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1、WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计摘要： 本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。通过对WH212减速器箱体零件图的分析及结构形式的了解，从而对减速器进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。然后再对减速器箱体的底孔、轴承孔的加工进行夹具设计与精度和误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。 Abstract This Paper requires that with quality beg development, with benefits seek to li
2、ve on to store , under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing , have raised productivity and reduced production cost, is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing. Through knowing and analysis the configuration of the cas
3、ing part drawing for WH212 gear reducer, so as to analysis the process, make process explanation and analysis the technical requirement and the precision of gear reducer. Then, carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of bearing hole and the
4、base hole of the casing of gear reducer, this technology and the design result of clamping apparatus can apply in production requirement.关键词： 减速器 加工工艺 定位 夹具设计Key phrase: gear reducer , processing technology , Fixed position ，Tongs design第一章WH212减速机机壳加工工艺第一节箱体的结构特点、材料、毛坯及热处理一 箱体的结构特点箱体是机器和部件的基础零件,由它将
5、机器和部件中许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能协调地运动.常见的箱体零件有:各种形式的机床主轴箱.减速箱和变速箱等.各种箱体类零件由于功用不同,形状结构差别较大,但结构上也存在着相同的特点 :1.尺寸较大箱体通常是机器中最大的零件之一,它是其他零件的母体,如大型减速箱体长达56m,宽34m,重5060吨,正因为它是一个母体,所以它是机器整体的最大零件.2.形状复杂 其复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及在空间的相互位置,为确保零件的载荷与作用力,尽量缩小体积.有时为了减少机械加工量或减轻零件的重量,而又要保证足够的刚度,常在铸造时减小壁的厚度,再在必要的地方加筋板.凸
6、台.凸边等结构来满足工艺与力的要求.3.精度要求有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，这些平面和孔的加工质量将直接影响机器的装配精度，使用性能和使用寿命。4有许多紧固螺钉定位箱孔。这些孔虽然没有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有时给加工带来很大的困难。由于箱体有以上共特点，故机械加工劳动量相当大，困难也相当大，例如减速箱体在镗孔时，要如何保证位置度问题，都是加工过程较困难的问题。二箱体的材料、毛坯及热处理1、毛坯种类的确定。常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。
7、例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。（3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本减速器是大批量的生产，材料为HT2040用铸造成型。2毛坯的形状及尺寸的确定：毛坯的尺寸等于
8、零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增
9、加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。3毛坯的材料热处理长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是HT2040，HT2547，当载荷较大时，采用HT3054，HT3561高强铸铁。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、
10、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。第 二 节 减速机箱体加工工艺过程及分析冶金矿山机械中应用最多的减速机是平行轴孔圆柱齿轮卧式的，箱体是分离式结构。毛坯常用HT15或HT2040灰口铸铁制作，但在一些轻载荷的机器中所用的减
11、速器体积小、结构简单。如蜗杆、蜗轮减速机。其毛坯的材料常用HT2040灰口铸铁制作。减速箱箱体为了减轻重量常将上盖分为轴承座和罩盖两部分。轴承采用铸件，结构简单，制造方便。一、 减速器箱体的主要技术要求。分离的减速器箱体的主要加工部位有：轴承支承孔、结合面、端面、底座（装配基面），上平面、螺栓孔、螺纹孔等。对这些加工部位的技术要求有：1、减速器箱体、机盖的上平面与结合面及机体的底面与结合面必须平行，其误差一超过0.06/1000mm2、减速器箱体结合面的表面粗糙度Ra植不超过两结合面间隙不超过0.03mm,取0.02mm。3、轴承支承孔的轴线必须在结合面上，其误差不超过0.2mm。4、轴承支承
12、孔的尺寸公差一般为HT，表面粗糙度Ra小于1.6m，圆柱度误差不超过孔径公差的一半，孔距精度允许公差为0.03mm0.05mm.5、减速器箱体的底面是安装基准，保证精度为0.2mm.6、减速器箱体各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差为0.15mm二、减速器箱体的机械加工工艺过程。图1-1图1-2分析图1-1和图1-2可知。1、主要孔装轴承支承孔2-110-0.0250.012、主要平面底座的底面和结合面，箱盖的结合面和顶部为孔面，支承孔的端面等。3、其他加工其他主要连接孔、螺孔、销钉孔以及一些特别的凸台面等。轴承支承孔通常在镗床上镗削；加工连接孔、螺孔、销钉在钻床上进行，主要平面通常在龙
13、门铣削，支承孔端面可以在镗孔同一次安装中加工出来。减速器箱体的机械加工过程取决于精度要求、批量大小、结构特点、尺寸重量、大小等因素。此处还应考虑车间的条件，中间有无热处理工序。 由图可知，减速器箱体整个加工工艺过程分为两大阶段，先对箱盖和机体分别进行加工，而后合箱对整体箱进行加工。第一阶段主要完成平面、紧固孔、油塞孔和油标的加工，为整体合箱做准备。第二阶段为合装好的箱体上加工轴承孔及其端面，第二阶段加工完成后，还应拆箱，为了保证轴承孔加工精度和拆装后的重复精度，应在两阶段之间安排钳工工序，钻铰二定位销孔，并打入定位销。三、零件图分析1.110-0.0250.01两轴孔的圆度公差0.01mm，圆
14、柱度公差为0.01mm;2.上箱体结合面对E面的位置度公差为0.2mm;3.110的轴心线对C、D端面的垂直度公差为0.08mm，对另一轴心线的垂直度为0.046mm;4.110的轴心线对A、B的垂直度公差为0.08mm;5.下箱体结合面对C面的位置度公差为 0.2mm;6.铸件人工时效处理； 7.零件材料TH-40;8.箱体做煤油参漏试验。四、减速器加工的工艺路线拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。在拟定时应充分调查研究。多提几个方案，加以分析比较确定一个最合理方案。拟定工艺路线要考虑解决以下几个问题：采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度以及需留的加工余量(参考参数)表（1-
15、1）1.加工方法的选择加工表面 加工方法表面粗糙度表面光洁度公差等级形状公差加工余量说 明外圆粗 车半精车精 车细 车粗 磨精 磨研 磨256.31.60.81.00.40.11345677867891014IT12IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT5IT8IT7IT6IT5IT6IT5111010887767645150.501.600.20.50.10.250.250.850.060.100.03指尺寸在直径180以下,长度在500以下,铸件的直径余量内孔钻 孔扩 孔粗 镗半精镗精 镗细 镗粗 铰精 铰粗 磨精 磨研 磨256.36.31.60.80.23.21.61.60.20
16、.113452456679105667679101014IT13IT11IT10IT9IT10IT9IT9IT8IT8IT7IT7IT6IT8IT7IT8IT7IT6IT7IT610898876877676540.30.51.81.01.80.50.80.10.30.10.550.040.20.20.30.20.50.10.20.010.02 指孔径在180以下,铸件直径的余量.L/d3668820202525323240405050 Bd-0.5d-1d-2d-3d-4d-5d-5- b1233345- 2 3 4 5 5 6 8 14 图2-2 图2-3四、定位销尺寸确定与高度计算1、定位
17、销尺寸的确定 以一面两销（一圆柱销和一削边销及一平面支承）实现定位。这是增加两孔连心线方向上的间隙并减小转角误差的有效措施，如图2-2，为使工作在极端情况下能装到定位销上，可把碰到工件孔壁的部分削去，只留下一部分圆柱面。这样在连心线方向上，仍有减小第二销直径的作用。但在垂直于连心线的方向上，由于定位销直径减小，故工件的转角误差没有增大，有利于保证加工精度。(1)确定定位销中心距及尺寸公差（如图2-3）取 故销间距为（2）确定圆柱销尺寸及公差取（1） 按表2-1选削边销的b及B之值取；B=d-2=19-2=17mm（4）确定削边销的直径尺寸及公差公差配合取为0.017,其下偏差为0.017mm故
18、削边销直径为（5）计算定位误差由于两孔定位有旋转角度误差a,使加工尺寸产生定位误差和，应考虑较大值对加工尺寸的影响。两个方向上的偏转其值相同。因此，只对一个方向偏转误差进行计算。式中中心线与圆柱销中心线交点至左端面的距离中心线与圆柱销中心线交点至右端面的距离由于转角误差很小，不计工件左右端面的旋转对定位误差的影响，故较大的定位误差尚小于工件公差的三分之一；此方案可取。2定位销高度的计算 确定定位销高度时，要注意防止卡住现象，当安装比较笨重的工件时，不太可能将工件托平后同时装入定位销，而是将工件一边支在夹具支承面上，逐渐套入两销。这时，如定位销高度选择不当，将使工件卡在定位销边缘上而装不进去。避
19、免产生卡住的最大高度，可按下列计算。图2-4定位装置为一面两销，第一个定位销的最大工作高度为 第二个定位销的最大高度为 式中d定位销直径；定位副最小间隙。为了装卸工件方便，可使削边销低于圆柱销35mm。结论：通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、镗钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。参 考 文 献1梁炳文主编，机械加工工艺与窍门精选，机械工业出版社。2周增文 张亮蜂等编著，机械加工工艺基础，中南大学出版社。3郑文虎编 ，机械加工实用
20、经验，国防工业出版社。4李喜桥编 ，加工工艺学，北京航空航天大学出版社。5杨方主编 ，机械加工工艺基础，西北工业大学出版社。6陈宏均主编，实用机械加工工艺手册，机械工业出版社。7王绍俊主编，机械制造工艺设计手册，哈尔滨工业大学出版社。8王生力主编，重型机械制造工艺学，冶金工业出版社1986年。9谢明才等主编，机床夹具设计，机械工业出版社1980。10李庆寿主编，机床夹具设计，机械工业出版社1984。11李家宝主编，夹具设计，机械工业出版社1961。12贵州工学院机制工艺研究室编，机床夹具结构图，机械工业出版社1983。13龚定安 蔡建国编著，机床夹具设计原理，陕西科技出版社，1981年。14潘
21、晓弘，机械制造工程，浙江大学出版社2001年。15刘文剑 曹天河编著，夹具工程师手册，黑龙江科学技术出版社1987年。16于骏一主编，典型零件制造工艺，机械工业出版社1989年。17成大先,王德夫,姜勇,等.机械设计手册M.北京:化学工业出版社,1993。18乐兑谦主编.金属切削刀具机械工业出版社，1985。致 谢 本毕业设计是在指导老师陈广陵教授和张彦博教授的指导下完成的，在我即将完成毕业设计之际，衷心感谢陈老师和张书记的悉心指导以及在生活上给予的关心和帮助。陈老师和张书记不仅以其渊博的学识、创造性的思维方式、严谨的治学风范、高度的责任感使作者在学术上受益匪浅、而且言传身教，以其高尚的人格和坦荡宽广的胸怀教导了我做人的道理。在此毕业设计完成之际，瑾向陈老师和张书记表示最衷心的感谢，并致以崇高的敬意！ 在课题的研究和设计过程中，得到了师兄的无私帮助，在此对他们表示衷心的感谢。在设计工作中，得到了机电工程学院有关领导和老师的帮助与支持，在此表示衷心的感谢。最后，深深地感谢父母和家人多年来的支持、理解和关心。