减速箱体数控加工工艺设计Word文件下载.docx

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●第五章:

加工顺序的安排………………………………………9

●第六章序尺寸及公差的确定…………………………………10

●第七章：

工艺装备选择…………………………………………15

●第八章：

总结…………………………………………20

一.概述

1.1主要任务与目标：

1）利用CAD/CAM软件绘制减速箱体（见附图）零件的三维和二维零件图，达到熟练运用绘图软件绘制零件图的目的。

2）通过编制减速箱体（见附图）零件的数控加工工艺，进一步熟悉和掌握数控加工工艺的有关专业知识；

3）学会查阅和使用有关资料、手册等工具书；

4）掌握数控加工工艺和机械加工工艺的设计方法，学会编制中等复杂程度零件的数控加工工艺。

1.2主要内容与基本要求：

1）按给定的减速箱体零件图用计算机辅助绘制一张三维零件图、对应的一张二维工程图、一张毛坯图。

要求把给定图上的错误改正，二维工程图按照标准零件图格式画图。

2）设计减速箱体零件的数控加工工艺和机械加工工艺，填写数控加工工艺过程卡、数控加工工艺工序卡、刀具卡，绘制工序简图和走刀路线图。

3）编写课程设计说明书一份。

二.分析零件的结构工艺性

2.1零件的结构工艺性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φ35，φ40，φ47公差在0.027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；

从表面粗糙度方面考虑，φ35，φ40，φ47和内孔表面的粗糙度要求为

，左右两个侧面及上表面的粗糙度要求为

，前后两个侧面及上表面的粗糙度要求为

，结合面的粗糙度为

，其余各表面的粗糙度为未注表面粗糙度，

，要求不高。

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；

4）该箱体在加工时，对φ35和φ40二孔加工要保证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φ35和φ40加工时采用一次定位安装来加工。

三.毛坯的设计

3.1毛坯种类的选择：

毛坯的种类—铸件HT150（属于中强度铸铁件，铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，可不用人工时效；

有一定机械强度和良好的减震性。

适用于制造承受中等应力的零件，在弱腐蚀环境工作的零件。

）

3.2毛坯制造方法的选择：

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

砂型铸造

13级以下

大

HT150（新）

各种尺寸

复杂

各类毛坯的特点及应用范围（这里只选取该型铸造特点）

3.3铸件的尺寸公差与加工余量：

3.3.1铸件的尺寸公差

根据（GB6414-1986）规定：

铸件尺寸代号为CT，分16级铸件尺寸公差数值查取《机械制造技术课程设计》

造型材料

公差等级CT

灰铸铁

自硬砂

11~13

小批和单件生产铸件的尺寸公差等级

3.3.2铸件加工余量

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表和铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量表查取机械制造技术课程设计。

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。

毛坯的二维图

3.3.4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。

A定位基准的选择原则（机械制造基础P254）

B粗基准的选择原则

C应选择不加工表面为粗基准。

D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；

3）使工件上各加工表面总的金属切除量最小；

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；

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：

基准重合原则

基准统一原则

互为基准原则

自为基准原则

四．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。

2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用要效率的设备。

在单件小批量生3）产则常用通用设备和一般加工方法。

4）要考虑被加工材料的性质。

5）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。

工件各加工表面的加工方法和加工次数是拟定工艺路线的重要内容。

主要依据零件各加工表面本身的技术要求确定，同时还要综合考虑生产类型，零件的结构形状和加工表面的尺寸，工厂现有的设备情况，工件材料性质和毛坯情况等。

4.1.拟定工艺过程的原则

扩孔时选择主轴转速为455r/min，进给速度为380mm/min

1）铰Ф47Ф40Ф35孔时

用Ф35圆柱直柄铰刀：

查数控加工工艺书中的表可知，

=2-6m/min，f=0.8-0.15mm/r

选择

=5m/min，f=0.15mm/r

根据公式

，

可计算出

n=45r/min，

=22.5mm/min

铰孔时选择主轴转速为50r/min，进给速度为25mm/min

用Ф40圆柱直柄铰刀：

用Ф47圆柱直柄铰刀：

=2-6m/min，f=1.2-1.8mm/r

=5m/min，f=1.5mm/r

n=34r/min，

=50mm/min

铰孔时选择主轴转速为34r/min，进给速度为50mm/min

2）攻

的螺纹孔

钻

螺纹底孔至

：

查数控加工工艺书中的表可知

=16-24m/min，f=0.07-0.12mm/r

选择

=16.5m/min，f=0.08mm/r

n=1300r/min，

=105mm/min

钻孔时选择主轴转速为1300r/min，进给速度为105mm/min

螺纹孔端倒角：

选择n=315r/min，

=0.12mm/r

倒角时选择主轴转速为315r/min，进给速度为37.8mm/min

攻

螺纹孔：

=2.5-5m/min

=2.5m/min，f=1mm/r

根据公式

n=160r/min，

=160mm/min

七．机床及工艺装备的选择

选择机床：

数控铣床．卧式镗床。

夹具（专用夹具）

选择机床和工艺装备的总原则是根据生产类型与加工要求使所选择的机床及工艺装备既能保证加工质量，又经济合理。

中批生产时，通常采用通用机床加专用工．夹具；

在大批大量生产条件下，多采用高效率专用机床．组合机床流水线．自动线与随行夹具。

在需要改装设备或设计专用机床时，应根据具体要求提出设计任务书，其中包括与加工工序内容有关的必要参数，所要求的生产率．保证产品质量的技术条件以及机床的总体布置形式等。

在选择工艺装备时，既工考虑适应性又要注意新技术的应用，当需要设计专用刀具．量具时，也应提出设计任务书。

7.1确定夹具的类型

夹具的要求：

根据数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：

一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；

二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸

7.1.1确定工件的定位方式及定位元件的结构

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。

7.1.2工件的夹紧方式，计算夹紧力并设计夹紧装置

夹紧机构应保证工件夹紧可靠．安全．不破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度。

在设计夹紧装置时必须合理选择夹紧力的方向和作用点，必要时还应进行夹紧力的估算。

（1）切削力的计算（Ca吃刀量f进给量v切削速度k修正系数）

0.750

Fz=9.81Cafvk=9.81×

180×

0.2×

4×

10×

（300/190）×

0.55×

1.8=1561.18N

0.90.750

Fy=9.81Cafvk=9.81×

94×

0.2×

1.3×

1.63=1795.36N

1.20.650

Fx=9.81Cafvk=9.81×

54×

1.1×

0.7=1092.82N

故总的切削力F=【〔Fz_+Fy+Fx〕】开平方根=2618.27N

（2）夹紧力的计算

Fwk=KM/LF（Fwk实际夹紧力,M切削力矩,L压板长度,F进给量）

=0.1×

2618.27×

20/50×

0.2=523.65N

在确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。

根据工件所受切削力。

夹紧力（大型工件还应考虑重力，惯性力等）的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数。

用压板夹紧工件端面

Fwk=KM/LF（Fwk实际夹紧力，K安全系数）

常见夹紧形式所需的夹紧力计算公式

7.1.3确定夹具体的结构类型

夹具上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体，因此夹具体的形状及尺寸取决于夹具各种装置的布置及夹具与机床的连接。

（1）对夹具体的要求

1）有适当的精度和尺寸稳定性

2）有足够的强度和刚度

3）结构工艺性好

4）排屑方便

5）在机床上安装稳定可靠

（2）夹具体毛坯的类型

1）型材夹具体

2）铸造夹具体

7.2刀具的选择

在数控加工中，刀具材料的切削性能直接影响着生产效率，弓箭的加工精度和已加工表面的质量和加工的成本。

真确的选择刀具材料设计和选用刀具的重要内容之一，特别是某些难加工材料的切削和刀具材料的选用显得尤为重要。

数控击穿刀具从制造采用的材料可以分为：

高速刚刀具硬质合金刀具陶瓷刀具立方氮化硼刀具。

目前数控机床用的最普遍的刀具是硬质合金刀具。

这次选用的铣刀刀具都为硬质合金刀具，所选砖头为高速钢刀具。

7.3明确走刀路线

1）了解走刀路线的内容及设计原则

走刀路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工过程所经过的路径。

也就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，包括切削加工的路径及刀具引入、引出等非切削空行程。

设计的原则有要求走刀路线最短、铣削轮廓型面应从切向切入和切出，铣削内槽轮廓面得走刀路线，选择工件加工后变形小的走刀路线。

2）分析箱座零件的走刀路线

A铣削上下表面和左右两侧面时，沿轮廓型面从切向切入和切出。

B数控铣床镗直径为Φ35、Φ40、Φ75的孔时，沿内孔轮廓从上往下走刀，根据不同的镗刀直径，进行Φ35、Φ40、Φ75孔的粗、半精、精加工。

八．设计小结

通过减速箱体课程设计（包括工艺设计和夹具设计），它的全面性和系统性，使我对机械加工产生了更进一步的兴趣，并让我主观上认识了加工过程中如何找定位，从而为保证减速箱体中重要尺寸（包括尺寸精度和位置精度）来满足实际中与之相配套的用途。

不仅是箱体类的，还有其它类型，在设计时都为加工出更好使用的性能。

在设计时通过查阅资料使得了解的知识面更广、范围更大，在查阅时了解有关机械方面的书，从而切实地感受到机械行业的范围涉及面之广，它能指导实际，理论知识有待实际的检验，理论知识与实际操作是相辅相成。

12主要参考文献：

1.许香谷，肖诗纲等，金属切削原理与刀具,

2.叶茂盛，金属切削液，机械工业出版社，1994

3.庞爱芳，断屑技术，国防工业出版社，1991

4.孙本绪，熊万武，机械加工余量手册，国防工业出版社，1999

5.陈洪涛，数控加工工艺与编程，机械工业出版社，2003

6.华茂发，数控机床加工工艺，机械工业出版社，2000

7.李正峰，数控加工工艺，机械工业出版社，2004