夹具设计课程设计

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1产品概述

箱体是减速器的基础零件，它将减速器中的轴，套，齿轮等有关零件组装成⼀个整体，使它们之间保持正确的相互位置关系。箱体⼀般还兼做润滑油的油箱，具有充分润滑和良好密封箱内零件的作⽤。

箱体部件的结构特点是：尺⼨较⼤，形状复杂、箱壁较薄且不均匀、内部呈腔型，有⼀些尺⼨精度和位置精度都要求较⾼的平⾯和孔，还有许多⼩的平滑孔、螺丝孔、检查孔和出油孔等。

图1—1

箱体零件的⽑坯⼀般是铸铁，⼀些负荷较⼤的箱体，有时采⽤铸钢。航空发动机的箱体为减轻质量通常采⽤铝合⾦或镁合⾦铸件。

减速器的⽀撑件是箱体。箱体的结构对减速器的⼯作性能，加⼯⼯艺，材料消耗，质量及成本等有很⼤影响，设计设计时必须全⾯考虑。箱体按制造⽅式的不同可分为铸造箱体和焊接箱体，铸造箱体材料⼀般多⽤铸件。铸造箱体较易获得合理和复杂的结构形状、刚度好，易进⾏切削加⼯，但制造周期长，质量较⼤，因⽽多⽤于成批⽣产，焊接箱体⽐铸造箱体壁薄，质量轻1/4—1/2，⽣产周期短，多⽤于单件、⼩批⽣产。

为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体⼤多做成剖分式，由机座和机盖组成，取轴的中⼼线所在平⾯为剖分⾯。机座与机盖采⽤普通螺栓联结，⽤圆锥销定位。箱体的材料、⽑坯种类与减速器的应⽤场合及⽣产数量有关。

图1—2

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.箱体上

⼤于30—50mm的孔,⼀般都铸造出顶孔,以减少加⼯余量。

变速箱的⼤批量⽣产的机加⼯⼯艺过程中，其主要加⼯⾯有轴承孔系及其端⾯，平⾯，螺纹孔，销孔等。因此加⼯过程中的主要问题是保证的孔的精度及位置精度，处理好孔与平⾯的相互关系。2图纸技术要求分析

2.1 图纸的错误及修改

查看图纸，我们可以发现⼀些错误1、 主视图上，左上⾓吊⽿宽25mm 应该为26mm 。2、 左视图上，轴承孔旁边的凸台尺⼨15mm 应该去掉。

3、 左视图缺少剖⾯线。

2.2 图纸的技术要求分析

1、涡轮轴承孔（分上下两半）轴线处与结合⾯内其允许的位置度误差为0.60mm 。

2、蜗杆涡轮两轴承孔轴线的垂直度误差为0.19mm ，公差等级为10级。

3、蜗杆轴承孔端⾯与其轴线的垂直度误差为0.10mm ，公差等级为8级。

4、蜗轮轴承孔（分上下两半）圆柱度误差为0.012mm ，公差等级为7级。

5、蜗轮轴承孔端⾯与其轴线的垂直度误差为0.10mm ，公差等级为8级。

6、机座与机盖结合⾯的平⾯度误差为0.025mm ，公差等级为6级。

7、两轴承孔（φ0.0400130+和0.0400125φ+）公差代号均为H7。

8、减速器箱体铸成后，应清理并进⾏时效处理。

9、机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不⼤于mm 。

10、应检查与机座接合⾯的密封性，⽤0.05㎜塞尺塞⼊深度不得⼤于结合⾯宽度的1／3，⽤涂⾊法去检查接触⾯积达每个结合⾯⼀个斑点。11、与机座连接后，打上定位销进⾏镗孔，镗孔时接合⾯处禁放任何衬垫。 12、机械加⼯未标注偏差尺⼨处精度为IT12。13、铸造尺⼨精度为IT16。

14、未注明的倒⾓为C2，粗糙度为Ra12.5。 15、未注明的铸造倒⾓半径为R ＝3～mm 。 16、机座的上端⾯的粗糙度为Ra1.6。 17、窥视⼝⾯的粗糙度为Ra12.5。

18、输出轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5、输⼊轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5。

3 计算⽣产纲领确定⽣产类型

3.1计算⽣产纲领

按给定的年产量、废品率、备品率计算⽣产纲领：

计算公式N=Q·n(1+α%+β%)

其中零件在每台产品中的数量n=1（件/台），年产量Q=25000（件/年），废品率α%=3%，备品率β%=4%

所以N=Q·n(1+α%+β%) =25000×1×（1+3%+4%）=267503.2 划分类型

查表3-1（划分类型的参考数据）

表3-1

由于减速器箱体属于中型零件，确定箱体的⽣产属于⼤量⽣产。4材料的选择和⽑坯的制造⽅法的选择及⽑坯图

4.1、材料的选择

由于减速器箱体的外形及内形状相对⽐较复杂，⽽且它只是⽤来起连接作⽤和⽀撑作⽤的，综合考虑，抗拉强度⼩于200MPa，所以选⽤灰铸铁（HT200）,因为铸铁中的碳⼤部分或者全部以⾃由状态状⽯墨存在，较⾼强度铸铁，基体组织为珠光体,《机械加⼯⼯艺⼿册第⼆版》。它的强度、耐磨性、耐热性均⽐较好，铸造性能好，能承受较⼤承受⼒的零件。端⼝呈灰⾊。它具有良好铸造性能、切削加⼯，减磨性，加上它熔化配料简单，成本低、⼴泛⽤于制造结构复杂逐渐和耐磨件，有由于含有⽯墨，⽯墨本⾝具有润滑作⽤，⽯墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。此外，由于铸件中带有硬度很⾼的磷共晶，⼜能使抗磨能⼒进⼀步提⾼，这对于制备箱体林间具有重要意义。

如果没有HT200时此种材料可以⽤QT400-15或QT400-18代替。其抗拉强度为250MPa,减震性优于HT200，但铸造性能⽐HT200差，切削加⼯性能较好，对缺⼝敏感性⽐钢低。

4.2⽑坯的制造⽅法

4.2.1⽑坯制造⽅法

铸造是制造机器零件⽑坯的重要⽅法，⼴泛应⽤于各类机器零件，铸造⼯艺灵活性⼤，成本低，⼏乎不受零件⼤⼩，形状和结构复杂程度的限制，故选择铸造的⽅法⽣产⽑坯。因为是⼤量⽣产，故选择⾦属模，机器造型。4.2.2 分型⾯的选择

机盖以结合⾯为分型⾯，将吊⽿做成活块，易于拔模。结合⾯为重要加⼯⾯，因此浇注位置应置于机盖顶部表⾯，防⽌产⽣砂眼、⽓孔等。为了补缩，上⾯设

有冒⼝。为了造型时⽅便拔模⽽设计了拔模斜度。

机座的分型⾯在蜗杆轴承孔中⼼线的⽔平⾯上，分成上下两半，采⽤两箱造型铸造。采⽤注式浇注系统，在直浇道下⾯设有横浇道。浇注的时候重要的加⼯⾯应该向下，为了补缩，上⾯设有冒⼝。为了造型时⽅便拔模⽽设计了拔模斜度。4.3⽑坯图

拔模⽅向

分型⾯

活块

上箱拔模⽅向

下箱拔模⽅向分型⾯

5定位基⾯的选择及分析

5.1 机座的定位基准

（1）机座结合⾯的粗加⼯基准：

以底⾯为粗基准粗铣结合⾯，这样可以保证轴承孔轴线与结合⾯平⾏度要求。（2）底座的粗、精加⼯基准：

以经过粗加⼯后的结合⾯为基准，来铣作为精基准的底⾯。

（3）钻地脚螺栓孔：

以底⾯为基准钻地脚螺栓孔，锪地脚螺栓孔沉头，来作为以后精铣结合⾯和加⼯孔的“⼀⾯两销”定位孔。

（4）半精铣、精铣结合⾯：

以底⾯和地脚螺栓孔作为“⼀⾯两销”的定位基准，半精铣和精铣结合⾯，这样可以使结合⾯获得均匀的加⼯余量和较⾼的位置精度。

（5）钻结合⾯螺栓孔光孔、钻轴承孔旁螺纹孔、铣油槽、铣放油孔和油标孔凸台⾯、钻放油孔和油标孔：

均以底⾯和地脚螺栓孔为加⼯基准。5.2 机盖的定位基准

（1）机盖结合⾯的粗加⼯基准：

以结合⾯凸缘下表⾯及两侧⾯为基准粗铣结合⾯，⽤以作为后续⼯序粗加⼯基准。

（2）粗、精铣窥视孔⾯：

以经过粗加⼯后的结合⾯为基准来加⼯窥视孔⾯，⽤以作为加⼯结合⾯的精基准。（3）钻窥视孔⾯螺钉孔，钻结合⾯螺栓孔光孔并锪平，钻轴承孔旁螺栓孔，钻结合⾯右侧螺纹孔：

以结合⾯为定位基准。

（4）半精铣，精铣结合⾯：

以窥视孔⾯及箱盖两侧⾯为精基准来加⼯结合⾯，这样“互为基准”保证结合⾯加⼯余量均匀和较⾼的位置精度要求。5.3 合箱后定位基准

（1）钻绞定位销孔：

以底座⾯和两地脚螺栓孔为定位基准，使机座和机盖配合准确。

（2）粗精铣轴承孔端⾯，钻轴承盖螺纹孔，粗镗、半精镗、精镗轴承孔：以机座底⾯和两个地脚螺栓孔为定位基准，这样使定位准确、夹紧可靠，获得较⾼的位置精度。6 加⼯⼯作量及加⼯⼿段组合

6.1 加⼯总量统计

（1）机座：轴承孔端⾯2个，轴承孔，结合⾯，底⾯，三个油孔及其端⾯，螺纹孔1812M ?、416M ?、48M ?，光孔424φ?、417φ?。

（2）机盖：结合⾯，窥视孔凸台⾯，螺纹孔66M ?、612M ?、16M ，光孔417φ?、418φ?，锥销孔210φ?。

（3）合箱：轴承孔端⾯2个，轴承孔。6.2 ⼯序尺⼨及偏差计算

（1）上下箱结合⾯

加⼯⼯序：粗铣——半精铣——精铣——精细铣 ⼯序余量：粗铣2.5mm 半精铣1.5mm

精铣0.8mm 精细铣0.2mm

⼯序公差：60.011IT 精细铣70.018

IT 精铣

90.043

IT 半精铣 110.11IT 粗铣 16

1.3IT ⽑坯 计算⼯序尺⼨：精细铣0.0110

15 Ra1.6~0.8 精铣+0.018

015.2 Ra3.2~1.6 半精铣+0.043016 Ra12.5~3.2 粗铣+0.11017.5

Ra25~12.5

⽑坯+1.3020

（2）蜗杆轴承孔

加⼯⼯序：粗镗——半精镗——精镗——浮动镗 ⼯序余量：粗镗2.5mm 半精镗1.5mm

精镗0.75mm 浮动镗0.25mm

⼯序公差：70.040IT 浮动镗

8

0.063IT 精镗 100.016

IT 半精镗 12

0.4IT 粗镗 16

2.2

IT ⽑坯 计算⼯序尺⼨：浮动镗+0.040

0130φ

Ra1.6~0.8

精镗+0.0630129.5φ Ra3.2~0.8 半精镗+0.160128φ Ra6.3~3.2 粗镗+0.40125φ

Ra12.5~6.3

⽑坯孔120φ

（3）蜗轮轴承孔

加⼯⼯序：粗镗——半精镗——精镗——浮动镗 ⼯序余量：粗镗2.5mm 半精镗1.5mm

精镗0.75mm 浮动镗0.25mm

⼯序公差：70.040IT 浮动镗

8

0.063

IT 精镗 100.016

IT 半精镗 12

0.35IT 粗镗 16

2.2

IT ⽑坯 计算⼯序尺⼨：浮动镗+0.040

0125φ

Ra1.6~0.8 精镗+0.063

0124.5φ Ra3.2~0.8 半精镗+0.160123φ Ra6.3~3.2 粗镗+0.350120φ

Ra12.5~6.3

⽑坯孔115φ

（4）轴承端⾯

加⼯⼯序：粗铣——半精铣——精铣

⼯序余量：粗铣3mm 半精铣1mm 精铣1mm

⼯序公差：70.03

IT 精铣

90.074