减速箱体加工工艺及夹具设计

攀枝花学院本科毕业设计（论文）ZQ 型减速箱体机械加工工艺及夹具设计学生姓名： 杜 甲 学生学号： 200510601306 院（系）： 机电工程学院 年级专业：2005 级机械设计制造及其自动化 指导教师： 杨光春 高级工程师 二九年六月攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘要摘 要箱体零件是一种典型零件，其加工工艺规程和工装设计具有典型性。该箱体零件结构复杂，零件毛坯采用铸造成形。在加工过程中，采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统一、准确。为了消除切削力、夹紧力、切削热和因粗加工所造成的内应力对加工精度的影响，整个工艺过程分为粗、精两个阶段。通过被加工零件的分析完成了机械加工工艺的设计及各加工工序机动时间的计算。根据箱体零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。关键词： 箱体，工艺，夹具攀枝花学院本科毕业设计(论文 ) ABSTRACTIABSTRACTThis box machine element is typical, the manufacturing process and tooling design of it is typical.The structure of this box machine element is complicated, the machine elements blank adopt casting shape. In the process of manufacture, in order to ensure th -e location datum accurate and unity, I adopt the manufacturing line from face to hole.In order to clear away the influence for machining accurate of internal stress, cutting force, clamping force, heat in cutting from coarse manufacturing, the whole manufacturing pro -cess is made of coarse and accurate manufacturing. Parts were processed through the a -nalysis of the complete machining process design and the manufacturing processes for mobile time calculations. According to the box components and the function and structu -re, the use of the knowledge positioning clamp completed the fixture design.Key words Box machine，Processing，Jig攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘 要 .IABSTRACT .II1 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 制订工艺规程的意义与作用及其基本要求 .11.3 夹具的设计 .12 ZQ 减速器机壳体加工工艺 .22.1 箱体工艺分析 .22.1.1 零件分析 .22.1.2 箱体的结构特点 .22.1.3 箱体的材料、毛坯及热处理 .32.2 减速器箱体加工工艺过程 .52.2.1 减速器箱体的机械加工工艺过程 .52.2.2 减速器加工的工艺路线方案拟订 .52.3 主要表面的加工 .142.3.1 箱体的平面加工 .142.3.2 住轴孔的加工 .142.3.3 孔系的加工 .152.4 定位基准的选择 .162.4.1 粗基准的选择 .162.4.2 精基准的选择 .172.5 工艺尺寸的计算 .182.5.1 加工余量及其毛坯尺寸的确定 .182.5.2 切削用量的选择 .192.5.3 切削工时的额定 .233.夹具的设计 .293.1 设计减速器底孔夹具的 .293.1.1 设计任务分析 .293.1.2 设计方案论证 .293.1.3 切削力及夹紧力的计算 .30攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录3.1.4 夹具设计及操作的简要说明 .303.1.5 结构分析 .313.1.6 夹具的公差 .313.2 镗床夹具设计 .323.2.1 结构分析 .323.2.2 夹具的结构类型 .323.2.3 夹紧力大小的确定原则 .333.2.4 定位销尺寸及高度的确定 .34结 论 .39参 考 文 献 .40致 谢 .41攀枝花学院本科毕业设计（论文） 绪论01 绪 论1.1 课题背景毕业设计是我们在学校学习的最后的一门课程，也是对自己在大学中所学知识的一个全面的总结和运用。做本毕业设计可以很好的锻炼自己，为以后走向实际工作做好准备。本课题是典型零件ZQ 型减速箱体机械加工工艺及其夹具设计。同时针对部分工序进行夹具的设计。在设计中要求运用所学的知识，以培养独立的思考能力，以及创新精神。1.2 指定工艺规程的意义与作用及其基本要求机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分，是直接生产过程。它是用金属切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件达到要求的形状、尺寸和表面粗糙度。因此机械制造加工工艺主要是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质，成为具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。对于加工工艺的编制主要是对其加工工序的确定。对机械加工工艺规程的基本要求可以总结为质量、生产率和经济性三个方面。这三者虽然有时候有矛盾，但是要把它们协调处理好，就成为一个整体。在编制工艺规程的时候要在保证质量的前提下，尽可能的降低成本。因此，好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性的统一表现。1.3 夹具的设计制造业中广泛应用的夹具，是产品制造个工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用夹具的质量、工作效率及夹具的使用的可靠性，都对产品加工质量及生产效率有着决定性的影响。机床夹具一般都由定位装置、夹紧装置及其他元件组装在一个基础元件（夹具体）上而形成的。由于各类机床的加工工艺特点、夹具和机床的连接方式等不尽相同，因此每一类机床夹具在总体结构和所需元件等方面都有自己的特点，但设计的步骤和方法则基本相同。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 ZQ 减速器机壳体加工工艺12 ZQ 减速器机壳体加工工艺2.1 箱体工艺分析2.1.1 零件分析1. 和 两轴孔的圆度公差 0.01mm，圆柱度公差为 0.01mm;03.62035.72.上箱体结合面对 E 面的位置度公差为 0.2mm;3. 和 的轴心线对 C、D 端面的垂直度公差为 0.08mm，对另一轴心03.035.线的垂直度为 0.046mm;4. 和 的轴心线对 A、B 的垂直度公差为 0.08mm;03.62035.75.下箱体结合面对 C 面的位置度公差为 0.2mm;6.铸件人工时效处理； 7.零件材料 HT-40;8.箱体做煤油参漏试验。分离的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，其误差一超过 0.06/1000mm2、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 1.6m ，圆柱度误差不超过孔径公差的一半，孔距精度允许公差为0.03mm0.05mm.5、减速器箱体的底面是安装基准，保证精度为 0.2mm.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 0.15mm2.1.2 箱体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.减速箱和变速箱等。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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 ZQ 减速器机壳体加工工艺2特点 ：1.尺寸较大箱体通常是机器中最大的零件之一,它是其他零件的母体,如大型减速箱体长达 5-6m,宽 3-4m,重 50-60 吨,正因为它是一个母体,所以它是机器整体的最大零件。2.形状复杂其复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及在空间的相互位置,为确保零件的载荷与作用力,尽量缩小体积。有时为了减少机械加工量或减轻零件的重量,而又要保证足够的刚度,常在铸造时减小壁的厚度,再在必要的地方加筋板。凸台、凸边等结构来满足工艺与力的要求。3.精度要求有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，这些平面和孔的加工质量将直接影响机器的装配精度，使用性能和使用寿命。4有许多紧固螺钉定位箱孔。这些孔虽然没有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有时给加工带来很大的困难。由于箱体有以上共特点，故机械加工劳动量相当大，困难也相当大，例如减速箱体在镗孔时，要如何保证位置度问题，都是加工过程较困难的问题。2.1.3 箱体的材料、毛坯及热处理1、毛坯种类的确定。常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。（3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 ZQ 减速器机壳体加工工艺3本减速器是大批量的生产，材料为 HT2040 用铸造成型。2毛坯的形状及尺寸的确定：毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。3毛坯的材料热处理长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是 HT2040，HT2547 ，当载荷较大时，采用HT3054，HT3561 高强铸铁。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 ZQ 减速器机壳体加工工艺4是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。2.2 减速机箱体加工工艺过程分析冶金矿山机械中应用最多的减速机是平行轴孔圆柱齿轮卧式的，箱体是分离式结构。毛坯常用 HT15 或 HT2040 灰口铸铁制作，但在一些轻载荷的机器中所用的减速器体积小、结构简单。如蜗杆、蜗轮减速机。其毛坯的材料常用HT2040 灰口铸铁制作。减速箱箱体为了减轻重量常将上盖分为轴承座和罩盖两部分。轴承采用铸件，结构简单，制造方便。2.2.1 减速器箱体的机械加工工艺过程1、主要孔装轴承支承孔 和03.62035.72、主要平面底座的底面和结合面，箱盖的结合面和顶部为孔面，支承孔的端面等。其他加工。其他主要连接孔、螺孔、销钉孔以及一些特别的凸台面等。轴承支承孔通常在镗床上镗削；加工连接孔、螺孔、销钉在钻床上进行，主要平面通常在龙门铣削，支承孔端面可以在镗孔同一次安装中加工出来。减速器箱体的机械加工过程取决于精度要求、批量大