谐波减速器壳体

设计题目

设计“谐波减速器壳体”零件（图S0-7）成组机械加工工艺规程及某一重要工序的成组夹具。各种壳体年产50－500件不等，按订单生产。

图S0-7 谐波减速器壳体

课程设计说明书（实例二）

1. 零件图分析

1.1 零件的功用

本零件为谐波减速器壳体，用于安装谐波减速器各零件，使其获得正确的装配关系。其中内孔D1用于安装刚轮，内孔D6用于安装支承低速轴（输出轴）的轴承。同时壳体外圆表面D7也是谐波减速器的安装基准面。

1.2 零件工艺分析

本零件主体形状为回转体零件，其最主要加工面是内孔D1、D6，外圆D7，以及与内孔D1、D6垂直度要求较高的几个端面，如何保证这些表面本身的加工精度和相互位置精度是加工工艺需要重点考

虑的问题。

本零件的另一特点是螺孔较多，其中螺孔S1位置度要求较高，螺孔S3、S4、和S5也有一定的位置度要求，在工艺上应给予保证。本零件结构对于4种不同型号的谐波减速器完全一样，仅尺寸有所区别，但也在一定的尺寸范围内。故可以采用成组工艺和成组夹具。

2. 确定毛坯

2.1 确定毛坯制造方法

本零件的材料是ZL102，故宜采用铸件。

2.2 确定总余量

由表S-14确定外圆、内孔直径上总余量为5mm，端面总余量为2.5mm。

2.3 绘制毛坯图（略）

3. 制定零件工艺规程

3.1 选择表面加工方法

1）由于工件材料为铝合金，故各回转表面及端面均采用车削方法加工：对于重要回转表面及端面采用粗车－半精车－精车加工方法，对于次要回转表面及端面采用粗车或粗车－半精车加工方法。

2）螺孔采用钻孔－攻丝加工方法。为保证螺孔的位置精度，均应使用钻夹具进行加工。

3.2 选择定位基准

1）精基准选择零件的设计基准是D6孔和大端面C，根据基准重合原则，并同时考虑统一精基准原则，选D6孔和大端面C作为主要定位精基准。在钻螺纹底孔的工序中，考虑工件定位和装夹的方便，选大端面C和D1孔作为定位精基准。为保证D7外圆和D6孔的同轴度，加工D6孔时采用D7外圆表面作为定位基准；而在精加工D7外圆表面时，采用D6孔作为定位基准。这体现了互为基准的原则。

2）粗基准选择为保证加工面与不加工面的位置关系，选不加工的四方面作为定位粗基准。

3.3 拟定零件加工工艺路线

生产车间有普通车床和数控车床可供选择。考虑到该零件孔的加工难度较大，为了稳定地保证加工精度也为了提高加工效率，精加工采用数控车床。主要加工工序如下：

1）半精车小端面、D7外圆、台阶面及D4孔（普通车床，四爪卡盘）；

2）半精车内空刀槽D3×（L2－L3）（普通车床，三爪卡盘）；

3）时效处理；

4）精车大端面，精车D1孔，半精车D2孔，精车D6孔，倒角0.5×45°（数控车床，三爪卡盘）；

5）精车D7外圆，精车台阶面，倒角1×45°，精车D4孔，精车L9槽（直径D5）（数控车床，可胀心轴）；

6）中间检验：精车各部尺寸；

7）钻4－S3螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）；

8）钻6－S4螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）；

9）钻4－S5螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）；

10）钻S1和S2螺纹底孔，锪沉头孔（台式钻床，钻夹具）；

11）中间检验：螺纹底孔尺寸及位置；

12）攻丝：4－S3（台式钻床，钻夹具）；

13）攻丝：6－S4（台式钻床，钻夹具）；

14）攻丝：4－S5（台式钻床，钻夹具）；

15）攻丝：S1和S2（台式钻床，钻夹具）；

16）最终检验。

3.4 选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具（参考表S－5，表S－6）

3.5 填写工艺过程卡片（表S0-15）

表S0-15 谐波减速器壳体成组加工工艺过程卡片

3.6 机械加工工序设计

● 工序01

工序卡片见表S0-16。

● 工序04

工序卡片见表S0-17。

● 工序10

工序卡片见表S0-18。

4 成组夹具设计（以10工序夹具为例进行说明）

4.1 功能分析与夹具总体结构设计

本工序要求以壳体大端面（3点）和D1孔（2点）定位，钻S1、S2螺纹底孔，锪D13孔，要求保证位置尺寸L5和L7，其中位置尺寸L5要求较严格，是夹具设计需要着重考虑的问题。

夹具方案设计工件分别以大端面、短圆柱孔和四方面为第一、第二和第三定位基准，可采用大端面＋短圆柱面的定位方式，以满足3点定位和2点定位的要求，1点定位则可采用可调支承来实现。

夹具总体结构设计

1）考虑生产批量不大，故采用手动夹紧。

2）S1螺纹底孔有3个，且圆周上均匀分布，故宜做成回转式钻模，采用分度盘和插销进行分度。

3）为适应不同尺寸零件加工需要定位元件应做成可换方式。

4）为减小由于钻削轴向力引起工件变形和位移，应在钻头对应位置上加辅助支承。

5）为便于安装工件，钻模板采用铰链式结构。

6）尺寸L5要求较严格，故钻S1螺纹底孔的钻模板位置固定，调整钻S2螺纹底孔的钻模板位置，以适应不同孔距要求。

4.2 夹具设计计算（略）

4.3 夹具制造与操作说明

本夹具分度与定位装置是夹具设计制造的关键。定位装置既要满足不同型号壳体零件的定位尺寸要求，又要保证定位端面至S1螺纹底孔钻套的距离，为此必须严格按夹具零件图纸要求进行加工。同时夹具在转换加工零件时，必须进行仔细的调整和检测。

装夹工件时，用力要适当，以免产生夹紧变形。锪D13孔时，须将相应的钻模板掀起，利用锪钻自身导向。夹具装配图如下：