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减速器
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减速器箱体加工工艺设计及工装设计,减速器,箱体,加工,工艺,设计,工装
- 内容简介：
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- 1 - 毕业设计（论文）开题报告 题目：减速器箱体加工工艺设计及工装设计 - 2 - 1 毕业 设计 (论文 )题 目背景、研究意义及国内外相关研究情况 目 背景 和研究意义 减速器是机械传动的重要组成部分，应用范围涉及国民经济的各个领域，是品 种多、量大面广的通用部件之一。减速器在我国基本实现了专业化生产，标准化的 程度也较高，目前已有数十种减速器制定为行业标准，少数制定为国家标准，为用 户选用和专业化生产提供了良好条件，在产品设计如何从品种甚多性能各异的减速 器中选用满足要求的减速器，是设计 人员共同面对的技术问题 13。 世界上制造技术强国都是非常重视工艺的，德国、日本、美国、英国、意大利 等国制造工艺比较发达，产品质量上乘。产品质量是一个综合性的问题，与设计、 工艺技术、工装设备、管理和人员素质等多个因素有关，但与工艺技术的关系最为 密切。随着社会的进步和生活的水平提高，社会对产品多样性，低制造成本及短制 造周期等需求日趋迫切，传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量，更具特 色符合功能的需求。 据统计资料表明，一般中型机械制造厂花在箱体类零件的机械加工工时约占整 个产品 加工工时的 15%体类的零件结构相对复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。 因此，在生产之前，首先应该进行工艺设计，使加工工件的整个工艺过程都能实现科学操作。工艺的科学合理性，先进性，稳定性，规范性，是突破制造技术发展的关键。此外，机械制造本身离不开工艺装备的应用，工艺装备很重要，而工艺装备就是机械制造中所用到的刀具、工卡具、量具、模具、辅具等的总称。工装设计的水平衡量一个工厂技术能力的重要技术指标。因此，工装在机械加工起到了很重要的作用。 减速机是降低转速，增加转矩的机器，使用减速 器主要由减速传动零件 (齿轮或蜗杆 )、轴、轴承、箱体及其附件组成。减速器在我国基本实现了专业化生产，标准化的 程度也较高，目前已有数十种减速器制定为行业标准，少数制定为国家标准，为用 户选用和专业化生产提供了良好条件。 现在企业绝大部分采用 （两级）减速器作为降速增扭的主要设备 1。 减速器为渐开线圆柱齿轮减速器，主要用于起重、矿山、通用化工、纺织、轻工等行业。 减速器箱体是箱体类零件的一种。箱体把减速器箱体中的轴和齿轮等有关零件和机构联接为一整体，使这些零件和机构保持正确的相对位置，以便其上 各个机构和零件能正确协调一致地工作。减速器箱体的加工质量直接影响减速器的装配质量，进而影响机器的使用性能和寿命，因而箱体加工一般具有较高的技术要求。针对近年来箱体生产使用状况作用，设计与制造过程中各种因素都必有细致考虑，以得到更高质量要求，以质量求发展，以效益求生存 15。 减速器箱体特点：结构形状复杂，箱壁薄而不均匀，内部呈腔型；有若干精度要求较高的平面和孔系，还有较多的紧固螺纹孔等。制造工艺是制造技术的灵魂、 - 3 - 核心和关键，是生产中最活跃的因素。其过程是采用金属切削刀具或磨具及其他加工方法来加工 工件，使工件达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，从而生产成为合格零件。而机械加工工艺规程是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。机床夹具是机床上装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变 2。使用夹具可以有效的保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本，扩大机床的工艺范围，减轻工人劳动强度，保证安全生产等。因此，工装在机械制造中占有重要的地位。考虑到机械加工工艺安排及夹 具的使用在减速器壳体的生产中直接影响到其加工质量和生产效率等，所以对减速器壳体的机械加工工艺及工装设计的课题有着十分重要的意义 3。 通过此次毕业设计，培养我们分析和解决机械加工技术相关问题的能力，使我 们进一步掌握机制工艺规程制订和机床夹具设计的基本方法，并巩固、深化已学得的理论知识，深一步 培养 我们熟悉和运用设计图册、图表等技术资料的能力，训练我们识图、制图、运算及编制技术文件的基本技能，培养我们的独立工作能力。 课题在国内的研究状况及发展趋势 国内研究状况 国内减速器目前 呈现出三国鼎立状态，主要浙江的温州、江苏的泰兴、山东淄博等地做为生产基地，而三地各自生产的产品都不相同，目前国内主要减速器厂家有瑞德森集团、通力、博能、泰隆、泰星等为主要代表。 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器，多从国外（如丹麦、德国等）进口 4。 我国传统的减速器生方式是按照单台套设备要求进行设计与制造，由于零部 差异大、互换 性能差，生产期长，制造成本高，跟不上国际同类产品步伐。 近几年取得的明显的进展，如重庆齿轮箱有限责任司生产的 最大功率已达 7000动转矩达 总重 46吨，生产的 1700 热连轧主传动齿轮箱子的最大模数为 30，重量达 180吨 5。由杭州前进齿轮箱有限公司生产的 6型 动功率已达 6250南京高精齿轮股份有限公司及重庆齿轮箱有限公司生产的里磨系列齿轮箱最大功率已达38004。由西安重型机械研究 所、洛阳重重齿轮箱有限公司、荆州巨鲸传动机械有限公司等开发制造的重载行星齿轮箱系列产品在矿山、冶金、建材、煤炭及水电等行业也都得到了广泛应用 6，其中西安重型机械研究所开发的水泥行业辊压机悬挂系列行星齿轮箱的输入功率已达 1250州前进出论箱有限公司、西安重型机械研究所开发的风力发电增速箱系列产品也逐步取代进口产品 7，广泛应用于国内风电行业。 - 4 - 在大型齿圈的制造方面，国内目前最大直径为 重达 80吨的齿圈已由中信重机制造完成，并用于武钢集团年产 500万吨氧化球生产线，至此用于大型烧结机、磨机、回转窑的大型驱动装置以及用于转炉及烧结设备的大型柔性传动装置国内均可圈套供货，而无需再进口。 外研究现状 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方 面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动 为主，体积和重量问题，也未解决好 8。 在国际市场上，规模较大、知名度较高的齿轮箱制造商包括德国的 茨、诺 德 .大 利 的 邦飞 利、布 雷维尼、康迈尔，日本的住 友，英国 的 戴 维 布朗，比利时的汉森 ，美国的福克等公司。 其近几年来上述的几家公司均登登陆中国境内，在天津均设有其生产企业和基地，以此辐射全国的市场，他们利用了我国的廉价资源，看好中国机械工业近几年的落后现状和今后发展的市场前景，看好国内市场 9。它们凭装备、技术、资金和生产规模的优势同我国的企业展开了激烈的竞争，并在高档产品方面占据了优势。 展趋势 20世纪 70 80年代，世界上减速器技术有了很大的发展， 且与新技术革命的发展紧密结合 10。通用减速器的发展趋势如下： 1、高水平、高性能： 圆柱齿轮 普遍采用 渗碳淬火 、磨齿，承载能力提高 4倍以上，体积小、重量轻、 噪声 低、效率高、可靠性高； 2、积木式组合设计：基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本 11； 3、型式多样化，变型设计多：摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围 12。 2 本课题研究 的 主要内容 和拟采用的研究方案、研究方法或措施 本次毕业设计分为两个部分，第一部分：减速器箱体机械加工工艺设计其中有工艺的路线，工艺编排，同时对定位基准，工艺路线中包括表面加工方法的选择加工顺序的安排。主要内容有： 1、箱体的结构特点，技术要求选择材料、毛坯及热处理加工工艺 2、箱体加工工艺分析； 1零件图分析；减速器箱体加 工工艺路线安排；加工方法选择；加工阶段的划分；工序的集中与分散；加工顺序的安排 3、 2主要表面的加工工艺路线设计 包括：箱体的平面加工； 3主轴孔的加工工艺设计；孔系加工 4、定位基准的选择 包括：粗基准的选择；精基准的选择。 5、工艺规程制定 第二部分：为减速器箱体的工装设计，讲解机床夹具的概述，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进行分析。专用夹具设计，其中包括问题的提出、夹具设计。在工装 - 5 - 夹具部分的设计中，首先是定位方案的确定，根据各自工序 的不同特点进行定位基准的选择和误差分析。其次进行切削力的计算，然后设计夹紧方案并计算夹紧力，最后进行夹具整体设计。 在毕业实习调研以及查阅相关资料的基础上，首先进行 零件的分析，其中包括零件的功用分析和 零件的机械加工 工艺设计完成工艺过程卡及工序卡。零件工艺规程设计，其中包括确定毛坯的制造形式、定位基准的选择、拟定零件加工的工艺路线、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定、确定切削用量及基本工时。然后进行专用夹具的设计。 由于组合机床一般均为专用机床，因此在设计时应根据具体加工对象的具体工艺要求来合理的 确 定工序集中程度，选择恰当的机床布置式，合理的选择通用部件，设计高效的夹具、刀具等。 设计方案选型与分析方案一：（ 1）铸造灰铸铁毛坯。（ 2）预备热处理。（ 3）粗加工减速器上箱体中分面、上开口面、粗镗孔。（ 4）粗加工减速器下箱体中分面、底平面、粗镗孔。（ 5）中间热处理。（ 6）精加工减速器上箱体中分面、上开口面、精镗孔、钻扩铰孔。（ 7）精加工减速器下箱体中分面、底平面、精镗孔、钻扩铰孔。（ 8）最终热处理。 方案二：（ 1）铸造灰铸铁毛坯。（ 2）预备热处理。（ 3）粗加工减速器上箱体中分面、上开口面、粗镗孔。（ 4）粗加 工减速器下箱体中分面、底平面、粗镗孔。（ 5）中间热处理。（ 6）精加工减速器上箱体中分面、上开口面、钻扩铰非配合孔。（ 7）精加工减速器下箱体中分面、底平面、钻扩铰非配合孔。（ 8）钳工螺栓组合箱体。（ 9）精镗孔。（ 10）钻扩铰配合孔。（ 11）最终热处理。 方案的确定 :通过分析比较，最终选取方案二。方案二有优点如下：（ 1）上下箱体精加工采用组合后进行，减少专用夹具的设计，降低成本和减少加工工序，经济性高。（ 2）上下箱体精加工采用组合后进行，避免基准不重合误差，加工精度高，配合度好，一次装夹加工，生产效率高。 3 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作 本课题研究的重点及难点是 围绕主题开展调研工作，了解加工的总体方案，了解工装设计的基本原理 （ 1）在学校图书馆，陕西省图书馆查阅相关资料。（ 2）在工厂的实践毕业实习（ 3）通过所查阅的参考文献及自己所学到的理论知识，结合设计任务书和老师的指导。（ 4）通过浏览 相关资料。（ 5）通过对相关资料和数据的理论计算和分析。 通过对参考文献的阅读和学习，针对任务书要求，对涉及内容做了一些初步地了解分为以下几个步骤进行：（ 1）首先查阅相关文献了解国内外现状（ 2）围绕主题开展调研工作，了解加工的总体方案，了解工装设计的基本原理（ 3）原理方案设计， - 6 - 经过综合讨论确定合理方案，编制加工工艺，确定工装设计方案，熟悉相关软件。（ 4）整理设计成果，撰写毕业设计说明书整理相关资料，正式提交设计成果（包括图纸和论文） 4 完成 本课题 的工作方案及进度计划 （ 1） 第 1通过搜集资料、检索文献、实 地调研等方法了解减速器构造、工作原理，掌握箱体制造加工方法。熟悉箱体机械加工工艺和工装设计的基本方法，完成开题报告 .（ （ 2） 第 3虑从毛坯到成品的加工工艺路线及各工序加工中的主要问题 .(（ 3） 第 6设计在特定工序下的一种工装，保证加工时精度和形位公差要求，并具有结构简单，工作可靠，制造成本低的特点 .(（ 4） 第 8递与力学性能，保证设计参数要求 .(（ 5 ） 第 10 国 家 标 准 绘 制 图 纸 ， 撰 写 设 计 计 算 书 （ 使 用 说 明书 ).(（ 6） 第 14周整理并对设计进行检验 .( （ 7） 第 15周 撰写论文准备答辩 .(5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 6 所在 系审查意见 系主管领导： 年 月 日 - 7 - 参考文献 1 张明 ,刘庭辉 ,魏建芳 等 J2003,27(6):562 李天明 J ,2009,28(10):123 贾来平 装载机变速器箱体加工工艺 J1998,(9):364 曹宝军 D吉林大学 ,2012. 5 李莹 ,杨立志 ,马志民 J1986,(8):506 刘海霞 ,王泉祥 ,高鹏程 J冷加工 ),2010,(19):3
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