减速箱体课设说明书.doc

引言机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分，是直接生产过程。它是用金属切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件达到要求的形状、尺寸和表面粗糙度。因此机械制造加工工艺主要是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质，成为具有所需的一定精度、粗糙度等的零件。对于加工工艺的编制主要是对其加工工序的确定。对机械加工工艺规程的基本要求可以总结为质量、生产率和经济性三个方面。这三者虽然有时候有矛盾，但是要把它们协调处理好，就成为一个整体。在编制工艺规程的时候要在保证质量的前提下，尽可能的降低成本。因此，好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性的统一表现。1减速器箱体的工艺分析及生产类型的确定1.1减速器箱体的用途图1 零件图箱体是机器的基础零件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连接成一个整体，并保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。箱体的种类很多，其尺寸大小和结构形式随着机器的结构和箱体在机器中功用的不同有着较大的差异。但从工艺上分析它们仍有许多共同之处，其结构特点是：（1）外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种。（2）结构形状比较复杂。内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均。（3）箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系。（4）箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。1.2减速器箱体的技术要求箱体类零件的精度要求较高，从零件图可归纳以下四项精度要求。（1）主要平面的精度装配基面的平面度误差影响主轴箱与床身连接时的接触刚度。若在加工过程中作为定位基准时，还会影响轴孔的加工精度。因此规定底面和导向面必须平直和相互垂直。其垂直度公差等级为5级。（2）表面粗糙度重要孔和主要表面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，其具体要求一般用Ra值来评价。主要孔为Ra1.6m，其它各纵向孔为Ra3.2m，装配基准面和定位基准面为Ra3.2m，其它平面为Ra6.3、25m。（3）孔径精度孔径的尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔配合不良。装轴承的孔不圆，也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳动。主要孔的尺寸精度约为IT8级，可由镗保证。（4）孔和平面的位置精度一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，他们决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。为减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上只允许主轴前端向上和向前偏。毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体铸造后应安排退火或时效处理工序。1.3减速器箱体的工艺性此零件为减速箱箱体如图1所示，其重要加工表面和次要表面为图中1个47、2个35、2个40的孔。设计合理的加工方法，工序数量和顺序，主要保证以下精度：（1）在加工前，安排划线工艺是为了保证工件壁厚均匀，并及时发现铸件的缺陷减少废品。（2）两个40垂直孔的孔距117，可采用装心轴的方法检测。（3）两个35垂直孔的孔距130，可采用装心轴的方法检测。（4）孔35轴心线与孔40轴心线的垂直度公差为0.05mm，可采用一次装夹来保证。（6）孔轴线与孔47轴心线的垂直度公差为0.05mm，可采用一次装夹来保证。（7）孔75与孔47的圆跳动公差为0.05mm，可采用采用一次装夹来保证。1.4确定减速器箱体的生产类型根据生产纲领不同,生产规模也不相同，按照年产量的大小，可分为大量生产、成批生产、单件生产三种生产类型来分类。其中，成批生产又可分为大批生产、中批生产和小批生产。小批生产和单件生产的工艺特点相似，大批生产和大量生产的工艺特点相似，因此生产上常按单件小批生产、中批生产和大批大量生产来划分生产类型。表1生产类型的规范生产类型同类零件的年产量/件重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量100-2000kg)轻型（零件质量小于100kg）单件生产5201000500050000减速器箱体零件一般为中型零件，其年产量为：5000件。由表1可知，该零件的生产类型为：大批生产。2确定毛坯、绘制毛坯件图2.1选择毛坯材料箱体材料一般选用HT100HT400的各种牌号的灰铸铁，最常用的为HT150，这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱可选用耐磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用铸钢件。2.2确定制造方法常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，对于结构比较复杂的零件采用铸件比锻件合理；（3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。本零件采用砂型铸造机器造型。（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。对于本箱体零件根据其机械性能的要求、其生产类型为大批大量生产、其结构外形较为复杂并且其使用新工艺技术的可能性较小，所以本箱体材料选为铸铁，采用铸造毛坯。切削加工表面粗糙度值主要取决于切削残留面积的高度。影响切削残留面积高度的因素主要包括：刀尖圆弧半径、主偏角、副偏角及进给量等。切削加工后表面粗糙度的实际轮廓形状，一般都与纯几何因素形成的理论轮廓有较大的差别，这是由于切削加工中有塑形变形发生的缘故。此外，合理选择切削液、适当增大刀具的前角、提高刀具的刃磨质量等，均能有效地减小粗糙度值。2.3确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量铸件公差有16级，代号为CT1CT16，常用的为CT4CT13，表2列出了大批量生产铸造方法通常能够达到的公差等级。表2大批量生产的毛坯铸件的公差等级方 法公差等级CT铸件材料钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金砂型铸造手工铸造111411141114111410131013砂型铸造机器制造和壳型812812812812810810金属型铸造81081081081079压力铸造6846熔模铸造水玻璃79797958硅溶胶46464646根据本箱体特点，铸件材料选取灰铸铁，其公差等级为9级。如图1所示，各部分要求的加工余量如下：（1）加工底面：根据参考文献中，由表2-35选择粗铣底面的要求加工余量为;（2）加工上顶面：铣平面：;粗铣：；切削余量：；半精铣：；切削余量：。（3）35和40孔侧面：铣平面：18mm；粗铣：15.5mm；切削余量:；半精铣：14mm；切削余量：。（4）加工40孔：铸造孔的加工余量等级需降低一级选择G级，再由根据参考文献表2-4查得，每侧的加工余量数值为2mm，故毛坯孔的加工总余量为。精镗余量：；半精镗余量：；粗镗余量：。计算各工序尺寸的基本尺寸、公差及其偏差详见表3。表3工序尺寸及公差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差精镗0.3400.027半精镗1.739.70.039粗镗238.00.10毛坯436.02.6（5）加工孔：与孔同理可得，孔的计算各工序尺寸的基本尺寸、公差及其偏差详见表4。表4孔工序尺寸及公差计算表工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差精镗0.3350.027半精镗1.734.70.039粗镗233.00.10毛坯431.02.6（6）加工孔：孔；mm粗镗：mm；切削余量：；精镗：mm；切削余量：。（7）加工、孔孔：mm、mm粗镗：mm、mm；切削余量：;2.4绘制减速器箱体铸造毛坯简图毛坯简图如图2所示。图2毛坯简图3拟定减速器箱体加工工艺路线3.1基准的选择 1、粗基准的选择 本零件为铸造成形，在最初的工序中只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准。即：以箱座上表面和箱盖与箱座的连接螺孔为粗定位基准，箱座上表面限制X轴、Y轴旋转方向和Z轴的直线方向自由度，两个孔限制Z轴转动、X轴移动、Y轴移动，先加工出箱座下表面。按照有关粗基准的选择原则.现取两个的孔，不加工表面轮廓作为粗基准。利用一组共两个短V形块支撑这两个的外表面作为主要定位面,消除X、Y，X、Y旋转四个自由度。再用一对有自动定心的窄口卡爪夹持在其外表面上，消除Z，Z旋转两个自由度，达到完全定位。 2.精基准的选择根据精基准的选择原则，主要考虑基准重合问题，对于本零件选用箱座下表面和底座对角线上两地脚螺栓孔作精定位基准。从而避免了基准不重合造成的误差，从便于装夹来讲也是应该的。箱体零件精基准的选择一般以装配面为精基准。它的优点是对于孔与底面的距离和垂直度要求，基准是重合的，没有基准不重合误差，而且箱口向上，观察和测量、调刀都比较方便。3.2表面加工方法的确定在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。 同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法所能获得的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不相同的，工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件(生产类型、设备状况、工人的技术水平等)选用最适当的加工方法，加工出合乎图纸要求的机器零件。 本零件加工表面有：平面、内孔、端面、螺纹孔、及小孔，材料为HT150,按照加工表面的公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，现将各加工表面的加工方法选择如表5。表5减速箱体各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案箱体下表面IT126.3粗铣底座四边表面IT126.3粗铣底座上表面IT126.3粗铣8孔IT71.6钻-粗铰-精铰9孔IT1325钻14孔IT1325粗扩47、40、35孔IT71.6粗镗-半精镗-精镗47、40、35端面IT93.2粗铣-精铣-磨削箱体顶面IT93.2粗铣-精铣42孔IT93.2粗镗75孔IT1325粗镗所有M5螺纹孔IT7钻-攻丝3.3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： （1）粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多于的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。 （2）半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。 （3）精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度，精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。3.4工序顺序的安排（1）机械加工工序工序安排的原则：基面先行、先主后次、先粗后精、先面后孔、配套加工。根据工序安排原则对零件的工序安排如下：工序1：粗铣车精铣下平面。工序2：粗铣，半精铣上顶面达图纸要求。工序3：以顶平面为基准面，粗镗，半精镗，镗，粗铣至尺寸，粗镗，半精。镗至尺寸粗镗，半精镗，精镗。工序4：划出，中心线。工序5：钻，至尺寸，沉孔深8。工序6：粗铣，半精铣，孔两端面。工序7：以底面为基准面，粗镗，半精镗，孔 。工序8：精镗，至尺寸。工序9：划，两端面的M5螺孔线共12个，划上顶平面螺孔线。工序10：钻孔，攻丝。（2）热处理工序热处理工序在工艺路线中的位置，主要取决于工件的材料及热处理的目的和种类。本零件所需热处理如下：预备热处理正火；改善切削加工性能；消除毛坯制造时的内应力。消除残余应力处理人工时效；消除残余奥氏体，稳定尺寸。最终如处理淬火；主要用于提高材料的强度、硬度和耐磨性。（3）辅助工序辅助工序包括：检验、清洗、去毛刺、去磁、倒棱边、 涂防锈漆及平衡等。其中检验工序是主要的辅助工序，它是监控产品质量的主要措施。除了在每道工序的进行中，操作者都必须自行检验。4机床设备及工艺装备的选用4.1机床设备的选用正确选择机床设备是一件很重要的工作，它直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。选择机床时应考虑以下几个因素：（1）机床的尺寸规格要与被加工工件的外轮廓尺寸相适应，应避免盲目加大机床规格。（2）机床的加工精度应与被加工工件在该工序的加工精度相适应。（3）机床的生产率应与被加工工件的生产类型相适应。（4）机床的选择应考虑工厂的现有设备条件。如果工件尺寸太大，精度要求过高，没有相应设备可供选择时，就需改装设备或设计专用机床。铣床选用：X61。镗床选用：T68。钻床选用：Z35。4.2工艺装备的选用由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。刀具：铣平面选择：三面刃盘铣刀；铣孔侧面选择：高速钢立铣刀；镗孔选择：单刃镗刀；钻孔选择：莫氏锥柄麻花钻；钻锥孔选择：专用钻头；钻阶梯孔选择：复合钻头；量具：游标卡尺。5切削用量、时间额定的计算5.1切削用量的计算工序1粗铣底面背吃刀量的确定：取。进给量的确定：根据参考文献，由表5-19选取。切削速度的确定：根据参考文献，由表5-20取。铣削速度计算：由公式，参照参考文献中表4-18所列X61式卧式铣床的主轴转速，取转速再将此转速代入公式，可求出实际铣削速度。工序3由工序1的切削用量计算，同理可得：粗镗孔工步：; ;；实际铣削速度。半精镗工步：;；实际铣削速度。精镗工步：；实际铣削速度。工序7钻M5的孔：；实际铣削速度。5.2时间额定的计算（1）基本时间的计算工序1粗铣底面：根据文献，由表5-34可得铣刀铣平面的基本时间计算公式：式中：平面长度；=25mm，取；，因此。；取将上述结果代入公式，则该工序基本时间为。工序3根据根据参考文献，由表5-39可得镗孔的计算公式：计算可得：工步1：；工步2：；工步3：。工序7根据根据文献，由表5-41可得钻孔的计算公式：计算可得：。（2）辅助时间的计算一般按基本时间的15%20%估算。这里取20%。工序1：工序4：；工序7：致谢我此次毕业设计的课题是减速器箱体零件机械