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毕业设计（论文）中期报告 题目： 减速器箱体加工工艺设计及工装设计 1 文）进展状况 本设计已经完成以下内容： (1)对于在开题答辩中，老师对我的题目中提出了关于工艺设计的一些建议，我认真听取了老师的意见，并通过了指导老师的检查；完善了开题报告的内容和格式。 (2)根据题目的相关要求，完成了减速器箱体零件的分析，完成了减速器箱体的机械加工工艺过程的分析，完成了减速器加工的工艺路线方案拟订。 箱体零件分析： (一 )箱体的结构特点： 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 3 50 ,正因为它是一个母体 ,所以它是机器整体的最大零件。 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 ,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 。 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。 这 些孔虽然没有什么特殊要求。但由于分布在大型零件上，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 。 （二） 箱体的材料、毛坯及热处理： 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。 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。 得渗漏，并进行时效处理；缘每边不大于1 ;0; 1184 1184镗孔、加工轴承端盖面。 2 注： 1） 正文：宋体小四号字，行距 20 磅 ，单面打印；其他格式要求与毕业论文相同。 2） 中期报告由各系集中归档保存，不装订入册。 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 减速器箱体 零件名称 减速器 共 2 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸造 毛坯外形尺寸 380 200 180 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备 工时 /准终 单件 1 铸造毛坯 机加 2 退火 +时效热处理 机加 3 铣 粗铣下端面留余量 1精加工 机加 铣刀 ,游标卡尺 铣 精铣下端面 机加 铣刀 ,游标卡尺 铣 粗铣上端面留余量 1精加工 机加 铣刀 ,游标卡尺 铣 精铣上端面 机加 铣刀 ,游标卡尺 钻 钻底面孔 机加 花钻 ,游标卡尺 铣 粗铣两侧面留余量 1精加工 机加 铣刀 ,游标卡尺 铣 精铣量侧面 机加 铣刀 ,游标卡尺 钻 群钻合箱面孔 机加 花钻 ,游标卡尺 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 减速器箱体 零件名称 减速器 共 2 页 第 2 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸造 毛坯外形尺寸 380 200 180 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备 工时 /准终 单件 8 钻 群钻合箱面孔 机加 花钻 ,游标卡尺 钻 攻两侧面螺纹孔 机加 花钻 ,丝攻 ,游标卡尺 0 镗 镗轴承孔一 机加 刀 ,气动量仪 0 镗 镗轴承孔二 机加 刀 ,气动量仪 0 镗 镗轴承孔三 机加 刀 ,气动量仪 1 综合检验 机加 12 入库 机加 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 - 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):327 蔡伦 J2012,(1):558 程建军 ,任志超 系大型动态组合夹具在减速器箱体加工中的开发应用 J1992,(3):429 彭定 ,江荧 ,陈跃忠 J2006,(5):6110 of 982,492(5):5011 张燏 ,张秀丽 ,李妍缘 J2010,(3):11412 琚新年 范实务 J200613 王启平 M尔滨工业大学出版社， 14 朱淑萍 M械工艺出版社， 15 吴拓 M学工业出版社 ,16 王先逵 M械工业出版社， 17 , . 1998, 215:267- 278. 18 009,43(99941009. - 8 - - 9 - 1 本科毕业设计 (论文 ) 题目：减速器箱体加工工艺及工装工艺设计 I 减速器箱体加工工艺设计及工装工艺设计 摘 要 本次设计的是减速器箱体的加工工艺设计。 减速器箱体零件是减速器的基础件，它将减速器的零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运动。因此，箱体的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。 在工装夹具部分的设计中，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。 关键词： 工艺设计；基准；工装 夹具； 定位基准； 工艺路线； 切削用量 he of is of of It by of a a to is of of of In of of is in of 录 1 绪论 . 1 题背景 . 1 定工艺规程的意义与作用及其基本要求 . 1 装的设计 . 1 2 H）减速器箱体机械加工工艺 . 3 体零件分析 . 3 体的结构特点 . 3 体的材料、 毛坯及热处理 . 3 速器箱体零件的分析 . 5 速器箱体加工工艺过程分析 . 6 速器箱体的机械加工工艺过程 . 6 速器加工的工艺路线方案拟定 . 7 要表面的 加工 . 11 体的平面加工 . 11 轴孔的加工 . 11 系的加工 . 12 位基准的选择 . 13 基准的选择 . 13 基准的选择 . 14 艺尺寸的计算 . 15 工余量的 确定 . 15 削的工时定额 . 16 3 工装设计 . 37 计减速器 21 底孔夹具 . 37 计任务分析 . 37 定设计方案 . 37 削力及夹紧力的计算 . 37 向对刀设计 . 38 构分析 . 39 具的公差分析 . 39 床夹具设计 . 40 4 结论 . 47 参考文献 . 48 致 谢 . 49 毕业设计（论文）知识产权声明 . 错误 !未定义书签。 毕业设计（论文）独创性声明 . 错误 !未定义书签。 附录 1 . 错误 !未定义书签。 1 1 绪论 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： 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。 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。 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 2 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。 3 2 H）减速器箱体机械加工工艺 体零件分析 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 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 ： 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宽 3重 50 ， 正因为它是一个母体 ,所以它是机器整体的最大零件 。 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 。 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。 d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。 体的材料、毛坯及热处理 a. 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。 4 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 00 用铸造成型。 b. 毛坯的形状及尺寸的确定 (1) 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 . (2) 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。 (3) 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。 (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。 c. 毛坯的材料热处理 5 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 00。 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，为消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工时效处理，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。 速器箱体零件的分析 箱体机座零件图样如下图 图 )减速器箱体机座零件图样 附录 其主要分析为： 1. 轴孔的圆度公差 柱度公差为 面的位置度公差为 3. 轴心线对 D、 另一轴心线的垂直度为 4. 轴心线对 A、 B 的垂直度公差为 得渗漏，并进行时效处理；缘每边不大于1 ;0; 1184 1184镗孔、加工轴承端盖面。 6 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 000 2、减速器箱体结合面的表面粗糙度 3、轴承支承孔的轴线必须在结合面上，其误差不超过 4、轴承支承孔的尺寸公差一般为 面粗糙度 m，圆柱度误差不超过孔径公差的一半，孔距精度允许公差为 5、减速器箱体的底面是安装基准，保证精度为 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 速器 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 00 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。 速器箱体的机械加工工艺过程 a. 主要孔 装轴承支承孔 还有 轴承支承孔加工同前面两孔）。 b. 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、销孔在钻床上进行，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、批量大小、结构特点、尺寸重量、大小等因素。此处 还应考虑车间的条件，中间有无热处理工序。 减速器箱体整个加工工艺过程分为两大阶段，先对箱盖和机体分别进行加工，而后合箱对整体箱进行加工。 第一阶段主要完成平面、紧固孔、油塞孔和油标的加工，为整体合箱做准备。 第二阶段为合装好的箱体上加工轴承孔及其端面。 第二阶段加工完成后，还应拆箱。 7 为了保证轴承孔加工精度和拆装后的重复精度，应在两阶段之间安排钳工工序，钻铰二定位销孔，并打入定位销，如图 示。 图 )型减速器箱体装配图 附录 速器加工的工艺路线方案拟定 拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。在拟定时应充分调查研究。多提出几个方案，加以分析比较确定一个最合理的方案。 拟订工艺路线要考虑解决以下几个问题： a. 加工方法的选择 在选择各表面的加工方法时，要综合考虑以下因素： （ 1） 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（选择时见文献 3表 3 （ 2） 根据生产 类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 （ 3） 要考虑被加工材料的性质。而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 （ 4） 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技 术要求选定最终加工方法（参考文献 3表 3再选择前面各工序的加工方法。 b. 加工阶段的划分 8 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： (1) 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低， 粗糙度值大。一般粗加工的公差 等级为 糙度为 00 m。 (2) 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为 面粗糙度为 m。 (3) 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的是保证零件的形状位置 和几何精度，尺寸精度及表面粗 糙度 ,使各主要表面达到图纸要求。另外精加工工序安排在最后 ,可防止或减少 工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度。精加工的加工精度一 般为面粗糙度为 m。 (4) 光整加工阶段 对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般是为 面粗糙度为 m。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划 分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小孔之类的粗加工。 c. 工序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零 件的加工，反之为工序分散。 (1) 工序集中的特点 9 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 (2) 工序分散的特点 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要 设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。 d. 加工顺序的安排 零件的加工过程通常包括 机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。在安排加工顺序时常遵循以下原则： (1) 机械加工工序安排 1) 先粗后精，先粗加工，其次半精加工，最后安排 精加工和光整加工。 2) 先加工基准面后加工其它面。首先以粗基准定位加工出精基准，然后以精基准定位加工其它表面。例如，轴类零件通常都是先加工出两端面的顶针孔然，然后以顶针孔定位加工其它表面。箱体、底座、支架类零件，其上的平面较大，用平面定位比较稳定可靠，因此一般都是先加工平面，在加工孔，称之为“先面后孔”原则。 3) 先主后次。先安排主要的表面 的加工。主要表面指装配基准面，工作表面等；次要表面指键槽、紧固用的螺孔和光孔等。这些表面一般都与主要表面有相互位置精度要求，通常放在主要表面的半精加工之后。精加工之前。这样可以保护主要表面的光洁。 此外，为了保证加工质量要求，有些特殊零件的表面的最后精加工必须安排在部件装配之后或总装过程进行。如内燃机连杆的精镗应放在连杆盖组装后进行。用作两个连接件定位销孔，应在总装时，将两个连接件相配在一起，钻削、铰削加工，然后装上销子。 (2) 热处理工序的安排 10 热处理工序在工艺路线中的安排主要取决于热处理的目 的。有以下几种情况： 1) 退火与正火通常安排在粗加工之前。他们的主要目的是改善材料的切削加工性能和消除内应力。 2) 调质一般安排在粗加工之后，半精加工之前进行。调质使零件获的较好的综合机械性能也可使金属组织细化致密，为以后淬火和氮化减少变形作预备处理。 3) 时效处理。一般铸件通常安排在粗加工之后。高精度复杂铸件应在半精加工之前后各安排一次。刚性差的精密零件应在粗加工、半精加工、精加工多次安排时效处理。时效处理的目的是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力，稳定零件精度。 4) 淬火。分整体淬火，表面淬火 和渗碳淬火。一般安排在精加工与半精加工之间进行。表面淬火之前常要进行调质及正火处理。淬火的目的是为了使零件获得高的硬度和耐磨性。 5) 氮化。安排在精细磨之前。氮化前还需要安排调质处理，氮化能提高零件硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。 6) 发兰。表面镀层等表面处理，应安排在工艺过程之后。 (3) 辅助工序的安排 检验工序是重要的辅助工序，除每道工序操作者自检外，还应在下列加工阶段，专门安排检验工序。 1) 粗加工阶段结束之后； 2) 重要的工序的前后； 3) 工件从一个车间转到另一个 车间时； 4) 工件全部加工完毕后。 辅助工序还有去毛刺、清洗、涂防锈油、油漆等，应分别安排于工艺过程所需之处。现制定两套工艺路线，具体如下： 工艺路线方案： 工序 1铸造毛坯 工序 2退火 +时效热处理 工序 3 铣 粗铣下端面留余量 1工序 3 铣 精铣下端面 工序 4 铣 粗铣上端面留余量 1工序 5 铣 精铣上端面 工序 6 钻 钻底面孔 11 工序 7 铣 粗铣两侧面留余量 1工序 7 铣 精铣两侧面 工序 8 钻 群钻合箱面孔 工序 8 钻 群钻合箱面孔 工序 9 钻 攻两侧 面螺纹孔 上下箱体装配拧螺丝。即 合箱。 工序 10镗 镗轴承孔二 工序 10镗 镗轴承孔三 拆卸螺丝 11 综合检验 12 入库 要表面的 加工 体的平面加工 箱体平面的粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工。而我们大家所知道的是刨削箱体平面的主要特点有：刀具结构简单；机床调整方便；在龙门刨床上可以用几个刀架，在一次安装工件中，同时加工几个表面，于是，经济地保证了这些表面的位置精度。 箱体平面铣削加工的生产率比刨削高。在成批生产中，常采用铣削加工。当批量较大时，常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同 时加工几个平面，即保证了平面间的位置精度，又提高了生产率。 轴孔的加工 由于主轴孔的精度比其它轴孔精度高，表面粗糙度值比其它轴孔小，故应在其它轴孔加工后再单独进行主轴孔的精加工（或光整加工）。 目前机床主轴箱主轴孔的精加工方案有：精镗 浮动镗；金刚镗 珩磨；金刚镗 滚压。 上述主轴孔精加工方案中的最终工序所使用的刀具都具有径向“浮动”性质，这对提高孔的尺寸精度、减小表面粗糙度值是有利的，但不能提高孔的位置精度。孔的位置精度应由前一工序（或工步）予以保证。 从工艺要求上，精镗和半精镗应在不同的设备 上进行。若设备条件不足，也应在半精镗之后，把被夹紧的工件松开，以便使夹紧压力或内应力造成的工件变形在精镗工序中得以纠正。 12 系的加工 车床箱体的孔系，是有位置精度要求的各轴承孔的总和，其中有平行孔系和同轴孔系两类。 平行孔系主要技术要求是各平行孔中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺寸精度和平行精度 根据生产类型的不同，可以在普通镗床上或专用镗床上加工。 单件小批生产箱体时，为保证孔距精度主要采用划线法。为了提高划线找正的精度，可采用试切法，虽然精度有所提高，但由于划线、试切、测量都要消耗较多 的时 间，所以生产率仍很低。 坐标法加工孔系，许多工厂在单件小批生产中也广泛采用，特别是在普通镗床上加装较精密的测量装置（如数显等）后，可以较大地提高其坐标位移精度。 必须指出，采用坐标法加工孔系时，原始孔和加工顺序的选定是很重要的。因为，各排孔的孔距是靠坐标尺寸保证的。坐标尺寸的积累误差会影响孔距精度。如果原始孔和孔的假定顺序选择的合理，就可以减少积累误差。 成批或大量生产箱体时，加工孔系都采用镗模。孔距精度主要取决于镗模的精度和安装质量。虽然镗模制造比较复杂，造价较高，但可利用精度不高的机床加工出精度较高的工 件。因此，在某些情况下，小批生产也可考虑使用镗模加工平行孔系。同轴孔系的主要技术要求是各孔的同轴度精度。成批生产时，箱体的同轴孔系的同轴度大部分是用镗模保证，单件小批生产中，在普通镗床上用以下两种方法进行加工： (1) 从箱体一端进行加工 加工同轴孔系时，出现同轴度误差的主要原因是：当主轴进给时，镗杆在重力作用下，使主轴产生挠度而引起孔的同轴度误差；当工作台进给时，导轨的直线度误差会影响各孔的同轴度精度。 对于箱壁较近的同轴孔，可采用导向套加工同轴孔。对于大型箱体，可利用镗床后立柱导套支承镗杆。 (2) 从箱体两端进行镗孔 一般是采用“调头镗”使工件在一次安装下，镗完一端的孔后，将镗床工作台回转 1800，再镗另一端的孔。具体办法是：加工好一端孔后，将工件退出主轴，使工作台回转 1800，用百（千）分表找正已加工孔壁与主轴同轴，即可加工另一孔。 “调头镗”不用夹具和长刀杆，镗杆悬伸长度短，刚性好。但调整比较麻烦和费时，适合于箱体壁相距较远的同轴孔。 13 位基准的选择 在制定工艺过程时，选择定位基准的主要目的是为了保证加工表面的位置精度。因此选择定位基准的总原则应该是从有较高位置精度要求 的表面中进行选择。定位基准的选择包括粗基准和精基准的选择。 基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择的原则是： (1) 选择应加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 (2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其 余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 (3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 (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，必要时需经初加工。 (5) 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 箱体粗基准选择要求：在保证各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均匀；装入箱体内的旋转零件应与箱体内壁有足够间隙；此外还应保证定位、夹紧可靠。为了满足上述要求，一般选箱体的主要孔的毛坯孔作为粗基准。减速箱体加工的第一个面是盖或底座的结合面，由于 分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同的部分上很不规则，因而在加工盖和底座的结合面时无法用主要孔的毛坯作粗基准。而是用顶面与底面作为粗基准。这样可以保证结合面加工后凸缘的厚度叫均匀。 14 基准的选择 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并使装夹准确、牢固、方便。 精基准选择的原则是：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。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。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 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。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。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。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 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。箱体上孔与孔、孔与平面、平面与平面之间都有较高的 位置精度要求，这些要求的保证与精基准的选择有很大的关系。为此，通常优先考虑 “ 基准统一 ” 原则。使具有相互位置精度要求的大部分工序，尽可能用同一组基准定位。以避免因基准转换过多而 带来的积累误差，并且由于采用同一基准，使所用夹具具有相似的结构形式，可减少夹具设计与制造工作量、降低成本。例如车床主轴箱可以选用装配基面的底面做定位基准，在大批量生产中，则选用主轴箱顶面和 两定位销为定位基准。分离式减速箱体的结合面与装配基面底面有一定的尺寸精度和位置精度，轴承孔轴线应对结合面上，与底面也有尺寸精度和相互位置精度要求， 故加工底座结合面时，选底面为精基准，箱体和箱后的轴承孔加工仍以底面为主要定位基准。若箱体尺寸较小而批量很大时，可与底面上的两定位孔组成典型的一面两孔定位方式。这样既符合 “ 基准统一 ” 原则，又符合 “ 基准重合 ” 原则，有利于保证轴承孔轴线与结合面重合度及与装配基面的尺寸精度和平行度 7。 15 艺尺寸的计算 工余量的确定 参照
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