减速器箱体工艺工装设计方案.docx
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减速器箱体工艺工装设计方案
减速器箱体工艺工装设计
、八
前言
毕业设计是每个大学生在毕业前必须完成的一个教学环节，是对我们所学专业知识的一
个综合测试，也是对我们大学生专业能力的一次考验。
毕业设计密切结合高等学校的办学宗旨。
已检测我们在学习和实习过程中对所学知识的掌握程度和运用水平。
同时在毕业设计中与同学互相帮助,一起去图书馆查阅课程设计中需要得一些相关资料,共同探讨毕业设计中。
现的问题,体现了同学之间的凝聚力,增进了同学之间的友谊,加强了与老师的知识探讨作
为机械类专业的学生不能仅以学好课本上的理论知识而满足,如果不懂的运用他们,学再多的
理论知识也毫无用处。
因此我们非常重视本次毕业设计的实践,通过本次毕业设计是我们各方面的能力都有所加强,对于今后的生产实习以及走上工作岗位有很大帮助,是我们受益浅。
由于能力经验有限设计中有许多不足的地方，还望各位老师多加指导，批评。
绪论
中国是世界上机械发展最早的国家之一，机械的工程技术不但发展历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了极大的促进作用而且对世界技术文明的进步起到了重大的作用。
机械是一种人为的实物构件的组合。
机械各部分之间具有确定的相对运动。
机器具备机
构的特征外，还必须具备第三个特征即能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能,
故机器能转换机械能或完成有用的机械功的机构。
从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别泛称为机械
机构和机器的定义来源于机械工程学，属于现代机械原理中的最基本的概念，中文机械的现代概念多源自日语之“机械”一词，日本的机械工程学对机械概念做如下定义（即符合下面三个特征称为机械machine）：
机械是物体的组合，假定力加到其各个部分也难以变形。
这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。
把施加的能量转变为最有用的形式，或转变为有效的机械功。
机械是简单的装置，它能够将能量、力从一个地方传递到另一个地方。
它能改变物体的形状结构创造出新的物件.在生活中，我们周围有数不清的不同种类的机械在为我们工作机械的日常的理解是机械装置，也就是各种机器与器械。
从机械专业的角度来说：
机械具有相当重要的基础地位。
机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（即人、资金、能量、材料和机械）之一。
在马克思说到工业社会时候，说工业社会，尤其是大工业社会，即用机器生产机器的时代。
无论从生活中接触的各种物理的装置，如电灯电话电视机冰箱电梯等等都包含有机器的成分，或者包含在广义的机械之中，而从生产中来看，各种机床，自动化装备，飞机，轮船，神五，神六等等，都缺不了机械。
更不用说化工厂，电厂等。
所以，毫不夸张的说，机械是现代社会的一个基础。
如果有人要说农业也是基础的话，也无可厚非，但是在现代的社会来说，机械做为整个工业和工程的基础，可以毫不夸张的认为也是社会一根大柱子。
任何现代产业和工程领域都需要应用机械，就是人们的日常生活，也越来越多地应用各种机械了，如汽车、自行车、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、空调机、吸尘器，等等。
机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（即人、资金、能量、材料和机械）之一。
任何现代产业和工程领域都需要应用机械，就是人们的日常生活，也越来越多地应用各种机械了，如汽车、自行车、钟表、照相机、洗衣机、冰箱、空调机、吸尘器，等等。
机械工程就是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合在生产实践中积累的技术经验，研究和解决在开发设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的理论和实际问题的一门应用学科。
各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展，都需要机械工程提供所必需的机械。
某些机械的发明和完善，又会导致新的工程技术和新的产业的出现和发展。
例如大型动力机械的制造成功，促成了电力系统的建立；机车的发明导致了铁路工程和铁路事业的兴起；内燃机、燃气轮机、火箭发动机等的发明和进步，以及飞机和航天器的研制成功导致了航空、航天事业的兴起；高压设备的发展导致了许多新型合成化学工程的成功等等。
机械工程就是在各方面不断提高的需求的压力下获得发展动力，同时又从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。
机械工程的内容机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。
概括说来，现代机械工程有五大服务领域：
研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。
不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：
建立和发展机械工程的工程理论基础。
例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。
研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。
机械产品的生产，包括：
生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制
机械制造企业的经营和管理。
机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。
生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。
销售对象遍及全部产业和个人、家庭。
而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。
因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。
机械产品的应用。
这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。
研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。
这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。
19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。
进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。
这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰
由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。
但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。
封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。
因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。
人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。
综合-专业分化-再综合的
反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。
不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。
综合与专业是多层次的。
在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。
在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。
综合以上所说，根据机械加工工艺及夹具设计的发展方向，现在的一般加工条件已不能
满足现在的技术要求。
所以以后的多为数控技术、自动化技术、系统化。
主要体现其高效率、高精度、高可靠性、专业化程度深。
这就要求从事这方面的高科技人才，就我们现在所学的知识还远远不够。
所以我们在以后的学习工作中要多学习这些方面的知识，不断的充实自己,
使自己的综合能力不断提高，从而跟上科技发展的脚步。
1零件的造型
1.1零件造型软件介绍
AutodeskInventor软件为工程师提供了一套全面灵活的三维机械设计、仿真、
工装模具、可视化和文档编制工具集，能够帮助制造商超越三维设计，体验数字样机解决方案。
借助Inventor软件，工程师可以将二维AutoCAD图纸和三维数据整合到单一数字模型中，并生成最终产品的逼真图像，以便于在实际制造前，对产品的外形、结构和功能进行验证。
通过基于Inventor软件的数字样机解决方案，您能够以数字方式设计、可视化和仿真产品，进而提高产品质量，削减开发成本，缩短上市时间。
1.2零件造型过程
1.2.1箱体中箱盖造型过程
1）在草图环境下绘制上箱体的底部，如图1.1所示。
图1.1箱盖底部
2）对图1.1箱盖底部进行拉伸，如图1.2所示
图1.2底部拉伸
3）绘制上箱体整体草图部分，如图1.3所示
图1.3坐标面选择
4）拉伸箱盖主体，如图1.4所示
图1.4拉伸主体
5）绘制上顶面草图，如图1.5所示
图1.5绘制上顶面草图
6）拉伸形成上顶面，如图1.6所示
图1.6拉伸形成上顶面
7）挖去内腔，如图1.7所示
o
8）绘制上顶面窥视孔的草图，如图1.8所示
图1.8绘制上顶面窥视孔的草图
9）拉伸草图形成窥视孔，如图1.9所示
图1.9拉伸草图形成窥视孔
10）绘制如图草图，如图1.10所示
11）拉伸草图，如图1.11所示
图1.11拉伸草图
12）绘制如图草图，如图1.12所示
图1.12绘制草图
13）拉伸草图，如图1.13所示
图1.13拉伸草图
14）拉伸三个半圆，如图1.14所示
图1.15拉伸三个小半圆
16）打图中各孔，如图1.16所示
17）挖出环槽，如图1.17所示
图1.17挖出环槽
18）绘制加强劲草图，如图1.18所示
19）绘制加强劲，如图1.19所示
图1.19绘制加强筋
1.2.2箱体中下箱体造型过程
1）绘制下箱体底部草绘，如图1.20所示
2）拉伸底部草绘，如图1.21所示
图1.21拉伸底部草绘
3）绘制箱体主体草图，如图1.22所示
图1.22绘制箱体主体草图
4）拉伸箱体主体，如图1.23所示
5）绘制箱体上部草图，如图1.24所示
图1.24绘制箱体上部草图
6）拉伸箱体上部，如图1.25所示
图1.25拉伸箱体上部
7）拉伸三个半圆，如图1.26所示
图1.26拉伸三个半圆
8）拉伸如图长方形，如图1.27所示
图1.27拉伸如图长方形
图1.28绘制测油孔草图及拉伸
10）挖去内腔，如图1.29所示
图1.29挖去内腔
11）拉伸如图三个半圆，如图1.30所示
图1.30拉伸如图三个半圆
12）绘制加强劲，如图1.31所示
图1.31绘制加强劲
13
）切去如图环槽，如图1.32所示。
14）打出如图各孔，如图1.33所示
图1.33打出如图各孔
15）挖去底部的位置，如图1.34所示
图1.34挖去底部的位置
箱盖和下箱体装配
16）箱盖和下箱体装配，如图1.35所示
图1.35箱盖和下箱体装配
2减速器箱体的工艺分析
2.1产品介绍：
减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩。
无须联轴器和适配器，结构紧凑。
负载分布在行星齿轮上，因而承载能力比一般斜齿轮减
速机高。
满足小空间高扭矩输出的需要。
齿轮减速器广泛应用于大型矿山，钢铁，化工，港口，环保等领域。
2.2零件功用
减速器箱体在整个减速器总成中起支撑和连接的作用，它把各个零件连接起来，
支撑传动轴，保证各穿动机的正确安装，是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。
因此变速器箱体的加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也为将会影响江苏器的寿命和性能。
结构特点
变速器箱体是典型的箱体零件，其结构和形状复杂，壁薄，外部为了增加有很多加强筋。
有精度较高的多个平面、轴承孔，螺孔等需要加工，应为刚度较差，切屑受热大，易产生震动和变形。
零件装配
箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。
灰铸
铁具有河很好的铸造性能和减振性能。
为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿着轴
心线水平剖分式。
上箱体和下箱体是用楼栓联接成一体。
轴承座的联接楼栓应尽量靠近轴
承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接楼栓，并保证旋紧楼栓
时需要的扳手空间。
为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔的附近加支撑肋。
为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。
变速箱的大批量生产的机加工工艺过程中，其主要加工面有轴承孔系及其端面，平面，螺纹孔，销孔等。
因此加工过程中的主要问题是保证孔的精度及位置度，处理好孔与平面的相互关系。
2．3零件的工艺分析
1.'零件工艺性分析
1）底座和箱盖
加工较多，有对合面、轴承支承孔、油孔、螺纹孔等。
尺寸精度和相互位置精度有一定要求。
对合面的加工一般不困难，但轴承支承孔的加工精度高，而且要保证孔与平面相互位置的精度，这是加工的关键。
2）分离式箱体的主要技术要求
（1）对合面对底座的平行度误差不超过1.5/100；
（2）对合面的表面粗糙度Ra值小于1.6卩m,两对合面的接合间隙不超过0.03mm；
（3）轴承支承孔必须在对合面上，误差不超过±0.2mm；
（4）轴承支承孔的尺寸公差为H7,表面粗糙度Ra值小于1.6卩m,圆柱度误差不超过孔径公差的一半,孔径精度误差为±0.05~0.08mm。
2.分离式减速箱体加工的工艺特点分离式减速箱虽然遵循一般箱体的加工原则,但是由于结构上的可分离性,因而在工艺路线的拟定和定位基准的选择方面均有其特点。
加工阶段的划分
分离式减速箱体的整个加工过程分为两大阶段。
第一阶段先对底座和箱盖分别进行加工，主要完成对合面及其他平面，紧固孔和定位孔的加工，为箱体的合装作准备；第二阶段在装好的箱体上加工孔及其端面。
在两个阶段之间安排钳工工序，将箱盖和底座合装成箱体，并用两销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和拆装后的重复精度
定位基准的选择
粗基准的选择：
分离式减速箱体最先加工的是底座和箱盖的对合面。
分离式减速箱体一般不能以轴承孔的毛坯面作为粗基准，而是以凸缘不加工面为粗基准，即箱盖以凸缘A面，底座一凸缘面B面为粗基准。
这样可以保证对合面凸缘厚薄均匀，见笑箱体合装时对合面的变形。
精基准的选择:
分离式减速箱体的对合面与底面（装配基准）有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；轴承孔轴线应该对合面上，与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。
为了保证以上几项要求，加工底座的对合面时，应以底面为精基准，使对合面加工时的定位基准与设计基准重合；箱体合装后加工轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，并与底面上的两定位孔组成典型的“一面两孔”定位方式。
这样，轴承孔的加工，其定位基准既符合“基准统一”原则，又符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与对合面
的重合度，一级装配基面的尺寸精度和平行度
3零件工艺规程设计
3．1确定毛坯的制造形式
3.1.1毛坯选择
1.零件材料的机械性能要求。
对铸铁和有色金属材料选择铸造毛坯；对钢材，机械性能要求高时，选用锻件毛坯。
2.零件结构形状复杂、薄壁的毛坯，一般采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，往往不能采用模锻、压铸和精铸。
对外形较特殊的小零件，往往采用精密的毛坯制造方法。
如压铸、熔模铸造。
3.如果大批量生产就可以用高精度和高生产率的毛坯制造方法，这样分配到每个毛坯上的成本就会比较少。
由零件图可以看出，毛坯材料为HT200，减速器箱体结构有些复杂且为薄壁型的零件，大批生产，因此可以采用金属型浇铸。
金属型浇铸的毛坯尺寸精度可以达到
0.1~0.5mm，表面粗糙度可达到Ra=12.5~6.3um，而其铸件的力学性能还比较好。
3.1.2铸件加工余量
根据《金属机械加工工艺设计手册》p-196可查的加工面长度小于300mm,粗加工
后的精铣余量为1.0mm,公差+0.3mm.则可确定毛坯平面上的余量为2.5mm
箱盖底面和下箱顶面毛坯余量也是一样为2.5mm即可。
根据《金属机械加工工艺设计手册》孔加工余量确定，粗镗2mm,精镗1mm,所以毛坯余量为3mm，即毛坯上预先铸出©147、©87孑L。
其余的螺纹孔和光孔尺寸较小，所以铸成实心的，后续机加工中直接利用钻削加工方式加工出来。
3．2定位基准的选择
3.2.1粗基准选择
粗基准选择应当满足以下要求：
（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。
目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。
如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。
（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。
例如：
机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。
因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。
这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加其耐磨性。
（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。
这样可以保证该面有足够的加工余量。
（4）尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。
5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。
多次使用难以保证表面间的位置精度。
参照上述要求，以罩盖下端面面作为粗基准，加工罩盖上端面；以罩盖底面作为粗基准镗罩盖上的两个大孔。
3.2.2精基准选择
精基准的选择应满足以下要求：
⑴基准重合原则，选用零件上的设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差；
⑵基准统一原则，应尽可能的采用同一个基准定位加工零件上尽可能多的表面；
⑶自为基准原则，某些表面精加工要求余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准；
⑷互为基准原则，工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，就需要两个表面进行反复加工，以保证位置精度要求。
⑸定位基准还应有足够大的支撑面积，表面粗糙度值要小，精度要高。
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确可靠、方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的罩盖下端面为主要的定位精基准，这样也满足“基准重合”原则。
以罩盖底面为定位精基准镗孔为88mm、为80mm、插槽
3.3．加工顺序的安排
先粗后精先粗加工后精加工有利于加工误差和表面缺陷层的逐步消除，重而逐步提高零件的加工精度和表面质量；
先主后次零件的主要表面（设计基准面、工作面）应先加工，次要面（键槽、螺孔）可在主要表面加工到一定精度后、最终加工前加工。
先面后孔用平面定位比较稳定可靠，加工过的平面上孔比在毛坯面上钻孔不易产生
孔轴线的偏斜和较容易保证孔距尺寸；
依据以上的原则设计加工工序
3.3.1箱盖的加工工艺选择
工艺方案一：
工序10铸造
工序20去应力退火
工序30粗精铣顶端面
工序40钻孔顶端面.
工序50加工结合面处两销锥孔①10和底座四个定位孔①28以及输出轴旁六个连
接孔①14
工序60磨削分割面
工序80检查
工序10铸造
工序20清除浇口、冒口、型砂、飞边、飞刺等
工序30人工时效处理
工序40非加工面图防锈漆
工序50划分割面加工线。
划①mm两①mm，三个联轴孔渡端面加工线。
划上
平面加工线（检查孔）
工序60以分割面为装夹基面，按线找正，夹紧工件，刨顶部斜面，保证尺寸3mm
工序70以已加工顶斜面做定位基准装夹工件（专用工装），刨分割面保证尺寸
12mm。
（注意周边尺寸均匀），留有磨削余量0.6~0.8mm
工序80以分割面及外形定位，钻10X①14mm孑L,10X①28mm孑L,钻攻
2XM12-7H
工序90以分割面定位，钻攻顶斜面上6XM6-7H螺纹
工序100以顶斜面及一侧面定位，装夹工件，磨分割面至图样尺寸12mm
工序110检查各部分尺寸及精度
上述两个工艺方案的特点在于：
方案一以端面为基面加工其它面，面和孑加工顺序
比较混乱；方案一则与二有所不同，两端面分开加工，先加工面再以面为基准加工孑；两
者比较可以看出，第一方案比第二方案合理，位置精度也较易保证，定位及夹紧等都比较方便；所以采用方案一：
新方案：
工序10铸造
工序20清除浇口、冒口、型砂、飞边、飞刺等
工序30人工时效处理
工序40非加工面图防锈漆
工序50划分割面加工线。
划①mm两①mm，三个联轴孔渡端面加工线。
划上
平面加工线（检查孑）
工序60以分割面为装夹基面，按线找正，夹紧工件，刨顶部斜面，保证尺寸3mm
工序70以已加工顶斜面做定位基准装夹工件（专用工装），刨分割面保证尺寸
12mm。
（注意周边尺寸均匀），留有磨削余量0.6~0.8mm
工序80以分割面及外形定位，钻10X①14mm孑L,10X①28mm孑L,钻攻
2XM12-7H
工序90以分割面定位，钻攻顶斜面上6XM6-7H螺纹
工序100
以顶斜面及一侧面定位，装夹工件，磨分割面至图样尺寸12mm
工序110
检查各部分尺寸及精度
3.3.2下箱体的加工工艺选择
工艺方案一：
工序10
铸造
工序20
去应力退火
工序30
粗精铣侧面
工序40
钻孔并攻丝注油孔M12.
工序50
粗精铣下底面和精铣对合面
工序60
加工结合面处两销锥孔①10和底座四个定位孔①28以及输出轴旁六个连
接孔①14
工序70
钻孔和攻丝输出轴和输入轴端面孔M10
工序80
检查
工序10
铸造
工序20
清除浇口、冒口、型砂、飞边、飞刺等
工序30
人工时效处理
工序40
非加工面图防锈漆
工序50
划分割面加工线。
划三个轴承孔端面加工线，底面线，照顾壁厚均匀
工序60
以底面定位，按线找正，装夹工件，刨分割面留磨量0.5~0.8mm（注
意尺寸12mm和62mm）
工序70
以分割面定位装夹工件刨底面，保证高度尺寸工艺尺寸）
4X①35mm，深1mm
工序90钻10X①14mm孑L,10X①28mm，深1mm
工序100钻、铰①12mm测油孔，①20mm，深2mm
工序110以两个①mm孔及底面定位，装夹工件，钻M16X1.5底孔，攻
M16X1.5，锪①20mm，深2mm
工序120以底面定位，装夹工件，磨分割面，保证尺寸mm
工序130箱体底部用煤油做渗漏试验
工序140检查各部尺寸及精度
上述两个工艺方案的特点在于：
方案一以端面为基面加工其它面，面和孔加工顺序
比较混乱；方案一则与二有
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