1、通用减速器箱体加工工艺及组合机床设计淮 北 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 题 目 通用减速器箱体加工工艺及组合机床设计学 生 系 别 机电系 专 业 班 级 机电一体化09级4班 学 号 指 导 教 师 前 言 3第一章 通用减速器箱体分析 4 1.1零件的作用 41.2零件的工艺分析 4第二章 工艺设计 52.1减速器箱体设计工艺的重要性 52.2零件的工艺分析 62.3工艺规程设计 72.4机械加工余量、工序尺寸的确定 112.5确立切削用量及基本工时 16第三章 组合机床 213.1组合机床介绍21 3.2夹具设计 22 3.3夹紧装置的组成及设计要求 28 3.4镗模导向装置
2、的设计 30第四章 结束语 32参考文献 33前 言本次毕业设计是我学完了大学的全部基础课、专业课之后进行的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的实践,因此,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。通用减速器箱体加工工艺及组合机床的毕业设计是在学完了机械制造这门专业课后进行。是课程设计之后的最后一个环节。它一方面要求我们通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。另一方面能让我们熟练运用机械制造课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。这是本次毕业设计的最
3、终目的。本课题的来源及目的意义 机械制造工业是国民经济中一个十分重要的产业，它为国民经济各部门科学研究、国防建设和人民生活提供各种技术装备，在社会主义建设事业中起着中流砥柱的作用。从农业机械到工业机械，从轻工业机械到重工业机械，从航空航天设备到机车车辆、汽车、船舶等设备，从机械产品到电子电器、仪表产品等，都必须有机械及其制造。减速器也是有些设备中所不可缺少的，我们应该了解减速器的机械制造工艺过程才能把产品制造出来。主要内容设计减速器箱体主要体现我们综合运用所学知识的能力和介绍组合机床在机械加工中的作用和效率，减速器箱体零件的工艺设计及组合机床设计。第一章、减速器箱体零件分析 1.1零件的作用
4、减速器箱体是减速器的重要组成部分。减速器是一种动力传导机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所需要的回转数，并得到较大转矩的机构。 减速器的作用（1）降速的同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。 （2）降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。所以在日常的工业生产中运用得非常广泛，也起到非常重要的作用。减速器箱体是减速器的外壳部分，在它里面存放齿轮轴等核心零件，对齿轮和轴的正常运行有着支撑作用。 1.2 零件的工艺分析 减速箱体共有两组主要的加工方面，它们相互间有一定的关联和要求。以面1和面2为中心的铣削加工。它包括铣面1和面2，
5、面5，面6，面7，减速箱体结构较复杂、加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义。减速箱体加工要点，减速箱体几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下：.是12mm两侧面要保证一定的平面度要求公差为0.05mm。 .箱体底面与侧面都有一定的粗造度要求为12.5 ， 6.3 .72H7孔与62H7孔有一定的位置度要求公差为0.04mm；且有一定的位置要求，保证相互位置尺寸为90和1200.06mm；与侧面也有一定的位置要求尺寸偏差为114mm。.由于加工孔 72H7时要以面1为基准，必须了保证箱体上下表面的精度 所以加工
6、表面时必须先加工面2，再以面2为基准加工面1，确保其精度。 第二章、 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200，零件为外壳零件。主要是用来支撑轴和保护机构的正常运行。HT200只适用于承受中等载荷的零件，如卧式机车上的支柱，底座，工作台，带轮等。它的抗压强度明显高于抗拉强度，具有优良的铸造性能，比较好的切削加工性能和耐磨及减振性，所以作为外壳零件非常合理。由于轴在工作中比较平稳，所以箱体所受的其它应力较小，由于零件产量为10000件，属于大批量生产，零件结构又比较简单，故选择铸造毛坯。 2.21毛坯的确定 图2-1（毛坯图）1. 如图2-1所示 减速箱体零件材料为HT200
7、，查机械设计课程设计手册硬度128192HBS，生产类型为大批量生产，采用砂型机器造型及壳型，铸造零件。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：2 查得产品为10000件属于大批量生产。选用的砂型机器造型及壳体，产品HT200为,选择CT9级H级加上表面基本尺寸为114，而表面尺寸334则以表面尺寸为基本由于是双面加工则选择下面的加工余量为4.5。加工下表面时的基本尺寸为114，表面尺寸为284以表面尺寸为基本是双面加工则选择下面的加工余量为4.5。零件侧面尺寸为136，由于是双侧加工同上选择加工余量也同为3。3. 减速箱体有两孔分别为62H和7
8、2H加工时是以底面为基准其基准尺寸为114，大于62H 72H。则在确定毛坯尺寸时，以114为基准，通过得其尺寸公差CT9级加工余量加工余量等级为G级，为双侧加工则毛坯余量为34. 在加工平面5时要以平面1，6为基准将减速箱体翻盖在铣床工作台上加工，基准其基准尺寸为4.5 通过的毛坯余量为32.2 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与
9、加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取工件底面1作为粗基准。因为这个零件是长方体类的零件,可以用通用夹具来装夹定位（如台虎钳）。由于零件属于箱体零件体积较大而且是在上下箱体合箱后，再进行镗孔加工。所以一定要保证其加工的精度和质量。从零件我们很容易分析得道要想对零件进行加工必须限止6个自由度，我采用一面两孔定位方式，其中以端面1和一个固定圆柱销和一个削边销共同定位，其中一面能够限止3个自由度 ，而一个圆柱销能限止2个自由度 ，一个削边销能限止1个自由度。再通过两块压板对其进行加紧。这样就能很好的对其进行镗孔加工，尽可能的保证其精度。（2）精基准的选择。主要
10、应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺重复。2.3 制定工艺路线寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 图22（简图）如图2-1所示1.工艺路线方案一：工序一 以端面1为基准铣端面2再铣油槽。工序二 以端面2为基准铣端面1。工序三 合箱后以端面1及7为基准，分别粗.半精.精镗62.72，并倒两处 2X45 工序四 将零件翻转后以面1
11、，2为基准对面5进行铣削加工。工序五 以端面1，6为基准对面7进行铣削加工。工序六 以端面1，7为基准对面6进行铣削加工。工序七 合箱后以面1和两锥箱孔为基准，钻削加工10-11孔再锪 25孔 工序八 合箱后以面1和两锥箱孔为基准，钻削加工10-11孔再锪 25孔 工序九 以端面2，6为基准钻孔13.6 锪28最后攻螺纹M16。 工序十 以面1，7为基准，钻削加工8-M8底孔再攻螺纹M8。工序十一 检查2.工艺路线方案二工序一 以端面2为基准铣端面1。工序二 以端面1为基准铣端面2。工序三 以端面1，6为基准对面7进行铣削加工。工序四 以端面1，7为基准对面6进行铣削加工。工序五 将零件翻转后
12、以面1，6为基准对面5进行铣削加工工序六 将零件翻转后以面2，7为基准钻4-15孔，然后锪平32。 工序七 合箱后以面1和两锥箱孔为基准，钻削加工10-11孔再锪 25孔。用锥柄 机用1：50锥度销子铰刀铰7.8加工到8的锥销孔 。工序八 以端面2，6为基准钻孔13.6 锪28最后攻螺纹M16，再钻孔28底孔最后攻螺纹M20。工序九 以面1，7为基准，钻削加工8-M8底孔再攻螺纹M8。工序十 和箱后以端面1及2销孔为基准，分别粗.半精.精镗62.72，并倒两处2X45 工序十一 检查3.工艺路线方案三工序一 以端面1为基准铣端面2。 工序二 以端面2为基准铣端面1。工序三 以端面1为基准铣油槽
13、。工序四 以端面6为基准对面7进行铣削加工。工序五 以端面7为基准对面6进行铣削加工。工序六 将零件翻转后以面1，6为基准对面5进行铣削加工。工序七 。将零件翻转后以面2为基准钻4-15孔，然后锪平32。 工序八 合箱后以面1和两孔15为基准，钻削加工10-11孔8销孔再锪 25孔 工序九 以面1，7为基准钻销加工20底孔后攻螺纹M20。工序十 以端面2，6为基准钻孔13.6 锪28最后攻螺纹M16。 工序十一 将上下箱体和箱后，以面1，6为基准钻孔8-M8底孔再攻螺纹M8工序十二 和箱后以端面1及2销孔为基准，分别粗.半精.精镗62.72，并倒两处2X45 工序十二 检查4.工艺路线方案的比
14、较与最终工艺路线方案如下：上述三个工艺方案的特点在于：方案一是先加工面1再加工面2，这样以来会影响精度。因为我在定位时是以面1为基准的，所以我们在加工面2后再以面2为基准，加工面1，这样就提高了面1的精度。从工序1中我们可以看出其加工顺序不和理，因为它们所用的机床都不同，这样影响了加工精度，装夹延长了工作时间降低了工作效率。方案二是以面2为基准加工端面1，大概方案是先在铣床加工再在钻床加工但在工序2， 8不太合理。油槽不能与铣面一起同时加工，而工序8则销孔不能和钻孔一起加工的。方案三是综合工艺路线1 2所得其大体方安比较和理，但也存在一些问题。例如工序九应该以面1和两锥孔为基准这样配合精度高些
15、。另外铣面7，6时应该以两个面为基准，这样才能保证加工精度，综上所述我们总结前面的的不合理的地方不断改进最中得到方案四：工序一 以端面1为基准铣端面2。工序二 以端面2为基准铣端面1。 工序三 以端面1为基准铣油槽。 工序四 以端面1，6为基准对面7进行铣削加工。工序五 以端面1，7为基准对面6进行铣削加工。工序六 将零件翻转后以面1，6为基准对面5进行铣削加工。工序七 。将零件翻转后以面2，7为基准钻4-15孔，然后锪平32。 工序八 合箱后以面1，6为基准，先用D=7.8的直柄麻花钻钻7.8的孔再用锥柄 机用1：50锥度销子铰刀铰7.8加工到8的锥销孔。 工序九 合箱后以面1和两锥箱孔为基
16、准，钻削加工10-11孔再锪 25孔 工序十 以端面2，6为基准钻孔13.6 锪28最后攻螺纹M16。 工序十一 以端面2，6为基准钻孔17 后攻螺纹M20。工序十二 将上下箱体和箱后，以面1，6为基准钻孔M8底孔再攻螺纹M8倒角0.5X45 工序十三 和箱后以端面1及2销孔为基准，分别粗.半精.精镗62.72，并倒两处2X45 工序十四 检查。2.4 机械加工余量、工序尺寸的确定 图23（毛坯图）1. 如图2-3所示 “减速器箱体”零件材料HT200，生产类型为大批生产，采用金属型铸造毛坯。 在设计工序时，需要具体选定所用的机床、夹具、切削工具和量具。先具体各个工序装备选择如下：工序1： 铣
17、334mm的端面2，以尺寸288的底面为粗基准。根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序2： 铣288mm的端面 ，以尺寸344的端面为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择X53K立式铣床；根据加工表面为大面积平面选择套式面铣刀D=160mm,d=50mm,Z=16；根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序3： 铣油槽，以尺寸288的底面为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择X53K立式铣床；查根据加工表面为
18、大面积平面选择套式面铣刀D=160mm,d=50mm,Z=16；根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序4： 铣端面7。以面1，6的端面为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择X53K立式铣床；根据加工表面为大面积平面选择套式面铣刀D=160mm,d=50mm,Z=16；根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序5： 铣的端面6 以端面1，7为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择X53K立式铣床；根据加工表面为大
19、面积平面选择套式面铣刀D=160mm,d=50mm,Z=16；根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用专用夹具夹紧加工工序6： 铣端面5以面1，6底面为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择X53K立式铣床；根据加工表面为大面积平面选择套式面铣刀D=160mm,d=50mm,Z=16；根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序7： 钻孔4-15孔，再锪平32以面2，7为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择 根据加工孔为15所以选择直
20、柄麻花钻d=12.6和直柄锥面钻；根据加孔现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序8： 钻孔7.8的直孔和8锥孔，以面1，6为粗基准根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择 根据加工孔为15所以选择直柄麻花钻d=7.8和90直柄锥面锪钻；根据加孔现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序9： 钻孔10-11的直孔和锪25，以面和两锥孔为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择 根据加工孔为15所以选择直柄麻花钻d=8.5和90直柄锥面锪钻；根据加孔现选取量具
21、为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序10： 钻孔13.6的直孔和锪28再攻螺纹，以面2，6为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择，根据加工孔为15所以选择直柄麻花钻d=13.6和90直柄锥面锪钻粗牙普通螺纹用丝锥；根据加孔现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序11： 钻孔17的直孔和再攻螺纹，以面2，6为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择 根据加工孔为15所以选择直柄麻花钻d=17和粗牙普通螺纹用丝锥；根据加孔现选取量具为多用游标卡尺，测量范
22、围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序12： 钻孔6.5的直孔和再攻螺纹，以面1，6为粗基准。根据刀杆直径、主轴孔径及主轴端面与工作台面距离选择 Z35；根据加工孔为15所以选择直柄麻花钻d=6.5和粗牙普通螺纹用丝锥；根据加孔现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-200mm读数值为0.05mm；使用通用夹具夹紧加工工序13：粗、半精镗孔72H7 ，以尺寸为288mm面及；两销孔为定位基准。根据最大加工孔径及工作台宽度，选择T612卧式镗床；根据加工孔的大小情况顶选取硬质合金镗刀，B=12，H=12,d=12；根据加工面为平面现选取量具为多用游标卡尺，测量范围为0-
23、200mm读数值为0.05mm；采用专用夹具夹紧加工。2.5 确立切削用量及基本工时 工序 1：工序一 以端面1为基准粗，半精铣铣端面 2：错齿三面刃铣刀 X53K 游标卡尺. 2.51 切削用量 工件材料：HT200，硬度128192HBS，最小抗拉强度：160。所选刀具为高速钢镶齿套面端铣刀。铣刀直径D=200，宽度L=45 齿数=20。由于加工材料为HT200，故选 后角=12（周齿）=8（端齿） =90。2.52 选定每齿进给量 根据表表4.2-35可查出X53立式铣床的功率为7.5KW，工艺系统刚性中等，查表3-28得高速钢端面铣刀在加工灰铸铁时每齿的进给量=0.1 0.3mm/z，
24、现取=0.2mm/z.2.53 选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表表3-26和表3-27。可以查得用高速钢加工铸铁时，后刀面的磨钝标准值最大磨损值1.6mm,铣刀直径D=200耐用度T=240min2.54 决定切削速度v和工作台每分钟进给量2.55 半精铣端面2选用镶齿套面端铣刀，X53K 游标卡尺 切削用量 所选刀具为高速钢铣刀，d=200 D=50 L=45 Z=20 每齿进给量 本工序要求保证的表面粗糙度为6.3。根据表3.3 每分钟进给量。现取 ，则2.56选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表3.7 3.8得铣刀刀齿后面最大磨损量为0.4mm，耐用度 T=240min 。2.57 决定切削
25、速度V和工作台每分钟进给量 。按表3.27中公式计算，得 = n= n=0.52r/s v=0.32m/s 工作台每分钟进给量 2.57基本时间 工序十 以端面2，6为基准钻孔13.6 锪28最后攻螺纹M16。 选用Z35 直柄麻花钻 90锥柄锥面锪钻 游标卡尺 粗牙普通螺纹用丝锥2.58 钻孔12.8mm 确定进给量f 根据表2.7 时 f=(0.37-0.45)mm/r.由于本零件在加工 12.8mm孔时属于低钢度零件，故进给量应剩系数0.75，则f=(0.520.64)0.75=(0.390.48)mm/r . 切削速度：根据表3-42 （2-5）查得切削速度v=33m/min所以根据机
26、床说明书，取 。故实际切削速度为 （2-6）切削工时 l=27.9 （2-7） 2.59扩钻13.6mm孔 利用13.6mm的钻头对25mm的孔进行扩孔，根据扩钻的切削用量根据钻孔的切削用量选取f=(1.53.0)0.7=(1.052.1)(mm/r) 查机床说明书 取f=1mm/r 机床主轴转速：取取 l=27.9 2.60 采用90锪钻 为缩短辅助时间，取主轴转速与扩孔时相同。N=265(m/min)2.61采用D=16的丝锥手工攻螺纹M16工序十三 合箱后以端面1及2销为基准，分别粗.半精.精镗62.72，并倒两处2X45 选T612 圆形镗刀 游标卡尺 2.62 加工条件工件材料：HT
27、200 金属型铸造加工要求：粗 半精 精镗孔72H7，表面粗糙度3.2机床 ：T68卧式镗床刀具 ：刀片材料为硬质合金YG6 前刃面，无屑槽，刀杆尺寸为12mm12mm 长度为500m2.63 计算切削用量 粗镗孔至70，单边余量z=2mm 一次加工确定进给量查表3-22机械制造工艺设计手册，加工铸铁刀杆长度500mm时 f=0.20.4mm/r. 第三章 组合机床夹具设计组合机床是指以通用部件为基础，配以少量的专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床夹具的组成由定位元件、夹紧装置、导向元件、对刀装置、连接元件、夹具体和其他装置组成。机床夹具品种繁多，按专业化程度，夹具可分为
28、以下几种类型：通用夹具：与通用机床配套，可在一定范围内加工不同工件。专用夹具：根据某一工序专门设计和制造的夹具。成组夹具：按照成组工艺原理设计，适用用于一组零件的某一工序。组合夹具：由预先制造好的通用标准零部件经组装而成的装用夹具，是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备。随行夹具：用于自动线上，工件在夹具上的输送装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作台上进行定位和夹紧。 3.1问题的提出本夹具主要用来镗孔72H7的孔，其精度要求和加工技术要求都不是很高。因此在本道工序时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度加工难度都不是主要问题。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择
29、由零件图可知，此零件为箱体零件，其结构并不复杂，镗孔72H7。在上下箱合箱后一起镗的，其要求的加工精度并不是很高，通过对零件的分析可知可以通过面1和两削对零件定位。 为了提高加工效率，现在决定设计的专用夹具，采用气动夹紧的方式，以便装夹。3.2.2夹紧力的确定确定一个机构的夹紧力,即确定夹紧力的大小,方向和作用点。它必须通过综合分析工件的结构特征、加工要求、工件的定位方案以及工件在加工过程中所受外力来确定。1确定夹紧力作用方向原则夹紧力的作用方向不仅影响工件的加工精度，而且还影响工件夹紧的实际效果。0确定夹紧力方向应考虑以下三点：一是夹紧力的作用方向不应破坏工件的即定位置；二是夹紧力的作用方向应使夹紧力尽可能最小。本夹具作用方向为向下。2确定夹紧力作用点的原则
