减速器箱体的加工工艺及夹具毕业设计论文.docx
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减速器箱体的加工工艺及夹具毕业设计论文
摘要
零件的工艺编制，在机械加工中占有非常重要的地位，零件工艺编制得合不合理，这直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具大的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题。
因此这两者在机械加工行业中是至关重要的环节。
这次毕业设计，我设计的课题是一级减速器箱体加工工艺及夹具设计。
该箱体零件结构较复杂，体积较大。
为了提高生产效率和降低劳动强度，我设计了一款钻床夹具。
本次设计说明书分为三个部分:
第一部分分为机械加工工艺规程的慨述，其中有工艺的组成，工艺规程的内容和作用，机械制造工艺规程的类型及格式，工艺规程的原理和步骤的介绍。
同时对定位基准的选择，工艺路线中表面加工方法的选择、加工方法的划分、加工顺序的安排起到详细的介绍。
第二部分分为机床夹具的设计，讲解机床夹具的慨述，机床夹具的组成分类。
工件定位的原理，定位方法和定位元件对定位误差的计算，对夹紧装置的组成和夹紧力的三要素作了分析。
在这次工艺中表面在铣床上加工；直径为40mm以上的在镗床上加工；其余的孔因分部面多我专门设计了一款夹具便于在钻床上加工（有图）。
第三部分主要介绍对零件加工的全过程，我这次设计主要选的是铸件对毛坯的确定；加工中的时效性处理；工艺路线的编制和工序卡片的编写（有卡片工艺、工序全过程）在加工完后的检验。
在加工中夹具的设计和计算，对机械简明手册的翻阅对国标对准。
在加工完后绘制出了完美的零件图（A0号）。
在经济时效下保证了加工满足的要求。
关键词：
箱体、工艺、工序、夹具、绘制零件图图
英文摘要
ThePartoftheprocess,inmachiningplaysaveryimportantpartoftheprocess,preparetoreasonableorunreasonable,itdirectlyrelatestothequalityrequirementscouldeventuallyparts,Thedesignoffixtureisbig,itistheindispensablepartinrelationtoimprovetheefficiencyofthemachining.Sobothinmechanicalprocessingindustryiscruciallink.Thegraduationdesign,thetopicisIdesignprocessandfixtureenclosurereducerdesign.Thiscaseiscomplex,volumepartsstructure.Inordertoimproveproductionefficiencyandreducelaborintensity,Idesignadrillfixture.Thedesignmanualisdividedintothreeparts:
Thefirstpartisdividedintothemachiningprocessofthespecifiedprocedures,includingprocess,contentsandprocedure,mechanicalmanufacturingprocessplanningofthetypeandtheprocedureformats,introducedtheprincipleandprocedure.Thechoiceofthelocatingdatum,theprocessrouteintheselectionofsurfacemachiningmethod,themethodofprocessing,sequencearrangementhasbeenintroducedindetail.
Thesecondpartofthemachinetool'sfixturedesign,theinterpretationofthemachinetool'sfixtureofthemachinetool'sfixturesoup,compositionandclassification.Theprinciple,workpiecepositionandorientationofthepositioningerrorcalculationofcomponentsforclampingdevice,thecompositionandclampingforceofthreefactorsareanalyzed.Intheprocessofsurfaceinmillingmachining,Diameter40mminformoreboring,TherestoftheholefordivisionIfaceafixturedesignedtofacilitatetheprocessing（inpress）.
Thethirdpartmainlyintroducestheprocessofpartsprocessing,Ichoosethedesignismainlyfordeterminationofcastingbillet,Thetimeliness,Thepreparationprocessrouteandtheprocessofwriting（card）,wholeprocesscardtechnologyinprocessingafterinspection.Intheprocessofcalculation,andfixturedesignofmechanicalconcisemanualofgbthroughalignment.Inprocessingaftermappedtheperfectpartsgraph（A0）.Underthelimitationintheeconomicguaranteeprocessingrequest.
Keywords:
process,process,anddrawingpartsfixture,toto
第一章绪论
1.1制造工业的重要性
机械制造工业是国民经济中一个十分重要的产业，它为国民经济各部门科学研究、国防建设和人民生活提供各种技术装备，在社会主义建设事业中起着中流砥柱的作用。
从农业机械到工业机械，从轻工业机械到重工业机械，从航空航天设备到机车车辆、汽车、船舶等设备，从机械产品到电子电器、仪表产品等，都必须有机械及其制造。
减速器也是有些设备中所不可缺少的，我们应该了解减速器的机械制造工艺过程才能把产品制造出来。
1.2减速器的运用、类型
减速器广泛运用于机械行业中，用于调整传输速率、输出力矩，为各种终端设备提供动力。
减速器由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。
在设计减速器机械加工工艺过程时要合理选择加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩提高加工精度，来提高减速器加工精度，保证加工质量。
单级圆锥齿轮减速器及两级圆锥－圆柱齿轮减速器用于需要输入轴与输出轴成90D配置的传动中。
当传动比不大（i=1~6）时，采用单级圆锥齿轮减速器；当传动对比大时，则采用两级（i=6~35）或三级（i=35~208）的圆锥-圆柱齿轮减速器。
由于大尺寸圆锥齿轮较难缔造，因而总是把圆锥齿轮传动作为圆锥-圆柱齿轮减速器的高速级（载荷较小），以减小其尺寸，便于提高缔造精度。
同轴式两级圆柱减速器
同轴式两级圆柱减速器的径向尺寸紧凑，但径向尺寸较大。
由于中间轴较长，轴在受载时的挠曲亦较大，因而沿齿宽上的载荷集中现象亦较严峻。
同时由于两级齿轮的中央距必需一致，所以高速级齿轮的承载本领难以充分使用。
并且位于减速器中间部分的轴承润滑也对比困难。
此外，减速器的输入轴和输出轴端位于同一轴线的两端，给传动装置的总体配置带来一些局限。
但当要求输入轴端和输出轴端必需放在同一轴线上时，采用这种减速器却极为便利。
这种减速器常用于中央距总和ae=100~1000mm的情况下。
蜗杆减速器
蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，但效率较低。
个中运用最广的是单级蜗杆减速器，两级蜗杆减速器则运用较少。
单级蜗杆减速器根据蜗杆的位置可分为上下蜗杆、下蜗杆及侧蜗杆三种。
单级蜗杆减速器传动比规模i=10~70。
上述蜗杆配置方案的选取，亦视传动装置混合的便利于否而定。
选择时、应尽可能采用下蜗杆的结构。
因为此时的润滑和冷却问题均较轻易解决，同时蜗杆的轴承润滑也很便利当蜗杆的圆周速度大于4~5m/s时，为了减削搅油和飞溅时损耗的功率，可采用上蜗杆结构。
1.3工艺设计的重要性
目前中国工业设计行业的现状是教育界、学术界重视外观创意，轻视甚至忽略结构设计的情况比较严重。
为什么出现这种现象，和我们国家的国情有很大的关系。
建国以来到改革开放初期，我们国家可以说不需要工业产品外观造型设计，那时的物质生活极其缺乏，一切生产活动都本着降低成本，满足功能的前提，对产品外观造型基本没有要求。
进入九十年代以后，随着人们精神、物质生活水平的提高和国外富有设计感的产品大量涌入国内市场，使国人大开了眼界，也促使了国内教育界、学术界对工业产品外观造型设计这个行业的重视。
大批学校开设了工业设计这个专业，每年培养了大量的工业设计毕业生，举办了名目繁多的工业设计大赛，也涌现了很多的令人眼花缭乱的作品，连国际性的设计大奖也拿了不少。
一派欣欣向荣的样子。
但是，让人不理解的是为什么这么多优秀的作品真正能转化为产品的却没有多少，转化成产品又能大卖的就更没有多少。
是作品不够漂亮吗？
是消费者不能接受高品质高价格的产品吗？
笔者认为都不是，其实真正的原因是出在生产的问题上，出在作品转化为产品的环节上，是设计师轻视、忽略甚至根本没有考虑产品本身的结构规律和生产工艺性上。
这也跟中国的工业设计教育有关。
目前学校中工业设计系走两条路线，一条是艺术类学生，主要学习的还是美学；另一条是工科学生，主要学的是结构。
艺术类院校毕业的学生毕业时可能连生产图纸都不会看，更谈不上对工艺、材料和功能性结构的了解。
而真正的工业设计师不同于平面设计师，要想把产品从想法实现成成品，需要设计者有很高的综合素质，其中包括对生产工艺、生产流程、材料、模具加工等各个方面的一定程度的熟悉和了解。
两年前，笔者在成都刚开始创立意町工业设计公司的时候，有位工业设计专业实习生问我产品结构设计需要考虑哪些因素，当时我详细地向他做了解答。
我认为结构设计要考虑的因素很多：
从物理学上来讲要考虑强度、减震、散热、降噪、电磁屏蔽；从组织学上讲要考虑材料、工艺，包括加工工艺、表面处理工艺和装配工艺；从经济学上来讲要考虑成本、相关标准、相关法规，比如安全性和环保性；从消费者方面来考虑还有易学性，使用的合理性和舒适性等。
以上的任何一点没有考虑到，都有可能导致产品开发的全盘失败。
例如我曾经参与的一个为某科技公司设计的一款光学测量仪器的案例，产品功能要求主支架要有足够高的刚性，否则测量结果误差较大，对仪器的自身重量又有限制。
虽然我们的外观设计方案获得了客户认可，结构设计也满足了强度、散热和重量限制的要求，但是样机的测试结果却不是很满意。
刚开始以为是支架强度不够，采取了很多增加强度的措施还是没有改善。
分析了很久才初步确认，是仪器发出的热风引起的空气波动导致光学镜头捕捉的测量数据失真。
必须要修改热设计，改变进出风的方式，这样一来，最先受到大家一致认同的外观设计方案不得不放弃。
重新开始设计外观，而后续还将出现什么问题，尚不可预知。
再举一个结构设计导致外观设计方案大改的案例。
我们按照客户确认的外观造型做了小批量样机，测试的时候发现产品内部温升太高，开机一小时就已经升高了40度，作为一个户外长期使用，随身携带的产品，这样的结果肯定是不能接受的，也是必须要修改热设计，把温升降下来。
我们采用了多种散热的办法，做了很多次实验，最后倒是把温升降下来了，外形也改得面目全非了，大半个外壳都由塑料件改为铝合金的了。
所以说产品外观造型也不是天马行空，随意涂鸦的。
比如要考虑模具加工成本，分型线就不能乱开，要能使模具最好分模；要考虑散热、降噪、电磁屏蔽，进风口和出风口就必须在它应该在的位置，必须要保证一定的形状和面积；要考虑产品的生产成本，材料选择、生产加工工艺、表面处理工艺和包装方式也就必然受到限制；要考虑目标消费群的历史文化、宗教信仰、传统禁忌，那么形状和颜色就不能导致使用者抵触。
总的说来，产品就是产品，不是艺术品，虽然它需要批上艺术的外衣，但是更重要的却是设计工业产品绝对不能违背产品生产、销售、使用的内在规律，只有这样，才能设计出叫好又叫座的产品来。
1.4减速器箱体设计工艺的重要性
减速器箱体的的设计工艺是否完好，对减速器运行时的加工效率和配合精度影响很大。
特别是现代工艺对减速器的要求越来越高，已经运用于各种场合，很多工业设备对其运用非常重要。
所以对减速器箱体的加工非常重要，同时对工艺制品的发能起到一个推动作用。
对其加工的工艺非常重要。
第二章对零件的工艺分析
2.1工艺过程的组成
为了便于工艺规程的编制、执行和生产组织管理，需要把工艺过程分为不同层次的单元。
它们是工序、安装、工位和走刀。
其中工序是工艺过程中的基本单元。
零件的机械加工工艺过程有若干个工序组成。
在一个工序中可能包含一个或几个安装，每一个安装可能包含一个或几个工位，每个工位可能包含一个或几个工步，每一个工步可能包含一个或几个走刀。
工序一个或一组工人，在一个工作点对同一个或同时对几个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。
工位为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。
工步在加工表面（或装配时的连接面）和加工（或装配）工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工布。
走刀走刀也称为进给。
在一个公步内，若被加工表面需切除的余量较大，可分几次切削，每次切削成为一次走刀。
2.2工艺规程的内容与作用
机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要文件。
根据生产过称工艺性质的不同，有毛坯制造、零件机械加工、热处理、表面处理以及装配等不同的工艺规程。
规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程；规定产品或部件的装配工艺过程和装配方法的工艺文件是机械装配工艺规程。
它们是具体的生产条件下，确定最合理或较合理的制造过程、方法，并按规定的形式书写工艺文件，指导制造过程。
工艺规程是制造过程的纪律文件。
其中机械加工工艺规程包括工件加工工艺路线及所经过的车间和工段、各工序的内容及所采用的机床和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、工时定额及工人技术等级等内容。
机械制造工艺规程的主要作用有如下几点。
2.2.1工艺规程是指导生产的技术文件
在生产中应严格的执行既定的工艺规程。
但是工艺规程也不是固定不变的，工艺人员应不断总结工人的技术革新，及时吸取国内外先进的工艺技术，对现行工艺不断的予以改进和完善，以便更好的指导生产。
2.2.2工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据
在生产管理中，产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备的准备、机械负荷的调整、专用工艺装备的设计和制造、作业计划的编排、劳动了的组织以及生产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据。
2.2.3工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料
在新建或扩建工厂或车间时，只有依据规程和生产纲领才能正确的确定生产所需要的机床和其他设备的种类、规格和数量；确定车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、等级及数量以及辅助部门的安排等。
2.3机械制造工艺规程的类型及格式
2.3.1机械加工工艺过程卡
它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺卡片、这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经过的车间、工段，所用的机床、刀具、夹具、量具，工时定额等。
本次设计的
工序
工序内容
加工
车间
设备名称
及型号
夹具
00
铸件
库房
05
时效
库房
10
铣工
机加
铣床
一般装夹
15
去毛刺
机加
20
铣工
机加
铣床
一般装夹
25
去毛刺
机加
30
铣工
机加
铣床
一般装夹
32
去毛刺
机加
35
镗孔
机加
镗床
镗模
40
镗孔
机加
镗床
镗模
45
钳工
机加
钻床
钻模
50
钳工
机加
钻床
钻模
52
钳工
机加
钻出
钻模
55
检验
机加
2.3.2机械加工工序卡
根据工艺卡片的每一道工序制定的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。
多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。
该卡片中附件有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。
例如
从前面的说明中了解到零件的工艺设计从而得出我零件的设计工艺，在整个工艺中我先考虑零件的加工顺从而得出，首先找到基准面，我选择先铣底面把零件翻转加工底面如图
（1），再以底面为基准对上表面进行加工上表面如图
（2）
图
（1）
图
（2）
在加工上表面后再在铣床上加工左右表面图（3），同时在加工所有表面的加工工序中在铣完表面后都要进行去毛刺，使零件的表面和各边变得很光滑，用量具来达到零件要的技术要求。
图（3）
在铣完表面后，在镗床上对零件的低表面进行镗孔先镗直径位54mm深为19mm，接着进行镗直径47j7mm孔两孔总深为30mm加工时注重精度的掌握运用专用的夹具进行装夹如图（4）。
同时对箱体的左右孔进行加工先加工大孔直径为52J7mm深为33mm再加工左孔直径为40J7深度为18mm加工时注重对精度的掌握使用专用夹具进行装夹如图（5）。
在加工底座的四孔时我运用两个试图进行展示同时用钻床专用夹具进行装夹同时掌握精度和加工要求如图（6）。
图（4）
图（5）
图（6）
图（7）
图（8）
在加工图7时我设计了专用的夹具我夹具进行装夹，在钻用夹具上进行装夹加工。
在加工图8工艺时主要是把箱体进行翻转加工，这七个螺纹孔都是直径为6mm深为10mm其主要是对精度的掌握。
2.4工艺规程设计的原则与步骤
工艺规程设计的原则是在保证产品质量的前提下，应尽量提高生产率和降低生产成本。
应在充分利用本企业现在生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术和经验，并保证有良好的劳动条件。
工艺规程应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位和编号等都要符合相应的标准。
2.4.1工艺规程设计必须具备下列原始资料
（1）产品的全套装配图及零件图。
（2）产品的验收质量标准。
（3）产品的生产纲领及生产类型。
（4）零件毛坯图及毛坯生产情况。
零件毛坯图通常由毛坯车间技术人员设计。
机械加工工艺人员应研究毛坯图并了解毛坯的生产情况，如了解毛坯的余量、结构工艺性、铸件的分型面和浇冒口位置、模锻件的的出模斜度和飞边位置等，以便正确选择零件加工时的装夹部位和装夹方法，合理确定工艺过程。
（5）车间的生产条件。
应全面了解车间设备的种类、规格和精度状况，工人的技术水平，现有的刀、夹、量具规格，以及专用设备、工艺装备的设计、制造能力等。
（6）各种有关手册、标准等技术资料。
（7）国内外先进工艺及生产技术的发展应用情况。
2.4.2在掌握上述资料的基础上，机械加工工艺规程设计主要有以下几步
（1）分析零件工作图和产品装配图。
（2）工艺审查。
（3）确定毛坯的种类及其制造方法。
（4）拟定机械加工工艺路线。
（5）确定各工序所需的机床和工艺装备。
（6）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。
（7）确定切削用量。
（8）确定各工序工时定额。
（9）评价工艺路线对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优化工艺方案。
（10）填写或打印工艺文件。
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。
毛坯的确定包括确定毛坯的种类和制造方法两个方面。
常用的毛皮种类有铸件、段件、型材和焊接件等。
如铸铁材料毛坯均为铸件，钢材料毛坯一般为锻件或型材等。
各种毛坯的制造方法很多。
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劳动量。
毛坯制
造方法
最大重量（N）
最小壁厚（mm）
形状的复杂性
材料
生产方式
精度等级（IT）
尺寸公差值（mm）
表面粗糙度
其他
手工砂型铸造
不限制
3~5
最复杂
铁碳合金、有色金属及其他合金
单件生产及小批量生产
14~16
1~8
余大量，一般为1~10mm；由砂眼和气泡造成的废品率高；表面有结砂硬皮，且结砂颗粒大；适用铸造大件；生产率很低
机械砂型铸造
至2500
3~5
最复杂
同上
大批量生产及大量生产
14级左右
1~3
生产率比手制砂型高数倍至数十倍；设备复杂；但要求计术低；适用于铸造中小型铸件
永久型铸造
至1000
1.5
简单或平常
同上
同上
11~12
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