反向齿轮器箱体零件加工工艺规程及相关夹具设计

课程设计说明书

设计题目：反向齿轮器箱体零件加工工艺规程

及相关夹具设计

第一部分：加工工艺规程设计

一反向齿轮箱的用途

该反向齿轮箱用途非常广泛。常用于加速减速，就是常说的变速齿轮箱；改变传动方向，例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴；改变转动力矩，同等功率条件下，速度转的越快的齿轮，轴所受的力矩越小，反之越大；离合功能，我们可以通过分开两个原本啮合的齿轮，达到把发动机与负载分开的目的，比如刹车离合器等；分配动力，例如我们可以用一台发动机，通过齿轮箱主轴带动多个从轴，从而实现一台发动机带动多个负载的功能。

二反向齿轮箱的技术要求

按表1的形式将反向齿轮器的主要技术要求列于表1中。

表1 反向齿轮箱零件技术要求表

加工表面尺寸及偏差

mm 表面粗糙度Ra

um

形位公差

mm

上盖接合面200 1.6

0.05

后侧面130 6.3

上盖接合面Φ12mm

孔

12 6.3

Φ16mm沉头孔16 6.3

吊耳上凸台面 6.3

左右端面 6.3

Φ47mm轴承孔Φ47-0.008+0.018错误！未指

定书签。1.6

◎Φ

0.01

A-

B

Φ35mm轴承孔Φ35-0.008+0.018 1.6

◎Φ

0.01A-B

后侧面Φ12mm孔Φ12

+0.019 1.6

Φ35mm吊耳孔Φ350+0.027 3.2

C

∥0.0

5

该反向齿轮箱形状复杂、结构简单，属于典型的箱体零件。为了实现

改变方向、力矩等功能，其轴承孔与轴承有很高的配合要求，因此尺寸加

工精度要求较高，而且要求较高的同轴度。上盖结合面作为设计基准和定

位基准，要求较高的平面度。为了保证齿轮箱有较高的装配精度，上盖面

采用销定位。吊耳孔虽然尺寸精度要求不高，但要求对上盖面有很好的平

行度。

综上所述，该反向齿轮箱的各项技术要求比较合理，符合零件在实际

工作中的功用。

三审查反向齿轮箱的工艺性

分析零件图可知，齿轮箱的上盖接合面和后侧面均要求铣削加工，上

盖接合面的四角伸出端与左右端面相接，这样既减少了加工面积，又减少

了材料的使用，同时还提高了接触刚度；加工Φ47mm轴承孔和Φ35mm轴

承孔时，由于孔径较大，要选择镗刀进行加工，为了满足两孔的同轴度，

可以用在一个工位里完成它们的加工；该齿轮箱是单件小批量的生产，要

求工序尽可能的集中，因此多选用在加工中心上完成，以提高生产效率。

由此可见，该零件的工艺性较好。

四选择毛坯

由于该反向齿轮箱在工作过程中不会受到很大的冲击载荷，对齿轮箱

的强度的冲击韧性要求不是很高所以毛坯可以选用铸件。由于是单件小批

量生产，可以选用灰铸铁材料，用金属模砂型机械铸造的方法得到毛坯。

五定位基准的选择

定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗

基准。

1.精基准的选择

根据该箱体零件的技术要求和装配要求，选择上盖结合面和后侧面作

为精基准进行加工，然而这两个平面是需要加工的表面，因此首先要加工这两个面。选择上盖接合面和后侧面作精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。由于上盖接合面和后侧面又是作为设计是选用的基准，因此选用它们作为基准又遵循了“基准重合”的原则。选用上盖结合面作基准时，采用一面两孔的方式定位，夹紧稳定可靠。

2.粗基准的选择

作为粗基准的表面应平整和光洁，不能有飞边、浇口、毛刺、冒口及其他的缺陷。本箱体零件选用下底面作为粗基准。以下底面作为粗基准加工上盖接合面和后侧面，可以为后续工序准备好精基准。

六工序的分散与集中

本零件是单件小批量生产，可以选择工序集中原则来安排齿轮箱的加工工序。这样就可在工件的一次装夹中，加工好工件的多个平面。因此可以较好地保证这些表面之间的相互位置精度，同时可以减少装夹的次数和辅助时间，并减少工件在机床之间的搬运次数和工作量，有利于缩短生产周期。选用工序集中原则，还可以减少机床和夹具的数量，并相应地减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织管理工作。

七加工顺序的安排

1.机械加工顺序

（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——上盖接合面和后侧面。

（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。

（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——上盖接合面和后侧面，后加工次

要表面——左右端面和四角端面。

（4）遵循“先面后孔”原则，先铣削上盖接合面，再钻接合面上的孔，先铣削吊耳凸台面，再钻孔。

2.热处理工序

先对铸件毛坯进行正火处理，以提高其金属性能。

2.辅助工序

在热处理之后、粗加工之前对铸件涂底漆，以防止工件生锈；精加工之后，安排去毛刺、清洗和终检工序。

八机床的选用及工艺设备选用

在单件小批量生产前提下，为了满足工序集中的原则，可以选用高效专用设备和组合机床，该零件多选用加工中心完成加工过程，其中就有四轴联动的加工中心。在加工的初始阶段选用了通用的立式铣床，这些要提出机床特征并注明机床的型号。工艺设备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片上写出它们的名称，如钻头、千分尺、塞规和铣床夹具等。该零件的加工采用专用夹具。

九确定加工方案

在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表2列出了反向齿轮箱的工艺路线。

表2 反向齿轮箱工艺路线、设备及工装的选用加工表面表面粗糙度Ra/um 加工方案

上盖结合面 1.6 粗铣-半精铣-精铣前端面 6.3 粗铣吊耳上凸台面 6.3 粗铣左右侧面 6.3 粗铣

上盖接合面Φ12mm孔 6.3 钻Φ16mm沉头孔 6.3 锪

Φ47mm轴承孔 1.6 粗镗-半精镗-精镗Φ35mm轴承孔 1.6 粗镗-半精镗-精镗前端面Φ12mm孔 1.6 扩铰

Φ35mm吊耳孔 3.2 粗镗-精镗

十确定加工路线

在综合考虑上述工作结果和工序顺序安排原则的基础上，将反向齿轮