減速器箱體的加工工藝設(shè)計本科機(jī)械高分畢業(yè)論文.doc

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1、減速器箱體的加工工藝設(shè)計 減速器箱體的加工工藝設(shè)計 完成日期：______________________ 指導(dǎo)教師簽字： 評閱教師簽字： 答辯小組組長簽字： 答辯小組成員簽字：

2、 摘 要 減速器是通過齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)改變?yōu)樗?/p>

3、需要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并獲到較大轉(zhuǎn)矩的一種用來傳遞動力的機(jī)構(gòu)。在減速器中起著支持和固定軸組件的減速器箱體，對于保證軸組件運(yùn)轉(zhuǎn)精度、潤滑及密封的可靠都起著重要作用。因此減速器箱體的加工工藝的不斷完善對于減速器的使用有著很重要的作用。 本文進(jìn)行了對減速器箱體的加工工藝的設(shè)計。要對減速器箱體的加工工藝進(jìn)行細(xì)致全面的設(shè)計，必須通過制造毛坯采用的形式、選擇定位基準(zhǔn)、擬定減速器零件加工的工藝路線、通過確定機(jī)械生產(chǎn)加工的余量、工序尺寸及制造毛坯的尺寸，以及確定減速器的切削用量及加工的基本工時等方面來設(shè)計。通過對減速器箱體加工工藝分析設(shè)計，提高減速器箱體制造的加工的工藝的水平，促進(jìn)減速器箱體制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

4、關(guān)鍵詞：減速器；加工工藝；箱體 Abstract The reducer is the speed converter through the gear, the motor (motor) of the number of rotation to the number of the required rotation, and was a kind of large torque used to transfer power mechanism. Reducer box in the re

5、ducer plays a support and fixed axis components, ensure the shaft assembly operation accuracy, good lubrication and reliable sealing and other important role. So the process of the reducer box of the continuous improvement of the use of the reducer has a very important role. The design of the proce

6、ssing technology for the reducer box is carried out in this paper.. Determine manufacturing the blank form, select the locating datum, drawn up by deceleration parts machining process, mechanical production and processing of the margin, process dimension and blank manufacturing size determine, deter

7、mine the deceleration device of cutting parameters and machining man hour and so on, to conduct a more comprehensive design to reduce the speed reducer box body processing technology. Through the analysis and design of the gearbox processing technology, improve the process level of the reducer box m

8、anufacturing, and promote the progress of the manufacturing industry of the reducer box.. Keywords: reducer；processing technology；box I 目 錄 1 緒論 1 1.1課題的研究背景及意義 1 1.2減速器的研究現(xiàn)狀 1 1.3本文的主要研究內(nèi)容 2 2 減速器箱體的結(jié)構(gòu)和工藝分析 3 2.1 箱體的結(jié)構(gòu)分析 3 2.2 零件加工的技術(shù)要求 4 2.3 箱體的毛坯種

9、類 4 2.4 箱體的工藝性分析 5 3 鑄造工藝設(shè)計 6 3.1 工藝分析 6 3.2工藝方案的確定 6 3.3工藝參數(shù) 7 4 減速器箱體的加工工藝設(shè)計 11 4.1 加工工藝的設(shè)計 11 4.1.1 設(shè)計原則 11 4.1.2 步驟和內(nèi)容 11 4.2 基準(zhǔn)的選擇 11 4.2.1 工藝基準(zhǔn) 11 4.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 12 4.2.3 表面加工方法的選擇 12 4.3 加工工藝路線的擬定 13 4.4 加工余量的確定及工序尺寸計算 15 4.5 工藝卡片（見附加頁） 24

10、 結(jié)論與展望 25 參考文獻(xiàn) 26 致 謝 27 I 1 緒論 1.1 課題的研究背景及意義 減速器是通過齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)改變?yōu)樗枰幕剞D(zhuǎn)數(shù)，并獲到較大轉(zhuǎn)矩的一種用來傳遞動力的機(jī)構(gòu)[1]。在目前用于傳遞動力與運(yùn)動的機(jī)構(gòu)中，減速器是使用最普遍的機(jī)構(gòu)。箱體質(zhì)量約占減速器總質(zhì)量的50%。因此，箱體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影響。 通過對減速器箱體加工工藝分析設(shè)計，提高減速器箱體制造的加工的工藝的水平，促進(jìn)減速器箱體制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。減速器箱體的的設(shè)計工藝是否完好，對減速器運(yùn)行時的加工效率和配合精

11、度影響很大。特別是現(xiàn)代工藝對減速器的要求越來越高，已經(jīng)運(yùn)用于各種場合，很多工業(yè)設(shè)備對其運(yùn)用非常重要。減速器應(yīng)用的廣泛，正好是對減速器加工生產(chǎn)的質(zhì)量的更高要求的一個推動。對其加工的工藝非常重要。 1.2減速器的研究現(xiàn)狀及類型和應(yīng)用 在國外，歐洲和日本的企業(yè)憑借生產(chǎn)的減速器使用壽命長，可靠性好較國內(nèi)企業(yè)一直處于減速器制造的領(lǐng)先地位，他們主要是因為工作過程中應(yīng)用的材料和制造加工工藝方面占據(jù)優(yōu)勢。但國外的減速器，還是主要以定軸傳動為主，尚未解決好體積和重量等問題。 國外的幾家減速器制造的知名企業(yè)均登陸中國境內(nèi)，在天津均設(shè)有其生產(chǎn)企業(yè)和基地，以此輻射全國的市場，他們利用了我國的廉價

12、資源，看好中國機(jī)械工業(yè)近幾年的落后現(xiàn)狀和今后發(fā)展的市場前景，看好國內(nèi)市場。它們憑借先進(jìn)的裝備、超前的技術(shù)、雄厚的資金和生產(chǎn)大規(guī)模的優(yōu)勢，同國內(nèi)的企業(yè)進(jìn)行市場競爭，已經(jīng)在高檔產(chǎn)品方面占據(jù)了優(yōu)勢。 近年來，隨著綠色節(jié)能的提倡，國際產(chǎn)業(yè)環(huán)境也向著綠色節(jié)能高效的方向發(fā)展，改變陳舊的生產(chǎn)模式，發(fā)展高凈化、低耗能、高附加值的綠色集約型經(jīng)濟(jì)增長方式。 我國傳統(tǒng)的減速器一直跟不上國際同類產(chǎn)品發(fā)展的趨勢，主要是因為生產(chǎn)方式都是按照單臺套設(shè)備，設(shè)計和要求也都是根據(jù)單臺套設(shè)備進(jìn)行設(shè)計的，這樣子造成了零部件相互差異大、與其他減速器的互換性能差，從而造成生產(chǎn)周期長，制造成本很高。 國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳

13、動為主。材料品質(zhì)和加工工藝水平上還需不斷改進(jìn)和提高，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。目前全球的行業(yè)都在向著產(chǎn)業(yè)清潔、環(huán)保、低耗、高效、柔性變化發(fā)展，但是我國在這些方面還不能進(jìn)行更好的適應(yīng)市場的變化，主要是因為國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)和設(shè)備跟不上國際要求，還需靠國外的進(jìn)行生產(chǎn)發(fā)展。現(xiàn)在的減速器正向著大功率、大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的特點在進(jìn)行著革命性的變化。我國信息化、節(jié)能化的生產(chǎn)減速器的技術(shù)還沒有完全擺脫對國外技術(shù)的依賴。 不管是船舶、機(jī)車各類交通工具，建筑、生產(chǎn)加工中用的重型機(jī)械，還是工廠使用的加工機(jī)器以及自動化生產(chǎn)線上的生產(chǎn)設(shè)備，再到日常生活中常用的家電等

14、等，幾乎在各種各樣的機(jī)械的傳動系統(tǒng)中都可以見到減速器的存在。 減速機(jī)是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩的一種相對精密的機(jī)械。它的種類繁多，型號各異，不同種類有不同的用途[2]。按照他用來傳遞的介質(zhì)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器，如圖1-1、1-2、1-3；按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照傳遞用的齒輪的類型可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。 圖1-1 齒輪減速器 圖1-2 蝸桿減速器 圖1-3 行星齒輪減速器 1.3 本文的主要研究內(nèi)容

15、 本文通過確定毛坯的制造形式、定位基準(zhǔn)的選擇、擬定零件加工的工藝路線、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定、確定切削用量及基本工時等，對減速器箱體的加工工藝進(jìn)行全面的設(shè)計，通過查閱機(jī)械加工工藝相關(guān)資料，制定加工工藝路線，確定加工方案，選擇機(jī)床刀具，分析計算切削用量等加工參數(shù)，完成機(jī)械加工工藝說明書。根據(jù)說明書計算所得方法和數(shù)據(jù)，填寫機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片、機(jī)械加工工藝卡片、機(jī)械加工工序卡片，并繪制對應(yīng)的工序簡圖。 2 減速器箱體的結(jié)構(gòu)和工藝分析 2.1 箱體的結(jié)構(gòu)分析 圖2-1 箱體零件圖 箱體為一級減速

16、器箱體，外廓尺寸為230x104x80 mm，采用分離式，分箱座，箱蓋，二者采用螺栓連接，為保證箱體上安裝軸承和端蓋的孔的正確形狀，兩個零件的孔是合在一起加工的，裝配時它們之間采用推銷定位，銷孔鉆成通孔，便于拔銷。箱座下為油池，內(nèi)裝有機(jī)油，供齒輪潤滑。齒輪和軸承采用非潤滑方式，油面高度通過油面觀察結(jié)構(gòu)觀察，通氣塞為排放箱內(nèi)的揮發(fā)氣體。拆去小蓋可視察齒輪磨損情況或油污多少。為了方便運(yùn)輸，箱體的兩邊要有四個成鉤狀的加強(qiáng)肋板。箱體前后要對稱，將兩個齒輪相互嚙合，放在在該對稱面上，軸承和端蓋要對稱分布在齒輪兩側(cè)。為了方便油池的清洗，在放油時能夠清理凈油，油池底部要保留有一定的斜度，并且要留有低于油池底

17、面的放油螺塞。 2.2 零件加工的技術(shù)要求 （1）箱體加工部位多為平面和孔系，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高加工時注意基準(zhǔn)的選擇及加緊力。 （2）箱體為鑄件，鑄件必須經(jīng)過時效處理，以消除應(yīng)力。 （3）鏜孔時，為了增加桿的剛性，提高加工精度，要在可能的情況下盡量采用支撐鏜削方法。對于直徑較小的孔應(yīng)采用鉆，擴(kuò)，絞的方法加工。 （4）為提高孔加工精度，應(yīng)將粗鏜，半精鏜，精鏜分開。 （5）孔尺寸精度的檢驗，使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑千分表進(jìn)行檢驗。 （6）為了保證同軸各孔的同軸度，可以在已加工孔上安裝導(dǎo)向套進(jìn)行加工其它的方法。 2.3 箱體的毛坯種類 毛坯是零件生產(chǎn)過程的一部分。在

18、確定毛坯時，為了既不影響的毛坯的經(jīng)濟(jì)性，又不影響到機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)性，要根據(jù)加工零件的技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點、材料和生產(chǎn)綱領(lǐng)等，又要考慮熱加工方面兼顧冷加工方面的要求，以便既能合理的確定毛坯的種類、毛坯的制造方法、毛坯的形狀和尺寸，又能降低零件的制造成本。 有鑄件、段件、沖壓件、型材和焊接件等幾種常用的毛坯種類。如鑄鐵材料毛坯均為鑄件，鋼材料毛坯一般為鍛件或型材等。依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強(qiáng)度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型

19、軸類零件一般都采用鍛件。依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。 2.4 箱體的工藝性分析 為了保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、加工面廣、技術(shù)要求高、機(jī)械加工的勞動量大的減速器箱體結(jié)構(gòu)工藝性有著重要意義。 本箱體加工保證要加工孔的孔軸配合度為H7，表面粗糙度為Ra小于3.2um，圓度為0.0175mm，垂直度為0.08mm，同軸度為0.02mm。其它孔的表面粗糙度為Ra小于12.5um，錐銷孔的表面粗糙度為Ra小于6

20、.3um。上端面表面粗糙度為Ra小于3.2um，箱體表面粗糙度為Ra小于12.5um。 由于加工的表面多，要求高，機(jī)械加工的工作量大箱體結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，箱體加工的基本孔要分為加工工藝性最好的通孔和相對較差的階梯孔兩類。加工比較困難的箱體內(nèi)端面，應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過之孔加工前的直徑，對于尺寸過大的內(nèi)端面，需采用專用徑向進(jìn)給裝置。箱體上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致，以減少加工中的換刀次數(shù)。 因為減速器要大批量生產(chǎn)，通常采用機(jī)器加工，所以選用容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好的鑄鐵，大多數(shù)箱體零件也都選用HT20-40的鑄鐵。因為毛坯才用鑄鐵鑄造，這樣其精度

21、將大為提高，所以在制造毛坯時預(yù)留的加工余量可以適當(dāng)?shù)臏p少。鑒于鑄鐵的優(yōu)勢，所以本箱體也將才用鑄鐵來制造毛坯。 為了不影響齒輪嚙合精度，避免在工作時候產(chǎn)生噪音和震動，為了使軸的裝配能相對簡單，在齒輪嚙合孔系之間，預(yù)留一定的傳動齒輪副的中心距允差和齒輪嚙合的精度的孔距，能減少軸承的磨損和發(fā)熱，使軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況更加良好，使齒輪的使用壽命得到延長，使機(jī)器能保持較長時間較高的精度延長正常工作的時間。 一般都是采用裝配或加工中的定位基準(zhǔn)面來作為加工箱體的主要平面。來確保不影響箱體與機(jī)器總裝時的相對位置和接觸剛度，以及箱體在加工過程中的定位精度。 3 鑄造

22、工藝設(shè)計 3.1 鑄造工藝分析 3.1.1 零件圖分析 熟悉零件圖圖形各部分，而且要求提供的零件圖必須是清晰無誤，并且要有完整的尺寸和各種尺寸標(biāo)記。仔細(xì)對照圖樣。注意零件圖的結(jié)構(gòu)是否符合鑄造工藝性，有兩個方面： （1）查看零件結(jié)構(gòu)是否符合鑄造要求。 （2）在鑄造過程中，考慮在既定的零件結(jié)構(gòu)條件下可能出現(xiàn)的主要缺陷。 零件材料：HT40 3.1.2 零件技術(shù)要求 鑄件重要的工作表面，在鑄造是不允許有氣孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3.1.3 選材的合理性 鑄件所選材料是否合理，一般可以結(jié)合零件的使用要求、車間設(shè)備情況、技術(shù)狀況和經(jīng)濟(jì)成本等常用鑄

23、造合金（如鑄鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵、鑄造鋁合金、鑄造銅合金等）的牌號、性能、工藝特點、價格和應(yīng)用等，進(jìn)行綜合分析，判斷所選的合金是否合理。 3.1.4 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性 鑄件壁厚不小于最小壁厚5-6mm，又在臨界壁厚20-25mm以下。 3.2工藝方案的確定 3.2.1 鑄造方法的確定 鑄造方法包括：造型方法、造芯方法、鑄造方法及鑄型種類的選擇 （1）造型方法、造芯方法的選擇 根據(jù)手工造型和機(jī)器造型的特點，選擇手工造型 （2）鑄造方法的選擇 根據(jù)零件的各參數(shù)，選擇砂型鑄造。 （3）鑄型種類的選擇 根

24、據(jù)鑄型的特點和應(yīng)用情況選用自硬砂。 3.2.2 澆注位置的確定 澆注位置選擇的原則： （1）部件的重要部分要置于底部； （2）重要加工面應(yīng)朝上或呈直立狀態(tài)； （3）使鑄件的大平面朝下，避免結(jié)疤類缺陷； （4）應(yīng)保證鑄件能充滿； （5）應(yīng)有利于鑄件補(bǔ)縮； （6）應(yīng)使合箱位置、澆注位置和鑄件冷卻位置相一致； 所以澆注位置選擇在箱體底部。 3.2.3 分型面的選擇 本鑄件采用兩箱造型，分型面選在機(jī)座中心面上。 圖3-1 分型面簡圖 3.3工藝參數(shù) 3.3.1 加工余量的確定 根據(jù)造型方法、材料類型進(jìn)行查詢表3-1，查得

25、加工余量等級為11-14， 取加工余量等級為12[3]。 表3-1 造型方法、材料公差等級表 方法 公差等級CT 鑄件材料 鋼 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 銅合金 鋅合金 砂型鑄造 11-14 11-14 11-14 11-14 10-13 10-13 手工造型 砂型鑄造機(jī)器造型和殼型 8-12 8-12 8-12 8-12 8-10 8-10 金屬型鑄造（重力鑄造低壓鑄造） —— 8-10 8-10 8-10 8-10 7-9 根據(jù)零件基本尺寸、加工余量等級。鑄件尺寸為基本公差數(shù)值為10。

26、 根據(jù)零件尺寸公差、公差等級表3-2。查得機(jī)械加工余量為5.5。 表3-2 公差等級加工余量表 尺寸公差ＣＴ 10 11 加工余量ＭＡ E F G H E F G H 基本尺寸 加工余量數(shù) 100 2.5 1.5 3 2 3.5 2.5 4 3 3 2 3.5 2.2 4 3 4.5 3.5 >100-160 3 2 3.5 2.5 4 3 5 4 3.5 2.5 4 3 4.5 3.5 5.5 4.5 >160-250 3.5 2.5 4 3 5 4

27、 6 5 4.5 3 5 3.5 6 4.5 7 5.5 >250-400 4 3 5 4 6 5 7.5 6.5 5 3.5 6 4.5 7 5.5 8.5 7 >400-630 4.5 3.5 5.5 4.5 6.5 5.5 8.5 7.5 5.5 4 6.5 5 7.5 6 9.5 8 >630-1000 5.5 4 6.5 5 8 6.5 10 8.5 6.5 4.5 7.5 5.5 9 7 11 9 3.3.2 起模斜度的確定 根據(jù)所屬的表面類型測

28、量面高140，起模角度為0度25分（0.42）。 3.3.3 鑄造圓角的確定 根據(jù)鑄造方法和材料，最小鑄造圓角半徑為3。 3.3.4 鑄造收縮率的確定 根據(jù)鑄件種類查表3-3得：阻礙收縮率為0.8-1.0，自由收縮率為0.9-1.1。 表3-3 鑄鐵阻礙收縮率自由收縮率表 鑄鐵種類 鑄件種類 阻礙收縮率 下限（%） 阻礙收縮率 上限（%） 自由收縮率 下限（%） 自由收縮率 上限（%） 灰鑄鐵 中小型鑄件 0.8 1 0.9 1.1 灰鑄鐵 大中型鑄件 0.7 0.9 0.8 1 灰鑄鐵 特大型鑄件 0.6 0.8 0.7 0.

29、9 球墨鑄鐵 珠光體組織 0.8 1.2 1 1.3 球墨鑄鐵 鐵素體組織 0.6 1.2 0.8 1.2 3.3.5 最小鑄造孔的選擇 根據(jù)孔的深度、鑄件孔的壁厚，最小鑄孔的直徑是80mm。 3.4澆注系統(tǒng)設(shè)計 （1）澆注位置的確定 根據(jù)內(nèi)澆道的位置選擇底注式。 （2）澆注系統(tǒng)類型選擇 根據(jù)各澆注系統(tǒng)的特點及鑄件的大小選用封閉式澆注系統(tǒng)。 （3）澆注系統(tǒng)尺寸的確定 3.4.1 計算鑄件質(zhì)量： 按照鑄件的基本尺寸（包括加工余量在內(nèi)）計算出 鑄件的體積和鑄件的質(zhì)量。其計算公式為： 式中 m --鑄件質(zhì)量

30、（g）； p--金屬材料的密度，對一般鑄件可取p=7.2/cm3； v--鑄件的體積（cm3）； 對于不太復(fù)雜的鑄件可以根據(jù)以上公式計算。 3.4.2 各個澆道的截面積計算 奧贊公式法 該方法利用力學(xué)公式先求出澆注系統(tǒng)的最小橫截面積，再根據(jù)不同工藝條件下的澆注系統(tǒng)各組元例，確定其它的橫截面積。 鑄鐵件澆注系統(tǒng)最小橫截面積計算公式 F= （3-1） 式中F最小—最小橫截面； G—流過澆注系統(tǒng)最小橫截面積的鑄鐵金屬液總質(zhì)量（kg）

31、； -金屬材質(zhì)密度（kg/cm）； t—澆注時間（s）； u —流量因數(shù)，量綱為1； Hp —平均靜壓頭（m）； 式中各參數(shù)的確定方法如下 （1）金屬液總質(zhì)量G的確定 根據(jù)鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)類型選擇鑄鐵件澆注系統(tǒng)占的質(zhì)量百分比為20%，金屬液總質(zhì)量G=m(1+20%)=42.8657kg1.20=51.45kg。 （2）澆注時間t的確定 鑄件壁厚取s1=2.2，澆注時間t=2.27.173=15.7s。 3.4.3 冒口的設(shè)計 （1）鑄鐵件無冒口工藝設(shè)計的條件： 鑄件的冷卻模數(shù)M，要求鑄件的 ，鑄件太?。ㄈ鏜<1），

32、初始膨脹壓力 鐵水反饋到澆注系統(tǒng)中去，形成無效膨脹力釋放； M=5954cm3/2786.31cm2=2.14cm<2.5cm,則需設(shè)冒口。 （2）冒口的計算方法 冒口的計算方法常用的有模數(shù)法、比例法和補(bǔ)縮液量法。這里比例法。根據(jù)本鑄件的形狀和加工明頂冒口。 用比例法確定鑄件的冒口： T為鑄件的厚度或熱節(jié)圓直徑；這里設(shè)計冒口設(shè)置處壁厚T=45.5mm 由于減速器箱體為大批量生產(chǎn)，分成上下兩半采用兩箱造型。采用中注式澆注系統(tǒng)，上面設(shè)幾個冒口。在直澆道下面設(shè)有橫澆道。澆注的時候重要的加工面應(yīng)該向下，應(yīng)為鑄件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔等。由于盡量使鑄造工藝簡單只采用

33、一個分型面，這樣可以提高鑄造的精度[4]。 4 減速器箱體的加工工藝設(shè)計 4.1 加工工藝的設(shè)計 4.1.1 設(shè)計原則 工藝規(guī)程設(shè)計的原則是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)在生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗，并保證有良好的勞動條件。工藝規(guī)程應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰，所用術(shù)語、符號、計量單位和編號等都要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 4.1.2 步驟和內(nèi)容 （1）分析零件的零件圖和結(jié)構(gòu)圖。 （2）工藝審查。 （3）確定毛坯的種類及其制造方法。 （

34、4）擬定機(jī)械加工工藝路線。 （5）確定各工序所需的機(jī)床和工藝裝備。 （6）確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。 （7）確定切削用量。 （8）確定各工序工時定額。 （9）總結(jié)工藝路線，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面，對所制定的工藝方案應(yīng)進(jìn)行分析，把多種工藝方案進(jìn)行比較，然后對最優(yōu)方案進(jìn)行優(yōu)化，以此確定出最適合工藝方案。 （10）填寫或打印工藝文件。 4.2 基準(zhǔn)的選擇 4.2.1 工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)是在工藝過程（加工和裝配過程）中所采用的基準(zhǔn)。它包括以下4種類型。 （1）工序基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)是在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。所標(biāo)注的倍加工面位置尺寸稱為

35、工序尺寸。 （2）定位基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)是在加工中用于工件定位的基準(zhǔn)。 作為基準(zhǔn)的點、線、面，有時在工件上并不一定實際存在（如孔和軸的軸心線，兩平面之間的對稱中心面等），在定位時通過有關(guān)具體表面體現(xiàn)的，這些表面稱為定位基面。工件以回轉(zhuǎn)表面（如孔、外圓）定位時，回轉(zhuǎn)表面的軸心線是定位基準(zhǔn)，而回轉(zhuǎn)表面就是定位基面，工件以平面定位時，其定位基準(zhǔn)與定位基面一致。 （3）測量基準(zhǔn)。測量基準(zhǔn)是測量工件的形狀、位置和尺寸誤差時所采用的基準(zhǔn)。 （4）裝配基準(zhǔn)?！把b配基準(zhǔn)是在機(jī)器裝配時，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的對位置所采用的基準(zhǔn)”。 4.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 在機(jī)械加工的第一道工序中，只能用毛

36、坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)。這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。在隨后的工序中，用加工的表面做定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 工件加工的優(yōu)先工序所用基準(zhǔn)先是粗基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)選擇得對與否，不但會和第一道工序有影響，而且會對整個工件的整個加工過程產(chǎn)生全局的影響[5]。選擇粗基準(zhǔn)，一般應(yīng)遵循以下幾項原則。 （a）保證零件加工表面相對不加工表面具有一定位置精度的原則。 （b）合理分配加工余量的原則 （c）便于裝夾的原則。 （d）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇時，從整個工藝過程的角度來考慮，來保證零件的尺寸精

37、度和位置精度，并且要使生產(chǎn)過程中的裝夾方便可靠。 （a）基準(zhǔn)重合原則。應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。 （b）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。為了方便地加工大多數(shù)的表面，可以盡早的在工件上加工出一個可以作為唯一基準(zhǔn)面并且達(dá)到一定要求的精度的基準(zhǔn)，這樣子，以后的加工工序，都可以以它作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。 （c）互為基準(zhǔn)原則。對某些位置精度要求高的表面，可以采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法來保證其位置精度，這就是互為基準(zhǔn)的原則。 （d）自為基準(zhǔn)的原則。對一些精度要求很高的表面，在精度加工時，為了保證加工精度，要求加工余量小而其均勻，這時可以已經(jīng)精加工過的表面自身作為定位基準(zhǔn)，這

38、就是自為基準(zhǔn)的原則[6]。 （e）便于裝夾原則。所選擇得精度，尤其是主要定位面，應(yīng)有足夠大的面積和精度，以保證定位基準(zhǔn)、可靠。同時還應(yīng)使夾緊機(jī)構(gòu)簡單、操作方便[7]。 4.2.3 表面加工方法的選擇 選擇零件各表面的加工方法時，應(yīng)該從零件加工質(zhì)量，零件的生產(chǎn)率和制造成本方面考慮。在設(shè)計工藝路線時，各表面由于精度和表面質(zhì)量的要求，一般不可能只用一種方法一次加工就能達(dá)到要求。對于主要表面，往往需要經(jīng)過幾次加工，由粗到精逐步達(dá)到要求[7]。 （1）表面的形狀和尺寸； （2）表面的精度與粗糙度； （3）工件的材料與熱處理； （4）工件的整體構(gòu)形與質(zhì)量； （

39、5）零件的產(chǎn)量與生產(chǎn)類型； （6）現(xiàn)場生產(chǎn)條件。 4.2.4 加工階段的劃分 粗加工階段；半精加工階段；精加工階段；光整加工階段。 將零件的加工過程劃分為幾個加工階段的主要目的如下： （1）保證零件加工質(zhì)量。 （2）有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理。 （3）有利于合理利用機(jī)床設(shè)備。 （4）便于安排熱處理。 4.2.5 加工順序安排 切削加工順序的安排：先粗后精，先主后次，先面后孔，基面先行[8]。 4.3 加工工藝路線的擬定 表4-1 減速器箱體的加工工藝路線 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 工藝裝備 1 鑄造

40、 2 清砂 清除澆注系統(tǒng)，冒口，型砂，飛邊，飛刺等 3 熱處理 人工時效處理 4 涂漆 非加工面涂防銹漆 5 粗銑 以分割面定位裝夾工件，銑底面，保證高度尺寸82.5mm 專用銑床 6 粗銑 以底面定位，按線找正，裝夾工件，銑分割面留磨量0.5--0.8mm 專用銑床 7 磨 以底面定位，裝夾工件，磨分割面，保證尺寸80mm 專用磨床 8 鉆 鉆底面4—Φ18mm,4—Φ9mm 6—Φ9mm 專用鉆床 10 鉆 鉆攻M6mm,深10mm, 3—M3mm,深10mm 專用鉆床 9 鏜 鏜Φ34，Φ24，Φ14 專用鏜床

41、 11 鉗 箱體底部用煤油做滲漏試驗 12 檢驗 檢查各部尺寸及精度 因為此減速器為分離式箱體，需要配合另一部分箱蓋進(jìn)行加工（箱蓋另外進(jìn) 行）。第一階段主要是完成平面，緊固孔和定位孔的加工，是為箱體的裝合做準(zhǔn) 備：第二階段是為在裝合好的箱體上加工軸承孔及其端面。兩個階段之間要安排鉗工工序，將底座合成箱體，并要用二錐銷定位，使它保持一定的位置關(guān)系，以確保軸承孔的加工精度以及撤裝后的重復(fù)精度。 表4-1 減速器結(jié)合箱蓋加工工藝過程（續(xù)） 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 工藝裝備 13 鉗 將箱蓋，箱體對準(zhǔn)和箱，用6—M1

42、2螺栓，螺母緊固 14 鉆 鉆，鉸2—Φ4mm的錐銷孔，裝入錐銷 專用鉆床 15 鉗 將箱蓋，箱體做標(biāo)記，編號 16 粗銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后端面，保證尺寸104mm 專用銑床 17 精銑 以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑左右端面，保證尺寸104mm 專用銑床 18 粗鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，粗鏜軸承孔Φ47mm，Φ62mm，留加工余量0.2—0.3mm,保證兩軸中心線的平行度公差為0.03 專用鏜床 19 檢驗 檢查軸承孔尺寸及精度

43、 20 半精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜Φ47mmΦ62軸承孔，留加工余量0.1—0.2mm 專用鏜床 21 鏜 鏜R34，R40 專用鏜床 22 精鏜 以底面定位，以加工過的端線找正，裝夾工件，按分割面精確對刀加工軸承孔保證兩軸中心線的平行度公差為0.03 專用鏜床 23 鉗 撤箱，清理飛邊，毛刺 24 鉗 合箱，裝錐銷，緊固 25 檢驗 檢查各部尺寸及精度 26 入庫 入庫 4.4 加工余量的確定及工序尺寸計算 4.4.1 毛坯的外廓

44、尺寸 考慮其加工外廓尺寸為23010480 mm，表面粗糙度要求RZ為3.2um，根據(jù) 表4-2， 表4-2 公差等級加工加工余量表 尺寸公差等級CT 7 8 加工余量等級MA D E F D E 基本尺寸 加工余量 100 1.0 0.7 1.5 0.9 2.0 1.5 1.5 0.8 1.5 1.0 >100-160 1.5 0.9 2.0 1.5 2.5 2.0 1.5 1.5 2.0 1.5 >160-250 1.5 1.5 2.0 2.0 3.0 2.5 2.0 1.5 2.5 2.0

45、>250-400 2.0 1.5 2.5 2.0 3.5 3.0 2.5 2.0 3.0 2.5 >400-630 2.5 2.0 3.0 2.5 4.0 3.5 2.5 2.0 3.5 2.5 按公差等級7—9級，取7級，加工余量等級取F級確定， 毛坯長：230+23.5=337mm 寬：104+23=110mm 高：80+23=86mm 4.4.2 主要平面的加工工序尺寸及加工余量 為了保證加工后工件的尺寸，在銑削工件表面時，工序5的銑削深ap=2.5mm， 工序6的銑削深度ap=

46、2.45mm，留磨削余量0.05mm,工序10的磨削深度ap=0.05mm。 工序16的銑削深度ap=2.0mm，工序17的銑削深度 ap=0.5mm。 4.4.3 加工工序尺寸及加工余量 （1）鉆4-Φ18mm 孔 鉆孔：Φ15mm，2Z=15 mm，ap=7.5mm 擴(kuò)孔：Φ18mm，2Z=2mm，ap=1mm （2）鉆4-Φ9mm 孔 鉆孔：Φ8mm，2Z=8 mm，ap=4mm 擴(kuò)孔：Φ9mm，2Z=1mm，ap=0.5mm （3）鉆6-Φ9mm 孔 鉆孔：Φ9mm，2Z=9 mm，ap=4.5mm （4）攻鉆M6mm 鉆孔：Φ6mm，2Z

47、=6mm，ap=3mm 攻孔：M6mm （5）攻鉆3—M3mm孔 鉆孔：Φ3mm，2Z=3 mm，ap=1.5mm 攻孔：M3mm （6）鏜Φ34孔 鏜孔：Φ30mm，2Z=4mm，ap=2mm （7）鏜Φ24孔 鏜孔：Φ20mm，2Z=4 mm，ap=2mm （8）鏜Φ14孔 鏜孔：Φ12mm，2Z=2 mm，ap=1mm （9）鉆絞2-Φ4mm 推銷孔 鉆孔：Φ2mm，2Z=2 mm， ap=1mm 絞孔：Φ4mm （10）鏜2-Φ47mm軸承孔 粗鏜：Φ44.4mm，2Z=2.6mm，ap=1.3mm 半精鏜：Φ46.8mm

48、，2Z=0.4mm，ap=0.2mm 精鏜：Φ46.8mm, 2Z=0.2mm，ap=0.1mm （11）鏜2-Φ62mm軸承孔 粗鏜：Φ60.4mm，2Z=1.6mm，ap=0.8mm 半精鏜：Φ61.8mm，2Z=0.4mm，ap=0.2mm 精鏜：Φ61.8mm，Z=0.2mm，ap=0.1mm （12）鏜R34mm 鏜 R30mm，2Z=4mm，ap=2 (13) 鏜R40mm 鏜R37mm，2Z=3mm，ap=1.5mm 4.4.4 切削用量及基本工時 （1）工序5粗銑箱體下平面 （a）加工條件： 工件材料：灰

49、鑄鐵 加工要求：粗銑箱結(jié)下平面，保證頂面尺寸3 mm。 機(jī)床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20 量具：卡板 （b）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為140 mm，最大加工余量為Zmax=2.5mm，留磨削量0.05mm，可一次銑削。 確定進(jìn)給量f： 根據(jù)表4-3，確定fz=0.2mm/Z。 表4-3 三面刃銑刀銑平面及凸臺的進(jìn)給量 硬質(zhì)合金三面刃銑刀的進(jìn)給量 粗 精 銑 機(jī)床功率（kw） 工藝系統(tǒng) 銑削寬度a （mm） ≤30 30 進(jìn)給量a （mm/z） 鋼

50、σa≤0.883GPa 鋼σa> 0.883GPa 鋼σb≤0.883GPa 鋼σb> 0.883GPa 5-10 上等 0.18-0.22 0.12-0.15 0.15-0.2 0.1-0.12 中等 0.15-0.2 0.08-0.1 0.1-0.15 0.08-0.1 >10 上等 0.2-0.25 0.15-0.20 0.18-0.22 0.12-0.15 中等 0.18-0.22 0.12-0.15 0.15-0.2 0.1-0.12 切削速度： 確定V=0.45m/s，即27m/min

51、 （4-1） 取nw=37.5r/min，故實際切削速度為： （4-2） 當(dāng)nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： fm=0.22037.5=150(mm/min) 切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=140+3+2=145mm。 故機(jī)動工時為： tm =145150=0.966min=58s。 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1558=8.7s。 其他時間計算：

52、 tb+tx=6%(58+8.7)=4s。 故工序5的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =58+8.75+4=70.7s。 （2）工序6粗銑箱體分割面 （a）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：精銑箱結(jié)合面，保證頂面尺寸3 mm。 機(jī)床：臥式銑床X63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm，齒數(shù)Z=20。 量具：卡板 （b）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為330 mm，最大加工余量為Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次銑削。 確定進(jìn)給量f： 根據(jù)表4.2，確定fz=0.2mm/Z， 切削速度

53、： 參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s，即27m/min、 則ns=1000v/πdw=(100027)(3.14225)=38(r/min)， 取nw=37.5r/min，故實際切削速度為： （4-3） 當(dāng)nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為： fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min)。 切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=330+3+2=335mm。 故機(jī)動工時為： tm =335150=2.23min=134s， 輔助

54、時間為： tf=0.15tm=0.15134=20.1s， 其他時間計算： tb+tx=6%(134+20.1)=9.2， 故工序6的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =134+20.1+9.2=163.3s。 （3）工序7磨箱體分割面 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：以底面及側(cè)面定位，裝夾工件，磨分割面，加工余量為0.05mm. 機(jī)床：平面磨床M7130 刀具：砂輪 量具：卡板 （a）選擇砂輪 見表4-4，則結(jié)果為WA46KV6P35040127， 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平

55、型砂輪[8]，其尺寸為35040127（DBd）。 表4-4 模具組織號的選擇 類型 緊密 中等 寬松 組織號 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 砂粒率 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 應(yīng)用 成型磨削和精密磨削，能保持砂輪的成型精度，獲得較低的表面粗糙度 磨削淬火鋼工件及刀具刃等 磨削韌性大，硬度不高，導(dǎo)熱性差的材料，以及薄板、薄壁工件或磨削接觸面大時 （b）切削用量的選擇 砂輪轉(zhuǎn)速為N砂 =1500r

56、/min，V砂=27.5m/s 軸向進(jìn)給量fa =0.5B=20mm(雙行程) 工件速度Vw =10m/min 徑向進(jìn)給量fr =0.015mm（雙行程） （c）切削工時 （4-4） 式中L—加工長度，L=330 mm b—加工寬度，230mm Zb——單面加工余量，Zb =0. 5mm K—系數(shù)，1.10 V—工作臺移動速度（m/min） fa—— 工作臺往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm）

57、 fr——工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm） 輔助時間為： tf=0.15tm=0.151113.2=24.3s 其他時間計算： tb+tx=6%(162+24.3)=11.2s 故工序7的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =162+24.3+11.2=195.5s （4）工序18 粗鏜 （a）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：Φ47mm軸承孔，留加工余量1.3mm，加工2.6mm 機(jī)床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀[9] 量具：塞規(guī) （b）計算鏜削用量

58、粗鏜孔至Φ44.4mm，單邊余量Z=1.3mm, 切削深度ap=1.3mm,走刀長度分別為 L=110mm, 確定進(jìn)給量f： 根據(jù)表4-5，,確定fz=0.37mm/Z 表4-5 高速鋼鉸刀鉸削速度 粗鉸孔 進(jìn)給量 f （） 鉸刀直徑d （mm） 5 10 15 20 25 30 40 50 60 80 切削深度a （mm） 0.05 0.075 0.1 0.125 0.125 0.125 0.15 0.15 0.2 0.25 切削速度v （m/s） ≤0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1

59、.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 0.32 0.29 0.27 0.25 0.22 0.20 0.19 0.18 0.17 0.16 - - - - 0.30 0.27 0.25 0.24 0.21 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 - - - - 0.27 0.24 0.22 0.21 0.19 0.18 0.16 0.15 0.14 0.13 - - - - 0.28 0.25 0.23 0.22 0.20 0.18 0.17

60、 0.16 0.15 0.14 0.12 0.11 - - 0.25 0.22 0.21 0.19 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.10 - - - - - 0.20 0.18 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 - - - 0.19 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 - - - 0.19 0.17 0.16 0.15 0

61、.14 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 - - - 0.18 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 0.07 - - - 0.17 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.11 0.09 0.09 0.08 0.07 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min （4-5） 取nw=800r/min,

62、 故加工蝸桿軸承孔: 機(jī)動工時為： （4-6） 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1524=3.6ss 其他時間計算： tb+tx=6%(24+7.2)=1.9s 則加工工序18的總時間為： tdj1=tm+tf+tb+tx =24+7.2+1.9=33.1s （5）工序20 半精鏜 （a）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：半精鏜蝸桿面Φ47mm軸承孔，留加工余量0.1mm，加工0.2mm 機(jī)床：T68鏜床[1

63、0] 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （b）計算鏜削用量 粗鏜孔至Φ109.8mm，單邊余量Z=0.1mm, 切削深度ap=0.2mm,走刀長度分別為 11=110mm。 確定進(jìn)給量f： 根據(jù)表4-4，確定fz=0.27mm/Z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定V=300m/min （4-7） 根據(jù)表3.1—41，取nw=800r/min， 故加工蝸桿軸承孔： 機(jī)動工時為

64、： （4-8） 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1533=5ss 其他時間計算： tb+tx=6%(33+5)=2.3s 故工序20的總時間： tdj1=tm+tf+tb+tx =33+5+2.3=40.3s （4-9） （6） 工序22 精鏜 （a）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：精鏜2-Φ47mm軸承孔，加工0.1m

65、m 機(jī)床：T68鏜床 刀具：YT30鏜刀 量具：塞規(guī) （b）計算鏜削用量 粗鏜孔至Φ47mm， 切削深度ap=0.1mm,走刀長度分別為l1=110mm確定進(jìn)給 量f： 根據(jù)表4-4，確定fz=0.27mm/Z 切削速度： 確定V=300m/min （4-10） 取nw=800r/min， 故加工蝸桿軸承孔： 機(jī)動工時為： （4-11）

66、 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1560=5ss 其他時間計算： tb+tx=6%(33+5)=2.3s 則工序22的總時間為： tdj1=tm+tf+tb+tx =33+5+2.3=40.1s （7）工序10 鉆孔 在蝸桿軸承孔端面上鉆M6mm ，深10 mm的螺紋孔 （a）加工條件 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：攻鉆個公制螺紋M6mm，深度為10 mm的孔 機(jī)床：立式鉆床Z535型 刀具：Φ6mm的麻花鉆 M6絲錐 （b）計算鉆削用量 鉆Φ6mm的孔 f=0.25mm/r（表4-6） 表4-6 立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速級進(jìn)給量 技術(shù)參數(shù) 型號 Z625B Z635 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 65 159 265 475 850 1500 68 100