減速箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)機(jī)械畢業(yè)論文
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箱體零件是一種典型零件，其加工工藝規(guī)程和工裝設(shè)計(jì)具有典型性。該箱體零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件毛坯采用鑄造成形。在加工過程中，采用先面后孔的加工路線，以保證工件的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一、準(zhǔn)確。為了消除切削力、夾緊力、切削熱和因粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響，整個(gè)工藝過程分為粗、精兩個(gè)階段。通過被加工零件的分析完成了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)及各加工工序機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算。根據(jù)箱體零件的結(jié)構(gòu)及其功能，運(yùn)用定位夾緊的知識(shí)完成了夾具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞： 箱體，工藝，夾具
Abstract
This box machine element is typical, the manufacturing process and tooling design of it is typical.The structure of this box machine element is complicated, the machine element’s blank adopt casting shape. In the process of manufacture, in order to ensure th -e location datum accurate and unity, I adopt the manufacturing line from face to hole.In order to clear away the influence for machining accurate of internal stress, cutting force, clamping force, heat in cutting from coarse manufacturing, the whole manufacturing pro -cess is made of coarse and accurate manufacturing. Parts were processed through the a -nalysis of the complete machining process design and the manufacturing processes for mobile time calculations. According to the box components and the function and structu -re, the use of the knowledge positioning clamp completed the fixture design.
【Key words】 Box machine；Processing；Jig
目 錄
第一章 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 制訂工藝規(guī)程的意義與作用及其基本要求 1
1.3 夾具的設(shè)計(jì) 1
第二章 減速器機(jī)殼體加工工藝 2
2.1 箱體工藝分析 2
2.1.1零件分析 2
2.1.2箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2
2.1.3 箱體的材料、毛坯及熱處理 3
2.2減速器箱體加工工藝過程 5
2.2.1減速器箱體的機(jī)械加工工藝過程 5
2.2.2減速器加工的工藝路線方案擬訂 5
2.3 主要表面的加工 14
2.3.1箱體的平面加工 14
2.3.2住軸孔的加工 14
2.3.3 孔系的加工 15
2.4 定位基準(zhǔn)的選擇 16
2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 16
2.4.2精基準(zhǔn)的選擇 17
2.5工藝尺寸的計(jì)算 18
2.5.1 加工余量及其毛坯尺寸的確定 18
2.5.2切削用量的選擇 19
2.5.3切削工時(shí)的額定 23
第三章.夾具的設(shè)計(jì) 29
3.1設(shè)計(jì)減速器底孔夾具的 29
3.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 29
3.1.2設(shè)計(jì)方案論證 29
3.1.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 30
3.1.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 30
3.1.5結(jié)構(gòu)分析 31
3.1.6夾具的公差 31
3.2鏜床夾具設(shè)計(jì) 32
3.2.1結(jié)構(gòu)分析 32
3.2.2夾具的結(jié)構(gòu)類型 32
3.2.3夾緊力大小的確定原則 33
3.2.4 定位銷尺寸及高度的確定 34
結(jié) 論 39
參 考 文 獻(xiàn) 40
致 謝 41
第二章 Z減速器機(jī)殼體加工工藝
2.1箱體工藝分析
2.1.1零件分析
1. 和兩軸孔的圓度公差0.01mm，圓柱度公差為0.01mm;
2.上箱體結(jié)合面對(duì)E面的位置度公差為0.2mm;
3. 和的軸心線對(duì)C、D端面的垂直度公差為0.08mm，對(duì)另一軸心線的垂直度為0.046mm;
4. 和的軸心線對(duì)A、B的垂直度公差為0.08mm;
5.下箱體結(jié)合面對(duì)C面的位置度公差為 0.2mm;
6.鑄件人工時(shí)效處理；
7.零件材料HT-40;
8.箱體做煤油參漏試驗(yàn)。
分離的減速器箱體的主要加工部位有：軸承支承孔、結(jié)合面、端面、底座（裝配基面），上平面、螺栓孔、螺紋孔等。對(duì)這些加工部位的技術(shù)要求有：
1、減速器箱體、機(jī)蓋的上平面與結(jié)合面及機(jī)體的底面與結(jié)合面必須平行，其誤差一超過0.06/1000mmκ
2、減速器箱體結(jié)合面的表面粗糙度Ra值不超過兩結(jié)合面間隙不超過0.03mm,取0.02mm。
3、軸承支承孔的軸線必須在結(jié)合面上，其誤差不超過±0.2mm。
4、軸承支承孔的尺寸公差一般為HT，表面粗糙度Ra小于1.6μm，圓柱度誤差不超過孔徑公差的一半，孔距精度允許公差為±0.03mm~±0.05mm.
5、減速器箱體的底面是安裝基準(zhǔn)，保證精度為0.2mm.
6、減速器箱體各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差為0.15mm
2.1.2箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
箱體是機(jī)器和部件的基礎(chǔ)零件,由它將機(jī)器和部件中許多零件連接成一個(gè)整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運(yùn)動(dòng).常見的箱體零件有:各種形式的機(jī)床主軸箱.減速箱和變速箱等。
各種箱體類零件由于功用不同,形狀結(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)上也存在著相同的特點(diǎn) ：
1.尺寸較大
箱體通常是機(jī)器中最大的零件之一,它是其他零件的母體,如大型減速箱體長達(dá)5-6m,寬3-4m,重50-60噸,正因?yàn)樗且粋�(gè)母體,所以它是機(jī)器整體的最大零件。
2.形狀復(fù)雜
其復(fù)雜程度取決于安裝在箱體上的零件的數(shù)量及在空間的相互位置,為確保零件的載荷與作用力,盡量縮小體積。有時(shí)為了減少機(jī)械加工量或減輕零件的重量,而又要保證足夠的剛度,常在鑄造時(shí)減小壁的厚度,再在必要的地方加筋板。凸臺(tái)、凸邊等結(jié)構(gòu)來滿足工藝與力的要求。
3.精度要求
有若干個(gè)尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，這些平面和孔的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器的裝配精度，使用性能和使用壽命。
4．有許多緊固螺釘定位箱孔。
這些孔雖然沒有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有時(shí)給加工帶來很大的困難。
由于箱體有以上共特點(diǎn)，故機(jī)械加工勞動(dòng)量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大，例如減速箱體在鏜孔時(shí)，要如何保證位置度問題，都是加工過程較困難的問題。
2.1.3箱體的材料、毛坯及熱處理
1、毛坯種類的確定。
常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時(shí)，一般要綜合考慮以下幾個(gè)因素：
（1）依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強(qiáng)度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。
（2）依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。
（3）依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。
（4）確定毛坯時(shí)既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。
本減速器是大批量的生產(chǎn)，材料為HT20~40用鑄造成型。
2．毛坯的形狀及尺寸的確定：
毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對(duì)于外型尺寸）或減去（對(duì)內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定，毛坯的形狀時(shí)，為了方便加工，有時(shí)還要考慮下列問題：
（1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對(duì)于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。
（2）為了提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以作成一坯多件。
（3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個(gè)甚至數(shù)個(gè)合制成一個(gè)毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。
在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
3．毛坯的材料熱處理
長期使用經(jīng)驗(yàn)證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是HT20~40，HT25~47，當(dāng)載荷較大時(shí)，采用HT30~54，HT35~61高強(qiáng)鑄鐵。
箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鑄造能力的限制）時(shí)，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鑄—焊、鑄—煅—焊、煅—焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對(duì)各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。
毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實(shí)效處理，對(duì)某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時(shí)效處理。
毛坯鑄造時(shí)，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的箱體毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。
2.2減速機(jī)箱體加工工藝過程分析
冶金礦山機(jī)械中應(yīng)用最多的減速機(jī)是平行軸孔圓柱齒輪臥式的，箱體是分離式結(jié)構(gòu)。毛坯常用HT15或HT20~40灰口鑄鐵制作，但在一些輕載荷的機(jī)器中所用的減速器體積小、結(jié)構(gòu)簡單。如蝸桿、蝸輪減速機(jī)。其毛坯的材料常用HT20~40灰口鑄鐵制作。減速箱箱體為了減輕重量常將上蓋分為軸承座和罩蓋兩部分。軸承采用鑄件，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。
2.2.1減速器箱體的機(jī)械加工工藝過程
1、主要孔
裝軸承支承孔和
2、主要平面
底座的底面和結(jié)合面，箱蓋的結(jié)合面和頂部為孔面，支承孔的端面等。其他加工。
其他主要連接孔、螺孔、銷釘孔以及一些特別的凸臺(tái)面等。
軸承支承孔通常在鏜床上鏜削；加工連接孔、螺孔、銷釘在鉆床上進(jìn)行，主要平面通常在龍門銑削，支承孔端面可以在鏜孔同一次安裝中加工出來。
減速器箱體的機(jī)械加工過程取決于精度要求、批量大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸重量、大小等因素。此處還應(yīng)考慮車間的條件，中間有無熱處理工序。
由圖可知，減速器箱體整個(gè)加工工藝過程分為兩大階段，先對(duì)箱蓋和機(jī)體分別進(jìn)行加工，而后合箱對(duì)整體箱進(jìn)行加工。第一階段主要完成平面、緊固孔、油塞孔和油標(biāo)的加工，為整體合箱做準(zhǔn)備。第二階段為合裝好的箱體上加工軸承孔及其端面，第二階段加工完成后，還應(yīng)拆箱，為了保證軸承孔加工精度和拆裝后的重復(fù)精度，應(yīng)在兩階段之間安排鉗工工序，鉆鉸二定位銷孔，并打入定位銷。 ...
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