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減速箱體加工工藝及夾具設計機械畢業論文
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箱體零件是一種典型零件，其加工工藝規程和工裝設計具有典型性。該箱體零件結構復雜，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統一、準確。為了消除切削力、夾緊力、切削熱和因粗加工所造成的內應力對加工精度的影響，整個工藝過程分為粗、精兩個階段。通過被加工零件的分析完成了機械加工工藝的設計及各加工工序機動時間的計算。根據箱體零件的結構及其功能，運用定位夾緊的知識完成了夾具設計。
關鍵詞： 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 制訂工藝規程的意義與作用及其基本要求 1
1.3 夾具的設計 1
第二章 減速器機殼體加工工藝 2
2.1 箱體工藝分析 2
2.1.1零件分析 2
2.1.2箱體的結構特點 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 定位基準的選擇 16
2.4.1粗基準的選擇 16
2.4.2精基準的選擇 17
2.5工藝尺寸的計算 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切削工時的額定 23
第三章.夾具的設計 29
3.1設計減速器底孔夾具的 29
3.1.1 設計任務分析 29
3.1.2設計方案論證 29
3.1.3 切削力及夾緊力的計算 30
3.1.4夾具設計及操作的簡要說明 30
3.1.5結構分析 31
3.1.6夾具的公差 31
3.2鏜床夾具設計 32
3.2.1結構分析 32
3.2.2夾具的結構類型 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 論 39
參 考 文 獻 40
致 謝 41
第二章 Z減速器機殼體加工工藝
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.上箱體結合面對E面的位置度公差為0.2mm;
3. 和的軸心線對C、D端面的垂直度公差為0.08mm，對另一軸心線的垂直度為0.046mm;
4. 和的軸心線對A、B的垂直度公差為0.08mm;
5.下箱體結合面對C面的位置度公差為 0.2mm;
6.鑄件人工時效處理；
7.零件材料HT-40;
8.箱體做煤油參漏試驗。
分離的減速器箱體的主要加工部位有：軸承支承孔、結合面、端面、底座（裝配基面），上平面、螺栓孔、螺紋孔等。對這些加工部位的技術要求有：
1、減速器箱體、機蓋的上平面與結合面及機體的底面與結合面必須平行，其誤差一超過0.06/1000mmκ
2、減速器箱體結合面的表面粗糙度Ra值不超過兩結合面間隙不超過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，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箱體的結構特點
箱體是機器和部件的基礎零件,由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協調地運動.常見的箱體零件有:各種形式的機床主軸箱.減速箱和變速箱等。
各種箱體類零件由于功用不同,形狀結構差別較大,但結構上也存在著相同的特點 ：
1.尺寸較大
箱體通常是機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5-6m,寬3-4m,重50-60噸,正因為它是一個母體,所以它是機器整體的最大零件。
2.形狀復雜
其復雜程度取決于安裝在箱體上的零件的數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。有時為了減少機械加工量或減輕零件的重量,而又要保證足夠的剛度,常在鑄造時減小壁的厚度,再在必要的地方加筋板。凸臺、凸邊等結構來滿足工藝與力的要求。
3.精度要求
有若干個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量將直接影響機器的裝配精度，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，有時給加工帶來很大的困難。
由于箱體有以上共特點，故機械加工勞動量相當大，困難也相當大，例如減速箱體在鏜孔時，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，一般要綜合考慮以下幾個因素：
（1）依據零件的材料及機械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強度要求高而形狀不太復雜的鋼制品零件一般采用鍛件。
（2）依據零件的結構形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結構比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結構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）依據生產類型確定毛坯。大批大量生產中，應選用制造精度與生產率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產則采用設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）確定毛坯時既要考慮毛坯車間現有生產能力又要充分注意采用新工藝、新技術、新材料的可能性。
本減速器是大批量的生產，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（對于外型尺寸）或減去（對內腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題：
（1）為了裝夾穩定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。
（2）為了提高機械加工的生產率，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甚至數個合制成一個毛坯。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，要考慮經濟性。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，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，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，必要時可據此繪出毛坯圖。
3．毛坯的材料熱處理
長期使用經驗證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經濟上的優點，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是HT20~40，HT25~47，當載荷較大時，采用HT30~54，HT35~61高強鑄鐵。
箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當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，可以采用焊接結構件，它是由多塊金屬經粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結構有鑄—焊、鑄—煅—焊、煅—焊等。采用焊接結構可以用小的鑄造設備制造出大型毛坯，解決鑄造生產能力不足的問題。焊前對各種組合件進行粗加工，可以部分地減輕大型機床的負荷。
毛坯未進入機械加工車間之前，為不消除毛坯的內應力，對毛坯應進行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進行時效處理。
毛坯鑄造時，應防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現。特別是主要加工面要求更高。重要的箱體毛坯還應該達到規定的化學成分和機械性能要求。
2.2減速機箱體加工工藝過程分析
冶金礦山機械中應用最多的減速機是平行軸孔圓柱齒輪臥式的，箱體是分離式結構。毛坯常用HT15或HT20~40灰口鑄鐵制作，但在一些輕載荷的機器中所用的減速器體積小、結構簡單。如蝸桿、蝸輪減速機。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，結構簡單，制造方便。
2.2.1減速器箱體的機械加工工藝過程
1、主要孔
裝軸承支承孔和
2、主要平面
底座的底面和結合面，箱蓋的結合面和頂部為孔面，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。
減速器箱體的機械加工過程取決于精度要求、批量大小、結構特點、尺寸重量、大小等因素。此處還應考慮車間的條件，中間有無熱處理工序。
由圖可知，減速器箱體整個加工工藝過程分為兩大階段，先對箱蓋和機體分別進行加工，而后合箱對整體箱進行加工。第一階段主要完成平面、緊固孔、油塞孔和油標的加工，為整體合箱做準備。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，還應拆箱，為了保證軸承孔加工精度和拆裝后的重復精度，應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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