涡轮减速器箱体加工工艺

1、目录第一节 零件图分析11.涡轮减速器箱体功用和特点1 2.涡轮减速器箱体的技术要求1第二节 确定毛坯31.涡轮减速器箱体毛坯分析42.涡轮减速器箱体结构确定并画出毛坯图4第三节 定位基准选择41.精基准的选择52.粗基准的选择5第四节 拟定工艺路线61.表面加工方法的确定62.加工阶段的划分63.工序的集中与分散6 4.工序顺序的安排65.确定工艺路线6第五节 确定加工余量、计算工序尺寸7第六节 选择机床与工艺装备81.机床设备的选用82.工艺装备的选用12第七节 切削用量与时间定额131.切削用量计算132.时间定额的计算14第八节 编写工艺文件14小型涡轮减速器箱体加工工艺编制任务：完成

2、小型涡轮减速器箱体机械加工工艺规程的制订（中小批量）。涡轮减速器箱体设计图纸如图2-48所示。第一节 零件图分析一、涡轮减速器箱体的功用和特点：箱体类零件是机器及其部件的基础件之一。它将一些轴、轴承、套、齿轮等零件装配在一起，使其保持正确的相互位置关系，并按规定的运动关系协调动作，完成某种远动。因此，箱体类零件的加工质量对机器的精度、性能和寿命有着直接关系。涡轮减速器箱体的功用如上述所示，其特点有许多精度要求不同的孔和平面组成，内部结构比较简单但壁的厚薄不均匀，加工的难度较大。二、涡轮减速器箱体的技术要求：涡轮减速器箱体的主要技术有：1. 两对轴承孔的尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra值为1.6

3、um，一对90的轴承孔和一对180的轴承孔同轴度公差分别为0.05mm、0.06mm，其中两对轴承孔轴线的垂直度公差为0.06mm；2.铸件不得有砂眼、疏松等铸造缺陷；3.非加工表面涂防锈漆；4.铸件进行人工时效处理；5.箱体做煤油渗漏实验；6.材料HT200。表2-49 涡轮减速器箱体的主要加工技术要求箱体180轴承孔直径：180（+0.035，0）公差：IT7表面粗糙度Ra：1.6m180（+0.035，0）与90（+0.027，0）中心距距离：100±0.12公差：IT10箱体90轴承孔直径：180（+0.027，0）公差：IT6表面粗糙度Ra：1.6m90（+0.027，0）

4、孔对180（+0.035，0）的形位公差特征项目：同轴度公差值：0.06基准：轴线180（+0.035，0）孔对180（+0.035，0）的形位公差特征项目：同轴度公差值：0.06基准：轴线180（+0.035，0）孔对90（+0.027，0）的形位公差特征项目：垂直度公差值：0.06基准：轴线第二节 确定毛坯一、毛坯分析：按技术要求涡轮减速器箱体的材料是HT200，其毛坯是铸件。铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性，也是其它一般箱体常用的材料。铸件毛坯的精度和加工余量是根据生产批量而定的。对于单件小批量生产，一般采用木模手工造型。这种毛坯的精度低，加工余量大，其平

5、面余量一般为 712mm，孔在半径上的余量为814mm。在大批大量生产时，通常采用金属模机器造型。此时毛坯的精度较高，加工余量可适当减低，则平面余量为510mm ，孔（半径上）的余量为 712mm 。为了减少加工余量，无论是单件小批生产还是成批生产，均需在三对轴承孔位置在毛坯上铸出预孔。表22是应用查表法得到的小批量手工砂型铸造时减速箱箱体的毛坯尺寸公差及机械加工余量。另外，在毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生；应使减速箱箱体零件的壁厚尽量均匀，以减少毛坯制造时产生的残余应力。由于零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳

6、定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500550，保温4 h6 h，冷却速度小于或等于30/h，出炉温度小于或等于200。人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。表250涡轮减速器箱体毛坯尺寸公差及机械加工余量加工零件机械加工余量尺寸关系毛坯尺寸及公差箱体长度2153.511（±5.5）227.5±5.5箱体高度2903.512（±6）303±6箱体宽度1353.510（±5）157±52个轴承孔180（+0.035，0）3.511（±5.5）167.5&

7、#177;5.52个轴承孔90（+0.027，0）3.59（±4.5）88.5±4.5二、确定结构并画出毛坯图：第三节 定位基准的选择涡轮减速器箱体加工定位基准的选择 定位基准可分为粗基准和精基准，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1、精基准的选择 ：一般箱体零件常以装配基准或专门加工的一面两孔定位，使得基准统一。蜗轮减速器箱体中90轴承孔和180轴承孔有一定的尺寸精度和位置精度要求，其尺寸精度分别为IT7级和IT6级、位置精度包括：90轴承孔对90轴承孔轴线的同轴度公差为0.05、 180轴承孔对180轴承孔轴线的同轴度公差为0.06、 180轴承孔轴线对90轴承孔轴线

8、的垂直度公差为0.06。为了保证以上几项要求，加工箱体顶面时应以底面为精基准，使顶面加工时的定位基准与设计基准重合；加工两对轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，这样既符合“基准统一”的原则，也符合“基准重合”的原则，有利于保证轴承孔轴线与装配基准面的尺寸精度。2、粗基准的选择 ：一般箱体零件的粗基准都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加工时余量均匀。蜗轮减速器箱体加工选择以重要表面孔90及180为粗基准，通过划线的方法确定第一道工序加工面位置，尽量使各毛坯面加工余量得到保证，即采用划线装夹，按线找正加工即可。 三位效果图表2-51 减速器箱体表面加工方案加工表面尺寸精度等级

9、表面粗糙度加工方案箱体底面IT13Ra12.5粗刨精刨箱体顶面IT13Ra12.5.粗铣精刨120突台IT13Ra3.2粗铣半精铣精铣205突台IT13Ra3.2粗铣半精铣精铣180轴承孔IT7Ra1.6粗镗半精镗精镗浮动镗90轴承孔IT7Ra1.6粗镗半精镗精镗浮动镗5xM16IT13Ra12.5钻孔攻丝4xM6IT13Ra12.5钻孔攻丝8xM8IT13Ra12.5钻孔攻丝第四节 拟订工艺路线一、表面加工方法的确定涡轮减速器箱体的主要加工表面可归纳为以下三类：(1)主要表面 箱体的底面、180轴承孔和90轴承孔的端面等。(2)主要孔 180和90 轴承孔。(3)其他加工部分 4*M6螺孔、

10、16*M8螺孔、4*M16等。根据涡轮减速器箱体零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定个表面的加工方法，如表2-51所示。二、加工阶段的划分减速箱体整个加工过程可分为两大阶段，即先对箱盖和底座分别进行加工，然后再对装合好的整个箱体进行加工合件加工。在加工时，粗、精加工阶段要分开。减速箱箱体毛坯为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多。加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引起工件变形，因此，对加工精度影响较大。为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。三、工序的集中与分散箱体的

11、体积、重量较大，故应尽量减少工件的运输和装夹次数。为了便于保证各加工表面的位置精度，应在一次装夹中尽量多加工一些表面。工序安排相对集中。箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量集中在同一工序中加工，以减少装夹次数，从而减少安装误差的影响，有利于保证其相互位置精度要求。四、工序顺序的安排1、机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”的工艺原则，首先加工精基准对合面。（2）遵循“先粗后精”的工艺原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”的工艺原则，由于轴承孔及各主要平面，都要求与对合面保持较高的位置精度，所以在平面加工方面，先加工对合面，然后再加工其它平面。（4）遵循“先

12、面后孔”的工艺原则，还遵循组装后镗孔的原则。因为如果不先将箱体的对合面加工好，轴承孔就不能进行加工。另外，镗轴承孔时，必须以底座的底面为定位基准，所以底座的底面也必须先加工好。2、热处理工序箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为：加热到500550 ，保温4h6h ，冷却速度小于或等于30/h ，出炉温度小于或等于200 。普通精度的箱体零件，一般在铸造之后安排 1次人工时效出理。对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排1次人工时效处理

13、，以消除粗加工所造成的残余应力。本例减速箱体在铸造之后安排 1次人工时效出理，粗加工之后没有安排时效处理，而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，使之得到自然时效。箱体零件人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。3、辅助工序 在铸造后安排了清砂、涂漆工序；箱盖和底座拼装前，安排了中间检验工序和底座的煤油渗漏试验工序；箱体精加工后，安排了拆箱、去毛刺、清洗、合箱和终检工序。五、确定工艺路线在综合考虑了上述工序顺序安排原则的基础上，涡轮减速器箱体的加工工艺路线如下：1.铸造箱体2.清沙3.人工时效处理4.油漆5.划线6.铣削各加工表面7镗削轴承孔8.钻M6、M

14、8、M16底孔9.攻丝M6、M8、M16螺纹10.油漆不加工表面11.检验12.入库。第五节 加工余量、工序尺寸和公差的确定以下介绍几个重要表面、孔加工中加工余量、工序尺寸和公差的确定。(1)290mm上、下端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定 表2-52所示，加工过程：（1）以底面为基准，找正所划上端面加工线，粗刨上端面，留余量。 （2）以上端面为基准，粗刨底面，保证工序尺寸。 （3）以底面为基准，精刨上端面，保证工序尺寸。表 2-52工序加工余量工序基本尺寸精度等级（公差）工序尺寸精刨（上端面）1.5290IT9(-0.13)粗刨（底面）6.5291.5IT13(-0.81)粗刨（上端面）

15、5298IT13(-0.81)毛坯13303CT13(12)303±6(2) 215mm左、右端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定 表2-53所示，加工过程：（1）以左端面为基准，找正所划右端面加工线，粗刨上端面，留余量。 （2）以右端面为基准，粗刨底面，保证工序尺寸。 （3）以左端面为基准，精刨上端面，保证工序尺寸。表2-53工序加工余量工序基本尺寸精度等级（公差）工序尺寸精刨（上端面）1.5215IT9(-0.13)粗刨（底面）6.25216.5IT13(-0.81)粗刨（上端面）4.75222.75IT13(-0.81)毛坯12.5227.5CT13(12)227.5±

16、;5.5(3)90 mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定 表2-54所示，表2-54工序加工余量工序基本尺寸精度等级（公差）工序尺寸浮动镗0.1180IT7(+0.040)精镗0.7179.9IT8(+0.063)半精镗1.2179.2IT9(+0.10)粗镗10.5178IT12(+0.40)毛坯12.51675CT13(11)1675±5.5第六节 选择机床与工艺装备一、机床设备的选用单件小批量加工时，一般选用通用机床；单件小批量高精度加工时，可选用加工中心（详见第十节）；在大批生产条件下可选用通用机床加专用夹具，也可选用高效的专用设备和组合机床。减速箱箱体加工时机床设备的选用

17、见表25。B665牛头刨床可刨削最大长度650mm；Z3050Z3040×12/1Z3040×16/1Z3050×16/1Z3063×20/1Z3080×25Z30100×31Z30125×40最大钻孔直径mm4040506380100125主轴中心线至立柱母线距离最大mm1250160016002000250031504000最小mm350350350450500570600主轴端面至底座工作面距离最大mm1250125012201600200025002500最小mm350350320400550750750主轴行程mm

18、315315315400450500560主轴锥孔(莫氏)4#4#5#5#6#6#Metrie80主轴转速范围r/min25-200025-200025-200025-160016-12508-10006.3-800主轴转速级数16161616162222主轴进给量范围mm/r0.04-3.200.04-3.200.04-3.200.04-3.200.04-3.200.06-3.20.06-3.2主轴进给量级数16161616161616工作台尺寸mm500×630500×630500×630630×800800×1000800×12

19、50800×1250主轴箱水平移动距离mm900125012501550200025803400主电机功率kW3345.57.51518.5套筒升降距离-主轴箱倾斜度-滑座移动距离-机床重量kg3000350035007000110002000028500机床外型尺寸(长×宽×高)mm2150×1070×28402500×1070×28402500×1070×28403080×1250×32913730×1400×40254780×1630×46

20、005910×2000×5120 T68主要参数型 号T68主轴直径85mm主轴锥孔莫氏5号工作台面积(L·B)1000x800mm主轴轴向行程(w) 600mm主轴箱垂直行程(y) 755mm工作台横向行程(x) 850mm工作台纵向行程(z) 1080mm平旋盘滑块行程(u) 170mm主轴转速 201000r/min(18级)平旋盘转速10200r/min(14级)进级量级数18级主轴每转主轴箱和工作台的进给范围0.0258mm主轴每转主轴的进给量范围 0.0516mm平旋盘每转刀架的进给量范围 0.0258mm平旋盘每转主轴箱和工作台进给量范围0.0516

21、mm主轴箱、工作台的块速移动速度 2400mm/min主轴的块速移动速度 4400mm/min平旋盘滑块速移动速度 1200mm/min主轴允许最大扭矩 110kg-m平旋盘滑块速移动速度 1200mm/min主轴允许最大扭矩110kg-m平旋盘允许最大扭矩 220kg-m最大切削抗力 1300kg最大进给抗力 1300kg工作台最大负载 2000kg 主电机功率 6.5/8kw机床重量 11000kg 外形尺寸(长x宽x高) 5075x2345x2730mm 二、工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应写出它们的名称，如“键槽铣刀”、“镗模”、“塞规”等（一般普通常用的

22、可不写）。床头箱体的主要加工工艺是个轴承孔的镗削加工及侧面的铣削加工。此工序可设计如图21的专用夹具，该夹具主要由压板1、垫板2、定位销3、底板4构成，校正后紧固在工作台上。具体使用方法是：工件加工好的底平面放于专用夹具的垫板2上，并以夹具上两个定位销3为定位基准插入工件上上道工序已加工好的2个工艺孔中，由于2个工艺孔的形位精度和尺寸精度较高，这样就可以将工件精确定位在夹具上，同时用垫板2上的二个螺栓与其余二个17孔配合，上紧螺母，为提高装夹刚度，再用夹具上四个压板1压紧工件，这样就将工件牢牢地固定在夹具上。1、压板 2、垫板 3、定位销 4、底板图25 铣端面、镗轴承孔专用夹具第七节 确定切

23、削用量和时间定额一、切削用量计算以180轴承孔镗削为例介绍切削用量计算如下：1、工步1粗镗（1）背吃刀量的确定 粗镗余量为10.5 mm，可一次走刀加工完成，所以ap= Z粗/2=10.5/2=5.25 mm（2）进给量的确定查表机械制造工艺设计简明手册P151表 4 .221 卧式铣镗床主轴进给量，选取f=0.52mm/r（3）镗削速度的计算查表选取v=50m/min,由n=1000v/d=1000×50/×167=95.35r/min选主轴转速n=115r/min,求得该工步的实际镗削速度为v=nd/1000=115××167/1000=60.30

24、m/min。2、工步2半精镗（1）背吃刀量的确定半精镗余量为1.2 mm，可一次走刀加工完成，所以ap= 1.2/2=0.6mm（2）进给量的确定查表选取f=0.4mm/r（3）镗削速度的计算查表选取v=60m/min,由n=1000v/d=1000×60/×179.2=106.63r/min选主轴转速n=133r/min,求得该工步的实际镗削速度为v=nd/1000=133××179.2/1000=74.84 m/min。3、工步3精镗（1）背吃刀量的确定精镗余量为0.7 mm，可一次走刀加工完成，所以ap= 0.7/2= 0.35mm（2）进给量的确定查表选取f=0.15mm/r（3）镗削速度的计算查表选取v=60m/min,由n=1000v/d=1000×60/×179.9=106.22r/min选主轴转速n=133r/min,求得该工步的实际镗削速度为v=nd/1000=133××179.9/1000=75.13m/min。二、时间定额的计算时间定额的计算（略）第八节 编写工艺文件表3-3箱盖机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡产品型号WLJSQ25零件图号WLJSQ25-09-25产品名称涡轮减