減速器箱體零件的機械加工工藝設(shè)計

減速器箱體零件的機械加工工藝設(shè)計,減速器,箱體,零件,機械,加工,工藝,設(shè)計 目 錄 一、 產(chǎn)品的概述 二、 產(chǎn)品圖 三、 有關(guān)零件的說明和設(shè)計要求 四、 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型 五、 材料的選擇和毛坯的制造方法的選擇即毛坯圖 六、 確定加工余量 七、 基準(zhǔn)的選擇和分析 八、 加工工作量及工藝手段組合 九、 工藝過程： 十、 重要工序卡片 十一、切削力和加緊力的計算 十二、夾具原理圖 十三、實習(xí)心得 十四、參考書和參考資料目錄 一、產(chǎn)品的概述 變速器箱體在整個減速器總成中的作用是起支撐和連接的作用的，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各傳動機構(gòu)的正確安裝。變速器箱體的加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準(zhǔn)確性，也為將會影響減速器的壽命和性能。 變速器箱體是典型的箱體類零件，其結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜，壁薄，外部為了增加其強度加有很多加強筋。有精度較高的多個平面、軸承孔，螺孔等需要加工，因為剛度較差，切削中受熱大，易產(chǎn)生震動和變形。 二、產(chǎn)品圖 三、有關(guān)零件的說明和設(shè)計要求 零件名稱 設(shè)計說明 機 蓋 ①減速器箱體鑄成后，應(yīng)清理并進行時效處理。 ②機蓋和機座合箱后，邊緣應(yīng)平齊，相互錯位每邊不大于2㎜ ③應(yīng)檢查與機座接合面的密封性，用0.05㎜塞尺塞入深度不得大于結(jié)合面寬度的1／3，用涂色法去檢查接觸面積達每個結(jié)合面一個斑點。 ④與機座連接后，打上定位銷進行鏜孔，鏜孔時接合面處禁放任何襯套。 ⑤安裝滾動軸承的空隙的粗糙度是Ra1.6。 ⑥機械加工未標(biāo)注偏差尺寸處精度為IT12。鑄造尺寸精度為IT18。 ⑦軸承孔端面和軸心的垂直度為0.010，圓柱度為0.012。 ⑧未注明的倒角為2×45°，粗糙度為Rz50 ⑨未注明的鑄造倒角半徑為R＝3～5㎜ 機 座 ①機座的上端面的粗糙度為Ra1.6。 ②機箱蓋和機座的接合面處的平面度為0.025。 ③窺視口面的粗糙度為Rz50。 ④軸承孔的同軸度為0.03。 ⑤軸承孔的中心位置度為0.60。 ⑥軸承孔的上偏差是0.040，下偏差是0。 ⑦軸承孔的內(nèi)壁的粗糙度為Ra2.5。 ⑧機座不得漏油。 四、計算生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型 年產(chǎn)量Q＝10000（件/年），該零件在每臺產(chǎn)品中的數(shù)量n=1（件/臺），廢品率α＝3％，備品率β＝5％。 由公式N＝Q×n（1＋α＋β）得： N＝10000×1×（1＋3％＋5％）=10800 查表（《機制工藝生產(chǎn)實習(xí)及課程設(shè)計》中表6－1）確定的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 因此，可以確定為Y流水線的生產(chǎn)方式，又因為在加工箱蓋和底座的時候有很多的地方是相同的，所以可選擇相同的加工機床，采取同樣的流水線作業(yè)，到不同的工序的時候就采用分開的方法，所以可以選擇先重合后分開再重合的方式的流水線作業(yè)。雖然是大批量生產(chǎn)，從積極性考慮，采用組合機床加工，流水線全部采用半自動化的設(shè)備。 五、材料的選擇和毛坯的制造方法的選擇即毛坯圖 1、材料的選擇 由于減速器箱體的外形與內(nèi)形狀相對比較復(fù)雜，而且它只是用來起連接作用和支撐作用的，綜合考慮，抗拉強度小于200MPa，所以我們可以選用灰口鑄鐵（HT200），因為鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好，減磨性，加上它熔化配料簡單，成本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件，又由于含有石墨， 石墨本身具有潤滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和儲存潤滑油，使鑄件有良好的耐磨性。此外，由于鑄件中帶有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力進一步提高，這對于制備箱體零件具有重要意義。如果沒有HT200時此種材料可以用45號鋼，經(jīng)正火或退火處理就可以達到強度和韌性。. 2、毛坯的制造方法 由于我們所需要的產(chǎn)量比較大，還有鑄鐵可以滿足零件的性能需要，所以我們可以選擇制造毛坯的方法為金屬模機器造型。根據(jù)零件圖可知，減速箱上的孔除主要的軸承孔是鑄造的外，其它的孔都是加工出來的。因為查表得：在大量生產(chǎn)的時候通孔的最小直徑是12～15㎜。這些不鑄造的孔都是在加工的過程中加工。 由于減速器箱體為大批量生產(chǎn)，分成上下兩半采用兩箱造型。采用中注式澆注系統(tǒng)，上面設(shè)幾個冒口。在直澆道下面設(shè)有橫澆道。澆注的時候重要的加工面應(yīng)該向下，應(yīng)為鑄件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔等。由于盡量使鑄造工藝簡單只采用一個分型面，這樣可以提高鑄造的精度。 3、毛坯圖，（見附圖） 六、確定加工余量 查《金屬機械加工工藝人員手冊》，查出各加工面的加工余量，并在毛坯圖上標(biāo)出 上箱結(jié)合面： 輸入軸承孔端面： 輸入軸承孔： 輸出軸承孔端面： 輸出軸承孔： 窺視孔端面： 下箱結(jié)合面： 下箱底面： 下箱排油孔端面： 七、定位基準(zhǔn)的選擇和分析 工件 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 上 箱 粗銑箱蓋結(jié)合面 上箱的凸緣面 鉆上箱結(jié)合面的螺栓孔 上箱的凸緣面 粗精銑窺視孔面 上箱結(jié)合面 鉆吊環(huán)孔 上箱結(jié)合面 精銑、細銑上箱結(jié)合面 上箱的凸緣面 下 箱 粗銑下箱結(jié)合面 下箱底面 粗銑下箱底面 上箱的凸緣面 鉆下箱底面螺栓孔 上箱的凸緣面 鉆下箱結(jié)合面螺栓孔 下箱底面 鉆油槽孔、排油孔螺孔 下箱底面 銑排油孔面、排油孔攻絲 下箱底面 锪油槽孔及結(jié)合面螺栓孔 下箱底面 锪下箱底面螺栓孔 下箱結(jié)合面 合箱后 粗、精銑軸承孔端面 下箱底面 鏜軸承孔面螺孔并攻絲 下箱底面 鉆軸承孔端面螺孔并攻絲 下箱底面 八、加工工作量及工藝手段組合 減速器箱體要加工共有九個面，上箱結(jié)合面、窺視孔臺階面、下箱結(jié)合面、下箱底面、下箱排油孔臺階面、輸入軸承孔端面、輸入軸承孔端面。此外，除了要鏜軸承孔外，還要加工的有上下箱螺栓孔，上箱吊環(huán)孔、窺視孔臺階面、下箱底面螺栓孔、游標(biāo)空、排油孔、油槽、上下箱定位銷孔。 下面查工序確定各工序的尺寸和偏差 1、輸入軸承孔 A、 加工工序：擴孔—粗鏜—半精鏜--精鏜—細鏜 B、 工序余量：擴孔后，粗鏜5，半精鏜2.6，精鏜0.3，細鏜0.1 C、 工序公差：毛坯1.2，，，， D、 工序尺寸：細鏜，精鏜，半精鏜，粗鏜 擴孔132，毛坯 2、輸入軸承孔端面 A、 加工工序：粗銑—精銑 B、 工序余量：粗銑3.0，精銑2.0 C、 工序公差：毛坯2.5，， D、 工序尺寸：精銑，粗銑，毛坯 3、輸出軸承孔 A、 加工工序：擴空—粗鏜—半精鏜--精鏜—細鏜 B、 工序余量：擴孔后，粗鏜5，半精鏜2.6，精鏜0.3，細鏜0.1 C、 工序公差：毛坯1.2，，，， D、 工序尺寸：細鏜，精鏜，半精鏜，粗鏜，擴孔132，毛坯 4、輸出軸承孔端面 A、加工工序：粗銑—精銑 B、工序余量：粗銑3.0，精銑2.0 C、工序公差：毛坯4.0，， D、工序尺寸：精銑，粗銑，毛坯 5、上箱結(jié)合面 A、加工工序：粗銑—精銑—細銑 B、工序余量：粗銑后17，精銑1.6，細銑0.4 C、工序公差：毛坯1.5，，， D、工序尺寸：，精銑，粗銑，毛坯 6、下箱結(jié)合面 A、加工工序：粗銑—精銑—細銑 B、工序余量：粗銑后17，精銑1.6，銑細0.4 C、工序公差：毛坯1.5，，， D、工序尺寸：，精銑，粗銑，毛坯 7、窺視口臺階面 A、 加工工序：粗銑 B、 工序余量：粗銑4.0 C、 工序公差：毛坯1.0， D、 工序尺寸：粗銑 ，毛坯 8、下箱底面 A、 加工工序：粗銑 B、 工序余量：粗銑4 C、 工序公差：毛坯1.5， D、 工序尺寸：，粗銑，毛坯 9、排油孔處臺階面 A、 加工工序：粗銑—精銑 B、 工序余量：粗銑2.0，精銑1.0 C、 工序公差：毛坯1.0，， D、 工序尺寸：，粗銑，毛坯 九、工藝過程： 在擬定工藝過程的時候應(yīng)考慮，先面后孔，先粗后精，工序適當(dāng)?shù)仍瓌t。整個加工工藝過程可分為兩大部分，第一部分是上下箱體的分別加工，第二部分是合箱后的加工，兩步之間應(yīng)安排鉗工工序，鉆鉸兩定位孔，并打入定位銷。 上 箱： 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 設(shè)備 刀具 1 毛坯鑄造 2 熱處理 人工時效處理 3 粗銑 粗銑上箱結(jié)合面 上箱凸緣面 X53T 硬質(zhì)合金面銑刀 4 鉆 鉆螺栓孔 上箱凸緣面 Z35T 麻花鉆，絲錐 5 粗銑 粗銑窺視孔面 上箱結(jié)合面及凸緣面 X53T 硬質(zhì)合金面銑刀 6 鉆 鉆窺視孔面攻絲鉆兩吊環(huán) 上箱側(cè)面及凸緣面 Z53T 麻花鉆 7 檢查 檢查窺視孔面螺孔深度 8 攻絲 窺視孔面螺孔攻絲 上箱結(jié)合面、凸緣側(cè)面 Z53T 絲錐 9 锪平 锪平螺栓孔 上箱結(jié)合面、凸緣面 組合锪床 10 精銑 精銑上箱結(jié)合面 上箱凸緣面、軸承孔側(cè)面 ――――― 硬質(zhì)合金面銑刀 11 細銑 細銑上箱結(jié)合面 ―――――――――― ――――― 硬質(zhì)合金面銑刀 (如果是小批單件生產(chǎn)，加工工藝過程中應(yīng)安排劃線的工序，但由于是大批生產(chǎn)，采用流水線生產(chǎn)，故省略劃線工序。) 下 箱： 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 設(shè)備 刀具 1 毛坯鑄造 2 熱處理 進行人工時效處理 3 粗銑 粗銑下箱結(jié)合面 下箱底面，側(cè)面，軸承孔 X53K 硬質(zhì)合金面銑刀 4 粗銑 粗銑下箱底面 下箱接合面，側(cè)面，凸緣面 X53K 硬質(zhì)合金面銑刀 5 鉆 鉆下箱底面螺栓孔排油孔 下箱接合面，側(cè)面，凸緣面 Z35 錐柄麻花鉆 6 攻絲 排油孔攻絲 下箱接合面，側(cè)面，凸緣面 Z35 錐柄麻花鉆、絲錐 7 鉸 下箱底面為定位 底座上的螺栓孔鉆擴鉸 下箱接合面，側(cè)面，凸緣面 Z35 長刃機用鉸刀 8 鉆 鉆下箱接合面螺栓孔 下箱底面，兩螺栓孔，凸緣面 Z35 錐柄麻花鉆、絲錐 9 锪平 下相結(jié)合面螺栓孔锪平 下箱底面，兩螺栓孔，凸緣面 Z35 錐柄麻花鉆、絲錐 10 鉆 鉆油標(biāo)孔 下箱接合面，側(cè)面，凸緣面 Z35 錐柄麻花鉆、絲錐 11 銑 精細銑下箱結(jié)合面 下箱底面，側(cè)面，凸緣面 X53K 硬質(zhì)合金面銑刀 （由于下箱有兩凸緣面的原因，因此下箱接合面與底面上螺栓孔的锪平不能用組合鉆床直接锪平，而必須采用特殊的刀桿，把套式锪鉆插裝在特殊刀桿上來锪平螺栓孔。而且還應(yīng)該先讓刀桿穿過螺栓孔，在裝上套式锪鉆，然后再進行反锪。） 合箱后： 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 設(shè)備 刀具 1 鉗工 合箱，螺栓聯(lián)接、鉆兩定位銷孔、打入定位銷 下箱底面 鉗工臺 2 粗銑 粗銑軸承孔端面 下箱底面及兩定位用工藝銷孔 X63T 硬質(zhì)合金面銑刀 3 精銑 精銑軸承孔端面 下箱底面及兩定位用工藝銷孔 X63T 硬質(zhì)合金面銑刀 4 鏜 粗鏜、半精精鏜兩軸承孔 下箱底面及兩定位用工藝銷孔 T68 硬質(zhì)合金鏜刀 5 鉆 鉆軸承孔端面螺孔 下箱底面及兩定位用工藝銷孔 Z35 錐柄麻花鉆 6 檢查 檢查螺孔深度 7 攻絲 軸承孔端面螺孔攻絲 下箱底面及兩定位用工藝銷孔 Z35 絲錐 8 鉗工 拆箱，去毛刺，清洗，合箱，打標(biāo)記 鉗工臺 9 終檢查 （因為兩軸承孔的左右端面成對稱分布，且端面上的螺孔也呈對稱分布。因此，在加工端面，軸承孔以及螺孔時，綜合考慮到受力和生產(chǎn)效率，采用兩左右端面同時加工的方式。） 十、重要工序卡片 選用工序為精銑下箱結(jié)合面 1、機床的選擇：銑接合面需要立式銑床，再根據(jù)箱體的體積，查手冊選擇銑床X53K，機床功率為10KW 2、刀具的選擇：因為加工面寬度較大，銑刀選擇硬質(zhì)合金鑲齒套式面銑刀。箱體材料為鑄鐵，則刀具材料選擇YG8。據(jù)加工面寬度：B=350mm，選擇銑刀直徑D=400mm。 3、求切削速度及刀具轉(zhuǎn)速： 查手冊得：T=420, B=350，z=14，=0.28mm\min，切削深度t=1.6mm。 將數(shù)據(jù)代入上面的公式得：v=85.65mm\min 則：銑刀每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)n==68.16轉(zhuǎn)/min 4、銑削加工工時計算：查表知 = 式中：L為走刀長度，L=590mm。 為切入長度，查表得：=104mm。 為超出長度，查表得：=5mm。 為工作臺進給量，=*z*n=267mm/min 將數(shù)據(jù)代入上式中，得=2.67min。 查表得：=(15~20)%* =（5~7）%* =(10~15)%* =(2~6)%* =(3~5)%* 由上面公式得：=(35~50)%* 則：=(1.35~1.50)% =3.74min 工序卡片見附錄 十一、切削力和夾緊力的計算 本工序（精銑下箱接合面）是一次走刀，四個夾塊對稱分布。 1，單位切削力P。 查手冊知：P=*k 其中：a為切削厚度，a=1.6mm k為材料強度修正系數(shù)，k=1.0 則：P=112.2（kg/） 2，主切削力及各分力。 查手冊知：= 其中：B為銑削寬度，B=350mm。 為工作臺進給量，=267mm/min。 t為切削深度，t=1.6mm。 v為切削速度，v=85.65mm/min。 將上面的數(shù)據(jù)代入公式，得=195.5kg 化為力學(xué)單位，=195.5kg*9.8n/kg=1916.1N 查手冊知： =(0.3~0.4)=0.35*=670.6N =(0.85~0.95)=0.9*=1724.5N =(0.50~0.55)=0.50*=958N 3，查摩擦系數(shù)和安全系數(shù)。 摩擦系數(shù)：底座面與箱體定位面摩擦系數(shù)=0.4 夾具與箱體受夾面的摩擦系數(shù)=0.9 安全系數(shù)：基本安全系數(shù)=1.3 加工狀態(tài)系數(shù)=1.0 刀具鈍化系數(shù)=1.2 切削特征系數(shù)=1.0 則：總安全系數(shù)k==1.56 4，求夾緊力。 由上面計算的各分力可知，橫向分力大于水平分力，故只需考慮橫向力 因為采用的是對稱分布的四夾塊裝置，取箱體自重=300N則有： 4**+(4*++)=k* 將數(shù)據(jù)代入公式中得：=420.6N 16