渦輪減速器箱體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【蝸輪減速箱體】

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箱體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作。箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件。因?yàn)榛诣T鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價(jià)格也比較便宜。 毛坯的鑄造方法,取決于生產(chǎn)類型和毛坯尺寸。在單件小批生產(chǎn)中,多采用木模手工造型;在大批量生產(chǎn)中廣泛采用金屬模機(jī)器造型,毛坯的精度較高。 減速器是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器。將電機(jī)的回轉(zhuǎn)速降低到需要的回轉(zhuǎn)速，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。 工藝規(guī)程，是指導(dǎo)施工的技術(shù)文件.一般包括以下內(nèi)容：零件加工的工藝路線，各工序的具體加工內(nèi)容，切削用量、以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。 3 蝸輪減速箱體夾具的發(fā)展概況及特點(diǎn) 3.1 蝸輪減速箱體夾具的發(fā)展概況 夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50％～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10％～20％左右，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我們在短短幾年內(nèi)需更新大量的專用夾具，這樣即提高了加工的成本，也造成了材料的浪費(fèi)，為了減少這種情況，我們可以采用數(shù)控機(jī)床的柔性化制造技術(shù)。 近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀：機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的空間位置，用來加工或檢測并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡稱為夾具。 3.2 蝸輪減速箱體夾具的特點(diǎn) 1）保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2）提高生產(chǎn)效率 專業(yè)夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。 3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)簡單，合理，便于加工，裝配，檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)。 4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡單，省力，安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。 5）經(jīng)濟(jì)型好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 4 課題研究的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果的應(yīng)用價(jià)值 4.1 課題研究的主要內(nèi)容 （1）確定整體畢業(yè)設(shè)計(jì)思路 （2）確定用什么夾具進(jìn)行加工，分析材料、生產(chǎn)要求、工藝要求、使用要求等 （3）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，含零件圖及裝配圖 （4）夾具制造工藝，含工藝過程卡和工序卡 確定各表面加工方案，在選擇各表面孔的加工方法時(shí)，需綜合考慮以下因素： （1）要考慮各表面的精度和質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 （2）根據(jù)生產(chǎn)類型來選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專用的高效率的設(shè)備；在單件小批量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。 （3）要考慮被加工材料的性質(zhì)。 （4）要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 4.2 設(shè)計(jì)成果的應(yīng)用價(jià)值 工藝規(guī)程：零件加工的工藝路線，各工序的具體加工內(nèi)容，切削用量、以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。 箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件。因?yàn)榛诣T鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價(jià)格也比較便宜。 毛坯的鑄造方法,取決于生產(chǎn)類型和毛坯尺寸。在單件小批生產(chǎn)中,多采用木模手工造型;在大批量生產(chǎn)中廣泛采用金屬模機(jī)器造型,毛坯的精度較高。 夾具不論在技術(shù)上具有無與倫比的優(yōu)勢，在節(jié)能環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性上都堪稱完美，所以可以大力推廣，為我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮出應(yīng)有的作用，并對本機(jī)的總體方案進(jìn)行論證與擬定，從而對其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 5 研究的方法與路線 5.1 研究的方法 （1）文獻(xiàn)研究法，系統(tǒng)地查閱指定的物流搬運(yùn)技術(shù)方面相關(guān)的文獻(xiàn)，做出相應(yīng)的學(xué)習(xí)心得，得出一般性結(jié)論并發(fā)現(xiàn)問題，尋找新思路； （2）統(tǒng)計(jì)分析研究法，學(xué)習(xí)兩軸自動發(fā)卡和機(jī)電一體化技術(shù)方面的有關(guān)課程知識，通過處理、分析、研究，找出研究對象的特征； （3）實(shí)驗(yàn)法研究，通過三維模擬研究來證明； （4）行動研究法，理論與實(shí)踐相結(jié)合，從實(shí)踐中獲得成功。 5.2 研究的路線 擬定工藝路線是制定工藝過程的關(guān)鍵性的一步。在擬定時(shí)應(yīng)充分調(diào)查研究。多提幾個方案，加以分析比較確定一個最合理方案。 擬定工藝路線要考慮解決以下幾個問題 5.3 加工方法的選擇 在選擇各表面的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素： 5.3.1 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 5.3.2 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在 小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 5.3.3 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 5.3.4 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 5.4 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個加工過程劃分為幾個階段： 5.4.1 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。 5.4.2 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。 5.4.3 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求。另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 5.4.4 光整加工階段 對某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改善很少。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序.由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間. 5.5 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則.所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散. 5.5.1 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度.使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率.但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 5.5.2 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量.便于采用通用設(shè)備.簡單的機(jī)床工藝裝備.生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易.對工人的技術(shù)要求水平不高.但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜.工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型.加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則.一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中.但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制.結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn).由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 5.6 加工順序的安排 零件的加工過程通常包括機(jī)械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序.在安排加工順序時(shí)常遵循以下原則： 5.7 定位基準(zhǔn)的選擇 在制定工藝過程時(shí)，選擇定位基準(zhǔn)的主要目的是為了保證加工表面的位置精度。因此選擇定位基準(zhǔn)的總原則應(yīng)該是從有較高位置精度要求的表面中進(jìn)行選擇。定位基準(zhǔn)的選擇包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。 5.8 設(shè)計(jì)銑蝸桿端蓋的小端面夾具 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)成批生產(chǎn)條件下,在立式銑床上銑蝸桿端蓋的小端面夾具 以大端面及其兩側(cè)面定位銑蝸桿端蓋的小端面。 原理：模型螺旋定心夾緊銑床夾具 設(shè)計(jì)方案的討論 工件定位方案及定位裝置 定位方案：一面兩銷定位 工件夾緊方案及夾緊裝置 夾緊方案及裝置：螺旋定心夾緊 5.9 夾具定位方案 工序圖只是給出了原理方案，此時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析本工序的工序內(nèi)容及加工精度要求，按照六點(diǎn)定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位元件，要擬定幾種具體方案進(jìn)行比較，選擇或組合最佳方案. 根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合.在機(jī)床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù). 選用兩個支承板鉆使得模板支撐定位在夾具體上，用兩個支承板限制Z的移動，Y的轉(zhuǎn)動，X的轉(zhuǎn)動，X方向2個支承釘限制X方向的移動和Z的轉(zhuǎn)動，和一個Y方向的支承釘限制Y方向的移動，這樣六個自由度完全限制. 5.10 夾具選擇加緊機(jī)構(gòu) 夾緊力的方向： 夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形. 夾緊力的作用點(diǎn)： 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在定位元件支承點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置，確保工件定位準(zhǔn)確、不變形. 選擇夾緊機(jī)構(gòu)： 在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)，確定夾緊機(jī)構(gòu)要注意以下幾方面的問題： 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和夾緊力，確保工件夾緊牢固. 手動夾具夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強(qiáng)度. 夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率. 根據(jù)所給工件的形狀、尺寸，選用螺栓，螺母與壓板來夾緊工件. 確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)，以及夾緊元件或夾緊機(jī)構(gòu)，估算夾緊力大小，要選擇和設(shè)計(jì)動力源.夾緊方案也需反復(fù)分析比較，并最終確定最佳設(shè)計(jì)方案.兩種方案. 方案一使用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)； 5.11 夾具選擇導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇，由于加工Φ15的孔需要鉆——擴(kuò)——鉸工序，為提高加工效率，故選擇快換導(dǎo)向套加工工件. 4．畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排：（包括序號、起迄日期、工作內(nèi)容）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排如下： 1、第1周收集設(shè)計(jì)所需資料及文獻(xiàn)，進(jìn)行外文翻譯，文獻(xiàn)中不少于2篇外文文獻(xiàn)。 2、第4周進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，了解課題研究的對象及生產(chǎn)、科研的實(shí)際，寫出實(shí)習(xí)報(bào)告。 3、第5周整理設(shè)計(jì)資料，寫出開題報(bào)告。 4、第6周繪制三維工件圖，分析其結(jié)構(gòu)，確定工藝方案。 5、第7-13周進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖和技術(shù)分析，編制加工工藝路線，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，編制數(shù)控加工程序。 6、第14周撰寫設(shè)計(jì)說明書。 7、第19周教師評閱及答辯。 三、主要參考文獻(xiàn)、資料 1、華楚生。機(jī)械制造工藝。重慶大學(xué)出版社. 2、機(jī)械工藝人員手冊，夾具設(shè)計(jì)手冊 4、劉兆甲、王樹魁、張文明主編 數(shù)控銑工實(shí)際操作手冊 遼寧科技 5、夾具設(shè)計(jì)（任何人編寫的都可以） 四、完成期限 2014年5月26日 指導(dǎo)教師簽字： 教研室/系 主任簽字： 年 月 日