减速箱箱体机械加工工艺规程及夹具设计说明书.docx

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减速箱箱体机械加工工艺规程及夹具设计说明书

前言

课程设计是我们学习完整个大学的全部基础课程、技术基础课程、以及专业课程之后进行的。

这是在我们进行完机械制造工艺学课程设计后的,对所学的各门课程的一次全面的综合性的设计课题任务,也是一次理论联系实际的训练,它是我们大学生涯的一个总结。

加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固,是在进行社会实践之前对所学个课程的一次深入的综合性的总复习,也是理论联系实际的训练。

加工工艺及夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施,随着我国机械工业生产的不断发展,加工工艺和机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。

对我个人而言,这次毕业设计是自己迎接未来工作的一次很重要的锻炼机会我会用自己的认真务实的态度去完成这份毕业设计,我相信在这个过程当中,自己分析问题、解决问题的能力、团队合作意识等,将得到很大的提高,为以后的工作打好基础。

由于能力和实践经历有限,设计尚有不妥之处,恳请各位老师给予指教。

1•零件的分析错误!

未定义书签。

1.1零件的作用错误!

未定义书签。

1.2零件的工艺分析错误!

未定义书签。

2•毛坯的确定错误!

未定义书签。

2.1毛坯的制造形式错误!

未定义书签。

2.2毛坯尺寸及加工余量错误!

未定义书签。

3•工艺规程设计错误!

未定义书签。

3.1定位基准的选择错误!

未定义书签。

3.2制定工艺路线错误!

未定义书签。

3.3选择加工设备及刀具、夹具、量具错误!

未定义书签。

3.4工序的设计错误!

未定义书签。

4•夹具设计错误!

未定义书签。

4.1定位基准的选择错误!

未定义书签。

4.2定位方式的分析错误!

未定义书签。

4.3切削力的计算错误!

未定义书签。

4.4夹紧力的计算及夹紧方式的确定错误!

未定义书签。

结束语错误!

未定义书签。

参考文献错误味定义书签。

1•零件的分析

1.1零件的作用

题目给的零件是一个减速箱体,箱体是机器的基础零件,它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体,并使之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,故箱体的加工质量,直接影响到机器的性能、精度和寿命。

1.2零件的工艺分析

箱体类零件的结构复杂,壁薄且不均匀,加工部位多,加工难度大。

由零件图可知,零件的材料是HT200,该材料具有较髙的强度、耐磨性、耐热性、减震性、切削加工性、铸造性,价格便宜,制造方便,但塑性较差、脆性高,适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercia1use

该零件属于箱体类零件,其中有三个表面以及表面上有各种尺寸的孔、螺纹孔需要加工。

底面一个①544;03mm孔、两个①52:

o:

o23mm孔、前面①47红需

mm孔、后面①35:

黑爲mm孔五个孔的粗镇、半精镇和精镇,主要加

工部位有

;需nrn、①47:

昇需mm三孔。

上表面和距离上表面96mm的底面的表面粗糙度为3.2um,底面的表面粗糙度为6.3um,后面①20mm的孔表面粗糙度为12.5um,底面①54mm、两个①52mm以及前面①47mm和后面①35mm5个孔的表面粗糙度均为1.6um,上表面两个配做的C>8mm孔的粗糙度为3.2u叭结合零件的加工工艺性,在加工过程中,基本上用上表面及上表面上的两个工艺孔定位,这样遵循了基准统一原则,减小误差。

2•毛坯的确定

2.1毛坯的制造形式

根据零件材料确定毛坯为铸件。

已知零件的生产纲领为100000件/年,由参考文献[2]表1一2、表1一3可知,其生产类型为大批量生产,而且零件的轮廊尺寸不大,手工造型应用与单件及小批生产以及用于大型零件铸造;而机器造型的金属模铸造则应用于大批或大量生产中。

机器造型较手工造型不但生产率髙,而且所得的铸件尺寸也较准确。

故毛坯的铸造方法选用金属模机器造型。

2.2毛坯尺寸及加工余量

由参考又献[1]表12-2,得各加工表面的总余量如表2—1所示:

表2-1各主要加工表面的总余量

加工表面

基本尺寸

加工余量等级

加工余量

说明

上表面

■4

距离上表面96mm的底面

3.5

底面

■4

2—①52

9

2.5

双侧加工

①35

7

2.5

双侧加工

①47

7

2.5

双侧加工

①54

7

2.5

双侧加工

3•工艺规程设计

3.1定位基准的选择

基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基准选择得正确与合理,可以是加工质量得到保证,生产率得以提高。

否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。

上由挡度对艺离自个由以工距转两自可和

对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件表面96mm的一个底面作为粗基准,限制X方向的移动和旋度、Y方向的旋转自由度和Z方向的移动自由度,在后面用销限制Z方向的旋转和Y方向的移动两个自由度,这样六个均限制了,再用夹紧装置对两个①52mm的底孔进行夹紧,就上表面进行加工了。

主要应该考虑基准重合的问题和便于安装,采用上表面孔作为精基准,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行算.

3.2制定工艺路线

度生序

精批工

寸大使

制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

因为该零件是产,所以可以考虑釆用万能性机床配以专用工夹具,并尽量

集中来提高生产率。

除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。

由参考文献[2]表1一2、表1一3可知,此零件的生产类型的工艺特征如下表3—1所示:

表3-1大批量生产主轴箱体的工艺特征

毛坯及余量

釆用金属模机器造型。

毛坯精度高,余量小

机床设备

广泛釆用专用机床,按流水线布置

工艺装备

广泛釆用高效专用工装

工件装夹方式

釆用夹具装夹

操作工人技术水平

较低

生产率

成本

根据箱体类零件的加工工艺基本原则:

先面后孔、粗精分开、先粗后精、工序集中先主后次等,并结合各表面的加工要求和各加工方法能达到的经济精度。

此外,由于此减速箱体的生产纲领为100000件/年,确定生产类型为大量生产,结合此类生产类型的工艺特征和经济效果,制定以下的工艺路线:

初步拟定工艺路线

(一):

工序号

工序内容

005

铸造

010

时效

015

漆底漆

020

粗铳上、下表面

025

粗铳距上表面96mm的底面

030

粗铳前面4个①20mm的凸台

035

精铳上表面

040

精铳距离上表面96mm的底面

045

精铳前面4个①20mm的凸台

050

钻上表面那8个螺纹底孔,并且较出两个工艺孔

055

粗镇前、后面的①62mm、①77mm两个沉头孔,以及①35mm.①47mm两孔

060

粗镇底面①52mm.①52mm、O54mm三个孔

065

半精镇前、后面的①35mm、O47mm两个孔

070

半精镇底面①54mm孔

075

精镇前、后面①62mm.①77mm两个沉头孔和①35mm、①47mm两孔

080

精镇底面①52mm.①52mm、O54mm三个孔

085

钻前面各螺纹底孔、攻螺纹

090

钻后面各螺纹底孔、攻螺纹

095

钻底面各螺纹底孔、攻螺纹

100

攻上表面各螺纹

105

去毛刺

110

检查入库

 

工艺路线

(二):

工序号

工序内容

005

铸造

010

时效

015

漆底漆

020

粗铳上表面

025

粗铳两个底面

030

粗铳前面4个①20mm的凸台

035

精铳上表面

040

精铳距离上表面96mm的底面

045

精铳前面4个①20mm的凸台

050

钻上表面那8个螺纹底孔,并且较出两个工艺孔

055

粗铳前、后面的①62mm、①77mm两个沉头孔

060

粗镇前、后面①35mm、①47mm两孔

065

粗镇底面①52n)m、①52mm、O54mm三个孔

070

半精镇前、后面的①35mm、O47mm两个孔

075

半精镇底面①54mm孔

080

精铳前、后面的①62mm、①77mm两个沉头孔

085

精镇前、后面①35mm、①47mm两孔

090

精镇底面①52mm.①52mm、O54mm三个孔

095

钻前面各螺纹底孔、攻螺纹

100

钻后面各螺纹底孔、攻螺纹

105

钻底面各螺纹底孔、攻螺纹

110

攻上表面各螺纹

115

去毛刺

120

检查入库

上述工艺方案遵循了制定箱体加工工艺路线制定的基本路线,但是结合此箱体零件的工艺特点,有些工序及其路线仍存在一些问题需要进一步讨论:

方案一和方案二只有两个地方不同,即上表面与底面的加工顺序和前后面的那两个沉头孔加工方式不同。

由于零件高度只有182mm,用组合铳床同时加工两面有一定的难度,而且毛坯是铸造件,前后面有一定的拔模斜度,如果用于定位,加工误差将会加大,所以采用方案二中的单独加工上表面,在加工底面;对于前后面的两个沉头孔,精度要求不太髙,采用用铳削加工要保证与①35m叭①47mm两孔的同轴度难度较大,与①35mm、①47mm两孔在一起加工,就容易保证与①35mm.O47mm两孔的同轴度,故采用方案一。

因此,将方案一中的工序055、工序075移入方案二中。

修改后的工艺路线如下:

工序号

工序内容

说明

005

铸造

010

时效

除内应力

015

漆底漆

防止生锈

020

粗铳上表面

025

粗铳两个底面

030

粗铳前面4个①20mm的凸台

035

精铳上表面

040

精铳距离上表面96mm的底面

045

精铳前面4个①20mm的凸台

050

钻上表面那8个螺纹底孔,并且较两个工艺孔

055

粗镇前、后面的①62mm、①77mm两个沉头孔,以及①35mm、①47mm两孔

060

粗镇底面①52n)m、①52mm、①54mm三个孔

065

半精镇前、后面的①35mm、①47mm两个孔

070

半精镇底面①54mm孔

075

精镇前、后面①62mm、①77mm两个沉头孔和①35mm、①47mm两孔

080

精镇底面①52n)m、①52mm、①54mm三个孔

085

钻前面各螺纹底孔、攻螺纹

090

钻后面各螺纹底孔、攻螺纹

095

钻底面各螺纹底孔、攻螺纹

100

攻上表面各螺纹

105

去毛刺

110

检查入库

3.3选择加工设备及刀具、夹具、量具

鉴于此减速箱体加工的生产类型为大量生产,零件的毛坯精度高,余量小,应广泛选用专用组合机床设备和高效的专用工艺装备,工件全部采用夹具装夹,流水线生产,可使劳动生产率得到有效提高,并能降低生产成本,但考虑到工装定位,只部分采用专用机床。

铳平面时,两个相对的平面同时加工,选择卧式铳床、YG8的面铳刀、专用铳床夹具和游标卡尺,只是粗铳和精铳时选用的切削用量不同。

钻平面上的孔和攻螺纹孔时,选择摇臂钻床、各种尺寸的麻花钻、机用丝锥、专用夹具和游标卡尺。

同时镇前、后面上的①62、①35、①47、O77的孔时,选择卧式双面组合镇床、镇通孔的镇刀、专用镇床夹具和游标卡尺、检验棒、塞规。

3.4工序的设计

并且钱两个工艺孔

选用机床:

Z3025B

刀具:

直柄短麻花钻①8.5

d=8.5,h=37mm,/=79mm(国标GB1437-85)

确定进给量f:

根据《切削手册》表14-34得:

当灰口铸铁wHT200,d二8mm时,f=0.27-0.33mm/r,由于是

丝锥攻螺纹前钻孔,故不必乘以修正系数。

根据机床Z3025B机床说明书:

现取进给量:

f二0.30mm/r

切削速度:

根据《切削手册》表14-3得:

v二26m/min

按机床转速取:

w5=960r/min,

故实际切削速度:

“T=25.6m/min

1000

切削工时:

根据《切削手册》表15-6查得:

厶二3mm,l2=1mm,/二20mm

二20+3+1/960X0.30=0.08min

故钻8个孔时的工时:

tm2=8X0.08=0.64min

较两个工艺孔:

根据《切削手册》表10-32GB1132-84选取d=8.5的直柄机用较刀

查表15-10得较孔时的切入及超出长度分别为:

I、二0.1+0.5=0.6mml2=15mm伽二0.10mm

转速仍取冬二960r/min

不得用于商业用途

钱两孔的工时:

1+11+12a20+0.6+15…升.

=X2二x2二0.24mim

nwf960x0.30

以及①35mm、

①47mm两孔

选用镇床:

T618

刀具:

硬质合金镇刀镇刀材料:

1T5

进给量:

根据《切削手册》查表14-51得:

杆伸出长度取300mm,切削深度为ap=2.0mm,毛坯孔径=42mm因此确定进给量f二0.2mm/r

切削速度:

根据《削手册》查得v=2.4m/s=144m/min

机床主轴转速

1000v1000x144inQ1Q/.

n二二1091.9r/min

7iu龙x42

按机床取n=1000r/min

实际切肖U速度:

v=兀=131.88mm/min

1000

工厂每分钟进给量fm=fn=0.2X1000=200mm/min

被切削层长度:

I二22mm

根据《切削手册》表15-1续取:

厶二5.5mm/,=1mm

行程次数:

i二1

■ki-l,'-i/+/1+/222+5.5+1.n.

机动时间:

二二0.143min

fin200

选用机床:

立式镇床T716A

刀具:

硬质合金镇刀镇刀材料:

YT5

切削深度〜:

伟二2mm

毛坯孔径d°=42mm

进给量/:

根据《切削手册》表14-51取:

刀杆伸出长度100mm切削深度你二2mm

因此确定进给量:

f二0.2mm/r

切削速度:

根据《切削手册》取:

v=2.4m/s=144m/min

机床主轴转速〃:

按机床取n=1000r/min

实际切削速度:

1

_^x47xl000=1475n

1000

工作台每分钟的进给量:

fm=fn=0.2X1000=200mm/min

被切削层长度/:

/二18mm

根据《切削手册》表15-1续取:

/产5.5mm/2=1mm

行程次数:

i二1

选用机床:

卧式镇床T618

刀具:

硬质合金镇刀镇刀材料:

1T5

切削深度〜:

伟二0.5mm

毛坯孔径dQ=46mm

进给量f:

根据《切削手册》表14-51取:

刀杆伸出长度200mm切削深度伟二0.5mm

不得用于商业用途

因此确定进给量:

f=0.2mm/r

切削速度:

根据《切削手册》取:

v=3.18m/s=190.8m/min

机床主轴转速":

按机床取n=1300r/min

实际切削速度…驾需型+7.775

工作台每分钟的进给量:

fm=fn=0.2X1300=260mm/min

被切削层长度/:

/=15mm

刀具切入长度厶:

厶=上卜+(2~3)=卫2+2^2.87〃切吸fg30。

刀具切出长度4:

h=3~5iwn取心=伽〃7

行程次数:

/=1

 

选用机床:

立式铠床T716A

切削深度Qp:

伟二0.5mm

毛坯孔径dQ=53mm

进给量/:

根据《切削手册》表14-51取:

刀杆伸出长度100mm切削深度dp=0.5mm

因此确定进给量:

f=0.2mm/r切削速度:

根据《切削手册》取:

v=3.18m/s=190.8m/min

机床主轴转速〃:

按机床取“=1000r/min

实际切削速度:

v="x53x1000二]66.42m/min

1000

工作台每分钟的进给量:

fm=fn=0.2X1000=200mm/min

被切削层长度/:

/=22mm

刀具切入长度A:

/=上卜+(2~3)=+2a2.87/77/w

吸仪30。

刀具切出长度人:

h=3~5加加取人=4mm

行程次数:

i二1

以及①35mm、①47mm两孔

选用机床:

卧式镇床T618

刀具:

硬质合金镇刀镇刀材料:

W5

切削深度伟:

丐二0.01mm

毛坯孔径d°=47mm

进给量/:

根据《切削手册》表14-51取:

刀杆伸出长度200mm切削深度ap=Q.01mm

因此确定进给量:

f=0.lmm/r

切削速度:

根据《切削手册》取:

v二100m/min

机床主轴转速〃:

lOOOv1000x100….

n===677r/min

加^x47

按机床取n=600r/min

实际切肖寸速度:

v=6°°二gg.55m/min

1000

工作台每分钟的进给量:

fm=fn=0.1X600二60mm/min

被切削层长度/:

/二15mm

刀具切入长度人:

/产3

刀具切出长度人:

厶=3~5nvn取/;;=4〃测

行程次数:

i=l

■ki-J.ruLf-i/+/1+/215+3+4八ccr.

机动时间:

二二二0.367min

fin60

4•夹具设计

为了提髙劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度。

在加工零件时,需要设计专用夹具。

经过与指导老师协商,决定设计工序065:

半精镇前、后面的①35mm、①47mm两个孔的镇床夹具。

本夹具将用于T618卧式镇床。

刀具为硬质合金镇刀,对工件的两个孔同时进行加工。

本夹具主要用来镇前、后面①35mm、①47mm两孔,这两个孔有-定的尺寸精度要求为+0.03,表面粗糙度为=1.6///Wo其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。

加工本道工序时只完成了减速箱体前、后面的半精镇加工,利用此2-①8.5,采用一面两销定位原则,可以有效的限制工件的六个自由度,因此这样的加工可以很好的保证后面工序加工的加工质量。

因此在本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求,以及如何提髙劳动生产率,降低劳动强度。

按在夹具中的作用、地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:

(1)定位元件及定位装置;

(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构);

(3)夹具体;

(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠不得用于商业用途

模装置等);

(5)动力装置;

(6)分度,对定装置;

(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等);

4.1定位基准的选择

由零件图可知,有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。

为了保证所钻的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。

根据基准重合、基准统一原则。

在选择工艺孔的加工定位基准时,应尽量选择上一道工序即粗、精铳箱体的下表面工序的定位基准,以及设计基准作为其定位基准。

因此加工工艺孔的定位基准应选择选用下平面作为定位基准,为了提高加工效率,釆用硬质合金镇刀对其进行加工,准备采用手动夹紧方式夹紧。

4.2定位方式的分析

两定位销的中心距的基本尺寸应等于工件两定位孔中心距的平均尺寸,其公差一般为鬲二(1/3〜1/5)二几。

孔间距为495±0.1mm,

则销间距为497±0.03mm<>

圆柱销直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸,其公差取g6o定位孔的直径为①8.5jOO35mm,则圆柱销的直径为

①&5盘mm。

由参考文献[12]得b=4mm,“如如二(0.2+0.06)/2二0.13mm,

2

并且定位孔的直径为①&5^O35mm,则乂口山=磐=(2X0.13X4)min

/8.5=0.12mm,取菱形销的公差等级IT6,即为0.011mm,所以菱形销的直径为①8.5霭mm。

镇削时,两销定位会对上平面①52、①52、①54的中心线有垂直度要求产生定位影响。

工件在外力作用下单向移动时,工件的定位销中心连线会出现

△卩的转角

不得用于商业用途

x+X

tanAn二——=[(0.035+0.091)+(0.0354-0.017)J/2X497

2L

二0.000179

此定位方式产生的垂直度误差:

tanApx105=0.000179X105«0.02mm

综上所述,此定位方式能够保证零件的加工要求。

4.3切削力的计算

镇削时是两相对面同时进行,工件主要受到两方面的影响。

一方面是镇杆进给时,可能造成工件沿镇杆进给方向翻转,另一方面是镇刀旋转切削时,可能造成工件沿镇刀旋转方向翻转,这两方面影响可能破坏加工精度。

加工时由于采用镇双孔的方式,其中一个面上需要加工的孔的长度更长,所以计算其切削力如下:

由于本道工序主要完成孔的半精镇加工,参考文献[9]得:

镇削力F=26pf°'HB°&

镇削力矩7'=10Di9/O8//BO6

式中:

D=^mm//B=//Bma-|(//Bmax-//Bmm)=255-|(255-187)=232

f=0.15mm-r~l

:

.F=26x25x0.15°8x23206=3755.2N

T=10x2519x0.15°8x232°°=26174N•mm

4.4夹紧力的计算及夹紧方式的确定

由于减速箱体的生产量很大,采用手动夹紧的夹具结构简单,在生产中的应用也比较广泛。

因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。

采用手动夹紧,夹紧可靠,机构可以不必自锁。

本道工序夹具的夹紧元件选用带圆面压块的压紧螺钉。

旋紧螺钉使其产生的力通过圆面压块将工件压紧。

夹紧力的作用点在零件的底座的四个角点上,应落在定位元件的支承范围内。

夹紧力的方向应朝向主要限位面

镇削时,夹紧力需要消除切削力造成的两方面的不良影响。

一方面需要抵抗工件沿镇杆进给方向翻转的力矩,另一方面,需要抵抗工件沿镇刀旋转方向翻转的力矩。

本道工序加工工艺孔时,工件的下平面与台价台靠紧。

采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧,该机构主要靠压紧螺钉夹紧,属于单个普通螺

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