蜗轮减速器箱体设计说明书汇总

目录

序言 (3)

一、零件的分析 (3)

零件的工艺分析 (3)

二、工艺规程设计 (4)

毛坯制造形式 (4)

基面的选择 (4)

制定工艺路线 (4)

三、毛坯确定、刀具的选择及主要表面加工 (6)

各加工表面的毛坯余量 (6)

刀具的选择 (6)

主要表面加工 (7)

四、切削用量的确定 (7)

工序1切削用量 (7)

工序2切削用量 (8)

工序3切削用量 (9)

工序4切削用量 (10)

工序5切削用量 (11)

工序6切削用量 (12)

工序7切削用量 (12)

工序8切削用量 (13)

工序9切削用量 (14)

五、夹具的设计 (15)

六、心得体会 (16)

参考文献 (16)

序言

机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。

在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。

一、零件的工艺分析

1.在加工前，安排划线工艺是为了保证工件壁厚均匀，并发

现逐渐的缺陷，减少废品。

2.该工件体积小，壁薄，加工时应注意加紧力大小，防止变

形。工序12精镗前要求对工件压紧力进行适当调整，也

是确保加工精度的一种方法。

3.Φ1800+0.035mm与Φ900+0.027mm两孔的垂直度0.06

mm要求。

4.Φ1800+0.035mm与Φ900+0.027mm两孔距100-+0.12mm，可

以采用装心轴的方法检测。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

箱体材料是HT200，材料抗拉强度为200N/mm^2,抗弯强度为400N/mm^2，硬度为HB170-241. 箱体结构复杂，箱壁薄，故选用铸造方法制造毛怌；因生产类型为大量生产，可采用沙箱机器造型，内腔安放型芯。铸件需要人工实效处理。

（二）基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

1.粗基面的选择

对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准。

箱体粗基准选择要求：在保证各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均匀；装入箱体内的旋转零件应与箱体内壁有足够的间隙；此外还应保证定位、夹紧可靠。为了满足上述要求，一般选箱体的主要孔的毛坯孔作为粗基准。减速器加工的第一个面是盖或底座的结合面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同的部分上很不规则，因而在加工盖和底座的结合面时无法用主要孔的毛坯作粗基准，而是用顶面与底座作为粗基准。这样可以保证结合面加工后凸缘的厚度较均匀。

2.精基面的选择

精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，故选底面为精基准。箱体和箱后的轴承孔加工仍以底面为主要定位基准。若箱体尺寸较小而批量很大时，可与底面上的两定位孔组成典型的一面两孔定位方

式。这样既符合“基准统一”原则，又符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与结合面重合度及与装配基面的尺寸精度和平行线。（三）制定工艺路线

工序1. 粗铣底面和顶面半精铣底面和顶面

工序2. 粗铣顶面及侧面精铣顶面及侧面

工序3. 精铣底面至图样要求

工序4. 铣前后端面

工序5. 钻，扩，铰8-M8H7螺纹孔

工序6. 粗镗，半精镗，精镗φ180端盖孔和φ28的放油孔

工序7. 铣左右端面

工序8. 粗镗，半精镗，精镗φ90的孔

工序9. 粗镗，半精镗，精镗φ120的孔

工序10. 磨底面和前后端面至图样要求

工序11. 终检。

三、毛坯的确定、刀具的选择及主要表面加工

各加工表面的毛坯余量

基本尺

寸（mm）加工余量等级

（MA）

加工余量备注

底面215 G 4 铸造位置是顶面双测加工顶面210 H 4 铸造位置是底面双测加工前面185 G 4 双侧加工

左端面290 G 2.5 单侧加工

右端面290 G 2.5 单侧加工

主轴孔180 H 4 双侧加工

其余孔H 2.5 双侧加工

刀具的选择

1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为

d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。

2.钻φ20mm的孔选用锥柄麻花钻。

3.铣φ8mm孔的基准面并钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻，d=φ8mm，钻头采用双头刃磨法，后角＝120°，45度车刀。

4.钻螺纹孔φ10mm.攻丝M8-6H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。

5.1.3 选择量具

本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：1.选择加工面的量具

用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm 测量范围100mm～125mm的外径千分尺。

2.选择加工孔量具

因为孔的加工精度介于IT7～IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm～125mm的内径千分尺即可。

主要表面加工

箱体的平面加工

箱体平面的粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工。

刨削箱体平面的主要特点是：刀具结构简单；机床调整方便；在龙门刨床上可以用几个刀架，在一次安装工件中，同时加工几个表面，从而经济地保证了这些表面的位置精度。

箱体平面铣削加工的生产率比刨削搞。在成批生产中，常采用铣削加工。当批量较大时，常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同时加工几个表面，既保证了平面间的位置精度，又提高了生产率。

孔系加工

车床箱体的孔系是有位置精度要求的各轴承孔的总和，其中有平行孔系和同轴孔系两类。

平行孔系主要技术要求是各平行孔中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺寸精度和平行精度根据生产类型的不同，可以在普通镗床或专用镗床上加工。同轴孔系的主要技术要求是各孔的同轴度精度。成批生产时，箱体的同轴孔系的同轴度大部分是用镗模保证，单件小批生产中在普通镗床上用以下两种方法加工：从箱体一端进行加工、从箱体两端进行镗孔。

四、切削用量的确定

工序1切削用量

切削用量

本工序为铣φ16mm孔的底面和顶面。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀

的基本形状,r

n =10°，a

=12°，β=45°已知铣削宽度a

e

=2.5mm，铣削

深度a

P

=2.5mm故机床选用X53K立式铣床。

1.确定每齿进给量f

Z

根据资料所知，X53K立式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性

为中等。查得每齿进给量f

Z =0.16～0.24mm/z、现取f

Z

=0.16mm/z。

2.选择铣刀磨损标准及耐用度

根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=180min。

3.确定切削速度

根据资料所知，依据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度

a

e =2.5mm，铣削深度a

P

=2.5mm，耐用度T=180min时查取V c＝

98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s。

根据X53K型立式铣床主轴转速表查取，n c=300r/min,V fc=475mm/s。

则实际切削：

V c =

10000c n d π V c =

10003006014.3??=56.52m/min 实际进给量：

f zc =

z n v c c f f zc =10

300475?=0.16mm/z 4.校验机床功率

根据资料所知，铣削时的功率（单位kw ）为:

当f Z =0.16mm/z, a P =2.5mm,a e =2.5mm, Vf=490mm/s 时由切削功率的修正系数k mpc =1，则P cc = 3.5kw ，P ct =0.8kw 。

根据X53K 型立式铣床说明书可知：

机床主轴主电动机允许的功率P cm = P cm ×P ct ， P cm =7.5×0.8=6＞P cc =

3.5kw

因此机床功率能满足要求。

工序2切削用量

切削用量

本工序为铣顶面和侧面。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm ，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,r n =10°，a 0=12°，β=45°已知铣削宽度a e =2.5mm ，铣削深度

a P =2.5mm 故机床选用X53K 立式铣床。

1.确定每齿进给量f Z

根据资料所知，X53K 立式铣床的功率为7.5kw ，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f Z =0.16～0.24mm/z 、现取f Z =0.16mm/z 。

2.选择铣刀磨损标准及耐用度

根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm ，铣刀直径d=60mm ，耐用度T=180min 。

3.确定切削速度

根据资料所知，依据铣刀直径d=60mm ，齿数z=10，铣削宽度a e =2.5mm ，铣削深度a P =2.5mm ，耐用度T=180min 时查取V c ＝

98mm/s ，n=439r/min,V f =490mm/s 。

根据X53K 型立式铣床主轴转速表查取，

n c =280r/min,V fc =455mm/s 。

则实际切削：

V c =

10000c n d π V c =

10002806014.3??=52.12m/min 实际进给量：

f zc =

z n v c c f f zc =10

280455?=0.16mm/z 4.校验机床功率

根据资料所知，铣削时的功率（单位kw ）为:

当f Z =0.16mm/z, a P =2.5mm,a e =2.5mm, Vf=470mm/s 时由切削功率的修正系数k mpc =1，则P cc = 3.5kw ，P ct =0.8kw 。

根据X53K 型立式铣床说明书可知：

机床主轴主电动机允许的功率P cm = P cm ×P ct ， P cm =7.5×0.8=6＞P cc =

3.25kw

因此机床功率能满足要求。

工序3切削用量

本工序为精铣底面至图样要求。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm ，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,r n =10°，a 0=12°，β=45°。已知铣削宽度a e =2.5mm ，铣削深

度a P =0.065mm 故机床选用X53K 立式铣床。

1.确定每齿进给量f Z

根据资料所知，X53K 立式铣床的功率为7.5kw ，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f Z =0.066～0.081mm/z 、现取f Z =0.18mm/z 。

2.选择铣刀磨损标准及耐用度

根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm ，铣刀直径d=60mm ，耐用度T=230min 。

3.确定切削速度

根据资料所知，依据铣刀直径d=60mm ，齿数z=10，铣削宽度a e =25mm ，铣削深度a P =0.025mm ，耐用度T=230min 时查取V c ＝120mm/s ，n=530r/min,V f =610mm/s 。

根据X53K 型立式铣床主轴转速表查取，

n c =580r/min,V fc =520mm/s 。

则实际切削：

V c =

10000c n d π V c =

10005806014.3??=82.12m/min 实际进给量：

f zc =

z n v c c f f zc =10

580610?=0.08mm/z 4.校验机床功率

根据资料所知，铣削时的功率（单位kw ）为:

当f Z =0.18mm/z, a P =2.5mm,a e =25mm, Vf=610mm/s 时由切削功率的修正系数k mpc =1，则P cc = 3.5kw ，P ct =0.9kw 。

根据X53K 型立式铣床说明书可知：

机床主轴主电动机允许的功率P cm = P cm ×P ct ， P cm =7.5×0.9=6.75＞

P cc = 3.25kw

因此机床功率能满足要求。

工序4切削用量

本工序为铣前后端面。选择高速钢圆柱铣刀直径d=50mm ，齿

数

z=8。已知铣削宽度a e =2.5mm ，铣削深度a P =3.5mm 故机床选用X53K 型立式铣床。

1.确定每齿进给量f Z

根据资料所知，查得每齿进给量f Z =0.20～0.30mm/z 、现取f Z =0.20mm/z 。

2.选择铣刀磨损标准及耐用度

根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm ，耐用度T=180min 。3.确定切削速度和每齿进给量f zc

根据资料所知，依据上述参数，查取：

Vc ＝73mm/s ，n=350r/min,Vf=390mm/s 。

根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取：

nc=150r/min,Vfc=350mm/s 。

则实际切削： Vc =10000c n d π Vc=1000150

5014.3??=23.55m/min

实际进给量：

f zc =z n v c c

f

f zc =10150350

?=0.23mm/z 4.校验机床功率

依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数 k mpc =1，则P cc = 2.3kw ，P ct =0.8 kw ，P cm =7.5可知机床功率能够满足要求。

工序5的切削用量

本工序为钻φ8mm 孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=8mm ，使用切削液。

1.确定进给量f

由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给，fz=0.20mm/r 。

2.选择钻头磨钝标准及耐用度

根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm ，耐用度T=50min 。

3.确定切削速度V

由表5-132，σ=670MPa 的HT200的加工性为5类，根据表5-127，进给量f=0.20mm/r ，由表5-131，可查得V=17m/min ，n=1082r/min 。根据T68卧式铣镗床说明书选择主轴实际转速.n c =350r/min,V fc =300mm/s 。

则实际切削：

V c =

10000c n d π V c =

10002506014.3??=57.1m/min 实际进给量：

f zc =

z n v c c f f zc =

8

250400?=0.2mm/z 工序6的切削用量

本工序为钻、半精铰，精镗φ180mm 的孔。镗刀选用标准高速钢，r 0=0,a 0=8°,kr=5°镗孔扩削用量：

1.确定进给量f

根据参考文献三表10.4-7查出f 表=0.65～1.4.按该表注释取较小进给量，按X53K 机床说明书，取f=0.72。

2.确定切削速度v 和转速n

根据表10.4-39取V 表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。

15.8115 3.89200.104

pr p a a -==?- 故K qpv =0.87

V 表’=14.2×0.87×1=12.35m/min

N ’=01000'100012.35248.6/min 15.81

v r d ππ?==?表 根据X53K 镗床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V 为： V=015.81275

13.65/min 10001000d n

m ππ??==

根据以上计算确定切削用量如下：

镗孔：d 0=65mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min

半精镗：d 0=69.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min

精镗：d 0=70mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min

工序7切削用量工序

本工序为铣φ180mm 孔的右端面和铣左端面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm ，齿数z=8。其他与上道工序类似。

1.确定每次进给量f Z

根据资料，查得每齿进给量fz=0.20～0.30mm/z ，现取fz=0.20mm/z 。

2.选择铣刀磨钝标准及耐用度

根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm ，耐用度T=180min 。

3.确定切削速度和每齿进给量f zc

根据资料所知，依据上述参数，查取V c ＝85mm/s ，n=425r/min,V f =438mm/s 。

根据X53K 型立式铣床主轴转速表查取：

n c =250r/min,V fc =400mm/s

则实际切削：

V c =10000c

n d π

V c =

1000

2506014.3??=47.1m/min 实际进给量： f zc =

z n v c c f f zc =

8

250400?=0.2mm/z 4.校验机床功率 根据资料所知，根据以上参数可知，切削功率的修正系数k mpc =1，则

P cc = 2.5kw ，P ct =0.8 kw ，P cm =7.5，依据上述校验方法可知机床功率

能满足要求。

工序8的切削用量

本工序为粗镗,半精镗，精镗φ90mm 的孔。镗刀选用标准高速钢，r 0=0,a 0=8°,kr=5°镗孔扩削用量：

1.确定进给量f

根据参考文献三表10.4-7查出f 表=0.65～1.4.按该表注释取较小进给量，按X53K 机床说明书，取f=0.72。

2.确定切削速度v 和转速n

根据表10.4-39取V 表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。

15.8115 3.89200.104

pr p a a -==?- 故K qpv =0.87

V 表’=14.2×0.87×1=12.35m/min

N ’=01000'100012.35248.6/min 15.81

v r d ππ?==?表 为根据X53K 镗床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V 为： V=

015.8127513.65/min 10001000d n m ππ??==

根据以上计算确定切削用量如下：

镗孔：d 0=85.12mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min

半精镗：d 0=89.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min

精镗：d 0=90mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min

工序9的切削用量

本工序为粗镗,半精镗，精镗φ120mm 的孔。镗刀选用标准高速钢，r 0=0,a 0=8°,kr=5°镗孔扩削用量：

1.确定进给量f

根据参考文献三表10.4-7查出f 表=0.65～1.4.按该表注释取较小进给量，按X53K 机床说明书，取f=0.72。

2.确定切削速度v 和转速n

根据表10.4-39取V 表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。

15.8115 3.89200.104

pr p a a -==?- 故K qpv =0.87

V 表’=14.2×0.87×1=12.35m/min

N ’=01000'100012.35248.6/min 15.81

v r d ππ?==?表 根据X53K 镗床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V 为： V=015.81275

13.65/min 10001000d n

m ππ??==

根据以上计算确定切削用量如下：

镗孔：d 0=95.34mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min

半精镗：d 0=99.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min

精镗：d 0=100mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min

五.专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。有老师分配的任务，我被要求设计第Ⅳ道工序----钻孔Φ14H7，本夹具将用于Z525立式钻床。

（一）设计主旨

本夹具主要用来钻Φ14H7的孔，同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求。且在钻孔后还要进行拉孔，以保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。

（二）夹具设计

1 ）定位基准的选择：工件以Φ25+0.003 0孔及端面和ΦH7孔为定位基准；

2 ）夹紧力分析；

3 ）定位误差的分析

定位误差是指由于定位不准确引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对于夹具设计中采用的定位方案,只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的1/3,或满足≤T,即可认为定位方案符合加工要求。

对于本次设计的夹具,需要保证的尺寸要求:保证螺纹孔轴线距φ45mm圆柱小端面11mm,保证螺纹孔轴线与φ25H8mm和φ10H7mm两孔的中心线成。

对于11mm的要求,由于定位基准也是φ45mm圆柱小端面,故基准不重和误差为0,且由于φ45mm圆柱小端面经过半精铣,表面粗糙度达到Ra3.2mm,故可认为φ45mm圆柱小端面的平面度误差为0,即不存在基准位置度误差,综上所述,只要三个支撑钉的标准尺寸得到保证,是不存在定位误差的。

对于工序要求,定位基准与工序基准同为两孔中心线,故基准不重合误差为0。基准位置误差则取决于两孔直径尺寸公差以及圆度误差,由于两孔的表面精度都达到Ra1.6mm,都经过精铰,故基准位置误差也可以忽略,只要两销的标准尺寸以及相对位置关系得到保证,定位误差也是很小的。

4 ）夹具设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了快换垫圈的方式。由于本夹具是对工件进行钻孔，因此在铅直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。

因此，应设法解决上述问题。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择精度的心轴，使其定位精确，并使心轴连在夹具体内，这样可以减少纵向倾斜的偏差；三是：加大螺母和开口垫圈的加紧力。使工作进行时，工作紧凑和保证加工要求。夹具体上装有快换钻套，使夹具在一批零件之间能加工不同要求的零件，同时在夹具体上装有一块可翻动的盖模板，这样有利于工件的拆装。

。心得体会

光阴似箭，两星期的时间一闪眼就过去了。两星期的课程设计让我学到了很多，使我从生活中感受到了机械设计的无处不在，明白了机械设计的重要性！在此次设计中，我把所学知识与实际生活相结合，顺利地完成了设计任务。在开始设计时，有着很好的想法，但要把它与理论相结合并设计出来还是有困难的！我慢慢探索正确的设计方法，最终取得了良好的成果。为得出大概实物图，我运用了CAD,SolidWorks等设计软件，这使我也复习了以前的功课，对画图软件的运用有了更高的认识。这次设计让我自己动脑动手，从理论到实践，通过与同学相互沟通，相互帮助，综合大家的智慧从而得到了最好的设计方案。这次设计使我们学到的远比书本上多得多，相信这次有意义的机械设计会在我们以后的学习生活中给予很好的经验指导。

最后，感谢老师的指导与教诲。

。

参考文献

[1]艾兴，肖诗主编.切削用量简明手册.北京.机械工业出版社，1994

[2]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京.机械工业出版社，1994

设计任务书

桂林航天工业高等专科学校

机械制造工艺学课程设计任务书

题目

设计内容：1、产品零件图1张

2、产品毛坯图1张

3、机械加工工艺过程卡片1份

4、课程设计说明书1份

5、夹具设计装配图1份

专业：机械制造与自动化

班级学号：2001003620308 学生：卢仁华

指导老师：王斌武