減速箱體課程設(shè)計說明書

1、目錄機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計“減速箱體”零件的機械加工工藝規(guī)程及指定夾具設(shè)計學院：設(shè)計者：班級： 學號： 指導教師: 日期：機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書題目:設(shè)計“減速箱體”零件的機械加工工藝規(guī)程及指定夾具設(shè)計內(nèi)容：零件圖1張毛坯圖1張夾具裝配圖1張機械加工工藝過程卡片1張課程設(shè)計說明書1份生產(chǎn)綱領(lǐng)：中批或大批生產(chǎn)（4000件/年）班級：學號：學生：目錄序言 4一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 41、零件的作用 42、零件的工藝分析 43、零件的生產(chǎn)類型 4二、 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 41、選擇毛坯 42、毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定 43、設(shè)計毛坯圖

2、 5三、選擇加工方法，制訂零件的機械加工工藝路線 61、定位基準的選擇 62、零件表面加工方法和工藝路線的確定 6四、 工序設(shè)計 81、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 82、選擇夾具 83、選擇刀具 84、選擇量具 9五、 確定切削用量及基本時間 91、 工序4切削用量及基本時間的確定 92、 工序7切削用量及基本時間的確定 9六、夾具設(shè)計 141、問題的提出 142、定位方式與定位基準的選擇 143、定位銷長度的分析 144、定位誤差的分析與計算 145、夾具設(shè)計 16設(shè)計小結(jié) 17參考書目 17序言機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上 進行的又

3、一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實 習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝 備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1、零件的作用題目所給的零件是減速箱體，箱體是機器的基礎(chǔ)零件，它將機器中有關(guān)部件的軸、套、齒輪等相關(guān)零件 連接成一個整體，并使之白吃正確的相互位置，以傳遞扭矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動，故箱體的加工質(zhì) 量，直接影響到機器的性能、精度和壽命。

4、2、零件的工藝分析箱體類零件的結(jié)構(gòu)比較復雜，薄壁且不均勻，加工表面多，其主要加工表面是平面和孔。通常平面的加 工精度比較容易保證，而精度比較高的支承孔以及孔與孔之間、孔與平面之間的相互位置精度則比較難保證， 往往成為生產(chǎn)中的關(guān)鍵。所以在制定箱體加工工藝過程時，應該將如何保證孔的位置精度作為重點來考慮。 此外，還應該特別注意箱體的生產(chǎn)批量和工廠的具體生產(chǎn)條件。通過對該零件的重新繪制，只原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該箱體需要加工 的主要表面是三對支承孔、螺紋孔及底面（裝配基準面）、頂面和左右外側(cè)平面。三對支承孔是垂直關(guān)系。孔的公差為H7,表面粗糟度 Ra1.6um Ra3.2

5、um Ra6.3um 由零件圖可知，零件的材料 HT150,該材料具有較高 的強度，耐磨性，耐熱性，減震性，切削加工性，鑄造性，價格便宜，制造方便，但塑性較差，脆性高，適 用于承受較大應力，耐磨的零件。3、零件的生產(chǎn)類型根據(jù)設(shè)計題目知：Q=4000臺/件，；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率和廢品率分別取 0.1和0.01，帶入公式（2-1） 得生產(chǎn)綱領(lǐng) N=4000*1*（ 1+0.1）*（ 1+0.01）=4444件/年。生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖1、選擇毛坯HT150b為了消除鑄造該箱體零件的結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，生產(chǎn)批量大，所以毛坯選擇鑄件，零件材料為 應力，穩(wěn)定加工精度

6、，鑄造后安排退火處理。2、毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定根據(jù)箱體零件圖計算輪廓尺寸，長180mm寬170mm高127mm所以零件的最大輪廓尺寸為180mm由表5-1得，鑄造方法選擇機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得到公差等級CT范圍為8到12級，所以選擇10級。根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件的公差等級CT由表5-3查得公差帶相對于基本尺寸對稱分布。由表5-5，鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得到機械加工余量等級范圍E到G級，取為F級對于所有加工表面的機械加工余量取同一個值，由表5-4查得最大輪廓尺寸為180mm機械加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為2mm求毛坯尺寸：R127=127+3.6/2

7、+2=130.8R130=130+3.6/2+22=135.8R117=117+3.6/2+22=122.8R15=15+2.2/2+2=18.1R40=40-2 2-2.6/2=34.7R35=35-2 2-2.6/2=29.7R42=42-2 2-2.8/2=36.6表1減速箱體鑄件毛坯尺寸公差與加工余量公差等級CT10101010101010加工基本面尺寸12713011715403542尺寸公差3.63.63.62.22.6262.8機械加工余量等 級FFFFFFFRMA2222222毛坯基本尺寸130.8133.8120.818.134.729.736.43、設(shè)計毛坯圖三、選擇加工方

8、法，制訂零件的機械加工工藝路線1、定位基準的選擇由于鑄件沒有預鑄孔，不能選鑄孔為粗基準?？紤]到底腳伸展面積大、厚度薄，上下均需要加工，可互 為基準面加工上下兩面，這樣有利余保證上下面的加工質(zhì)量。底板側(cè)面可以用底面和對面作定位，粗銃即可 保證加工質(zhì)量。2、零件表面加工方法和工藝路線的確定用上述精基準定位，加工兩錐孔，后續(xù)加工可一面兩銷定位。在鏜模上精鏜兩對支承孔，能滿足圖紙要 求的位置精度，且生產(chǎn)率比較高。鏜孔應該在左右側(cè)面加工后進行，以確保同軸孔系的同軸度。鏜孔前的預 備粗鏜和半精鏜精鏜。平面的加工應該在鏜孔前進行。其終加工用半精銃就能達到要求。其預備工序是粗銃。加工表面表面粗糙度公差、精度等

9、級加工方法側(cè)面3.2IT11粗銃一半精銃上平面3.2IT11粗銃一半精銃下平面6.3IT12粗銃底板上面6.3IT12粗銃側(cè)面3.2IT11粗銃一半精銃錐孔0 81.6IT8鉆孔一鉸孔孔0 426.3IT11粗鏜孔0 471.6IT8粗鏜一半精鏜一精鏜孔0 7525IT13粗鏜孔0 351.6IT8粗鏜一半精鏜一精鏜孔0 401.6IT8粗鏜一半精鏜一精鏜沉頭孔25IT11鉆孔一锪孔螺紋M5-7H鉆孔一攻絲為了消除鑄造應力，穩(wěn)定加工精度，鑄造后安排退火處理。為了保證加工精度，平面和孔隙的粗精加工劃分成不同的工序。綜合以上個項，可設(shè)計以下二種工藝路線：工藝路線一：工序一上下表面互為基準，進行粗銃

10、半精銃加工工序二粗銃底座上面，側(cè)面工序三鉆0 8錐孔，鉸0 8錐孔工序四粗銃半精銃側(cè)面工序五粗鏜半精鏜側(cè)面0 40, 0 35孔工序六精鏜側(cè)面0 40, 0 35孔工序七粗鏜底面0 42粗鏜0 47粗鏜0 75半精鏜0 47孔工序八精鏜底面0 47孔工序九鉆M5-H7螺紋孔，鉆底面09 0 /15孑L,锪沉頭孔工序十攻鉆M5-H7螺紋工藝路線二：工序一 粗銃下平面，保證粗糙度 Ra6.3工序二粗銃上平面，半精銃上平面工序三.粗銃底板上表面工序四鉆底板上的孔，絞孔至8,保證粗糙度Ra1.6工序五鉆底板另一側(cè)的孔，絞孔至 9,锪沉頭孔 14，以后的工序采用底板對角線上的兩個孔定位工序六粗銃半精銃側(cè)

11、面，保證粗糙度 Ra32工序七粗鏜 35,40的孔，半精鏜 35,40的孔，精鏜 35,40的孔，保證粗糙度 Ra16工序八粗鏜0 42,0 47,0 75,半精鏜0 47保證形位要求工序九精鏜0 47，保證粗糙度 Ra1.6工序十鉆上平面40 4的孔工序一 攻4 M5-7H深12的螺紋工序十二鉆0 35孔周圍0 4的孔工序十三攻0 35孔周圍M5-7H的螺紋工序十四鉆0 40孔周圍0 4的孔工序十五攻0 40孔周圍M5-7H的螺紋工序十六鉆底面0 47孔周圍0 4的孔工序十七攻底面0 47孔周圍M5-7H深10的螺紋工序十八檢驗工序十九去毛刺工序二十內(nèi)壁涂黃漆，非加工面涂底漆經(jīng)過比較，考慮安

12、全性，精度保持性，技術(shù)經(jīng)濟性和夾具復雜程度，選擇工藝路線二進行加工。四、工序設(shè)計1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備X52K 銃工序一到工序五是粗銃和半精銃，各工序的工步步多，成批生產(chǎn)部要求很高的生產(chǎn)率，加工精度也不是 要求很高，所以選用銃床就能滿足要求。本零件的外輪廓尺寸不大，精度要求也不是很高，所以選用 床。工序七到工序十三是粗鏜，半精鏜，精鏜2- 0 35, 2- 0 40,0 42,0 47,0 75的孔，應在鏜床上進行其他工序為鉆孔，應該在鉆床上加工。2、選擇夾具本箱體零件外形比較復雜，應在專用夾具上進行加工。3、選擇刀具根據(jù)不同的工序選用補同的刀具。在粗銃和半精銃的工序中根據(jù)表5-104選用

13、盤銃刀；在鉆孔和鏜孔的工序中選用麻花鉆和鏜刀在絞孔時用細柄機用和手用絲錐。4、選擇量具本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。(1)選擇加工孔用量具(A) 粗鏜孔 35, 40, 42,從表5-108中選取讀數(shù)值0.01mm，測量范圍2550mnt勺內(nèi)徑千分尺即可。粗鏜 孔75選擇讀書0.01mm,測量范圍50175的內(nèi)徑千分尺即可。(B) 半精鏜 35, 40, 42,選用讀數(shù)值0.01mm,測量范圍1535mm和3550mm的內(nèi)徑百分尺即可。(C)精鏜孔，由于精度要求較高，加工時每個工件都需要測量，故選用極限量規(guī)。選擇錐柄圓柱塞規(guī)(2)長度測量選用兩用/雙面游標卡尺。五、確定切削用

14、量及基本時間切削用量包括背吃刀量，進給量和切削速度v，確定順序是先確定、 再確定v。1、工序4切削用量及基本時間的確定(1)切削用量本工序為鉆孔，刀具選用直柄麻花鉆，直徑d=7.5，和硬質(zhì)合金直柄機用鉸刀確定進給量f由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進給(2)選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表5-130，鉆頭后刀面最大磨損限度為 0.8mm,壽命T=60min。擴孔后刀面最大磨損限度為 1.4mm,壽命T=60min。鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度為0.9mm壽命T=120min。2確定切削速度v 由表5-132b=670MP的45鋼加工性屬5類。根據(jù)表5-134，暫定進給量f=0.05mm/r。由

15、表5-134，可查得vc=50m/min,n=400r/min。由表5-136查得鉸孔時進給量為 f=0.2mm/r，切削速度Vc=50m/min, 主軸轉(zhuǎn)速n=68r/min，背吃刀量ap=0.05。根據(jù)Z525立式鉆床選擇主軸實際轉(zhuǎn)速。(2)基本時間50s。鉆3個0 8mn深15mn勺勺通孔，鉸2個0 8mn深15mn勺勺通孔，锪鉆底面沉頭孔基本時間約為2、工序7切削用量及基本時間的確定粗鏜、半精鏜、精鏜側(cè)面 35, 40的孔切削用量頁腳內(nèi)容20(1)粗鏜35的孔選用刀具為YG3X硬質(zhì)合金，直徑為 20mm勺圓形鏜刀A、切削用量a、確定確定進給量f根據(jù)參考文獻表 15-25可查出f 0.3

16、0 0.8mm，取f 0.5mmb確定背吃刀量ap因其單邊余量：Z=2.65mm所以銃削深度ap : ap 2 mmc、確定切削速度v根據(jù)參考文獻表15-25，得 v 0.65 1.5m/s，取v 1.0m/s1000vn341r / mind查表5-56，選擇n 370r / min，則實際切削速度為 v 80r / minB基本時間由表2-24，知機動時間Tj i, L d 蟲I1 I2 l3fn2l1Dctgkr(1 2)20 ctg 1202 227.8mm則Tj227.84224.4s0.45 370(2)半精鏜35的孔所選刀具為YT15硬質(zhì)合金，直徑為20 mm的圓形鏜刀。A、切削

17、用量1確定進給量f根據(jù)參考文獻表15-25可查出f 0.20 0.6mm，取f 0.2mm2.因其單邊余量：Z=0.65mm所以銃削深度ap : ap 0.6 mm3確定切削速度v根據(jù)參考文獻表15-25，得v 1.0 1.66m/s，取v 1.3m/s1000v410r/ minv 50r/m in差表5-56，選擇n 460r/min，則實際切削速度為基本時間由表2-24，知機動時間Tji, L d 屯I, l2 l3fn2D20I, ctgkr (1 2) ctg120 27.8mm22則22 7.8 414.7s0.3 460(3)精鏜35的孔切削用量1.確定進給量f根據(jù)參考文獻表15

18、-25可查出f0.15 0.4mm，取 f0.2mm。2.因其單邊余量：Z=0.05mm所以銃削深度ap : ap 0.05mm3確定切削速度v根據(jù)參考文獻表15-25，得v 0.8 1.5m/s,取v 1.0m/ s1000vn310r / mind差表5-56，選擇n 370r / min，則實際切削速度為 v 50r / min基本時間由表2-24，知機動時間Tj i, L d 蟲l1 l2 l3j fn2l1Dctgkr(1 2) 20ctg 1202 7.8mm2 2則Tj227.8427.4s0.270則T總1T1T2T324.4 14.727.466.5s(2)粗鏜40的孔A、切

19、削用量a、確定確定進給量f根據(jù)參考文獻表 15-25可查出f 0.30 0.8mm，取f 0.5mmb確定背吃刀量ap因其單邊余量：Z=2.65mm所以銃削深度ap : ap 2 mmc、確定切削速度v根據(jù)參考文獻表15-25，得 v 0.65 1.5m/s，取v 1.0m/s1000vn341r / mind查表5-56，選擇n 370r / min，則實際切削速度為 v 80r / minB基本時間由表2-24，知機動時間Tj i, L d 蟲I1 I2 l3fn2l1Dctgkr(1 2)20 ctg 1202 227.8mm則Tj227.84224.4s0.45 370(2)半精鏜35

20、的孔所選刀具為YT15硬質(zhì)合金，直徑為20 mm的圓形鏜刀。A、切削用量1確定進給量f根據(jù)參考文獻表15-25可查出f 0.20 0.6mm，取f 0.2mm2.因其單邊余量：Z=0.65mm所以銃削深度ap : ap 0.6 mm3確定切削速度v根據(jù)參考文獻表15-25，得v 1.0 1.66m/s，取v 1.3m/s選用刀具為YT5硬質(zhì)合金，直徑為20mm勺圓形鏜刀1000v410r/ minv 50r/m in差表5-56，選擇n 460r/min，則實際切削速度為基本時間由表2-24，知機動時間Tji, L d 屯I, l2 l3fn2D20I, ctgkr (1 2) ctg120

21、27.8mm22則22 7.8 414.7s0.3 460(3)精鏜40的孔切削用量1.確定進給量f根據(jù)參考文獻表15-25可查出f0.15 0.4mm，取 f0.2mm。2.因其單邊余量：Z=0.05mm所以銃削深度ap : ap 0.05mm3確定切削速度v根據(jù)參考文獻表15-25，得v 0.8 1.5m/s,取v 1.0m/ s1000vn310r / mind差表5-56，選擇n 370r / min，則實際切削速度為 v 50r / min基本時間由表2-24，知機動時間Tj i, L d 蟲l1 l2 l3j fn2l1Dctgkr(1 2) 20ctg 1202 7.8mm2 2

22、則Tj227.8427.4s0.2370則T總1T1T2T324.4 14.727.466.5s六、夾具設(shè)計1、問題的提出本夾具主要用于工序七鏜孔。在本工序加工時，除了考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度外，主要考慮 精度問題。2、定位方式與定位基準的選擇工件在夾具中或在機床上的定位， 是通過工件的定位基準面與夾具定位元件接觸（支撐定位）或相配合（定心定位）來實現(xiàn)的，因此工件定位方式及夾具定位元件的選擇完全取決于工件定位基準面的形狀。而工件基 本上是由平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形面或工件之間的組合表面作為定位基準。根據(jù)零件圖可知，本夾具采用一面兩銷定位。一面兩銷定位是平面與內(nèi)孔的組合定位，工

23、件以一個平面及 該平面垂直的兩個定位基準孔（可以是工件上實際的孔，也可以是為定位而專門加工的兩個工藝孔）定位。 定位元件則為支撐板和與支撐板平面垂直的兩定位銷，通常其中一為短圓柱銷，另一則為短銷邊銷（菱形銷）。本工序以底面、其中一個底面孔08和與0 8距離最遠的一個沉頭孔定位。因此用短定位銷，故工件底面為第一定位標準，限制3個自由度，圓柱銷限制兩個自由度，菱形銷限制1個自由度。菱形銷作為防轉(zhuǎn)支承，其長軸方向應與兩銷中心連線相垂直，并應正確地選擇菱形銷直徑的基本尺寸和經(jīng)銷邊后圓柱部分的寬度。3、定位銷長度的分析在機床夾具中，當工件以圓柱孔內(nèi)表面作為定位基準時，常常使用圓柱銷作為定位元件，其中短圓

24、柱銷限 制2個自由度，而長圓柱銷限制 4個自由度。因此，在設(shè)計時要正確選擇定位銷的長度，如果選擇定位銷長 度不正確會出現(xiàn)欠定位，或者出現(xiàn)過定位，無論欠定位還是過定位均會對夾具的定位精度產(chǎn)生影響，從而影 響到工件的加工質(zhì)量。這里所指的定位圓柱銷的長度，指的是定位銷和孔的有效接觸長度。從理論上來講，限制工件 x和y2個自由度的限制基面不應是圓柱面而應是一條圓周線，但是由于工件的 內(nèi)孔有一定的深度，因此，控制工件限位基面2個自由度的就是一條不確定的圓周線。同時，又由于限位基面一一工件內(nèi)孔的頻繁裝卸所產(chǎn)生的摩擦及切削力、夾緊力的影響，圓周線的限位基面極易磨損，造成定位 誤差。因此，將限位基面作成圓柱面

25、就可避免這一問題，從理論上來講，圓柱孔與圓柱銷的配合，其有效長 度再短，也將限制4個自由度。而生產(chǎn)實踐中，因工件的圓柱孔和圓柱銷屬間隙配合且工件的定位基面存在 加工誤差，因此，只要圓柱銷的長度足夠短，便可達到限制2個自由度的目的。4、定位誤差的分析與計算工件在夾具中因定位比準確而產(chǎn)生的工件加工誤差稱為定位誤差，它是一批工件采用調(diào)整法加工，由于定 位所造成的誤工件加工面相對其工序基準的位置誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因有基準不重合誤差Abc和定位基準位移誤差A jw,及定位誤差A dv= A bc+A jw。確定兩銷中心距及公差兩銷中心距的基本尺寸應等于兩孔中心距的平均尺寸，其公差為兩孔中心距公差的，

26、即A Ld=（）3 LD。兩孔中心距Lg故兩銷中心距及公差為 Lg。0確定圓柱銷直徑和公差圓柱銷基本尺寸等于孔的最小尺寸，公差一般取g6或h7,本工序取g6。故本工序底面孔直徑和公差為。0確定菱形銷直徑和公差a. 選擇菱形銷寬度b=4mmb. 補償量為a=0.02 (mm最小間隙為Xamin=0.018(mm)菱形銷的直徑為 d2=D-X2min=8-0.018=7.982(mm)菱形銷直徑一般取h6。0定位誤差的計算與分析a. 移動定位誤差。根據(jù)誤差公式可得 dw1= d+ d+ 1式中 1定位1的最小間隙； d菱形銷的直徑公差； D-直徑公差。所以，移動定位誤差為 dw1=A d1+A D

27、1+A 1=0.016+0.027+0.009=0.052(mmb. 轉(zhuǎn)角定位誤差。按菱形定位銷圓柱部分定位直徑尺寸為mm來計算，可求得 0 =13式中 2定位副2的最小間隙；L兩定位孔中心距。另外，若改用圓柱定位銷來定位，則根據(jù)公式可求得其轉(zhuǎn)角誤差A0為丄-v d1D1d2D2 2 K 2 J atan （2L丄-i 0.016 0.027 0.016 0.027 0.06 0.02=tan2 1841.33式中A k工件上兩定位孔間的偏差；A L夾具上兩定位銷間的偏差。由此可說明，采用一圓柱定位銷和一菱形定位銷作兩銷定位，其轉(zhuǎn)角誤差比采用兩圓柱定位銷兩銷定位時的 轉(zhuǎn)角誤差要小。故本設(shè)計采用

28、一圓柱定位銷和一菱形定位銷做兩銷定位是合理的。計算菱形定位銷的結(jié)構(gòu)尺寸時，主要滿足以下關(guān)系，即D2 22 A k+2A j- A 1=b5、夾具設(shè)計 定位元件設(shè)計由于本夾具采用一面兩銷定位元件主要是四塊支承板，圓柱銷、削邊銷（菱形銷）的尺寸上面已經(jīng)分析了，具體形狀如下： 導向元件設(shè)計鏜磨是依靠導向元件一一鏜套來引導鏜桿，從而保證被加工孔的位置精度。機床精度（鏜桿和機床主軸采用浮動連接）不影響鏜孔的位置精度，要保證鏜孔的位置精度主要通過鏜套的位置精度和結(jié) 構(gòu)的合理性來實現(xiàn)，同時鏜套結(jié)構(gòu)對于被鏜孔的形狀精度、尺寸精度以及表面粗糙度都有影響，因此需要合 理地選擇鏜套。a. 導向方案選擇。由于零件生產(chǎn)類型為中批