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機(jī)械制造工藝說(shuō)明書 工學(xué)院 機(jī)械制造工藝說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：大批量生產(chǎn)的減速器上下殼體加工工藝過(guò)程卡 及上殼體接合面銑削工序卡與夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 期：2015—2016學(xué)年 第 1 學(xué)期 目 錄 序言 課程設(shè)計(jì)目的 1 第一章 機(jī)械加工工藝方案的擬定和分析 1 2.1零件的作用 1 2.2零件的工藝分析 3 第二章 工藝規(guī)程的擬定 4 3.1確定毛坯的制造形式 4 3.2基面的選擇 5 3.3 制定加工工藝路線 5 第三章 夾具的設(shè)計(jì) 10 4.1 定位方案 10 4.1.1定位分析 11 4.1.2定位基準(zhǔn)的選擇 11 4.1.3 定位誤差的分析 11 4.1.4 定位方案總結(jié) 11 4.2 夾緊方案 12 4.3對(duì)刀方案 12 第五章 結(jié)論 13 參考文獻(xiàn) 13 序言 課程設(shè)計(jì)的目的 1、綜合運(yùn)用《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程以及其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行典型零件的機(jī)械制造工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想。 2、學(xué)習(xí)并掌握如何根據(jù)生產(chǎn)批量要求，來(lái)進(jìn)行機(jī)械加工工藝規(guī)程和所用夾具的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 3、對(duì)學(xué)生在設(shè)計(jì)制圖和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和驗(yàn)算等基本設(shè)計(jì)技能方面進(jìn)行一次全面訓(xùn)練，以提高他們的實(shí)際工作能力。 4、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)工作意識(shí)與方法，從確保設(shè)計(jì)質(zhì)量出發(fā)，學(xué)會(huì)工作中的合作與分工。 第一章 零件加工工藝分析 1.1零件的作用 變速器箱體是變速箱的基礎(chǔ)零件，在整個(gè)減速器總成中起支撐和連接的作用，它把各個(gè)零件連接起來(lái)，支撐傳動(dòng)軸，保證各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的正確安裝，是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此變速器箱體的加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準(zhǔn)確性，也為將會(huì)影響減速器的壽命和性能。 1.2零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1.2.1尺寸較大 箱體內(nèi)要安裝和容納有關(guān)的零部件，因此必然要求箱體有足夠大的體積。例如，大型減速器箱體長(zhǎng)達(dá)4～6m、寬約3～4m。 1.2.2形狀復(fù)雜 箱體作為裝配的基礎(chǔ)件，在它上面安裝的零件或部件愈多，箱體的形狀愈復(fù)雜，因?yàn)榘惭b時(shí)要有定位面、定位孔，還要有固定用的螺釘孔等；為了支撐零部件，需要有足夠的剛度，采用較復(fù)雜的截面形狀和加強(qiáng)筋等；為了儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，需要具有一定形狀的空腔，還要有觀察孔、放油孔等；考慮吊裝搬運(yùn)，還必需做出吊鉤、凸耳等。 1.2.3精度要求高 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。 1.2.4緊固螺釘定位箱孔多 這些孔雖然沒有什么特殊要求。但由于分布在大型零件上，有時(shí)給加工帶來(lái)較大的困難。 由于箱體有以上的特點(diǎn)，故機(jī)械加工勞動(dòng)量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大。 1.3零件的工藝分析 (1)減速器箱蓋、箱體主要加工部分是接合面、軸承孔、通孔和螺孔，其中軸承孔在箱蓋、箱體合箱后再進(jìn)行鏜孔加工，以確保兩個(gè)軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個(gè)孔中心線的平行度和中心距。 (2)減速器整個(gè)箱體壁薄，容易變形，在加工前要進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，加工時(shí)要注意夾緊位置和夾緊力大小，防止零件變形。 (3)箱蓋、箱體接合面，底面上的孔的加工，采用專用鉆模，這樣可以保證孔的位置精度要求。 分離的減速器箱體的主要加工部位有：凸臺(tái)面、接合面、端面、底平面、螺栓孔、螺紋孔、油溝等。對(duì)這些加工部位的技術(shù)要求有： 1、減速器箱體、機(jī)蓋的凸臺(tái)面與接合面及機(jī)體的底平面與接合面必須平行，其誤差一超過(guò)0.06/1000mmκ 2、減速器箱體接合面的表面粗糙度Ra值不超過(guò)兩接合面間隙0.03mm,取0.02mm。 3、軸承支承孔的軸線必須在接合面上，其誤差不超過(guò)±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(guò)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 第二章 工藝規(guī)程的擬定 2.1 材料的選擇 毛坯材料選擇HT200。此材料含有石墨，因石墨本身有潤(rùn)滑作用且可以吸收振動(dòng)能量，所以HT200具有耐磨性能好，消振性能好的特點(diǎn)。由于鑄鐵中硅含量高且成分接近于共晶成分，因而流動(dòng)性、填充性能好，即鑄造性能好。由于石墨的存在，使車屑容易脆斷，不粘刀，切削性能好。缺點(diǎn)是力學(xué)性能低，易導(dǎo)致應(yīng)力集中，因而其強(qiáng)度、塑性及韌性低于碳鋼?；贖T200以上優(yōu)缺點(diǎn)及價(jià)格便宜，所以對(duì)于承受壓力和震動(dòng)的箱體，采用HT200作為加工材料。若沒有HT200，可采用45號(hào)鋼代替。熱處理方法方面，因鑄件采用砂型造型，所以為消除應(yīng)力集中、降低硬度，應(yīng)采用人工時(shí)效處理。 2.2 毛坯的制造方法 砂型鑄造機(jī)械造型：鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價(jià)廉易得，鑄型制造簡(jiǎn)便，對(duì)鑄件的單件生產(chǎn)、成批 生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長(zhǎng)期以來(lái)，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。而金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對(duì)黑色金屬只能是形狀簡(jiǎn)單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無(wú)法鑄出。同時(shí)金屬型鑄造還有：制造成本高；不透氣，無(wú)退讓性，易造成鑄件洗不足、開裂或鑄鐵件白日等缺陷; 鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時(shí)間等，對(duì)鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制等諸多不足。 減速箱的箱體結(jié)構(gòu)相較復(fù)雜，根據(jù)減速箱箱體零件圖可知箱體的壁厚為8mm采用金屬型造型對(duì)壁厚有限制，成對(duì)本比砂型鑄造高，而且箱體外表面的精度要求不高，砂型鑄造能滿足要求，機(jī)械造型生產(chǎn)率較高能滿足大批量生產(chǎn)的需要。綜合以 上因素，因此選用砂型鑄造機(jī)械造型。 砂型鑄造機(jī)械造型上箱蓋以接合面為分型面，采用兩箱造型，中注式澆注系統(tǒng)， 澆注的時(shí)候重要的加工面應(yīng)該向下，因?yàn)殍T件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔等。為了補(bǔ)縮，上面設(shè)幾個(gè)冒口。為了造型時(shí)方便拔模而設(shè)計(jì)了拔模斜度。下箱體采用三箱造型，為了澆注液體充滿型腔，在直澆道基礎(chǔ)上設(shè)有橫澆道。同時(shí)設(shè)置了冒口和拔模斜度。 2.3 定位基準(zhǔn)面的選擇及分析 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)之分。在機(jī)械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗基準(zhǔn)。在隨后的工序中，用加工過(guò)的表面作定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)： 選擇原則：“基準(zhǔn)重合”原則；“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則；“自為基準(zhǔn)”原則；“互為基準(zhǔn)”原則；精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。 減速器上箱蓋則分別以凸臺(tái)面、接合面作為精基準(zhǔn)，下箱體通常以底面和接合面為精基準(zhǔn)。 在加工上箱蓋時(shí)，先以凸臺(tái)為精基準(zhǔn)粗銑、半精銑、精銑接合面；以接合面為精基準(zhǔn)銑窺視口端面、鉆孔、攻絲，鉆起蓋螺紋孔攻絲。只有加工接合面時(shí)才以凸臺(tái)為精基準(zhǔn)，因此滿足“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。下箱體則以底面和接合面為精基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)的選擇夾緊方便，工件的夾緊變形小；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位和自動(dòng)夾緊，且不存在基準(zhǔn)不重合誤差。 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)。主要考慮兩個(gè)問(wèn)題：一是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。 減速器的上箱蓋、下箱體都以接合面為粗基準(zhǔn)，加工出加工接合面的精基準(zhǔn)，再以接合面作為精基準(zhǔn)，加工分布在箱蓋和箱座兩個(gè)不同部分上的連接孔、毛坯孔、油孔等，這樣粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)“互為基準(zhǔn)”的原則下統(tǒng)一，可以保證接合面的平行度，減少箱體裝合時(shí)對(duì)合面的變形。 具體各加工基準(zhǔn)面如下： 2.4 制定加工工藝路線 對(duì)減速箱箱體進(jìn)行加工，尤為重要的就是確定其加工工藝的過(guò)程。并且，在確定加工工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)該考慮各方面的因素，從而擬定出最佳加工方案。針對(duì)我們所要加工的減速箱，應(yīng)當(dāng)遵循先面后孔，先粗后精，工序適當(dāng)?shù)仍瓌t。 經(jīng)過(guò)分析，我們把加工工藝過(guò)程大致分為了三個(gè)部分。第一部分是對(duì)箱蓋的加工，主要是加工上箱體凸臺(tái)面，上箱體接合面，上箱體接合面螺栓孔，窺視孔面以及鉆孔、攻絲，啟蓋螺釘孔的鉆孔、攻絲；第二部分是對(duì)機(jī)座的加工，主要是加工機(jī)座底面，下箱體接合面，鉆锪底座螺栓孔和排油孔和油標(biāo)孔，鉸工藝孔，銑油溝；第三部分是將兩箱體合箱后進(jìn)行加工，主要工序是鉆、絞定位銷孔和鉆連接孔，以底面為基準(zhǔn)銑軸承端面和鏜軸承孔，最后鉆軸承孔端面的螺釘孔并攻絲。其中，在第一、二和第三部分之間應(yīng)安排鉗工工序，將箱蓋與底座合成箱體，并用二錐銷定位，使其保持一定的位置關(guān)系，以保證軸承孔和螺栓連接孔的加工精度和撤裝后的重復(fù)精度。 具體工藝過(guò)程卡見附表1 2.5 加工余量的確定及其加工手段的組合 第三章夾具的設(shè)計(jì) 3.1 夾具設(shè)計(jì)原則 1）夾緊過(guò)程中不改變工件定位時(shí)所占據(jù)的正確位置； 2）夾緊力的大小要適當(dāng)，過(guò)大了會(huì)使工件變形，過(guò)小了則在加工時(shí)工件會(huì)松動(dòng)，造成報(bào)廢甚至發(fā)生事故，既要保證加工過(guò)程中工件不會(huì)產(chǎn)生位移和振動(dòng)，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形或損傷； 3）夾緊裝置的自動(dòng)化程度，應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)； 4）夾具設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“實(shí)現(xiàn)同等功能的前提下，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單者為最優(yōu)”的設(shè)計(jì)理念。結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強(qiáng)度；工藝性好便于制造與維 修； 5）使用性能操作方省安全可靠 3.2 定位方案 3.2.1定位分析 由零件圖可知：要銑削減速箱上殼體接合面,主要的技術(shù)要求是保證其在Z軸方向的自由度即可。則設(shè)計(jì)夾具時(shí)，必須要限制Z軸的移動(dòng)，X、Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；X、 Y軸的移動(dòng)，Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)也要有控制，這種定位屬于完全定位。 3.2.2定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：應(yīng)選凸臺(tái)面作為定位基準(zhǔn)，有利于保證平面的粗糙度。 3.2.3 定位誤差的分析 在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，平面定位的主要方式是支持定位，常用的定位元件為各種支撐釘、支撐板、自由支撐和可調(diào)支撐。在本工序中，因?yàn)楣ぜ且约庸み^(guò)的凸臺(tái)面定位，因此采用一面定位方式，由于凸臺(tái)已加工過(guò)，所以定位元件選取定位板，這一可以增加與工件的接觸面積，以便能與定位表面穩(wěn)定接觸。在計(jì)算其定位誤差時(shí)，由于是以已加工過(guò)表面一面定位，所以定位誤差為0。 3.2.4 定位方案總結(jié) （1）應(yīng)當(dāng)限制的自由度：應(yīng)當(dāng)限制、、方向3個(gè)自由度。 （2）實(shí)際限制的自由度：共限制了、、、、、方向6個(gè)自由度。 （3）定位副：左中右三個(gè)定位板分別與外表面配合，共限制了→y、、、、方向5個(gè)自由度，附加擋塊限制了→X方向自由度。為完全定位，符合定位要求。當(dāng)壓板夾緊時(shí)，夾緊力垂直于底座。 3.3 夾緊方案 (1)夾緊力的作用點(diǎn)：壓板與軸孔接觸點(diǎn) (2)夾緊力的作用方向：垂直壓板向下 (3)夾緊力的大?。焊鶕?jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》公式得： 式中，為安全系數(shù)；、為桿長(zhǎng)長(zhǎng)度；為銑削寬度；為齒數(shù)；為銑刀直徑； 為銑削深度；為進(jìn)給量；、摩擦系數(shù)。 將以上參數(shù)的數(shù)值代入上式，則得=23714.59N (4)裝置：采用鉸鏈壓板式夾緊機(jī)構(gòu) 3.4對(duì)刀方案 根據(jù)查詢銑床相關(guān)參數(shù)與計(jì)算好的距離，我們?cè)诘装迳显O(shè)置了對(duì)刀塊用于對(duì)刀。 第四章 個(gè)人總結(jié) 為期兩周的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回首這段時(shí)間的設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我們對(duì)機(jī)械制造工藝學(xué)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 這次課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械制造設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。這次設(shè)計(jì)將我們學(xué)習(xí)的機(jī)械制造工藝與裝備、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來(lái)，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識(shí)的作用。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用，思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。 參考文獻(xiàn) [1] 蘭建設(shè)主編.機(jī)械制造工藝與夾具. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7 [2] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，上海工業(yè)大學(xué)主編.軸、箱體、絲杠加工.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1988.4：5-22 [3] 陳宏鈞.車工使用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.01 [4] 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報(bào)告（說(shuō)明書）評(píng)語(yǔ)： 優(yōu)點(diǎn) 不足 總體評(píng)價(jià) （優(yōu)良中差） 成 績(jī)： 教師簽名： 日 期：