减速器箱体加工工艺规程和工装设计论文.docx

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减速器箱体加工工艺规程和工装设计论文

ThelatestrevisiononNovember22,2020

减速器箱体加工工艺规程和工装设计论文

毕业设计说明书

题目：

减速器箱体加工工艺规程和工装设计

专业：

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

毕业设计（论文）任务书

一设计内容和要求

1、按给定图绘出零件工作图2张

2、选择毛坯，绘制毛坯图，制定毛坯技术条件1张

3、对零件进行工艺分析，拟定工艺方案

4、合理选择定位基准

5、填写“机械加工工艺卡”2张

6、编写设计说明书：

按设计作业指导书内容认真编写。

要求“立论鲜明，论证严密，计算准确，文理通顺”

二课题来源

老师自主命题

一毕业设计的目的··········································1

二零件的分析··············································1

1、零件的作用············································1

2、零件的图样分析········································1

3、工艺分析··············································1

三工艺规程设计············································2

1、毛坯的确定············································2

2、基面的选择············································2

3、制定工艺路线··········································2

4、机械加工余量工序尺寸的确定····························4

5、确定切削用量··········································5

四钻模设计················································9

五设计小结················································9

六主要参考资料············································10

一毕业设计的目的

毕业设计是工科院校的最后一个重要教学环节。

它对毕业生走上新的工作岗位能否适应技术工作需要有着直接的影响，同时也是对学生的一次综合训练。

机械设计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。

通过本期设计，应达到以下学习目的

1.掌握编制机械加工工艺规程的方法和机械设计的基本计算；学会查阅有关手册、资料，能够正确应用公式和工艺参数的有关数据。

2.学会拟定夹具设计方案并完成规定的工装设计。

3.培养分析和解决工艺问题的能力。

4.把所学的机械制造有关课程的知识应用于生产实际。

二零件的分析

1.零件的作用

题目所给定的零件为箱体机盖与机座。

箱体零件是机器及部件的基础件，它将机器及部件的轴，轴承和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运动。

2.零件图样分析

1）Ф100+0mm和Ф80+0mm轴心线的平行度公差值为。

2）Ф100+0mm和Ф80+0mm两孔端面对基面B、A的位置度，公差为。

3）分割面（箱盖，箱体的结合面）的平面度公差为.

4）铸件人工时效处理。

5）零件材料HT200-400.

6）箱体做煤油渗漏试验。

3.工艺分析

1）减速器箱体、箱座主要加工部分是分割面，轴承孔、通过孔和螺孔其中轴承孔要在箱盖、箱体合箱后再进行孔加工，以确保两个轴承孔中心线与分割面的位置，以及两孔中心线的平行度和中心距。

2）减速器整个箱体壁薄，容易变形，在加工前要进行人工时效处理，以消除铸件内应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力的大小，防止零件变形。

3）如果磨削加工分割面不到平面度要求时，可采用箱盖与箱体对研的手法。

最终安装使用时，一般加密封胶密封。

4）减速器箱盖与箱体不具有互换性，所以以每装配一套必须钻铰定位销，做标记和编号。

5）减速器若批量生产可采用专锺模或专用锺床。

以保证加工精度及提高生产效率。

6）两孔平行度的精度主要有设备精度来保证。

工件一次装夹，主轴不移动，靠移动工作台来保证两孔中心距。

7）两孔平行度检查，可用两根心轴分别装入两个轴承孔中，测量两根心轴两端的距离差，即可得出平行度误差。

8）两孔轴心线的位置度也通过两根心轴进行测量。

9）箱盖、箱体的平面度检查，可将工件放在平台上，用百分表测量。

10）一般孔的位置，靠钻模和划线来保证。

三工艺规程设计

1.箱体零件的材料为HT20-40即是灰口铸铁。

由于箱体零件的结构形状比较复杂，内部常为空腔型，某些部位有“隔墙,”箱体壁薄且厚薄不均，而且零件的生产要求为小批量生产，为了提高生产效率，节约生产成本，保证加工质量，则选择采用砂型铸造的方式进行加工。

为了消除铸造时形成的内应力，减少变形，保证其加工精度的稳定性。

毛坯铸造后要安排人工时效处理。

2.基面的选择

箱体基准的选择，直接关系到箱体上各个平面与平面之间，孔与平面之间，孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。

在选择基准时，首先要遵守“基准重合和基准统一“的原则，同时必须考虑生产批量的大小，生产设备，特别是夹具的选用等因素。

1）粗基准的选择

粗脊准的作用主要是决定不加工面与加工面的位置关系，以及保证加工面的余量均匀。

箱体零件上一般有一个（或几个）主要的大孔，为了保证孔的加工余量均匀，应以该毛坯孔为粗基准。

箱体零件上的不加工面主要考虑内腔表面，它和加工面之间的距离尺寸有一定的要求，因为箱体中往往装有齿轮等传动件，它们与不加工的内壁之间的间隙较小，如果加工出的轴承端面与箱体内壁之间的距离尺寸相差太大，就有可能使齿轮安装时与箱体内壁相碰。

从这一要求出发，应选内壁为粗基准。

但这将使夹具结构十分复杂，甚至不能实现。

考虑到铸造时内壁与主要轴承孔都是同一个泥心浇注的，因此实际生产中常以孔为主要粗基准限制四个自由度，而辅之以内腔或其它毛坯孔为次要基准面，以达到完全定位的目的。

2）精基准的选择

根据批量生产的减速器箱体通常以顶面和定位销孔为基准，机盖以下平面和两定位销孔为精基准，平面和两定位销孔这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一；”此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，但不存在基准重合误差。

3.制订工艺路线

整个加工过程分为两个大的阶段，先对盖和底座分别进行加工，而后再对装配好的整体进行加工。

第一个阶段主要完成平面，紧固孔和定位孔的加工，为箱体的装合作准备，第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。

在两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。

1）箱体机盖工艺路线方案:

工序Ⅰ铸造铸造成形

工序Ⅱ清砂清除浇注系统、冒口、型砂、飞边、毛刺等

工序Ⅲ热处理人工时效处理

工序Ⅳ涂底漆非加工面涂防锈漆

工序Ⅴ划线划分割面加工线，划Ф100+0mm、Ф80+0mm两个轴承孔端面加工线，划顶部斜面加工线（检查孔）

工序Ⅵ铣以分割面为装夹基面，按线找正，夹紧工件，铣顶部斜面，保证尺寸5mm

工序Ⅶ铣以已加工的顶部斜面做定位基准，装加工件（专用工装），铣分割面，保证尺寸12毫米（注意周边尺寸均匀）

工序Ⅷ钻以分割面及外形定位，钻6xФ13mm和2xФ11mm孔，锪以6xФ30mm和2xФ24mm孔深2mm，钻攻M10螺纹。

工序Ⅸ钻以分割面定位钻攻顶斜面上4xM6螺纹。

工序Ⅹ检验检查各部尺寸及精度。

2）箱体机座工艺路线方案

工序Ⅰ铸造铸造成型。

工序Ⅱ清砂清除浇口、冒口、型砂、飞边、毛刺等。

工序Ⅲ热处理人工时效处理。

工序Ⅳ涂漆非加工面涂防锈漆。

工序Ⅴ划线划分割面加工线，划两个轴孔端面加工线，底面线照顾壁厚均匀。

工序Ⅵ铣以分割面定位，按线找正，装夹工件。

铣底面保证高度尺寸170mm（工艺尺寸）。

工序Ⅶ铣以底面定位，按线找正，装夹工件，铣分割面保证尺寸12mm.

工序Ⅷ铣定位夹紧，铣两处宽8mm，深5mm,距内壁8mm油槽。

工序Ⅸ钻钻底面6xФ17mm孔，其中两个铰至Ф+0（工艺用），锪6xФ30mm孔，深2mm。

工序Ⅹ钻钻6xФ13mm和2xФ11孔，锪6xФ30mm和2xФ24mm孔，深2mm。

工序Ⅺ钻钻攻M12测油孔，深16MM,锪Ф20mm，深1mm。

工序Ⅻ钻以两个Ф+0mm孔及在底面定位，装夹工件，钻底孔，攻螺纹，锪Ф30mm平。

工序ⅩⅢ钳箱体底部用煤油做渗漏试验。

工序ⅩⅣ检验检查各部尺寸及精度。

3）箱体整体的工艺过程

工序Ⅰ钳将箱盖、箱底对准合箱。

用6xM12螺栓，螺母紧固。

工序Ⅱ钻钻铰2xФ18mm,1:

50锥度销孔，装入锥销。

工序Ⅲ钳将箱盖、箱体做标记、编号。

工序Ⅳ划线已合箱后的分割面为基准，划Ф100+0mm，Ф80+0mm两轴承孔加工线。

工序Ⅴ镗以底面定位，按线找正，装夹工件，粗镗Ф100+0mm，Ф80+0mm两轴承孔，留加工余量1～2mm,保证中心距150±,保证分割面与轴承孔的位置度公差。

工序Ⅵ镗定位夹紧，同工序Ⅴ按分割面精确对刀。

精镗两轴承孔至图样尺寸，保证中心距150±,并倒角两处2x45o。

工序Ⅶ镗定位夹紧同工序Ⅴ，镗轴承孔两端面（兼顾尺寸均匀）保证尺寸196mm。

工序Ⅷ钻以底面，一端面定位，找正装夹，钻轴承孔两面12XM8底孔，深20mm，攻12xM8螺纹深15，倒角。

工序Ⅸ钳折箱，清理飞边、边刺。

工序Ⅹ钳合箱装锥销，紧固。

工序Ⅺ检验检查各部分尺寸及精度。

工序Ⅻ入库。

4.机械加工余量、工序尺寸的确定

1）箱盖

①毛坯的外廓尺寸

考虑其加工外廓尺寸为428x196x140mm，表面粗糙度要求为。

根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》表及表按公差等级7-9级，取9级，加工余量等级取F级）确定毛坯长：

因为零件两端为非加工面，故不留加工余量，其外廓尺寸长428mm

宽：

196+2x6=208mm

高:

140+2x6=152mm

②主要平面加工的工序尺寸及加工余量

为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时工序Ⅵ的铣削深度=3mm,工序Ⅶ的铣削深度=3mm。

③加工的工序尺寸及加工余量

⑴钻6xФ13孔

钻孔Ф13mm·2z=13mm·=

⑵钻2xФ11mm孔

钻孔：

Ф10mm·2z=10mm·=5mm

扩孔：

Ф11mm·2z=1mm·=

⑶攻钻4xM6孔

钻孔：

Ф6mm·2z=6mm·=3mm

攻孔：

M6mm

2）箱底

①毛坯的外廓尺寸

考虑其加工尺寸为428x196x170mm，表面粗糙度要求为为。

根据《工艺手册表》表及表，按公差等级7-9级，取9级，加工余量等级取F级确定毛坯长：

428mm

宽：

196+2x6=208mm

高：

170+2x6=182mm

②主要平面加工的工序尺寸及加工余量

为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序Ⅵ的铣削深度=3mm。

③加工的工序尺寸及加工余量

⑴钻6xФ17孔

钻孔：

Ф14mm·2z=14mm·=7mm

扩孔：

Ф17mm·2z=3mm·=

⑵钻6xФ13孔

钻孔：

Ф13mm·2z=13mm·=

⑶钻2xФ11孔

钻孔：

Ф10mm·2z=10mm·=5mm

扩孔：

Ф11mm·2z=1mm·=

⑷攻钻M12孔

钻孔：

Ф12mm·2z=12mm·=6mm

攻孔：

M12mm

⑸攻钻M16孔

钻孔：

Ф16mm·2z=16mm·=8mm

攻孔：

M16mm

3）箱体

①主要平面加工的工序尺寸及加工余量

为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序Ⅴ的镗削深度=,工序Ⅵ的镗削深度=，工序Ⅶ的镗削深度=留精镗余量，连续完成。

②加工的工序尺寸及加工余量

攻钻：

24XM8孔

钻孔：

Ф8mm·2z=8mm·=4mm

攻孔：

M16mm

5.确定切削用量

1）箱盖

⑴工序Ⅵ铣顶部余面

①加工条件：

工件材料：

灰铸铁

加工要求：

粗精铣箱盖，顶部斜面，保证尺寸5mm

机床：

卧式铣床X63

刀具：

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，=225mm齿数z=20.

量具：

卡板

②计算铣削用量

已知被加工长度为100mm,,最大加工余量为=6mm，分两次铣削，切削深度=3mm,确定进给量f.

根据《工艺手册》表确定=min.切削速度：

参考有关手册确定v=s,即27m/min.

=1000x27/=38r/min

根据表，取=min,故实际切削速度为：

V=/1000=min

⑵工序Ⅶ

①加工条件：

工作材料：

灰铸铁

加工要求：

粗精铣分割面，保证尺寸12mm

机床：

卧式铣床X63

刀具：

采用高速钢镶齿三面刃铣刀ｄun=225mm，齿数Z=20。

量具：

卡尺

②计算铣削用量

已知毛坯被加工长度为428mm，最大加工余量Emax=6mm。

留精铣余量。

分两次铣削，切削深度ａp=。

确定进给量ｆ：

根据《工艺手册》表确定ｆz=Z

切削速度：

参考有关手册确定V=s。

即27m/min

Ｎs=1000v/πdw=1000×27/（×225）=38r/min

根据表取Nw=min

故实际切削速度为V=πdwｎw/1000=min

⑶工序Ⅷ

①钻6×φ13mm孔

工作材料：

灰铸铁

加工要求：

钻6个直径为13mm的孔

机床：

立式机床2535

刀具：

采用φ13的麻花钻头走刀一次；

f=r（《工艺手册》表、）

r=s=min（《工艺手册》表）

Ｎs=1000r/πdw=336r/min

按机床先取Nw=400r/min（《工艺手册》表）

所以实际切削速度V=πdwNw/1000=×225×400/1000=min

②钻2×φ11mm孔

工作材料：

灰铸铁

加工要求：

钻2个直径为11mm的孔

机床：

立式钻床2535

刀具：

采用φ10mm的麻花钻钻头走刀一次，扩孔钻φ11mm一次

Φ10mm的麻花钻：

f=r（《工艺手册》表）

v=s=min（《工艺手册》表）

Ns=1000v/πdw=405r/min

按机床选取Nw=400r/min（《工艺手册》表）

所以实际切削速度v=πdwNw/1000=min

⑷工序Ⅸ

攻钻4×M6孔

钻φ6孔：

f=r（《工艺手册》表、表）

v=s=min（《工艺手册》表）

Ns=1000v/πdw=466r/min

按机床选取Nw=400r/min（《工艺手册》表）

所以实际切削速度V=πdwNw/1000=min

攻钻4×M6mm孔

V=s=6m/min

Ns=238r/min

按机床选取Nw=195r/min

则实际切削速度V=min。

2）箱底

⑴工序Ⅵ粗铣底面

由于加工条件与加工箱盖工序Ⅶ相同，所以计算过程也相同，在此不再陈述。

⑵工序Ⅶ粗精铣分割面同上

⑶工序9

钻6×φ17孔

工作材料：

灰铸铁

工作要求：

钻6个直径为17mm孔

机床：

立式钻床2535

刀具：

采用φ14mm的麻花钻头走刀一次，扩孔钻φ17mm走刀一次。

Φ14mm的麻花钻：

f=s（《工艺手册》表）

V=s=min（《工艺手册》表）

Ns=1000v/πdw=397r/min

按机床选取Nw=400r/min|（《工艺手册》表）

所以实际切削速度v=πdwNw/1000=min

⑷工序Ⅹ

①钻6×φ13孔

②钻2×φ11孔

由于加工条件与加工箱盖工序Ⅷ（①②）相同，所以计算过程在此不再陈述。

⑸工序Ⅺ攻钻M12mm、深16mm孔

机床：

立式钻床2535

刀具：

φ12mm的麻花钻

M12丝锥

钻φ12mm的孔；

f=r（《工艺手册》表表）

v=s=30m/min（《工艺手册》表）

Ns=1000v/πdw=402r/min

按机床选取Nw=400r/min（《工艺手册》表）

所以实际切削速度v=πdwNw/1000=min

攻钻M12mm孔

V=s=6m/min

Ns=238r/min

按机床选取Nw=195r/min

则实际切削速度v=min

⑹工序Ⅻ攻钻M16×孔

机床：

立式钻床2535

刀具：

φ16mm的麻花钻

M16丝锥

钻φ16mm的孔

f=r（《工艺手册》表、表）

v=s=min（《工艺手册》表）

Ns=1000v/πdw=435r/min

按机床选取Nw=400r/min（《工艺手册》表）

所以实际切削速度v=πdwNw/1000=min

攻M16mm孔

v=s=6m/min

Ns=238r/min

按机床选取Nw=195r/min

则实际切削速度v=min

3）箱体

⑴工序Ⅱ钻铰两个直径为8mm的孔

①钻孔工步

机床：

立式钻床2535

刀具：

采用φ6mm的麻花钻头走刀一次

f=r（《工艺手册》表）

v=s=min（《工艺手册》表）

Ns=1000v/πdw=580r/min

按机床选取Nw=530r/min（《工艺手册》表）

所以实际切削速度v=πdwNw/1000=min

②粗铰工步

机床：

立式钻床2535

刀具：

采用φ6-φ8mm的铰刀走刀一次

f=r（《工艺手册》表）

v=s=min（《工艺手册》表）

Ns=1000v/πdw=275r/min

按机床选取Nw=275r/min（《工艺手册》表）

所以实际切削速度v=πdwNw/1000=min

⑵工序Ⅴ

粗镗

①加工条件

工件材料：

灰铸铁

加工要求：

粗镗φ100、φ80轴承孔，留加工余量加工

机床：

768镗床

刀具：

YT30镗刀

量具：

塞规

②计算镗削用量

粗镗孔至φ、φ。

单力余量z=，切削深度ａp=走刀长度为L=196mm

确定进给量f：

根据《工艺手册》表确定ｆz=z

切削速度：

参考有关手册确定v=200mm/min

Ns=1000v/πdw=1000×200/（×260）=368r/min

根据表取Nw=380r/min

⑶工序Ⅵ精镗

①加工条件

加工要求：

精镗φ100、φ80轴承孔加工

机床：

T68镗床

刀具：

YT30镗刀

②计算镗削用量

精镗孔至φ100，φ80切削深度ａp=，走刀长度为L=196mm

确定进给量f：

根据《工艺手册》表确定ｆz=z

切削速度：

参考有关手册确定v=300mm/min

Ns=1000v/πdw=1000×300/（×260）=868r/min

根据表取Nw=800r/min

⑷工序7钻24×M8mm孔

①加工条件

加工要求：

钻φ8底孔深20mm，攻M8螺纹深15mm

机床：

立式铣床2535

刀具：

φ8mm的麻花钻

M8丝锥

②计算钻削用量

钻φ8mm的孔确定进给量f根据《切削用量手册》表2-7，do=8mm时f=（～）m/r。

由于本零件在加工φ8孔时属于低钢度零件，故进给量应乘系数.则f=（～）×=（～）mm/r

切削速度：

根据《工艺手册》表3-42

v===

查得切削速度v=20m/min.所以=100v/dw==796r/min

按机床选取=750v/min

所以实际切削速度v=/1000=min

攻M8mm孔

V==s=6m/min

=1000v/=205r/min

按机床选取=180r/min

所以实际切削速度v=πdwNw/1000==min

四钻模设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。

需要设计专用夹具。

但因为产量少，只有50件。

经与指导老师协商，可用钻模。

钻模是摇臂钻、台钻等钻孔设备在生产批量（50件可用）产品时的必备夹具，又称靠模，北方人称“钻胚”是靠在零件钻孔面上进行钻孔的工具，让被钻零件的孔位置达到图纸要求，以满足产品的装配需要，“模”属于模具，就是要求其模具与被钻零件的孔位置统一。

因此每个零件则需要一个模具。

减速器的钻模可用盖板式，这样可以节省费用，经与老师协商，本零件要求精度不高。

所以只有3个钻模即可，即分割面和两个轴承孔。

这样就减少了困难度。

使设计更加容易的完成。

经过讨论和协商做出了如图所示样板，这样的样板既方便找正，又方便操作，使工作更容易。

如前所述，这样设计的钻模提高了劳动生产率，又保证了生产成本，做工作更得于进行。

对于其他夹具则可用常用夹具，也能保证精度，故不做设计。

五设计小结

毕业设计是我们在学习阶段的最后一个重要环节，要求我们能综合运用大学三年所学的专业知识和理论知识，结合实际，独立解决本专业一般问题树立为生产服务，扎实肯干，一丝不苟的工作作风，为将来在机械方面工作打下良好的基础。

为了综合训练我们的综合设计能力，进一步培养和提高科学的思维方式和正确的设计思想以及发现，分析，解决解决实际问题的能力，在老师的指导下解决一定的工程问题，完成专科教育中非常重要的实践教学环节。

我的毕业设计课题是前机体的机械加工工艺以及钻模的设计，对其加工过程的工艺，工装夹具进行设计。

本次设计是要求解决实际的非虚拟的机械工程问题，前提要求是我们掌握相当的专业知识，而通过本次设计提高自己综合运用所掌握知识，查阅相关设力，

熟悉相关的国家标准和国际标准，进一步熟练手工绘图和操作绘图软件绘制工程图，锻炼我们独立解决一定的实际工程问题的能力，使我们的设计更具实用性。

本次设计还能让我们更多的接触社会，了解社会的发展态势和国内外的现状，作

岗位作一个铺垫，增加自己的就业信心，明确今后的发展方向。

由于本人的能力有限，在设计过程中会有很多不足之处，望各位老师给与批评和指教。

我将努见。

我基本上完成了前机体机械加工工艺以及夹具设计。

在这整个设计的过程中我遇到了许多的问题，但是通过查找资料、和同组的同学一起探讨、请教指导老师来解决了这些问题。

从这次设计当中我不但把以前学习到的知识运用上来了，还学习了一些我们以前没有学到的，可以说是即学即用。

这对于即将走上工作岗位的我来说是一个很好的锻炼，因为参加工作之后还有很多的东西要学，我们就应该具有这种即学即用的能力。

总的来说，通过毕业设计，我学到了很多知识，也深刻体会到毕业设计这一课在整个大学学习当中的重要性

六主要参考资料

1、机械零件设计手册

2、机械加工工艺手册

3、金属切割手册

4、夹具设计手册