二级减速器箱体盖工艺规程及夹具设计.docx
《二级减速器箱体盖工艺规程及夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《二级减速器箱体盖工艺规程及夹具设计.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
二级减速器箱体盖工艺规程及夹具设计
目录
摘要………………………………………………………………………..….I
绪论………………………………………………………….….……………1
前言………………………………………………………….….……………3
第1章………………………………………………………….….…………5
1.1零件的作用………………………………………………………………5
1.2零件的工艺性……………………………………………………………5
1.3工艺规程的设计…………………………………………………………6
1.3.1确定毛坯的制造形式…………………………………………………6
1.3.2基准的选择……………………………………………………………7
1.4制定工艺路线……………………………………………………………7
1.5择加工设备及刀具、夹具、量具………………………………………10
1.6加工工序设计……………………………………………………………11
1.7时间定额计算……………………………………………………………19
1.8填写工艺卡………………………………………………………………21
第2章…………………………………………..……………….….…………22
2.1.1铣分割面夹具的设计………………………………………….………...22
2.1.1确立方案………………………………………….…………………..…22
2.1.2计算夹紧力………………………………………….…………………..22
2.1.3定位精度分析……………………………………….…………………..22
2.1.4操作说明………………………………………….…………………..…22
2.2钻孔夹具的设计……………………….…………………………...……....22
2.2.1确立方案………………………………………….…………………..…23
2.2.2计算夹紧力………………………………………….…………………..23
2.2.3定位精度分析……………………………………….…………………..23
2.1.4操作说明………………………………………….…………………..…23
∶
∶
致谢………………………….……………………..………………...………...24
参考文献………………….…………………..……..……………….………...25
摘要
本文设计了二级减速器上箱体机械加工工艺规程，合理选择了工艺过程中的机床刀具和量具，设计了铣分割面工序和钻螺栓孔工序的专用机床夹具。
并计算了该夹具使用的精度保证，计算结果表明两套夹具均可，保证了零件的加工要求。
关键词机械加工工艺规程；机床夹具；定位；定位误差
Abstract
Thistextdesignsthelastbodymachineofsecondclassdecelerationmachinetoprocessthecraftrulesdistance,thereasonablechoosesthetoolmachineknifewithinthecraftprocesstohaveandmeasure,designingthe铣topartitiontofacetheworkprefaceanddrilltheappropriationtoolmachinetongsofthestudboltboreworkpreface.Alsocomputedthattongstheaccuracyoftheusageassurance,thecalculationasaresultexpressesthattwosetsoftongsallcan,guaranteethesparepartstoprocesstherequest.
Thekeywordmachineprocessesthecraftrulesdistance;Toolmachinetongs;Fixedposition;Positiontheerrormargin
绪论
减速器行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速器、行星齿轮茜素其及蜗杆减速器.也包括了各种专用传动装置.如增速装置、条素装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等。
产品服务领域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、工程机械及石化等行业。
重型及通用减速器行业的生产厂家也以多种形式并存.如外资企业、中外合资企业、国有企业、股份制企业和个体企业.规模有大到年产值数亿元以上.小到数百万元不等。
具有良好生活条件、产品质量控制体系健全的企业有100余个.2005年全行业销售额约为200亿元.这其中外资企业的销售额约占四分之一左右。
国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展.产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平.完全可承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任.部分产品还出口至欧美及东南亚地区。
目前.国内各类通用减速器的标准系列已达数百个.基本可满足各行业对通用减速器的需求。
在第一代通用硬齿面齿轮减速器及圆弧圆柱蜗杆减速器系列产品的基础上.由西安重型机械研究落开发并完成标准化的新一代圆柱及圆锥——圆柱齿轮减速器及圆弧圆柱蜗杆减速器业已投方市场。
新一代减速器的突出特点为不仅在产品性能参数上进一步进行于优化.而且在系列设计上完全遵从模块化的设计原则.产品造型更加美观.更宜于组织批量生产.更适应现代工业不断发展而对基础件产品提出的愈来愈高的配套要求。
此外.南京高精齿轮股份有限公司也推动了PR系列的模块式齿轮减速器系列产品。
但总体而言.国内同外减速器系列产品的开发及更新工作近几年进展缓慢.与国外同行在此方面的差距有拉大的趋势。
而且与市场的需求也很不适应.西安重型机械研究所及国内其他单位今年已着手开始这方面的开发级标准化工作。
在通用减速器的制造方面.国内目前生产厂家数目众多.如对各种类型的圆柱齿轮机圆锥——圆柱齿轮或者齿轮——蜗杆减速器系列产品.国内主要厂家有南京高精齿轮股份有限公司、宁波东力传动设备有限公司、江阴齿轮箱制造有限公司、江苏泰星减速器有限公司、江苏金象减速机有限公司、山西平遥减速机厂等。
对象蜗杆减速器.目前国内主要生产圆弧圆柱蜗杆减速器、锥面包络圆柱蜗杆减速器、平面二次包络环面蜗杆减速器等多种类型.主要生产厂家有江苏金象减速机有限公司、首钢机械制造公司、杭州减机厂、杭州万杰减速剂有限公司、天津万新减速机厂、上海浦江减速机有限公司等.对各种通用行星齿轮减速器、包括标准的NGW系列行星齿轮减速器.也包括各类回转行星减速器及封闭式行星齿轮检录其等.主要生产厂家有荆州巨鲸动机械有限公司、洛阳中重齿轮箱有限公司、西安重型机械研究所、石家庄科一重工有限公司、内蒙兴华机械厂等。
在各类专用传动装置的开发机制造方面.国内近几年取得的明显的进展.如重庆齿轮箱有限责任公司生产的MDH28型磨机边缘驱动传动装置.其最大功率已达7000KW.传动转矩达5000KN.m.总重46吨.生产的1700热连轧主传动齿轮箱子的最大模数为30.重量达180吨。
由杭州前进齿轮箱有限公司生产的gwc70/76型1.2万吨及装箱船用齿轮箱.传动功率已达6250KW。
由南京高精齿轮股份有限公司及重庆齿轮箱有限公司生产的里磨系列齿轮箱最大功率已达3800KW.由西安重型机械研究所、洛阳重重齿轮箱有限公司、荆州巨鲸传动机械有限公司等开
发制造的重载行星齿轮箱系列产品在矿山、冶金、建材、煤炭及水电等行业也都得到了广泛应用.其中西安重型机械研究所开发的水泥行业辊压机悬挂系列行星齿轮箱的输入功率已达1250KW.用于铝造轧机的行星齿轮箱有司责任公司、杭州前进出论箱有限公司、西安重型机械研究所开发的风力发电增速箱系列产品也逐步取代进口产品.广泛应用于国内风电行业。
在大型齿圈的制造方面.国内目前最大直径为9.936米.净重达80吨的齿圈已由中信重机制造完成.并用于武钢集团年产500万吨氧化球生产线.至此用于大型烧结机、磨机、回转窑的大型驱动装置以及用于转炉及烧结设备的大型柔性传动装置国内均可圈套供货.而无需再行进口。
在其他类型新产品的开发方面.行业企业也取得了不少成果.如西安重型机械研究所开发的工程车辆变速箱和风机及泵用差动节能调速装置、洛阳中重齿轮箱有限公司的大型矿井提升机行星齿轮箱、江苏金象减速机公司的磨机驱动齿轮箱、北京太富力传动有限公司的大型三环传动齿轮箱及传动装置等.也都受到了市场的欢迎并得以广泛应用。
在行业企业的产能扩展及技术改造方面.近几年呈现出跨越式的发展.这一方面得益于近几年市场强劲需求的拉动.另一方面也是受企业扩大生产规模、提升加工制造水平、进而提升企业竞争力的主观愿望的驱动.国内主要产品厂家近二年购进的关键加工设备.如大型磨齿机、镗铣床、技工中心及热处理设备等.累计超过200余台（套）.预计行业产能扩大一倍以上.技改工作的开展固然有提审行业企业规模和生产集中度及竞争力的客观效果.但由于仍存在行业企业数量多、规格小及水平参差不齐等实际问题.因之随着市场需求的回落和国外同行厂商大规模进入国内市场.行业竞争必将进一步加剧.这也必将促进行业企业间的购并、整合甚至转型。
在产品的销售机市场竞争方面.国外厂商近几年在中国的扩展势头愈来愈强.SEW公司继续在全国部署生产及销售基地.扩大市场份额。
FLEDER公司、邦飞公司、布雷维尼公司及FORK、住友等公司也都加大了在中国建立生产基地及销售中心的步伐.积极向各个行业渗透.国外厂商先进的管理、经营理念.丰富的市场实战及拓展经验和各具特色的产品系列将会对国内厂商产生强调的挑战和冲击.国内生产企业感受到的将会是愈来愈激烈的国内外同业者的竞争。
而在国内传动件产品的出扩方面.目前仍以多中、小功率中、小规格产品批量出口或随主机出口为主要形式.这一方面的社长份额仍比较小.努力提高产品的质量和可扩性.积极开拓国际市场.应是国内企业寻求市场机发展的一个重要出路。
纵观国内减速器行业的现状.为保持行业的健康可持续发展在充分肯定行业不断发展、进步的同时.更应看到存在的问题.并积极研究对策.采取措施.力争在较短时间内能有所进展。
目前.同外减速器行业存在的比较突出的问题是.行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低.企业管理方式较为粗放.相当比例的产品仍为中低档次、缺乏有国际影响力的产品品牌、行业整体散、乱情况依然较为严重。
基于此.推进行业优势企业间的购并、整合.尽快形成有着一定的市场影响力的品牌、有较大规模的和实力、有较强产品研发和技术支持能力的这样若干个集团型企业.如此放能在与国外同行的竞争中保持一定的优势并不断得以发展。
前言
减速器在原动机与工作机之间起配速和传递转矩作用，在现代机械中应用极为广泛。
当今世界减速器技术有了很大的发展，总的发展趋势是向六高、两低、两化方向发展。
六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传递效率；两低即低噪声、低成本；两化即标准化、多样化。
减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类。
两者的设计、制造和使用特点各不相同。
20世纪70~80年代，世界上减速器技术有了很大发展，且与新技术革命密切结合，通用减速器的发展趋势如下：
（1）高水平、高性能圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿、承载能力提高4倍以上、体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。
（2）积木式组合设计基本参数采用优先数、尺寸规格整齐、零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。
（3）型式多样化变型设计多摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式连接、多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。
促使减速器水平提高的主要因素有：
（4）理论知识的日趋完善，接近实际（如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法赤根圆滑过渡、新结构等）。
（5）采用好的材料。
普遍采用各种优质合金钢、锻件材料和热处理质量控制水平的提高。
（6）结构设计更合理。
（7）加工精度提高到ISO5~6级。
（8）轴承质量和寿命提高。
（9）润滑油质量的提高。
自20世纪60年代以来，我国先后制定了JB1130-70《圆柱齿轮减速器》等一批通用减速器的标准，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。
目前全国生产减速器的企业数万家，年产通用减速器25万台左右，对发展我国机械产品作出了重要贡献。
20世纪60年代的减速器大多是参照苏联20世纪40~50年代的技术水平制造，后来虽有所发展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差别。
改革开放以来，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种高速和底速重载齿轮装置的设计制造技术。
材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高。
通用圆柱的制造精度可以从JB176-60的8~9级提高到GB10095-88的6级。
高速齿轮的制造精度可稳定在4~5级。
部分减速器采用硬齿面后，体积和质量明显减小，承载能力、使用寿命和传动效率有了较大提高。
对节能和提高主机的总体水平起到很大作用。
毕业设计是在完成了三年的专业课学习，并进行了大量生产实习的基础上进行的最后的一个教学环节。
此次设计我们综合运用所学的专业课，尤其是机械制造技术及热加工工艺学的基本理论，结合生产实习中所积累的知识和经验，在指导老师的指导下，独立分析和解决零件加工工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（二级圆柱齿轮减速器箱盖）的工艺规程的能力，同时也提高了自己查阅和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件的技能，是很中要的一次实践环节。
在设计中遇到了很多技术方面的问题，在进行查阅资料和老师的帮助下，修改核对后问题都一一解决。
设计过程中除了考察我们专业课的能力之外还培养了我们分析问题、解决问题和克服困难的能力，为以后的工作奠定了良好的基础，更是对我们三年专业课学习的一个良好的总结。
由于能力所限，经验不足，设计中有很多不足之处，希望各位老师多加指教。
第1章
1.1零件的作用
箱体零件是机器及其部件的基础件.它将一些轴,套,轴承和齿轮等零件装配起来,使其保证正确的相互位置关系,按规定的传动关系协调运动.因此,箱体零件的加工质量对机器的工作精度,使用性能和寿命都有直接的影响.
题目所给的零件是双级圆柱件速器箱盖（见附图）,一般减速器箱为了制造与装配方便,常做成可分离的,它位于箱体的上方,和箱体共同构成了减速器箱,是支承和固定轴承的组合机构,保证零件正常啮合,良好的润滑和密封的基础零件.其结构和受力比较复杂,其结构设计是在保证刚度,强度要求的前提下,同时考虑密封可靠结构紧凑,有良好的加工和装配工艺性,维修和使用等方面的要求经验设计.
1.2零件的工艺性
箱体零件的技术要求是根据用途,工作条件等因素制定的,其主要技术要求是对孔和平面的精度和表面粗糙度要求.箱体轴承支承孔的尺寸精度,形状精度,位置精度与表面粗糙度对轴承的工作质量影响很大,它们直接影响机器的回转精度,传动平稳性,噪声和寿命.支承孔的尺寸精度一般为IT6～IT7,形状精度不超过其孔径尺寸公差的一半,表面粗糙度值为Ra1.6～0.4ｕm;同轴线上支承孔的同轴度为0.01～0.03mm,个支承孔之间的平行度为0.03～0.06mm,中心距公差为+0.02～0.08mm.箱体装配基面,定位基面的平面精度与表面粗糙度直接影响箱体安装时的位置精度及加工中的定位精度,影响机器的接触精度和使用性能.其平面度一般为0.02～0.1mm,表面粗糙度为Ra3.2～0.8ｕm.主要平面间的平行度,垂直度为300:
（0.02～0.1）.
减速器箱的主要加工表面是孔系和装配基准平面.如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度,孔系之间以及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度,是箱盖零件加工的主要工艺问题.
箱体零件的材料常用铸铁,这是因为铸铁容易成型,切削性能好,价格底,且吸振性和耐磨性较好.由附图一可知,其材料为HT200,该材料具有较高的强度,耐磨性,耐热性及减振性.使用于承受较大应力,要求耐磨的零件.
该零件上的主要加工面为分割面,φ47H7,φ52H7和φ72H7轴承支座孔.
分割面的平面度0.025直接影响箱盖与箱体的接触精度和密封性
2--φ47H7的尺寸精度,同轴度φ0.020与F的平行度0.030及自身的圆柱度0.007直接影响到减速器输入轴对空的同轴度,传动齿轮的啮合精度,两端轴承孔轴线的同轴度等.因此,在加工它们时最好能在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来.
2--φ52H7孔的尺寸精度,同轴度φ0.025,圆柱度0.008直接影响传动轴对孔的同轴度,减速器传动齿轮的啮合精度,两端箱体孔轴线的同轴度等.因此,在加工它们的时候,最好在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来.
2--φ72H7孔的尺寸精度,同轴度φ0.025,圆柱度0.008与F的平行度0.030及同端面的垂直度0.10.直接影响传动轴对孔的同轴度,减速器传动齿轮的啮合精度.两端箱体孔轴线的同轴度等.因此,在加工它们时,最好考虑能在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来.
考虑到2--φ42H7,2--φ52H7,2--φ72H7之间的工序尺寸联系及要保证减速器内各齿轮之间的啮合精度.所以三种孔系应最好能在一次装夹下将其同时加工出来.
综上述,该零件的工艺性如下:
1,φ47H7与φ52H7位置度公差值为0.030;
2,φ72H7与φ52H7位置度公差值为0.030;
3,分割面（箱盖箱体的结合面）的平面度公差为0.025;
4,φ47H7,φ52H7,φ72H7与端面的垂直度公差为0.10;
5,铸件人工时效处理;
6,零件材料HT200;
7,零件做煤油漏油试验.
1.3工艺规程的设计
减速器箱盖是结构相对比较复杂的一种箱体,它的箱壁厚薄不均,要求加工表面较多的精度要求.因此,如何保证箱盖的加工精度,是箱盖加工的重要问题.
箱盖的加工表面虽然很多,但主要是一些孔和平面,通常平面的加工精度较易保证,而精度要求较高的支承孔以及孔与孔之间,孔与平面之间的相互位置精度则较难保证,往往成为生产中的关键.所以在制定箱盖加工工艺过程时,应将如何保证孔的精度作为重点来考虑.
在制定箱盖加工工艺过程时,还应要特别箱盖批量和工厂的具体条件.
箱体的结构形状比较复杂,加工表面多,要求高,机械加工劳动量大,因此,箱体的结构工艺性对实现优质,高产,底成本具有重要的意义.
1.3.1确定毛坯的制造形式
根据零件材料确定毛坯为铸件,由参考文献<1>表1-4表1-3可知,其生产为中批量生产,毛坯的铸造方法选用砂型机器造型,又由于箱盖零件的内腔及,φ47H7,φ52H7,φ72H7孔均需铸出,此外,为消除残余应力,铸造应安排人工时效处理（加热到500～550度,加热速度50～120度/小时,保温4～6小时,冷却速度小于等于30度,出炉温度小于等于200度）.
参考文献<2>表2.3-6,该种铸件的尺寸公差等级CT为8～10级,加工余量等级MA为G级.
铸件采用整模造型,浇口位置应置于分割面的两端.
参考文献<3>用查表法确定各表面的总余量如表所示.
表一各加工表面的总余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量数值
左端面轮廓尺寸
184
G
8.5
右端面轮廓尺寸
184
G
8.5
顶斜面
3
H
5.0
分割面
12
G
5
φ47H7孔
47
H
5.5
φ52H7孔
52
H
5.5
φ72H7孔
72
H
5.5
参考文献<3>表3.1-21可得铸件主要尺寸公差
表二主要毛坯尺寸及公差
主要面尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
公差CT
P面轮廓尺寸
380
——
380
4.4
两端面轮廓尺寸
184
8.5+8.5
201
4.0
低面
12
5
17
2.4
φ47H7孔
47
11
36
2.8
φ52H7孔
52
11
41
2.8
φ72H7孔
72
11
61
3.2
1.3.2基准的选择
（1）粗基准的选择
由于箱体的结构比较复杂，加工表面多，粗基准选择的恰当与否，对加工面和不加工面间的相互位置关系及个加工面的加工余量分配了很大的影响，必须全面考虑。
选择粗基准时，应注意以下几点要求：
1）保证重要的加工表面有足够的加工余量；
2）装入箱体内的齿轮和其他回转零件与箱体内壁有足够的间隙，不致发生干扰。
3）注意保持箱体必要的外形尺寸。
此外，还应保证定位，加紧可靠。
为满足上面的要求，且考虑到加工工艺过程中因φ47H7，φ52H7，φ72H7轴承支承孔的加工精度要求，应和箱体配合在整个减速器箱上加工出来。
所以在箱盖上精加工面只剩下了分割面。
考虑到粗基准的两条基本原则：
保证相互位置要求原则和余量均匀原则。
且分割表面的加工余量比较均匀，而且还便于工件装夹，夹具结构也比较简单，操作方便，所以应选用分割面作为粗基准加工顶斜面，再以顶斜面做粗基准，粗加工分割面。
最后以分割面为基准钻孔。
（2）精基准的选择
在精基准的选择上，主要考虑基准重合和基准统一等问题，本次选择以顶斜面及一侧面定位，精加工分割面，符合基准重合和基准统一的原则。
1.4制订工艺路线
箱盖零件的主要加工表面是孔系和装配基准平面。
如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度孔系之间及孔系与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。
箱盖零件的典型加工路线为：
平面加工—孔系加工—次要面（紧固孔）加工。
根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：
两端面：
粗铣—精铣；φ47H7孔：
粗镗—精镗；φ52H7孔：
粗镗—精镗；φ72H7孔：
粗镗—精镗。
7级～9级精度未铸出的孔：
钻—扩—铰—锪；螺纹孔：
钻孔—攻螺纹；顶斜面：
铣；底面：
铣—磨。
φ47H7，φ52H7，φ72H7有较高的平行度要求且自身有较高的同轴度要求。
两端面精度和加工方法相同，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹的情况下将两面或孔同时加工出来，以保证其位置精度。
根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将顶斜面，底面，φ47H7φ52H7φ72H7的粗加工放在前面，精加工放在后面，每个阶段中有首先加工面后加工孔。
-φ11锪平φ18，两端面2-M8-7H深15均布，φ14，8-φ14锪平φ24，2-φ18锥销孔及4-M8-2H等次要表面放在最后加工。
表三初步拟订加工工艺路线如下
工序号
工序内容
10
铸造
20
清砂
30
时效处理
40
涂漆
50
刨顶斜面
60
铣分割面
70
铣两端面
80
粗镗φ47，φ52，φ72。
倒角1.5×45º
90
磨分割面
100
精镗φ47，φ52，φ72
110
钻φ11孔
120
钻8×φ14孔
130
钻2×φ14孔
140
钻φ7孔
150
钻φ18孔
160
钻M10螺纹底孔
170
孔4×φ11锪平φ18
180
孔8×φ14锪平φ24
190
铰2×φ18锥销孔
200
攻螺纹4
升级会员 