
粗镗孔至Φ62mm，切削深度ap
=0.1mm,走刀长度分别为l
1
=230mm
确定进给量f：
根据《工艺手册》，表2.4—60,确定fz=0.27mm/Z切削速度：
参考有关手册，确定V=300m/min
ns
dw
10003003.14100
868（r/min）
根据表3.1—41,取n
w
=800r/min,
故加工蜗杆轴承孔：
机动工时为：
t
ll1l2nwf
230348000.27
1.1min66s
辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×66=10s
其他时间计算：
tb+tx=6%×（66+10）=4.6s
故工序11的总时间：
t
dj1
=tm+t
f
+t
b
+t
x
=80.6s
全套图纸及更多设计请联系QQ：
360702501
6专用夹具的设计
6.1机床夹具概述
6.1.1夹具的概念
床上用以装夹（定位+夹紧）和引导刀具的一种装置。
其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
6.1.2机床夹具的功能
1．保证加工精度
工件通过机床夹具进行安装，包含了二层含义：
一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置，称为定位；二是通过夹紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为夹紧。
这样，就可以准确确定工件与机床、刀具之间的相对位置，保证工件加工表面的位置精度，且精度稳定。
2．提高生产率
使用夹具来安装工件，可以免去工件逐个画线、找正对刀等辅助时间，且工件装夹方便。
如采用多件、多工位夹具，以及气动、液压动力夹紧装置，可
10
以进一步减少辅助时间，提高生产率。
3．扩大机床的使用范围
有些机床上配备专用夹具实质上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。
如在车床床鞍上或在摇臂钻床工作台上安放镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系加工，使车床、钻床具有镗床的功能。
4．保证生产安全
可降低对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度，保证生产安全。
6.1.3机床夹具应满足的要求
1．保证加工精度
这是必须做到的最基本要求，其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。
2．夹具的总体方案应与年生产纲领相适应
在大批量生产时，尽量采用快速与高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。
在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。
3．安全、方便、减轻劳动强度
机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加装保护装置。
要符合工人的操作位置和
用气动、液动等动力装置。
⑤
夹具体。
用于将各种元件、装置连接在一起，并通过它将整个夹具安装
在机床上。
⑥其他元件及装置。
根据加工需要来设置的元件或装置。
上述是机床夹具的基本组成。
对于一个具体的夹具，可能略少或略多一些。
但定位、夹紧和夹具体三部分一般是不可缺少的。
6.1.6工件的定位方法
在加工之前，使工件在机床或夹具上占据某一正确位置的过程称为定位；工件定位后用一定的装置将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧；工件定位、夹紧的过程合称为装夹。
工件的定位方法有以下三种。
1．直线找正定位法
在机床上利用划针或百分表等测量工具（仪器）直接找正工件位置的方法称为直线找正定位法。
该方法生产率低，精度主要取决于工人的操作技术水平和测量工具的精度，一般用于单件小批生产。
2．划线找正定位法
先根据工序简图在工件上划出中心线、对称线和加工表面的加工位置线等，
11
然后再在机床上按划好的线找正工件位置的方法称为划线找正定位法。
该方法生产率低、精度低，一般用于批量不大的工件。
当所选用的毛坯为形状较复杂、尺寸偏差较大的铸件或锻件时，在加工阶段的初期，为了合理分配加工余量，经常采用划线找正定位法。
3．利用夹具定位法
中批量以上生产中广泛采用专用夹具定位。
通过专用夹具对工件的定位，可以使同一批工件都能在夹具中占据一致的位置，以保证工件相对于刀具和机床的正确加工位置。
工件在夹具上的定位，是由工件的定位基准（面）与夹具上的定位元件的定位表面相接触或相平衡实现的。
6.1.7六点定位原理
任何一个物体，如果对其不加任何限制，那么，它在空间中的位置是不确定的，可以向任何方向移动或转动。
物体所具有的这种运动的可能性，即一个物体在三维空间中可能具有的运动，称为自由度。
在OXYZ坐标系中，物体可以有沿X、Y、Z轴的移动及绕X、Y、Z轴的转动，共有六个独立的运动，即有六个自由度。
所谓工件的定位，就是采取适当的约束措施，来消除工件的六个自由度，以实现工件的定位。
全套图纸及更多设计请联系QQ：
360702501
六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。
6.1.8完全定位与不完全定位
根据工件加工表面的位置要求，有时需要将工件的六个自由度全部限制，即用六个合理布置的定位支撑点来限制工件的六个自由度。
这种使工件位置完全确定的定位形式称为完全定位。
有时需要限制的自由度少于六个，但又能满足加工技术要求，这种定位形式称为不完全定位。
如在平面磨床上磨长方体工件的上表面，工件上表面只要求保证上下面的厚度尺寸和平行度，以及上表面的粗糙度，那么此工序的定位只需限制三个自由度就可以了，这是不完全定位。
在加工中，有时为了使定位元件帮助承受切削力、夹紧力，或者为了保证一批工件进给长度一致、减少机床的调整和操作等，常常会对无位置尺寸要求的自由度也加以限制，只要这种定位方案符合六点定位原理，是允许的，有时也是必要的。
6.2专用夹具设计的一般步骤
6.2.1夹具设计的一般步骤
1．研究原始资料，明确设计要求，收集设计资料
12
在接到夹具设计任务书后，首先要仔细地阅读被加工零件的零件图和装配图，清楚地了解零件的作用、结构特点、材料及技术要求。
其次要认真地研究零件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求、加工余量、定位基准及所使用的工艺装备。
收集有关资料，如机床的技术参数，夹具部件的国家标准、部颁标准、企业标准和厂定标准，典型夹具结构图册，夹具设计指导资料等。
必要时还应了解同类零件所用过的夹具及其使用情况，作为设计时的参考。
2．拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图
拟定夹具结构方案时应主要考虑以下问题：
根据零件加工工艺所给的定位基准和六点定位原理，确定工件的定位方法并选择相应的定位元件；确定刀具引导方式，并设计引导装置或对刀装置；确定工件的夹紧方法，并设计夹紧机构；确定其他元件或装置的结构形式；考虑各种元件和装置的布局，确定夹具体的总体结构。
为使设计的夹具先进、合理，常需拟定几种结构方案，进行比较，从中择优。
在构思夹具结构方案时，应绘制夹具结构草图，以帮助构思，并检查方案的合理性和可行性，同时也为进一步绘制夹具装配图做好准备。
3．绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求
夹具装配图应按国家标准绘制，比例尽量取1:
1，这样可使所绘制的夹具图有良
升级会员 