减速器箱体零件的机械加工工艺设计

1 目目 录录 一 产品的概述 二 产品图 三 有关零件的说明和设计要求 四 计算生产纲领确定生产类型 五 材料的选择和毛坯的制造方法的选择即毛坯图 六 确定加工余量 七 基准的选择和分析 八 加工工作量及工艺手段组合 九 工艺过程 十 重要工序卡片 十一 切削力和加紧力的计算 十二 夹具原理图 十三 实习心得 十四 参考书和参考资料目录 2 一 产品的概述 变速器箱体在整个减速器总成中的作用是起支撑和连接的作用 的 它把各个零件连接起来 支撑传动轴 保证各传动机构的正确 安装 变速器箱体的加工质量的优劣 将直接影响到轴和齿轮等零 件位置的准确性 也为将会影响减速器的寿命和性能 变速器箱体是典型的箱体类零件 其结构和形状复杂 壁薄 外部为了增加其强度加有很多加强筋 有精度较高的多个平面 轴 承孔 螺孔等需要加工 因为刚度较差 切削中受热大 易产生震 动和变形 二 产品图二 产品图 3 三 三 有关零件的说明和设计要求有关零件的说明和设计要求 零件名称零件名称设计说明设计说明 减速器箱体铸成后 应清理并进行时效处理 机盖和机座合箱后 边缘应平齐 相互错位每边不大于 2 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 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 何衬套 安装滚动轴承的空隙的粗糙度是 Ra1 6 机械加工未标注偏差尺寸处精度为 IT12 铸造尺寸精度为 IT18 轴承孔端面和轴心的垂直度为 0 010 圆柱度为 0 012 未注明的倒角为 2 45 粗糙度为 Rz50 机机 盖盖 未注明的铸造倒角半径为 R 3 5 机座的上端面的粗糙度为 Ra1 6 机箱盖和机座的接合面处的平面度为 0 025 窥视口面的粗糙度为 Rz50 轴承孔的同轴度为 0 03 轴承孔的中心位置度为 0 60 机机 座座 轴承孔的上偏差是 0 040 下偏差是 0 4 四 计算生产纲领确定生产类型四 计算生产纲领确定生产类型 年产量 Q 10000 件 年 该零件在每台产品中的数量 n 1 件 台 废品率 3 备品率 5 由公式 N Q n 1 得 N 10000 1 1 3 5 10800 查表 机制工艺生产实习及课程设计 中表 6 1 确定的生 产类型为大量生产 因此 可以确定为 Y 流水线的生产方式 又因为在加工箱盖和 底座的时候有很多的地方是相同的 所以可选择相同的加工机床 采取同样的流水线作业 到不同的工序的时候就采用分开的方法 所以可以选择先重合后分开再重合的方式的流水线作业 虽然是大 批量生产 从积极性考虑 采用组合机床加工 流水线全部采用半 自动化的设备 五 材料的选择和毛坯的制造方法的选择即毛坯图五 材料的选择和毛坯的制造方法的选择即毛坯图 1 1 材料的选择 材料的选择 由于减速器箱体的外形与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 以我们可以选用灰口铸铁 HT200 因为铸铁中的碳大部分或全部 以自由状态片状石墨存在 断口呈灰色 它具有良好铸造性能 切 削加工性好 减磨性 加上它熔化配料简单 成本低 广泛用于制 造结构复杂铸件和耐磨件 又由于含有石墨 石墨本身具有润滑作 轴承孔的内壁的粗糙度为 Ra2 5 机座不得漏油 5 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 这对于制备箱体零件具有重要意义 如果没有 HT200 时 此种材料可以用 45 号钢 经正火或退火处理就可以达到强度和韧性 2 2 毛坯的制造方法 毛坯的制造方法 由于我们所需要的产量比较大 还有铸铁可以满足零件的性能 需要 所以我们可以选择制造毛坯的方法为金属模机器造型金属模机器造型 根据 零件图可知 减速箱上的孔除主要的轴承孔是铸造的外 其它的孔 都是加工出来的 因为查表得 在大量生产的时候通孔的最小直径 是 12 15 这些不铸造的孔都是在加工的过程中加工 由于减速器箱体为大批量生产 分成上下两半采用两箱造型 采用中注式浇注系统 上面设几个冒口 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 应为铸件的上表面容易产生砂 眼 气孔等 由于尽量使铸造工艺简单只采用一个分型面 这样可 以提高铸造的精度 3 3 毛坯图 毛坯图 见附图 见附图 六 确定加工余量六 确定加工余量 查 金属机械加工工艺人员手册 查出各加工面的加工余量 并在毛坯图上标出 上箱结合面 6 5 1 5 输入轴承孔端面 5 52 5 输入轴承孔 6 0 1 2R 6 输出轴承孔端面 5 02 0 输出轴承孔 6 0 1 2R 窥视孔端面 4 0 1 0 下箱结合面 6 5 1 5 下箱底面 4 5 1 5 下箱排油孔端面 4 0 1 0 七 定位基准的选择和分析七 定位基准的选择和分析 工件工序内容定位基准 粗铣箱盖结合面上箱的凸缘面 钻上箱结合面的螺栓孔上箱的凸缘面 粗精铣窥视孔面上箱结合面 钻吊环孔上箱结合面 上 箱 精铣 细铣上箱结合面上箱的凸缘面 粗铣下箱结合面下箱底面 粗铣下箱底面上箱的凸缘面 钻下箱底面螺栓孔上箱的凸缘面 钻下箱结合面螺栓孔下箱底面 钻油槽孔 排油孔螺孔下箱底面 铣排油孔面 排油孔攻丝下箱底面 锪油槽孔及结合面螺栓孔下箱底面 下 箱 锪下箱底面螺栓孔下箱结合面 粗 精铣轴承孔端面下箱底面 7 镗轴承孔面螺孔并攻丝下箱底面合箱后 钻轴承孔端面螺孔并攻丝下箱底面 八 加工工作量及工艺手段组合八 加工工作量及工艺手段组合 减速器箱体要加工共有九个面 上箱结合面 窥视孔台阶面 下箱结合面 下箱底面 下箱排油孔台阶面 输入轴承孔端面 输 入轴承孔端面 此外 除了要镗轴承孔外 还要加工的有上下箱螺 栓孔 上箱吊环孔 窥视孔台阶面 下箱底面螺栓孔 游标空 排 油孔 油槽 上下箱定位销孔 下面查工序确定各工序的尺寸和偏差 1 输入轴承孔 A 加工工序 扩孔 粗镗 半精镗 精镗 细镗 B 工序余量 扩孔后 粗镗 5 半精镗 2 6 精镗 0 3 细132 镗 0 1 C 工序公差 毛坯 1 2 IT12 0 51 粗镗 IT11 0 25 半精镗 IT9 0 1 精镗 IT7 0 04 细镗 D 工序尺寸 细镗 精镗 半精镗 0 040 0 140 0 1 0 139 9 0 25 0 139 6 粗镗 0 51 0 137 扩孔132 毛坯 130 1 2 2 输入轴承孔端面 A 加工工序 粗铣 精铣 B 工序余量 粗铣 3 0 精铣 2 0 C 工序公差 毛坯 2 5 IT11 0 36 粗铣 IT10 0 23 精铣 8 D 工序尺寸 精铣 粗铣 毛坯 0 23 0 350 36 0 0 352 3552 5 3 输出轴承孔 A 加工工序 扩空 粗镗 半精镗 精镗 细镗 B 工序余量 扩孔后 粗镗 5 半精镗 2 6 精镗 0 3 细132 镗 0 1 C 工序公差 毛坯 1 2 IT12 0 51 粗镗 IT11 0 25 半精镗 IT9 0 1 精镗 IT7 0 04 细镗 D 工序尺寸 细镗 精镗 半精镗 0 040 0 140 0 1 0 139 9 0 25 0 139 6 粗镗 扩孔132 毛坯 0 51 0 137 130 1 2 4 输出轴承孔端面 A 加工工序 粗铣 精铣 B 工序余量 粗铣 3 0 精铣 2 0 C 工序公差 毛坯 4 0 IT11 0 36 粗铣 IT10 0 23 精铣 D 工序尺寸 精铣 粗铣 毛坯 0 23 0 350 36 0 0 354 3604 0 5 上箱结合面 A 加工工序 粗铣 精铣 细铣 B 工序余量 粗铣后 17 精铣 1 6 细铣 0 4 C 工序公差 毛坯 1 5 IT12 0 59 粗铣 IT10 0 185 精铣 IT9 0 09 细铣 D 工序尺寸 精铣 粗铣 毛坯 0 090 0 15细铣 0 18 0 15 4 0 59 0 17 20 1 5 6 下箱结合面 A 加工工序 粗铣 精铣 细铣 B 工序余量 粗铣后 17 精铣 1 6 铣细 0 4 C 工序公差 毛坯 1 5 IT12 0 59 粗铣 IT10 0 185 精铣 IT9 0 09 细铣 D 工序尺寸 精铣 粗铣 毛坯 0 090 0 15细铣 0 18 0 15 4 0 59 0 17 9 20 1 5 7 窥视口台阶面 A 加工工序 粗铣 B 工序余量 粗铣 4 0 C 工序公差 毛坯 1 0 IT11 0 11 粗铣 D 工序尺寸 粗铣 毛坯 11 0 0 15 19 1 0 8 下箱底面 A 加工工序 粗铣 B 工序余量 粗铣 4 C 工序公差 毛坯 1 5 IT11 0 29 粗铣 D 工序尺寸 粗铣 毛坯 0 290 0 25 29 1 5 9 排油孔处台阶面 A 加工工序 粗铣 精铣 B 工序余量 粗铣 2 0 精铣 1 0 C 工序公差 毛坯 1 0 IT11 0 11 粗铣 IT10 0 07 精铣 D 工序尺寸 粗铣 毛坯 0 07 0 8精铣 0 11 0 9 11 1 0 九 工艺过程九 工艺过程 在拟定工艺过程的时候应考虑 先面后孔 先粗后精 工序适 当等原则 整个加工工艺过程可分为两大部分 第一部分是上下箱 体的分别加工 第二部分是合箱后的加工 两步之间应安排钳工工 序 钻铰两定位孔 并打入定位销 10 上上 箱箱 工工 序序工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准设备设备刀具刀具 1 1 毛坯铸造 2 2 热处理 人工时效处 理 3 3 粗铣 粗铣上箱结 合面 上箱凸缘面 X53T 硬质合金面 铣刀 4 4 钻钻螺栓孔上箱凸缘面 Z35T 麻花钻 丝 锥 5 5 粗铣 粗铣窥视孔 面 上箱结合面及凸缘面 X53T 硬质合金面 铣刀 6 6 钻 钻窥视孔面 攻丝钻两吊 环 上箱侧面及凸缘面 Z53T 麻花钻 7 7 检查 检查窥视孔 面螺孔深度 8 8 攻丝 窥视孔面螺 孔攻丝 上箱结合面 凸缘侧面 Z53T 丝锥 9 9 锪平锪平螺栓孔上箱结合面 凸缘面 组合锪 床 1010 精铣 精铣上箱结 合面 上箱凸缘面 轴承孔侧面 硬质合金面 铣刀 11 如果是小批单件生产 加工工艺过程中应安排划线的工序 但由于 是大批生产 采用流水线生产 故省略划线工序 下下 箱箱 工工 序序工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准设备设备刀具刀具 1 毛坯铸造 2 热处理进行人工时效处理 3 粗铣粗铣下箱结合面下箱底面 侧面 轴承孔 X53K 硬质合金面铣刀 4 粗铣粗铣下箱底面下箱接合面 侧面 凸缘面 X53K 硬质合金面铣刀 5 钻钻下箱底面螺栓孔排油 孔 下箱接合面 侧面 凸缘面 Z35 锥柄麻花钻 6 攻丝排油孔攻丝下箱接合面 侧面 凸缘面 Z35 锥柄麻花钻 丝 锥 7 铰下箱底面为定位 底座上的螺栓孔钻扩铰下箱接合面 侧面 凸缘面 Z35 长刃机用铰刀 8 钻钻下箱接合面螺栓孔 下箱底面 两螺栓孔 凸缘 面 Z35 锥柄麻花钻 丝 锥 9 锪平下相结合面螺栓孔锪平下箱底面 两螺栓孔 凸缘 面 Z35 锥柄麻花钻 丝 锥 10 钻钻油标孔下箱接合面 侧面 凸缘面 Z35 锥柄麻花钻 丝 锥 1111 铣精细铣下箱结合面下箱底面 侧面 凸缘面 X53K 硬质合金面铣刀 由于下箱有两凸缘面的原因 因此下箱接合面与底面上螺栓孔的 1111细铣 细铣上箱结 合面 硬质合金面 铣刀 12 锪平不能用组合钻床直接锪平 而必须采用特殊的刀杆 把套式锪 钻插装在特殊刀杆上来锪平螺栓孔 而且还应该先让刀杆穿过螺栓 孔 在装上套式锪钻 然后再进行反锪 合箱后 合箱后 工工 序序工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准设备设备刀具刀具 1 1钳工合箱 螺栓联接 钻两定位销孔 打入定位销 下箱底面 钳工台 2 2粗铣 粗铣轴承孔端面 下箱底面及两定 位用工艺销孔 X63T 硬质合金 面铣刀 3 3 精铣 精铣轴承孔端面下箱底面及两定 位用工艺销孔 X63T 硬质合金 面铣刀 4 4 镗 粗镗 半精精 镗两轴承孔 下箱底面及两定 位用工艺销孔 T68 硬质合金 镗刀 5 5钻钻轴承孔端面螺 孔 下箱底面及两定 位用工艺销孔 Z35 锥柄麻花 钻 6 6检查检查螺孔深度 7 7攻丝轴承孔端面螺孔 攻丝 下箱底面及两定 位用工艺销孔 Z35 丝锥 8 8拆箱 去毛刺 13 钳工清洗 合箱 打 标记 钳工台 9 9终检查 因为两轴承孔的左右端面成对称分布 且端面上的螺孔 也呈对称分布 因此 在加工端面 轴承孔以及螺孔时 综合考 虑到受力和生产效率 采用两左右端面同时加工的方式 十 重要工序卡片十 重要工序卡片 选用工序为精铣下箱结合面 1 机床的选择 铣接合面需要立式铣床 再根据箱体的体积 查手册选择铣床 X53K 机床功率为 10KW 2 刀具的选择 因为加工面宽度较大 铣刀选择硬质合金镶齿 套式面铣刀 箱体材料为铸铁 则刀具材料选择 YG8 据加工面宽 度 B 350mm 选择铣刀直径 D 400mm 3 求切削速度及刀具转速 查手册得 T 420 B 350 z 14 0 28mm min 切削深 z S 度 t 1 6mm 将数据代入上面的公式得 v 85 65mm min 则 铣刀每分钟的转数 n 68 16 转 min D v 4 铣削加工工时计算 查表知 基本 T m 21 S LLL 式中 L 为走刀长度 L 590mm 为切入长度 查表得 104mm 2 L 2 L 14 为超出长度 查表得 5mm 3 L 3 L 为工作台进给量 z n 267mm min m S m S z S 将数据代入上式中 得 2 67min 基本 T 查表得 15 20 辅助 T 基本 T 5 7 组织服务 T 基本 T 10 15 技术服务 T 基本 T 2 6 间歇 T 基本 T 3 5 准备终结 T 基本 T 由上面公式得 35 50 i T 基本 T 则 1 35 1 50 3 74min 单件 T 基本 T 工序卡片见附录 十一 切削力和夹紧力的计算十一 切削力和夹紧力的计算 本工序 精铣下箱接合面 是一次走刀 四个夹块对称分布 1 单位切削力