减速箱体工艺说明书

1、课程设计设计说明书题 目减速箱体数控加工工艺设计学 院机电工程学院专业先进制造班级07机自本一学号学生姓名沈林芳指导教师孙树峰目 录l 第一章：概述 1l 第二章：零件的工艺性析3l 第三章：毛坯的设计 4l 第四章 零件加工方案的确定6l 第五章: 加工顺序的安排9l 第六章 序尺寸及公差的确定10 l 第七章：工艺装备选择15l 第八章：总结 20一.概述1.1主要任务与目标：1）利用CAD/CAM软件绘制减速箱体（见附图）零件的三维和二维零件图，达到熟练运用绘图软件绘制零件图的目的。2）通过编制减速箱体（见附图）零件的数控加工工艺，进一步熟悉和掌握数控加工工艺的有关专业知识；3）学会查阅

2、和使用有关资料、手册等工具书；4）掌握数控加工工艺和机械加工工艺的设计方法，学会编制中等复杂程度零件的数控加工工艺。1.2主要内容与基本要求：1）按给定的减速箱体零件图用计算机辅助绘制一张三维零件图、对应的一张二维工程图、一张毛坯图。要求把给定图上的错误改正，二维工程图按照标准零件图格式画图。2）设计减速箱体零件的数控加工工艺和机械加工工艺，填写数控加工工艺过程卡、数控加工工艺工序卡、刀具卡，绘制工序简图和走刀路线图。3）编写课程设计说明书一份。二. 分析零件的结构工艺性2.1零件的结构工艺性分析主要应考虑以下几个方面1）零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求应经济合理，重要尺寸精度35，

3、40，47公差在0.027之内，形位公差垂直度要求0.05之内，一般尺寸精度为9-11级；从表面粗糙度方面考虑，35，40，47和内孔表面的粗糙度要求为，左右两个侧面及上表面的粗糙度要求为，前后两个侧面及上表面的粗糙度要求为，结合面的粗糙度为，其余各表面的粗糙度为未注表面粗糙度，要求不高。2）各加工表面的几何形状应尽量简单；3）有相互位置要求的表面应尽量在一次装夹中加工；4）该箱体在加工时，对35和40二孔加工要保证孔的孔距高度方向在330.03及孔与孔轴线垂直度在0.05之内，故对35和40加工时采用一次定位安装来加工。三.毛坯的设计3.1 毛坯种类的选择： 毛坯的种类铸件HT150（属于中

4、强度铸铁件，铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，可不用人工时效；有一定机械强度和良好的减震性。适用于制造承受中等应力的零件，在弱腐蚀环境工作的零件。）3.2 毛坯制造方法的选择：毛坯制造方法应与材料的工艺性、零件的结构形状及大小、生产类型及特点以及工厂的现有条件相适应毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状砂型铸造13级以下大HT150（新）各种尺寸复杂各类毛坯的特点及应用范围（这里只选取该型铸造特点）3.3铸件的尺寸公差与加工余量：3.3.1 铸件的尺寸公差根据（GB6414-1986）规定：铸件尺寸代号为CT，分16级铸件尺寸公差数值查取机械制造技术课程设计造型材料公差等级CT

5、灰铸铁自硬砂1113小批和单件生产铸件的尺寸公差等级3.3.2 铸件加工余量用于成批和大量生产与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量等级表和铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量表查取机械制造技术课程设计。3.3.3毛坯零件合图用查表法确定各表面的加工总余量和余量公差。用查表法确定各表面的加工总余量和余量公差。毛坯的二维图3.3.4定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证加工精度的关键。定位基准分为粗基准和精基准。对于无合适定位面的零件可在毛坯上另外专门设计或加工出定位表面，称为辅助基准。A定位基准的选择原则（机械制造基础P254）B粗基准的选择原则C应选择不加

6、工表面为粗基准。D对于具有较多加工表面的工件，粗基准的选择，应合理分配各加工表面的加工余量，以保证：1） 各加工表面都有足够的加工余量；2） 对某些重要的表面，尽量使其加工余量均匀；3） 使工件上各加工表面总的金属切除量最小；作为粗基准的表面，应尽量平整，没有浇口，冒口或飞边等其它表面缺陷，以便定位准确；同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次；精基准的选择原则：基准重合原则基准统一原则互为基准原则自为基准原则四加工方法的选择在选择各表面的加工方法时，要综合考虑以下因素：1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。2）根据生产类型选择，在大批量生产

7、中可专用要效率的设备。在单件小批量生3）产则常用通用设备和一般加工方法。4）要考虑被加工材料的性质。5）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。工件各加工表面的加工方法和加工次数是拟定工艺路线的重要内容。主要依据零件各加工表面本身的技术要求确定，同时还要综合考虑生产类型，零件的结构形状和加工表面的尺寸，工厂现有的设备情况，工件材料性质和毛坯情况等。4.1.拟定工艺过程的原则(1)先面后孔的加工顺序箱体主要是由平面和孔组成，这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加

8、工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。另外，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样，可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准，并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平，对后序孔的加工有利，可减少钻头引偏和崩刃现象，对刀调整也比较方便。(2)粗精加工分阶段进行粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。粗、精加工分开进行，会使机床

9、，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本提高，所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体，常常将粗、精加工合并在一道工序进行，但必须采取相应措施，以减少加工过程中的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。(3)合理地安排热处理工序为了消除铸造后铸件中的内应力，在毛坯铸造后安排一次人工时效处理，有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理，以便消除残留的铸造内应力和切削加工时产生的内应力。对于特别精密的箱体，在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效（如坐标镗床主轴箱箱体）。加工表面表面粗糙度Ra/um 加工精度等级 加工方法箱体底面 1

10、2.5自由公差粗铣-半精铣-精磨 箱体结合面 6.3自由公差粗铣-半精铣-精铣箱座左右侧面6.3 自由公差粗铣-半精铣-精铣 箱座前后侧面 6.3 自由公差粗铣-半精铣-精铣箱座上表面 6.3自由公差粗铣-半精铣-精铣 内孔表面 3.1 IT8钻-扩铰 内孔表面 3.1 IT8钻-扩铰 内孔表面 3.1 IT8钻-扩铰 内孔 自由公差钻钻螺纹孔 IT7钻底孔-攻螺纹零件表面加工方法的选择五. 加工顺序的安排在确定了零件各表面的加工方法之后，就要安排加工的先后顺序，零件加工顺序是否合适，对加工质量，生产率和经济性有着较大的影响。5.1机械加工顺序的安排在安排机械加工顺序时，一般遵循先粗后精先面后

11、孔先主后次基准先行的原则。对于工序内容复杂的零件则视具体情况采取工序集中与分散的原则处理。5.2热处理工序的安排热处理工序主要用来改善材料的性能及消除应力。热处理的方法次数和在工艺路线中的位置，应根据零件材料和热处理的目的而定。工艺路线序号工序内容010铸造 清沙020热处理030铣底面（180 170 ）040铣对合面 结合面 侧面 磨对合面050钻 扩 铰47两孔 钻75的孔060钻 扩铰2个轴承孔35，070钻 扩铰2个轴承孔40080钻螺纹孔、攻螺纹090检验（退火 正火时效） （氮化） 毛坯粗加工半精加工精加工精磨 （调质 退火） （高频淬火 渗碳淬火整体淬火去应力处理）热处理工序的

12、安排图（机械制造技术课程设计）由图可得热处理安排为 毛坯粗加工半精加工精加工 （去应力退火 时效去应力） （表面淬火）5.3 合理安排辅助工序辅助工序种类很多，主要包括检验划线，去毛刺清洗平衡退磁防锈包装等，根据工艺需要穿插在工序中。六.计算工序尺寸及公差工序顺序确定后，就要计算各个工序加工时所应达到的工序尺寸及其公差。工序尺寸及其公差的确定与工序余量大小工序尺寸的标注方法基准选择中间工序安排等密切相关，是一项细致的工作。8.1确定加工余量合理确定加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大（材料工时机床刀具）则消耗大；余量过小，不能去掉加工前道工序存在的误差和缺陷层，

13、影响加工质量，造成废品。故应在保证加工质量的前提下尽量减小加工余量。毛坯余量（总余量）已在画毛坯图时确定，这里主要是确定工序余量。（1） 平面加工余量加工工序加工长度加工宽度粗加工后精铣3010010030030010001.0mm1.5mm1.5mm2.0mm平面加工余量（2） 镗孔加工余量项目加工直径直径余量半精镗20800.71.2mm精镗301300.250.40mm镗孔加工余量（3） 在实心工件上加工H7孔的工序尺寸零件基本尺寸钻粗铰精铰87.87.968H7零件基本尺寸钻扩孔钻粗铰1211.011.9512H9在实心工件上加工H7孔的工序尺寸6.2确定各工序切削用量在单件小批生产中

14、，各工序的切削用量一般由操作工人根据具体情况自己确定，以简化工艺文件。在大批大量生产中则应科学地严格地选择切削用量，以充分发挥高效率设备的潜力和作用。切削用量的选用与下列因素有关：生产率，加工质量（主要是表面粗糙），切削力所收起的工艺系统弹性变形，工艺系统的振动，刀具耐用度，机床功率等。在综合考虑上述因素的基础上，使背吃刀量ap，进给量f ，切削速度v的积最大。一般应先尽量取在的ap，其次尽量取大的进给量f，最后取合适的切削速度v.6.2.1.确定加工余量1) 铣削箱体底面a) 各工序的加工余量，由机械加工工艺手册查得，毛坯余量为2mm粗铣余量为1.3mm半精铣余量为0.5mm磨削余量为0.2

15、b) 各工序的加工经济精度和表面粗糙度精铣后为IT8，Ra=10um（零件的设计要求）粗铣后为IT11，Ra=50um2) 铣削结合面，表面粗糙度要求为Ra=6uma) 各工序的加工余量，由机械加工工艺手册查得，毛坯的余量为2mm粗铣余量为1mm半精铣余量为0.7mm精铣余量为0.3mmb) 各工序的加工经济精度和表面粗糙度精铣后为IT6, Ra=1.6um（零件的设计要求）半精铣后为IT10, Ra=3.2um粗铣后为IT12， Ra=6.3um3) 铣削左右侧面a) 各工序的加工余量，由机械加工工艺手册查得，毛坯余量为2mm粗铣余量为1mm半精铣余量为0.55mm精铣余量为0.25mm磨削

16、余量为0.2mmb) 各工序的加工经济精度和表面粗糙度精铣后为IT8, Ra=6um（零件的设计要求）半精铣后为IT10, Ra=6.3um粗铣后为IT11， Ra=12.5um 4) 铣削前后侧面a) 各工序的加工余量，由机械加工工艺手册查得，毛坯余量为2mm粗铣余量为1mm半精铣余量为0.55mm精铣余量为0.25mm磨削余量为0.2mmb) 各工序的加工经济精度和表面粗糙度精铣后为IT8, Ra=6um（零件的设计要求）半精铣后为IT10, Ra=6.3um粗铣后为IT11， Ra=12.5um5) 47的孔，尺寸精度要求为IT8，表面粗糙度要求为Ra=2.5um 经济等级为a) 各工序

17、的加工余量，由机械加工工艺手册查得，钻孔余量为45mm扩孔余量为1.6mm铰孔余量为0.4mm6) 40的孔，尺寸精度要求为IT8，表面粗糙度要求为Ra=2.5um经济等级为a) 各工序的加工余量，由机械加工工艺手册查得，钻孔余量为38mm扩孔余量为1.6mm铰孔余量为0.3mm7) 40的孔，尺寸精度要求为IT8，表面粗糙度要求为Ra=2.5um经济等级为a) 各工序的加工余量，由机械加工工艺手册查得，钻孔余量为33mm扩孔余量为1.7mm铰孔余量为0.4mm8) 钻的底孔a) 工序的加工余量，由机械加工工艺手册查得，钻孔的余量为0.78mmb) 工序的基本尺寸钻孔的基本尺寸 5-0.78m

18、m=4.22mmc) 工序的加工精度和表面粗糙度钻孔后为IT12，Ra=12.5um6.2.2确定切削用量2) 铣削箱体底座表面粗铣：查机械加工工艺手册，选择直径d0为30mm，齿数为5的YG8硬质合金面铣刀可知 =0.10mm/齿，=60m/min根据公式 ， 可计算出n=318r/min，=159mm/min 粗加工时选择主轴转速为320r/min，进给速度为160mm/min精铣：查机械加工工艺手册，选择直径d0为30mm，齿数为5的YG8硬质合金面铣刀可知 =0.10mm/齿，=45m/min根据公式 ， 可计算出 n=476r/min，=238mm/min精加工时选择主轴转速为480

19、r/min，进给速度为240mm/min3) 铣削结合面面和左右前后四侧面粗铣：查机械加工工艺手册，选择直径d0为30mm，齿数为5的YG8硬质合金面铣刀可知 =0.20mm/齿，=60m/min根据公式 ， 可计算出n=318r/min，=125mm/min 粗加工时选择主轴转速为350r/min，进给速度为125mm/min半精铣：查机械加工工艺手册，选择直径d0为10mm，齿数为5的YG8硬质合金面铣刀可知 =0.08mm/齿，=81m/min根据公式 ， 可计算出n=255/min，=105m/min 半精加工时选择主轴转速为255r/min，进给速度为105mm/min精铣：查机械加

20、工工艺手册，选择直径d0为10mm，齿数为5的YG8硬质合金面铣刀可知 =0.05mm/齿，=81m/min根据公式 ， 可计算出 n=255r/min，=65m/min精加工时选择主轴转速为255r/min，进给速度为65m/min4) 钻453833的孔 应该用的都是33的莫氏锥柄麻花钻 所以钻453833孔时：查数控加工工艺书中的表可知，钻孔时=16-24m/min，f=0.4-0.8mm/r 选择=20m/min，f=0.4mm/r 根据公式 ， 可计算出 n=193r/min，=76mm/min 钻453833孔时时选择主轴转速为193r/min，进给速度为76mm/min应该用的都

21、是38的莫氏锥柄麻花钻 所以钻453833孔时：查数控加工工艺书中的表可知，钻孔时=16-24m/min，f=0.4-0.8mm/r 选择=20m/min，f=0.4mm/r 根据公式 ， 可计算出 n=167r/min，=67mm/min 钻453833孔时时选择主轴转速为167r/min，进给速度为67mm/min应该用的都是45的莫氏锥柄麻花钻 所以钻453833孔时：查数控加工工艺书中的表可知，钻孔时=16-24m/min，f=0.4-0.8 mm/r 选择=20m/min，f=0.4mm/r 根据公式 ， 可计算出 n=130r/min，=52mm/min 钻453833孔时时选择主

22、轴转速为130r/min，进给速度为52mm/min 5) 扩46.639.634.6孔时用46.6直柄扩孔钻扩孔：查数控加工工艺书中的表可知， =35-50m/min，f=0.4-1.5mm/r 选择=50m/min，f=0.85mm/r根据公式 ， 可计算出 n=455r/min，=386mm/min 扩孔时选择主轴转速为455r/min，进给速度为380mm/min用39.6直柄扩孔钻扩孔：查数控加工工艺书中的表可知， =35-50m/min，f=0.4-1.5mm/r 选择=50m/min，f=0.85mm/r根据公式 ， 可计算出 n=455r/min，=386mm/min 扩孔时选

23、择主轴转速为455r/min，进给速度为380mm/min用34.6直柄扩孔钻扩孔：查数控加工工艺书中的表可知， =35-50m/min，f=0.4-1.5mm/r 选择=50m/min，f=0.85mm/r根据公式 ， 可计算出 n=455r/min，=386mm/min 扩孔时选择主轴转速为455r/min，进给速度为380mm/min 6) 铰474035孔时用35圆柱直柄铰刀：查数控加工工艺书中的表可知， =2-6m/min，f=0.8-0.15mm/r 选择=5m/min，f=0.15mm/r根据公式 ， 可计算出 n=45r/min，=22.5mm/min 铰孔时选择主轴转速为50

24、r/min，进给速度为25mm/min用40圆柱直柄铰刀：查数控加工工艺书中的表可知， =2-6m/min，f=0.8-0.15mm/r 选择=5m/min，f=0.15mm/r根据公式 ， 可计算出 n=45r/min，=22.5mm/min 铰孔时选择主轴转速为50r/min，进给速度为25mm/min用47圆柱直柄铰刀：查数控加工工艺书中的表可知， =2-6m/min，f=1.2-1.8mm/r 选择=5m/min，f=1.5 mm/r根据公式 ， 可计算出 n=34r/min，=50mm/min 铰孔时选择主轴转速为34r/min，进给速度为50mm/min7) 攻的螺纹孔钻螺纹底孔至

25、：查数控加工工艺书中的表可知 =16-24m/min，f=0.07-0.12mm/r选择=16.5m/min，f=0.08mm/r根据公式 ， 可计算出n=1300r/min，=105mm/min 钻孔时选择主轴转速为1300r/min，进给速度为105mm/min螺纹孔端倒角：选择n=315r/min，=0.12mm/r倒角时选择主轴转速为315r/min，进给速度为37.8mm/min攻螺纹孔：查数控加工工艺书中的表可知 =2.5-5m/min 选择=2.5m/min，f=1mm/r 根据公式 ， 可计算出 n=160r/min，=160mm/min七机床及工艺装备的选择选择机床：数控铣床

26、卧式镗床。夹具（专用夹具）选择机床和工艺装备的总原则是根据生产类型与加工要求使所选择的机床及工艺装备既能保证加工质量，又经济合理。中批生产时，通常采用通用机床加专用工夹具；在大批大量生产条件下，多采用高效率专用机床组合机床流水线自动线与随行夹具。在需要改装设备或设计专用机床时，应根据具体要求提出设计任务书，其中包括与加工工序内容有关的必要参数，所要求的生产率保证产品质量的技术条件以及机床的总体布置形式等。在选择工艺装备时，既工考虑适应性又要注意新技术的应用，当需要设计专用刀具量具时，也应提出设计任务书。7.1确定夹具的类型夹具的要求：根据数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐

27、标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸7.1.1确定工件的定位方式及定位元件的结构工件的定位方式主要取决于工件的加工要求和定位基准的形状尺寸。分析加工工序的技术条件和定位基准选择的合理性，遵循六点定位原则，按定位可靠结构简单的原则，确定定位方式。常见的定位方式有平面定位内孔定位外圆定位和组合表面（一面两销）定位等。在确定了工件的定位方式后，即可根据定位基面的形状，选取相应的定位元件及结构。7.1.2工件的夹紧方式，计算夹紧力并设计夹紧装置夹紧机构应保证工件夹紧可靠安全不破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度。在设计夹紧装置时必须合理选择夹紧力的方向和作用点，必要时还

28、应进行夹紧力的估算。(1)切削力的计算(C a吃刀量 f进给量 v切削速度 k修正系数) 0.75 0Fz=9.81Cafvk=9.811800.24 10 （300/190）0.551.8=1561.18N0.9 0.75 0Fy=9.81Cafvk=9.81940.2 4 10 （300/190）1.31.63=1795.36N1.2 0.65 0Fx=9.81Cafvk=9.81540.2 4 10 （300/190）1.10.7=1092.82N 故总的切削力F=【Fz_+ Fy + Fx 】开平方根=2618.27N(2)夹紧力的计算Fwk=KM/LF（Fwk实际夹紧力,M切削力矩,

29、L压板长度,F进给量）=0.1 2618.2720 /500.2=523.65N在确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力。夹紧力（大型工件还应考虑重力，惯性力等）的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数。用压板夹紧工件端面Fwk=KM/LF（Fwk实际夹紧力，K安全系数）常见夹紧形式所需的夹紧力计算公式7.1.3确定夹具体的结构类型夹具上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体，因此夹具体的形状及尺寸取决于夹具各种装置的布置及夹具与机床的连接。（1）对夹具体的要求1） 有适当的精度和尺寸稳定性2） 有足够的强度和刚度3） 结构工艺性好4） 排屑方便5）