减速器箱盖零件的机械加工工艺规程设计说明书.docx
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减速器箱盖零件的机械加工工艺规程设计说明书
综合评分
机械制造工艺学
课程设计说明书
题目：
设计减速器箱盖零件的机械加工艺规程（年产量为2000件）
班级
学号
学生
指导教师
北京科技大学天津分院
2015年7月6日
北京科技大学天津分院
机械制造工艺学课程设计任务书
题目：
减速器箱盖零件的机械加工工艺规程设计（年产量为2000件）
内容：
（1）零件图1张
（2）毛坯图1张
（3）机械加工工艺卡片1套
（4）课程设计说明书1份
班级
学号
学生
指导教师
2015年7月6日
1.2确定毛坯的制造形式...........................................3
1.3箱体零件的结构工艺性.........................................4
2.4.2拟定加工工艺规程...........................................6
结论..............................................................................................................................11
附件..................................................................................................................................................12
一减速器箱盖的分析
1.1减速器箱盖的工艺分析
减速器箱盖的三维实体图如图2-1所示：
图2-1减速器箱盖
减速器箱盖的二维图如图2-2、2-3、2-4所示：
图2-2俯视图
图2-3正视图
图2-4左视图
通过上述各图对工件进行工艺分析，可知：
要加工孔的孔轴配合度为H7，其中两轴孔的表面粗糙度为Ra3.2um,两轴孔的平行度为0.03mm。
其它孔的表面粗糙度为Ra小于6.3um，盖体上平面表面粗糙度为Ra小于12.5um,端面表面粗糙度为Ra小于6.3um，未注明的倒角为2×45，表面粗糙度为Ra小于12.5um。
1.2确定毛坯的制造形式
图2-3零件毛坯图
箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜。
有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯。
毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于30~50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量由于铸铁容易成形，由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁。
1.3箱体零件的结构工艺性
箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意
箱盖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。
为了减少加工中的换刀次数，箱盖上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，本箱盖分别为直径M10和M12。
二、工艺规程设计
2.1加工工艺过程
由以上分析可知，该箱盖零件的主要加工表面是平面和孔系。
一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。
因此，对于箱盖来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及各尺寸精度。
2.2确定各表面加工方案
一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。
设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。
对于我们设计减速器箱盖的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及设备。
除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。
在满足精度要求及生产率的条件下，考虑到成本问题应选择价格较底的机床。
2.3确定定位基准
2.3.1粗基准的选择
选粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。
粗基准选择应当满足以下要求：
（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。
（2）选择加工余量要求均匀的重要表面为粗基准。
（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。
（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。
有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经粗加工。
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证箱盖在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。
从箱盖零件图分析可知，主要是选择加工箱盖底面的装夹定位面为其加工粗基准。
2.3.2精基准选择的原则
（1）基准重合原则。
即尽可能选择设计基准作为定位基准。
这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
（2）基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。
基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。
（3）互为基准的原则。
选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。
自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。
此外，还应选择工件上精度高。
尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。
并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证箱盖在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。
选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度。
本次工艺设计所采用的加工粗基准为上箱体与下箱体的结合面，加工上箱体的下结合面，作为定位的粗基准。
2.4工艺路线的拟订
对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。
箱盖的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。
具体安排是先以孔和面定位粗、精加工相应面，后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。
第一阶段主要完成平面，，紧固孔和定位空的加工，为箱体的装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。
2.4.1工序的合理组合
确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。
确定工序数的基本原则：
（1）工序分散原则
（2）工序集中原则
加工工序完成以后，将工件清洗干净。
清洗是在80―90ml的含0.4%～1.1%苏打及0.25%～0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。
清洗后用压缩空气吹干净。
保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于200mg。
2.4.2拟定加工工艺规程
零件加工工艺如表3-1所示：
表3-1工艺规程卡
工序号
工序名称
工序内容
工艺装备
1
铸造
2
清砂
清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等
3
热处理
人工时效处理
4
涂漆
非加工面涂防锈漆
5
铣
以分割面为装夹基面，按线找正，夹紧工件，铣分平面
铣床
6
铣
铣上端面可视窗口
铣床
7
钻
以分割面及外形定位，6—Φ22mm孔，钻攻4xM3mm
立式钻床
8
检验
检查各部尺寸及精度
9
钳
将箱盖，箱体对准和箱，用6—M22螺栓，螺母紧固
10
铣
铣外端面
立式铣床
11
镗
镗两轴承孔
镗床
12
镗
镗轴承孔油槽
镗床
13
检验
检查轴承孔尺寸及精度
14
钳
撤箱，清理飞边，毛刺
15
钳
合箱，装锥销，紧固
16
检验
检查各部尺寸及精度
17
入库
入库
三、机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
3.1毛坯的外廓尺寸
图4-1为毛坯的外廓尺寸图：
图4-1毛坯外廓
考虑其加工外廓尺寸为230×104×70mm，表面粗糙度要求Ra为12.5um，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等级7—9级，取7级，加工余量等级取F级确定，
毛坯长：
230+2×4=238mm
宽：
104+2×4=112mm
高：
70+2×4=78mm
3.2主要平面加工的工序尺寸及加工余量
为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序5的铣削深度ap=4mm，工序6的铣削深度ap=4mm.
3.3加工的工序尺寸及加工余量
（1）钻6-Φ22mm孔
钻孔：
6-Φ22mm
钻圆柱销孔：
2-Φ4mm
攻孔：
M3mm
四、确定切削用量及基本工时
4.1工序5 铣下分割面
（1）加工条件：
工件材料：
灰铸铁
加工要求：
粗铣箱盖下顶面，保证下面尺寸4mm
机床：
卧式铣床X63
刀具：
采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20
量具：
卡板
（2）计算铣削用量
已知毛坯被加工长度为230mm，最大加工余量为Zmax=4mm,可一次铣削，切削深度ap=4mm
确定进给量f：
根据《工艺手册》），表2.4—75,确定fz=0.2mm/Z
切削速度：
参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min
根据表2.4—86,取nw=37.5r/min,
故实际切削速度为：
V=πdwnw /1000=26.5（m/min）\（5-1）
当nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为：
fm=fzznz=0.2×20×37.5=150（mm/min）（5-2）
切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=125+3+2=130mm
故机动工时为：
tm=130÷150=0.866min=52s
辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×52=7.8s
其他时间计算：
6%×（tb+tx）=6%×（52+7.8）=3.58s
故工序5的单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =52+7.8+3.58=63.4s（5-3）
4.2工序6 铣上可视窗口面
（1）加工条件：
工件材料：
灰铸铁
加工要求：
铣箱体上可视窗口面，保证顶面尺寸4mm
机床：
卧式铣床X63
刀具：
采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20
量具：
卡板
（2）计算铣削用量
已知毛坯被加工长度为230mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削，切削深度ap=4mm
确定进给量f：
根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.4—75,确定fz=0.2mm/Z
切削速度：
参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min
根据表2.4—86,取nw=37.5r/min;由公式（5-1）得
故实际切削速度为：
V=πdwnw /1000=26.5（m/min）
当nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为：
fm=fzznz=0.2×20×37.5=150（mm/min）
切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=330+3+2=335mm
故机动工时为：
tm=335÷150=2.23min=134s
辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×134=20.1s
其他时间计算：
tb+tx=6%×（134+20.1）=9.2s
故工序6的单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =134+20.1+9.2=163.3s
4.3工序7钻孔
（1）钻6-Φ22mm孔
工件材料：
灰铸铁
加工要求：
钻6个直径为22mm的孔
机床：
立式钻床Z535型
刀具：
采用Φ20mm的麻花钻头走刀一次， 扩孔钻Φ22mm走刀一次
Φ20mm的麻花钻：
f=0.25mm/r（《工艺手册》表5-22—P107）
v=18m/min（《工艺手册》表5-22—P107）
由于是加工6个相同的孔，故总时间为
T=6×（t1 +t2）=6×（10.8+10.8）=129.6s
辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×129.6=19.44s
其他时间计算：
tb+tx=6%×（129.6+19.44）=8.9424s
故单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =129.6+19.44+8.9424=157.98s
（2）钻4-Φ4mm孔
工件材料：
灰铸铁
加工要求：
攻钻4个公制螺纹M4mm的孔
机床：
立式钻床Z535型
刀具：
Φ4mm的麻花钻
4丝锥
钻M4的孔
f=0.10mm/r（《工艺手册》表5-22—P107）
v=0.18m/min（《工艺手册》表5-22—P107）
由于是加工4个相同的孔，故总时间为
T=4×t=4×22.5=90s
辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×90=13.5s
其他时间计算：
tb+tx=6%×（90+13.5）=6.2s
故单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s
辅助时间为：
tf=0.15tm=0.15×61.2=9.2s
其他时间计算：
tb+tx=6%×（61.2+9.2）=4.2s
故单件时间：
tdj=tm+tf+tb+tx =61.2+9.2+4.2=74.6s
故工序8的总时间：
T=105.3+99.5+109.7+74.6=389.1s
结论
通过这次课程设计，使我对零件的制造过程、加工工艺规程和夹具设计都有了更进一步的认识和了解，也加深了对大学中所学基础知识的学习和理解。
课程设计是理论联系实际的最直接有效的方法。
在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，但是当你运用结合实际的时候往往会存在各种问题。
这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，课程设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。
在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。
但也有不足之处，为了降低成本及操作方便，本次采用的夹具设计结构简单，但具有实用性。
为此，铣端面的专用夹具还有待改进。
无论怎样，这次的课程设计使我获益良多，是我成功走向社会的第一步。
参考文献
[1].第二版呼咏、邹青主编机械制造技术基础课程设计指导教程
致谢
在这次课程设计的过程中得到杨家华进老师的悉心指导。
杨老师多次帮助我分析思路，开拓视角。
杨老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。
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