WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及鉆3×M6-6H螺紋底孔夾具設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含5張CAD圖紙+帶工藝過程、工序卡+任務書+開題報告+外文翻譯】-jjsj13-1

WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及鉆3×M6-6H螺紋底孔夾具設計

摘  要

通過對蝸桿減速箱體的加工工藝路線的確定，該零件的加工以底面作為基準是合適的，本加工工藝方案滿足粗基準選擇的基本要求及精基準選擇的四項原則。本夾具為專用夾具，該夾具的特點是針對性強、結構緊湊、操作簡便、生產率高。在本次設計中，夾具的設計滿足機床夾具總體方案設計的基本要求，充分保證零件加工質量，具有較高的生產效率和較低的制造成本以及具有良好的結構工藝性。本次畢業(yè)設計的主要內容是機械加工工藝規(guī)程編制和工序專用夾具設計。我能綜合運用機械制造技術基礎和其它課程的基本理論和方法，為了能夠完成蝸桿減速箱體機械加工工藝及鉆床夾具的設計任務，綜合運用所學的知識，應用正確的設計方法，制訂了蝸桿減速箱體的機械加工工藝規(guī)程。結合工藝設計內容，熟練應用工藝計算方法，對相關工藝內容進行了正確的分析設計和計算，如切削力、切削功率、切削速度、工藝參數(shù)、定位誤差、夾緊力等。

關鍵詞 機械加工 工藝規(guī)程 專用夾具 蝸桿減速箱體

Abstract

The graduation design is the main content of the machining process planning preparation and special fixture design process. I can comprehensive use of mechanical manufacturing technology and other basic curriculum of basic theory and method, in order to be able to complete the turbine speed reducer machining technology and drilling machine fixture design task, the integrated use of knowledge, and apply the correct design method, and developed a turbine speed reducer of the machining process planning. Combine craft design content, skilled in the application process calculation method, the relevant process the content analysis of the correct design and the computation, such as process parameters, cutting force and cutting power, cutting speed, positioning error, clamping force, etc. Through the turbine speed reducer to the processing technology of the determination of the route, the parts processing to the underside as the benchmark is reasonable, the processing technology solutions to meet the basic requirements of basic selection coarse and fine basic selection of the four principles. This fixture for drilling machine use special jig, this fixture is characteristic of the targeted, compact construction, simple operation, high productivity. In this design, the design of the machine tool fixtures meet fixture basic requirements of the overall design, fully guarantee the quality of parts processing, has the high production efficiency and lower cost of manufacture and good structure technology .

Key Words  Machining  Process specification  Special fixture  Turbine gear unit housing

目  錄

摘  要 I

Abstract II

第1章  緒論 1

1.1  蝸桿減速箱體綜述 1

1.2  蝸桿減速箱體國內外發(fā)展概況 1

1.2.1  蝸桿減速箱體機械加工工藝發(fā)展概況 1

1.2.2  蝸桿減速箱體夾具發(fā)展概況 2

2.1  蝸桿減速箱體的工藝分析 3

2.1.1  蝸桿減速箱體的作用 3

2.1.2  蝸桿減速箱體的工藝分析 3

2.2  選擇毛坯 4

2.3  確定鑄件機械加工余量、毛坯尺寸和公差 4

2.4  設計毛坯圖 5

2.4.1  確定圓角半徑 5

2.4.2  確定毛坯的熱處理方式 5

2.5  機械加工工藝路線的制訂 6

2.5.1  選擇定位基準 6

2.5.2  制訂工藝路線 6

2.5.3  加工工藝過程的分析 8

2.5.4  選擇加工設備與工藝裝備 8

2.5.5  確定工序尺寸 9

2.5.6  確定切削用量及基本時間 10

3.1  確定設計任務、明確加工要求 23

3.2  定位方案的確定 23

3.3  夾緊機構的設計 23

3.4  切削力和夾緊力的計算 23

3.5  定位誤差的分析與計算 24

3.5.1  定位元件尺寸及公差確定 24

3.5.2  定位誤差計算 24

3.6  夾具體的設計 24

3.7  夾具與機床連接元件的選擇 25

3.8  夾具的使用說明 25

3.9  夾具的結構特點 26

結  論 27

致  謝 28

參考文獻 29

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A0 鉆3xM6孔夾具體.dwg

A0鉆床夾具裝配圖.dwg

A1WG20型蝸桿減速箱體零件圖.dwg

A4 鉆3xM6孔非標夾具零件圖支撐板.dwg

A4 鉆3xM6孔非標夾具零件圖移動壓板.dwg

WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及鉆3×M6-6H螺紋底孔夾具設計開題報告.doc

WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及鉆3×M6-6H螺紋底孔夾具設計說明書.doc

WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及鉆3×M6-6H螺紋底孔設計任務書.doc

WG20型蝸桿減速箱體機械加工工序卡.doc

WG20型蝸桿減速箱體機械加工工藝過程卡.doc

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本科生畢業(yè)設計 (論文 )文獻綜述 設計 (論文 )題目 蝸桿減速箱體工藝 及工裝設計 作者所在系 別 機械工程系 作者所在專業(yè) 機械設計制造及其自動化 作者所在班級 者 姓 名 王瑋 作 者 學 號 20134011321 指導教師姓名 黃衛(wèi) 指導教師職稱 副教授 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 說 明 1． 根據學?！懂厴I(yè)設計 (論文 )工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫畢業(yè)設計(論文 )文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設計 (論文 )答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。 2． 文獻綜述 應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計 (論文 )工作前期內完成，由指導教師簽署意見并經所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻綜述各項內容要實事求是，文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學生撰寫文獻綜述， 閱讀的主要參 考文獻應在 10 篇以上（ 土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 5．文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計 (論文 )撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在 2000字左右。文獻綜述應與開題報告同時提交。 - 1 - 畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述 蝸桿減速箱體工藝及工裝設計文獻綜述 摘 要 ：本文主要介紹了渦輪減速器箱體的結構特點以及箱體類零件的發(fā)展趨勢。箱體零件加工屬于典型零件加工，由于箱體零件結構比較復雜，加工工藝也相對復雜。通過對相關文獻資料的學習，對一些先進 的變速箱有了一定的了解。由于本次設計與所學專業(yè)聯(lián)系密切，不僅能夠很好的復習、運用在四年里學習過的知識，而且還能讓我們把各科的知識貫通起來，更全面了解零件加工工藝過程和相關的夾具設計。 關鍵詞 ：減速器 夾具 加工工藝 - 2 - A on of of of of is a of of us us to up of a of - 3 - 前言 減速 器 是一種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將電機（馬達）的回轉數(shù)減速到所要的回轉數(shù)，并得到較大轉矩的機構。在目前用于傳遞動力與運動的機構中，減速機的應用范圍相當廣泛。幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機車，建 筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產設備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等 小負荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機的應用，且在工業(yè)應用上， 減 速機具有減速及增加轉矩功能。因此廣泛應用在速度與扭矩的轉換設備。 箱體是機器的基礎零件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關零件連接成一個整體，并保持正確的相互位置，彼此協(xié)調工作，以傳遞動力、改變速度、完成機器或部件的預定功能 ， 以傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質量直接影響機器的工作精度、使用性能和壽命。 箱體 的種類很多，其尺寸大小和結構形式隨著機器的結構和箱體在機器中功用的不同有著較大的差異。 在科學技術飛速發(fā)展的今天，先進加工工藝亦日新月異， 20 世紀 70— 80 年代，世界上減速器技術有了很大的發(fā)展，且與新技術革命的發(fā)展緊密結合。改革開放后，我國引進一批先進加工裝備，通過引進、消化、吸收國外先進技術和科研攻關，逐步掌握了各種箱體零件的設計及制造技術。 1 蝸桿減速 箱體的主要特點及技術要求 蝸桿減速 箱體有許多精度要求不同的孔和平面組成，內部結構比較簡單，但壁的厚薄不均勻，加工的難度較大。弄清箱體加工表面的平行度 、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個零件加工的關鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。 箱體上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準的選擇有很大的關系。為此，通常優(yōu)先考慮“基準統(tǒng)一”原則。使具有相互位置精度要求的大部分工序，盡可能用同一組基準定位。以避免因基準轉換過多而帶來的積累誤差，并且由于采用同一基準，使所用夾具具 有相似的結構形式，可減少夾具設計與制造工作量、降低成本。 要表面的加工 （ 1）箱體的平面加工 箱體平面的粗加工和半精加工常選擇刨削和銑削加工。 - 4 - 刨削箱體平面的主要特點是：刀具結構簡單；機床調整方便；在龍門刨床上可以用幾個刀架，在一次安裝工件中，同時加工幾個表面，于是，經濟地保證了這些表面的位置精度。 箱體平面銑削加工的生產率比刨削高。在成批生產中，常采用銑削加工。當批量較大時，常在多軸龍門銑床上用幾把銑刀同時加工幾個平面，即保證了平面間的位置精度，又提高了生產率。 （ 2）孔系加工 減速器箱體的孔系，是有位置精度要求的各軸承孔的總和，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。平行孔系主要技術要求是各平行孔中心線之間以及中心線與基準面之間的尺寸精度和平行精度根據生產類型的不同，可以在普通鏜床上或專用鏜床上加工。單件小批生產箱體時，為保證孔距精度主要采用劃線法。為了提高劃線找正的精度，可采用試切法，雖然精度有所提高，但由于劃線、試切、測量都要消耗較多的時間，所以生產率仍很低。 坐標法加工孔系，許多工廠在單件小批量生產中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較大地提高 其坐標位移精度。 必須指出，采用坐標發(fā)加工孔系時，原始孔和加工順序的選定是很重要的。因為，各排孔的孔距是靠坐標尺寸保證的。坐標尺寸的積累誤差會影響孔距精度。如果原始孔和孔的假定順序選擇的合理，就可以減少積累誤差。 2 國內外研究現(xiàn)狀 國減速器箱體的發(fā)展現(xiàn)狀 我國減速器產品的技術多源于美國、德國、日本幾個國家，引進技術多為國外上世紀 80— 90 年代的產品。作為高級技術領域的變速器在國內漫長的引進消化過程中如今已有長足的進步，能夠在原有技術引進的基礎上，通過改型自行開發(fā)出符合配套要求的新產品，每年變速器行業(yè)都能有十幾個新產品推向市場。但從當今變速器的發(fā)展情況來看，在新產品開發(fā)上國內變速器仍然走的是一般性的開發(fā)過程，沒有真正的核心技術產品；從國內變速器市場容量來看，有三分之一的產品來自進口，而另外三分之二的產品中有 80%以上源自國外技術，國內自主開發(fā)的變速器產品銷量很小，從而說明國內變速器廠家的自主開發(fā)能力仍然很薄弱，應對新型配套產品的能力遠遠不夠，就足以說明國內的變速器企業(yè)仍然很渺小，在技術方面仍然有很長的路要走。 國內的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小 ，或 - 5 - 者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內使用的大型減速器（ 500上），多從國外（如丹麥、德國等）進口，花去不少的外匯。 外減速器箱體的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，德國 利時 本住友等公司在減速器制造業(yè)處于技術領先地位，國內企業(yè)通過改進設計方法、制造工藝使減速器的品質不斷提高，部分中、低端產品已經可以和國外的部分產品相媲美，但與 公司相比，在產品性能、外觀造型等方面仍存在一定差 距。其根本原因是在設計理念、設計方法上存在一定差異。例如，在設計理念上，國外公司重視減速器外觀造型的設計，由此樹立品牌特征，而國內企業(yè)往往只注重產品的性能而忽略了外觀設計；在設計方法上，國外公司在 20世紀 80 年代將模塊化設計應用于減速器，而國內直到 20 世紀末才引進模塊化的概念。實踐證明，設計方法的改進與創(chuàng)新對縮小國內外減速器的差距至關重要。 蝸桿 箱體在各行各業(yè)應用廣泛，國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝方面占據優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳 動為主，體積和重量問題，也未解決好。 當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進材料品質、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創(chuàng)。 3 減速器發(fā)展趨勢 在科學技術飛速發(fā)展的今天，先進加工工藝亦日新月異，主要有以下發(fā)展趨勢： (1)采用模擬技術，優(yōu)化工藝設計。 (2)成形精度向近無余量方向發(fā)展。 (3)成形質量向近無“缺陷”方向發(fā)展。 (4)機械加工向超精密、超高速方向發(fā)展。 (5)采用新型能源及復合加工。解決新型材 料的加工和表面改性難題。 (6)采用自動化技術，實現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制。 (7)采用清潔能源及原材料、實現(xiàn)清潔生產。 (8)加工與設計之間的界限逐漸淡化，并趨向集成及一體化。 (9)工藝技術與信息技術、管理技術緊密結合，先進制造生產模式獲得不斷發(fā)展。 4 本課題主 要研究的內容有： 分析零件圖 在設計開始時，我們應認真分析零件圖，了解其箱體零件的結構特點和相關的技術要求，對箱體零件的每一個細節(jié)都應仔細分析，如箱體加工表面的平 - 6 - 行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度 、圓度、 粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個零件加工的關鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。我們采用 件繪制零件圖，一方面增加 對零件的了解認識，另一方面增加我們對 件的熟悉。 工藝分析 箱體零件的工藝分析是整個設計的重點內容，在設計過程中，我們必須根據批量等嚴格地選擇毛坯、擬定工藝路線（注意：基準選擇、定位、夾緊等問題）、 確定加工余量、計算工藝尺寸、計算工時定額和每一步的工時以及分析定位誤差，為了與實際加工相吻合，我們還必須對加工設備、切削用量、加工方法等進行選擇和設計，這個階段內容較多，涉及的范圍也較廣。為了設計的參數(shù)合理，我們必須廣泛的查閱相關的書籍 ， 達到設計的合理性和實用性。 設計兩套專用夾具 在設計夾具的過程中主要要考慮的問題有： ① 基準選擇：在選擇基準的時候，要注意區(qū)分粗基準與精基準以及要了解基準的選擇原則，同時要知道基準的選擇既要滿足選擇原則，同時還要方便定位和夾緊，以免引起不必要的加工誤差，在基準選擇完之后就要考慮用什么元件進行定位。 ② 限制的自由度：在裝夾的過程中，要注意自由度 的限制，必須做到準確 的定位，不能出現(xiàn)欠定位或過定位。 ③ 夾緊機構：設計夾緊機構時必須計算分析夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾 緊力過小而使工件在切削的過程中出現(xiàn)松動而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過 大而使工件變形影響工件質量。同時，還要根據零件生產批量和生產率的考慮來 選擇夾緊方式（手動、氣動或液壓夾緊）。 ④ 夾具的用途：為了工件定位準確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動強度，提高箱體零件加工精度和安裝找正方便 。 還要考慮夾具與機床的匹配，即機床的工作臺尺寸和結構能否滿足夾具的安裝。在夾具設計過程中，我們 統(tǒng)一采用以底面為主要定位面來進行加工，因為我們未專門學習過夾具的設計和計算，所以工件量大大地增加了，只有通過在實習過程中對夾具的感性認識和夾具設計參考書以及夾具圖冊來進行設計和計算，所以夾具的設計是整個設計的重點，也是一個難點。 夾具的設計必須要保證夾具的準確定位和機構合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我將通過對工件與夾具的認真分析，結合一些夾具的具體設計事例，查閱相關的夾具設計資料，聯(lián)系在工廠看到的一些箱體零件加工的夾具來解決這些問題。 - 7 - ５ 總結 蝸桿 箱體加工屬于典型零件加工，由于箱體零件 結構比較復雜，加工工藝也相對復雜。夾具的設計關系到零件在加工過程中的位置是否準確、可靠、裝夾方便和安全，也關系到機加工的精度。機械加工工藝制定的正確與否，直接關系到產品是否能夠順利進行機械加工，是產品加工能否達到所需的尺寸精度和表面粗糙度要求的關鍵，也關系到零件加工的經濟性。在當今世界形勢下，開發(fā)和生產具有自主知識產權、適合我國國情的渦輪箱體零件，具有良好的發(fā)展前途。 - 8 - 參考文獻 [1] 張亞明 . 機床夾具分類與構成 [J]. 科技資訊 6(5)： 2 [2]孟少農 冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2003. [3] 濮良貴，紀名剛等著 八版） 等教育出版社 ,2006 [4] 孫恒，陳作模，葛文杰 七版） 2006 [5] 趙志勇 ,王麗杰 . 機械加工工藝規(guī)程的發(fā)展 [J]. 科技資訊 6)： 25[6] 朱耀祥，浦林祥 . 現(xiàn)代夾具設計手冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 ,2010： 27]鐘春明 減速箱箱體加工工藝及夾具設計 科技向導 2014 8]梁錫昌 減速器的分類創(chuàng)新研究 機械 工程學報 20119] . [10]2010 [11]005 - 9 - 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日