反向齿轮器箱体零件加工工艺规程及相关夹具设计5630.docx

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1、课程设计计说明书书设计题目目：反向向齿轮器器箱体零零件加工工工艺规规程及相关夹夹具设计计第一部分分：加工工工艺规规程设计计一 反向齿齿轮箱的的用途该反向齿齿轮箱用用途非常常广泛。常常用于加加速减速速，就是常常说的变变速齿轮轮箱；改变传传动方向向，例如我我们用两两个扇形形齿轮可可以将力力垂直传传递到另另一个转转动轴；改变转转动力矩矩，同等功功率条件件下，速度转转的越快快的齿轮轮，轴所受受的力矩矩越小，反之越越大；离合功功能，我们可可以通过过分开两两个原本本啮合的的齿轮，达到把把发动机机与负载载分开的的目的，比如刹刹车离合合器等；分配动动力，例如我我们可以以用一台台发动机机，通过齿齿轮箱主主轴带动

2、动多个从从轴，从而实实现一台台发动机机带动多多个负载载的功能能。二 反反向齿轮轮箱的技技术要求求按表1的的形式将将反向齿齿轮器的的主要技技术要求求列于表表1中。表1 反反向齿轮轮箱零件件技术要要求表加工表面面尺寸及偏偏差mm表面粗糙糙度Raaum形位公差差mm上盖接合合面2001.60.05后侧面1306.3上盖接合合面12mmm孔126.316mmm沉头头孔166.3吊耳上凸凸台面6.3左右端面面6.347mmm轴承承孔47-0.0008+0.00181.60.01A-B35mmm轴承承孔35-0.0008+0.00181.60.01A-B后侧面12mmm孔1200+0.01991.635m

3、mm吊耳耳孔3500+0.02773.20.05C该反向齿齿轮箱形形状复杂杂、结构构简单，属属于典型型的箱体体零件。为为了实现现改变方方向、力力矩等功功能，其其轴承孔孔与轴承承有很高高的配合合要求，因因此尺寸寸加工精精度要求求较高，而而且要求求较高的的同轴度度。上盖盖结合面面作为设设计基准准和定位位基准，要要求较高高的平面面度。为为了保证证齿轮箱箱有较高高的装配配精度，上上盖面采采用销定定位。吊吊耳孔虽虽然尺寸寸精度要要求不高高，但要要求对上上盖面有有很好的的平行度度。综上所述述，该反反向齿轮轮箱的各各项技术术要求比比较合理理，符合合零件在在实际工工作中的的功用。三 审审查反向向齿轮箱箱的工艺

4、艺性分析零件件图可知知，齿轮轮箱的上上盖接合合面和后后侧面均均要求铣铣削加工工，上盖盖接合面面的四角角伸出端端与左右右端面相相接，这这样既减减少了加加工面积积，又减减少了材材料的使使用，同同时还提提高了接接触刚度度；加工工47mmm轴承承孔和35mmm轴承承孔时，由由于孔径径较大，要要选择镗镗刀进行行加工，为为了满足足两孔的的同轴度度，可以以用在一一个工位位里完成成它们的的加工；该齿轮轮箱是单单件小批批量的生生产，要要求工序序尽可能能的集中中，因此此多选用用在加工工中心上上完成，以以提高生生产效率率。由此此可见，该该零件的的工艺性性较好。四 选选择毛坯坯由于该反反向齿轮轮箱在工工作过程程中不会

5、会受到很很大的冲冲击载荷荷，对齿齿轮箱的的强度的的冲击韧韧性要求求不是很很高所以以毛坯可可以选用用铸件。由由于是单单件小批批量生产产，可以以选用灰灰铸铁材材料，用用金属模模砂型机机械铸造造的方法法得到毛毛坯。五 定定位基准准的选择择定位基准准有粗基基准和精精基准之之分，通通常先确确定精基基准，然然后再确确定粗基基准。1. 精基准的的选择根据该箱箱体零件件的技术术要求和和装配要要求，选选择上盖盖结合面面和后侧侧面作为为精基准准进行加加工，然然而这两两个平面面是需要要加工的的表面，因因此首先先要加工工这两个个面。选选择上盖盖接合面面和后侧侧面作精精基准，零零件上的的很多表表面都可可以采用用它们作作

6、为基准准进行加加工，即即遵循了了“基准统统一”的原则则。由于于上盖接接合面和和后侧面面又是作作为设计计是选用用的基准准，因此此选用它它们作为为基准又又遵循了了“基准重重合”的原则则。选用用上盖结结合面作作基准时时，采用用一面两两孔的方方式定位位，夹紧紧稳定可可靠。2. 粗基准的的选择作为粗基基准的表表面应平平整和光光洁，不不能有飞飞边、浇浇口、毛毛刺、冒冒口及其其他的缺缺陷。本本箱体零零件选用用下底面面作为粗粗基准。以以下底面面作为粗粗基准加加工上盖盖接合面面和后侧侧面，可可以为后后续工序序准备好好精基准准。六 工工序的分分散与集集中本零件是是单件小小批量生生产，可可以选择择工序集集中原则则来

7、安排排齿轮箱箱的加工工工序。这这样就可可在工件件的一次次装夹中中，加工工好工件件的多个个平面。因因此可以以较好地地保证这这些表面面之间的的相互位位置精度度，同时时可以减减少装夹夹的次数数和辅助助时间，并并减少工工件在机机床之间间的搬运运次数和和工作量量，有利利于缩短短生产周周期。选选用工序序集中原原则，还还可以减减少机床床和夹具具的数量量，并相相应地减减少操作作工人，节节省车间间面积，简简化生产产计划和和生产组组织管理理工作。七 加加工顺序序的安排排1. 机械加工工顺序（1） 遵循“先先基准后后其他”原则，首首先加工工精基准准上盖盖接合面面和后侧侧面。（2） 遵循“先先粗后精精”原则，先先安排

8、粗粗加工工工序，再再安排精精加工工工序。（3） 遵循“先先主后次次”原则，先先加工主主要表面面上盖盖接合面面和后侧侧面，后后加工次次要表面左右右端面和和四角端端面。 （4） 遵循“先面后后孔”原则，先先铣削上上盖接合合面，再再钻接合合面上的的孔，先先铣削吊吊耳凸台台面，再再钻孔。2.热处处理工序序 先对铸铸件毛坯坯进行正正火处理理，以提提高其金金属性能能。2. 辅助工序序在热处理理之后、粗粗加工之之前对铸铸件涂底底漆，以以防止工工件生锈锈；精加加工之后后，安排排去毛刺刺、清洗洗和终检检工序。八 机机床的选选用及工工艺设备备选用在单件小小批量生生产前提提下，为为了满足足工序集集中的原原则，可可以

9、选用用高效专专用设备备和组合合机床，该该零件多多选用加加工中心心完成加加工过程程，其中中就有四四轴联动动的加工工中心。在在加工的的初始阶阶段选用用了通用用的立式式铣床，这这些要提提出机床床特征并并注明机机床的型型号。工工艺设备备主要包包括刀具具、夹具具和量具具。在工工艺卡片片上写出出它们的的名称，如如钻头、千千分尺、塞塞规和铣铣床夹具具等。该该零件的的加工采采用专用用夹具。九 确确定加工工方案在综合考考虑上述述工序顺顺序安排排原则的的基础上上，表22列出了了反向齿齿轮箱的的工艺路路线。表2 反反向齿轮轮箱工艺艺路线、设设备及工工装的选选用加工表面面表面粗糙糙度Raa/umm加工方案案上盖结合合

10、面1.6粗铣-半半精铣-精铣前端面6.3粗铣吊耳上凸凸台面6.3粗铣左右侧面面6.3粗铣上盖接合合面12mmm孔6.3钻16mmm沉头头孔6.3锪47mmm轴承承孔1.6粗镗-半半精镗-精镗35mmm轴承承孔1.6粗镗-半半精镗-精镗前端面12mmm孔1.6扩铰35mmm吊耳耳孔3.2粗镗-精精镗十 确确定加工工路线在综合考考虑上述述工作结结果和工工序顺序序安排原原则的基基础上，将将反向齿齿轮器箱箱体零件件的工艺艺路线填填入机械械加工工工艺卡片片中。卡卡片见附附页。第二部分分：三号号夹具设设计为了提高高劳动生生产率，保保证加工工质量，降降低劳动动强度，需需要设计计专用夹夹具，经经过与老老师协商

11、商，决定定设计三三号夹具具。该工工序要加加工两个个不同尺尺寸的轴轴承孔，且且轴承孔孔有同轴轴度要求求，故在在设计夹夹具是考考虑利用用转位工工作台进进行。另另外还要要加工吊吊耳孔，其其与上盖盖结合面面有平行行度要求求，最后后加工前前端面上上的孔。一、定位位方式和和定位元元件的选选择完成该箱箱体的加加工一共共需要三三个不同同的夹具具，根据据工艺规规程设计计，三号号夹具用用在以上上盖结合合面为定定位面加加工左右右两端面面的轴承承孔，吊吊耳孔和和前端面面上的孔孔。由于于上盖结结合面已已经精加加工，且且是设计计基准，故故根据“基准重重合”原则可可以设为为精基准准，利用用上盖结结合面上上有4个个孔中的的两

12、个孔孔，采用用一面两两销定位位方式进进行加工工。一面两孔孔组合定定位常用用于加工工箱体、杠杠杆、盖盖板等零零件，易易做到基基准统一一，保证证工件的的位置精精度，又又有利于于夹具的的设计与与制造。工工件的定定位平面面一般是是加工过过的精基基面，两两孔可以以是工件件结构上上原有的的，也可可以是为为定位需需要而专专门设置置的工艺艺孔。一一面两孔孔定位时时相应的的定位元元件是一一面两销销，两定定位销可可以有以以下两种种：(11)两个个圆柱销销（图11）；(2)一一个圆柱柱销和一一个削边边销（图图2）。图1两个个圆柱销销 图22 一个个圆柱销销和一个个切边销销 图1这种种定位是是过定位位，沿连连心线方方

13、向的自自由度被被重复限限制了，只只能用于于加工要要求不高高的场合合，使用用较少。三三号夹具具采用图图2的定定位方式式。工件件以平面面作主要要定位基基准，用用支承板板限制工工件的三三个自由由度；其其中一孔孔用定位位销定心心定位，限限制工件件的两个个自由度度；另一一孔用菱菱形销定定位，仅仅消除工工件的一一个转动动自由度度，如图图3所示示。菱形形销作为为防转支支承，其其轴长方方向应与与两销的的中心连连线相垂垂直，并并应正确确选择菱菱形销直直径的基基本尺寸寸和经削削边后圆圆柱部分分的宽度度，以保保证仅限限制一个个转动自自由度的的功能。图3 限制制的自由由度二 定定位误差差分析左端：圆圆柱销与与加工零零

14、件孔之之间的配配合为间间隙配合合，选用用H8/f7。故故孔径1120+0.0222mm，公公差为TTD1=0.0022mmm；圆圆柱销销销径122-0.0344-0.0166mm公公差为TTd1=0.0018mmm；最最小间隙隙为1=0.0166mm。右端：菱菱形销与与加工零零件孔之之间的配配合为间间隙配合合，选择择H8/f7。故故孔径公公差为TTD2=0.0022mmm；菱菱形销销销径公差差为Tdd2=00.0118mmm；最小小间隙为为2=0.0166mm。分析：先单独分分析左端端圆销11的定位位情况。销销与孔之之间的最最大间隙隙为：1 1 TDD1 Tdd1。1将使使一批工工件安装装时孔

15、的的中心偏偏离销的的中心。其其中偏心心位移误误差范围围，是以以1为直径径的圆，圆圆心即为为销的中中心O11（如图图b中所示示）。再分析削削边销22定位情情况：由由于削边边销不限限制X的移动动自由度度，而限限制Z的转动动自由度度，所以以孔2与削边边销2的中心心偏移范范围为：在X方向向：x 1 1 TDD1 Tdd1 = 0.0566mm在Y方向向：y 2 2 TDD2 Tdd2 = 0.0566mm综合误差差：孔1、22的中心心偏移误误差组合合起来，将将引起工工件的两两种定位位误差：(1)纵向定定位误差差：即在在两孔联联心线方方向的最最大可能能移动量量（x ）。x 1 1 TDD1 Tdd1 =

16、 0.0566mm（相相当于第第一孔定定位误差差）(2)角度定定位误差差：即工工件绕OO1和O2的最最大偏转转角。角度定位位误差： =0.00003318分析：由上式看看出，欲欲减小，可可以从两两方面着着手：（i）提提高孔与与销的加加工精度度，减小小配合间间隙；（ii）增增大孔间间距。故故在选择择定位基基准时，应应尽可能能选距离离较远的的两孔；若工件件上无合合适的两两孔而需需另设工工艺孔时时，两工工艺孔也也应布置置在具有有最大距距离的适适当部位位。若采用以以上两种种措施还还不能满满足要求求，应采采用单边边靠。此此时，角角度误差差为：为了保证证工件的的加工精精度，必必须使上上述所有有误差因因素对

17、工工件加工工的综合合影响，控控制在工工件所允允许的公公差（TT公差）范范围之内内，即：制制造安装加工T工件上式即为为保证规规定加工工精度实实现的条条件，也也称为用用夹具安安装加工工时的误误差计算算不等式式。为使T工工件做到到合理地地分配给给以上机机械加工工中产生生误差的的各个环环节，通通常在夹夹具设计计时，夹夹具上定定位元件件之间，定定位元件件与引导导元件之之间，以以及其他他相关尺尺寸和相相互位置置的公差差，一般般取工件件上相应应公差的的1/551/22，最常常用的是是1/331/22，因粗粗加工的的T工件大大，此时时，夹具具上相应应公差取取小的比比例。三 工工件夹紧紧装置由螺钉、螺螺母、螺螺

18、栓或螺螺杆等带带有螺旋旋结构的的元件与与垫圈、压压板或压压块等组组成的夹夹紧机构构称为螺螺旋夹紧紧机构。目目前夹具具上用得得最多的的一种。三三号夹具具采用螺螺旋压板板夹紧装装置。 图5 螺旋旋压板夹夹紧装置置l L1:原原始力QQ离支点点的距离离l L2:夹夹紧力WW离支点点的距离离l 支承在中中间，工工件在左左端，螺螺旋压紧紧的原始始作用力力位于压压板右端端l 对支承取取短，通通常夹紧紧力：其中效率率=0.95对于夹紧紧力作用用点及作作用力方方向的选选择，夹夹紧力应应落在工工件刚性性较好的的部件上上。如图图6所示示：图6 夹紧力力作用点点及作用用力方向向螺旋夹紧紧机构的的特点：夹紧力力大W（

19、6001220)QQ，自锁锁性能好好，工作作安全可可靠。但但夹紧行行程大，操操作费力力费时，难难以实现现机动。 在估算时时，将工工件视为为分离体体，以最最不利于于夹紧时时的状况况为工件件受力状状况，分分析作用用在工件件上的各各种力，列列出工件件的静力力平衡方方程式，求求出理论论夹紧力力，再乘乘以安全全系数，作作为实际际所需的的夹紧力力。 夹紧紧力：FF=KFFj K安全系系数，一一般取11.52.55； F由静力力平衡计计算出的的理论夹夹紧力，单单位为NN。分析工件件的受力力情况时时，除了了夹紧力力、切削削力外，大大工件还还应考虑虑重力，运运动速度度较大时时还必须须考虑离离心力和和惯性力力的影响响。四绘制夹夹具装备备图，并并打印出出A2图图纸装配图见见A2图图纸。