ZQ型减速箱体机械加工工艺及其工装设计
48页 19000字数+说明书+6张CAD图纸
ZQ型减速箱体机械加工工艺及其工装设计说明书.doc
减速器箱体图.dwg
机座零件图.dwg
设计图纸集合.dwg
钻减速器底孔夹具装配图.dwg
铰链支架.dwg
镗孔夹具装配图.dwg
镗孔夹具零件图.dwg
1.1 课题背景
本课题来自于实际的生产中，是一个典型箱体的加工工艺设计。要求对部分加工工序进行工装设计。本课题的题目是：ZQ型减速箱体机械加工工艺及其工装设计。同时针对部分工序进行工装的设计。在毕业设计中要求我们要运用所学的知识，勤动脑，以培养独立的思考能力，以及创新精神。
1.2 制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。工艺规程是进行工装设计制造和决定零件加工方法与加工路线的主要依据,它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有直接的影响,是生产中的关键工作。工艺知识是制造企业中重要的知识资源之一,是使产品设计变为成品的整个制造过程中的基础资源,它对保证产品质量以及提高企业经济技术效益具有十分重要的作用。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 工装的设计
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。夹具的快速设计与制造,己经成为产品快速变换和制造系统新建成或重构后运行的瓶颈,严重地影响制造系统的设计建造周期、系统生产率、质量和成本。目前国内外使用的专用夹具是伴随着大批大量生产的发展而发展出现的,特别是和汽车工业的发展密切相关。专用夹具的使用,一方面缩短了工序时间,降低了加工成本;另一方面,夹具本身的设计制造工时、材料消耗等又增加了工件的成本。因此,在何种生产条件下使用哪种类型的夹具才是经济合理的,也就是夹具的经济性,一直都是夹具结构发展和设计的一个重点。2.1箱体零件分析
2.1.1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[16]。
2.1.2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。
本减速器是大批量的生产，材料为HT20~40用铸造成型。
2．毛坯的形状及尺寸的确定：
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。
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。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HT20~40，HT25~47，当载荷较大时，采用HT30~54，HT35~61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。
2.1.3减速器箱体零件的分析
1. 和两轴孔的圆度公差0.01mm，圆柱度公差为0.01mm;
2.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D、E端面的垂直度公差为0.08mm，对另一轴心线的垂直度为0.046mm；
4. 和的轴心线对A、B的垂直度公差为0.08mm；
5.下箱体结合面对D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0.06/1000mmκ。
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1.6μm，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0.2mm。
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0.15mm。
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HT20~40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HT20~40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。
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