蜗轮减速器箱体设计说明书.docx
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蜗轮减速器箱体设计说明书
目录
一、设计任务书…………………………………………………………2
1、设计任务书内容…………………………………………………2
2、零件图……………………………………………………………3
二、机械加工工艺规程…………………………………………………5
1机械加工工艺规程制订……………………………………………5
2机械加工工艺规程的种类…………………………………………5
3制订机械加工工艺规程的原始资料………………………………5
三、零件的分析…………………………………………………………6
1零件的结构特点……………………………………………………6
2零件的工艺分析……………………………………………………6
3选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图…………………………7
四、选择加工方法，制定工艺路线………………………………………9
1机械加工工艺设计…………………………………………………9
2制订机械加工工艺路线……………………………………………10
3确定工艺过程方案…………………………………………………10
五、选择加工设备及刀具、量具………………………………………11
1选择加工设备与工艺设备…………………………………………11
2主要加工表面………………………………………………………12
六、切削用量的确定……………………………………………………13
结论、心得体会………………………………………………………13
参考文献………………………………………………………………14
设计内容与设计要求
一．设计内容
1、设计机械加工工艺规程；
2、对指定工序进行工序设计；
3、设计指定工序的专用夹具。
二．设计要求
1、编制零件的机械加工工艺规程，填写工艺过程卡；
2、按教师要求设计指定工序，填写工序卡；
3、设计专用夹具装配图；
4、设计专用夹具夹具体的零件工作图；
5、撰写设计计算说明书。
生产类型：
中批
说明书内容
1.课程设计封面；
2.任务书（插入零件图）；
3.说明书目录；
4.设计计算过程；
5.参考文献；
6.总结与体会；
7.附录。
进度安排
第一周：
熟悉零件结构及加工要求；设计零件机加工工艺规程，填写工艺过程卡片；设计指定工序，填写工序卡片。
第二周：
设计指定工序的专用夹具，画出夹具装配图。
第二周：
设计专用夹具夹具体的零件工作图；整理设计说明书。
参考文献
1、李洪主编《机械加工工艺手册》
2、王绍俊主编《机械制造工艺设计手册》
3、倪小丹主编《机械制造技术基础》
4、王益民主编《机械制造工艺课程设计指导书》
5、王永康主编《机械制造技术课程设计指导书》
6、杨黎明主编《机床夹具设计手册》
一、设计任务书
1、设计任务书内容
2、零件图
二、机械加工工艺规程
1生产过程与机械加工工艺过程
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。
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。
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。
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。
三、零件的分析
1零件的结构特点
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。
2零件的工艺分析
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、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、机盖的上平面与结合面及机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）、轴承支承孔的轴线必须在结合面上，其误差不超过±0.2mm。
4）、轴承支承孔的尺寸公差一般为HT，表面粗糙度Ra小于0.6um，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～±0.05mm。
5）、减速器箱体的底面是安装基准，保证精度为0.02mm。
6）、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。
3选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
箱体材料是HT200，材料抗拉强度为200N/mm^2,抗弯强度为400N/mm^2，硬度为HB170-241.箱体结构复杂，箱壁薄，故选用铸造方法制造毛怌；因生产类型为大量生产，可采用沙箱机器造型，内腔安放型芯。
铸件需要人工实效处理。
各加工表面的毛坯余量
基本尺寸
（mm）
加工余量等级
（MA）
加工余量
备注
底面
308
G
4
铸造位置是顶面双测加工
顶面
308
H
4
铸造位置是底面双测加工
前面
195
G
4
双侧加工
左端面
140
G
2.5
单侧加工
右端面
140
G
2.5
单侧加工
主轴孔
185
H
4
双侧加工
其余孔
H
2.5
双侧加工
四、选择加工方法，制定工艺路线
1机械加工工艺设计
1）、基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，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。
2）、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。
箱体粗基准选择要求：
在保证各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均匀；装入箱体内的旋转零件应与箱体内壁有足够的间隙；此外还应保证定位、夹紧可靠。
为了满足上述要求，一般选箱体的主要孔的毛坯孔作为粗基准。
减速器加工的第一个面是盖或底座的结合面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同的部分上很不规则，因而在加工盖和底座的结合面时无法用主要孔的毛坯作粗基准，而是用顶面与底座作为粗基准。
这样可以保证结合面加工后凸缘的厚度较均匀。
3）、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，故选底面为精基准。
箱体和箱后的轴承孔加工仍以底面为主要定位基准。
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。
2制定机械加工工艺路线
工序1粗铣底面
工序2钻4-φ18的孔，铰对角两孔（作工艺用），锪φ30的沉孔
工序3粗镗φ70、φ185的孔，粗镗两端面
工序4半精镗φ70、φ185的孔，倒角
工序5精镗φ70、φ185的孔
工序6粗镗φ90，粗镗两端面
工序7半精镗φ90，倒角
工序8精镗φ90
工序9锪φ120，倒角
工序10钻6-M8底孔，攻丝
工序11钻3-M10底孔，攻丝
工序12钻M20底孔，锪平面，攻丝
工序13钻M14底孔攻丝
3确定工艺过程方案
表4.1拟定工艺过程
工序号
工序内容
简要说明
1
一箱多件沙型铸造
2
进行人工时效处理
消除内应力
3
涂漆
防止生锈
4
划线
5
粗铣底面
先加工面
6
钻4-φ18的孔，铰对角两孔（作工艺用），锪φ30的沉孔
7
粗镗φ70、φ185的孔，粗镗两端面
8
半精镗φ70、φ185的孔，倒角
9
精镗φ70、φ185的孔
10
粗镗φ90，粗镗两端面
11
半精镗φ90，倒角
12
精镗φ90
13
锪φ120，倒角
14
钻6-M8底孔，攻丝
15
钻3-M10底孔，攻丝
16
钻M20底孔，锪平面，攻丝
17
钻M14底孔攻丝
18
检验
19
入库
五、选择加工设备及刀具、夹具、量具
由于生产类型为中批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。
1选择加工设备与工艺设备
1）、选择夹具
本零件铣，镗及钻孔等工序需要专用夹具外
2）、选择刀具，根据不同的工序选择刀具
1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为
d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。
2.钻φ20mm的孔选用锥柄麻花钻。
3.钻、半精铰φ18mm的孔。
倒角45°，选用专用刀具。
4.钻螺纹孔φ10mm.攻丝M8-6H用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。
3）、选择量具
本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。
根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：
1.选择加工面的量具
用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm～125mm的外径千分尺。
2.选择加工孔量具
因为孔的加工精度介于IT7～IT9之间，可选用读数值0.01mm测量范围50mm～125mm的内径千分尺即可。
2主要表面加工
1）、箱体的底面加工
箱体底面的粗加工选择铣削加工。
在成批生产中，常采用铣削加工。
当批量较大时，常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同时加工几个表面，既保证了平面间的位置精度，又提高了生产率。
2）、主轴孔的加工
由于主轴孔的精度比其它轴孔精度高，表面粗糙度值比其它轴孔小，故应在其它轴孔加工后再单独进行主轴孔的精加工（或光整加工）。
从工艺要求上，精镗和半精镗应在不同的设备上进行。
若设备条件不足，也应在半精镗之后，把被夹紧的工件松开，以便使夹紧压力或内应力造成的工件变形在精镗工序中得以纠正。
3）、孔系加工
车床箱体的孔系是有位置精度要求的各轴承孔的总和，其中有平行孔系和同轴孔系两类。
平行孔系主要技术要求是各平行孔中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺寸精度和平行精度根据生产类型的不同，可以在普通镗床或专用镗床上加工。
同轴孔系的主要技术要求是各孔的同轴度精度。
成批生产时，箱体的同轴孔系的同轴度大部分是用镗模保证，单件小批生产中在普通镗床上用以下两种方法加工：
从箱体一端进行加工、从箱体两端进行镗孔。
六、切削用量的确定
精镗φ70mm和φ185mm的孔切削用量的确定
本工序精镗φ70mm和φ185mm的孔。
镗刀选用标准高速钢，r0=0,a0=8°,kr=5°镗孔扩削用量：
1.确定进给量f
根据参考文献三表.按该表注释取较小进给量，取f=0.15。
2.确定切削速度v和转速n
根据参考文献1表2.4-180查取v=1.2m/s=72m/min。
r/min
精镗：
d0=70mm,f=0.15mm/r,n=327.6r/min,v=72m/min
结论
根据蜗轮减速器箱体工艺规程及夹具设计要求，在本设计中制定的工艺规程是比较合理的，它保证了零件的加工质量，可靠地达到了图纸所提出的技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件。
因此，可知此次工艺工装课程设计是成功的。
心得体会
几个星期以来的课程设计实践，让我们不断探索研究机械加工及设计的具体理论与方法，再结合老师耐心指导，使我们逐渐了解运用一系列的可操作的机械设计的方法。
我们从生活中区体会机械设计的无处不在，同时在该过程中发现机械设计中的种种不足之处，我们根据所学知识与实际生活相结合。
在开始的设计中，虽然有很好的想法，但是要把它实践与书面理论相结合还是有困难的，于是我们咨询老师请求帮助，在老师的建议指导下我们一步步从简单开始，在我们慢慢探索中，我们辛苦并愉快的实现我们的设计。
为得出大概实物图，我们运用了CAXA设计软件，从中我们也复习了以前的功课，让我们受益匪浅。
这次设计让我们自己动脑动手，从理论到实践，一步步通过与老师，与同学相互沟通，相互帮助，综合大家的智慧得到最好的方案。
我们学到的远比书本上的多得多，相信这些经历会在以后的生活中给我们更多的帮助。
再次感谢老师在这三周的课程设计里给我们的精心指导与帮助。
参考文献
1、李洪主编《机械加工工艺手册》
2、王绍俊主编《机械制造工艺设计手册》
3、倪小丹主编《机械制造技术基础》
4、王益民主编《机械制造工艺课程设计指导书》
5、王永康主编《机械制造技术课程设计指导书》
6、杨黎明主编《机床夹具设计手册》
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