减速机箱体毕业设计说明书

机械制造工艺与夹具设计机械制造工艺与夹具设计 毕业设计说明书毕业设计说明书 指指导导老老师师 设设计计时时间间 2011 9 29 2011 9 25 设设计计班班级级 姓姓 名名 学学 号号 2 题题 目目 减速机箱体的工艺与夹具减速机箱体的工艺与夹具 专专 业业 机械制造与自动化机械制造与自动化 班班 级 级 学生姓名 学生姓名 学号学号 1111 月月 1414 日日 至至 1 1 月月 1 1 日日 共共 7 7 周周 一 设计内容一 设计内容 需要完成减速机箱体的加工工艺设计 包括分析零件结构工艺 性 编排合理的加工工艺过程 选择各加工工序合理的切削用量 填写零件的加工工艺卡片 完成给定加工面的专用夹具设计等 二 设计原始数据及要求二 设计原始数据及要求 已知已知 减速机箱体的零件图 一张 设计任务 1 绘制减速机箱体零件图 2 绘制减速机箱体毛坯图 3 拟定工艺路线 并会出工艺流程图 4 编写课程设计说明书 要求 3000 4000 字以上 三 设计完成后提交的文件和图表三 设计完成后提交的文件和图表 1 计算说明部分 设计说明书一份 2 图纸部分 减速机箱体零件图一张 3 减速机箱体毛坯图一张 3 减速机箱体加工工艺规程卡片一套 4 夹具装配图一张 夹具非标零件图全套 四 毕业设计进程安排四 毕业设计进程安排 序号 设计个极端工作内容时间分配 起止日期 1确定设计题目并查阅相关数据2011 11 14 2011 11 21 2绘制减速机箱体零件图及毛坯图等2011 11 21 2011 12 5 3制定减速机箱体工艺设计并编制工艺规程考 片一套 2011 12 5 2011 12 19 4设计某工序加工的专用夹具一套2011 12 19 2011 12 26 5编写毕业时及说明书一份2011 12 26 2012 1 1 五 主要参考数据五 主要参考数据 1 金属机械加工工艺人员手册 2 机床夹具设计手册 3 夹具 非标准夹紧装置 4 摘摘 要要 本文主要论述了减速机箱体的加工工艺及其夹具设计 减速机 箱体的尺寸精度 形状精度以及位置精度的要求都很高 因此在安 排工艺过程时 就需要把各主要表面的粗精加工工序分开 逐步减 少加工余量 切削力及内应力的作用 并修正加工后的变形 就能 最后达到零件的技术要求 机械加工工艺是企业上品种上质量上水平 加速产品更新 提 高经济效益的技术保障 然而夹具又是制造系统的重要部分 工艺 对夹具的要求也会提高 专用夹具 成组夹具 组合夹具和随行夹 具都朝着柔性化 自动化 标准化 通用化和高效化方向发展以满 足加工要求 所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意 义 关键词关键词 减速机箱体 加工工艺 夹具设计减速机箱体 加工工艺 夹具设计 5 目录目录 摘摘 要要 4 绪绪 论论 6 一 一 减速机箱体的结构特点减速机箱体的结构特点 6 二 二 本次设计内容本次设计内容 8 一一 产品结构和工艺分析产品结构和工艺分析 8 二二 工艺路线拟定工艺路线拟定 17 三三 夹具设计夹具设计 17 一一 专用夹具的基本要求专用夹具的基本要求 17 二二 专用夹具的设计步骤专用夹具的设计步骤 18 三三 夹具选材夹具选材 18 四 四 夹具的热处理夹具的热处理 18 四四 零件在夹具上定位基准的选择零件在夹具上定位基准的选择 19 五五 确定夹具的结构确定夹具的结构 19 设计小结设计小结 20 6 绪绪 论论 一 一 减速机箱体的结构特点 减速机箱体的结构特点 减速机箱体属于典型的 杂件 类零件 不但精度要求高 形 状复杂 制造难度大 而且批量大 本篇论文详细介绍了其加工方 法的拟订和确立 并对加工中某工序所采用专用夹具进行设计 从 工艺与专用夹具的方向进行了一定的探讨 制造工艺的发展情况 随着科学技术的发展 各料 新工艺和新技术不断涌现 机械 制造工艺正向高质量 高生产率和低成本方向发展 电火花 电解 超声波 种新材激光 电子束和离子束加工等工艺的出现 已突破 传统的依靠机械能 切削力进行切削加工的范畴 可以加工各种难 加工材料 复杂的型面和某些具有特殊要求的零件 数控机床的出现 提高了更新频繁的小批量零件和形状复杂的 零件加工的生产率及加工精度 特别是计算方法和计算机技术的迅 速发展 大大推进了机械加工工艺的进步 使工艺过程的自动化达 到了一个新的阶段 目前 数控机床的工艺功能已由加工循环控制 加工中心 发展到适应控制 加工循环控制虽可以实现每个加工工 序的自动化 但不同的工序中刀具的更换及工件的重新装夹 仍须 人工来完成 加工中心是一种高度自动化的多任务序机床 能自动 完成刀具的更换 工件的转位和定位 主轴和进给量的变换等 使 工件在机床上只安装一次就能完成全部加工 因此 他可以显著缩 7 短辅助时间 提高生产率 改善劳动条件 适应控制数控机床是一 种具有 随机应变 功能的机床 他能在加工中 根据切削条件的 变化 自动调整切削条件 是机床保持最佳状态下进行加工 因而 有效提高加工效率 扩大品种 更好的保证了加工质量 并达到最 大的经济效率 近年发展起来的以计算机为行动中心 完成加工 装卸 运输 管理的柔性制造系统 具有监视 诊断 修复 自动转位加工产品 的功能 使多品种 中小批量生产实现了加工 自动化 大大促进了自动化的进程 尤其是将计算机辅助设计 与制造结合起来而形成的计算机集成制造系统 是加工自动化向智 慧化方向发展的又一关键性技术 并进一步朝着网络化 集成化和 智慧化的方向发展 夹具的发展趋势 工艺装备的设计 制造 使用和管理 体现着一个企业的工艺 技术水准 夹具设计与制造又是制造环境中的生产准备周期时间和 加工成本的重要因素 工装设计水平的高低 很大程度上反映出企 业制造能力的高低 夹具设计与制造是机电产品设计与制造的一项重要步骤 传统 的夹具设计制造时需大量的工时消耗和金属材料的消耗 目前 基 于特征参数化技术已在机电产品设计与制造的各个阶段得到广泛的 应用 夹具设计也必须向标准化 系统化 参数化方向发展 而且 8 为了适应我国加入 WTO 后机电产品的创新能力和尽快机电产品设计 制造的全程仿真 快速组合夹具的发展正是适应了这种要求 夹具是机械加工不可缺少的部件 在机床技术向高速 高 效 精密 复合 智慧 环保方向发展的带动下 夹具技术正朝着 高精 高效 模块 组合 通用 经济方向发展 二 二 本次设计的内容 本次设计的内容 本设计主要是针对减速机箱体工艺及端面孔加工夹具的设计 夹具设计是组合机床设计中的重要部分 夹具设计的合理与否 直 接影响到被加工零件的加工精度等参数 在设计中 设计的主要思 路是用工件以已加工端面为定位基准 夹具体的两凸台面和圆柱销 固定圆柱销定位 工件以手动夹紧 具体的设计思路是 首先确定工件的已加工端面定位方式 通 过夹具体的凸台 圆柱销定位 采用一面一孔双挡销定位 限制 6 个自由度 一 产品结构和工艺分析一 产品结构和工艺分析 1 首先要拟定工艺过程 必须理解拟定工艺过程的原则 首先要拟定工艺过程 必须理解拟定工艺过程的原则 拟定工艺过程的原则 1 先面后孔的加工顺序 9 箱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 是箱体加工的一般规律 因为主要平面是箱体往机 器上的装配基准 先加工主要平面后加工支承孔 使定位基准与设 计基准和装配基准重合 从而消除因基准不重合而引起的误差 另 外 先以孔为粗基准加工平面 再以平面为精基准加工孔 这样 可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准 并且加工平面时切去了铸 件的硬皮和凹凸不平 对后序孔的加工有利 可减少钻头引偏和崩 刃现象 对刀调整也比较方便 2 粗精加工分阶段进行 粗 精加工分开的原则 对于刚性差 批量较大 要求精度较 高的箱体 一般要粗 精加工分开进行 即在主要平面和各支承孔 的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工 这样 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 并且有利于合理地选用设备等 粗 精加工分开进行 会使机床 夹具的数量及工件安装次数 增加 而使成本提高 所以对单件 小批生产 精度要求不高的箱 体 常常将粗 精加工合并在一道工序进行 但必须采取相应措施 以减少加工过程中的变形 例如粗加工后松开工件 让工件充分冷 却 然后用较小的夹紧力 以较小的切削用量 多次走刀进行精加 工 10 3 合理地安排热处理工序 为了消除铸造后铸件中的内应力 在毛坯铸造后安排一次人工 时效处理 有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理 以 便消除残留的铸造内应力和切销加工时产生的内应力 对于特别 精密的箱体 在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效 如坐标镗床主轴箱箱体 箱体人工时效的方法 除加热保温 外 也可采用振动时效 2 设计的目的 设计的目的 机械制造技术设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的 重要实践性教学环节 它要求学生能全面综合地运用所学的理论和 实践知识 进行零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计 其基本 目的是 1 培养工程意识 2 训练基本技能 3 培养质量意识 4 培养规范意识 3 设计的基本任务与要求 设计的基本任务与要求 设计任务 1 设计减速机箱体零件的加工工艺规程 2 设计一个专用夹具 11 3 编写设计说明书 根据设计任务做出减速机箱的基本设计任务 1 绘制零件工件图一张 2 绘制毛坯 零件合图一张 3 编制机械加工工艺规程卡片一套 4 编写设计说明书一份 5 收集和研究原始资料 为夹具结构设计做好技术准备 6 初步拟定夹具结构方案 绘制夹具结构草图 进行必要的理 论计算和分析 选择最佳的夹具结构方案 确定夹具精度和夹具总 图尺寸 公差配合与技术要求 7 绘制夹具总图和主要非标准件零件图 编写设计说明书 8 编制夹具特殊使用维护 操作 制造方面的说明或技术要求 设计基本要求 1 内容完整 步骤齐全 2 设计内容与说明书的数据和结论应一致 内容表达清楚 图纸准确规范 简图应简洁明了 正确易懂 3 正确处理继承与创新的关系 4 正确使用标准和规范 5 尽量采用先进设计手段 根据设要求做出减速机箱的基本设计要求 1 应保证零件的加工质量 达到设计图纸的技术要求 12 2 在保证加工质量的前提下 尽可能提高生产效率 3 要尽量减轻工人劳动强度 必须考虑生产安全 工业卫生等措施 4 在立足本企业的生产条件基础上 尽可能采用国内外新技术 新 工艺 新装备 5 工艺规程应正确 完整 简洁 清晰 6 工艺规程应满足规范化 标准化要求 7 夹具设计保证工件的加工精度 8 提高生产效率 9 工艺性好 10 使用性好 11 经济性好 4 设计说明书的编写 设计说明书的编写 说明书要求系统性好 条理清楚 语言简练 文字通顺 字迹工整 图例清晰 图文并茂 充分表达自己的见解 力求避免抄书 5 方法和步骤 方法和步骤 1 生产纲领的计算与生产类型的确定 生产类型生产纲领 件 年 13 小批生产 中型零件 4 30KG 10 200 表 1 1 生产纲领和生产类型的关系 2 零件图审查 2 1 了解零件的功用及技术要求 熟悉用途 机械传动有级调速 性能及工作条件密封 保证齿轮系 中无杂 无灰层进入 机油润滑 在产品中的位置 处于电机与执 行机构之间 和功用 齿轮间的传动比来改变转速 2 2 分析零件的结构工艺性 零件的结构工艺分析主要应考虑以下几个方面 1 零件的尺寸公差 形位公差和表面粗糙度的要求应经济合理 重要尺寸精度 35 40 47 公差在 0 025 之内 形位公差垂直 度要求 0 05 之内 一般尺寸精度为 9 11 级 2 各加工表面的几何形状应尽量简单 3 有相互位置要求的表面应尽量在一次装夹中加工 该箱体在加工时 对 35 和 40 二孔加工要保证孔与孔的孔距高 度方向在 33 0 03 及孔与孔轴线垂直度在 0 05 之内 故对 35 和 40 加工时采用一次定位安装来加工 3 毛坯选择 3 1 毛坯的种类 铸件 HT15 33 适用于形状复杂的毛坯 良好的 耐磨性 抗震性 切削加工性和铸造性能 表 1 6HT 的牌号 性 能及主要用途 机械制造基础 14 3 2 铸件制造方法的选择 毛坯制造方法应与材料的工艺性 零件的结构形状及大小 生产类 型及特点以及工厂的现有条件相适应 毛坯种类制造精度 IT 加工余量原材料工件尺寸工件形状 金属模铸 造 10 级以上小 HT15 33 各种尺寸复杂 表 1 2 各类毛坯的特点及应用范围 3 3 铸件的尺寸公差与加工余量 3 3 1 铸件的尺寸公差 GB6414 1986 规定 铸件尺寸代号为 CT 分 16 级 公差等级 CT 造型材料 灰铸铁 45 9 10 表 1 6 3 3 2 铸件加工余量表 1 6 用于成批和大量生产与铸件尺寸公差 配套使用的铸件机械加工余量等级和表 1 7 铸件尺寸公差配套使用 的铸件机械加工余量 机械制造技术课程设计 15 3 3 3 铸件最小孔径 表面类型成批生产 通孔 15 30MM 表 1 7 3 3 3 毛坯 零件合图 用查表法确定各表面的加工总余量和余量公差 表 1 6 用于成批和大量生产与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加 工余量等级和表 1 7 铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量 机械制造技术课程设计 3 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 机械制造基础 P254 粗基准的选择原则 1 应选择不加工表面为粗基准 2 对于具有较多加工表面的工件 粗基准的选择 应合理分 配各加工表面的加工余量 以保证 1 各加工表面都有足够的加工余量 2 对某些重要的表面 尽量使其加工余量均匀 16 3 使工件上各加工表面总的金属切除量最小 3 作为粗基准的表面 应尽量平整 没有浇口 冒口或飞边 等其它表面缺陷 以便定位准确 4 同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次 精基准的选择原则 1 基准重合原则 2 基准统一原则 3 互为基准原则 4 自为基准原则 3 4 1 夹具设计研究原始资料 1 研究加工工件图样 了解该工件的结构形状 尺寸 材料 热处理要求 主要是表面的 加工精度 表面粗糙度及其他技术要求 2 熟悉工艺文件 明确以下内容 1 毛坯的种类 形状 加工余量及其精度 2 工件的加工工艺过程 工序图 本工序所处的地位 本工 序前已加工表面的精度及表面粗糙度 基准面的状况 3 本工序所使用的机床 刀具及其他辅助工具的规格 4 本工序所采用的切削用量 3 4 2 拟定夹具的结构方案 1 确定夹具的类型 2 确定工件的定位方式及定位元件的结构 17 工件的定位方式主要取决于工件的加工要求和定位基准的形状 尺 寸 分析加工工序的技术条件和定位基准选择的合理性 遵循六点 定位原则 按定位可靠 结构简单的原则 确定定位方式 常见的 定位方式有平面定位 内孔定位 外圆定位和组合表面 一面两销 定位等 在确定了工件的定位方式后 即可根据定位基面的形状 选取相应的定位元件及结构 二 工艺路线的拟定二 工艺路线的拟定 1 基准面加工 2 大头孔加工 3 小头孔加工 4 另端面加工 其中工艺过程设计大致采用 铸造 粗加工 精加工 检验 入库 三 夹具设计三 夹具设计 一 一 专用夹具的基本要求 专用夹具的基本要求 a 保证工件的加工精度 b 提高生产率 c 工艺性好 d 实用性好 18 e 经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单 标准化程度高 成本低廉外 还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析以提高夹具在生 产中的经济效益 二 二 专用夹具的设计步骤 专用夹具的设计步骤 1 明确设计任务和收集设计数据 铣削端面所要设计的夹具其设计任务主要是对其进行定位和夹 紧与一些辅助支撑 对工件进行六点支撑 使工件定位可靠 操作 安全 设计数据的收集主要是机床夹具设计手册和机械加工工艺手 册等 2 机床夹具的组成 a 定位装置 b 夹紧装置 c 对刀或导向装置 d 连接组件 e 夹具体 f 其它装置或组件 三 三 夹具的选材 夹具的选材 根据零件图的加工条件可以知道 夹具可以由铸造成型 选用 HT