涡轮减速器箱体加工工艺.docx
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涡轮减速器箱体加工工艺
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第一节零件图分析,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
1.涡轮减速器箱体功用和特点,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
2.涡轮减速器箱体的技术要求,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
第二节确定毛坯,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
1.涡轮减速器箱体毛坯分析,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
2.涡轮减速器箱体结构确定并画出毛坯图,,,,,,,,,,,,,,,第三节定位基准选择,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
1.精基准的选择,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
2.粗基准的选择,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第四节拟定工艺路线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
1.表面加工方法的确定,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
2.加工阶段的划分,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
3.工序的集中与分散,,,,,,,,,,
4.工序顺序的安排,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
・■-一*/j/jy、/jl«jj11jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj
5.确定工艺路线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
第五节确定加工余量、计算工序尺寸,,,,,,,,,,第六节选择机床与工艺装备,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
1.机床设备的选用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
2.工艺装备的选用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第七节切削用量与时间定额,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
1.切削用量计算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
2.时间定额的计算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第八节编写工艺文件,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
小型涡轮减速器箱体加工工艺编制
任务：
完成小型涡轮减速器箱体机械加工工艺规程的制订（中小批量）。
涡轮减
速器箱体设计图纸如图2-48所示。
图2用小型蜗轮减速維箱体
挫术聲求
J.痔件不得育砂眼、竦松郢缺陷.
2.雅加工衷面涂舫茁渣「
3”铸件人工尉地赴理：
，
J.祐休做坟油潘制试验.
5.材料HT200,
第一节零件图分析
一、涡轮减速器箱体的功用和特点：
箱体类零件是机器及其部件的基础件之一。
它将一些轴、轴承、套、齿轮等零件装配在一起，使其保持正确的相互位置关系，并按规定的运动关系协调动作，完成某种远动。
因此，箱体类零件的加工质量对机器的精度、性能和寿命有着直接关系。
涡轮减速器箱体的功用如上述所示，其特点有许多精度要求不同的孔和平面组成，内部结构比较简单但壁的厚薄不均匀，加工的难度较大。
二、涡轮减速器箱体的技术要求：
涡轮减速器箱体的主要技术有：
1.两对轴承孔的尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra值为1.6um,—对①90的轴承孔和一对①180的轴承孔同轴度公差分别为0.05mm0.06mm，其中两对轴承孔轴线的垂直度公差为0.06mm2.铸件不得有砂眼、疏松等铸造缺陷；3.非加工表面涂防锈漆；4.铸件进行人工时效处理；5.箱体做煤油渗漏实验；6.材料HT200
表2-49涡轮减速器箱体的主要加工技术要求
箱体①180轴承孔
直径：
①180（+0.035，0）
公差：
IT7
表面粗糙度Ra：
1.6卩m
①180（+0.035，0）与①90（+0.027，0）中心距
距离：
100±0.12
公差：
IT10
箱体①90轴承孔
直径：
①180（+0.027，0）
公差：
IT6
表面粗糙度Ra：
1.6卩m
①90（+0.027，0）孔对①180
（+0.035，0）的形位公差
特征项目：
同轴度
公差值：
①0.06
基准：
轴线
①180（+0.035，0）孔对①180
（+0.035，0）的形位公差
特征项目：
同轴度
公差值：
①0.06
基准：
轴线
①180（+0.035，0）孔对①90
（+0.027，0）的形位公差
特征项目：
垂直度
公差值：
0.06
基准：
轴线
第二节确定毛坯
一、毛坯分析：
按技术要求涡轮减速器箱体的材料是HT200,其毛坯是铸件。
铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性，也是其它一般箱体常用的材料。
铸件毛坯的精度和加工余量是根据生产批量而定的。
对于单件小批量生产，一般采用木模手工造型。
这种毛坯的精度低，加工余量大，其平面余量一般为7〜12mm,孔在半径上的余量为8〜14mm。
在大批大量生产时，通常采用金属模机器造型。
此时毛坯的精度较高，加工余量可适当减低，则平面余量为5〜10mm，孔（半径上）的余量为7〜12mm。
为了减少加工余量，无论是单件小批生产还是成批生产，均需在三对轴承孔位置在毛坯上铸出预孔。
表2—2是
应用查表法得到的小批量手工砂型铸造时减速箱箱体的毛坯尺寸公差及机械加工余量。
另外，在毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生；应使减速箱箱体零件的壁厚尽量均匀，以减少毛坯制造时产生的残余应力。
由于零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。
为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。
人工时效的工艺规范为：
加热到500C〜550C,保温4h〜6h，冷却速度小于或等于30C/h，出炉温度小于或等于200E。
人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。
表2—50涡轮减速器箱体毛坯尺寸公差及机械加工余量
加工零件
机械加工余量
尺寸关系
毛坯尺寸及公差
箱体长度215
3.5
11（±5.5）
227.5士5.5
箱体高度290
3.5
12（±6）
303±6
箱体宽度135
3.5
10（±5）
157士5
2个轴承孔①180
（+0.035,0）
3.5
11（±5.5）
①167.5士5.5
2个轴承孔①90
（+0.027,0）
3.5
9（±4.5）
①88.5士4.5
第三节定位基准的选择
涡轮减速器箱体加工定位基准的选择定位基准可分为粗基准和精基准，通
常先确定精基准，然后再确定粗基准。
1、精基准的选择：
一般箱体零件常以装配基准或专门加工的一面两孔定位，使得基准统一。
蜗轮减速器箱体中①90轴承孔和①180轴承孔有一定的尺寸精度和位置精度要求，其尺寸精度分别为IT7级和IT6级、位置精度包括：
①90轴承孔对①90轴承孔轴线的同轴度公差为①0.05、①180轴承孔对①180轴承孔轴线的同轴度公差为①0.06、①180轴承孔轴线对①90轴承孔轴线的垂直度公差为0.06。
为了保证以上几项要求，加工箱体顶面时应以底面为精基准，使顶面加工时的定位基准与设计基准重合；加工两对轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，这样既符合基准统一”的原则，也符合基准重合”的原则，有利于保证轴承孔轴线与装配基准面的尺寸精度。
2、粗基准的选择：
一般箱体零件的粗基准都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加工时余量均匀。
蜗轮减速器箱体加工选择以重要表面孔①90及①180为粗基准，通过划线的方法确定第一道工序加工面位置，尽
量使各毛坯面加工余量得到保证，即采用划线装夹，按线找正加工即可。
三位效果图
表2-51减速器箱体表面加工方案
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度
加工方案
箱体底面
IT13
Ra12.5
粗刨一精刨
箱体顶面
IT13
Ra12.5.
粗铣一精刨
①120突台
IT13
Ra3.2
粗铣一半精铣一精铣
①205突台
IT13
Ra3.2
粗铣一半精铣一精铣
①180轴承孔
IT7
Ra1.6
粗镗一半精镗一精镗一浮动镗
①90轴承孔
IT7
Ra1.6
粗镗一半精镗一精镗一浮动镗
5xM16
IT13
Ra12.5
钻孔一攻丝
4xM6
IT13
Ra12.5
钻孔一攻丝
8xM8
IT13
Ra12.5
钻孔一攻丝
第四节拟订工艺路线
一、表面加工方法的确定
涡轮减速器箱体的主要加工表面可归纳为以下三类：
（1）主要表面箱体的底面、①180轴承孔和①90轴承孔的端面等。
（2）主要孔①180和①90轴承孔。
（3）其他加工部分4*M6螺孔、16*M8螺孔、4*M16等。
根据涡轮减速器箱体零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定个表面
的加工方法，如表2-51所示。
二、加工阶段的划分
减速箱体整个加工过程可分为两大阶段，即先对箱盖和底座分别进行加工，然后再对装合好的整个箱体进行加工一一合件加工。
在加工时，粗、精加工阶段要分开。
减速箱箱体毛坯为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多。
加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引起工件变形，因此，对加工精度影响较大。
为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中
将其消除。
三、工序的集中与分散
箱体的体积、重量较大，故应尽量减少工件的运输和装夹次数。
为了便于保证各加工表面的位置精度，应在一次装夹中尽量多加工一些表面。
工序安排相对集中。
箱体零件上相互位置要求较高的孔系和平面，一般尽量集中在同一工序中
加工，以减少装夹次数，从而减少安装误差的影响，有利于保证其相互位置精度要求。
四、工序顺序的安排
1、机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”的工艺原则，首先加工精基准对合面。
（2）遵循“先粗后精”的工艺原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”的工艺原则，由于轴承孔及各主要平面，都要求与对合面保持较高的位置精度，所以在平面加工方面，先加工对合面，然后再加工其它平面。
（4）遵循“先面后孔”的工艺原则，还遵循组装后镗孔的原则。
因为如果不先将箱体的对合面加工好，轴承孔就不能进行加工。
另外，镗轴承孔时，必须以底座的底面为定位基准，所以底座的底面也必须先加工好。
2、热处理工序
箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。
为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。
人工时效的工艺规范为：
加热到500C〜550C，保
温4h〜6h，冷却速度小于或等于30C/h，出炉温度小于或等于200E。
普通精度的箱体零件，一般在铸造之后安排1次人工时效出理。
对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加工之后还要安排1次人工时效处理，以消除粗加工所造成的残余应力。
本例减速箱体在铸造之后安排1次人工时效出理，粗加
工之后没有安排时效处理，而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间，使之得到自然时效。
箱体零件人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。
3、辅助工序
在铸造后安排了清砂、涂漆工序；箱盖和底座拼装前，安排了中间检验工序和底座的煤油渗漏试验工序；箱体精加工后，安排了拆箱、去毛刺、清洗、合箱和终检工序。
五、确定工艺路线
在综合考虑了上述工序顺序安排原则的基础上，涡轮减速器箱体的加工工艺路线如下：
1•铸造箱体一2.清沙一3•人工时效处理一4•油漆一5•划线一6.铣削各加工表面一7镗削轴承孔一8•钻M6、M8、M16底孔一9•攻丝M6、M8、M16螺纹一10油漆不加工表面一11检验一12.入库。
第五节加工余量、工序尺寸和公差的确定
以下介绍几个重要表面、孔加工中加工余量、工序尺寸和公差的确定。
（1）290mm上、下端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定表2-52所示，
加工过程：
（1）以底面为基准，找正所划上端面加工线，粗刨上端面，留余量。
（2）以上端面为基准，粗刨底面，保证工序尺寸。
（3）以底面为基准，精刨上端面，保证工序尺寸。
表2-52
工序
加工余量
工序基本尺寸
精度等级（公差）
工序尺寸
精刨（上端面）
1.5
290
IT9（-0.13）
粗刨（底面）
6.5
291.5
IT13（-0.81）
粗刨（上端面）
5
298
IT13（-0.81）
298；S1
毛坯
13
303
CT13（12）
303±6
⑵215mm左、右端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定表2-53所示，
加工过程：
（1）以左端面为基准，找正所划右端面加工线，粗刨上端面，留余量
（2）以右端面为基准，粗刨底面，保证工序尺寸。
（3）以左端面为基准，精刨上端面，保证工序尺寸
表2-53
工序
加工余量
工序基本尺寸
精度等级（公差）
工序尺寸
精刨（上端面）
1.5
215
IT9（-0.13）
215爲
i*
粗刨（底面）
6.25
216.5
IT13（-0.81）
216血
粗刨（上端面）
4.75
222.75
IT13（-0.81）
漑75幕
毛坯
12.5
227.5
CT13（12）
227.5±5.5
⑶①90mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定表2-54所示,
表2-54
工序
加工余量
工序基本尺寸
精度等级（公差）
工序尺寸
浮动镗
0.1
①180
IT7（+0.040）
精镗
0.7
①179.9
IT8（+0.063）
半精镗
1.2
①179.2
IT9（+0.10）
M79.2；z
粗镗
10.5
①178
IT12（+0.40）
毛坯
12.5
①167.5
CT13（11）
①167.5±5.5
第六节选择机床与工艺装备
一、机床设备的选用
单件小批量加工时，一般选用通用机床；单件小批量高精度加工时，可选用加工中心（详见第十节）；在大批生产条件下可选用通用机床加专用夹具，也可选用高效的专用设备和组合机床。
减速箱箱体加工时机床设备的选用见表2—5。
B665牛头刨床可刨削最大长度650mm;
Z3050
Z3040x
12/1
Z3040x
16/1
Z3050X
6/1
Z3063X
20/1
Z3080
X25
Z30100X
31
Z30125X
40
最大钻
孔直径
mm
40
40
50
63
80
100
125
主轴中心线至立柱母线距离
最大
mm
1250
1600
1600
2000
2500
3150
4000
最小
mm
350
350
350
450
500
570
600
主轴端
面至底
座工作
面距离
最大
mm
1250
1250
1220
1600
2000
2500
2500
最小
mm
350
350
320
400
550
750
750
主轴行程
mm
315
315
315
400
450
500
560
主轴锥孔（莫氏）
4#
4#
5#
5#
6#
6#
Metrie80
主轴转
r/min
25-200
25-200
25-2000
25-160
16-125
8-1000
6.3-800
速范围
0
0
0
0
主轴转
速级数
16
16
16
16
16
22
22
主轴进给量范围
mm/r
0.04-3.
20
0.04-3.
20
0.04-3.20
0.04-3.
20
0.04-3.
20
0.06-3.2
0.06-3.2
主轴进
给量级
16
16
16
16
16
16
16
数
工作台
尺寸
mm
500X3
0
500>63
0
500>630
630X0
0
800X10
00
800X250
800X250
主轴箱
水平移
mm
900
1250
1250
1550
2000
2580
3400
动距离
主电机功率
kW
3
3
4
5.5
7.5
15
18.5
套筒升
降距离
主轴箱
倾斜度
滑座移
动距离
机床重
量
kg
3000
3500
3500
7000
11000
20000
28500
机床外型尺寸（长X宽X
高）
2150X
2500X
2500X07
3080X
3730X
4780X63
5910>200
mm
070X
2840
070X
2840
0X
2840
250X
3291
400X
4025
0X
4600
0X
5120
T68主要参数
型号
T68
主轴直径
85mm
主轴锥孔
莫氏5号
工作台面积（LB）
1000x800mm
主轴轴向行程（w）
600mm
主轴箱垂直行程（y）
755mm
工作台横向行程（x）
850mm
工作台纵向行程（z）
1080mm
平旋盘滑块行程（u）
170mm
主轴转速
20〜1000r/min（18级）
平旋盘转速
10〜200r/min（14级）
进级量级数
18级
主轴每转主轴箱和工作台的进给范围
0.025~8mm
主轴每转主轴的进给量范围
0.05~16mm
平旋盘每转刀架的进给量范围
0.025~8mm
平旋盘每转主轴箱和工作台进给量范围
0.05~16mm
主轴箱、工作台的块速移动速度
2400mm/min
主轴的块速移动速度
4400mm/min
平旋盘滑块速移动速度
1200mm/min
主轴允许最大扭矩
110kg-m
平旋盘滑块速移动速度
1200mm/min
主轴允许最大扭矩
110kg-m
平旋盘允许最大扭矩
220kg-m
最大切削抗力
1300kg
最大进给抗力
1300kg
工作台最大负载
2000kg
主电机功率
6.5/8kw
机床重量
11000kg
外形尺寸（长x宽x高）
5075x2345x2730mm
二、工艺装备的选用
工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。
在工艺卡片中应写出它们的名称，如“键槽铣刀”、“镗模”、“塞规”等（一般普通常用的可不写）。
床头箱体的主要加工工艺是个轴承孔的镗削加工及侧面的铣削加工。
此工序
可设计如图2—1的专用夹具，该夹具主要由压板1、垫板2、定位销3、底板4构成，校正后紧固在工作台上。
具体使用方法是：
工件加工好的底平面放于专用夹具的垫板2上，并以夹具上两个定位销3为定位基准插入工件上上道工序已加工好的2个工艺孔中，由于2个工艺孔的形位精度和尺寸精度较高，这样就可以将工件精确定位在夹具上，同时用垫板2上的二个螺栓与其余二个①17孔配合，上紧螺母，为提高装夹刚度，再用夹具上四个压板1压紧工件，这样就将工件牢牢地固定在夹具上。
1、压板2、垫板3、定位销4、底板图2—5铳端面、镗轴承孔专用夹具
第七节确定切削用量和时间定额
一、切削用量计算
以①180轴承孔镗削为例介绍切削用量计算如下：
1、工步1—粗镗
（1）背吃刀量的确定
粗镗余量为10.5mm,可一次走刀加工完成，所以ap=Z粗/2=10.5/2=5.25mm
（2）进给量的确定
查表《机械制造工艺设计简明手册》P151表4.2—21卧式铣镗床主轴进给量,
选取f=0.52mm/r
（3）镗削速度的计算
查表选取v=50m/min,由n=1000v/二d=1000X50/二x167=95.35r/min
选主轴转速n=115r/min,求得该工步的实际镗削速度为v=n二d/1000=115x二x167/1000=60.30m/min
2、工步2—半精镗
（1）背吃刀量的确定
半精镗余量为1.2mm,可一次走刀加工完成，所以ap=1.2/2=0.6mm
（2）进给量的确定
查表选取f=0.4mm/r
（3）镗削速度的计算
查表选取v=60m/min,由n=1000v/二d=1000x60/二x179.2=106.63r/min
选主轴转速n=133r/min,求得该工步的实际镗削速度为v=n二d/1000=133x二x179.2/1000=74.84m/min。
3、工步3—精镗
（1）背吃刀量的确定
精镗余量为0.7mm,可一次走刀加工完成，所以ap=0.7/2=0.35mm
（2）进给量的确定
查表选取f=0.15mm/r
（3）镗削速度的计算
查表选取v=60m/min,由n=1000v/二d=1000x60/二x179.9=106.22r/min
选主轴转速n=133r/min,求得该工步的实际镗削速度为v=n二d/1000=133x二x179.9/1000=75.13m/min。
二、时间定额的计算
时间定额的计算（略）
第八节编写工艺文件
表3-3箱盖机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡
产品型号
WLJSQ25
零件图号
WLJSQ25-09-25
产品名称
涡轮减
速器
零件名称
蜗轮减速器箱体
共1第1
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材料rF.rrt
牌号
HT200
毛坯种类
铸件
毛坯
外型
尺寸
每毛坯可制件数
1
每台件数
1
备注
工序号
工序名称
工
升级会员 