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機械制造工藝說明書
工學院
機械制造工藝說明書
設計題目：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計
指導老師：
班 級：
姓 名：
學 號：
學 期：2015—2016學年 第 1 學期
目 錄
序言 課程設計目的 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 夾具的設計 10
4.1 定位方案 10
4.1.1定位分析 11
4.1.2定位基準的選擇 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 課程設計的目的
1、綜合運用《機械制造工藝學》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)程與夾具設計的基本訓練，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的正確設計思想。
2、學習并掌握如何根據(jù)生產(chǎn)批量要求，來進行機械加工工藝規(guī)程和所用夾具的設計方法，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。
3、對學生在設計制圖和運用設計資料（包括手冊、圖冊、標準和規(guī)范等）以及進行經(jīng)驗估算和驗算等基本設計技能方面進行一次全面訓練，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，從確保設計質(zhì)量出發(fā)，學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4～6m、寬約3～4m。
1.2.2形狀復雜
箱體作為裝配的基礎件，在它上面安裝的零件或部件愈多，箱體的形狀愈復雜，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大，困難也相當大。
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，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。缺點是力學性能低，易導致應力集中，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，所以為消除應力集中、降低硬度，應采用人工時效處理。
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，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，需要嚴格控制等諸多不足。
減速箱的箱體結(jié)構(gòu)相較復雜，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，上面設幾個冒口。為了造型時方便拔模而設計了拔模斜度。下箱體采用三箱造型，為了澆注液體充滿型腔，在直澆道基礎上設有橫澆道。同時設置了冒口和拔模斜度。
2.3 定位基準面的選擇及分析
定位基準有粗基準與精基準之分。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，則該表面稱為粗基準。在隨后的工序中，用加工過的表面作定位基準，稱為精基準。通常先確定精基準，然后確定粗基準。
精基準：
選擇原則：“基準重合”原則；“基準統(tǒng)一”原則；“自為基準”原則；“互為基準”原則；精基準選擇應保證工件定位準確、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，下箱體通常以底面和接合面為精基準。 在加工上箱蓋時，先以凸臺為精基準粗銑、半精銑、精銑接合面；以接合面為精基準銑窺視口端面、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，因此滿足“基準統(tǒng)一”原則。下箱體則以底面和接合面為精基準，這種定位基準的選擇夾緊方便，工件的夾緊變形小；易于實現(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在基準不重合誤差。
粗基準的選擇
選擇粗基準時。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，加工出加工接合面的精基準，再以接合面作為精基準，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，這樣粗基準和精基準“互為基準”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，應當遵循先面后孔，先粗后精，工序適當?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
第三章夾具的設計
3.1 夾具設計原則
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，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，應與工件的生產(chǎn)批量相適應；
4）夾具設計應遵循“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定位基準的選擇
由零件圖可知：應選凸臺面作為定位基準，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）應當限制的自由度：應當限制、、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?。焊鶕?jù)《機床夾具設計手冊》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計已經(jīng)接近尾聲，回首這段時間的設計過程，通過這次設計實踐，使我們對機械制造工藝學有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎。
這次課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械制造設計的綜合素質(zhì)大有用處。在機械制造工藝課程設計中，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。這次設計將我們學習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，鞏固了所學知識的作用。設計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學習和掌握有關(guān)機械設計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設計習慣，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設計方面的知識等方面有重要的作用，思維從而提高設計實踐操作能力。
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南京農(nóng)業(yè)大學工學院課程考核情況表
（實習、課程設計）
20 —20 學年第 學期
課程名稱：
班 級：
姓 名：
學 號：
學生表現(xiàn)：
出勤
學習態(tài)度
學習主動性
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：