减速箱体课程设计说明书讲解

1、机械制造技术基础课程设计说明书课程设计说明书设计题目：设计题目：设计减速箱体的机械加工工艺规程及工艺装备设计者：设计者： XXX班级：班级：XXXX学号：学号： XXXXXXXXX指导教师：指导教师： XXXX 大学2011 年 6 月 272011 年 7 月 8无江南大学大学机械制造技术基础课程设计任务书机械制造技术基础课程设计任务书题目题目：设计“减速箱体”零件的机械加工工艺规程及指定夹具设计内容内容：零件图1 张毛坯图1 张机械加工工艺过程综合卡片1 张夹具装配图1 张机械加工工序卡片1 套夹具体零件图1 张课程设计说明书1 份生产纲领：中批或大批生产（生产纲领：中批或大批生产（400

2、0 件件/年）年）班班 级：级：机械 XXXX学学 号：号：XXXXXXXXX学学 生：生：XXX2011 年 6 月 272011 年 7 月 8无目录目录序言.4一、零件的工艺分析及生产类型的确定. 41、零件的作用.42、零件的工艺分析.43、零件的生产类型.5二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图. 51、选择毛坯.52、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定.53、设计毛坯图.6三、选择加工方法，制订零件的机械加工工艺路线.81、定位基准的选择.82、零件表面加工方法和工艺路线的确定.8四、工序设计.101、选择加工设备与工艺设备. 102、选择夹具.103、选择刀具.104、选择量具.1

3、1五、确定切削用量及基本时间.111、工序 4 切削用量及基本时间的确定. 112、工序 7 切削用量及基本时间的确定.12六、夹具设计.161、问题的提出.162、定位方式与定位基准的选择. 163、定位销长度的分析.164、定位误差的分析与计算. 175、夹具设计.19设计小结.21参考书目.22无序言序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。 这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题， 设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，

4、提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。一、零件的工艺分析及生产类型的确定一、零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的作用、零件的作用题目所给的零件是减速箱体，箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之白吃正确的相互位置，以传递扭矩或改变转速来完成规定的运动，故箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。2、零件的工艺分析、零件的工艺分析箱体类零件的结构比较复杂，薄壁且不均匀，加工表面多，其主要加工表面是平面和孔。通常平面的加工精度比较容易保证，

5、而精度比较高的支承孔以及孔与孔之间、 孔与平面之间的相互位置精度则比较难保证， 往往成为生产中的关键。所以在制定箱体加工工艺过程时，应该将如何保证孔的位置精度作为重点来考虑。此外，还应该特别注意箱体的生产批量和工厂的具体生产条件。通过对该零件的重新绘制，只原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该箱体需要加工的主要表面是三对支承孔、螺纹孔及底面（装配基准面） 、顶面和左右外侧平面。三对支承孔是垂直关系。孔的公差为 H7，表面粗糟度 Ra1.6um、Ra3.2um、Ra6.3um。由零件图可知，零件的材料 HT150，该材料无具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，切削加工性，铸造性，

6、价格便宜，制造方便，但塑性较差，脆性高，适用于承受较大应力，耐磨的零件。3、零件的生产类型、零件的生产类型根据设计题目知：Q=4000 台/件， ；结合生产实际，备品率和废品率分别取0.1 和 0.01，带入公式（2-1）得生产纲领 N=4000*1*（1+0.1）*（1+0.01）=4444件/年。生产批量为大批量生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、选择毛坯、选择毛坯该箱体零件的结构形状比较复杂，生产批量大，所以毛坯选择铸件，零件材料为 HT150。为了消除铸造应力，稳定加工精度，铸造后安排退火处理。2、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定、毛坯

7、尺寸公差与机械加工余量的确定根据箱体零件图计算轮廓尺寸，长 180mm，宽 170mm，高 127mm,所以零件的最大轮廓尺寸为 180mm。由表 5-1 得，铸造方法选择机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到公差等级CT 范围为 8 到 12 级，所以选择 10 级。根据加工面的基本尺寸和铸件的公差等级 CT， 由表 5-3 查得公差带相对于基本尺寸对称分布。由表 5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到机械加工余量等级范围 E 到 G 级，取为 F 级。对于所有加工表面的机械加工余量取同一个值， 由表 5-4 查得最大轮廓尺寸为 180mm、机械加工余量等级为 F 级，得 RMA 数值

8、为 2mm。求毛坯尺寸：R127=127+3.6/2+2=130.8R130=130+3.6/2+22=135.8R117=117+3.6/2+22=122.8无R15=15+2.2/2+2=18.1R40=40-22-2.6/2=34.7R35=35-22-2.6/2=29.7R42=42-22-2.8/2=36.6表表 1 减速箱体铸件毛坯尺寸公差与加工余量减速箱体铸件毛坯尺寸公差与加工余量公差等级 CT10101010101010加工基本面尺寸12713011715403542尺寸公差3.63.63.62.22.6262.8机械加工余量等级FFFFFFFRMA2222222毛坯基本尺寸1

9、30.8133.8120.818.134.729.736.43、设计毛坯图、设计毛坯图无无三、选择加工方法，制订零件的机械加工工艺路线三、选择加工方法，制订零件的机械加工工艺路线1、定位基准的选择、定位基准的选择由于铸件没有预铸孔，不能选铸孔为粗基准。考虑到底脚伸展面积大、厚度薄，上下均需要加工，可互为基准面加工上下两面，这样有利余保证上下面的加工质量。底板侧面可以用底面和对面作定位，粗铣即可保证加工质量。2、零件表面加工方法和工艺路线的确定、零件表面加工方法和工艺路线的确定用上述精基准定位，加工两锥孔，后续加工可一面两销定位。在镗模上精镗两对支承孔，能满足图纸要求的位置精度，且生产率比较高。

10、镗孔应该在左右侧面加工后进行， 以确保同轴孔系的同轴度。 镗孔前的预备粗镗和半精镗精镗。 平面的加工应该在镗孔前进行。其终加工用半精铣就能达到要 求。其预备工序是粗铣。加工表面表面粗糙度公差、 精度等级加工方法侧面3.2IT11粗铣半精铣上平面3.2IT11粗铣半精铣下平面6.3IT12粗铣底板上面6.3IT12粗铣侧面3.2IT11粗铣半精铣锥孔81.6IT8钻孔铰孔孔426.3IT11粗镗孔471.6IT8粗镗半精镗精镗孔7525IT13粗镗孔351.6IT8粗镗半精镗精镗孔401.6IT8粗镗半精镗精镗沉头孔25IT11钻孔锪孔螺纹 M5-7H钻孔攻丝无为了消除铸造应力，稳定加工精度，铸

11、造后安排退火处理。为了保证加工精度，平面和孔隙的粗精加工划分成不同的工序。综合以上个项，可设计以下二种工艺路线：工艺路线一：工序一.上下表面互为基准，进行粗铣半精铣加工工序二.粗铣底座上面，侧面工序三.钻8 锥孔，铰8 锥孔工序四.粗铣半精铣侧面工序五.粗镗半精镗侧面40,35 孔工序六.精镗侧面40,35 孔工序七.粗镗底面42 粗镗47 粗镗75 半精镗47 孔工序八.精镗底面47 孔工序九.钻 M5-H7 螺纹孔，钻底面9/15 孔，锪沉头孔工序十.攻钻 M5-H7 螺纹工艺路线二：工序一.粗铣下平面，保证粗糙度 Ra6.3工序二 粗铣上平面，半精铣上平面工序三.粗铣底板上表面工序四.

12、钻底板上的孔，绞孔至8，保证粗糙度 Ra1.6工序五. 钻底板另一侧的孔，绞孔至9，锪沉头孔14，以后的工序采用底板对角线上的两个孔定位工序六.粗铣半精铣侧面，保证粗糙度 Ra3.2工序七.粗镗35，40 的孔，半精镗35，40 的孔，精镗35，40 的孔，保证粗糙度 Ra1.6工序八.粗镗42，47，75，半精镗47 保证形位要求工序九.精镗47，保证粗糙度 Ra1.6工序十.钻上平面 44 的孔工序十一.攻 4M5-7H 深 12 的螺纹无工序十二.钻35 孔周围4 的孔工序十三.攻35 孔周围 M5-7H 的螺纹工序十四.钻40 孔周围4 的孔工序十五.攻40 孔周围 M5-7H 的螺纹

13、工序十六.钻底面47 孔周围4 的孔工序十七.攻底面47 孔周围 M5-7H 深 10 的螺纹工序十八.检验工序十九.去毛刺工序二十.内壁涂黄漆，非加工面涂底漆经过比较，考虑安全性，精度保持性，技术经济性和夹具复杂程度，选择工艺路线二进行加工。四、工序设计四、工序设计1、选择加工设备与工艺设备、选择加工设备与工艺设备工序一到工序五是粗铣和半精铣，各工序的工步步多，成批生产部要求很高的生产率，加工精度也不是要求很高，所以选用铣床就能满足要求。本零件的外轮廓尺寸不大，精度要求也不是很高，所以选用 X52K 铣床。工序七到工序十三是粗镗，半精镗，精镗 2-35，2-40，42，47，75的孔，应在镗

14、床上进行。其他工序为钻孔，应该在钻床上加工。2、选择夹具、选择夹具本箱体零件外形比较复杂，应在专用夹具上进行加工。3、选择刀具、选择刀具根据不同的工序选用补同的刀具。在粗铣和半精铣的工序中根据表 5-104 选用盘铣刀；在钻孔和镗孔的工序中选用麻花钻和镗刀。无在绞孔时用细柄机用和手用丝锥。4、选择量具、选择量具本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。（1）选择加工孔用量具（A） 粗镗孔35,40,42,从表 5-108 中选取读数值 0.01mm， 测量范围 2550mm的内径千分尺即可。粗镗孔75 选择读书 0.01mm，测量范围 50175 的内径千分尺即可。（B） 半精镗35,4

15、0,42,选用读数值 0.01mm， 测量范围 1535mm， 和 3550mm的内径百分尺即可。（C）精镗孔，由于精度要求较高，加工时每个工件都需要测量，故选用极限量规。选择锥柄圆柱塞规。（2）长度测量选用两用/双面游标卡尺。五、确定切削用量及基本时间五、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量pa，进给量f和切削速度v，确定顺序是先确定pa、f再确定v。1、工序、工序 4 切削用量及基本时间的确定切削用量及基本时间的确定（1）切削用量本工序为钻孔，刀具选用直柄麻花钻，直径 d=7.5，和硬质合金直柄机用铰刀。 。1 确定进给量 f由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给2 选择钻头磨钝标准及

16、耐用度。根据表 5-130，钻头后刀面最大磨损限度为0.8mm，寿命 T=60min。扩孔后刀面最大磨损限度为 1.4mm，寿命 T=60min。铰和精铰孔后刀面最大磨损限度为 0.9mm，寿命 T=120min。无3 确定切削速度 v由表 5-132，b=670MPa的 45 钢加工性属 5 类。根据表5-134，暂定进给量 f=0.05mm/r。由表 5-134，可查得 vc=50m/min，n=400r/min。由表 5-136 查得铰孔时进给量为 f=0.2mm/r，切削速度 vc=50m/min，主轴转速n=68r/min，背吃刀量 ap=0.05。根据 Z525 立式钻床选择主轴实

17、际转速。（2）基本时间钻 3 个8mm 深 15mm 的通孔，铰 2 个8mm 深 15mm 的通孔，锪钻底面沉头孔基本时间约为 50s。2、工序、工序 7 切削用量及基本时间的确定切削用量及基本时间的确定粗镗、半精镗、精镗侧面35，40 的孔切削用量（1）粗镗35 的孔选用刀具为 YG3X 硬质合金， 直径为 20mm 的圆形镗刀。A、切削用量a、确定确定进给量f根据参考文献表 15-25 可查出mmf8 . 030. 0，取mmf5 . 0。b、确定背吃刀量pa因其单边余量：Z=2.65mm所以铣削深度pa：2pammc、确定切削速度v根据参考文献表 15-25，得smv/5 . 165.

18、 0，取smv/0 . 1min/3411000rdvn查表 5-56，选择min/370rn ，则实际切削速度为min/80rv B、基本时间由表 2-24，知机动时间32112,lllddLifnLTjmmctgctgkDlr8 . 72120220)21 (21则sTj4 .24237045. 048 . 722（2）半精镗35 的孔所选刀具为 YT15 硬质合金，直径为 20 mm 的圆无形镗刀。A、切削用量确定进给量f根据参考文献表 15-25 可查出mmf6 . 020. 0，取mmf2 . 0。因其单边余量：Z=0.65mm所以铣削深度pa：6 . 0pamm确定切削速度v根据参

19、考文献表 15-25，得smv/66. 10 . 1，取smv/3 . 1min/4101000rdvn差表 5-56，选择min/460rn ，则实际切削速度为min/50rv 基本时间由表 2-24，知机动时间32112,lllddLifnLTjmmctgctgkDlr8 . 72120220)21 (21则sTj7 .144603 . 048 . 722（3）精镗35 的孔切削用量确定进给量f根据参考文献表 15-25 可查出mmf4 . 015. 0，取mmf2 . 0。因其单边余量：Z=0.05mm所以铣削深度pa：05. 0pamm确定切削速度v根据参考文献表 15-25，得smv

20、/5 . 18 . 0，取smv/0 . 1min/3101000rdvn差表 5-56，选择min/370rn ，则实际切削速度为min/50rv 基本时间无由表 2-24，知机动时间32112,lllddLifnLTjmmctgctgkDlr8 . 72120220)21 (21则sTj4 .273702 . 048 . 722则sTTTT5 .664 .277 .144 .243211总（2）粗镗40 的孔选用刀具为 YT5 硬质合金，直径为 20mm 的圆形镗刀。A、切削用量a、确定确定进给量f根据参考文献表 15-25 可查出mmf8 . 030. 0，取mmf5 . 0。b、确定背

21、吃刀量pa因其单边余量：Z=2.65mm所以铣削深度pa：2pammc、确定切削速度v根据参考文献表 15-25，得smv/5 . 165. 0，取smv/0 . 1min/3411000rdvn查表 5-56，选择min/370rn ，则实际切削速度为min/80rv B、基本时间由表 2-24，知机动时间32112,lllddLifnLTjmmctgctgkDlr8 . 72120220)21 (21则sTj4 .24237045. 048 . 722（2）半精镗35 的孔所选刀具为 YT15 硬质合金，直径为 20 mm 的圆形镗刀。A、切削用量确定进给量f根据参考文献表 15-25 可

22、查出mmf6 . 020. 0，取无mmf2 . 0。因其单边余量：Z=0.65mm所以铣削深度pa：6 . 0pamm确定切削速度v根据参考文献表 15-25，得smv/66. 10 . 1，取smv/3 . 1min/4101000rdvn差表 5-56，选择min/460rn ，则实际切削速度为min/50rv 基本时间由表 2-24，知机动时间32112,lllddLifnLTjmmctgctgkDlr8 . 72120220)21 (21则sTj7 .144603 . 048 . 722（3）精镗40 的孔切削用量确定进给量f根据参考文献表 15-25 可查出mmf4 . 015.

23、0，取mmf2 . 0。因其单边余量：Z=0.05mm所以铣削深度pa：05. 0pamm确定切削速度v根据参考文献表 15-25，得smv/5 . 18 . 0，取smv/0 . 1min/3101000rdvn差表 5-56，选择min/370rn ，则实际切削速度为min/50rv 基本时间由表 2-24，知机动时间32112,lllddLifnLTjmmctgctgkDlr8 . 72120220)21 (21无则sTj4 .273702 . 048 . 722则sTTTT5 .664 .277 .144 .243211总六、夹具设计六、夹具设计1、问题的提出、问题的提出本夹具主要用于

24、工序七镗孔。在本工序加工时，除了考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度外，主要考虑精度问题。2、定位方式与定位基准的选择、定位方式与定位基准的选择工件在夹具中或在机床上的定位， 是通过工件的定位基准面与夹具定位元件接触（支撑定位）或相配合（定心定位）来实现的，因此工件定位方式及夹具定位元件的选择完全取决于工件定位基准面的形状。而工件基本上是由平面、内外圆柱面、圆锥面、成形面或工件之间的组合表面作为定位基准。根据零件图可知，本夹具采用一面两销定位。一面两销定位是平面与内孔的组合定位， 工件以一个平面及该平面垂直的两个定位基准孔 （可以是工件上实际的孔，也可以是为定位而专门加工的两个工艺孔）定位。定

25、位元件则为支撑板和与支撑板平面垂直的两定位销，通常其中一为短圆柱销，另一则为短销边销（菱形销） 。本工序以底面、其中一个底面孔8 和与8 距离最远的一个沉头孔定位。因此用短定位销，故工件底面为第一定位标准，限制 3 个自由度，圆柱销限制两个自由度，菱形销限制 1 个自由度。菱形销作为防转支承，其长轴方向应与两销中心连线相垂直，并应正确地选择菱形销直径的基本尺寸和经销边后圆柱部分的宽度。3、定位销长度的分析、定位销长度的分析在机床夹具中，当工件以圆柱孔内表面作为定位基准时，常常使用圆柱销作为定无位元件，其中短圆柱销限制 2 个自由度，而长圆柱销限制 4 个自由度。因此，在设计时要正确选择定位销的

26、长度，如果选择定位销长度不正确会出现欠定位，或者出现过定位，无论欠定位还是过定位均会对夹具的定位精度产生影响，从而影响到工件的加工质量。这里所指的定位圆柱销的长度，指的是定位销和孔的有效接触长度。从理论上来讲，限制工件 x 和 y2 个自由度的限制基面不应是圆柱面而应是一条圆周线，但是由于工件的内孔有一定的深度，因此，控制工件限位基面 2 个自由度的就是一条不确定的圆周线。同时，又由于限位基面工件内孔的频繁装卸所产生的摩擦及切削力、夹紧力的影响，圆周线的限位基面极易磨损，造成定位误差。因此，将限位基面作成圆柱面就可避免这一问题，从理论上来讲，圆柱孔与圆柱销的配合，其有效长度再短，也将限制 4

27、个自由度。而生产实践中，因工件的圆柱孔和圆柱销属间隙配合且工件的定位基面存在加工误差，因此，只要圆柱销的长度足够短，便可达到限制 2 个自由度的目的。4、定位误差的分析与计算、定位误差的分析与计算工件在夹具中因定位比准确而产生的工件加工误差称为定位误差， 它是一批工件采用调整法加工，由于定位所造成的误工件加工面相对其工序基准的位置误差。产生定位误差的原因有基准不重合误差BC和定位基准位移误差JW， 及定位误差DW=BC+JW。1 确定两销中心距及公差两销中心距的基本尺寸应等于两孔中心距的平均尺寸，其公差为两孔中心距公差的，即Ld=（）LD。两孔中心距 Lg故两销中心距及公差为 Lg。2 确定圆

28、柱销直径和公差圆柱销基本尺寸等于孔的最小尺寸，公差一般取 g6或 h7，本工序取 g6。故本工序底面孔直径和公差为。3 确定菱形销直径和公差a.选择菱形销宽度 b=4mm。b. 补偿量为a=0.02（mm）无最小间隙为X2min=0.018(mm)菱形销的直径为 d2=D2-X2min=8-0.018=7.982(mm)菱形销直径一般取 h6，故 d2= (=mm。4 定位误差的计算与分析a.移动定位误差。根据误差公式可得dw1=d+D+1式中1定位 1 的最小间隙；d菱形销的直径公差；D孔直径公差。所以，移动定位误差为dw1=d1+D1+1=0.016+0.027+0.009=0.052（m

29、m）b转角定位误差。按菱形定位销圆柱部分定位直径尺寸为 mm 来计算，可求得=)=1,3,式中2定位副 2 的最小间隙；L两定位孔中心距。另外，若改用圆柱定位销来定位，则根据公式可求得其转角误差，为）（LJKDdDd222tan22111 -=184202. 006. 0027. 0016. 0027. 0016. 0tan1 -1.33式中K工件上两定位孔间的偏差；L夹具上两定位销间的偏差。由此可说明，采用一圆柱定位销和一菱形定位销作两销定位，其转角误差比采用两圆柱定位销两销定位时的转角误差要小。 故本设计采用一圆柱定位销和一菱形定位销做两销定位是合理的。计算菱形定位销的结构尺寸时，主要满足以下关系，即无2K+2J-1=b22D 5、夹具设计、夹具设计1 定位元件设计由于本夹具采用一面两销定位元件主要是四块支承板，圆柱销、削边销（菱形销）的尺寸上面已经分析了，具体形状如下：2 导向元件设计镗磨是依靠导向元件镗套来引导镗杆，从而保证被加工孔的位置精度。机床精度（镗杆和机床主轴采用浮动连接）不影响镗孔的位置精度， 要保证镗孔的位置精度主要通过镗套的位置精度和结构的合理性来实现，同时镗套结构对于被镗孔的形状精度、尺寸精度以及表面粗糙度都有影响，因此需要合理地选择镗套。a导向方案选择。由于零件生产类型为中批