地大夹具设计课程设计6.docx

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地大夹具设计课程设计6

机械制造工艺学课程设计----

减速箱夹具设计报告

（小组设计阶段）

成员：

指导老师：

二级圆锥齿轮减速器设计

第1章二级圆锥齿轮概述

减速器减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递扭矩的作用，在现代机械中应用极为广泛，是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。

减速器是一种相对精密的机械。

减速器按用途可分为齿轮减速器；蜗杆减速器；齿轮—蜗杆减速器；行星齿轮减速器。

本次设计任务为二级圆锥齿轮减速器设计。

一．二级圆锥齿轮减速器特点

比起二级圆柱齿轮减速器，二级圆锥齿轮可以运用在输入轴与输出轴成角度的时候。

并且由于二级减速，使得效率更高。

二、二级圆锥齿轮减速器的结构、零件介绍

1）减速器的结构

二级圆锥齿轮减速器主要结构包括：

箱体（箱盖、机座）、圆锥齿轮。

2）减速器的应用范围

减速机的操做范围广泛，从交通工具的船舶，汽车，机车，构筑用的重型机具，机器财产所用的减工机具。

选择蜗杆和蜗轮材料组合时，不但要求有足够的强度，而且要有良好的减摩、耐磨和抗胶合的能力。

3）箱体的结构、特点

此减速器箱体结构形状复杂，壁薄，外部有多孔多加强筋的薄壁结构。

有精度要求高的多个平面、轴承孔系、螺孔等需要加工。

为了便于安装内部部件，同时为了铸造方便、节省成本，该减速箱的箱体做成剖分式。

由机座和机盖组成。

第二章图纸技术要求分析

由图纸可知，机盖、基座的生产工艺有以下几点基本技术要求：

1）减速器箱体铸成后，应用清砂机清洗铸件并进行时效处理；

2）机盖和基座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2mm；

3）应检查基座结合面的密封性，用0.005mm塞尺塞入深度不大于结合面宽度的1/3，用涂色法去检查接触面积到每平方厘米不少于一个斑点；

4）与基座连接打上定位销后，进行镗孔，此时接合面处禁止放各种衬垫；

5）机械加工未标注的偏差尺寸精度为IT12；

6）铸造尺寸精度为IT18;

7）未标明倒角为C3，粗糙度为Ra12.5;

8）未标组铸造倒角半径为R=5~10mm；

9）机盖结合面粗糙度为Ra1.6，平面度为0.06；

10）输入（出）轴孔两端面与输入（出）轴孔中心线的垂直度为0.10，粗糙度为Ra3.2；

11）窥视口面粗糙度为Ra12.5；

12）输出（入）轴承孔的粗糙度为Ra1.6；

13）输出轴承孔的圆柱度为0.02，同轴度为0.02；

14）输出轴承孔上偏差0.040，下偏差为0；

15）基座不得漏油；

经过建模对图纸中尺寸的标注，公差配合的制定，形位公差，表面粗糙度的分析整合，有以下几点当重点注意：

①结合面加工中，应在保证平面度0.06和粗糙度Ra1.6的要求下，采取合理的加工方法，以满足密封性的检测；

②加工轴承孔端面和端面时候，需合箱加工，才能满足所有垂直度的要求；

③为了减少换刀次数，箱体的紧固孔尺寸规格应保持一致。

第三章计算生产纲领确定生产类型

该零件年产量为10000件，在每台产品中的数量为1件，废品率废品率为3%，备品率为5％。

由生产纲领计算公式N＝Q×n（1＋α＋β）

式中Q——年产量（件/年）

N——该零件在每台产品中的数量（件/台）

α——废品率

Β——备品率计算出N后按表6－1确定生产类型

计算得：

N＝10000×1×（1＋3％＋5％）=10800

查表《机制工艺生产实习及课程设计》中表6－1

生产类型

同一零件的年产量

重型零件

中型零件

轻型零件

单件生产

1`5

1~10

1~100

小批生产

5~10

10~200

100~500

中批生产

100~300

200~500

500~5000

大批生产

300~1000

500~5000

5000~50000

大量生产

1000以上

5000以上

50000以上

结论：

由此可以确定生产类型为大量生产。

第四章材料、毛坯制造方法的选择及毛坯图

一．材料选择

由于减速器箱体结构复杂，并有凸台，凹槽等壁厚较薄的结构，通过查阅了解灰口铸铁的特点如下：

1.有一定的强度，但塑性和韧性低，这种性能特点与石墨本身性能及其在铸铁组织形态有关。

2.有良好的减震性，能有效地吸收机器震动的能量。

3.良好地润滑性。

4.良好地导热性能，由于石墨本省就是良好地导体。

5.熔炼方便，流动性好，铸件不易产生开裂。

由此可以确定选择抗缺敏感性，减震性，耐磨性优良，切削性能好和成本低的型号为HT200的灰铸铁。

若无HT200，可以采用球墨铸铁，型号为QT400-15或QT400-18，其特点是焊接性和切削性能好，常温时冲击韧度高，脆性转变温度低，低温韧性好。

采用热处理：

为了消除铸件在铸造冷却过程中产生的内应力，防止铸件变形或开裂，采用消除内应力退火热处理工艺

二．毛坯的制造方法

一般地，毛坯的制造方法有两种，即砂型铸造和金属模铸造。

但这两种铸造方法的特点和适用范围大不相同。

对于砂型铸造，它是传统的铸造方法，适用于各种形状、大小、批量及各种合金铸件的生产，其特点是成本低、加工余量大、生产率低；而对于金属模铸造，它适用于以非铁合金为主、大批大量生产的中、小型铸件，其特点是成本高、加工余量小、生产率高。

但是就减速器箱体的铸造来说，应该采用砂型铸造。

砂型铸造分型面的选择原则

（1）应尽量使分型面平直、数量小。

（2）应避免不必要的型芯和活块，以简化造型工艺。

（3）应尽量使铸件全部或大部分置于箱下。

三．毛坯的加工余量

以下的数据均来自《金属机械加工工艺人员手册》上海科技学术出版社1979年版

从书中可以得到灰铸铁的表层厚度为1—4mm，这里选择2mm，由刀具保护的需要，余量要比表层的厚度大一些。

所设计的减速器尺寸精度和表面光洁度要求要求较高，大批大量生产，由JZ67-62规定，选择的铸件精度等级为2级。

由表5-5铸件的公称重量200~500公斤，铸件的公称重量偏差为6%

二级精度铸铁件的机械加工余量

1.机盖的加工余量

凸台面厚度为80mm由于结合面以凸台顶面为定位基面由表5-5机盖结合面的加工余量为5.0mm凸台的顶面的加工余量取3.5mm

机盖宽度为550mm，加工余量取5.5mm故毛坯长1190由表5-5取加工余量为6.5mm,故

毛坯长1190+6.5=1196.5mm

宽520+2×5.5=531mm

高370+5.0+3.5=378.5mm

2.机座的加工余量

与机盖相同的查表法

毛坯长度1290mm由表5-5长度方向的加工余量为6.5mm

宽度与520mm加工余量5.5mm

厚度为400mm由表5-5得到顶面（结合面）的加工余量5.0mm，底面的加工余量5.5mm

毛坯长1190+6.5=1196.5mm,宽520+2×5.5=531mm

高度方向加工余量400＋5.0＋5.5=410.5mm

鞋油口加工余量为由表5-56注解取孔的加工余量为2mm

四．毛坯图

第五章定位基面的选择及分析

由《机械制造工艺学》可知，定位基准包括粗基准与精基准，所谓粗基准，即在机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为基准。

而在随后的工序中，用加工过的表面作为定位基准，称为精基准。

我们先确定精基准，然后确定粗基准。

选择原则：

精基准：

“基准重合”原则

“基准统一”原则

“自为基准”原则

“互为基准”原则

并且在精基准选择过程中，应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便等。

减速器上箱盖通常以凸台面、结合面作为精基准，下箱体通常以底面和两定位销孔为精基准。

在加工上箱盖时，以凸台面为精基准粗铣、半精铣、精铣结合面。

以结合面为精基准时铣视口端面、钻孔、攻丝，钻起盖螺纹孔、攻丝。

只有加工结合面时才以凸台为精基准，因此满足“基准统一”原则。

下箱体则以底面和两定位销孔为精基准，这种选择定位基准的方法便于夹紧，工件夹紧变形小，易于实现自动定位和自动夹紧，且无在基准不重合误差。

粗基准：

在选择粗基准的时候需要考虑两个问题：

一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理废品各加工面的加工余量。

箱盖和机座都以结合面为粗基准加工底面。

以加工出的结合面为精基准，加工分布在箱盖和箱座两个不同部分上的很不规则的轴承孔的毛坯孔，以及油孔、连接孔等。

这样可以保证对合面凸缘厚薄均匀，减少箱体合装时对合面的变形。

各加工面基准表

工件

工序内容

定位基准

箱盖

粗铣箱盖连接螺栓凸台面

箱盖的结合面为粗基准

粗精铣箱盖结合面

箱盖的凸台面为精基准

粗铣窥视孔端面

箱盖的结合面为精基准

钻起吊螺钉孔

箱盖的结合面为精基准

钻窥视孔台阶面螺钉孔

箱盖的结合面为基准面

攻起吊螺钉孔和窥视孔台阶面螺钉孔

箱盖的结合面为精基准

箱座

粗铣机座底面

机座的结合面为粗基准

粗精铣机座结合面

机座底面为精基准

精铣机座底面

机座底面为精基准

粗铣机座凸台面

机座底面为精基准

粗铣排油口台阶面

机座底面为精基准

粗铣游标台阶面

机座底面为精基准

钻地脚螺栓孔

机座底面为精基准

钻排油螺栓孔和游标孔

机座底面为精基准

攻地脚螺栓孔、排油螺栓孔和游标空

机座底面为精基准

合箱后

粗精镗蜗杆轴承孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

粗精镗蜗轮轴承孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

粗精镗齿轮轴承孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

粗精铣蜗杆轴承孔端面

机座底面为精基准，采用一面两销定位

粗精铣蜗轮轴承孔端面

机座底面为精基准，采用一面两销定位

粗精铣齿轮轴承孔端面

机座底面为精基准，采用一面两销定位

锪上机座连接螺栓沉头座孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

钻轴承盖孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

第六章加工工作量及工艺手段组合

1.机床与机盖结合面（5mm）

加工工序：

粗铣------半精铣------精铣

工序余量：

粗铣3mm半精铣1.4mm精铣0.6mm

工序公差：

毛坯±2.0粗铣IT12半精铣IT18精铣IT7

工序尺寸：

精铣

mmRa1.6半精铣

mmRa6.3粗铣

mmRa12.5毛坯

mm

2.两轴承孔端面

1）输出轴承孔两端面

A.加工工序：

粗铣—精铣

B.工序余量：

粗铣3.5mm精铣0.5mm

C.工序公差：

毛坯±3.0mm粗铣IT10精铣IT7

D.工序尺寸：

精铣

mmRa3.2粗铣

mmRa12.5毛坯

mm

2）输入轴轴承孔端面

A.加工工序：

粗铣—精铣

B.工序余量：

粗铣3.5mm精铣0.5mm

C.工序公差：

毛坯±2.5mm粗铣IT10精铣IT7

D.工序尺寸：

精铣

mmRa3.2粗铣

mmRa12.5毛坯

mm

3）视窗面

A加工工序：

粗铣

B.工序余量：

粗铣2mm

C工序公差：

毛坯±1.2mm粗铣IT12

D.工序尺寸：

粗铣

mmRa12.5毛坯

mm

4）机盖凸台面

A加工工序：

粗铣

B.工序余量：

粗铣3.5mm

C.工序公差：

毛坯±1.5mm粗铣IT12

D.工序尺寸：

粗铣

mmRa12.5毛坯

mm

5）输入（出）轴承孔

I输入轴轴承孔

加工工序：

粗镗—半精镗—精镗

工序余量：

粗镗3mm半精镗1.3mm精镗0.7mm

工序公差：

毛坯±1.5粗镗IT12半精镗IT10精镗IT7

工序尺寸：

精镗Φ

mmRa1.6半精镗Φ

mmRa3.2

精镗Φ

mmRa12.5毛坯Φ

mm

II中间轴轴承孔

A加工工序：

粗镗—半精镗—精镗

B工序余量：

粗镗3mm半精镗1.3mm精镗0.7mm

C工序公差：

毛坯±1.5粗镗IT12半精镗IT10精镗IT7

D工序尺寸：

精镗Φ

mmRa1.6半精镗Φ

mmRa3.2

精镗Φ

mmRa12.5毛坯Φ

mm

III输出轴轴承孔

加工工序：

粗镗—半精镗—精镗

工序余量：

粗镗3mm半精镗2.3mm精镗0.7mm

工序公差：

毛坯±1.5mm粗镗IT10精镗IT7

D工序尺寸：

精镗Φ

mmRa1.6半精镗Φ

mmRa3.2

精镗Φ

mmRa12.5毛坯Φ

mm

IV机座底面

A加工工序：

粗铣

B工序余量4.5mm

C工序公差：

毛坯±1.2mm粗铣IT12

D工序尺寸：

粗铣

mm毛坯

mm

第七章划分加工阶段，大致工艺过程

箱盖加工工艺过程卡

厂名

机械加工过程卡

产品型号

零件名称

零件号

减速器箱盖

毛坯种类

铸件

材料

HT200

毛坯尺寸

每一毛坯

1

每台件数

1

单位重量

（公斤）

可制件数

工序

车间

工序内容

设备

工艺装备名称与编号

工时（分）

夹具

刃具

量具

辅具

准备

单件

1

铸工

毛坯铸造，清砂

2

喷丸

3

　铸工

人工时效处理

4

金工

铣箱盖凸台面。

保证:

1.输入与输出轴两侧的凸台尺寸为

，表面粗糙度为Ra12.5

2.右侧起吊螺钉凸台尺寸为

，表面粗糙度为Ra12.5

3.左侧起吊螺钉凸台尺寸为

，表面粗糙度为Ra12.5

X62W

高速钢立铣刀W18Cr4V

5

金工

粗铣箱盖结合面。

保证：

结合面尺寸为

，表面粗糙度为Ra12.5

X6142

硬质合金镶齿面铣刀

6

金工

半精铣箱盖结合面。

保证：

结合面尺寸为

，表面粗糙度为Ra6.3

X6142

硬质合金镶

齿面铣刀

7

金工

精铣箱盖结合面。

保证：

结合面尺寸为

，表面粗糙度为Ra1.6，平面度0.06

X6142

硬质合金

8

金工

铣窥视孔台阶面。

保证：

窥视孔台阶面尺寸为

，表面粗糙度为Ra12.5

X53K

硬质合金镶

齿面铣刀

9

金工

钻窥视孔上的螺栓孔，保证：

1.螺栓孔直径为M6；

2上下两螺栓孔距离为270

Z3025*10B

麻花钻

10

金工

钻起吊螺栓孔。

保证：

1.右侧起吊螺栓距离输出轴中心线为

，直径为M20；

2.左侧起吊螺栓距离中间轴中心线为

，直径为M20

Z3025*10B

麻花钻

11

金工

攻窥视孔螺栓孔

Z3025*10B

丝锥

12

金工

攻起吊螺栓孔

Z3025*10B

丝锥

13

金工

锪起吊螺钉沉头座，保证：

1.左侧起吊螺钉沉头座的直径为M30，距离中间轴轴心线为

；

2.右侧起吊螺钉沉头座的直径为M30，距离中间轴轴心线为

；

Z3025*10B

锪钻

14

清洗

清洗机盖

15

检验

检验

编制

校对

审核

会签

批准

日期

箱体加工工艺过程卡

厂名

机械加工过程卡

产品型号

零件名称

零件号

减速器箱座

毛坯种类

铸件

材料

HT200

毛坯尺寸

每一毛坯

1

每台件数

1

单位重量

（公斤）

可制件数

工序

车间

工序内容

设备

工艺装备名称与编号

工时（分）

夹具

刃具

量具

辅具

准备

单件

1

铸工

毛坯铸造，清砂

2

铸工

人工时效处理

3

喷丸

4

金工

粗铣底面，加工余量为4.5，粗糙度为Ra12.5

X53X

硬质合金面铣刀YG6

5

金工

粗铣底结合面

X63W

硬质合金端面铣刀YG6

6

金工

半精铣底结合面

X63W

7

金工

铣油孔平面

X63W

8

金工

铣游标平面

X63W

9

金工

钻6*M22的地脚螺栓孔

摇臂钻床Z37

锥柄麻花钻

10

金工

锪6*M55的沉头座孔

摇臂钻床Z37

有可回转导套的套式平面锪钻

11

金工

钻油孔M50

Z3025B

麻花钻

12

金工

攻油孔M50

Z3025B

丝锥

13

金工

钻游标孔M27

Z3025B

麻花钻

14

金工

锪游标孔M27

15

金工

攻游标孔M27

Z3025B

丝锥

编制

校对

审核

会签

批准

日期

合箱后加工工艺过程卡

厂名

机械加工过程卡

产品型号

零件名称

零件号

减速器箱体

毛坯种类

铸件

材料

HT200

毛坯尺寸

每一毛坯

1

每台件数

1

单位重量

（公斤）

可制件数

工序

车间

工序内容

设备

工艺装备名称与编号

工时（分）

夹具

刃具

量具

辅具

准备

单件

1

金工

将箱盖，箱体对准合箱

2

金工

钻，铰锥销孔，装入锥销

3

金工

将箱盖，箱体做标记，编号

4

金工

钻定位销孔M16

Z3025B

麻花钻　

5

金工

铰定位销孔M16

Z3025B

铰刀

6

金工

钻12*M22的孔

摇臂钻床Z35

锥柄长麻花钻

7

金工

锪12*M50的沉头座孔

摇臂钻床Z35

有可回转导套的套式平面锪钻

8

金工

粗镗输入，中间，输出轴承孔

卧式镗床T618

单片可调整式镗片

内径百分表

9

金工

半精镗输入，中间，输出轴承孔

卧式镗床T618

单片可调整式镗片

内径百分表

10

金工

精镗输入，中间，输出轴承孔

卧式镗床T618

单片可调整式镗片

内径百分表

11

金工

粗铣轴承孔端面

双面端铣床X364

硬质合金

0.02两用游标卡尺

12

金工

精铣轴承孔端面

双面端铣床X364

硬质合金镶齿式套式面铣刀，铣刀250JB/T7954—1999两把

0.02两用游标卡尺

13

金工

钻轴承盖端面孔

D3025

直柄麻花钻

14

金工

攻螺纹

Z5025

丝锥，螺纹塞规攻螺纹夹头

15

金工

去毛刺、打标记

16

清洗

17

检验

终检

编制

校对

审核

会签

批准

日期