减速器箱体盖加工工艺编制夹具设计和三维实体造型设计

1 箱体的结构特点箱体的结构特点 箱体是机器和部件的基础零件 由它将机器和部件中许多零件连接成一个 整体 并使之保持正确的相互位置 彼此能协调地运动 常见的箱体零件有 各种 形式的机床主轴箱 减速箱和变速箱等 各种箱体类零件由于功用不同 形状结构差别较大 但结构上也存在着相同 的特点 1 1 尺寸较大尺寸较大 箱体通常是机器中最大的零件之一 它是其他零件的母体 如大型减速箱体长 达 5 6m 宽 3 4m 重 50 60 吨 正因为它是一个母体 所以它是机器整体的最大零 件 2 形状复杂形状复杂 其复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及在空间的相互位置 为确 保零件的载荷与作用力 尽量缩小体积 有时为了减少机械加工量或减轻零件的重 量 而又要保证足够的刚度 常在铸造时减小壁的厚度 再在必要的地方加筋板 凸 台 凸边等结构来满足工艺与力的要求 3 精度要求精度要求 有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔 这些平面和孔的 加工质量将直接影响机器的装配精度 使用性能和使用寿命 4 有许多紧固螺钉定位箱孔 有许多紧固螺钉定位箱孔 这些孔虽然没有什么特殊要求 但由于分分布在大型零件上 有时给加工 带来很大的困难 由于箱体有以上共特点 故机械加工劳动量相当大 困难也相当大 例如 减速箱体在镗孔时 要如何保证位置度问题 都是加工过程较困难的问题 减速器箱体的主要技术要求 减速器箱体的主要技术要求 分离的减速器箱体的主要加工部位有 轴承支承孔 结合面 端面 底座 装配基面 上平面 螺栓孔 螺纹孔等 对这些加工部位的技术要求有 1 减速器箱体 机盖的上平面与结合面及机体的底面与结合面必须平行 其误 差一超过 0 06 1000mm 2 2 减速器箱体结合面的表面粗糙度 Ra 植不超过两结合面间隙不超过 0 03mm 取 0 02mm 3 轴承支承孔的轴线必须在结合面上 其误差不超过 0 2mm 4 轴承支承孔的尺寸公差一般为 HT 表面粗糙度 Ra 小于 1 6 m 圆柱度误 差不超过孔径公差的一半 孔距精度允许公差为 0 03mm 0 05mm 5 减速器箱体的底面是安装基准 保证精度为 0 2mm 6 减速器箱体各表面上的螺孔均有位置度要求 其位置度公差为 0 15mm 减速器箱体的机械加工工艺过程 减速器箱体的机械加工工艺过程 图 1 1 技术要求 1 未注明铸造圆角5 8mm 2 铸件进行时效处理 3 机体与机盖一起镗孔 4 机体与机盖自由组合后 主剖面处缝隙不大 0 05mm M6 15深 刮平 深 锥销孔与机 体同加工 刮平 向 F向 深 机盖 吴紫东 万 HT20 40 机体不准漏油 深15 制图 攀枝花学院01机制本 校核 比例 材料 件数 1 深25 深10 背面刮平 背面刮平 锥销孔与盖同时加工 机座 1 未注明铸造圆角5 8mm 2 铸件进行时效处理 3 机体与机盖一起镗孔 4 机体与机盖自由组合后 主剖面处缝隙不大 0 05mm 技术要求 机体不准漏油 向 刮平 攀枝花学院01机制本 吴紫东 校核 制图 万件数 材料 比例 1 HT20 40 x45 3 图 1 2 分析图 1 1 和图 1 2 可知 1 主要孔 主要孔 装轴承支承孔 2 110 0 025 0 01 2 主要平面 主要平面 底座的底面和结合面 箱盖的结合面和顶部为孔面 支承孔的端面等 3 其他 加工 其他主要连接孔 螺孔 销钉孔以及一些特别的凸台面等 轴承支承孔通常在镗床上镗削 加工连接孔 螺孔 销钉在钻床上进行 主要平面通常在龙门铣削 支承孔端面可以在镗孔同一次安装中加工出来 减速器箱体的机械加工过程取决于精度要求 批量大小 结构特点 尺寸 重量 大小等因素 此处还应考虑车间的条件 中间有无热处理工序 由图可知 减速器箱体整个加工工艺过程分为两大阶段 先对箱盖和机体 分别进行加工 而后合箱对整体箱进行加工 第一阶段主要完成平面 紧固孔 油塞孔和油标的加工 为整体合箱做准备 第二阶段为合装好的箱体上加工轴 承孔及其端面 第二阶段加工完成后 还应拆箱 为了保证轴承孔加工精度和 拆装后的重复精度 应在两阶段之间安排钳工工序 钻铰二定位销孔 并打入 定位销 三 零件图分析三 零件图分析 1 110 0 025 0 01两轴孔的圆度公差 0 01mm 圆柱度公差为 0 01mm 2 上箱体结合面对 E 面的位置度公差为 0 2mm 3 110的轴心线对 C D 端面的垂直度公差为 0 08mm 对另一轴心线的 01 0 025 0 4 垂直度为 0 046mm 4 110的轴心线对 A B 的垂直度公差为 0 08mm 01 0 025 0 5 下箱体结合面对 C 面的位置度公差为 0 2mm 6 铸件人工时效处理 7 零件材料 TH 40 8 箱体做煤油参漏试验 四 减速器加工的工艺路线四 减速器加工的工艺路线 拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步 在拟定时应充分调查研究 多 提几个方案 加以分析比较确定一个最合理方案 拟定工艺路线要考虑解决以下几个问题 采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度 以及需留的加工余量以及需留的加工余量 参考参数参考参数 表 1 1 在选择各表面的加工方法时 要综合考虑以下因素 1 要考虑加工表面的精度和表面质量要求 根据各加工表面的技术要求 选择加工方法及分几次加工 2 根据生产类型选择 在大批量生产中可专用 的高效率的设备 在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法 如 柴油机连杆小头孔的加工 在 小批量生产时 采用钻 扩 铰加工方法 而在 大批量生产时采用拉削加工 3 要考虑被加工材料的性质 例如 淬火钢必须采用磨削或电加工 而 有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮 一般都采用精细车削 高速精铣等 4 要考虑工厂或车间的实际情况 同时也应考虑不断改进现有加工方法 和设备 推广新技术 提高工艺水平 此外 还要考虑一些其它因素 如加工表面物理机械性能的特殊要求 工件形 状和重量等 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法 2 加工阶段的划分 加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时 常把整个加工过程划分为几个阶段 5 1 粗加工阶段 2 半精加工阶段 3 精加工阶段 4 光整加工阶段 减速器减速器 WH212 机盖的工艺过程机盖的工艺过程 工序号工序名称工 序 内 容工艺装备 1铸造 2清砂清除浇注系统 冒孔 型砂 飞边 飞 刺等 3热处理人工时效处理 4涂漆非加工面涂防锈漆 5粗铣 半精 铣 以结合面 主轴孔为定位基准 加紧工 件 铣顶部平面与凸台 保证尺寸 3mm 专用铣床 6 粗铣 半精 铣 以已加工的顶面及侧面做定位基准 装 夹工件 专用工装 铣结合面 保证尺 寸 210 0 036mm 注意周边尺寸 留 磨削余量 0 25 0 30mm 专用铣床 7 钻钻 4 13mm 孔 刮平 4 28mm 钻 4 11mm 孔 刮平 4 25mm 专用钻床 8 钻以结合面及主轴孔定位 钻 攻 2 M8 螺 纹 锪 钻 攻 2 M10 x1 螺纹 钻 攻 5 M6 深 15 螺纹 专用钻床 9 磨以顶面及一侧定位 装夹工件 磨结合 面至图样尺寸 210 0 036mm 专用磨床 10检验检查各部尺寸及精度 减速器减速器 WH212 机座的工艺过程机座的工艺过程 工序号工序名称工 序 内 容工艺装备 1铸造 6 2清砂清除浇注系统 冒孔 型砂 飞边 飞 刺等 3热处理人工时效处理 涂漆非加工面涂防锈漆 粗铣 半精 铣 以底面及侧面定位 装夹工件 铣结合 面 留磨削余量 注意尺寸 14 和 30mm 专用铣床 粗铣 半精 铣 以结合面及轴承孔定位 装夹工件铣底 面 保证高度尺寸 160 0 036mm 工艺 尺寸 专用铣床 钻 钻低面 4 19mm 孔 其中两个铰至 19 50 0 01mm 工艺用 刮平 36 专用钻床 钻 以底面及销钉定位 钻 4 11 刮背面 25 钻 4 13 刮背面 28 专用钻床 钻 以两个工艺孔及底面定位 加紧工件 钻 铰 25mm 测油孔 锪 56mm 深 2mm 钻 攻 3 M6 深 10mm 钻 攻 2 M16x1 5 底孔 刮平 25mm 专用钻床 10磨 以一面两孔定位 装夹工件 磨结合面 保证尺寸 160 0 036mm专用磨床 11钳工箱体底部用煤油做参漏试验 12检查检查各部尺寸及精度 减速器减速器 WH212 箱体的工艺过程箱体的工艺过程 工序号工序名称工 序 内 容工艺装备 1 钳将箱盖 箱体对准合箱 用 4 M10 4 M12 的螺栓 螺母紧固 2 钻铰 2 6mm 1 50 锥 装入锥销 专用钻床 3钳将箱盖 箱体做标记编号 7 4粗铣 半精 铣 以底面与两孔定位 按底面一边找正 夹紧工件 兼顾一面的加工尺寸 铣另 一端面 保证尺寸 230 0 29 0 专用铣床 5粗铣 半精 铣 以底面与两孔定位 按底面一边找正 夹紧工件 兼顾一面的加工尺寸 铣另 一端面 保证尺寸 285 0 32 0 专用铣床 6 粗镗以底面定位 以加工过的端面找正 装 夹工件 粗镗 2 110轴承孔 留加 01 0 025 0 工余量 0 3 0 4mm 保证两轴中心线的垂 直度公差 0 3mm 保证结合面与轴承孔的 位置度公差为 0 2mm 专用镗床 7半精镗 以底面定位 以加工过的端面找正 装 夹工件 半精镗 2 110轴承孔 留 01 0 025 0 加工余量 0 1 0 2mm 保证两轴中心线的 垂直度公差 0 3mm 保证结合面与轴承孔 的位置度公差为 0 2mm 专用镗床 8精镗 以底面定位 以加工过的端面找正 装 夹工件 按结合面精确对刀 保证结合 面与轴承孔的位置度公差为 0 2mm 精 镗 2 110mm 01 0 025 0 专用镗床 9 钻用底面与两销钉定位用钻摸板钻 攻蜗 杆轴承孔端面螺孔专用钻床 10钻钻 攻蜗轮轴承孔端面螺孔专用钻床 11 钻用带有锥度的直径为 120 130mm 的 90 度的钻锪钻锪轴承孔内边缘倒角 4 1x45 度 专用钻床 12钳拆箱 清理飞边 毛刺 8 13钳合箱 装锥销紧固 14检验检查个部尺寸及精度 15入库入库 主要表面的加工主要表面的加工 一 箱体的平面加工一 箱体的平面加工 箱体平面的粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工 刨削箱体平面的主要特点是 刀具结构简单 机床调整方便 在龙门刨床 上可以用几个刀架 在一次安装工件中 同时加工几个表面 于是 经济地保 证了这些表面的位置精度 箱体平面铣削加工的生产率比刨削高 在成批生产中 常采用铣削加工 当批量较大时 常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同时加工几个平面 即保证了 平面间的位置精度 又提高了生产率 二 主轴孔的加工二 主轴孔的加工 由于主轴孔的精度比其它轴孔精度高 表面粗糙度值比其它轴孔小 故应 在其它轴孔加工后再单独进行主轴孔的精加工 或光整加工 目前机床主轴箱主轴孔的精加工方案有 精镗 浮动镗 金刚镗 珩磨 金刚镗 滚压 孔系加工孔系加工 单件小批生产中 在普通镗床上用以下两种方法进行加工 1 1 从箱体一端进行加工从箱体一端进行加工 2 2 从箱体两端进行镗孔从箱体两端进行镗孔 设计减速器设计减速器 19 底孔夹具底孔夹具 设计任务 设计在成批生产条件下 在专用立式钻床上减速器底孔 19 的钻床夹具 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算 刀具 麻花钻 dw 19mm 则 F 9 81 54 5 ap0 9af0 74ae1 0Zd0 1 0 Fz 切削手册 9 查表得 d0 19mm ae 195 af 0 2 ap 9 5mm Fz 1 06 所以 F 9 81 54 5 2 50 9 0 20 74 192 20 1 06 19 79401N 查表可得 铣削水平分力 垂直分力 轴向力与圆周分力的比值 FL FE 0 8 FV FE 0 6 FX Fe 0 53 故 FL 0 8 FE 0 8 79401 63521N FV 0 6 FE 0 6 79401 47640N FX 0 53 FE 0 53 79401 42082N 在计算切削力时 必须考虑安全系数 安全系数 K K1K2K3K4 式中 K1 基本安全系数 2 5 K2 加工性质系数 1 1 K3 刀具钝化系数 1 1 K2 断续切削系数 1 1 则 F K FH 2 5 1 1 1 1 1 1 63521 N 选用螺旋 板夹紧机构 故夹紧力 fN 1 2 F f 为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数 f 0 25 则 N 0 5 0 25 52841N 结构分析结构分析 按设计步骤 先在各视图部位用双点划线画出工件的外形 然后围绕工件 的布置定位 加紧和导向元件再进一步考虑零件的装卸 各部件结构单元的划 分 加工时操作的方便和结构工艺性的问题使整个夹具设计形成一个整体 1 夹具采用分铸式铸件组合的结构 2 定位板和定位钉安装在夹具体的底面与侧面并通过夹具体的孔与底面的平行 度 保证工件底面与夹具底面的平行度 3 为了便于装卸零件 夹具采用了铰链式的钻模板结构 以保证钻套的位置精 10 度 用琐紧螺钉锁紧 夹具的公差夹具的公差 在夹具设计中 当结构方案确定后 应对所设计的夹具进行精度分析和误差 计算 影响原始尺寸 25的各项误差分析 2 0 0 1 重合 故产生定位误差 定位尺寸 160mm 定位尺寸公差 02mm 在wd I 加工尺寸方向上的投影 这里