蜗轮壳体数控加工与车削夹具设计Word格式文档下载.docx

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2.3.2工时定额计算7

第三章数控编程9

3.1编制数控车φ82端面和φ55H7孔9

3.2编制数控车φ110端面和φ70端面10

3.3编制数控车φ80端面和52J7孔10

第四章夹具设计12

4.1夹具设计方案12

4.2定位方案设计12

4.3夹紧方案设计12

4.4夹具体设计12

4.4.1夹具体设计的基本要求12

4.4.2夹具体设计13

4.5蜗轮定位误差分析13

4.5.1中心距L的定位误差分析13

4.5.2中心高H的定位误差分析14

结论16

致谢17

参考文献18

Abstract19

附录20

陈亮

重庆三峡学院应用技术学院机械设计制造及其自动化专业2008级重庆万州404000

摘要涡轮壳体外形不规则、形状复杂、相对位置精度要求较高。

本文开篇主要介绍了蜗轮壳体的作用，接着对壳体零件的加工工艺做了简要的介绍，使对车削加工工艺有一个总体的了,编写了数控加工程序。

接下来进行了零件车削加工的夹具设计，最后对蜗轮的定位误差进行了分析。

关键词蜗轮壳体工艺分析数控加工夹具设计误差分析

第一章绪论

1.1课题研究的主要内容

本文研究的主要内容是蜗轮壳体的数控加工，首先进行零件的结构分析，然后进行加工工艺分析确定坐标原点、主轴转速、进给量，确定数控机床，从而编写加工工艺，编写数控加工程序，计算加工时间。

在根据零件外形加工的特殊性，设计夹具，确定定位基准，再进行加工工艺的误差分析。

1.2课题研究的目的意义

蜗轮壳体是安装蜗轮与蜗杆的载体，所以对蜗轮壳体内部的加工精度和端面的加工精度要求很高，这将直接影响到整体部件的装配精度和部件的传动的精度。

然而辅助蜗轮壳体加工的专用夹具的精度和粗糙度将直接影响加工零件的精度。

所以对夹具的零部件的精度要求也比较高。

然而一件夹具设计的好坏不仅直接影响劳动强度，也直接影响加工的时间。

少量的加工时间不仅能提高效率，而且还能带来更大的经济效益。

1.3蜗轮壳体的结构分析

蜗轮壳体的主要作用是起支撑蜗轮和蜗杆，保证各轴之间中心距和平行度，保证各部件的正确安装。

因此，蜗轮壳体的加工质量将直接影响各部件的装配精度和运动精度，而且还影响工作精度，使用寿命和性能。

蜗轮壳体的内、外形都比较复杂，一般采用铸造毛坯，材料是HT200。

蜗轮壳体为了和其他配件连接，有4个螺纹孔。

还有铸造圆角，蜗轮的两个型腔分别分别安装蜗轮与蜗杆，成垂直交叉形式。

第二章零件加工工艺设计

2.1蜗轮壳体零件的加工工艺分析

蜗轮壳体零件图如图2-1。

图2－1蜗轮壳体零件图

蜗轮壳体形状复杂，采用铸造毛坯，材料为HT200，需机械加工表面的直径余量为5mm。

为消除铸件内应力，在粗加工前应进行退火处理。

因零件形状复杂，加工过程中轮廓回转尺寸较大，需选择CK6150型机床进行加工，且此零件加工部位较多，为提高加工效率，保证产品质量，该零件用常规夹具三爪单动卡盘结合专用夹具安装进行加工，即能满足零件图样的加工要求。

由蜗轮壳体的零件图可知，它有3个端面需要加工，分别是Φ82、Φ70、Φ130端面，还有2个孔Φ55H7孔，Φ52J7需要加工。

因此，可以将此零件分为三组进行加工，他们之间有一定的位置要求，现分析如下：

（1）选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。

根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。

在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。

用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。

在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。

选择的原则是：

a非加工表面原则；

b加工余量最小原则；

c重要表面原则；

d不重复使用原则；

e便于装夹原则。

根据以上选择的原则，先用四爪单动卡盘夹φ130外圆，按划线找正侧母线和孔中心线，在一次装卡中车削φ55H7孔、φ82端面。

因在一次装夹完成该处加工，所以能很好的保证φ82端面对φ55H7孔轴线的垂直度0.03mm。

所以粗基准选择φ130孔中心线。

精基准的选择的原则有：

基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则、便于装夹原则。

根据以上选择的原则，我们就可以φ48H7孔和φ70端面定位，用可调辅助支承φ82外圆并找正φ106外圆母线。

所以精基准选择 

φ55H7孔轴线和φ82端面。

（2）用三爪单动卡盘夹φ82外圆，以端面φ82为定位基准车削端面粗车、精车Φ70、Φ130。

（3）在专用夹具上，以φ55H7孔和φ82端面定位，用可调辅助支承φ80外圆找正φ52J7孔母线，加工φ52J7端面和孔。

保证φ52J7孔轴线与φ55H7孔轴线的垂直度公差为0.06mm；

φ52J7孔轴线与φ55H7孔底部端面的距离为80mm±

0.1mm，φ52J7和φ55H7孔轴线距离为60mm±

0.08mm。

2.2编制机械加工工艺卡

根据上述分析，蜗轮壳体机械加工主要是在数控车床上进行的，因此这里仅列出数控加工工艺卡，如表2-1～2－3所示。

重庆三峡学院应用技术学院

数控加工工艺卡片

产品名称或代号

零件名称

材料

零件图号

蜗轮减速器

蜗轮壳体

HT200

01

工序号

程序编号

夹具名称

夹具编号

使用设备

车间

1

0001

四爪单动卡盘

CK6150（FANUC-0i系统）

数控实训中心

工步号

工步内容

刀具号

刀具规格

主轴转速

r/min

进给量

mm/r

背吃刀量

mm

量具

工时

校正夹紧工件，粗车削B端面Φ82。

T01

93°

菱形外圆刀

600

0.2

游标卡尺

10s

2

粗车削B端面Φ82

T01

800

0.1

15s

3

粗加工孔Φ55H7

T02

内孔粗车刀

82

4

精加工孔Φ55H7

内孔精车刀

0.25

61.5

编制

审核

批准

共3页

第1页

表2－1蜗轮壳体工序1数控加工工艺卡

0002

三爪卡盘

02

粗车端面φ130

精车端面φ130

粗车端面φ70

25s

精车端面φ70

0.05

37.5s

第2页

表2－2蜗轮壳体工序2数控加工工艺卡

0003

专用

夹具

03

校正加紧工件，粗车削端面Φ80

校正加紧工件，精车削端面Φ80

22.5s

粗加工孔Φ52J7

334s

精加工孔Φ52J7

129s

第3页

表2－3蜗轮壳体工序3数控加工工艺卡

2.3工时的定额计算

表2－1～2－3中工时定额的计算方法和结果如下。

2.3.1时间定额及其组成

（1）时间定额

时间定额是指在一定生产条件下规定一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。

（2）时间定额的组成

时间定额有以下部分组成：

a、基本时间Tj直接用于改变生产对象的尺寸、形状、各表面位置、表面状态和材料性能等工艺过程所消耗的时间，对切削加工、磨削加工而言，基本时间就是去除加工余量所消耗的时间。

基本时间有称机动时间，基本时间可按有关公式计算。

b、辅助时间Tf为实现基本工艺工作所作的各种辅助动作所消耗的时间。

例如装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量加工尺寸、引进或退回刀具等动作所消耗的时间，都是辅助时间。

一般按基本时间的15%-20%估算。

基本时间与作业时间之和称之为作业时间Tg。

公式可按2-1计算：

Tg=Tj+Tf（2-1）

c、布置工作地时间Tb为使加工正常进行，工人按照工地所消耗的时间。

如检查、润滑机床、更换、修磨刀具、校对量具、检具、清洁切削等。

布置工作地时间又称工作地点服务时间，一般按照作业时间的2%-7%估算。

d、休息和生理需要时间Tx工人在工作班内为恢复体力（如工间休息）和满足生理需求（如抽烟、喝水、上厕所等）所消耗的时间。

一般按照作业时间的2%-4%计算。

e、准备和终结时间Tz工人为了生产一批工件准备和结束工作所消耗的时间。

如加工一批工件前熟悉工件文件，领取毛坯材料，领取和安装刀具和夹具，调整机床工艺装备等；

在加工一批工件结束时，拆下和归还工艺装备，送交成品等。

这部分时间平均应分配到每个工件的时间定额上去。

一般在单件和大批量生产的情况下不考虑这项时间，只有在中小批量生产才考虑，一般按作业时间的3%-5%计算。

单件时间定额可按式2-2计算：

Tdj=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/m（2－2）

（3）用查表法确定与用计算法相结合而得的切削用量，并作为计算切削力，校核强度之用。

2.3.2工时定额计算

（1）