变速器箱体加工工艺规程及其工艺卡设计文档格式.docx
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机械工业出版社,2007.12
3黄如林主编.《切削加工简明实用手册》北京：
化学工业出版社,2004.7
4戴曙主编.《金属切削机床》北京:
机械工业出版社,2005.1
5冯之敬主编《机械制造工程原理》清华大学出版社，2008.6
6邢闽芳主编《互换性与技术测量》清华大学出版社，2007.4
二减速器箱体加工工艺规程的步骤和内容
1阅读装配图和零件图
装配
零件主视图
零件左视图及局部视图
2工艺审查
减速器的主要加工表面为孔系和平面，为了保证箱体部件的装配精度，对箱体零件的加工，主要有如下技术要求：
支承孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度
箱体上的主要支承孔（主轴孔）尺寸公差等级为IT6级，圆度为0.006~0.008mm，表面粗糙度值为Ra0.4~0.8um.其他支承孔的尺寸公差等级为IT6~IT7级，圆度为0.01mm左右，表面粗糙度值为Ra1.6~3.2um。
3熟悉和确定毛坯
3.1毛坯的选择
3.1.1确定毛坯成型方法
一般箱体零件的材料为灰铸铁，灰铸铁具有容易成形、切削性能和抗震性能好、成本低等优点。
常用牌号为HT150~HT250,考虑到箱体轮廓尺寸也不算大，各处壁厚相差较小，从结构形式上看，几何形体不是很复杂，并且该零件年产量较多，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成型选择HT200铸件。
该零件底平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不高，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足箱体的使用要求。
根据铸件的尺寸、形状，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考《金属工艺学课程设计》表1-7）选用砂型铸造。
4拟定机械加工工艺路线
4.1加工方法的选择
（1）减速器箱盖、箱体主要加工部分是分割面、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、箱体分割面上的10×
M8的孔的加工，采用专用钻模，按外形找正，这样可保证孔的位置精度要求。
（4）两孔平行度精度主要由设备精度来保证。
工件一次装夹，主轴不移动，靠移动工作台来保证两孔的中心距。
（5）减速器箱盖、箱体不具有互换性，所以每装配一套必须钻、铰定位销。
（6）减速器若批量生产可采用专用镗床，从而保证加工精度及提高生产效率。
4.2定位基准
粗基准的选择箱体最先加工的是箱盖与箱座的结合面，以凸缘不加工面为粗基准，及箱盖以凸缘上表面，底座以凸缘面为粗基准。
这样可以保证对合面凸缘厚薄均匀，减少箱体合装时对合面的变形。
精基准的选择箱体的结合面与底面（装配基面）有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；
轴承孔轴线应在对合面上，与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。
为了保证以上几项要求，加工底座对合面时，应以底面为精基准，使对合面加工时的定位基准与设计基准重合；
箱体合箱后加工轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，并与底面上的两定位孔组成典型的“一面两孔”定位方式。
这样轴承孔的加工，其定位基准既符合“基准统一”原则，也符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与对合面的重合度及与装配基面的尺寸精度和平行度。
4.3工序顺序的安排
遵守“先基面后其他”的原则，首先加工精基准——箱体下表面结合面。
遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
遵循“先主后次”原则，先加工主面——箱体下表面和箱座上表面结合处，后加工次表面——左右轴承端面。
遵循“先面后孔”原则，先加工箱盖箱座的上下表面，后加工地脚螺栓孔，先加工左右轴承端面，后加工端面螺纹孔。
4.4热处理工序的安排
铸造成型后切边，进行调制，调制温度为190~220HBS,并进行酸洗，喷丸处理。
喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响；
箱体轴承表面在加工之前局部高频淬火，提高耐磨性和工作中冲击载荷的能力。
4.5辅助工序的安排
粗加工下表面和热处理后，安排校直工序；
半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；
精加工工后，安排去毛刺，清洗和终检。
4.6综上制定工艺路线
见表2-2
序号
工序内容
10
铸造
20
时效处理
30
粗铣油槽、铣下箱体结合面
40
精铣油槽、铣下箱体结合面
50
粗铣箱体底面
60
精铣箱体底面
70
钻定位销孔（合箱）
80
铰定位销孔
90
粗铣左侧轴承端面（合箱）
100
精铣左侧轴承端面（合箱）
105
粗铣中间轴承端面
110
精铣中间轴承端面
115
粗铣右侧轴承端面
120
精铣右侧轴承端面
130
粗镗高速轴轴承孔
140
半精镗高速轴轴承孔
150
精镗高速轴轴承孔
155
粗镗中间轴轴承孔
160
半精镗中间轴轴承孔
165
精镗中间轴轴承孔
170
粗镗低速轴轴承孔
175
半精镗低速轴轴承孔
180
精镗低速轴轴承孔
190
用钻模钻上下箱体联接螺栓孔
200
锪上下箱体联接螺栓孔
210
钻左侧轴承端面螺纹孔
220
锪左侧轴承端面螺纹孔
230
攻左侧轴承端面螺纹孔螺纹
240
钻右侧轴承端面螺纹孔
250
锪右侧轴承端面螺纹孔
260
攻右侧轴承端面螺纹孔螺纹
300
铣油尺孔面
310
钻油尺孔
320
锪油尺孔
330
攻油尺孔螺纹
350
铣放油旋塞平面
360
钻放油旋塞孔
370
锪放油旋塞孔
380
攻放油旋塞孔螺纹
390
钻地脚螺栓孔
400
镗地脚螺栓孔
410
检测
420
入库
表2-2
5确定工艺设备
5.1选择机床
1）工序30,40,50,60，用的是铣床，分别进行粗铣和精铣。
用普通的卧铣床X62W型万能铣床即可。
工序90,100,110,120用X35k
2）工序130,140,150,160,170,180，是镗孔工序，分别进行粗镗，半精镗，精镗。
采用带有平旋盘的卧式镗床T68一次性加工出轴承端面和轴孔，从而保证孔和端面的垂直度，利用端铣刀进行端面铣削；
轴孔利用后立柱刀杆支架支承镗刀杆的镗削方式进行加工，这种镗刀杆的形状误差、后立柱刀杆支架轴线与主轴轴线的重合度误差，对镗孔精度的影响是不大的。
3）铰孔需要铰三种孔，有粗铰和精铰，粗加工可用YT15，精加工可用YT30。
本零件是单件大批量生产，故采用的是通用夹具。
选择量具的方法有两种：
一是按计量器具的不确定度选择；
二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。
在这里选用第一种方法。
由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小的不确定度为0.2mm，选用的分度值为0.002mm，测量范围为0—150mm的游标卡尺就行了，因为其不确定度为0.02mm，显然满足要求。
此零件对孔的精度要求不高，其中例如对Φ72孔的下偏差要求在0.013之内，故可选用分度值为0.01mm，测量范围为0—150mm的内径百分尺，其不确定度为0.008，满足测量精度的要求。
机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：
1）保证加工精度这是必须做到的最基本要求。
其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。
2）夹具的总体方案应与年生产纲领相适应在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。
在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。
3）安全、方便、减轻劳动强度机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。
要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。
大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。
4）排屑顺畅机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。
清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。
因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。
5）机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。
由于为大批量制造，所以加工工序采用专用夹具。
5.4选择刀具
铣刀选用硬质合金端铣刀铣一般平面，选用D为Ф50的C类可转位面
铣刀铣轴承盖面，选用后立柱刀杆支架支承镗刀杆镗轴承孔。
3）钻孔有Φ8，Φ12，Φ14，Φ16，Φ22四种孔需要留一定的加工余量，可用摇臂钻床Z3040?
配以Φ13，Φ7，Φ11，Φ15，Φ21的麻花钻直接钻出来。
6.1支承孔之间的相互位置精度
箱体上有齿轮啮合关系的齿轮啮合孔系之间，应有一定的孔距尺寸精度和平行度要求，否则会影响齿轮啮合精度，使工作时产生噪声和振动，并影响齿轮使用寿命。
这项精度主要取决于传动齿轮副的中心距允差和齿轮啮合的精度。
同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，否则，不仅使轴的装配困难，并且使轴的运转情况不良，加剧轴承的磨损和发热，影响机器的精度和正常工作。
支承孔间的中心距允差一般为±
0.05mm；
轴心线的平行度为0.03~0.1mm；
同轴线孔的同轴度为0.02mm。
6.2主要平面的形状精度、相互位置精度和表面粗糙度
箱体的主要平面一般都是装配或加工中的定位基准面，直接影响箱体与机器总装时的相对位置和接触刚度，也影响箱体加工中的定位精度。
一般装配和定位基面的平面度在0.05范围之内；
表面粗糙度值为Ra1.6um以内。
6.3支承孔与主要平面间的相互位置精度
箱体的主要支承孔与装配基面的位置精度由该部件装配后精度要求所确定，一般为0.02mm左右。
6.4检验方法
减速器的主要加工表面为孔系和平面可以采用间接测量水平仪法?
原理：
以自然水平面作为测量基础。
测量时，先把被测表面调到基本水平，然后把水平仪放在桥板上，再把桥板置于被测表面上，按照一定的布线逐渐测量，同时记录各测点的读数，根据测得的读数通过数据处理，即可得平面度误差值。
?
分类：
依布线方法不同又分为水平面法和对角线法。
（1）水平面法?
采用网格布点，基准平面为过被测表面上的某给定点且与水平面平行的几何平面：
测量时应采用同一桥板，各测点的同一坐标值用累积法求得，计算比较简单。
测量时选择不同的起始点和不同的测量线，其数据处理的方法、结果不同。
存在一个最佳结果。
（3）对角线法?
采用对角线布点。
过渡基准平面是：
过被测表面的一条对角线，且平行于被测表面的另一条对角线的平面。
测量时常须用三块长度不同的板桥。
数据处理较麻烦。
如工序铣上箱体结合面
粗铣上箱体结合面
精铣上箱体结合面
其设计尺寸为以下表面为设计基准长度180，
粗铣加工余量：
由单边余量公式Zb=Ta+Ry+Ha+|ea+eb|cosa查表7-10
取Ta为IT12。
查互换性与技术测量可得：
IT12=0.46,
综上：
取Zb=1。
精铣加工余量：
查机械制造工程原理，冯之敬主编可得精铣Ry=0.04，Ha=0.03。
IT8—IT11、Ra0.63—5取Ta为IT10。
IT10=0.185,。
取Zb=0.5。
又180为上下两个表面的总尺寸，即总加工余量为1*2+0.5*2=3
铸造毛坯的基本尺寸为180+1*2+0.5*2=183。
铸件尺寸公差等级选用IT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为0.46。
零件基本尺寸为：
毛坯的名义尺寸为：
180+1*2+0.5*2=183?
毛坯最小尺寸为：
183.-0.46=180.54
毛坯最大尺寸为：
183+0.46=183.46?
铣削后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：
粗糙度3.2，平面度0.04。
工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定
工序名称
经济精度
公差值
表面粗糙度
Ra
加工余量
基本尺寸
工序尺寸
精铣
h10（0.185）
3.2
0.5
1800-0.185
粗铣
h12（0.46）
6
1
180.5
180.50-0.46
如加工地脚螺栓孔
其设计尺寸为Φ22
钻孔加工余量：
由单边余量公式Zb=Ta+Ry+Ha+|ea+eb|cosa查机械制造工程原理，冯之敬主编表7-10可得粗铣Ry=0.2,Ha=0.06,IT10—IT13、Ra5—80，取Ta为IT12。
IT12=0.21,。
Zb=0.5
半精镗加工余量：
由单边余量公式Zb=Ta+Ry+Ha+|ea+eb|cosa查机械制造工程原理，冯之敬主编表7-10可得半精镗Ry=0.02,Ha=0.06,IT11—IT12、Ra2.5—10，取Ta为IT12。
IT12=0.21,
Zb=0.25
半精镗
h12（0.21）
0.25
22
Φ220.210
钻孔
22.25
Φ22.250.210.
其余的原理相同，这里就不赘述了。
时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。
时间定额由基本时间
，辅助时间
，布置工作地时间
，休息和生理需要时间
，准备与结束时间
等组成
1）钻削基本时间的计算，见《机械制造技术基础课程设计》可以得到：
计算公式：
，
其中式中：
；
，本次计算选取
，其中D为钻孔的孔径，
为刀具的主偏角。
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
减速器
零件名称
减速器下箱体
共
页
第
材料牌号
HT200
毛坯种类
金属型铸造
毛坯外形尺寸
644*228*184
每台件数
备注
工
序
号
工名
序称
车
间
段
设备
工艺装备
刀具量具夹具
工时
准终
单件
铸造毛坯,清砂，进行时效热处理
粗铣油槽、铣箱体结合面
X62W
硬质合金端铣刀﹑游标卡尺、专用夹具
精铣油槽、铣箱体结合面至图纸要求
精铣箱体底面至图纸要求
划线
划箱体定位销及螺栓孔中心定位线。
划线平台
钻
钻定位销孔（合箱）Φ8
摇臂钻床Z3040?
Φ7直柄麻花钻、游标卡尺、专用夹具
铰
YT30
Φ8直柄2级铰刀、游标卡尺、专用夹具
合箱划线
以销钉定位，螺栓拧紧，上箱体和下箱体合箱，大力钳加紧。
划轴承孔中心、端面加工线。
以底面为基准钻工艺孔
摇臂钻床
扩、铰工艺孔
扩、铰工艺孔至图要求
粗铣所有轴承端面（合箱）
X35k
D为Ф50的C类可转位面
铣刀，游标卡尺、专用夹具
精铣所有轴承端面（合箱）
粗镗
粗镗所有轴轴承孔Φ100，Φ80,Φ85
卧式镗床T68
后立柱刀杆支架支承镗刀杆，游标卡尺、专用夹具
半精镗所有轴轴承孔Φ100，Φ80,Φ85
精镗
精镗所有轴轴承孔100，Φ80,Φ85
钻模
用钻模钻上下箱体联接螺栓孔Φ14
组合钻床
Φ14直柄麻花钻、游标卡尺、专用夹具
锪
Φ26柱形锪钻、游标卡尺、专用夹具
钻左侧轴承端面螺纹孔Φ18换向右侧
Φ17直柄麻花钻、游标卡尺、专用夹具
锪左侧轴承端面螺纹孔，换向右侧
Φ32柱形锪钻、游标卡尺、专用夹具
攻
组合钻机
高速钢机动丝锥，游标卡尺、专用夹具
铣
钻油尺孔Φ11
Φ11直柄麻花钻、游标卡尺、专用夹具
Φ20柱形锪钻、游标卡尺、专用夹具
攻油尺孔螺纹M12
钻放油旋塞孔Φ13
Φ13直柄麻花钻、游标卡尺、专用夹具
270
攻放油旋塞孔螺纹M14
280
地脚螺栓孔Φ21
Φ21直柄麻花钻、游标卡尺、专用夹具
290
锪地脚螺栓孔40
Φ40柱形锪钻、游标卡尺、专用夹具
镗
镗地脚螺栓孔22
卧式镗床
硬质合金镗刀﹑游标卡尺、专用夹具
拆开箱体
做标记后拆箱
钳工台
终检
设计（日期）
校对（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械加工工序卡片
001
二级圆柱齿轮减速器
二级圆柱齿轮减速器下箱体
4
车间
工序号
铣床车间
每毛坯可制件数
铸造毛坯
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
铣床
夹具编号
夹具名称
切削液
工位器具编号
工位器具名称
工序工时（分）
工步号
工步内容
主轴转速
切削速度
进给量
切削深度
进给次数
工步工时
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
以下箱体底面为基准，粗铣油槽、箱体结合面，留余量0.5mm。
31.4
2
以下箱体底面为基准，精铣油槽、箱体结合面，要求平面度为0.04，Ra为3.2。
0.1
同时加工件
升级会员 