【《汽車減速器減速箱體零件加工工藝及夾具設計12000字（論文）》】

1汽車減速器減速箱體零件加工工藝及夾具設計關(guān)鍵詞：減速箱體；工藝規(guī)程；鉆孔夾具；定位；夾緊 2 21.2機械制造行業(yè)發(fā)展的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.3論文的研究內(nèi)容 42零件的分析 52.1零件的作用 52.2零件的工藝性分析 52.3零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 63零件的加工工藝規(guī)程設計 73.1毛坯的確定 73.1.1毛坯材料和制造方式確定 723.1.2毛坯余量和尺寸確定 83.2加工基準面的選擇 93.3擬定加工工藝方案 93.4機械加工設備及工藝設備的選擇 3.5確定工序尺寸、機械加工余量及公差 3.6主要工序切削用量的計算 4鉆孔夾具的設計 4.1問題的提出 4.2選擇定位方案和定位元件 4.3選擇夾緊方案和夾緊元件 4.4計算切削力及夾緊力 4.5定位誤差的分析 4.6夾具設計及操作的簡要說明 參考文獻 1.1課題研究的背景和意義機床設備很多控制系統(tǒng)以及加工系統(tǒng)都依賴于國外進口，我國的技術(shù)核心還是不太成3熟，技術(shù)人員所具有的知識和其它國家之間存在一定的差異，因此怎樣提升我國技術(shù)人員的設計能力，改變加工設備中的加工精度不高的短板，都是當前一個比較重要的話題。因此本設計中以研究減速箱體零件為出發(fā)點，以提升零件的加工效率未出發(fā)點進行研究，從而提升該零件的加工效率，提升該零件的加工精度，另外一方面在本次設計中我們自身而言，通過對該零件的加工工藝和夾具的設計研究，為以后其它零件的加工工藝和夾具的設計提供了技術(shù)性參考，另外一方面我們在設計的過程中運用到了CAD等制圖軟件，從另外一方面來說也提升了自身的機械制圖能力，另外通過對該零件工藝的設計和研究，從而提高了自身熱愛機械的興趣，為國家制造行業(yè)提供了技術(shù)人員貯備。為以后能設計研究更多不同復雜零件的加工工藝和夾具設計提供了基礎，這是本課題研究的背景和意義所在。國外對于機械制造的研究由來已久，從一戰(zhàn)時候開始，德國就開始重視機械制造工業(yè)對于一個國家軍事制造以及汽車制造的影響，因此不斷開發(fā)技術(shù)設備，制造出精密的加工設備，以此來提升零件的加工精度，隨著一戰(zhàn)時候所積累的技術(shù)設備，德國一躍成為當時的世界第一的制造強國，隨著德國制造行業(yè)的不斷發(fā)展，德國制造的影響力也影響了其它發(fā)達國家發(fā)展的腳步，美國和日本都開始大力重視機械制造對于一個國家的重要性，不斷發(fā)展機械制造，研發(fā)加工設備和機床，研發(fā)控制系統(tǒng)，其中加工設備中最出名的系統(tǒng)包括了法拉克系統(tǒng)以及西門子系統(tǒng)和海德漢系統(tǒng)等等，這些都是機械制造不斷發(fā)展的產(chǎn)物，先如今我國的高精密設備都是依賴這些國家的進口。隨著機械制造的不斷發(fā)展，美國研發(fā)出了世界第一的航母福特級航母，日本研發(fā)出了高智能的機器人，這些都是制造行業(yè)所發(fā)展的產(chǎn)物，我國與其它國家之間還存在一定的差異，只有不斷提升自我的制造能力以及大力培養(yǎng)技術(shù)人員，才能縮短我國與其它國家的差距。機械制造的發(fā)展與我國經(jīng)濟的發(fā)展之間是密不可分的，我國對機械制造的正式發(fā)展和研究應該是在新中國成立后的第一個五年計劃里，由于之前都是在經(jīng)歷戰(zhàn)亂，很多的技術(shù)設備都是國外的，因此我國對于機械制造的研究是很空白的，隨著新中國的成立，在偉大領(lǐng)袖的領(lǐng)導下，國家開始大力發(fā)展機械制造產(chǎn)業(yè)，機械制造得到了很大的發(fā)展，并且我國與其它國家進行技術(shù)合作和交流，從而大大提升了我國機械制造的水平，比較重要的合作對象是蘇聯(lián)，通過與蘇聯(lián)的合作，我國開始大量引進重工業(yè)設備，從而提升我國的機械制造能力。但是由于之后我國與蘇聯(lián)國家之間存在的影響國家主權(quán)的矛盾，因此我國與蘇聯(lián)國家之間斷開了聯(lián)系，蘇聯(lián)也因此撤走了在我國的蘇聯(lián)專家，我國的機械發(fā)展受到了很大的影響。此時我國打開了國門，開始允許國外的加工企業(yè)在我國本土上辦廠，一方面是為我國失業(yè)人員提供技術(shù)崗位，另外一方面是為我國的人員能吸納國外的先進技術(shù)，從而為我國所用。由于該種方案的實施，我國現(xiàn)如今的發(fā)展也受到一定的影響，國外的資本國家不愿意交出自己的核心技術(shù)，從而造成我國的制造精度以及加工的設備都依賴國外，我國自主研發(fā)的機械加工設備以及零件的加工工藝等都不能保證4速發(fā)展。5針對本次研究的對象來說，本次研究的對象是減速箱體，減速箱體屬于減速器設備中的重要組成部件，它可以容納曲軸，并且起到導向連接的作用，從而實現(xiàn)它的整體運轉(zhuǎn)在合理的范圍以內(nèi)，另外通過減速器箱體與箱蓋的共同連接，從而構(gòu)成一個封閉式的機械設備，對整個傳動軸起到一個導向的作用，實現(xiàn)對設備的整體運動的控制，保證整體設備運作在合理的范圍以內(nèi)，實現(xiàn)整個設備工作的可靠性。通過減速箱體與曲軸和箱蓋的整體配合，對整體設備的工作效率也有很大的提升，該減速箱體零件的整體結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示：88針對之前圖2-1分析可以制造，該減速箱體零件的整體結(jié)構(gòu)是一個箱體類的結(jié)構(gòu)，它的整體是一由方形體結(jié)構(gòu)和肋條結(jié)構(gòu)所組成，另外它的結(jié)構(gòu)整體由各個小孔和大孔所組成，它們共同構(gòu)成了減速箱體結(jié)構(gòu)，在實際設計的時候都需要考慮以該減速器箱體的整體結(jié)構(gòu)為出發(fā)點進行設計研究，通過面與孔之間的合理分配，從而保證它的一個加工的可靠性，實現(xiàn)它的加工的精準性，針對該減速器箱體零件的整體結(jié)構(gòu)分析，它的主要62.以φ20孔為中心的加工表面該組加工表面主要包括了它的底部端面的尺寸，以及底部的6×φ45沉臺孔，6×φ20通孔，底部端面的加工可以采用銑削方式獲得，小型孔系的加工采用鉆孔的加工方該組加工表面主要包括了它的前后端面以及它的φ100軸承孔和φ80軸承孔，另外包括了它自身的兩端端面的螺紋孔M8,螺紋孔的加工就采用鉆孔攻絲的加工方式來保該組加工表面包括了該零件的底部端面以及它的6個φ13通孔，另外包括了2-φ11孔，以及它的2-φ8錐銷孔以及φ24沉臺孔和φ30沉臺孔以及它的深度槽口，這是對生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定是保證零件能進行正常加工的前提，通過對該零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的確從而實現(xiàn)零件加工的可靠性，保證零件的加工在合理的范圍，針對該零件的加工要求，N=Qn(1+a%)(+b%)式中7a%為零件備品率；根據(jù)本設計中的任務書的確定該減速箱體零件的年產(chǎn)量為10000件每年，初設它的備品率的為百分之15,廢品率為百分之2,因此可以計算得出：N=Qn(1+a%)(+b%)=11730件表2-1生產(chǎn)類型對照表生產(chǎn)類型零件年生產(chǎn)類型(件/年)輕型機械重型機械中型機械單件生產(chǎn)小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批生產(chǎn)大量生產(chǎn)參考設計的要求，確定該零件的實際生產(chǎn)數(shù)量在11730件，參考該生產(chǎn)批量表，確定該零件為中型零件，因此確定該零件生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，通過分析它的生產(chǎn)要求，確定該零件的毛坯以及它的工藝路線的確定，從而保證設計出來的工藝和夾具符合設計的要求，這是對該零件生產(chǎn)批量的確定。3零件的加工工藝規(guī)程設計針對該零件的功能的分析，該零件是起到保護容納其它設備的作用，因此需要保證它的一個可靠性，因此針對該零件的要求和它使用的范圍，確定該減速箱體零件的主要材料采用灰鑄鐵HT200,根據(jù)該灰鑄鐵的力學性能和要求，分析該灰鑄鐵整體造價便宜，8式采用是砂型鑄造方式獲得，參考設計手冊確定該零件毛坯的制造形式采用CT10,制造精度等級選擇G級，根據(jù)現(xiàn)有的零件尺寸的分析該零件的最大尺寸大小在260mm,根據(jù)制造余量的要求，確定該減速器箱體上下端面的單邊余量大小值是3mm,因此該上下端面的毛坯尺寸大小是176mm,另外是它的軸承孔端面196mm,參考書籍資料要為3mm,確定它的左右端面的毛坯尺寸大小在202mm,其它位置加工余量均采用3mm×196×176mm,根據(jù)之前圖2-1的零件圖形，和所確定的加工位置的余量要求，可以確定該毛坯的整體尺寸如下3-1所示：93.2加工基準面的選擇3.3擬定加工工藝方案的時候主要采用銑削加工方式和鉆削加工方式居多，并且該零件具有很多孔系需要加線主要如下表3-1和表3-2:表3-1工藝路線一12熱處理時效退火3銑4銑7鉆鉆底部6-φ20孔，锪6-φ45孔，其中鉸孔2-φ20作為定位銷孔8銑9銑鉆鉆6-φ13孔，鉆2-φ11孔，锪6-φ30孔和锪2-φ2銑鏜箱蓋箱體結(jié)合后，雙面粗精鏜兩端孔φ100mm孔和φ80mm孔鉆，攻絲鉆兩端面12-M8螺紋孔，攻絲兩端面螺紋12-M8鉆，攻絲锪油孔表面φ30孔，鉆M12螺紋底孔，攻絲M12鉆，攻絲去毛刺終檢終檢零件尺寸至要求12熱處理時效退火345半精銑68銑9銑7鉆鉆底部6-φ20孔，锪6-φ45孔，其中鉸孔2-φ20作為定位銷孔鉆鉆6-φ13孔，鉆2-φ11孔锪锪6-φ30孔和锪2-φ24沉臺鉆銑鏜鉆，攻絲鉆兩端面12-M8螺紋孔，攻絲兩端面螺紋12-M8鉆，攻絲锪油孔表面φ30孔，鉆M12螺紋底孔，攻絲M12鉆，攻絲去毛刺終檢終檢零件尺寸至要求通過對該零件的加工工藝路線的分析，工序30-60,90工序采用的是銑削加工，因此可標卡尺；工序70,100-120以及160-170都是鉆削加工，因此根據(jù)鉆孔的加工要求，該孔的加工可以采用立式鉆床Z535來進行鉆削加工，從而保證它的鉆孔加工需要用到硬質(zhì)合金麻花鉆，絲錐，量具選擇內(nèi)徑千分尺和塞規(guī)；工序80和130是加工端面銑刀，量具選擇0-150mm游標卡尺，工序140采用的是鏜孔的加工，因臥式鏜床T611來作為它的加工機床，刀具則可以選擇硬質(zhì)合金鏜刀來作為它的鏜削刀1銑底部端面公差等級公差值半精銑加工前22銑頂部端面公差等級公差值半精銑加工前3銑左右端面公差等級公差值半精銑加工前5鉆2-φ20內(nèi)孔公差等級公差值加工余量攻絲公差等級公差值加工余量攻絲8鉆12-M8孔公差等級公差值加工余量攻絲9鏜φ100孔公差等級公差值加工余量加工前10鏜Φ80孔公差等級公差值加工余量78+0.加工前11鉆φ11孔，Φ13孔，Φ8,Φ24,Φ30孔1銑底部端面端面選用X52K、虎鉗、φ80端面銑刀確定進給量f:f=0.6mm/r基本工時：其中l(wèi)=690,L=40,?=1~4mm,取L?=2mm。所以基本時間t為：2銑頂部端面端面3銑左端凸臺端面確定切削速度：v=88m/min換算成主軸轉(zhuǎn)速相近的轉(zhuǎn)速為475r/min。換算成實際切削速度：確定進給量f:f=0.5mm/r基本工時：其中l(wèi)=40,L?=5,?=1~4mm,選用X52K、專用夾具、立銑刀粗銑確定背吃刀量(ap):ap=3mm確定切削速度：v=60m/min換算成主軸轉(zhuǎn)速相近的轉(zhuǎn)速為475r/min。換算成實際切削速度：確定進給量f:f=0.5mm/r基本工時：其中l(wèi)=32,L=5,L?=1~4mm,選用X62W、專用夾具、φ160端面銑刀粗銑確定背吃刀量(ap):ap=2mm確定切削速度：v=125m/min換算成主軸轉(zhuǎn)速相近的轉(zhuǎn)速為235r/min。換算成實際切削速度：所以基本時間t為：所以基本時間t為：min6鉆鉸2-φ20孔7鉆6-φ13孔8锪φ30孔min9鉆鉸2-φ8孔10鉆螺紋孔12-M8孔minmin)11鏜孔基本工時：其中l(wèi)=67,L=1,I?min確定進給量f:f=0.4mm/r確定進給量f:f=0.2mm/r所以基本時間t為：所以基本時間t為：4鉆孔夾具的設計4.1問題的提出該孔的加工采用立式鉆床進行Z535進行鉆削加工，需要保證它的孔的精度的要求，在需要與軸承蓋進行配合，因此采用立式鉆床Z535進行鉆削加工時需要保證它的一個各前加工路線的分析確定，本次設計中的底部端面和內(nèi)孔20工的可靠性，底部端面配合針對該零件的整體結(jié)構(gòu)分析，該零件是減速箱體零件，它的整切削力公式：F,=412D12f?75KpD=13mmf=0.3mm/r即：F=1980.69(N)計算得出它的切削力的大小與K值關(guān)系：Wκ=F,×K安全系數(shù)K可按下式計算，由式(2.5)有：K=K?K?K?K?K?K?K?K=1.2×1.2×1.0×1.2×1.3×1.0×1因此Wk=K·F=1980.69×2.25=4456取K=2.25,M=0.16,H?=0.2y'=9.33r?=5.675φ?=90°φ?=950'α=1°36'與機床夾具有關(guān)的加工誤差△,,一般可用下式表示：(1)軸心線的定位誤差：查詢夾具設計手冊。KRaz=0.004,KHB=-0.0012,C?=0.258,n=0.54.6夾具設計及操作的簡要說明實現(xiàn)了它的裝夾到拆裝的一個過程，該夾具的整體結(jié)構(gòu)尺寸如下4-1所示：[2]孫本緒，熊萬武，機械加工余量手冊[M],北京：國防工業(yè)出版社，1999[3]李