WG20型蜗杆减速箱体加工工艺规程及夹具设计【含11张cad图纸+文档全套资料】
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本科生毕业设计(论文)文献综述设计 (论文)题目蜗杆减速箱体工艺及工装设计作者所在系别机械工程系作者所在专业机械设计制造及其自动化作者所在班级B13113作 者 姓 名王玮作 者 学 号20134011321指导教师姓名黄卫指导教师职称副教授完 成 时 间2017年3月北华航天工业学院教务处制说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述蜗杆减速箱体工艺及工装设计文献综述摘要：本文主要介绍了涡轮减速器箱体的结构特点以及箱体类零件的发展趋势。箱体零件加工属于典型零件加工，由于箱体零件结构比较复杂，加工工艺也相对复杂。通过对相关文献资料的学习，对一些先进的变速箱有了一定的了解。由于本次设计与所学专业联系密切，不仅能够很好的复习、运用在四年里学习过的知识，而且还能让我们把各科的知识贯通起来，更全面了解零件加工工艺过程和相关的夹具设计。关键词：减速器夹具加工工艺AliteraturereviewontheprocessofthegearboxandthedesignoftheworkdesignAbstract:Thisarticlemainlyintroducedthestructurecharacteristicsofthewormgear reducerboxandthedevelopmenttrendofbodyparts.Boxpartsandprocessingaretypical machiningpartsboxpartsmorecomplexstructure,theprocessingtechnology is relativelycomplex.Throughlearningrelevantliterature,haveacertainunderstanding ofsomeoftheadvancedgearbox.Becausethedesignmajorcloselynotonlygoodreview,usfouryearslearningknowledge,butalsoallowsusto linkupthebranchesof knowledge a more comprehensiveunderstandingofthepartsmachiningprocessand relatedfixture designKeywords：reducerfixtureprocessing前言减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。箱体是机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体，并保持正确的相互位置，彼此协调工作，以传递动力、改变速度、完成机器或部件的预定功能，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异。在科学技术飞速发展的今天，先进加工工艺亦日新月异，20世纪7080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。改革开放后，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种箱体零件的设计及制造技术。1 蜗杆减速箱体的主要特点及技术要求蜗杆减速箱体有许多精度要求不同的孔和平面组成，内部结构比较简单，但壁的厚薄不均匀，加工的难度较大。弄清箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件的各孔系自身的精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。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。1.1 主要表面的加工（1）箱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。刨削箱体平面的主要特点是：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。（2）孔系加工减速器箱体的孔系，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量生产中也广泛采用，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，采用坐标发加工孔系时，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。2 国内外研究现状2.1 我国减速器箱体的发展现状我国减速器产品的技术多源于美国、德国、日本几个国家，引进技术多为国外上世纪8090年代的产品。作为高级技术领域的变速器在国内漫长的引进消化过程中如今已有长足的进步，能够在原有技术引进的基础上，通过改型自行开发出符合配套要求的新产品，每年变速器行业都能有十几个新产品推向市场。但从当今变速器的发展情况来看，在新产品开发上国内变速器仍然走的是一般性的开发过程，没有真正的核心技术产品；从国内变速器市场容量来看，有三分之一的产品来自进口，而另外三分之二的产品中有80%以上源自国外技术，国内自主开发的变速器产品销量很小，从而说明国内变速器厂家的自主开发能力仍然很薄弱，应对新型配套产品的能力远远不够，就足以说明国内的变速器企业仍然很渺小，在技术方面仍然有很长的路要走。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（500kw以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。2.2 国外减速器箱体的发展现状目前，德国FLENDER、比利时HANSEN、日本住友等公司在减速器制造业处于技术领先地位，国内企业通过改进设计方法、制造工艺使减速器的品质不断提高，部分中、低端产品已经可以和国外的部分产品相媲美，但与FLENDER等公司相比，在产品性能、外观造型等方面仍存在一定差距。其根本原因是在设计理念、设计方法上存在一定差异。例如，在设计理念上，国外公司重视减速器外观造型的设计，由此树立品牌特征，而国内企业往往只注重产品的性能而忽略了外观设计；在设计方法上，国外公司在20世纪80年代将模块化设计应用于减速器，而国内直到20世纪末才引进模块化的概念。实践证明，设计方法的改进与创新对缩小国内外减速器的差距至关重要。蜗杆箱体在各行各业应用广泛，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。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创。3 减速器发展趋势在科学技术飞速发展的今天，先进加工工艺亦日新月异，主要有以下发展趋势：(1)采用模拟技术，优化工艺设计。(2)成形精度向近无余量方向发展。(3)成形质量向近无“缺陷”方向发展。(4)机械加工向超精密、超高速方向发展。(5)采用新型能源及复合加工。解决新型材料的加工和表面改性难题。(6)采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制。(7)采用清洁能源及原材料、实现清洁生产。(8)加工与设计之间的界限逐渐淡化，并趋向集成及一体化。(9)工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展。4 本课题主要研究的内容有： 分析零件图在设计开始时，我们应认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节都应仔细分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件的各孔系自身的精度（同轴度、圆度、 粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。我们采用AutoCAD 软件绘制零件图，一方面增加 对零件的了解认识，另一方面增加我们对CAD 软件的熟悉。 工艺分析箱体零件的工艺分析是整个设计的重点内容，在设计过程中，我们必须根据批量等严格地选择毛坯、拟定工艺路线（注意：基准选择、定位、夹紧等问题）、 确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额和每一步的工时以及分析定位误差，为了与实际加工相吻合，我们还必须对加工设备、切削用量、加工方法等进行选择和设计，这个阶段内容较多，涉及的范围也较广。为了设计的参数合理，我们必须广泛的查阅相关的书籍，达到设计的合理性和实用性。设计两套专用夹具 在设计夹具的过程中主要要考虑的问题有： 基准选择：在选择基准的时候，要注意区分粗基准与精基准以及要了解基准的选择原则，同时要知道基准的选择既要满足选择原则，同时还要方便定位和夹紧，以免引起不必要的加工误差，在基准选择完之后就要考虑用什么元件进行定位。 限制的自由度：在装夹的过程中，要注意自由度的限制，必须做到准确 的定位，不能出现欠定位或过定位。 夹紧机构：设计夹紧机构时必须计算分析夹紧力和切削力，不能出现夹 紧力过小而使工件在切削的过程中出现松动而影响精度，也不能出现因夹紧力过 大而使工件变形影响工件质量。同时，还要根据零件生产批量和生产率的考虑来 选择夹紧方式（手动、气动或液压夹紧）。 夹具的用途：为了工件定位准确和夹紧的快速，提高效率和降低工人的劳动强度，提高箱体零件加工精度和安装找正方便。还要考虑夹具与机床的匹配，即机床的工作台尺寸和结构能否满足夹具的安装。在夹具设计过程中，我们统一采用以底面为主要定位面来进行加工，因为我们未专门学习过夹具的设计和计算，所以工件量大大地增加了，只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算，所以夹具的设计是整个设计的重点，也是一个难点。 夹具的设计必须要保证夹具的准确定位和机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。我将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题。 总结蜗杆箱体加工属于典型零件加工，由于箱体零件结构比较复杂，加工工艺也相对复杂。夹具的设计关系到零件在加工过程中的位置是否准确、可靠、装夹方便和安全，也关系到机加工的精度。机械加工工艺制定的正确与否，直接关系到产品是否能够顺利进行机械加工，是产品加工能否达到所需的尺寸精度和表面粗糙度要求的关键，也关系到零件加工的经济性。在当今世界形势下，开发和生产具有自主知识产权、适合我国国情的涡轮箱体零件，具有良好的发展前途。参考文献1张亚明. 机床夹具分类与构成J. 科技资讯.2008,46(5)：2-5.2孟少农.机械加工工艺手册M. 北京：机械工业出版社，2003.3濮良贵，纪名刚等著.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社,20064孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）.高等教育出版社,20065赵志勇,王丽杰. 机械加工工艺规程的发展J. 科技资讯.2009,(6)：25-29.6朱耀祥，浦林祥. 现代夹具设计手册M. 北京：机械工业出版社,2010：2-37钟春明 减速箱箱体加工工艺及夹具设计 科技向导 2014 -2-18梁锡昌 减速器的分类创新研究 机械工程学报 2011-0
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