减速器下箱体的加工工艺编制及夹具设计

1内容摘要：箱体零件是一种典型零件，其加工工艺规程和工装设计具有典型性。该箱体零件结构复杂，零件毛坯采用铸造成形。在加工过程中，采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统一、准确。为了消除切削力、夹紧力、切削热和因粗加工所造成的内应力对加工精度的影响，整个工艺过程分为粗、精两个阶段。通过被加工零件的分析完成了机械加工工艺的设计及各加工工序机动时间的计算。根据箱体零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了夹具设计。关键词：下箱体加工工艺定位夹紧力夹具设计Abstract：Thetypicalpartsisaprocess,thefixturedesignrulesandtypical.Thecomplexstructure,theblankformingbycasting.Intheprocess,thefirstafterholeprocessingroutetoensurethelocatingdatum,workpiece.Inordertoeliminatecuttingforce,clampingforce,cuttingandbalancingthestresscausedbytheinfluenceofmachiningaccuracyandwholeprocessisdividedintotwostagesofroughandfine.Throughtheanalysisofthecomponentsareprocessedfinishmachiningprocessesanddesigncalculationofmotor.Accordingtothestructureandfunction,useknowledgeofpositioningclampingfixturedesigncompleted.Keyword:NextcabinetProcessingclampingforcePositioningclampdesign21机械加工方法1.1常用机械加工方法简介车、铣、刨、钻、镗、磨、拉、拔、铰、扩、锻、铸造、冲压、激光加工、超声波加工、线切割等机加工方法。此次加工选取方法有：车、铣、刨、钻、镗、磨、锻、铸造等。1.2资料来源本课题的主要研究方法通过文献索引法（查阅各种有关的技术资料）、行动研究法（进行工厂参观，向导师，技术人员咨询请教），对各个方案进行对比分析这优选之等方法和手段予以实施。在给定以前学生的任一份图纸，要求学生对该图纸进行分析，并修改其中的错误，然后进行工艺编制参阅技术资料做出关于二级减速器下箱体的工艺编制及夹具设计（批量生产）。1.3加工方法的选取1.3.1箱体的平面加工箱体的平面加工方法常用的有刨、铣、拉、磨种。刨削和铣削常用作平面的粗加工和半精加工，而拉削、磨削则四用作平面的精加工。刨削加工的特点是：刀具结构简单、机床调整方便。在龙门刨床上可以利用几个刀架，在一次装夹中同时或依次完成若干个表面的加工，从而能经济地保证这些表面间相互位置精度要求。精刨还可以代替刮削，以减轻工作量。精刨后的表面粗糙度值Ra可达0.002mm/m。平面磨削的加工质量比刨和铣都高。磨削表面粗糙度Ra值可达0.30-1.25um。生产批量较大时，箱体的主要平面常用磨削来精加工。3但是，平面磨削时磨削处的温度比其他加工方法要高操作起来技术要求过高。因此，选用刨削加工。1.3.2箱体零件的孔系加工箱体上一系列有相互位置精度要求的孔的组合，称为孔系。孔系加工是箱体加工的关键。此减速器下箱体包括平行孔系和同轴孔系。平行孔系的加工一般有找正法、镗模法、坐标法，选镗模加工孔系，工件装夹在镗模上，镗杆被支撑在镗模的导套里，增加了系统的刚性。这样，镗刀通过模板上的孔将工件上相应的孔加工出来。采用浮动连接时，机床主轴回转精度对孔系加工精度影响很小，因而可以在精度较低的机床上加工出精度较高的平行孔系。同轴孔系的加工利用箱体上的工艺基面，用百分表对此平面进行找正，使其和镗杆轴线平行，校正后加工孔，孔B加工后，再掉转工作台，并用镗杆上的百分表沿此平面重新校正，以保证工作台准确地回转1800然后再加工孔A，就可以保证两孔A、B同轴。2下箱体加工的工艺编制2.1概述箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求.由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等.4箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等).在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯.毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于30—50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量.2.2零件的工艺分析2.2.1零件加工的技术要求及工艺性分析技术要求：1.箱体加工部位多为平面和孔系，其结构复杂，精度要求高加工时注意基准的选择及加紧力。2.箱体为铸件，铸件必须经过时效处理，以消除应力。3.铸造时8.5的孔不必铸出4.镗孔时在可能的情况下尽量采用“支撑镗削”方法，以增加杆的刚性，提高加工精度。对于直径较小的孔应采用钻，扩，绞的方法加工。5.为提高孔加工精度，应将粗镗，半精镗，精镗分开。6.孔尺寸精度的检验，使用内径千分尺或内径千分表进行检验7.为了保证同轴各孔的同轴度可采用在已加工孔上安装导向套加工其它的方法。8.同一轴线上各孔的同轴度可采用检验进行检验。其它：铸件不允许有砂眼，夹渣，缩松等缺陷。5未注明圆角R3～R5。未注明倒角2X45°非加工表面涂防锈漆材料HT150工艺性分析1）保证2对轴承座中心线的平行度公差为0.30mm2）2对轴承座中心线与相应两端面垂直度公差为0.1mm3）各轴承孔同轴度公差0.020mm，各轴承孔中心线与对合面的位置度0.3mm,各轴承孔的圆柱度为0.007mm4）对合面的平面度为0.04mm2.2.3确定毛坯的制造形式零件材料为灰铸铁（ＨＴ150）。考虑到该连接座的外形比较复杂，并且希望其有一定的减震和耐磨的作用，因此常选用铸件（由于铸铁有耐磨性好，吸振好，成本低等优点）。由于是批量生产时，采用金属模机器造型毛坯精度较高加工余量小，其平面余量为5-10mm，孔在半径上的余量为7-12mm。箱体零件的内腔及孔均须铸出，此外为消除零件的残余应力，铸造后安排人工时效处理，为保证零件有较高的精度和硬度的要求应在精加工之前安排二次时效处理。2.2.4箱体结构分析该零件为二级减速器下箱体，其外形尺寸为472mm×196mm×248mm,属于小型箱体零件，内腔无加强肋，结构简单，孔壁薄、刚性差等特点。62.3拟定下箱体加工的工艺路线2.3.1首先要拟定工艺过程，必须理解拟定工艺过程的原则。1）先面后孔的加工顺序箱体主要是由平面和孔组成，这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。另外，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样，可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准，并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平，对后序孔的加工有利，可减少钻头引偏和崩刃现象，对刀调整也比较方便。2)粗精加工分阶段进行粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。粗、精加工分开进行，会使机床，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本提高，所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体，常常将粗、精加工合并在一道工序进行，但必须采取相应措施，以减7少加工过程中的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。3)合理地安排热处理工序为了消除铸造后铸件中的内应力，在毛坯铸造后安排一次人工时效处理，有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理，以便消除残留的铸造内应力和切销加工时产生的内应力。对于特别精密的箱体，在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效（如坐标镗床主轴箱箱体）。箱体人工时效的方法，除加热保温外，也可采用振动时效2.3.2.定位基准的选择(1)粗基准的选择：分离式箱体最先加工的是箱盖和箱座的对合面。分离式箱体一般不能以轴承孔的毛坯面作为粗基准，而是以凸缘不加工面为粗基准，即箱盖以凸缘A面，底座以凸缘B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。(2)精基准的选择：分离式箱体的对合面与底面(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，加工底座的对合面时，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8合；箱体合装后加工轴承孔时，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。（3）路线的拟定此下箱体为分离式箱体：主要先完对合面及其下底面加工，和定位孔的加工。然后在其上加工轴承孔及其端面以及出油孔。（4）一些加工方法为保证轴承坐孔的同轴度，与三对轴承孔的中心线平行度特给出一下加工方法：1）同轴孔系的镗削：由于箱壁间距离较短，采用悬伸镗孔：由工作台进给镗孔，镗杆伸长度不变，因而镗杆因自重及切削里而引起的变化对孔的各个截面影响是一致的。2）平行孔系的镗削：采用试切法镗平行孔系或采用坐标法镗平行孔系.如果采用经济刻划尺与光学读数头进行测量其读精度为0.01mm3下箱体的加工工艺主要内容3.1下箱体的加工工艺9下箱体的工艺图下箱体的工艺过程工序好工序名称工序内容工艺设备定位基准1铸造2清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等3时效人工时效处理4涂底漆非加工面涂防锈漆5钳划各平面加工线划针凸缘下表面6粗刨粗刨对合面，留余量0.5mm牛头刨床凸缘下表面7粗刨粗刨底面牛头刨床对合面8钻钻底面4×φ18mm.锪其中对角两孔立式台钻底面及两10至φ18.5H7mm（做工艺用），锪4×φ35孔工艺孔9钻钻、铰φ10量油孔至要求，锪φ20孔立式台钻底面及两工艺孔10钻钻φ20×15放油螺纹底孔，锪φ40mm孔，攻M20×15螺纹孔立式台钻底面及两工艺孔11精刨对合面平面度公差0.04mm粗糙度Ra3.2um.牛头刨床底面及两工艺孔12检验检验各部尺寸级精度13入库入库注：工序卡片见附图。3.2机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下：3.2.1下箱体3.2.1.1毛坯的外廓尺寸考虑其加工外廓尺寸为472×248×196mm，表面粗糙度为3.2um，根据《实用机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表3—9及表3—11按公差等级7—9级，取7级，加工余量等级取F级确定，毛坯宽：248+2×4=256mm高：196+2×3.5=203mm3.2.1.2主要平面加工的工序尺寸及加工余量：为了保证加工后工件的尺寸，在刨削工件表面时，工序6—7的刨削深度，ap=2mm，113.2.1.3孔加工的工序尺寸及加工余量（1）钻4-φ1