减速器的工艺设计.docx

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减速器的工艺设计

绪论

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4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。

减速器广泛运用于机械行业中，用于调整传输速率、输出力矩，为各种终端设备提供动力。

减速器由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。

在设计减速器机械加工工艺过程时要合理选择加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩提高加工精度，来提高减速器加工精度，保证加工质量。

郑燕杰

2006-6-5

第一章设计方案的确定

第一节设计目的

改革开放以来我国的机械制造业发展的速度非常快，特别是在高新技术的领域引进并发展大量的机械制造人员和工艺员。

用人单位需要高技能的数控编程技术人员，要成为一名合格的机械加工技术人员必须掌握机械制造工艺，能够指定出合格的工艺规程和合格的数控程序，如何制定合理的加工路线和加工的参数直接影响着零件的加工质量和效率及成本。

本次设计就在于通过毕业设计培养学生能够根据机械设备和零件的要求编制合理的加工工艺为以后从事机械加工的技术工作打下坚实的基础。

第二节设计内容

1.根据产品和零件的加工要求加工工艺分析；

2.根据产品和零件的加工要求合理选用机床的种类；

3.正确确定机械加工工艺参数；

4.设计合理的机械加工工艺规程；

5.编写《工艺规程设计说明书》

第三节设计要求

1.本次设计，使学员熟悉国家关于机械制造国家标准和相关的技术应用、经济政策及有关方面的规程、规定；

2.熟悉国家现有机械加工设备的种类，加工范围；

3.根据产品和零件的技术要求确定合理的加工方案，并运用所学理论知识来实现方案的优化；

4.熟悉设计步骤，掌握工具书籍的使用和技术资料的查阅方法，正确选择机械加工的参数；

5.能够合理的选择机床；

6.学习对设计中的各种方案进行技术、经济比较和确定最佳方案的方法

第四节设计方案的拟定

一毕业设计原则

（一）设计思想的科学性

（二）设计内容的新颖性

（三）设计表述的严密性（四）设计约束的严密性

（五）设计过程的综合性（六）设计结果的实用性

二 资料分析

 箱体的作用是基础零件也将机器和部件中的轴套齿轮等有关零件连成一整体，并使之保持正确的位置以传递转距和转速来完成规定的运动。

箱体的加工质量直接影响减速器的性能精度和寿命。

此减速器箱体的主要技术要求：

（一）孔径精度轴孔的尺寸公差为IT6，其余孔为IT6—IT7，孔的行状精度一般性制在尺寸公差范围内即可。

（二）孔的位置精度同轴上个各孔的同轴度约为最小孔尺寸公差之半。

孔隙之间的平行度误差会影响齿轮的啮合质量，须规定相应的位置精度

（三）表面粗糙度重要孔和主要平面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，一般要求轴孔的表面粗糙度

为Ｒa3．２　　其余各纵向孔的表面粗糙度Ｒa值为３．２孔的内端面表面粗糙度Ｒa值为３．２。

装配基准面和定位基准面表面粗糙度为０．６３～２．５　　其他平面的表面粗糙度Ｒa值为３．２

三．轴的技术要求及作用

轴是减速器中的主要零件之一，它的主要功能是支撑传动件和传递轴矩．它的技术要求为：

（一）尺寸精度．支承轴颈的尺寸精度要求较高，为ＩＴ５,ＩＴ７，装配传动件的轴颈尺寸精度要求可低一些，为ＩＴ６～ＩＴ９．

（二）形状精度．轴类零件的形状精度主要是指支承的圆度．圆柱度，一般应将起其限制在尺寸公差范围内．

　　（三）位置精度．保证配合轴颈相对支承轴颈的同轴度或跳动量．普通精度轴的配合轴颈对支承承颈的径向圆跳动，一般规定为０．０１～０．０３mm

（四）表面粗糙度．一般与传动件相配合的轴颈的表面粗糙与轴承配合承轴颈的表面粗糙度Ｒ值为０．６３～０．１６.减速器图样的视图尺寸．公差和技术要求齐全准确，零件选用材料ＨＴ２００，灰铸钢不仅成本低而且具有较好的耐磨性可铸性可切削性和阻力性，轴的材料选用４５钢综合力学性能良好，渗透性低，

水浸是易生裂纹，小型件宜调质处理．

第二章机械加工工艺原则﹑步骤及工艺路线的拟定

第一节加工工艺规程的原则

（一）技术上的先进性：

在制定工艺规程时要了解国内外本行业的工艺技术的发展水平通过必要的工艺试验，积极采用先进的工艺和工艺装备。

（二）经济上的合理性：

在一定的生产条件下可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比选择经济上最合算的方案使产品的能源材料消耗和生产成本最低。

（三）有良好的劳动条件：

在制定工艺规程时要注意保证工人操作时有良好而安全的劳工条件。

因此在工艺方案上要注意采用机械化或自动化措施以减轻工人繁杂的体力劳动。

第二节加工工艺规程的步骤

（一）确定生产类型

减速器的年产量为1000件，由机械加工工艺手册壹得生产类型为大批生产。

（二）工艺规程的作用

在生产过程中，工艺规程是指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建，扩建车间或工厂的原始资料。

此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。

（三）制定工艺规程的基本原则

制定工艺规程的基本原则是保证以最低的生产成本的最高的生产效率，可靠地加工出符合设计要求的产品。

因此，在制定工艺规程时，应从工厂实际出发，充分利用现有生产条件，尽可能利用国内外的先进技术和经验。

（四）工艺规程的原始资料

生产纲领为1000件，《机械加工工艺手册》，《机械制造技术基础课程设计指导》，《机械制造工艺学及装备》，《机械制造与模具制造工艺学》，选择专用机床，近几年在我国机械制造业发展的速度可以用日新月异来形容，特别是高新技术的引进和发展，需要大量的机械制造技术人员和工艺员，因此机械制造行业发展前景是光明的。

（五）零件结构工艺性

⑴零件的整体结构，组成各要素的几何形状应尽量简单统一。

⑵尽量减少切削加工量，减少材料和切削刀具的消耗量

⑶尽可能采用普通设备和标准刀，量具加工，且刀具易切入、切出而顺利通过加工表面。

⑷要便于装夹，装夹次数少。

⑸零件加工部位要有足够的刚性，以减少加工过程中的形量，提高加工精度。

⑹尽可能采用标准件，通用件，借用件和相似件。

我们所设计的减速箱要加工的方位：

要先面后孔、先基准后其他。

先铣座的底面和接合面、铣油槽，再加工销锥孔和接合面的固定孔、底面的固定孔，再铣放轴承的端面、镗放轴承的孔，漏油孔和油标孔的钻削，窥视孔边面的铣削，透气孔、箱盖固定空窥视孔盖的固定孔的钻削和攻丝，轴外圆面的车削和键槽的铣削等。

（六）毛坯选择

根据减速器的形状和力学性能，减速器的座和盖选择铸件、轴选择锻件，根据座和盖的工艺性，应选灰铸铁，它不仅成本低而且具有较好的耐磨性，可铸性，可切削性和阻尼特性，铸造时宜用砂箱造型。

砂箱造型的主要特点是在专用的砂箱内造型，造型，起模，修型等操作方便，应用于大、中、小铸件成批式单件生产。

由《机械加工工艺手册》壹得毛坯的公差等级为CT11----CT13,选择CT11,由毛坯的公差等级查《机械加工工艺手册》座和盖的加工余量为10mm.为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇注后应排热处理。

由《机械加工工艺手册》根据铸件的表面积查得铸件的最小壁厚为5mm，根据轴的工艺性选择平锻，

构造特点：

行程固定，工作速度≈0.3m/s，具有相互垂直的两组分模面，无顶出装置，设备刚性好，导向准确。

工艺特点：

金属在每一模镗中一次成形，除积聚镦粗外，还可切边、穿孔、余量及模锻斜度较小，易于机械化，自动化，需采用较高精度的棒料，加热要求严格，适合锻造各种合金锻件，带大头的长杆形锻件，环形，筒形锻件，多采用闭式锻模，由《机械加工工艺手册》查得轴的公差等级为普通级。

（七）基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。

根据基准的作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类.

⑴其粗基准的选择原则

1.为了保证加工机与非加工面的位置要求，应选非加工面为粗基准。

2.为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。

3、为了保证重要加工面的余量均匀，应选择其为粗基准

4、粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。

5、为粗基准的表面应平整光洁，以使工件定位稳定可靠，夹紧方便。

加工减速器座的底面时应以座的上圾面（接合面）为粗基准，加工减速器盖的接合面时应以自为基准原则进行加工，加工上表面（接合面）时，应有固定模把减速箱的盖固定。

加工轴时以轴的中心线为粗基准进行加工。

（2）基准选择

精基准选择时应能保证加工精度和装夹可靠方便原则为：

1、基准重合原则（采用设计基准作为定位基准为基准重合）

为了保证避免基准不重合而引起的基准不重合误差，保证加工精度，应遵循基准重合原则

2、基准统一原则

在工件的加工过程中尽可能采用统一的定位基准，称为基准统一原则

3、自为基准原则

当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准称为自为基准原则

4、互为基准原则

为一使加工面间具有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀，可采用取反复加工、互为基准的原则。

5、保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。

加工箱体座的接合面时应选箱体座的底面为精基准进行加工。

加工箱体盖的接合面时应选箱体盖的接合面为精基准自为基准原则进行加工。

加工轴时应选轴线的中心线为基准进行加工.

第三节工艺线路的拟定

工艺线路是工艺规程设计的总体布局，其主要任务是选择零件表面的加工方法，确定加工顺序，划分加工阶段。

根据工艺路线，可以选择各工序的工艺基准，确定工序尺寸，设备，工装，切削用量和时间定额等。

㈠确定加工箱体座下表面的工艺线路

由零件的表面粗糙度，12.5mm，经济精度等级IT11可查《机械制造与模具制造工艺学》表2.11平面加工方法可行加工方法为粗铣。

㈡确定加工箱体座上表面的工艺线路

由零件的表面粗糙度3.2mm，可查《机械制造与模具制造工艺学》表2.11平面加工方法，可得加工方法为粗铣――――精铣㈢加工箱体盖接合面的工艺线路

由零件的表面粗糙度3.2mm，可查《机械制造与模具制造工艺学》表2.11平面加工方法，可得加工方法为粗铣――――精铣

㈣确定加工轴的工艺线路

由轴的表面粗糙度1.6mm，查《机械制造与模具制造工艺学》表2.9外圆柱面加工方法，可得加工方法为粗车―――半精车―――

第三章机械加工工艺过程

第一节加工箱体下表面

一刀具的选择

根据面的加工要求，由《机械加工工艺手册》查表9.2－1选择端铣刀（硬质合金），主要用于粗铣与精铣、铁、有色金属工件上的各种平面。

D=160,d=40,H=63,l=35,齿数为10

二刀具的几何参数

由表9.2－27硬质合金铣刀角度查得γ0=0α0`=8°~10°

α0e=α0=6°~8°β=-12~-15κγ=20°~75°κγ`=5°

κre=kr/2=10°~37.5°bε=1~1.5mm

三刀具耐用度的确定

由铣刀直径铣刀材料查《机械加工工艺手册》表9.4－7刀具耐用度为180mm

四铣刀的连接形式

定位夹紧方式与适用范围：

内孔和端面在心轴和铣床主轴上定位，

用螺钉紧固在铣床主轴端面上，

由端面键传递铣削力矩，

适用于多数端铣刀

五铣削用量的确定

确定铣削深度：

由于加工余量为10㎜，故可在两次走到内切完。

故αρ=5㎜。

铣削宽度，进给量，速度和功率的确定。

根据铣刀的耐用度，铣刀直径及铣削深度，由《机械加工工艺手册》查表9.4-12的铣削宽度QW=96㎜，进给量QF=0.18㎜/Z，铣削速度V=114m/min，铣削功率P=9.59KW。

六机床的选择

根据铣削功率和工件的加工工艺性和结构性，由《机械加工工艺手册》查表9.1-2选择，XD5032立式升降台铣床，机床标准功率为9.9KW。

七定位基准，定位元件和夹紧装置的选择

设底面为A面，座的接合面为B面，定位基准选择B面，定位元件为可调支承，夹紧装置为可调三点支承螺栓压板。

八加工阶段的划分

主要根据加工零件的尺寸公差等级，表面粗糙度，从零件加工表面标注的表面粗糙度Ra值要求就可以确定该零件加过程。

第一被吃刀量为5㎜，表面粗糙度达25㎜，第二被吃刀量为5㎜，表面粗糙度达12.5㎜达到了规定的粗糙度要求。

第二节加工箱体的接合面

一刀具的选择

根据接合面的加工要求由《机械加工工艺手册》查表9.2-1选择镶齿端铣刀（硬质合金）主要用于粗铣与精铣钢、铸铁、有色金属工件上的各种平面D为d=40,H=63,L=35齿数为10

二刀具几何参数

由表9.2-27硬质合金铣刀角度查得γ0=0α0`=8°~10°α0=6~8，α0e=α0=6°~8°β=-12~-15κγ=20°~75°κγ`=5°，κre=kr/2=10°~37.5°bε=1~1.5mm

三刀具耐用确定。

由铣刀直径铣刀材料查《机械加工工艺手册》表9.4-7刀具耐用度为180㎜。

四刀的连接形式

定位夹紧装置与适用范围

内孔和端面在心轴和铣床主轴上定位

用螺钉紧固铣床轴面上

由端面键传递铣削力矩

适用于多数铣刀

五铣削深度、宽度、进给量、速度、功率的确定

⑴确定铣削深度，由于加余量为10㎜，故可在三次走刀

切完，故ap1＝5㎜ap2=3㎜ap3=2㎜

⑵铣刀宽度，进数量，违度和功率的确定

根据铣刀耐用度铣刀直径和铣削深度由《机械加工工艺手册》查表9.4-12得铣削宽度aw=96㎜粗铣的进给量af=0.18㎜/zv=114m/minpm=9.59kw精铣的进给量af=0.1㎜/zv=150m/minpm=4.59kw

六机床的选择

根据铣削功率的工件的结构工艺性查《机械加工工艺手册》表9.1-2粗铣的选XD5032

机床功率标准工功率为9.9kw，精铣时选XX5030kw机床功率为5.14kw

七定位基准定位元件和夹紧装置的选择

箱座：

定位基准选择A面，定位元件为可调支承，夹紧装置为可调三点支承螺栓压板

箱盖：

自为基准固定箱模夹紧装置可三点支承螺栓压板

八加工阶段的划分

主要根据加工零件的尺寸公差等级，表面粗糙度，从零件加工表面标注的表面粗糙度Ra值要求就可以确定零件加工过程

第一刀被吃刀量54㎜，表面粗糙度达到12.5㎜，第二刀被吃刀量为3㎜，表面粗糙度达到6.3㎜，第三刀被吃刀量为2㎜，表面粗糙度达到3.2，达到了规定的表面粗糙度的要求。