圆柱齿轮减速器箱体加工工艺和钻模设计.docx

1、北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 圆柱齿轮减速器箱体加工工艺 和钻模 1 设计 学 院 ： 机械与车辆学院 专 业： 机械工程及自动化 学生姓名： 周兆安 指导教师： 宋黎 北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 北京理工大学珠海学院毕业设计（论文） 诚信承诺书 本人郑重承诺： 我所呈交的毕业设计（论文） 圆柱齿轮 减速器箱体 1 加工工艺 和钻模 1 设计 是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计（论文）使用的数据真实可靠。 承诺人签名： 日期：年月日 北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计

2、 I 圆柱齿轮 减速器箱体 1 加工工艺 和钻模 1 设计 摘要 齿轮减速器是用来降低转速和增大转矩的传动装置。其箱体起支撑和连接作用。 本次设计是 在保证减速器箱体铸造精度情况下，为保证减速器箱体加工质量和精度， 而 需要设计完善的加工工艺和专用的钻床夹具。 在设计时， 我认为 需要设计箱体的加工工艺过程，因为只有 完善的加工工艺能确保零件加工的精度和质量， 然后就是 设计 钻床 夹具 。夹具 是机械加工不可缺少的部件 啊 。设计的钻床夹具是加工减速器上下箱体 8 个连接螺栓孔和 2个定位销孔的钻床夹具 ，简称钻模 1，用 以保证零件的加工质量，提高生产效率 的 。在设计过程中， 首先需要绘

3、制出箱体零件图，分析零件图，并制定加工工艺，计算加工工艺所需参数后，可运用在夹具设计中。在设计夹具时，需要考虑所需定位方式以及夹紧方案，根据年产量及零件形状来选择夹紧结构，在 选择好定位方式以及夹紧方案后，计算其夹紧力是否满足所需以及在满足的情况下其加工精度是否满足。若均满足，则此钻床夹具满足条件。 关键词： 减速器 加工工艺 钻 模 北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 II Cylindrical gear reducer box processing and boring jig 1 Design Abstract The gear reducer is used to re

4、duce the speed and increase the torque of the transmission device. Its box supporting and connecting role. The design is in the guarantee of the reducer box casting accuracy, to ensure the reducer box processing quality and precision, and the need to design and improve the processing technology and

5、special drill jig. In the design, I think need box design process, because the only perfect processing technology to ensure the accuracy and quality of machined parts, then is the design of drilling jig. The fixture is an essential part of machining. Design of the drill jig is processing deceleratio

6、n machine box under the eight connecting bolt holes and two positioning pin hole drilling fixture, referred to as the drill jig 1. To guarantee the machining quality, improve the production efficiency of. In the design process, first of all need to draw out of box parts diagram, parts diagram analys

7、is, and to develop process, calculation process parameters, can be used in the fixture design. In fixture design, the need to consider the way of positioning and clamping scheme, according to the annual output and the shape of the part to choose the clamping structure, good positioning and clamping

8、scheme selection in the calculated the clamping force is to meet the required and met the machining accuracy is satisfying. If they are satisfied, then the drilling fixture meet the conditions. Keywords:reducer the processing technology Jig 北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 III 目录 摘要 . I Abstract . II 1.绪论 .

9、 1 1.1 产品介绍 . 1 1.2 零件介 绍 . 1 1.2.1 作用 . 1 1.2.2 结构特点 . 1 1.2.3 零件装配 . 1 2.箱体零件的分析 . 2 3.生产纲领 . 3 4.材料、毛坯制造方法的选择 . 4 4.1 材料的选择 . 4 4.2 毛坯的制造方法 . 4 5.定位基面的选择及分析 . 5 5.1 定位基准的选择 . 5 5.2 各加工面基准表 . 6 6.零件工艺分析及制定工艺过程 . 7 6.1 零件工艺分析 . 7 6.2 工艺过程 . 8 7.确定加工余量及加工手段组合 . 11 7.1 确定各工序的尺寸和偏差 . 11 7.2 确定切削用量及基本工

10、时 . 12 8.专用夹具设计 . 28 8.1 设计中面临的问题 . 28 8.2 钻模类型以及钻套类型的选择 . 28 8.3 定位方案及其定位元件的选择 . 29 8.4 设计过程及夹紧元件的选择 . 32 8.5 钻模板的设计以及夹具体的选择 . 34 8.6 钻削力及夹紧力的计算 . 36 8.7 定位误差 以及加工精度 的计算 . 38 9.结论 . 40 参考文献 . 42 附录英文文献 . 43 附录英文文献翻译 . 48 谢辞 . 52 北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 1 1.绪论 1.1 产品介绍 本 毕业 设计的减速器箱体的年产量为 300 件 。 齿轮

11、减速器是 用来降低转速和增大转矩 的传动装置。其无须联轴器与适配器，结构紧密 的 。 其工作时负载主要分布在行星轮上，因此 承受能力比一般斜齿轮减速机要高 啊 。同时也 能 满足小空间高扭矩输出需要 的 。齿轮减速器应用广泛，主要有钢铁、化工、汽车等领域。 1.2 零件介绍 1.2.1作用 其 箱体 起 支撑和连接作用 。它 把各零件连接起来和 支撑传 动轴， 令 各零件 达到 正确 的安装 。且 具 有 一定的刚度和强度 。 它的 加工质量 既会 直接影响到 相关的 相配合 还有 位置 准确性 ， 又会 影响到其 使用寿命。 1.2.2结构特点 减速器箱体是典型的箱体类零件， 复杂的结构及复

12、杂的形状 ，壁 不厚 ， 多在轴承孔处加加强筋，令箱体能达到所需刚度 。 底座不采用一整块完整的平面是为了保证箱体的稳定和减少加工接触面积 。 箱体中个别表面及轴承孔的精度要求较高 。又 因为其刚度不足够 ，会 导致在切削中受热大 了 ，容易产生振动与变形 啊 。 1.2.3零件装配 我设计 箱体 是由灰铸铁铸造 ， 灰铸铁有良好的铸造性 与减震 性 ， 采用了沿轴心线水平剖分式。上下箱体 通过使 用螺栓连接在一起。 轴承孔两端面及孔 ， 对合 面，底面，螺 栓 孔和销孔 的 加工 为主要加工位 。在加工的过程中应 按工序加工各个面和孔，确定 加工基准面 ， 孔与面的精度及位置精度 和 孔与平

13、面之间的相互关系 得到保证 。 北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 2 2.箱体零件的 分析 上下箱体的结合面、轴承孔 端面及孔 、 销孔等 为主要加工部分。 加工 轴承孔 需 上 下箱体组合后再镗 ，两个轴承孔 的技术要求才能满足。 上箱盖、箱体结合面还有底面上的孔的加工均采用摇臂钻床，以保证孔 的 位置精度要求 ，而且孔的技术要求不高，故摇臂钻床满足其加工要求 。 箱体壁薄， 受力 易变形。为消除内应力在 铸造后需进行时效处理 。 加工的时候要注意夹紧 操作，以防 因 夹紧操作不当 导致箱体变形。 减速器下箱体选地脚螺栓孔时，需要注意其 加工公 差，因为需要装入定位销，与定位

14、销作间隙配合。 还需要保证左右对称地脚螺栓孔的尺寸偏差在 0.4mm范围内。 减速器箱盖、箱体不具有互换性，所以每装配一次必须 首先 钻、铰定位销 孔，从而确保上下箱体的定位，减少上下箱体相互移位从而能保证后续加工的精度。 箱体对合面及两锥销孔的表面粗糙度比较高需要得到精加工来保证，并且箱座对合面与箱座底面有平行度要求，需要保证其平行度公差在 0.03mm 范围内。箱体上下连接螺栓孔需要保证以基准 C 为主， B 基准为副的位置度公差在 0.6mm 允许误差范围内，表面粗糙度要求不大，一次粗加工即可达到所需要求。两轴承孔在零件中技术要求最高，需要保证两轴承孔中心距偏差在 0.032mm 内，其

15、中 100mm 轴承孔需要保证其加工后的上偏差为 +0.035，下偏差为 0，轴承孔其孔内面要保证有较高的表面粗糙度，保证其以基准 B 来保证同轴度公差在 0.025mm 内，同时还需保证其轴承孔的圆柱度公差在 0.01mm 内 ；80mm轴承孔需要保证其加工后的上偏差为 +0.030，下偏差为 0，有包容要求，轴承孔其孔内面要保证有较高的表面粗糙度，保证其以基准 B 来保证同轴度公差在 0.01mm 内，同时还需保证其轴承孔的圆柱度公差在 0.008mm 内 ； 轴承孔端面要保证以基准 B 来保证其垂直度公差在 0.1mm范围内。 以上就是对减速器箱体零件分析以及一定的技术要求。 北京理工大

16、学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 3 3.生产纲领 本减速箱体的年生产量为 300件，通过计算可以大概地计算出减速器箱体的体积为 5430cm，表查金属机械加工工艺人员手册机械加工车间的生产性质 如下表 3-1 表 3-1 生产性质 生产类型 同类零件的年产量（件） 重型 （零件重 2000KG） 中型 （零件重 100KG-2000KG） 轻型 （零件重 100KG） 单件生产 5 以下 10 以下 100 以下 小批生产 5-100 10-200 100-500 中批生产 100-300 200-500 500-5000 大批生产 300-1000 500-5000 5000-500

17、00 大量生产 1000 以上 5000 以上 50000 以上 该零件属于轻型零件，并且可以通过表格确定生产类型为小批生产。 采用 Y型流水线的生产方式 。 在 上下箱体 同工序时采用同设备加工，不同工序时则分开，这样能简化加工流程。 虽然是小批生产，从积极性考虑，采用组合机床加工，流水线全部采用半自动化的设备。 北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 4 4.材料、 毛坯 制造方法的选择 4.1 材料的选择 毛坯 材料选择为 HT200。由石墨构成，具有较好耐磨性和消振性的特点。由于石墨的存在使车屑容易脆断，不粘刀，切削性好。缺点是力学性能低，容易导致应力集中，因而其强度、塑形及

18、韧性低于碳钢。基于 HT200 以上优缺点及价格便宜，所以对于承受压力和震动的箱体，采用 HT200 作为加工材料。若没有 HT200，可采用 45 号钢代替。 铸件采用砂型造型，为降低硬度， 热处理采用人工时效 。 4.2 毛坯 的制造方法 砂型铸造手工造型：钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。 而且其造型材料易得又便宜，制造简单，能满足先条件所需生产量 。 金属型制造目前所能生产的铸件 ,在重量和形状方面还有一定的限制；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。同时金属型铸造还有如下不足之处： （ 1） 金属型制造成本高； （ 2） 金属型不 透气， 没有退让

19、性，易出现洗不足、开裂或 白日等缺陷； （ 3） 金属型不但需要控制好 浇注温度 、速度、时间等因素，还有工作温度等高技术要求。 箱体结构相对复杂，根据零件图显示箱壁厚 8mm，砂型铸造成本低于金属型形状，对箱体 的外部表面的精度要求不高，砂能满足要求，手工建模效率满足小批量生产的需要，经济成本高，成本相对较低。基于以上因素，所以手工成型砂型铸造。 上箱体以 箱盖结合面 为 分 型 面，用两箱造型，重要加工面 在浇注时 应 向 下 ， 否则容易造成 铸件的上表面产生砂眼，气孔。 为了补缩，上面设几个冒口。 同时增加拔模斜度来方便脱模。下箱体不采用两箱而采用 三箱造型，在直浇道基础上设有横浇道

20、是为了浇注液体充满型腔 。同时设置了冒口和拔模斜度。 北京理工大学珠海学院 2015 届本科生毕业设计 5 5.定位基面的选择及分析 5.1 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分。 粗基准是 只能用 毛坯 上未经加工的表面作定位基准，。 精基准是 用加工过的表面作定位基准。通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 （ 1）精基准的选择 选择原则：“基准重合”原则；“基准统一”原则；“自为基准”原则；“互为基准”原则；精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。 对于较低的情况下，精确的依据 下箱体 的底面和两个定位销孔 ，在作为精基准的表面结合。 在加工上箱盖时，以凸台为精基准粗铣、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 的 定位基准选择夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。 （ 2）粗基准的选择 选择粗基准时需要考虑到加工面和不加工间的相互位置精度要求以及各加工面的加工余量的合理分配。 上 下箱 体 均以结合面为粗基准，加工好结合面后，以结合面为精基准加工上下箱体上其余毛坯加工余量，如轴承孔、游标孔等。采用互为基准的原则，既保证结合面所需要的技术要求，又能减少上下箱体合箱后结合面的变形量。