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东华理工大学长江学院
课程设计报告
课程设计题目：
制造技术基础实践
学生姓名：阮红艳
专
业：材料成型及控制工程 班
级：10306701 指导教师：廖老师
2012年12月22日
实验说明
本次实验是通过对二级圆柱齿轮减速器的系列实验实训，锻炼学生各方面的能力。基本流程如下：
一、结合减速器实物及资料主要完成以下内容：了解减速器的用途、布局及传动路线；分析减速器主要零部件的结构特点，对减速器主要零件箱体、箱盖、轴承盖、齿轮、主轴等进行材质、热处理工艺及结构工艺性分析。
二、按“轴系组”和“箱体组”分别测绘减速器的主要零部件，测绘过程不仅需要按实物画图、标注尺寸，还需要结合相关设计手册资料确定零件公称尺寸、公差精度、材料、热处理方式及各种技术要求等。
三、了解加工精度的概念；了解安装因素对加工精度的影响形式。针对所选零件，分析零件加工和装配工艺性要求。
目录
一：实验目的 二：测量及拆装工具 三：拆装步骤及实验内容 四：端盖零件图样分析
1、平面的精度要求 2．孔系的技术要求
3．孔与平面间的位置精度 4．表面粗糙度
四：端盖工艺性分析
1、零件的分析
2、基面的选择
3、粗基准的选择
4、精基准的选择
5、制定工艺路线
6、箱体类零件的加工工艺过程分析
7、箱体零件的结构工艺性
五：机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 六：轴承的选择要点 七：实验心得
一：实验目的1、了解减速器结构，熟悉各零件的名称，形状，用途及各零件之间的装配关系。
2、观察齿轮的轴向固定方式及安装顺序。
3、了解轴承的安装尺寸及拆装方法。
4、了解减速器各附件的名称，结构，安装位置及作用。
5、培养对减速器主要零件尺寸的目测和测量能力。
6、辅助完成图纸绘制、二：测量及拆装工具
游标卡尺、钢板尺、活动扳手、呆扳手、十字改锥和一字改锥 三：拆装步骤于实验内容
1、拔出减速器箱体两端的定位销；
2、拧下轴承端盖上的螺栓，取下轴承端盖及调整垫片；
3、拧下上下箱体连接螺栓及轴承旁连接螺栓；
4、把上箱体取下；
5、测量齿轮端面至箱体内壁的距离并记录，测量输出端大齿轮外圆至箱体内壁的距离和输入端小齿轮外圆至箱体内壁的距离炳记录，测量输出端大齿轮外圆至下箱体底面的距离并记录；
6、逐级取下轴上的轴承、齿轮等，观察轴的结构，测量阶梯轴的各段直径的长度，齿轮轮廓宽度，与安装齿轮出的长度进行尺寸比较。
7、目测训练：估算齿轮的齿数，外圆直径，齿宽，两齿轮的中心距，轴的直径等
8、测量轴的安装尺寸，了解轴承的安装，拆卸，固定，调整方法；
9、了解炳掌握齿轮在轴上的轴向固定方法；
10、观察了解减速器辅助零件的用途，结构和安装位置的要求；
11、测量箱体的有关尺寸
12、拆卸测量完毕，依次装好；
四：端盖零件图样分析
1、平面的精度要求：
箱体零件的设计基准一般为平面，本箱盖各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。其表面粗糙度为1.6。2．孔系的技术要求：
箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内，为0.04。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。
3．孔与平面间的位置精度：
箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。箱体零件轴承座与轴线间的平行度误差为0.050mm。
4．表面粗糙度：
重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为1.6μm。
五、箱盖工艺性分析
1、零件的分析（1）零件的作用
圆锥一圆柱齿轮二级减速器箱盖与箱机共同组成减速器外壳，箱盖位于箱体的上部，与箱体共同组成一个封闭空间，用来安装齿轮、轴、轴承等零件，保持其内部零件正确配合及其润滑，确保运转平稳、可靠。
（2）零件的加工工艺分析
箱盖的材料为HT200。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。有时为了减轻重量,用有色金属 合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等)。在单件小批生产中,为了缩短生 产周期有时也采用焊接毛坯。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。
该减速器箱盖主要的加工面有：（1）箱盖与箱体的结合面
这一组加工表面包括：6-φ12mm螺栓孔、2-φ9mm螺栓孔定位销孔及启盖螺栓孔M9mm(2)箱盖的观察孔结合面
这一组加工表面包括：尺寸为4一M6mm的观察孔固定螺栓孔
2、基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确合理。可以保证零件的加工质量，生产效率也可以提高。否则，在加工工艺过程中会使零件精度降低．造成零件的成批不合格甚至报废，生产效率低。
3、粗基准的选择
考虑与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加 工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选 择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面为粗基准。例如：机床床身导轨面 是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身 的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的 加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定 位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经粗加工。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证箱盖在整个加 工过程中基本上都能用统一的基准定位。从箱盖零件图分析可知，主要是选择加 工箱盖底面的装夹定位面为其加工粗基准。3.3 3.3.2 精基准选择的原则（1）基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免 定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。（2）基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保 证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具 比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定 位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。（3）互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准 反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准 磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则，有些精加工或光 整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加 工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固 可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证箱盖在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。选择精基准的原则时，考虑的重点是有 利于保证工件的加工精度并使装夹准。本次工艺设计所采用的加工粗基准为上箱体与下箱体的结合面，加工上箱体 的下结合面，作为定位的粗基准。（2）精基准的选择
与箱体结合的面既是装配基准，又是设计基准。用它作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则．实现箱体零件典型定位．其余各面和孔的加工也能用它定位。这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，结合面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠、操作方便，这样是较为合理的。（3）制定工艺路线
根据各表面加工要求和各种方法能达到的经济性和精度要求．考虑生产纲领已确定为中批生产。又考虑到采用通用机床和专用夹具。并尽量使工序集中来提高生产率．确定工艺路线方案如下：
考虑将钻工序提前安排至打入定位销工序后。这样可以直接用螺栓将箱盖、箱体夹紧而不用夹具，减少了工时，同时可以更有效的提高铣端面、镗轴孔工序的尺寸精度。因观察孔结合面的面积较小，故加工此平面时用铣床加工．在整个加工过程中．无论是粗加工阶段还是精加工阶段。都应遵循“先面后孔”的原则，这是因为：第一，面是整个机体的装配基准：第二，平面的面积较孔的面积大，以面定位可使零件装夹稳定、可靠。因此，以面定位加工孔，有利于提高定位精度和加工精度。所以加工工艺路线如下： 铸造：
时效：人工时效检验铸件各部分尺寸；工序1O 划线：
工序2O 粗精刨结合面：
工序30 将箱盖、箱体对准合拢后夹紧，配绞二定位销孔．打人 锥销，用夹具夹紧箱盖、箱体；
工序40 钻螺栓孔8一φ12mm、钻攻启盖螺纹孔M 10mm ； 工序5O 装配箱盖螺栓：
工序6O 粗精铣2-~φ63mm、φ86mm轴孔端面： 工序7O 粗精铣观察孔结合面：
工序8O 粗精镗2-~φ63mm、φ86mm轴孔：
工序9O 钻攻螺纹孔8一M12mm孔、4一M9mm孔及吊耳孔2一 q~2Omm ；
工序100 修锉毛刺、清洗、打标记： 工序110 检验： 工序120 入库。
箱体的主要表面有平面和轴承支承孔。主要平面的加工，对于中、小件，一般在牛头刨床或普通铣床上进行。对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。单件小批生产精度较高的平面时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外，一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度，可采用组合铣削和组合磨削。
（注：合理的工艺规程在企业生产与技术改进方面有着非常重要的影响，与机床夹具进行合理应用，可以保证产品优质、高产、低成本，充分发挥现有设备的潜力，同时还在工人加工技术改进，减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用。）
6、箱体类零件的加工工艺过程分析
箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削，也可采用车削。当生产批量较大时，可采用各种组合铣床对箱体各平面进行多刀、多面同时铣削；尺寸较大的箱体，也可在多轴龙门铣床上进行组合铣削，可有效提高箱体平面加工的生产率。箱体平面的精加工，单件小批量生产时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外，一般多用精刨代替传统的手工刮研；当生产批量大而精度又较高时，多采用磨削。为提高生产效率和平面间的位置精度，可采用专用磨床进行组合磨削等。箱体上
公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔，一般需要经过3～4次加工。可采用扩一粗铰一精铰，或采用粗镗－半精镗一精镗的工艺方案进行加工(若未铸出预孔应先钻孔）。以上两种工艺方案，表面粗糙度值可达Ra0.8～1.6μm。铰的方案用于加工直径较小的孔，镗的方案用于加工直径较大的孔。当孔的加工精度超过IT 6级，表面粗糙度值Ra小于0.4μm时，还应增加一道精密加工工序，常用的方法有精细镗、滚压、珩磨、浮动镗等。
7、箱体零件的结构工艺性
1、箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意 本箱盖加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。箱盖的内端面加工比较困难，结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。为了减少加工中的换刀次数，箱盖上的紧固孔的尺寸规格应保持一致。
2、加工工艺过程
由以上分析可知，该箱盖零件的主要加工表面是平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于箱盖来说，加工过 程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及各尺寸精度。
五：机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
根据上述原始资料及加工工艺，采取铸造毛坯件，分别确定各加工表面的机 械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下：（1）毛坯的结构工艺要求： 减速器箱盖为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： ① 铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。② 铸造圆角要适当，不得有尖角。③ 铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。④ 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。⑤ 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。（2）毛坯形状、尺寸确定的要求 设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： ① 各加工面的几何形状应尽量简单。② 工艺基准以设计基准相一致。③ 便于装夹、加工和检查。④ 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。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。
六：轴承的选择要点
轴承是各种机械的旋转轴或可动部位的支承件,广泛用于汽车轮毂轴承、拖拉机、柴油机、电动机等机械。轴承的种类、型号及尺寸是多种多样的。为使机械装置发挥出预期的性能，因此选购轴承是至关重要的。
1、轴承径向载荷
主要承受径向载荷的轴承为向心轴承。这类轴承的公称接触角a0≤450。尺雨相同的滚子轴承比球轴承能承受的径向载荷更大。
N型和NU型圆柱滚子轴承只能承受径向载荷，其它类型的向心轴承既可承受径向载荷，也可以承受轴向载荷。
2、轴承轴向载荷
主要承受轴向载荷的轴承一般为推力轴承，它的公称接触角落a0≥450。推力轴承和推力角接触球轴承根据结构不同可以同时承受一个或两个方向的轴向力。当承受向力特别高时优选用推力圆柱滚子轴承和推力调心滚子轴承。
推力调心滚子轴承和单向推力角接触球轴承可以同时承受轴向载荷和径向载荷，其它推力轴承只能承受轴向载荷。
3、轴承自身长度补偿
支承一根轴和轴承通常采用固定轴承和游动轴承组合的结构。游动轴承补偿轴的长度误差和热膨胀。
NU型和N型圆柱滚子轴承是理想的游动轴承，这些轴承自身可以对长度进行补偿。轴承内外圈可以用紧配合。
4、滑动配合长度补偿
不可分离轴承（如深沟球轴承和调心滚子轴承）也可作游动轴承。这类轴承两个套圈中的一个采用配合，没有轴向固定面。因此，轴承的一个套圈可以在其支承面上活动。
5、可分离轴承（精度）
这是一种套圈可以分开安装的轴承，当两个套圈都采用紧配合时其优点十分突出。
可分离轴承包括四点接触球轴承、双半内圈的双列角接触球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、推力圆柱滚子轴承和推力调心滚子轴承。而不可分离轴承有：深沟球轴承，单列角接触球轴承，调心球轴承，鼓形滚子轴承和调心滚子轴承。
：轴承是各种机械的旋转轴或可动部位的支承件,广泛用于汽车轮毂轴承、拖拉机、柴油机、电动机等机械。轴承的种类、型号及尺寸是多种多样的。为使机械装置发挥出预期的性能，因此选购轴承是至关重要的。
1、轴承径向载荷
主要承受径向载荷的轴承为向心轴承。这类轴承的公称接触角a0≤450。尺雨相同的滚子轴承比球轴承能承受的径向载荷更大。
N型和NU型圆柱滚子轴承只能承受径向载荷，其它类型的向心轴承既可承受径向载荷，也可以承受轴向载荷。
2、轴承轴向载荷
主要承受轴向载荷的轴承一般为推力轴承，它的公称接触角落a0≥450。推力轴承和推力角接触球轴承根据结构不同可以同时承受一个或两个方向的轴向力。当承受向力特别高时优选用推力圆柱滚子轴承和推力调心滚子轴承。
推力调心滚子轴承和单向推力角接触球轴承可以同时承受轴向载荷和径向载荷，其它推力轴承只能承受轴向载荷。
3、轴承自身长度补偿
支承一根轴和轴承通常采用固定轴承和游动轴承组合的结构。游动轴承补偿轴的长度误差和热膨胀。
NU型和N型圆柱滚子轴承是理想的游动轴承，这些轴承自身可以对长度进行补偿。轴承内外圈可以用紧配合。
4、滑动配合长度补偿
不可分离轴承（如深沟球轴承和调心滚子轴承）也可作游动轴承。这类轴承两个套圈中的一个采用配合，没有轴向固定面。因此，轴承的一个套圈可以在其支承面上活动。
5、可分离轴承（精度）
这是一种套圈可以分开安装的轴承，当两个套圈都采用紧配合时其优点十分突出。
可分离轴承包括四点接触球轴承、双半内圈的双列角接触球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、推力圆柱滚子轴承和推力调心滚子轴承。而不可分离轴承有：深沟球轴承，单列角接触球轴承，调心球轴承，鼓形滚子轴承和调心滚子轴承。
六：注意事项
1、实验前认真阅读实验指导书；
2、拆装过程中不准用锤子敲打；
3、各零件轻拿轻放，注意安全； 七：实验心得
通过本次综合实践使我对零件的制造过程、加工工艺规程和夹具设计都有了更进一步的认识和了解，也加深了对大学四年中所学基础知识的学习和理解。本次综合实践是理论联系实际的最直接有效的方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，但是当你运用结合实际的时候往往会存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，本次综合实践使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。在本次综合实践中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。
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