WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)【含11張cad圖紙+文檔全套資料】

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Keywords：reducer??fixture??processing?? 前言? 減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，?減?速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。 箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連接成一個(gè)整體，并保持正確的相互位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動(dòng)力、改變速度、完成機(jī)器或部件的預(yù)定功能，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。?箱體的種類很多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機(jī)器的結(jié)構(gòu)和箱體在機(jī)器中功用的不同有著較大的差異。 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進(jìn)加工工藝亦日新月異，20世紀(jì)70—80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。改革開放后，我國(guó)引進(jìn)一批先進(jìn)加工裝備，通過引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種箱體零件的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)。? 1 蝸桿減速箱體的主要特點(diǎn)及技術(shù)要求? 蝸桿減速箱體有許多精度要求不同的孔和平面組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但壁的厚薄不均勻，加工的難度較大。弄清箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個(gè)零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個(gè)尺寸。 箱體上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準(zhǔn)的選擇有很大的關(guān)系。為此，通常優(yōu)先考慮“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。使具有相互位置精度要求的大部分工序，盡可能用同一組基準(zhǔn)定位。以避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多而帶來的積累誤差，并且由于采用同一基準(zhǔn)，使所用夾具具有相似的結(jié)構(gòu)形式，可減少夾具設(shè)計(jì)與制造工作量、降低成本。 1.1 主要表面的加工? （1）箱體的平面加工?? 箱體平面的粗加工和半精加工常選擇刨削和銑削加工。? 刨削箱體平面的主要特點(diǎn)是：刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；機(jī)床調(diào)整方便；在龍門刨床上可以用幾個(gè)刀架，在一次安裝工件中，同時(shí)加工幾個(gè)表面，于是，經(jīng)濟(jì)地保證了這些表面的位置精度。? 箱體平面銑削加工的生產(chǎn)率比刨削高。在成批生產(chǎn)中，常采用銑削加工。當(dāng)批量較大時(shí)，常在多軸龍門銑床上用幾把銑刀同時(shí)加工幾個(gè)平面，即保證了平面間的位置精度，又提高了生產(chǎn)率。??? （2）孔系加工? 減速器箱體的孔系，是有位置精度要求的各軸承孔的總和，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。平行孔系主要技術(shù)要求是各平行孔中心線之間以及中心線與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度和平行精度根據(jù)生產(chǎn)類型的不同，可以在普通鏜床上或?qū)Ｓ苗M床上加工。單件小批生產(chǎn)箱體時(shí)，為保證孔距精度主要采用劃線法。為了提高劃線找正的精度，可采用試切法，雖然精度有所提高，但由于劃線、試切、測(cè)量都要消耗較多的時(shí)間，所以生產(chǎn)率仍很低。? 坐標(biāo)法加工孔系，許多工廠在單件小批量生產(chǎn)中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測(cè)量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較大地提高其坐標(biāo)位移精度。???????? 必須指出，采用坐標(biāo)發(fā)加工孔系時(shí)，原始孔和加工順序的選定是很重要的。因?yàn)?，各排孔的孔距是靠坐?biāo)尺寸保證的。坐標(biāo)尺寸的積累誤差會(huì)影響孔距精度。如果原始孔和孔的假定順序選擇的合理，就可以減少積累誤差。 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀? 2.1 我國(guó)減速器箱體的發(fā)展現(xiàn)狀? 我國(guó)減速器產(chǎn)品的技術(shù)多源于美國(guó)、德國(guó)、日本幾個(gè)國(guó)家，引進(jìn)技術(shù)多為國(guó)外上世紀(jì)80—90年代的產(chǎn)品。作為高級(jí)技術(shù)領(lǐng)域的變速器在國(guó)內(nèi)漫長(zhǎng)的引進(jìn)消化過程中如今已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，能夠在原有技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上，通過改型自行開發(fā)出符合配套要求的新產(chǎn)品，每年變速器行業(yè)都能有十幾個(gè)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。但從當(dāng)今變速器的發(fā)展情況來看，在新產(chǎn)品開發(fā)上國(guó)內(nèi)變速器仍然走的是一般性的開發(fā)過程，沒有真正的核心技術(shù)產(chǎn)品；從國(guó)內(nèi)變速器市場(chǎng)容量來看，有三分之一的產(chǎn)品來自進(jìn)口，而另外三分之二的產(chǎn)品中有80%以上源自國(guó)外技術(shù)，國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的變速器產(chǎn)品銷量很小，從而說明國(guó)內(nèi)變速器廠家的自主開發(fā)能力仍然很薄弱，應(yīng)對(duì)新型配套產(chǎn)品的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，就足以說明國(guó)內(nèi)的變速器企業(yè)仍然很渺小，在技術(shù)方面仍然有很長(zhǎng)的路要走。? 國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多從國(guó)外（如丹麥、德國(guó)等）進(jìn)口，花去不少的外匯。 2.2 國(guó)外減速器箱體的發(fā)展現(xiàn)狀? 目前，德國(guó)FLENDER、比利時(shí)HANSEN、日本住友等公司在減速器制造業(yè)處于技術(shù)領(lǐng)先地位，國(guó)內(nèi)企業(yè)通過改進(jìn)設(shè)計(jì)方法、制造工藝使減速器的品質(zhì)不斷提高，部分中、低端產(chǎn)品已經(jīng)可以和國(guó)外的部分產(chǎn)品相媲美，但與FLENDER等公司相比，在產(chǎn)品性能、外觀造型等方面仍存在一定差距。其根本原因是在設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法上存在一定差異。例如，在設(shè)計(jì)理念上，國(guó)外公司重視減速器外觀造型的設(shè)計(jì)，由此樹立品牌特征，而國(guó)內(nèi)企業(yè)往往只注重產(chǎn)品的性能而忽略了外觀設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)方法上，國(guó)外公司在20世紀(jì)80年代將模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用于減速器，而國(guó)內(nèi)直到20世紀(jì)末才引進(jìn)模塊化的概念。實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)與創(chuàng)新對(duì)縮小國(guó)內(nèi)外減速器的差距至關(guān)重要。? 蝸桿箱體在各行各業(yè)應(yīng)用廣泛，國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問題，也未解決好。?當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)。 3 減速器發(fā)展趨勢(shì)? 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進(jìn)加工工藝亦日新月異，主要有以下發(fā)展趨勢(shì)：? 　　(1)采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)。 　　(2)成形精度向近無余量方向發(fā)展。 　　(3)成形質(zhì)量向近無“缺陷”方向發(fā)展。 　　(4)機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展。 　　(5)采用新型能源及復(fù)合加工。解決新型材料的加工和表面改性難題。 　　(6)采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制。 　　(7)采用清潔能源及原材料、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 　　(8)加工與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸淡化，并趨向集成及一體化。 　　(9)工藝技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展。 4 本課題主要研究的內(nèi)容有： 分析零件圖　在設(shè)計(jì)開始時(shí)，我們應(yīng)認(rèn)真分析零件圖，了解其箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的技術(shù)要求，對(duì)箱體零件的每一個(gè)細(xì)節(jié)都應(yīng)仔細(xì)分析，如箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度、圓度、 粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個(gè)零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個(gè)尺寸。我們采用AutoCAD 軟件繪制零件圖，一方面增加 對(duì)零件的了解認(rèn)識(shí)，另一方面增加我們對(duì)CAD 軟件的熟悉。 工藝分析　箱體零件的工藝分析是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)過程中，我們必須根據(jù)批量等嚴(yán)格地選擇毛坯、擬定工藝路線（注意：基準(zhǔn)選擇、定位、夾緊等問題）、 確定加工余量、計(jì)算工藝尺寸、計(jì)算工時(shí)定額和每一步的工時(shí)以及分析定位誤差，為了與實(shí)際加工相吻合，我們還必須對(duì)加工設(shè)備、切削用量、加工方法等進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，這個(gè)階段內(nèi)容較多，涉及的范圍也較廣。為了設(shè)計(jì)的參數(shù)合理，我們必須廣泛的查閱相關(guān)的書籍，達(dá)到設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性。 設(shè)計(jì)兩套專用夾具 在設(shè)計(jì)夾具的過程中主要要考慮的問題有： ① 基準(zhǔn)選擇：在選擇基準(zhǔn)的時(shí)候，要注意區(qū)分粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)以及要了解基準(zhǔn)的選擇原則，同時(shí)要知道基準(zhǔn)的選擇既要滿足選擇原則，同時(shí)還要方便定位和夾緊，以免引起不必要的加工誤差，在基準(zhǔn)選擇完之后就要考慮用什么元件進(jìn)行定位。 ② 限制的自由度：在裝夾的過程中，要注意自由度的限制，必須做到準(zhǔn)確 的定位，不能出現(xiàn)欠定位或過定位。 ③ 夾緊機(jī)構(gòu)：設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)必須計(jì)算分析夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾 緊力過小而使工件在切削的過程中出現(xiàn)松動(dòng)而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過 大而使工件變形影響工件質(zhì)量。同時(shí)，還要根據(jù)零件生產(chǎn)批量和生產(chǎn)率的考慮來 選擇夾緊方式（手動(dòng)、氣動(dòng)或液壓夾緊）。 ④ 夾具的用途：為了工件定位準(zhǔn)確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高箱體零件加工精度和安裝找正方便。還要考慮夾具與機(jī)床的匹配，即機(jī)床的工作臺(tái)尺寸和結(jié)構(gòu)能否滿足夾具的安裝。在夾具設(shè)計(jì)過程中，我們統(tǒng)一采用以底面為主要定位面來進(jìn)行加工，因?yàn)槲覀兾磳ｉT學(xué)習(xí)過夾具的設(shè)計(jì)和計(jì)算，所以工件量大大地增加了，只有通過在實(shí)習(xí)過程中對(duì)夾具的感性認(rèn)識(shí)和夾具設(shè)計(jì)參考書以及夾具圖冊(cè)來進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，所以夾具的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。 夾具的設(shè)計(jì)必須要保證夾具的準(zhǔn)確定位和機(jī)構(gòu)合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我將通過對(duì)工件與夾具的認(rèn)真分析，結(jié)合一些夾具的具體設(shè)計(jì)事例，查閱相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)資料，聯(lián)系在工廠看到的一些箱體零件加工的夾具來解決這些問題。 ５ 總結(jié)　　 　　蝸桿箱體加工屬于典型零件加工，由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝也相對(duì)復(fù)雜。夾具的設(shè)計(jì)關(guān)系到零件在加工過程中的位置是否準(zhǔn)確、可靠、裝夾方便和安全，也關(guān)系到機(jī)加工的精度。機(jī)械加工工藝制定的正確與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品是否能夠順利進(jìn)行機(jī)械加工，是產(chǎn)品加工能否達(dá)到所需的尺寸精度和表面粗糙度要求的關(guān)鍵，也關(guān)系到零件加工的經(jīng)濟(jì)性。在當(dāng)今世界形勢(shì)下，開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的渦輪箱體零件，具有良好的發(fā)展前途。 參考文獻(xiàn) [1]?張亞明. 機(jī)床夾具分類與構(gòu)成[J]. 科技資訊.2008,46(5)：2-5.? 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