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機械制造工藝說明書 工學(xué)院 機械制造工藝說明書 設(shè)計題目：大批量生產(chǎn)的減速器上下殼體加工工藝過程卡 及上殼體接合面銑削工序卡與夾具設(shè)計 指導(dǎo)老師： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 學(xué) 期：2015—2016學(xué)年 第 1 學(xué)期 目 錄 序言 課程設(shè)計目的 1 第一章 機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 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對刀方案 12 第五章 結(jié)論 13 參考文獻 13 序言 課程設(shè)計的目的 1、綜合運用《機械制造工藝學(xué)》課程以及其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識，進行典型零件的機械制造工藝規(guī)程與夾具設(shè)計的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的正確設(shè)計思想。 2、學(xué)習(xí)并掌握如何根據(jù)生產(chǎn)批量要求，來進行機械加工工藝規(guī)程和所用夾具的設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。 3、對學(xué)生在設(shè)計制圖和運用設(shè)計資料（包括手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進行經(jīng)驗估算和驗算等基本設(shè)計技能方面進行一次全面訓(xùn)練，以提高他們的實際工作能力。 4、培養(yǎng)團隊工作意識與方法，從確保設(shè)計質(zhì)量出發(fā)，學(xué)會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，在整個減速器總成中起支撐和連接的作用，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各傳動機構(gòu)的正確安裝，是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。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，也為將會影響減速器的壽命和性能。 1.2零件結(jié)構(gòu)特點 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，因為安裝時要有定位面、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筋等；為了儲存潤滑油，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，還必需做出吊鉤、凸耳等。 1.2.3精度要求高 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(zhì)量將直接影響機器的裝配精度，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，有時給加工帶來較大的困難。 由于箱體有以上的特點，故機械加工勞動量相當(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、箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保兩個軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個孔中心線的平行度和中心距。 (2)減速器整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，加工時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：凸臺面、接合面、端面、底平面、螺栓孔、螺紋孔、油溝等。對這些加工部位的技術(shù)要求有： 1、減速器箱體、機蓋的凸臺面與接合面及機體的底平面與接合面必須平行，其誤差一超過0.06/1000mmκ 2、減速器箱體接合面的表面粗糙度Ra值不超過兩接合面間隙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±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(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，因石墨本身有潤滑作用且可以吸收振動能量，所以HT200具有耐磨性能好，消振性能好的特點。由于鑄鐵中硅含量高且成分接近于共晶成分，因而流動性、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。缺點是力學(xué)性能低，易導(dǎo)致應(yīng)力集中，因而其強度、塑性及韌性低于碳鋼?；贖T200以上優(yōu)缺點及價格便宜，所以對于承受壓力和震動的箱體，采用HT200作為加工材料。若沒有HT200，可采用45號鋼代替。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)采用人工時效處理。 2.2 毛坯的制造方法 砂型鑄造機械造型：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廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批 生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長期以來，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，如對黑色金屬只能是形狀簡單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。同時金屬型鑄造還有：制造成本高；不透氣，無退讓性，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間等，對鑄件的質(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采用金屬型造型對壁厚有限制，成對本比砂型鑄造高，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械造型。 砂型鑄造機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)， 澆注的時候重要的加工面應(yīng)該向下，因為鑄件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔等。為了補縮，上面設(shè)幾個冒口。為了造型時方便拔模而設(shè)計了拔模斜度。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，先以凸臺為精基準(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。只有加工接合面時才以凸臺為精基準(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??；易于實現(xiàn)自動定位和自動夾緊，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。主要考慮兩個問題：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，減少箱體裝合時對合面的變形。 具體各加工基準(zhǔn)面如下： 2.4 制定加工工藝路線 對減速箱箱體進行加工，尤為重要的就是確定其加工工藝的過程。并且，在確定加工工藝過程時，應(yīng)該考慮各方面的因素，從而擬定出最佳加工方案。針對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)過分析，我們把加工工藝過程大致分為了三個部分。第一部分是對箱蓋的加工，主要是加工上箱體凸臺面，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；第二部分是對機座的加工，主要是加工機座底面，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 3.1 夾具設(shè)計原則 1）夾緊過程中不改變工件定位時所占據(jù)的正確位置； 2）夾緊力的大小要適當(dāng)，過大了會使工件變形，過小了則在加工時工件會松動，造成報廢甚至發(fā)生事故，既要保證加工過程中工件不會產(chǎn)生位移和振動，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形或損傷； 3）夾緊裝置的自動化程度，應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)； 4）夾具設(shè)計應(yīng)遵循“實現(xiàn)同等功能的前提下，機構(gòu)簡單者為最優(yōu)”的設(shè)計理念。結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強度；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)計夾具時，必須要限制Z軸的移動，X、Y軸的轉(zhuǎn)動；X、 Y軸的移動，Z軸的轉(zhuǎn)動也要有控制，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)計時，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，因為工件是以加工過的凸臺面定位，因此采用一面定位方式，由于凸臺已加工過，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。在計算其定位誤差時，由于是以已加工過表面一面定位，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個自由度。 （2）實際限制的自由度：共限制了、、、、、方向6個自由度。 （3）定位副：左中右三個定位板分別與外表面配合，共限制了→y、、、、方向5個自由度，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，夾緊力垂直于底座。 3.3 夾緊方案 (1)夾緊力的作用點：壓板與軸孔接觸點 (2)夾緊力的作用方向：垂直壓板向下 (3)夾緊力的大小：根據(jù)《機床夾具設(shè)計手冊》和《切削用量簡明手冊》公式得： 式中，為安全系數(shù)；、為桿長長度；為銑削寬度；為齒數(shù)；為銑刀直徑； 為銑削深度；為進給量；、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構(gòu) 3.4對刀方案 根據(jù)查詢銑床相關(guān)參數(shù)與計算好的距離，我們在底板上設(shè)置了對刀塊用于對刀。 第四章 個人總結(jié) 為期兩周的機械制造工藝課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回首這段時間的設(shè)計過程，通過這次設(shè)計實踐，使我們對機械制造工藝學(xué)有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 這次課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械制造設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。在機械制造工藝課程設(shè)計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。這次設(shè)計將我們學(xué)習(xí)的機械制造工藝與裝備、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用，思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。 參考文獻 [1] 蘭建設(shè)主編.機械制造工藝與夾具. 北京：機械工業(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.上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988.4：5-22 [3] 陳宏鈞.車工使用技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2002.01 [4] 潘淑清.幾何精度規(guī)范學(xué). 北京：北京理工大學(xué)出版社，2003.08 [5] 上海紡織工學(xué)劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.6 [6] 天津大學(xué)主編.機床設(shè)計圖冊. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979.06 [7] 曹桄，高學(xué)滿主編.金屬切削機床掛圖.上海交通大學(xué)出版社，1984.08：3-10 [8] 黃鶴汀，俞光主編.金屬切削機床設(shè)計.上海科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1985.3：86-95 [9] 張超英，羅學(xué)科主編.數(shù)控機床加工工藝、編程及操作實訓(xùn).高等教育出版社，2002.11：198-219 [10] LEO ALTING.制造工藝過程. 北京：北京航空學(xué)院出版社，1986.07 [11] 劉恂.機械制造檢驗技術(shù).國防工業(yè)出版社，1987.08 [12] 王雅然.金屬工藝學(xué). 北京：機械工業(yè)出版社，1993.10 [13] 董麗華.金工實訓(xùn)教程.電子工業(yè)出版社，2005.12 [14] 孫學(xué)強主編.機械加工技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，1999.4 [15] 蘇建修主編.機械制造基礎(chǔ). 北京：機械工業(yè)出版社，2005.01 [16] 梁炳文主編.機械加工工藝與竅門精選.機械工業(yè)出版社，2005.01 2 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院課程考核情況表 （實習(xí)、課程設(shè)計） 20 —20 學(xué)年第 學(xué)期 課程名稱： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 學(xué)生表現(xiàn)： 出勤 學(xué)習(xí)態(tài)度 學(xué)習(xí)主動性 總體表現(xiàn) 報告（說明書）評語： 優(yōu)點 不足 總體評價 （優(yōu)良中差） 成 績： 教師簽名： 日 期：