机械制造工艺学课程粗镗轴承孔夹具.docx

机械制造工艺学课程粗镗轴承孔夹具.docx

《机械制造工艺学课程粗镗轴承孔夹具.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺学课程粗镗轴承孔夹具.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机械制造工艺学课程粗镗轴承孔夹具

粗镗轴承孔夹具设计

中国地质大学（武汉）

设计者：

王龙

班级：

072085班

8.1夹具设计应遵循的原则21

8.2切削力的计算22

8.3机动时间的计算及工序时间定额的确定24

8.4定位方式的选择25

8.5夹紧机构的设计25

8.6气缸的选用26

第一章产品概述

本组设计对象是圆柱齿轮减速器箱体的的工艺和夹具。

1.1产品介绍

齿轮减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩。

无须联轴器和适配器，结构紧凑。

负载分布在行星齿轮上，因而承载能力比一般斜齿轮减速机高。

满足小空间高扭矩输出的需要。

齿轮减速器广泛应用于大型矿山，钢铁，化工，港口，环保等领域。

1.2零件介绍

作用

变速器箱体在整个减速器总成中起支撑和连接的作用，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，是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。

因此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。

结构特点

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。

零件装配

箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。

灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。

为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。

上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。

轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。

为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑肋。

为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。

变速箱的大批量生产的机加工工艺过程中，其主要加工面有轴承孔系及其端面，平面，螺纹孔，销孔等。

因此加工过程中的主要问题是保证的孔的精度及位置精度，处理好孔与平面的相互关系。

第二章图纸技术要求分析

2.1箱体零件的结构工艺性

（1）减速器箱盖、箱体主要加工部分是结合面、轴承孔、通孔和螺孔，其中轴承孔在箱盖、箱体合箱后再进行镗孔加工，以确保两个轴承孔中心线与分割面的位置，以及两个孔中心线的平行度和中心距。

（2）减速器整个箱体壁薄，容易变形，在加工前要进行时效处理，以消除内应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力大小，防止零件变形。

（3）箱盖、箱体结合面，底面上的孔的加工，采用专用钻模，这样可以保证孔的位置精度要求。

零件名称

设计说明

机

盖

机盖左视图标注的55mm重复标注，应去掉。

②输出轴承孔相对于A的位置度为0.06mm，表面粗糙度为2.5mm。

输入轴承孔相对于A的位置度为0.012mm，表面粗糙度为1.6mm。

③两轴承孔轴线的平行度为0.025mm，等级为6级，距离为150±0.25mm。

④输出轴承孔的圆柱度公差值为0.010mm，等级为7级。

同轴度为0.025mm，等级为7级。

输入轴承孔的的圆柱度公差值为0.008mm，等级为7级。

同轴度为0.025mm，等级为7级。

⑤机盖和机座合箱后，边缘应平齐，相互错位每边不大于2㎜；

⑥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；

⑦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垫；

⑧未注明的倒角为C2，粗糙度为Ra12.5；

机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12；

两端面相对于基准B的垂直度为0.10mm，等级为9级。

结合面的表面粗糙度为1.6um

锥销孔的表面粗糙度为1.6um，凸台面的表面粗糙度为3.2um。

H向分割线应斜向上。

机

座

①与机盖结合面处平面度为0.025mm，公差等级为6级。

②输出轴承孔相对于A的位置度为0.06mm，表面粗糙度为2.5mm。

输入轴承孔相对于A的位置度为0.012mm，表面粗糙度为1.6mm。

③输出轴承孔的圆柱度公差值为0.010mm，等级为7级。

同轴度为0.025mm，等级为7级。

输入轴承孔的的圆柱度公差值为0.008mm，等级为7级。

同轴度为0.025mm，等级为7级。

④锥销孔的表面粗糙度为1.6um，凸台面的表面粗糙度为3.2um。

⑤螺栓孔、通油孔、机座面的表面粗糙度均为12.5um。

⑥输出（入）轴承孔两端面与输出（入）轴中心线的垂直度为0.01；

⑦输出轴承孔的同轴度为0.03。

⑧轴承孔的中心平行度为0.025；

第三章生产纲领

年产量Q＝20000（件/年），该零件在每台产品中的数量n=1（件/台），废品率α＝3％，备品率β＝5％。

由公式N＝Q×n（1＋α＋β）得：

N＝10000×1×（1＋3％＋5％）=21600

该零件属于中型零件，查表知此零件的生产类型为大量生产。

第四章材料、毛坯制造方法的选择及毛坯图

4.1材料的选择

毛坯材料选择HT200.此材料由石墨构成，因石墨本身有润滑作用且可以吸收振动能量，所以HT200具有耐磨性能好，消振性能好的特点。

由于铸铁中硅含量高且成分接近于共晶成分，因而流动性、填充性能好，即铸造性能好。

由于石墨的存在使车屑容易脆断，不粘刀，切削性能好。

缺点是力学性能低，易导致应力集中，因而其强度、塑性及韧性低于碳钢。

基于HT200以上优缺点及价格便宜，所以对于承受压力和震动的箱体，采用HT200作为加工材料。

若没有HT200，可采用45号钢代替。

而热处理方法，因铸件采用砂型造型，所以为降低硬度，采用人工时效的热处理方式。

4.2毛坯的制造方法

砂型铸造机械造型：

钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。

由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。

而金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。

同时金属型铸造还有如下不足之处：

（1）金属型制造成本高；

（2）金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或铸铁件白日等缺陷;

（3）金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。

减速箱的箱体结构相对较复杂，根据减速箱箱体零件图可知箱体的壁厚为8mm,采用金属型造型对壁厚有限制，成本比砂型铸造高，而且箱体外表面的精度要求不高，砂型铸造能满足要求，机械造型生产率较高能满足大批量生产的需要。

综合以上因素，因此选用砂型铸造机械造型。

砂型铸造机械造型上箱盖以结合面为分型面，采用两箱造型，中注式浇注系统，浇注的时候重要的加工面应该向下，因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔等。

为了补缩，上面设几个冒口。

为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。

下箱体采用三箱造型，为了浇注液体充满型腔，在直浇道基础上设有横浇道。

同时设置了冒口和拔模斜度。

4-1机盖铸造工艺图

4-2机座铸造工艺图

4.3毛坯图的绘制

机盖

毛坯的外廓尺寸：

考虑其加工外廓尺寸为428×204×145mm，取机盖结合面的加工余量为5mm，凸台面加工余量为2mm，其余加工面的加工余量为4mm。

故

毛坯长：

428mm

宽：

196+2×4=204mm

高：

140+5=145mm

机座

毛坯的外廓尺寸

考虑其加工外廓尺寸为428×204×180mm，取机座结合面的加工余量为5mm，基座底面加工余量为5mm，泄油口加工余量为2mm，其余加工面的加工余量为4mm。

故

毛坯长：

428mm

宽：

196+2×4=204mm

高：

170+2×5=180mm

毛坯图如下：

4-3机盖毛坯图

4-4机座毛坯图

第五章定位基面的选择及分析

5.1定位基准的选择

   定位基准有粗基准与精基准之分。

在机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准，则该表面称为粗基准。

在随后的工序中，用加工过的表面作定位基准，称为精基准。

通常先确定精基准，然后确定粗基准。

精基准：

选择原则：

“基准重合”原则；“基准统一”原则；“自为基准”原则；“互为基准”原则；精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。

减速器下箱体通常以底面和两定位销孔为精基准，上箱盖则分别以结合面、凸台面作为精基准。

在加工上箱盖时，以凸台为精基准粗铣、半精铣、精铣结合面。

以结合面为精基准时铣视口端面、钻孔、攻丝；钻起盖螺纹孔攻丝。

只有加工结合面时才以凸台为精基准，因此满足“基准统一”原则。

下箱体则以底面和两定位销孔为精基准，这种定位基准的选择夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。

粗基准的选择

选择粗基准时。

主要考虑两个问题：

一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。

减速器的上箱盖、下箱体都以结合面为粗基准，加工出加工结合面的精基准，再以结合面作为精基准，加工分布在箱盖和箱座两个不同部分上很不规则轴承孔的毛坯孔，以及油孔、连接孔等，这样粗基准和精基准“互为基准”的原则下统一，可以保证结合面的平行度，减少箱体装合时对合面的变形。

5.2各加工面基准表

工件

工序内容

定位基准

箱盖

粗铣箱盖连接螺栓凸台面

箱盖的结合面为粗基准

粗精铣箱盖结合面

箱盖的凸台面为精基准

粗精铣窥视孔端面

箱盖的结合面为精基准

钻起吊螺钉孔

箱盖的结合面为精基准

钻窥视孔台阶面螺钉孔

箱盖的结合面为精基准

攻起吊螺钉孔和窥视孔台阶面螺钉孔

箱盖的结合面为精基准

箱座（机座）

粗铣机座底面

机座的结合面为粗基准

粗精铣机座结合面

机座底面为精基准

精铣机座底面

机座底面为精基准

粗铣机座凸台面

机座底面为精基准

粗铣排油口台阶面

机座底面为精基准

粗铣游标台阶面

机座底面为精基准

钻地角螺栓孔

机座底面为精基准

钻排油螺栓孔和游标孔

机座底面为精基准

合箱后

粗精镗镗输出轴承孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

粗精镗镗输入轴承孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

粗精铣输入轴承孔端面

机座底面为精基准，采用一面两销定位

粗精铣输出轴承孔端面

机座底面为精基准，采用一面两销定位

钻上机座连接螺栓孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

锪上机座连接螺栓沉头座孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

钻输入与输出轴承盖孔

机座底面为精基准，采用一面两销定位

第六章加工工作量及加工手段组合

减速器箱体主要加工面有五个，机盖结合面、机座结合面、机座底面、输入轴承孔端面、输出轴承孔端面。

此外，除了要镗轴承孔外，还要加工的有上机座螺栓孔，机盖吊环孔、窥视孔台阶面、机座底面螺栓孔、游标空、排油孔、油槽、上机座定位销孔。

6.1确定各工序的尺寸和偏差

6.1.1机座与机盖结合面

A、加工工序：

粗铣—半精铣—精铣

B、工序余量：

粗铣3mm，半精铣1.6mm，精铣0.4mm

C、工序公差：

毛坯1.3mm，粗铣IT12，半精铣IT8，精铣IT7

D、工序尺寸：

精铣mm，Ra1.6，半精铣mm，Ra6.3，粗铣mm,Ra12.5，毛坯mm

6.1.2、轴承孔两端面