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、定位基準的選擇和分析
工件
工序內(nèi)容
定位基準
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?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
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
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
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
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