减速器加工工艺及右端面夹具设计.docx

减速器加工工艺及右端面夹具设计.docx

《减速器加工工艺及右端面夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《减速器加工工艺及右端面夹具设计.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

减速器加工工艺及右端面夹具设计

一.零件分析

1箱体的作用

箱体的主要作用可以概括为:

1传动机构的载体

2润滑机构的载体

3冷却机构的载体

4密封原件的载体箱体一般对各种运动部件起支撑作用,并且在机器工作的过程中具有保证各个运动副处于正确的相对位置,同时有吸收冲击、缓和振动的作用。

对于在内部开设有油槽或是水道的箱体,还能对其内部的各个运动副提供润滑或冷却作用。

此外,箱体还能为其内部的运动部件提供一个密封环境,进而隔绝外界的污染,保持内部共工作环境的性对稳定。

2箱体的结构

减速器箱体的结构及加工特点:

1要求有足够的强度和刚度

2外形为六面体的多孔多加强筋的薄壁结构

3加工内容多,尺寸多

4部分尺寸精度要求高为了便于安装内部部件,同时为了铸造方便、节省成本,一般将减速箱的箱体做成剖分式的。

由机座和机盖组成,取轴的中心线所在平面为剖分面。

为了便于分模,在箱体上设置有拔模斜度。

减速箱的箱体因其承受的力不大,所以做成薄壁结构,以节省材料。

为了增加薄壁结构的强度,在箱体上的薄弱位置还设置了加强筋,以增加箱体抗冲击的能力。

箱体上还设有多处圆角,和加强筋一样具有改善箱体受力状况的作用。

箱体内部是空腔结构用于放置相互啮合的齿轮轴,和一定量的润滑油。

此外,其轴承座上安装了与轴相配合的轴承和密封原件,分别用于改善旋转轴的工作条件和对工作环境进行密封。

下箱体上设计有用于将减速器安装在地面上的地脚螺栓孔。

为了能够将上下箱体安装在一起,在上下箱体上分别设计了多个螺栓孔,用于安装螺栓,将上下箱体牢固地联接在一起,联接在一起之后既能以上下箱体为整体对轴承孔进行加工,又能对箱体的联接进行预紧。

并用定位销定位。

二.工艺规程设计

1、确定毛坯的制造形式

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。

零件的材料是HT200,该材料具有较高的强度、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、要求耐磨的场合。

考虑到其内部结构复杂，因此应该选用铸造件，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。

故此处采用砂形铸造.

2、基准面的选择

基准面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，在加工工艺过程中会问题百出，甚至会造成零件的成批报废，使生产无法正常进行。

⑴粗基准的选择

根据粗基准选择原则，选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准。

以保证该表面有足够而均匀的加工余量，且按粗基准在一般情况下只允许在第一道工序中使用一次，尽量避免重复使用原则。

因此选择左端面为粗基准比较合理，如果选择机体的下底面为粗基准，则结合面的表面粗糙度与几何精度都不好保证，下底面误差会全部反映到结合面上，使结合面加工余量不均匀，这是我们不希望看到的。

⑵精基准的选择

由精基准选择原则：

a.基准重合原则b.基准不变原则c.互为基准，反复加工原则。

可选箱体的下底面为精基准，这样是较为合理的。

3．零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有端面、底面、内孔、小孔、螺纹孔等，材料为HT200。

以公差等级和表面粗糙度要求，其加工方法选择如下。

（1）.减速箱上、下面粗糙度要求不高，只需进行粗铣就行。

（2）结合面粗糙度

1.6，需要粗铣，半精铣。

精铣

（3）2-Φ20H7定位销孔，公差等级为IT7，可以采用钻孔。

粗铰精铰就可以满足加工要求。

（4）端面粗糙度要求为

1.6，需进行粗铣、半精铣、精铣，

（5）螺丝孔及地脚螺钉孔，孔较多，但要求不高，保证好位置度后一次性在加工中心上完成即可。

3．制定工艺路线

按照加工原则，先加工基准面及先粗后精，先面后孔。

同时，为保证加工效率，成批量生产，此零件的加工工艺路线按如下方式进行。

工序1：

以底面为定位基准加工上表面，钻4个Φ26的孔以及加工9个M10的螺纹。

工序2：

以粗铣后的上表面为基准加工下底面及钻4个Φ13的孔。

工序3：

加工完成右端面轮廓尺寸，粗镗、半精镗、精镗Φ42内孔、两个Φ72内孔，加工完成两个Φ30、Φ22的内孔以及加工完成右端面上的螺纹孔。

工序4：

加工完成左侧面轮廓尺寸，粗镗、半精镗、精镗Φ80、Φ62内孔、Φ92内孔以及加工完成左端面上的螺纹孔

工序5：

加工两个英制螺纹。

工序6：

钳工去毛刺。

工序7：

终检。

三.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

该减速器箱体的材料为HT200，硬度200~220HBS，采用砂型铸造毛坯。

根据上述原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、尺寸公差及毛坯尺寸如下：

1、机体结合面的尺寸公差及加工余量

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.2-1和表2.2-3，由于材料为HT200且选用砂型手工造型，故选择尺寸公差等级为12级，结合面尺寸公差数值取4.4mm。

选择加工余量等级为H级，故结合面加工余量数值选择6.0mm。

粗铣结合面时z=3.5mm

精铣结合面时z=1.5mm

2、机体下底面的尺寸公差及加工余量

查《工艺手册》表2.2-1和表2.2-3，选择下底面的尺寸公差数值为7mm,加工余量查《工艺手册》表2.2-4和2.2-5，选择3.5mm。

粗铣下底面z=3.5mm

3.机体右端面的尺寸公差及加工余量

查《工艺手册》表2.2-1和表2.2-3，选择右端面的尺寸公差数值为7mm,加工余量查《工艺手册》表2.2-4和2.2-5，选择3.5mm。

4、2-Φ20孔的尺寸公差及加工余量

毛坯上孔径小于40mm的孔是不容易铸的，由于这两个孔的精度不是很高，因此采用直接钻头钻孔。

钻头直径是d=19mm。

四.选择刀具及确定切削用量

工序：

粗铣机体的右端面

1．加工条件

工件材料：

HT200，硬度

，铸件

加工要求：

用标准硬质合金端铣刀粗铣，以下表面为定位基准，加工余量h=3.5mm

机床：

选用X2010C龙门铣床加专用夹具

2．选择刀具

（1）根据《切削用量简明手册》（以下简称《切削用量》）表1.2，选择YG6硬质合金刀片（如图1所示）。

根据《切削用量》表3.1，由于铣削宽度

≤180mm,故选择

=250mm。

由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数z=20（《切削用量》表3.13）。

（2）铣刀几何形状（《切削用量》表3.2）：

由于铸件硬度≤250HBS，故选择：

，

，

，

（假定

），

，

，

。

（图1）

3．选择切削用量

决定铣削深度

：

由于粗加工余量不大，故可在一次走刀完成，则：

=h=3.5mm

5.夹具设计

1机床夹具的功能和作用

机床夹具的功能

机床夹具的主要功能是装夹工件使工件在夹具中定位和夹紧夹具还要与机床连接并在机床上相对定位以完成切削成形的加工过程除上述功能外根据工艺要求夹具还可具备对刀导向分度等功能

1夹具夹具是一种装夹工件的工艺装备种类很多其广泛应用于机械制造的切削加工焊接装配检测热处理等工艺过程中如机床夹具焊接夹具检测夹具等

2机床夹具在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具

3定位确定工件在夹具中占有准确位置的过程称为定位定位是通过工件的定位基准面与夹具定位件的定位面接触或相配合实现的准确定位可保证加工面的尺寸和表面之间的位置精度要求

4夹紧为克服切削过程中工件受外力的作用而破坏定位必须对工件施加夹紧力这个过程称为夹紧夹紧为工件提供了安全可靠的加工条件

5对刀对刀就是调整刀具相对工件或夹具的准确位置

6导向导向的作用是确定刀具相对于夹具的准确位置并引导刀具进行切削

7分度分度的作用是确定多个加工表面间位置的分度间距或角度分度分为圆角分度和直线分度两大类

8装夹从定位到夹紧的全过程称为装夹工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种

机床夹具的作用

夹具是机械制造厂里的一种工艺装备在机械制造过程中广泛采用大量夹具机床夹具就是夹具中的一种它装在机床上使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置并能承受切削力的作用如车床上使用的三爪自定心卡盘铣床上使用的平口虎钳分度头等都是机床夹具

在机械加工中机床夹具的主要作用有以下六个方面

1保证加工精度用专用夹具安装工件能迅速准确的定位工件不受工人操作水平等因素的影响不同批次零件基本达到相同的精度保证加工精度稳定可靠

2提高劳动生产率采用机床夹具工件定位和夹紧迅速可靠既可减少画线找正等辅助工时又提高工件加工时的刚度还可以选用较大的切削量从而提高劳动生产率

3改善工人的劳动条件采用夹具装夹工件方便省力安全可靠当采用气动液动等夹紧装置时可减轻工人的劳动强度同时保证安全生产

4降低生产成本在成批生产中使用夹具生产效率高对工人的技术要求低可相对降低生产成本批量越大生产成本降低越显著

5保证工艺纪律

6获得良好经济效率

然而在不同的生产条件下应该有不同的侧重点夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求生产成本和工人操作方便等方面的要求以便达到预期的效果

虽然机床夹具的种类繁多但它们的工作原理基本上是相同的将各类夹具中作用相同的结构或元件加以概括可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分这些组成部分既相互独立又相互联系机床夹具由以下六个部分组成定位元件夹紧装置夹具体连接元件对刀导向元件其他元件或装置

1定位元件定位元件是夹具的主要功能元件之一通常按工件定位基准面的形状设计如V形块可调V形块定位轴销键

2夹紧装置其包括两部分分为

夹紧机构如螺旋夹紧机构偏心夹紧机构等

夹紧动力装置如液压动力装置气压动力装置电动装置等使用夹紧动力装置可实现工件的自动夹紧达到较高的劳动生产率

3夹具体夹具体是夹具的基体骨架用来配置安装各夹具元件使之组成一整体常用的夹具体为铸件结构锻造结构焊接结构和装配结构形状有回转体形和底座形等形状

4连接元件这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴工作台或导轨的相互位置通常有两种形式一种是连接在机床工作台上一种是连接在机床主轴上

5对刀导向元件这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件

6其他元件或装置根据加工需要有些夹具上还设有分度装置靠模装置上下料装置工件顶出机构电动扳手和平衡块等以及标准化了的其它联接元件

2弓箭的定位

1自由度的概念

由刚体运动学可知一个自由刚体在空间有且仅有六个自由度工件在空间的位置是任意的即它既能沿OxOyOz三个坐标轴移动称为移动自由度分别表示为又能绕OxOyOz三个坐标轴转动称为转动自由度分别表示为

2六点定位原则

如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置就必须设置相应的六个约束分别限制刚体的六个运动自由度分析工件定位时通常是用一个支承点限制工件的一个自由度用合理设置的六个支承点限制工件的六个自由度使工件在夹具中的位置完全确定这就是六点定位原则根据工件加工面的位置精度包括位置尺寸要求有时需要限制6个自由度有时仅需要限制1个或几个少于6个自由度具体视工件加工要求而定下面分几种情况讨论

1完全定位完全定位是指不重复地限制了工件的六个自由度的定位当工件在xyz三个坐标方向均有尺寸要求或位置精度要求时一般采用这种定位方式

2不完全定位根据工件的加工要求有时并不需要限制工件的全部自由度这样的定位方式称为不完全定位

3欠定位根据工件的加工要求应该限制的自由度没有完全被限制的定位称为欠定位欠定位无法保证加工要求因此在确定工件在夹具中的定位方案时决不允许有欠定位的现象产生

4过定位夹具上的两个