《毕业设计（论文）-反向齿轮箱加工工艺规程设计及夹具设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-反向齿轮箱加工工艺规程设计及夹具设计.doc（16页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 目目 录录 目 录.1 第 1 章：加工工艺规程设计.2 1.1 反向齿轮箱的用途 2 1.2 反向齿轮箱的技术要求 2 1.3 审查反向齿轮箱的工艺性 3 1.4 选择毛坯 3 1.5 定位基准的选择 4 1.5.1 精基准的选择 4 1.5.2 粗基准的选择 4 1.6 工序的分散与集中 4 1.7 加工顺序的安排 5 1.7.1 机械加工顺序 5 1.7.2 热处理工序 5 1.7.3 辅助工序 5 1.8 机床的选用及工艺设备选用 5 1.9 确定加工方案 6 1.10 确定加工路线 6 第 2 章：三号夹具设计.7 2.1 定位方式和定位元件的选择 7 2.2 定位误差分析 8 2
2、.3 工件夹紧装置 11 2.4 绘制夹具装备图，并打印出 A2 图纸 12 致 谢.13 参考文献.14 附 录 A15 附 录 B16 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 2 第 1 章：加工工艺规程设计 1.1 反向齿轮箱的用途 该反向齿轮箱用途非常广泛。常用于加速减速，就是常说的变速齿轮箱； 改变传动方向，例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴； 改变转动力矩，同等功率条件下，速度转的越快的齿轮，轴所受的力矩越小， 反之越大；离合功能，我们可以通过分开两个原本啮合的齿轮，达到把发动 机与负载分开的目的，比如刹车离合器等；分配动力，例如我们可以用一台 发动机，通过齿轮箱主轴带动
3、多个从轴，从而实现一台发动机带动多个负载 的功能。 1.2 反向齿轮箱的技术要求 按表 1 的形式将反向齿轮器的主要技术要求列于表 1 中。 表 1-1 反向齿轮箱零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差 mm 表面粗糙度 Ra um 形位公差 mm 上盖接合面2001.6 0.05 后侧面1306.3 上盖接合面 12mm 孔 126.3 16mm 沉头孔166.3 吊耳上凸台面6.3 左右端面6.3 47mm 轴承孔 47-0.008+0.018 a( + 0.02) 1.6 0. 01 A-B 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 3 35mm 轴承孔 35-0.008+0.018 1.6 0.0
4、 1 A-B 后侧面 12mm 孔 120+0.019 1.6 35mm 吊耳孔 350+0.027 3.2 0.05C 该反向齿轮箱形状复杂、结构简单，属于典型的箱体零件。为了实现改 变方向、力矩等功能，其轴承孔与轴承有很高的配合要求，因此尺寸加工精 度要求较高，而且要求较高的同轴度。上盖结合面作为设计基准和定位基准， 要求较高的平面度。为了保证齿轮箱有较高的装配精度，上盖面采用销定位。 吊耳孔虽然尺寸精度要求不高，但要求对上盖面有很好的平行度。 综上所述，该反向齿轮箱的各项技术要求比较合理，符合零件在实际工 作中的功用。 1.3 审查反向齿轮箱的工艺性 分析零件图可知，齿轮箱的上盖接合面和
5、后侧面均要求铣削加工，上盖 接合面的四角伸出端与左右端面相接，这样既减少了加工面积，又减少了材 料的使用，同时还提高了接触刚度；加工 47mm 轴承孔和 35mm 轴承孔时， 由于孔径较大，要选择镗刀进行加工，为了满足两孔的同轴度，可以用在一 个工位里完成它们的加工；该齿轮箱是单件小批量的生产，要求工序尽可能 的集中，因此多选用在加工中心上完成，以提高生产效率。由此可见，该零 件的工艺性较好。 1.4 选择毛坯 由于该反向齿轮箱在工作过程中不会受到很大的冲击载荷，对齿轮箱的 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 4 强度的冲击韧性要求不是很高所以毛坯可以选用铸件。由于是单件小批量生 产，可以选用灰铸
6、铁材料，用金属模砂型机械铸造的方法得到毛坯。 1.5 定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基 准。 1.5.1 精基准的选择 根据该箱体零件的技术要求和装配要求，选择上盖结合面和后侧面作为 精基准进行加工，然而这两个平面是需要加工的表面，因此首先要加工这两 个面。选择上盖接合面和后侧面作精基准，零件上的很多表面都可以采用它 们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。由于上盖接合面和后 侧面又是作为设计是选用的基准，因此选用它们作为基准又遵循了“基准重 合”的原则。选用上盖结合面作基准时，采用一面两孔的方式定位，夹紧稳 定可靠。 1.5.2 粗基准的
7、选择 作为粗基准的表面应平整和光洁，不能有飞边、浇口、毛刺、冒口及其 他的缺陷。本箱体零件选用下底面作为粗基准。以下底面作为粗基准加工上 盖接合面和后侧面，可以为后续工序准备好精基准。 1.6 工序的分散与集中 本零件是单件小批量生产，可以选择工序集中原则来安排齿轮箱的加工 工序。这样就可在工件的一次装夹中，加工好工件的多个平面。因此可以较 好地保证这些表面之间的相互位置精度，同时可以减少装夹的次数和辅助时 间，并减少工件在机床之间的搬运次数和工作量，有利于缩短生产周期。选 用工序集中原则，还可以减少机床和夹具的数量，并相应地减少操作工人， 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 5 节省车间面积，简
8、化生产计划和生产组织管理工作。 1.7 加工顺序的安排 1.7.1 机械加工顺序 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准上盖接合面和后侧 面。 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。 3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面上盖接合面和后侧面， 后加工次 要表面左右端面和四角端面。 4） 遵循“先面后孔”原则，先铣削上盖接合面，再钻接合面上的孔， 先铣削吊耳凸台面，再钻孔。 1.7.2 热处理工序 先对铸件毛坯进行正火处理，以提高其金属性能。 1.7.3 辅助工序 在热处理之后、粗加工之前对铸件涂底漆，以防止工件生锈；精加工之 后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 1
9、.8 机床的选用及工艺设备选用 在单件小批量生产前提下，为了满足工序集中的原则，可以选用高效专 用设备和组合机床，该零件多选用加工中心完成加工过程，其中就有四 轴联动的加工中心。在加工的初始阶段选用了通用的立式铣床，这些要 提出机床特征并注明机床的型号。工艺设备主要包括刀具、夹具和量具。 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 6 在工艺卡片上写出它们的名称，如钻头、千分尺、塞规和铣床夹具等。 该零件的加工采用专用夹具。 1.9 确定加工方案 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表 2 列出了反向齿轮箱的 工艺路线。 表 2 反向齿轮箱工艺路线、设备及工装的选用 加工表面表面粗糙度 Ra/um加工
10、方案 上盖结合面 1.6 粗铣-半精铣-精铣 前端面 6.3 粗铣 吊耳上凸台面 6.3 粗铣 左右侧面 6.3 粗铣 上盖接合面 12mm 孔 6.3 钻 16mm 沉头孔 6.3 锪 47mm 轴承孔 1.6 粗镗-半精镗-精镗 35mm 轴承孔 1.6 粗镗-半精镗-精镗 前端面 12mm 孔 1.6 扩铰 35mm 吊耳孔 3.2 粗镗-精镗 1.10 确定加工路线 在综合考虑上述工作结果和工序顺序安排原则的基础上，将反向齿轮器 箱体零件的工艺路线填入机械加工工艺卡片中。卡片见附录 A。 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 7 第 2 章：三号夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降
11、低劳动强度，需要设计专用夹 具，经过与老师协商，决定设计三号夹具。该工序要加工两个不同尺寸的轴 承孔，且轴承孔有同轴度要求，故在设计夹具是考虑利用转位工作台进行。 另外还要加工吊耳孔，其与上盖结合面有平行度要求，最后加工前端面上的 孔。 2.1 定位方式和定位元件的选择 完成该箱体的加工一共需要三个不同的夹具，根据工艺规程设计，三号 夹具用在以上盖结合面为定位面加工左右两端面的轴承孔，吊耳孔和前端面 上的孔。由于上盖结合面已经精加工，且是设计基准，故根据“基准重合” 原则可以设为精基准，利用上盖结合面上有 4 个孔中的两个孔，采用一面两 销定位方式进行加工。 一面两孔组合定位常用于加工箱体、杠
12、杆、盖板等零件，易做到基准统 一，保证工件的位置精度，又有利于夹具的设计与制造。工件的定位平面一 般是加工过的精基面，两孔可以是工件结构上原有的，也可以是为定位需要 而专门设置的工艺孔。一面两孔定位时相应的定位元件是一面两销，两定位 销可以有以下两种：(1)两个圆柱销（图 2-1） ；（2)一个圆柱销和一个削边 销（图 2-2） 。 图 2-1 两个圆柱销 图 2-2 一个圆柱销和一个切边销 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 8 图 2-1 这种定位是过定位，沿连心线方向的自由度被重复限制了，只能用于 加工要求不高的场合，使用较少。三号夹具采用图 2-2 的定位方式。工件以 平面作主要定位基准，
13、用支承板限制工件的三个自由度；其中一孔用定位销 定心定位，限制工件的两个自由度；另一孔用菱形销定位，仅消除工件的一 个转动自由度，如图 2-3 所示。菱形销作为防转支承，其轴长方向应与两销 的中心连线相垂直，并应正确选择菱形销直径的基本尺寸和经削边后圆柱部 分的宽度，以保证仅限制一个转动自由度的功能。 图 2-3 限制的自由度 2.2 定位误差分析 左端：圆柱销与加工零件孔之间的配合为间隙配合，选用 H8/f7。故孔 径 120+0.022mm，公差为 TD1=0.022mm；圆柱销销径 12-0.034-0.016 mm 公差为 Td1=0.018mm；最小间隙为 1=0.016mm。 右端
14、：菱形销与加工零件孔之间的配合为间隙配合，选择 H8/f7。故孔 径公差为 TD2=0.022mm；菱形销销径公差为 Td2=0.018mm；最小间隙为 2=0.016mm。 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 9 分析： 先单独分析左端圆销 1 的定位情况。销与孔之间的最大间隙为：1 1 TD1 Td1 。 1 将使一批工件安装时孔的中心偏离销的中心。其中偏心位移误差范 围，是以 1 为直径的圆，圆心即为销的中心 O1（如图 b 中所示） 。 再分析削边销 2 定位情况：由于削边销不限制 X 的移动自由度，而限 制 Z 的转动自由度，所以孔 2 与削边销 2 的中心偏移范围为： 在 X 方向：
15、x 1 1 TD1 Td1 = 0.056mm 在 Y 方向： y 2 2 TD2 Td2 = 0.056mm 综合误差： 孔 1、2 的中心偏移误差组合起来，将引起工件的两种定位误差： (1) 纵向定位误差：即在两孔联心线方向的最大可能移动量（ x ） 。 x 1 1 TD1 Td1 = 0.056mm （相当于第一孔定 位误差） (2) 角度定位误差：即工件绕 O1 和 O2 的最大偏转角 。 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 10 角度定位误差： =0.000318 分析： 由上式看出，欲减小，可以从两方面着手： （1）提高孔与销的加工精度，减小配合间隙； （2）增大孔间距。故在选择定位基
16、准时，应尽可能选距离较远的两孔；若 工件上无合适的两孔而需另设工艺孔时，两工艺孔也应布置在具有最大距离 的适当部位。 若采用以上两种措施还不能满足要求，应采用单边靠。此时，角度误差为： 为了保证工件的加工精度，必须使上述所有误差因素对工件加工的综合 影响，控制在工件所允许的公差（T 公差）范围之内，即： 制造 安装 加工 T 工件 上式即为保证规定加工精度实现的条件，也称为用夹具安装加工时的误差计 算不等式。 为使 T 工件做到合理地分配给以上机械加工中产生误差的各个环节，通 常在夹具设计时，夹具上定位元件之间，定位元件与引导元件之间，以及其 L TDTDTdTd L tg yy 2 )()(
17、)( 2 212121 21 L tg yy 2 | 21 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 11 他相关尺寸和相互位置的公差，一般取工件上相应公差的 1/51/2，最常用 的是 1/31/2，因粗加工的 T 工件大，此时，夹具上相应公差取小的比例。 2.3 工件夹紧装置 由螺钉、螺母、螺栓或螺杆等带有螺旋结构的元件与垫圈、压板或压块等 组成的夹紧机构称为螺旋夹紧机构。目前夹具上用得最多的一种。三号夹具 采用螺旋压板夹紧装置(如图 2-4)。 图 2-4 螺旋压板夹紧装置 L1:原始力 Q 离支点的距离 L2:夹紧力 W 离支点的距离 支承在中间，工件在左端，螺旋压紧的原始作用力位于压板右端 对
18、支承取短，通常夹紧力： 其中 效率=0.95 对于夹紧力作用点及作用力方向的选择，夹紧力应落在工件刚性较好的 部件上。如图 2-5 所示： Q L L w 2 1 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 12 图 2-5 夹紧力作用点及作用力方向 螺旋夹紧机构的特点：夹紧力大 W（60120)Q，自锁性能好，工作安全 可靠。但夹紧行程大，操作费力费时，难以实现机动。 在估算时，将工件视为分离体，以最不利于夹紧时的状况为工件受力状况， 分析作用在工件上的各种力，列出工件的静力平衡方程式，求出理论夹紧力， 再乘以安全系数，作为实际所需的夹紧力。 夹紧力：F=KFj K安全系数，一般取 1.52.5； F由
19、静力平衡计算出的理论夹紧力，单位为 N。 分析工件的受力情况时，除了夹紧力、切削力外，大工件还应考虑重力， 运动速度较大时还必须考虑离心力和惯性力的影响。 2.4 绘制夹具装备图，并打印出 A2 图纸 装配图见 A2 图纸。 Q 合理不合理 Q 22 Q 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 13 致 谢 值此本论文完成之际，首先要感谢我的导师王石峰老师。王石峰老师从 一开始的论文方向的选定，到最后的整篇文论的完成，都非常耐心的对我进 行指导。给我提供了大量数据资料和建议，告诉我应该注意的细节问题，细 心的给我指出错误，修改论文。他对分时电价领域的专业研究和对该课题深 刻的见解，使我受益匪浅。王石峰老师诲人不倦的工作作风，一丝不苟的工 作态度，严肃认真的治学风格给我留下深刻的影响，值得我永远学习。在此， 谨向导师王石峰老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！ 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 14 参考文献 1机械制图第二版李 澄高等教育出版社2003 2机械制造基础乔世民高等教育出版社2003 3机械设计基础第二版邓昭铭高等教育出版社2000 4数控机床夏凤芳高等教育出版社2005 5互换性与测量技术第二版陈于萍,高小康高等教育出版社2003 6工业造型设计庞志成哈尔滨工业大学出版社2006 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 15 附 录 A 哈尔滨科学技术职业学院毕业论文 16 附 录 B