夹具设计课程设计 - 图文

1产品概述

箱体是减速器的基础零件，它将减速器中的轴，套，齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置关系。箱体一般还兼做润滑油的油箱，具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。

箱体部件的结构特点是：尺寸较大，形状复杂、箱壁较薄且不均匀、内部呈腔型，有一些尺寸精度和位置精度都要求较高的平面和孔，还有许多小的平滑孔、螺丝孔、检查孔和出油孔等。

图1—1

箱体零件的毛坯一般是铸铁，一些负荷较大的箱体，有时采用铸钢。航空发动机的箱体为减轻质量通常采用铝合金或镁合金铸件。

减速器的支撑件是箱体。箱体的结构对减速器的工作性能，加工工艺，材料消耗，质量及成本等有很大影响，设计设计时必须全面考虑。箱体按制造方式的不同可分为铸造箱体和焊接箱体，铸造箱体材料一般多用铸件。铸造箱体较易获得合理和复杂的结构形状、刚度好，易进行切削加工，但制造周期长，质量较大，因而多用于成批生产，焊接箱体比铸造箱体壁薄，质量轻1/4—1/2，生产周期短，多用于单件、小批生产。

为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体大多做成剖分式，由机座和机盖组成，取轴的中心线所在平面为剖分面。机座与机盖采用普通螺栓联结，用圆锥销定位。箱体的材料、毛坯种类与减速器的应用场合及生产数量有关。

图1—2

毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于30—50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量。

变速箱的大批量生产的机加工工艺过程中，其主要加工面有轴承孔系及其端面，平面，螺纹孔，销孔等。因此加工过程中的主要问题是保证的孔的精度及位置精度，处理好孔与平面的相互关系。

2图纸技术要求分析

2.1 图纸的错误及修改

查看图纸，我们可以发现一些错误

1、 主视图上，左上角吊耳宽25mm应该为26mm。 2、 左视图上，轴承孔旁边的凸台尺寸15mm应该去掉。 3、 左视图缺少剖面线。

2.2 图纸的技术要求分析

1、涡轮轴承孔（分上下两半）轴线处与结合面内其允许的位置度误差为0.60mm。 2、蜗杆涡轮两轴承孔轴线的垂直度误差为0.19mm，公差等级为10级。 3、蜗杆轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为0.10mm，公差等级为8级。 4、蜗轮轴承孔（分上下两半）圆柱度误差为0.012mm，公差等级为7级。 5、蜗轮轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为0.10mm，公差等级为8级。 6、机座与机盖结合面的平面度误差为0.025mm，公差等级为6级。

?0.040?0.0407、两轴承孔（?1300和?1250）公差代号均为H7。

8、减速器箱体铸成后，应清理并进行时效处理。

9、机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于mm。

10、应检查与机座接合面的密封性，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斑点。

11、与机座连接后，打上定位销进行镗孔，镗孔时接合面处禁放任何衬垫。 12、机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12。 13、铸造尺寸精度为IT16。

14、未注明的倒角为C2，粗糙度为Ra12.5。 15、未注明的铸造倒角半径为R＝3～mm。 16、机座的上端面的粗糙度为Ra1.6。 17、窥视口面的粗糙度为Ra12.5。

18、输出轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5、输入轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5。

3 计算生产纲领确定生产类型

3.1计算生产纲领

按给定的年产量、废品率、备品率计算生产纲领： 计算公式N=Q·n(1+α%+β%)

其中零件在每台产品中的数量n=1（件/台），年产量Q=25000（件/年）， 废品率α%=3%，备品率β%=4%

所以N=Q·n(1+α%+β%) =25000×1×（1+3%+4%）=26750

3.2 划分类型

查表3-1（划分类型的参考数据） 生产类型 单件生产 小批量生产 中批量生产 大批量生产 大量生产 同一种零件的年产量 重型零件 1～5 5～100 100～300 300～1000 1000以上 中型零件 1～10 10～200 200～500 500～5000 5000以上 表3-1

由于减速器箱体属于中型零件，确定箱体的生产属于大量生产。

轻型零件 1～100 100～500 500～5000 5000～50000 50000以上

4材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图

4.1、材料的选择

由于减速器箱体的外形及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，所以选用灰铸铁（HT200）,因为铸铁中的碳大部分或者全部以自由状态状石墨存在，较高强度铸铁，基体组织为珠光体《,机械加工工艺手册第二版》。它的强度、耐磨性、耐热性均比较好，铸造性能好，能承受较大承受力的零件。端口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工，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逐渐和耐磨件，有由于含有石墨，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，这对于制备箱体林间具有重要意义。

如果没有HT200时此种材料可以用QT400-15或QT400-18代替。其抗拉强度为250MPa,减震性优于HT200，但铸造性能比HT200差，切削加工性能较好，对缺口敏感性比钢低。

4.2毛坯的制造方法 4.2.1毛坯制造方法

铸造是制造机器零件毛坯的重要方法，广泛应用于各类机器零件，铸造工艺灵活性大，成本低，几乎不受零件大小，形状和结构复杂程度的限制，故选择铸造的方法生产毛坯。因为是大量生产，故选择金属模，机器造型。

4.2.2 分型面的选择

机盖以结合面为分型面，将吊耳做成活块，易于拔模。结合面为重要加工面，因此浇注位置应置于机盖顶部表面，防止产生砂眼、气孔等。为了补缩，上面设

有冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。

活块

拔模方向

分型面

机座的分型面在蜗杆轴承孔中心线的水平面上，分成上下两半，采用两箱造型铸造。采用注式浇注系统，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，为了补缩，上面设有冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。

分型面

上箱拔模方向

下箱拔模方向

4.3毛坯图

5定位基面的选择及分析

5.1 机座的定位基准

（1）机座结合面的粗加工基准：

以底面为粗基准粗铣结合面，这样可以保证轴承孔轴线与结合面平行度要求。 （2）底座的粗、精加工基准：

以经过粗加工后的结合面为基准，来铣作为精基准的底面。 （3）钻地脚螺栓孔：

以底面为基准钻地脚螺栓孔，锪地脚螺栓孔沉头，来作为以后精铣结合面和加工孔的“一面两销”定位孔。 （4）半精铣、精铣结合面：

以底面和地脚螺栓孔作为“一面两销”的定位基准，半精铣和精铣结合面，这样可以使结合面获得均匀的加工余量和较高的位置精度。

（5）钻结合面螺栓孔光孔、钻轴承孔旁螺纹孔、 铣油槽、铣放油孔和油标孔凸台面、钻放油孔和油标孔：

均以底面和地脚螺栓孔为加工基准。

5.2 机盖的定位基准

（1）机盖结合面的粗加工基准：

以结合面凸缘下表面及两侧面为基准粗铣结合面，用以作为后续工序粗加工基准。

（2）粗、精铣窥视孔面：

以经过粗加工后的结合面为基准来加工窥视孔面，用以作为加工结合面的精基准。

（3）钻窥视孔面螺钉孔，钻结合面螺栓孔光孔并锪平，钻轴承孔旁螺栓孔，钻结合面右侧螺纹孔：

以结合面为定位基准。 （4）半精铣，精铣结合面：

以窥视孔面及箱盖两侧面为精基准来加工结合面，这样“互为基准”保证结合面加工余量均匀和较高的位置精度要求。

5.3 合箱后定位基准

（1）钻绞定位销孔：

以底座面和两地脚螺栓孔为定位基准，使机座和机盖配合准确。 （2）粗精铣轴承孔端面，钻轴承盖螺纹孔，粗镗、半精镗、精镗轴承孔：

以机座底面和两个地脚螺栓孔为定位基准，这样使定位准确、夹紧可靠，获得较高的位置精度。

6 加工工作量及加工手段组合

6.1 加工总量统计

（1）机座：轴承孔端面2个，轴承孔，结合面，底面，三个油孔及其端面，螺纹孔18?M12、4?M16、4?M8，光孔4??24、4??17。

6?M12、M16，（2）机盖：结合面，窥视孔凸台面，螺纹孔6?M6、光孔4??17、4??18，锥销孔2??10。

（3）合箱：轴承孔端面2个，轴承孔。

6.2 工序尺寸及偏差计算

（1）上下箱结合面

加工工序：粗铣——半精铣——精铣——精细铣 工序余量：粗铣2.5mm 半精铣1.5mm

IT6IT7工序公差：精细铣0.011精铣0.018

精铣0.8mm 精细铣0.2mm

IT9IT11IT16 粗铣0.11 毛坯1.3 半精铣0.043计算工序尺寸：精细铣150.011 0+0.018精铣15.20 +0.043半精铣160 +0.11粗铣17.50 +1.3毛坯200

Ra1.6~0.8 Ra3.2~1.6 Ra12.5~3.2

Ra25~12.5

（2）蜗杆轴承孔

加工工序：粗镗——半精镗——精镗——浮动镗 工序余量：粗镗2.5mm 半精镗1.5mm

IT7工序公差：浮动镗0.040

IT8 精镗0.063精镗0.75mm 浮动镗0.25mm

IT16 毛坯2.2IT10IT12 粗镗0.4 半精镗0.016+0.040计算工序尺寸：浮动镗?1300

Ra1.6~0.8

+0.063精镗?129.50 +0.16半精镗?1280 +0.4粗镗?1250

Ra3.2~0.8 Ra6.3~3.2 Ra12.5~6.3

毛坯孔?120

（3）蜗轮轴承孔

加工工序：粗镗——半精镗——精镗——浮动镗 工序余量：粗镗2.5mm 半精镗1.5mm

IT7工序公差：浮动镗0.040

IT8 精镗0.063精镗0.75mm 浮动镗0.25mm

IT16 毛坯2.2IT10IT12 粗镗0.35 半精镗0.016+0.040计算工序尺寸：浮动镗?1250

+0.063精镗?124.50 +0.16半精镗?1230 +0.35粗镗?1200

Ra1.6~0.8 Ra3.2~0.8 Ra6.3~3.2 Ra12.5~6.3

毛坯孔?115

（4）轴承端面

加工工序：粗铣——半精铣——精铣

工序余量：粗铣3mm 半精铣1mm 精铣1mm

IT7工序公差：精铣0.03

IT9IT11IT16 粗铣0.19 毛坯1.9 半精铣0.074+0.03计算工序尺寸：精铣650

Ra3.2~1.6 Ra12.5~3.2 Ra25~12.5

+0.074半精铣660 +0.19粗铣670 +1.9毛坯700

（5）油孔端面

加工工序：粗铣——半精铣——精铣

工序余量：粗铣3mm 半精铣1mm 精铣1mm

IT7工序公差：精铣0.018

IT9IT11IT16 粗铣0.11 毛坯1.3 半精铣0.043+0.018计算工序尺寸：精铣150

Ra3.2~1.6 Ra12.5~3.2 Ra25~12.5

+0.043半精铣160 +0.11粗铣170 +1.3毛坯200

（5）窥视孔端面

加工工序：粗铣——半精铣——精铣

工序余量：粗铣3mm 半精铣1mm 精铣1mm

IT7工序公差：精铣0.018

IT9IT11IT16 粗铣0.11 毛坯1.3 半精铣0.043+0.018计算工序尺寸：精铣150

Ra3.2~1.6 Ra12.5~3.2 Ra25~12.5

+0.043半精铣160 +0.11粗铣170 +1.3毛坯200

7 划分加工阶段，大致工艺过程

根据零件图上的技术要求，尺寸精度最高为IT7，表面粗糙度最高等级为IT7，表面粗糙度最高为Ra1.6，故可将加工阶段划分为如下三个阶段 机盖

工序号 工序名称 1 5 毛坯铸造 清砂 工序内容 定位基面 机床/刀具 清除浇注系统，冒口， 型砂，飞边，飞刺等 10 15 20 热处理 涂漆 粗铣 人工时效处理 粗铣结合面 结合面凸缘下表面 X62W /硬质合金镶齿三面刃铣刀 立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻 22 钻 钻4??17光孔 结合面 24 锪钻 锪平4??35 结合面 立式钻床Z518/带可换导向柱锥柄平底锪钻 25 粗铣 粗铣窥视孔面 结合面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 28 半精铣 半精铣窥视孔面 结合面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 29 精铣 精铣窥视孔面 结合面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 30 钻、攻丝 钻窥视孔面上的孔、攻丝 结合面 立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻，高速钢机动丝锥W18Cr4V 35 半精铣、精铣 半精铣、精铣结合面 窥视孔面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 40

钻 钻轴承凸台螺栓孔结合面 立式钻床Z518/YG8锥柄

4??18 45 锪钻 锪平4??35 结合面 麻花钻 立式钻床Z518/带可换导向柱锥柄平底锪钻 50 钻、攻丝 钻?14 结合面 立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V 机座

工序号 工序名称 1 5 毛坯铸造 清砂 工序内容 定位基面 机床/刀具 清除浇注系统，冒口， 型砂，飞边，飞刺等 10 15 20 热处理 涂漆 粗铣 人工时效处理 粗铣结合面 底面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 25 粗铣 粗铣底面 结合面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 30 精铣 精铣底面 结合面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 35 40 钻 半精铣、精铣 钻4??24光孔 结合面 Z518/锥柄麻花钻 X62W /硬质合金镶齿三面刃铣刀 半精铣、精铣结合面 底面 45 50 钻 钻、攻丝 钻4??17孔 钻、攻丝4?M16 底面 底面 Z518/锥柄麻花钻 Z518/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V 55 锪钻 锪钻4??48 底面 Z518/带可换导向柱锥柄平底锪钻 60 钻、攻丝 钻、攻丝4?M8 底面 Z518/锥柄麻花钻、高速

钢机动丝锥W18Cr4V 65 粗铣 粗铣三个油孔端面 底面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 68 70 翻转90? 精铣 精铣三个油孔端面 底面 X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀 75 钻、攻丝 钻、攻丝2?M16-7H油孔 80 钻、攻丝 钻、攻丝M20-7H 底面 底面 T618/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V T618/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V 82 粗铣 粗铣油槽 底面 X62W/硬质合金镶齿套式面铣刀 85 锪钻 锪钻4??35 结合面 Z518/带可换导向柱锥柄平底锪钻 合箱

工序号 工序名称 1 5 8 上螺栓 钻 铰 工序内容 合箱上螺栓 钻定位销孔 铰定位销孔 定位基面 机床/刀具 底面 立式钻Z518/锥柄麻花钻 立式钻Z518/锥柄机用1:50锥度铰刀 10 15 插圆锥销 粗铣 将圆锥销插入销孔 粗铣轴承端面 底面 X62W/硬质合金镶齿面铣刀 20 精铣 精铣轴承端面 底面 X62W/硬质合金镶齿面铣刀 25 30 翻转180 粗铣 ? 粗铣另一轴承端面 底面 X62W/硬质合金镶齿面铣刀

35 精铣 精铣另一轴承端面 底面 X62W/硬质合金镶齿面铣刀 40 钻、攻丝 钻、攻丝6?M12 底面 T618/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V 45 50 翻转180? 钻、攻丝 钻、攻丝6?M12 底面 T618/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V 55 60 翻转90? 钻、攻丝 钻、攻丝6?M12 底面 T618/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V 65 70 翻转180? 钻、攻丝 钻、攻丝6?M12 底面 T618/锥柄麻花钻、高速钢机动丝锥W18Cr4V 75 粗镗 粗镗轴承孔 底面 T618/单面可调整式镗刀片 80 半精镗 半精镗轴承孔 底面 T618/单面可调整式镗刀片 85 精镗 半精镗轴承孔 底面 T618/单面可调整式镗刀片 90 浮动镗 浮动镗轴承孔 底面 T618/单面可调整式镗刀片 100 105 翻转90 粗镗 ? 粗镗轴承孔 底面 T618/单面可调整式镗刀片 110 半精镗 半精镗轴承孔 底面 T618/单面可调整式镗刀片 115 精镗 半精镗轴承孔 底面 T618/单面可调整式镗刀片

120 浮动镗 浮动镗轴承孔 底面 T618/单面可调整式镗刀片 130 135 140 145 钳工 钳工 最终检查 入库 拆箱，去毛刺，清洗 合箱，装锥销，紧固 检查各部尺寸及精度 钳工台 钳工台

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