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毕业设计用纸第 1 页 共 21 页前言 箱 体 类 零 件 主 要 起 支 承 、 定 位 、 密 封 等 作 用 。 一 般 零 件 有 闭 式 或 开式 减 速 机 箱 体 、 机 座 、 机 架 、 机 床 主 轴 箱 、 进 给 箱 、 泵 体 等 。箱 体 零 件 中 的 孔 与 平 面 多 为 轴 承 和 轴 的 支 承 孔 或 定 位 孔 ， 一 般 为 配合 表 面 ， 精 度 要 求 较 高 。 尺 寸 公 差 等 级 一 般 为 IT6IT8， 表 面 粗 糙 度 Ra一 般 为 1.66.3m， 形 位 公 差 一 般 有 圆 柱 度 、 同 柱 度 、 平 行 度 、 垂 直 度 、圆 跳 动 或 全 跳 动 等 要 求 。 其 余 表 面 的 精 度 一 般 要 求 较 低 ， 有 的 不 需 要 机械 加 工 。本 设 计 就 箱 体 的 下 体 对 其 进 行 零 件 分 析 ， 来 了 解 箱 体 类 零 件 的 加 工过 程 和 方 法 。毕业设计用纸第 2 页 共 21 页第一章 蜗轮减速机箱体的零件分析1.1 减速机箱体的结构特点箱 体 类 零 件 的 基 本 形 状 多 为 中 空 的 壳 体 ， 并 有 轴 承 孔 、 销 孔 、 凸 台 、筋 板 、 弧 板 、 底 板 以 及 连 接 螺 纹 孔 、 观 察 孔 、 进 油 孔 等 ， 本 设 计 的 箱 体 设计 成 上 下 分 体 的 结 构 。本 设 计 的 箱 体 （ 下 图 1.1 和 1.2） 特 点 如 下 ：（ 1） 箱 体 是 上 下 体 按 照 工 作 状 态 组 成 ， 是 封 闭 、 中 空 的 薄 壳 箱 型 ；蜗 轮 与 蜗 杆 的 轴 线 是 互 成 90立 体 相 交 关 系 ， 均 为 圆 柱 、 等 径 的 通 孔 结构 。（ 2） 箱 体 内 外 是 基 本 对 称 的 结 构 ； 蜗 轮 与 蜗 杆 的 轴 孔 是 由 两 个 同轴 的 内 孔 与 内 外 端 面 组 成 ； 上 体 中 40 孔 内 有 局 部 油 槽 的 结 构 ； 下 体 有放 油 孔 结 构 、 外 部 的 筋 板 和 底 部 的 斜 面 泄 油 结 构 。（ 3） 有 许 多 紧 固 螺 栓 定 位 孔 ， 这 些 孔 的 加 工 要 求 都 较 低 。由 于 箱 体 有 以 上 特 点 ， 所 以 可 以 判 定 此 件 加 工 并 不 会 很 困 难 。1.1 蜗 轮 减 速 机 箱 体 装 配 图 1.2 蜗 轮 减 速 机 箱 体 下 体 图1.2 箱体的图形尺寸分析（ 1） 要 加 工 的 60H7（ +0.003） 孔 轴 配 合 度 为 H7， 表 面 粗 糙 度 为3.2um, 40 H7（ +0.0025） 孔 轴 配 合 度 为 H7， 表 面 粗 糙 度 为 3.2um。（ 2） 2- 8 销 轴 孔 表 面 粗 糙 度 为 3.2um， 4 12 螺 栓 孔 表 面 粗 糙 度为 12.5um， 其 它 孔 表 面 粗 糙 度 为 25um。（ 3） M121.25 放 油 孔 表 面 粗 糙 度 为 6.3um。（ 4） 结 合 面 表 面 粗 糙 度 为 3.2um， 下 体 端 面 表 面 粗 糙 度 为 12.5um,机 体 下 底 面 表 面 粗 糙 度 为 25um。（ 5） 62H7 孔 中 心 线 对 于 40H7 孔 中 心 线 垂 直 度 要 求 为0.05mm。（ 6） 其 余 表 面 粗 糙 度 为 不 去 除 表 面 材 料 所 获 得 的 表 面 粗 糙 度 。（ 7） 未 注 倒 角 C2， 未 注 铸 造 倒 角 尺 寸 R3R5。毕业设计用纸第 3 页 共 21 页第二章 拟定箱体加工的工艺路线2.1 材料的确定1.箱 体 的 工 作 条 件箱 体 主 要 承 受 压 应 力 ， 也 承 受 一 定 的 冲 击 力 和 支 撑 力 。2.箱 体 的 力 学 性 能 要 求箱 体 应 该 具 有 足 够 的 刚 度 、 强 度 和 良 好 的 减 震 性 。3.箱 体 的 选 材由 于 灰 铸 铁 具 有 铸 造 性 能 良 好 、 减 磨 性 好 、 减 震 性 好 、 切 削 加 工 性能 良 好 、 缺 口 敏 感 性 较 低 的 优 良 性 能 ， 所 以 本 设 计 蜗 轮 减 速 机 箱 体 选 用 灰铸 铁 制 造 ， 牌 号 为 HT150， 该 材 料 最 低 抗 拉 强 度 为 150MPa。2.2 生产类型的确定产 品 的 生 产 纲 领 为 “小 批 单 件 ”（ 100 台 年 ） 。 产 品 的 备 品 率为 2 ， 废 品 率 为 1 。箱 体 零 件 的 生 产 纲 领 计 算 如 下 ：N Qn(1 a)(1 b) 1001(1 2 )(1 1 ) 103(件 年 )根 据 箱 体 零 件 的 生 产 纲 领 为 103 件 年 ， 查 机 械 制 造 加 工 手 册 可 知 （ 箱 体 零 件 是 中 型 机 械 ） ， 生 产 类 型 属 于 小 批 单 件 生 产 。2.3 毛坯的选择由 于 铸 铁 容 易 成 形 ， 切 削 性 能 好 ， 价 格 低 廉 ， 且 抗 震 性 和 耐 磨 性 好 ，因 此 ， 这 里 采 用 铸 铁 ， 其 牌 号 选 为 HT150。铸 造 分 为 砂 型 铸 造 、 金 属 模 铸 造 、 压 力 铸 造 、 离 心 铸 造 、 消 失 模 铸 造等 。依 据 小 批 单 件 生 产 的 工 艺 特 征 ， 箱 体 的 毛 坯 常 采 用 低 效 、 低 精 度 、 余量 较 大 的 制 作 方 法 ， 所 以 这 里 毛 坯 （ 下 图 2.1） 采 用 砂 型 铸 造 。毕业设计用纸第 4 页 共 21 页2.1 毛 坯 图2.4 定位基准的选择正 确 地 选 择 定 位 基 准 是 设 计 工 艺 过 程 的 一 项 重 要 内 容 ， 也 是 保 证 加 工精 度 的 关 键 。 定 位 基 准 分 为 粗 基 准 和 精 基 准 。 对 于 无 合 适 定 位 面 的 零 件 可在 毛 坯 上 另 外 专 门 设 计 或 加 工 出 定 位 表 面 ， 称 为 辅 助 基 准 。定 位 基 准 的 选 择 原 则 ：1） 粗 基 准 的 选 择 原 则在 单 件 、 小 批 及 中 批 生 产 时 ， 一 般 毛 坯 精 度 较 低 ， 按 上 述 办 法 选 择粗 基 准 ， 往 往 会 造 成 箱 体 下 端 盖 外 形 偏 斜 ， 甚 至 局 部 加 工 余 量 不 够 ， 因 此通 常 采 用 画 线 找 正 的 办 法 进 行 第 一 道 工 序 的 加 工 ， 即 以 主 轴 孔 及 其 中 心 线为 粗 基 准 对 毛 坯 进 行 划 线 和 检 查 ， 必 要 时 予 以 纠 正 ， 纠 正 后 孔 的 余 量 应 足够 ， 但 不 一 定 均 匀 。2） 精 基 准 的 选 择 原 则精 基 准 的 选 择 为 了 保 证 箱 体 下 体 零 件 孔 与 孔 、 孔 与 平 面 、 平 面 与 平 面之 间 的 相 互 位 置 和 距 离 尺 寸 精 度 ， 箱 体 下 体 类 零 件 精 基 准 选 择 通 常 用 两 种原 则 ： 基 准 统 一 原 则 、 基 准 重 合 原 则 。本 设 计 箱 体 下 体 先 以 底 面 为 粗 基 准 加 工 结 合 面 ， 然 后 以 结 合 面 为 粗基 准 加 工 出 底 面 ， 再 以 底 面 为 精 基 准 加 工 结 合 面 ， 在 零 件 的 整 个 加 工 过程 中 ， 底 面 由 粗 基 准 转 为 精 基 准 后 ， 再 进 行 其 余 部 分 加 工 ， 这 样 既 符 合 基准 重 合 原 则 ， 又 符 合 基 准 统 一 原 则 。2.5 拟定工艺路线的原则1.先 面 后 孔箱 体 下 体 主 要 是 由 平 面 和 孔 组 成 ， 这 也 是 它 的 主 要 表 面 。 先 加 工 平面 ， 后 加 工 孔 ， 是 箱 体 下 体 加 工 的 一 般 规 律 。2.先 粗 后 精可 以 消 除 由 粗 加 工 所 造 成 的 内 应 力 、 切 削 力 、 切 削 热 、 夹 紧 力 对 加 工精 度 的 影 响 ， 并 且 有 利 于 合 理 的 选 用 设 备 等 。3.安 排 热 处 理毕业设计用纸第 5 页 共 21 页为 了 消 除 铸 造 后 铸 件 中 的 内 应 力 ， 箱 体 在 毛 坯 铸 造 后 安 排 一 次 人 工 时效 处 理 ， 以 便 消 除 残 留 的 铸 造 内 应 力 和 切 削 加 工 时 产 生 的 内 应 力 。本 设 计 加 工 顺 序 的 安 排 原 则 ：（ 1） 先 加 工 基 准 表 面 ， 后 加 工 其 它 表 面 。（ 2） 先 加 工 主 要 表 面 （ 指 装 配 基 面 、 工 作 表 面 等 ） ， 后 加 工 次 要 表 面（ 指 沉 孔 、 螺 孔 等 ） ； 先 加 工 高 精 度 孔 ， 后 加 工 低 精 度 孔 ； 先 加 工 高 精 度孔 端 面 ， 后 加 工 低 精 度 孔 端 面 。（ 3） 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工 序 。（ 4） 热 处 理 工 序 可 参 照 机 械 加 工 工 艺 手 册 来 安 排 。（ 5） 工 序 完 成 后 ， 除 各 工 序 操 作 者 自 检 外 ， 全 部 加 工 结 束 后 应 安 排 检验 工 序 。2.6 箱体下体加工路线的确定任 何 零 件 都 是 由 各 种 简 单 表 面 ， 如 外 圆 、 内 孔 、 平 面 和 成 形 表 面组 成 的 。 拟 定 工 艺 路 线 首 先 就 是 选 择 零 件 各 表 面 加 工 方 法 。加 工 方 法 选 择 的 原 则 是 保 证 加 工 质 量 和 生 产 率 与 经 济 型 。 在 选 择 时 ，应 综 合 考 虑 以 下 各 点 ， 以 求 得 一 个 合 理 的 方 案 。（ 1） 应 根 据 表 面 的 精 度 和 粗 糙 度 要 求 ， 选 择 能 保 证 这 些 质 量 要 求 的 有效 加 工 方 法 。 各 种 加 工 方 法 所 能 达 到 的 精 度 和 粗 糙 度 等 级 ， 在 机 械 加工 工 艺 手 册 中 均 能 查 到 。（ 2） 要 结 合 零 件 材 料 和 热 处 理 要 求 来 考 虑 。（ 3） 要 结 合 零 件 的 结 构 和 尺 寸 大 小 来 考 虑 。（ 4） 要 考 虑 生 产 率 和 经 济 性 。 选 择 的 加 工 方 法 应 与 生 产 类 型 相 适 应 ，才 能 既 是 高 效 率 又 是 经 济 的 。（ 5） 选 择 表 面 加 工 方 法 ， 还 必 须 从 现 有 生 产 条 件 、 设 备 、 设 备 负 荷 、工 艺 装 备 和 工 人 技 术 水 平 实 际 情 况 出 发 ， 以 便 保 证 所 选 择 的 加 工 方 法 切 实可 行 。本 箱 体 下 体 图 （ 2.2） 的 加 工 方 法 就 结 合 以 上 5 点 实 行 。具 体 如 下 ：（ 1） 加 工 下 体 的 底 面 和 结 合 面 在 划 线 平 台 上 ， 根 据 图 样 尺 寸 要 求 ， 画 出 下 体 底 面 和 结 合 面 的加 工 线 。 以 下 体 的 剖 分 面 为 粗 基 准 ， 按 照 图 纸 尺 寸 加 工 出 下 平 面 ， 表 面粗 糙 度 为 Ra25um。 将 零 件 翻 转 调 头 ， 以 下 平 面 为 精 基 准 ， 按 照 图 纸 尺 寸 加 工 出 剖分 面 ， 表 面 粗 糙 度 为 Ra25um。（ 2） 加 工 下 体 的 螺 栓 孔 4- 12 及 锪 平 螺 栓 孔 的 端 面 并 画 出 主 要 孔的 位 置 线 。 采 用 画 线 配 钻 的 加 工 方 法 ： 再 划 线 平 台 上 ， 以 下 体 的 下 平面 为 精 基 准 ， 将 上 下 体 叠 合 成 箱 体 状 ， 根 据 图 纸 的 相 关 尺 寸 ， 画 出 箱 体长 方 向 和 宽 方 向 的 中 心 线 ， 画 出 孔 62、 40、 4- 12 及 放 油 孔 、圆 锥 销 孔 的 中 心 线 和 圆 线 及 同 时 画 出 有 加 工 要 求 的 孔 端 面 线 并 打 上 洋 冲毕业设计用纸第 6 页 共 21 页眼 作 为 记 号 。 以 平 面 为 精 基 准 ， 根 据 画 线 的 孔 位 ， 用 麻 花 钻 和 铰 刀 加 工 出4- 12 和 圆 锥 销 孔 ， 表 面 粗 糙 度 Ra 为 12.5um 和 其 余 表 面 粗 糙 度 。 用 标 准 件 M10 螺 栓 、 螺 母 、 垫 圈 和 圆 锥 形 定 位 销 ， 将 上 下 体 组装 成 箱 体 零 件 。（ 3） 加 工 箱 体 孔 62H7 与 端 面 、 孔 40H7 与 内 外 端 面 。 在 TX618 镗 床 ， 分 别 以 下 平 面 为 定 位 精 基 准 ， 以 剖 分 面 为 孔 的中 心 基 准 ， 加 工 出 40H7 孔 和 内 外 端 面 ， 其 中 孔 和 内 端 面 的 表 面 粗糙 度 Ra 为 3.2um， 外 端 面 的 表 面 粗 糙 度 Ra 为 12.5um， 并 要 注 意 控制 好 内 端 面 间 的 对 称 尺 寸 60+0.20。 完 成 40H7 孔 和 内 外 端 面 的 加 工 后 ， 按 照 图 纸 要 求 下 降 镗 床 的主 轴 箱 ， 改 变 孔 中 心 的 坐 标 位 置 ， 同 时 将 工 作 台 旋 转 900， 加 工 60H7 孔 与 外 端 面 。 表 面 粗 糙 度 Ra 分 别 为 3.2 和 12.5um。 加 工 放 油 孔 和 各 外 端 面 的 螺 纹 孔 。（ 4） 上 下 体 分 开 ， 加 工 下 体 地 脚 孔 。 以 下 体 剖 分 面 为 精 基 准 ， 按 照 图 纸 的 要 求 加 工 地 脚 孔 。2.2 箱 体 下 体 图1.确 定 加 工 设 备根 据 小 批 单 件 的 生 产 类 型 来 加 工 箱 体 类 零 件 的 设 备 选 择 原 则 ： 加 工 设备 采 用 通 用 机 床 ， 工 艺 装 备 采 用 通 用 夹 具 、 通 用 刀 具 、 万 能 量 具 。 现 有 加工 设 备 有 ：（ 1） 20005000 画 线 平 台（ 2） Z5140A 立 式 钻 床 3 台（ 3） B1010 1 单 臂 刨 床 3 台（ 4） B6050 牛 头 刨 床 5 台（ 5） X5030 立 式 铣 床 3 台（ 6） X336 单 柱 平 面 铣 床 3 台（ 7） TX618 卧 式 镗 铣 床 3 台由 于 镗 铣 床 加 工 平 面 时 ， 加 工 质 量 比 较 稳 定 ， 生 产 效 率 高 ， 并 且 镗 铣床 可 进 行 弹 孔 和 孔 系 、 深 孔 、 通 孔 、 阶 梯 孔 、 交 叉 孔 和 盲 孔 的 加 工 ； 机 床的 圆 柱 度 、 同 轴 度 、 平 行 度 、 垂 直 度 都 相 当 的 高 ， 可 以 进 行 二 维 和 三 维 孔的 加 工 ， 所 以 本 设 计 结 合 设 备 选 择 原 则 采 用 TX618 卧 式 镗 铣 床 。毕业设计用纸第 7 页 共 21 页第三章 确定切削用量在工艺文件中还要规定每一工步的切削用量（背吃刀量 p、进给量 f 及切削速度 Vc） 。确定方法是，先确定切削深度和进给量，再确定切削速度，在机械制造基础查出公式 n=1000Vc/d(n主轴转速 r/min，Vc切削速度m/min，d回转体的直径 mm)可以换算出查表或计算所得的转速，对粗加工选择实际切削速度，实际进给量和背吃刀量后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后切削用量填入。参照参考文献 7 确定切削用量31 工序 10机 床 ： 选 择 TX618 卧 式 镗 铣 床 夹 具 ： 分 度 台 和 压 板 刀 具 ： YT15 硬 质 合 金 端 铣 刀 1. 粗 铣 底 面确 定 背 吃 刀 量 ： p ( 即切削深度 p)，粗铣余量 2.5mm。确定进给量 f：查切削用量手册表 4（P15）：加工材料 HT150，工件尺寸 204mm,切削深度 p=2mm,则进给量 f=0.140.24mm/r,取 f=0.15mm/r。确定切削速度 Vc：查切削用量手册表 21（P40） ，切削速度修正系数为=26, =0.25, =0.4,m=0.2, qv=0.25，uv=0.15，取vcvxvyT=60min，b=0.15GPa。所以Vc=CvdoqvT mapxvfyvzp b=162m/min=2.7m/s毕业设计用纸第 8 页 共 21 页确定机床主轴转速：n=1000V/d=6.7r/s(400r/min)按参考文献 7表 4.28（P152）查 TX618 卧式镗铣床转速，按机床取n=400r/min（6.7r/s）,则实际切削速度为 V=6.7r/s。2.粗铣结合面确定背吃刀量：p (即切削深度 p)，粗铣余量 2.5mm。确定进给量 f：查切削用量手册表 4（P15）：加工材料 HT150，工件尺寸 204mm,切削深度 p=2mm,则进给量 f=0.140.24mm/r,取 f=0.15mm/r。确定切削速度 Vc：查切削用量手册表 21（P40） ，切削速度修正系数为=26, =0.25, =0.4,m=0.2, qv=0.25，uv=0.15，取vcvxvyT=60min，b=0.15GPa。所以Vc=CvdoqvT mapxvfyvzp b=162m/min=2.7m/s确定机床主轴转速：n=1000V/d=6.7r/s(402r/min)按 TX618 卧式镗铣床转速（参考文献 7表 4.28（P152） ） ，按机床取n=400r/min（6.7r/s）,则实际切削速度为 V=6.7r/s。3.精铣结合面确定背吃刀量：p (即切削深度 p)，精铣余量 0.5mm。确定进给量 f：查切削用量手册表 4（P15）：加工材料 HT150，工件尺寸 204mm,切削深度 p=2mm,则进给量 f=0.140.24mm/r,取 f=0.15mm/r。确定切削速度 Vc：查切削用量手册表 21（P40） ，切削速度修正系数为=26, =0.25, =0.4,m=0.2, qv=0.25，uv=0.15，取vcvxvyT=60min，b=0.15GPa。所以Vc=CvdoqvT mapxvfyvzp b=390m/min=6.7m/s确定机床主轴转速：n=1000V/d=13.3r/s(798r/min)按 TX618 卧式镗铣床转速（参考文献 7表 4.28（P152） ） ，按机床取n=800r/min（13.3r/s）,则实际切削速度为 V=13.3r/s。3.2 工序 20机床：选择 Z5140A 立式钻床 夹具：分度台和压板刀具：高速钢麻花钻头1.钻 4-12 孔钻四个孔 12：孔径 12mm,孔深 17mm,GB/T699-1999 标准规定灰铸铁强度为 150MPa =0.15GPa，T=60min。进给量 f：查切削用量手册表 5（P64）得 f=0.250.31mm/r，根据简明手册表 4.216 取 f=0.28mm/r.切削速度 Vc：查切削用量手册表 23（P87）,查得修正系数为 =11.1,vc=0.4, =0.5,m=0.20, Kv=0.5，所以 Vc=vxvy vymvxfTkdC160毕业设计用纸第 9 页 共 21 页=22.5m/min主轴转速 n：n=1000V/d=597.1r/min，查机械制造工艺设计手册采用主轴转速 n=600r/min。2.钻 2-8 圆锥销孔钻两个孔 8：孔径 8mm,孔深 25mm,GB/T699-1999 标准规定灰铸铁强度为150MPa =0.15GPa，T=60min。进给量 f：查切削用量手册表 5（P64）得 f=0.250.31mm/r，根据参考文献 7表 4.216 取 f=0.28mm/r.切削速度 Vc：查切削用量手册表 23（P87）,查得修正系数为 =11.1,vc=0.4, =0.5,m=0.20, Kv=0.5，所以 Vc=vxvy vymvxfTkdC160=20m/min主轴转速 n：n=1000V/d=796r/min，查机械制造工艺设计手册采用主轴转速 n=800r/min。3.3 工序 25机床：选择 TX618 卧式镗铣床 夹具：分度台和压板刀具：方形镗刀 2020mm1.粗镗孔 62 +0.003mm 及端面（1）确定背吃刀量 p：粗镗余量为 2mm，则 p=1mm。（2）确定进给量 f：查切削用量手册表 5（P17）：材料 HT150，镗刀直径 20mm,p=1mm,镗刀伸出长度为 100mm,则进给量 f=0.150.30mm/r，取f=0.2mm/r，T=60min。（3）确定切削速度 Vc：查得的修正系数与粗铣加工时相同，p 不同，所以 Vc=150m/min=2.5m/s（4）确定主轴转速:n=1000V/d=8.3r/s=498r/min，根据机床取n=500r/min=8.3r/s,则实际切削速度 V=8.3r/s。2.粗镗孔 40 +0.0025mm 及内外端面（1）确定背吃刀量 p：粗镗余量为 2mm，则 p=1mm。（2）确定进给量 f：查切削用量手册表 5（P17）：材料 HT150，镗刀直径 20mm,p=1mm,镗刀伸出长度为 100mm,则进给量 f=0.150.30mm/r，取f=0.2mm/r，T=60min。（3）确定切削速度 Vc：查得的修正系数与粗加工时相同，p 不同，所以Vc=150m/min=2.5m/s（4）确定主轴转速:n=1000V/d=8.3r/s=498r/min，根据机床取n=500r/min=8.3r/s,则实际切削速度 V=8.3r/s。3.精镗孔 62 +0.003mm 及其外端面毕业设计用纸第 10 页 共 21 页（1）确定背吃刀量 p：精镗余量为 0.2mm，则