机械设计毕业设计 蜗轮蜗杆减速器逆向设计 加工工艺说明书

机械 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 毕业设计 蜗轮蜗杆减速器逆向设计 加工工艺说明书 目 录 一、 产品的概述 二、 产品图 三、 有关零件的说明和设计要求 四、 计算生产纲领确定生产类型 五、 材料的选择和毛坯的制造方法的选择 六、 确定加工余量 七、 基准的选择和分析 八、 零件和箱体的加工工作量及工艺手段组合 九、 工艺过程 十、 重要工序 十一、参考书和参考资料目录 一、产品的概述 箱体在整个蜗轮蜗杆减速器总成中的作用是起支撑和连接的作 用的，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确 安装。减速器箱体的加工质量的优劣，将直接影响到轴和蜗轮等零件 位置的准确性，也将会影响蜗轮蜗杆减速器的寿命和性能。 减速器箱体是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外 部为了增加其强度加有很多加强筋。有精度较高的多个平面、轴承孔， 螺孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形。 二、产品图 三，有关零件的设计和说明要求 零件名称 设计说明 ?减速器箱体铸成后，应清理并进行时效处理。 ?箱盖和箱座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2? ?应检查与箱座接合面的密封性，用0.05?塞尺塞入深度不得大 于结合面宽度的1／3，用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个 箱 斑点。 盖 ?与箱座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何 衬套。 ?安装滚动轴承的空隙的粗糙度是Ra1.6。 ?机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12。铸造尺寸精度为IT18。 ?轴承孔端面和轴心的垂直度为0.010，圆柱度为0.012。 ?未注明的倒角为2×45?，粗糙度为Rz50。 ?未注明的铸造倒角半径为R＝3～5? ?箱体的上端面的粗糙度为Ra1.6。 ?箱盖和箱座的接合面处的平面度为0.025。 ?窥视口面的粗糙度为Rz50。 ?轴承孔的同轴度为0.03。 ?轴承孔的中心位置度为0.60。 ?轴承孔的上偏差是0.040，下偏差是0。 ?轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5。 ?箱座不得漏油。 四、计算生产纲领确定生产类型 年产量Q＝10000（件/年），该零件在每台产品中的数量n=1（件 /台），废品率α＝3％，备品率β＝5％。 由公式N＝Q×n（1＋α＋β）得： N＝10000×1×（1＋3％＋5％）=10800 查表（《机械加工技术》中表1－3）确定的生产类型为大量生产。 因此，可以确定为Y流水线的生产方式，又因为在加工箱盖和箱 座的时候有很多的地方是相同的，所以可选择相同的加工机床，采取 同样的流水线作业，到不同的工序的时候就采用分开的方法，所以可 以选择先重合后分开再重合的方式的流水线作业。虽然是大批量生 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。 五、材料的选择和毛坯的制造方法的选择 1、材料的选择 由于蜗轮蜗杆减速器箱体的外形与内形状相对比较复杂，而且它只 是用来起连接作用和支撑作用的，综合考虑，抗拉强度小于200MPa， 所以我们可以选用灰口铸铁（HT200），因为铸铁中的碳大部分或全部以自由状态片状石墨存在，断口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削 加工性好，减磨性，加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结 构复杂铸件和耐磨件，又由于含有石墨， 石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。此 外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高， 这对于制备箱体零件具有重要意义。如果没有HT200时此种材料可以 用45号钢，经正火或退火处理就可以达到强度和韧性。 2、毛坯的制造方法 由于我们所需要的产量比较大，还有铸铁可以满足零件的性能需 要，所以我们可以选择制造毛坯的方法为金属模机器造型。根据零件 图可知，减速器箱体上的孔除主要的轴承孔是铸造的外，其它的孔都 是加工出来的。因为查表得：在大量生产的时候通孔的最小直径是 12～15?。这些不铸造的孔都是在加工的过程中加工。 由于减速器箱体为大批量生产，分成上下两半采用两箱造型。采用 中注式浇注系统，上面设几个冒口。在直浇道下面设有横浇道。浇注 的时候重要的加工面应该向下，应为铸件的上表面容易产生砂眼、气 孔等。由于尽量使铸造工艺简单只采用一个分型面，这样可以提高铸 造的精度 六、确定加工余量 查《金属机械加工工艺人员手册》，查出各加工面的加工余量 上箱结合面： +1.5 输入轴承孔端面： +2.5 输入轴承孔：R +1.2 输出轴承孔端面： +2.0 输出轴承孔：R +1.2 窥视孔端面： +1.0 下箱结合面： +1.5 下箱底面： +1.5 下箱排油孔端面： +1.0 七、定位基准的选择和分析 工件 工序内容 定位基准 粗铣箱盖结合面 上箱的凸缘面 钻上箱结合面的螺栓孔 上箱的凸缘面 上 箱 粗精铣窥视孔面 上箱结合面 钻吊环孔 上箱结合面 精铣、细铣上箱结合面 上箱的凸缘面 粗铣下箱结合面 下箱底面 粗铣下箱底面 上箱的凸缘面 钻下箱底面螺栓孔 上箱的凸缘面 钻下箱结合面螺栓孔 下箱底面 下 箱 钻油槽孔、排油孔螺孔 下箱底面 铣排油孔面、排油孔攻丝 下箱底面 锪油槽孔及结合面螺栓孔 下箱底面 锪下箱底面螺栓孔 下箱结合面 粗、精铣轴承孔端面 下箱底面 合箱后 镗轴承孔面螺孔并攻丝 下箱底面 钻轴承孔端面螺孔并攻丝 下箱底面 八、加工工作量及工艺手段组合 减速器箱体要加工共有九个面，上箱体结合面、窥视孔台阶面、 下箱结合面、下箱底面、下箱排油孔台阶面、输入轴承孔端面、输入 轴承孔端面。此外，除了要镗轴承孔外，还要加工的有上下箱螺栓孔， 上箱吊环孔、窥视孔台阶面、下箱底面螺栓孔、游标空、排油孔、油 槽、上下箱定位销孔。 下面查工序确定各工序的尺寸和偏差 1、输入轴承孔 A、 加工工序：扩孔—粗镗—半精镗--精镗—细镗 ,132，粗镗5，半精镗2.6，精镗0.3，细B、 工序余量：扩孔后 镗0.1 IT12IT11IT9IT7细镗粗镗半精镗精镗C、 工序公差：毛坯1.2，，，， ,0.510.250.1004. ，0.040，0.1，0.25,139.9,139.6,140D、 工序尺寸：细镗，精镗，半精镗，粗000 ，0.51,137镗 0 扩孔132，毛坯 ,,1301.2, 2、输入轴承孔端面 A、 加工工序：粗铣—精铣 B、 工序余量：粗铣3.0，精铣2.0 IT11IT10C、 工序公差：毛坯粗铣精铣2.5，， ,0.360.23 ，0.23，0.36350352D、 工序尺寸：精铣，粗铣，毛坯 3552.5,00 3、输出轴承孔 A、 加工工序：扩空—粗镗—半精镗--精镗—细镗 B、 工序余量：扩孔后,132，粗镗5，半精镗2.6，精镗0.3，细 镗0.1 IT12IT11IT9IT7细镗粗镗半精镗精镗C、 工序公差：毛坯1.2，，，， ,0.510.250.1004. ，0.040，0.1，0.25,139.9,139.6,140，精镗，半精镗，粗000D、 工序尺寸：细镗 ，0.51,137镗，扩孔132，毛坯 ,,1301.2,0 4、输出轴承孔端面 A、加工工序：粗铣—精铣 B、工序余量：粗铣3.0，精铣2.0 IT11IT10C、工序公差：毛坯粗铣精铣4.0，， ,0.360.23 ，0.23，0.36350354D、工序尺寸：精铣，粗铣，毛坯 3604.0,00 5、上箱结合面 A、加工工序：粗铣—精铣—细铣 B、工序余量：粗铣后17，精铣1.6，细铣0.4 IT12IT10IT9C、工序公差：毛坯细铣粗铣精铣1.5，，， ,0.590185.009. +0.090，0.18，0.59细铣1515.417D、工序尺寸：，精铣，粗铣，毛坯 201.5,000 6、下箱结合面 A、加工工序：粗铣—精铣—细铣 B、工序余量：粗铣后17，精铣1.6，铣细0.4 IT12IT10IT9C、工序公差：毛坯细铣粗铣精铣1.5，，， ,0.590185.009. +0.090，0.18，0.59细铣1515.417D、工序尺寸：，精铣，粗铣，毛坯 201.5,000 7、窥视口台阶面 A、 加工工序：粗铣 B、 工序余量：粗铣4.0 IT11粗铣C、 工序公差：毛坯1.0， ,0.11 ，0.1115D、 工序尺寸：粗铣 ，毛坯 191.0,0 8、下箱底面 A、 加工工序：粗铣 B、 工序余量：粗铣4 IT11粗铣1.5， ,0.29C、 工序公差：毛坯 ，0.29025D、 工序尺寸：，粗铣，毛坯 291.5,0 9、排油孔处台阶面 A、 加工工序：粗铣—精铣 B、 工序余量：粗铣2.0，精铣1.0 IT11IT10C、 工序公差：毛坯粗铣精铣1.0，， ,0.11007. +0.07，0.11精铣89D、 工序尺寸：，粗铣，毛坯 111.0,00 九、工艺过程： 在拟定工艺过程的时候应考虑，先面后孔，先粗后精，工序适当 等原则。整个加工工艺过程可分为两大部分，第一部分是上下箱体的 分别加工，第二部分是合箱后的加工，两步之间应安排钳工工序，钻 铰两定位孔，并打入定位销。 上 箱： 毛坯铸造 人工时效处热处理 理 粗铣上箱结硬质合金面粗铣 上箱凸缘面 X53T 合面 铣刀 钻 钻螺栓孔 上箱凸缘面 Z35T 麻花钻，丝锥 粗铣窥视孔硬质合金面粗铣 上箱结合面及凸缘面 X53T 面 铣刀 钻窥视孔面 钻 攻丝钻两吊上箱侧面及凸缘面 Z53T 麻花钻 环 检查窥视孔检查 面螺孔深度 窥视孔面螺攻丝 上箱结合面、凸缘侧面 Z53T 丝锥 孔攻丝 组合锪锪平 锪平螺栓孔 上箱结合面、凸缘面 床 精铣上箱结―――硬质合金面精铣 上箱凸缘面、轴承孔侧面 合面 ―― 铣刀 细铣上箱结――――――――――――硬质合金面细铣 合面 ― ―― 铣刀 (如果是小批单件生产，加工工艺过程中应安排划线的工序，但由 于是大批生产，采用流水线生产，故省略划线工序。) ： 下 箱 毛坯铸造 1 热处理 进行人工时效处理 2 粗铣 粗铣下箱结合面 下箱底面，侧面，轴承孔 X53K 硬质合金面铣刀 3 粗铣 粗铣下箱底面 下箱接合面，侧面，凸缘面 X53K 硬质合金面铣刀 4 钻 钻下箱底面螺栓孔排油下箱接合面，侧面，凸缘面 Z35 锥柄麻花钻 5 孔 攻丝 排油孔攻丝 下箱接合面，侧面，凸缘面 Z35 锥柄麻花钻、丝锥 6 下箱底面为定位铰 底座上的螺栓孔钻扩铰 下箱接合面，侧面，凸缘面 Z35 长刃机用铰刀 7 钻 钻下箱接合面螺栓孔 下箱底面，两螺栓孔，凸缘Z35 锥柄麻花钻、丝锥 8 面 锪平 下相结合面螺栓孔锪平 下箱底面，两螺栓孔，凸缘Z35 锥柄麻花钻、丝锥 9 面 钻 钻油标孔 下箱接合面，侧面，凸缘面 Z35 锥柄麻花钻、丝锥 10 铣 精细铣下箱结合面 下箱底面，侧面，凸缘面 X53K 硬质合金面铣刀 合箱后： 工 序 工序名称 工序内容 定位基准 设备 刀具 钳工 合箱，螺栓联接、下箱底面 钻两定位销孔、打钳工台 入定位销 粗铣 下箱底面及两定X63T 硬质合金 粗铣轴承孔端面 位用工艺销孔 面铣刀 精铣轴承孔端面 下箱底面及两定 硬质合金精铣 位用工艺销孔 X63T 面铣刀 粗镗、半精精下箱底面及两定 硬质合金镗 镗两轴承孔 位用工艺销孔 T68 镗刀钻 钻轴承孔端面螺下箱底面及两定Z35 锥柄麻花 孔 位用工艺销孔 钻检查 检查螺孔深度 攻丝 轴承孔端面螺孔下箱底面及两定Z35 丝锥 攻丝 位用工艺销孔 拆箱，去毛刺，清 钳工 洗，合箱，打标记 钳工台 终检查 十、重要工序卡片 选用工序为精铣下箱结合面 1、机床的选择：铣接合面需要立式铣床，再根据箱体的体积， 查手册选择铣床X53K，机床功率为10KW 2、刀具的选择：因为加工面宽度较大，铣刀选择硬质合金镶齿 套式面铣刀。箱体材料为铸铁，则刀具材料选择YG8。据加工面宽度： B=350mm，选择铣刀直径D=400mm。 3、求切削速度及刀具转速： 查手册得：T=420, B=350，z=14，S=0.28mm\min，切削深度zt=1.6mm。 将数据代入上面的公式得：v=85.65mm\min v则：铣刀每分钟的转数n==68.16转/min ,D L，L，L12T4、铣削加工工时计算：查表知 = 基本Sm 式中：L为走刀长度，L=590mm。 LL为切入长度，查表得：=104mm。 22 LL 为超出长度，查表得：=5mm。 33 SSS为工作台进给量，=*z*n=267mm/min mmz T将数据代入上式中，得=2.67min。 基本 TT查表得：=(15~20)%* 基本辅助 TT =（5~7）%* 组织服务基本 TT =(10~15)%* 基本技术服务 TT =(2~6)%* 间歇基本 TT =(3~5)%* 基本准备终结 T由上面公式得：=(35~50)%* T基本,i TT则：=(1.35~1.50)% =3.74min 基本单件 一、蜗杆加工工艺过程 1为左端面，2为左端面倒角，3、10分别为直径为35MM的左端轴表面，4、9分别为直径 40MM的轴表面，5蜗杆齿底部面，6、7分别为齿左右两侧面，8蜗杆外圆柱表面，11右端 直径30MM轴表面，12轴最右端轴表面，13键槽，14为右端面，15为右端面倒角 序号 工序 加工表面 单边余量 设备 刀具 基准面和夹具 1 2 在一端切断面中心孔 1、2 卧式铣床 高速钢车刀和表面8和一端面，三 中心钻 爪自定心卡盘 2 2 在另一端切断面中心14、15 卧式铣床 高速钢车刀和表面8和一端面，三 孔 中心钻 爪自定心卡盘 3 2 粗车左端各轴劲表面3、4、8 多刀车床 高速钢车刀 两端中心孔和端面1 端面 偏心自动夹盘顶尖 4 2 粗车右端各轴劲表面9、10、11、多刀车床 高速钢车刀 两端中心孔和端面14 12 端面 偏心自动夹盘顶尖 5 1 精车左端各轴劲表面3、4、8 数控车床 硬质合金车刀 两端中心孔和端面1 端面 偏心自动夹盘顶尖 6 1 精车右端各轴劲表面9、10、11、数控车床 硬质合金车刀 两端中心孔和端面14 12 端面 偏心自动夹盘顶尖 7 13 洗键槽 卧式铣床 高速钢铣刀 轴颈4、9和端面14， 台虎钳 8 粗车蜗杆螺旋面 5、6、7 螺纹车刀 高速钢成形刀 两端中心孔和端面1， 拔盘 9 6 0.5 精车蜗杆螺旋面一面 螺纹车刀 高速钢成形刀 两端中心孔和端面1， 拔盘 10 7 0.5 精车蜗杆螺旋面一面 螺纹车刀 高速钢成形刀 两端中心孔和端面1， 拔盘 11 修整蜗杆螺旋面的尾立式铣床 铣刀 轴颈4、9和端面14， 部 台虎钳 12 热处理 13 0.2 磨削安装和定位轴颈 3、4、9、外圆磨床 砂轮 两端中心孔韩国、和 10、12 端面1 14 8 0.2 磨削蜗杆外圆柱表面 外圆磨床 砂轮 两端中心孔韩国、和 端面1 15 0.3 粗磨蜗杆螺旋面 6、7 蜗杆磨床 砂轮 两端中心孔韩国、和 端面1 16 6 0.2 精磨蜗杆螺旋面的左蜗杆磨床 砂轮 两端中心孔韩国、和 面 端面1 17 7 0.2 精磨蜗杆螺旋面的右蜗杆磨床 砂轮 两端中心孔韩国、和 面 端面1 18 清理毛刺和清洗 清洗机 19 终检 20 二、蜗轮轴加工工艺 1为左端面，2为左端面倒角，3、7分别为直径为35MM的左端轴表面，4、6分别为直径 40MM的轴表面， 5为6上键槽，8为最右端轴颈表面，9为8上键槽，10为右端面，11 为右端面倒角，12中间直径为50的轴颈表面 序号 工序 加工表面 单边余量 设备 刀具 基准面和夹具 1 2 在一端切断面中心孔 1、2 卧式铣床 高速钢车刀和表面12和一端面，三 中心钻 爪自定心卡盘 2 2 在另一端切断面中心10、11 卧式铣床 高速钢车刀和表面12和一端面，三 孔 中心钻 爪自定心卡盘 3 2 粗车左端各轴劲表面3、4、12 多刀车床 高速钢车刀 两端中心孔和端面1 端面 偏心自动夹盘顶尖 4 2 粗车右端各轴劲表面6、7、8 多刀车床 高速钢车刀 两端中心孔和端面10 端面 偏心自动夹盘顶尖 5 1 精车左端各轴劲表面3、4、12 数控车床 硬质合金车刀 两端中心孔和端面1 端面 偏心自动夹盘顶尖 6 1 精车右端各轴劲表面6、7、8 数控车床 硬质合金车刀 两端中心孔和端面10 端面 偏心自动夹盘顶尖 7 5 洗键槽 卧式铣床 高速钢铣刀 轴颈4、6和端面10， 台虎钳 8 9 洗键槽 卧式铣床 高速钢铣刀 轴颈4、6和端面10， 台虎钳 9 热处理 10 0.2 磨削安装和定位轴颈 3、6、7、外圆磨床 砂轮 两端中心孔韩国、和 8、9 端面1 11 清理毛刺和清洗 清洗机 12 终检 13 蜗轮的加工工艺 根据此类蜗轮蜗杆减速器大批量的生产类型确定使用飞刀加工蜗轮。 序号 工序名称 技术内容 1 材料检验 按照工厂标准对坯料进行化学、淬透性、纯净度、高倍组织、低倍组织 等进行检查 2 下料 用剪切、锯割截去坯料 3 锻造蜗轮坯 模锻 4 蜗轮坯加工 在数控车床上镗内孔，粗、精加工同时完成 5 蜗轮齿形粗加工 飞刀加工 6 蜗轮齿形粗加工 剃齿加工 7 加工键槽 拉键槽、插键槽 8 清洗和清理 除去油垢、铁屑、毛刺等 9 蜗轮精度检查 用蜗轮测量仪器进行检查 10 热处理 调质 12 安装基准面的加工 用磨削精加工端面 、内孔 13 蜗轮齿形精加工 洐齿 14 强力喷丸 15 磷化处理 16 清洗和清理 除去油垢、铁屑、毛刺等 17 最终检验 进行终合检查 参考文献 《机械加工技术》 机械工业出版社 孙学强主编 （1）《机床夹具设计》 机械工业出版社 （2）《机床夹具设计手册》 机械工业出版社 （3）《机械制图国家标准》 机械工业出版社 （4）《机械零件设计手册》 机械工业出版社 （5）《金属材料实用手册》 机械工业出版社 （6）《最新基础标准应用手册》 机械工业出版社 （7）《钳工工艺学》 机械工业出版社 （8）其他拆装测绘有关的各种资料。 （9）《机床夹具零件及部件国家标准》GB2148~2259-80,GB2262~2269-80 （10）有关减速器设计及标准的资料 （11）《简明零件设计手册》 冶金工业出版社 （12）《机械零件课程设计》 中同铁道出版社 (13)何小柏主编.机械设计.重庆：重庆大学出版社 1995 （14）张建中主编.机械设计基础.徐州：中国矿业大学出版社，1999 （15）朱龙根主编.简明机械设计手册.北京出版社