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1、报告课题名称蜗轮减速箱体的工艺分析及夹具设计学院专业班级学号姓名指导教师（签字）教研室主任（签字）院长（签字）2014年4月26日论文题目蜗轮减速箱体的工艺分析及夹具设计论文类型基础理论选题来源指导教师科研项目国家项目应用研究部省（市）项目开发研究学校项目生产单位自拟1课题来源本课题为基于蜗轮减速箱体的工艺分析及夹具设计的设计课题，是实际应用型课题。2课题研究的目的和意义1.1 课题研究的主要目的蜗轮减速箱体的工艺分析及夹具设计是根据平面四杆机构中双摇杆机构的机械原理来设计，其基本结构是由连杆、机架及两连架杆等四构件组成的有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；
2、有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”，其设计简单，制作方便，夹紧迅速，定位精准，维修便捷，夹紧力稳定、装夹快速灵活、安全可靠、操作方便、工作效率高，大大降低各种零部件加工、夹紧、固定、操作过程的时间，直接改善产品的质量和产量。2. 2课题研究的主要意义箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作。箱体零件的毛坯通常采用铸铁件。因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜。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
3、生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高。减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器。将电机的回转速降低到需要的回转速，并得到较大转矩的机构。工艺规程，是指导施工的技术文件.一般包括以下内容：零件加工的工艺路线，各工序的具体加工内容，切削用量、以及所采用的设备和工艺装备等。3蜗轮减速箱体夹具的发展概况及特点2.1 蜗轮减速箱体夹具的发展概况夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需
4、求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新50%80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10%20%左右，为了适应科学技术的快速发展，我们在短短几年内需更新大量的专用夹具，这样即提高了加工的成本，也造成了材料的浪费，为了减少这种情况，我们可以采用数控机床的柔性化制造技术。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相
5、似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。机床夹具的现状：机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的空间位置，用来加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。3. 2蜗轮减速箱体夹具的特点1）保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸，公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2）提高生产效率专业夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应，应根据工件生产批量的大小
6、选用不同复杂程度的高效夹紧装置，以缩短辅助时间，以提高生产效率。3）工艺性好专用夹具的结构简单，合理，便于加工，装配，检验和维修。专用夹具的生产属于小批量生产。4）使用性好专用夹具的操作应简单，省力，安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑机构。5）经济型好除考虑专用夹具木身结构简单，标准化程度高，成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。4课题研究的主要内容及设计成果的应用价值3.1 课题研究的主要内容（1）确定整体毕业设计思路（2）确定用什么夹具进行加工，分析材料、生产要求、工艺要求、使用要求等（3）夹具结构设计与优化，含零件图及装配图（4）夹具
7、制造工艺，含工艺过程卡和工序卡确定各表面加工方案，在选择各表面孔的加工方法时，需综合考虑以下因素：（1）要考虑各表面的精度和质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（2）根据生产类型来选择，在大批量生产中可使用专用的高效率的设备；在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。（3）要考虑被加工材料的性质。（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。3.2 设计成果的应用价值工艺规程：零件加工的工艺路线，各工序的具体加工内容，切削用量、以及所采用的设备和工艺装备等。箱体零件的毛坯通常采用铸铁件。因为灰铸铁具有较好的
8、耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜。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。夹具不论在技术上具有无与伦比的优势，在节能环保及经济性上都堪称完美，所以可以大力推广，为我国的国民经济建设发挥出应有的作用，并对本机的总体方案进行论证与拟定，从而对其进行具体的结构设计。5研究的方法与路线5.1研究的方法(1)文献研究法，系统地查阅指定的物流搬运技术方面相关的文献，做出相应的学习心得，得出一般性结论并发现问题，寻找新思路；(2)统计分析研究法，学习两轴自动发卡和机电一体化技术方面的有关课
9、程知识，通过处理、分析、研究，找出研究对象的特征；(3)实验法研究，通过三维模拟研究来证明；(4)行动研究法，理论与实践相结合，从实践中获得成功。5.2研究的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5.3加工方法的选择在选择各表面的加工方法时，要综合考虑以下因素：5.3.1要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。5.3.2根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆
10、小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、较加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。5.3.3要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铳等。5.3.4要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。5.4加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：5.4.1粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准
11、，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。5.4.2半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。5.4.3精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求。另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。5.4.4光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主
12、要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序.由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间.5.5工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则.所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散.5. 5.1工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度.使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率.但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本
13、增高，调整维修费事，生产准备工作量大。5.5.2工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量.便于采用通用设备.简单的机床工艺装备.生产准备工作量少，产品更换容易.对工人的技术要求水平不高.但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂.工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型.加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则.一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中.但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制.结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产.由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍
14、可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。5.6 加工顺序的安排零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序.在安排加工顺序时常遵循以下原则：5.7 定位基准的选择在制定工艺过程时，选择定位基准的主要目的是为了保证加工表面的位置精度。因此选择定位基准的总原则应该是从有较高位置精度要求的表面中进行选择。定位基准的选择包括粗基准和精基准的选择。5.8 设计铳蜗杆端盖的小端面夹具设计任务：设计成批生产条件下,在立式铳床上铳蜗杆端盖的小端面夹具以大端面及其两侧面定位铳蜗杆端盖的小端面。原理：模型螺旋定心夹紧铳床夹具设计方案的讨论工件定位方案及定位装置定位方案
15、：一面两销定位工件夹紧方案及夹紧装置夹紧方案及装置：螺旋定心夹紧5.9 夹具定位方案工序图只是给出了原理方案,此时应仔细分析本工序的工序内容及加工精度要求,按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件，要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案.根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合.在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护.选用两个支承板钻使得模板支撑定位在夹具体上，用两个支承板限制Z的移动，Y的转动，X的转动，X方向2个支承钉限制X方向的移动和Z的转动，和一个Y方向的支承钉限制Y方向的移动，这样六个自由度完全限制.5.10 夹具选择加紧机构夹紧力的方向：夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形.夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置,确保工件定位准确、不变形.选择夹紧机构：在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构，确定夹
