减速箱箱体机械加工工艺及工装设计

减速箱箱体机械加工工艺及工装设计内容摘要：

③ 零件加工成本的内在联系： 机械加工工艺过程中的设计应该考虑工厂的优势。 尽量做到：机械加工工艺过程投入最小，物力消耗最低。 ④ 零 件加工生产率的内在联系 机械加工工艺过程设计中采用工序集中还是工序分散原则；各工序的工时定额是否符合生产节拍，是否合理的采用了高生产率的工艺方法等。 综上所述主要保证以下精度： ①在加工前，安排划线工艺是为了保证工件壁厚均匀，并及时发现铸件的缺陷减少废品。 ② 180H8? 与 52H8? 孔两垂直孔的孔距 164 ? ，可采用装心轴的方法检测。 ③ 50H8? 孔与 52H8? 孔两垂直孔的孔距 92 ? ，可采用装心轴的方法检测。 ④ 50H8? 两孔的孔距 105 ?。 可采用装心轴的方法检测。 ⑤ 185 8H? 孔轴心线与 52H8? 孔轴心线的平行度 ,可采用一次装夹来保证。 ⑥ C 面 与 A、 D面 的垂直 度 可 由专用夹具或装夹中机床的精度保证。 ⑦ 50 8H? 孔轴线与 A面的垂直度 证。 ⑧ 50 8H? 两孔轴线的平行度可采用采用一次装夹来保证。 箱体零件的主要技术要求 箱体类零件 的精度要求 较 高， 从零件图 可归纳以下五项精度要求。 ⑴ 孔径精度 孔径的尺寸误差和几何形状误差会使轴承与孔配合不良。 装轴承的孔不圆，也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳动。 主 要 孔的尺寸精度约为 IT8 级， 可由镗保证。 ⑵ 孔和平面的位置精度 一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，他们决定了主轴与床身导轨的相互位置关系。 这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。 为减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。 在垂直和水平两个方沈阳理工大学应用技术学院 5 向上只允许主轴前端向上和向前偏。 ⑶ 主要平面的精度 装配基面的平面度误差影响主轴箱与床身连接时的接触刚度。 若在加工过程中作为定位基准时，还会影响轴孔的加工精度。 因此规定底面和导向面必须平直和相互垂直。 其平面度、垂直度公差等级为 5 级。 ⑷ 表面粗糙度 重要孔和主要表面 的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，其具体要求一般用 Ra 值来评价。 主 要 孔为 ，其它各纵向孔为 ，装配基准面和定位基准面为 ，其它平面为。 毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。 为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体铸造后应安排退火或时效处理工序。 主要设计内容 本课题的基本内容是减速箱体的加工工艺过程与夹具设计，要研究的主要内容有： ⑴ 分析零件图 在设计开始时，我们应认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术 要求，对箱体零件的每一个细节都应仔细分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件的各孔系自身的精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。 我们采用 AutoCAD 软件绘制零件图，一方面增加对零件的了解认识，另一方面增加我们对 CAD 软件的熟悉。 ⑵ 工艺分析 箱体零件的工艺分析是整个设计的重点内容，在设计过程中，我们必须根据批量等严格地选择毛坯、拟定工 艺路线（注意：基准选择、定位、夹紧等问题）、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额和每一步的工时以及分析定位误差，为了与实际加工相吻合，我们还必须对加工设备、切削用量、加工方法等进行选择和设计，这个阶段内容较多，涉及的范围也较广。 为了设计的参数合理，我们必须广泛的查阅相关的书籍，达到设计的合理性和实用性。 ⑶ 设计两套专用夹具 在设计夹具的过程中，主要要考虑的问题有： ①基准选择：在选择基准的时候，要注意区分粗基准与精基准以及要了解基准的选择原则，同时要知道基准的选择既要满足选择原则，同时还要方便定位和沈阳理工大学应用技术学院 6 夹紧 ，以免引起不必要的加工误差，在基准选择完之后就要考虑用什么元件进行定位。 ②限制的自由度：在装夹的过程中，要注意自由度的限制，必须做到准确的定位，不能出现欠定位或过定位。 ③夹紧机构：设计夹紧机构时必须计算分析夹紧力和切削力，不能出现夹紧力过小而使工件在切削的过程中出现松动而影响精度，也不能出现因夹紧力过大而使工件变形影响工件质量。 同时，还要根据零件生产批量和生产率的考虑来选择夹紧方式（手动、气动或液压夹紧）。 ④夹具的用途：为了工件定位准确和夹紧的快速，提高效率和降低工人的劳动强度，提高箱体零件加工精度和 安装找正方便，我们要采用专用的铣床夹具和镗床夹具。 同时，因为铣床夹具有 T 形槽、镗床夹具有镗模等特殊结构，因此还要考虑夹具与机床的匹配，即机床的工作台尺寸和结构能否满足夹具的安装。 在夹具设计过程中，我们统一采用以底面为主要定位面来进行加工，因为我们未专门学习过夹具的设计和计算，所以工件量大大地增加了，只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算，所以夹具的设计是整个设计的重点，也是一个难点。 夹具的设计必须要保证夹具的准确定位和机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。 我将 通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题。 沈阳理工大学应用技术学院 7 3 工艺规程设计 箱体的材料及毛坯 箱体材料一般选用 HT200～ HT400 的各种牌号的灰铸铁，最常用的为 HT200，这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性。 在单件生产或某些简易机床的箱体，为了缩短生产周期和降低成本，可采用钢材焊接结构。 此外，精度要求较高的坐标镗床主轴箱可选用耐磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用 铸钢件。 毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关，有关数据可查有关资料及数据具体情况决定。 如 Ⅱ 级精度灰铸铁件，在大批大量生产时，平面的总加工余量为 6 10mm，孔的半径余量为 7 12mm；单件小批量生产时，平面为 712mm，孔半径余量为 8 14mm；成批生产时小于 ? 30mm 的 孔和单件小批生产小于 ? 50mm 的孔不铸出。 ① 毛坯的种类 常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。 各种型材和工程塑料件等。 在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素： a依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。 对于 本箱体材料 选 为铸 铁 ， 采 用铸造毛坯。 b依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯， 对于 结构比较 复杂 的零件采用铸件比锻件合理； c依据生产类型确定毛坯。 大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。 例如模锻、压力铸造等。 单件小批生产则采用设 备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。 d确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。 本箱体 年生产纲领为 2 万件，属于 大 批 量生产，材料为 HT200 用铸造成型。 ② 毛坯的形状及尺寸确定 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上或减去 加工余量。 毛坯的形状尽可能与零件相适应。 在确定 毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题： a为了装夹稳定、加工方便，本零件的镗 削加工可以考虑 用专用 夹紧。 b为了提高机械加工的生产率，本零件可采用流水线和专用机床进行生产。 在确定 毛坯时，要考虑经济性。 虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，沈阳理工大学应用技术学院 8 需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造 成本。 因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题且 要保证零件的使用性能。 在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。 由于 本箱体 是大量生产，所以应该以考虑提高生产效率为先，其次是对节约成本的考虑。 对于零件上的小孔由于铸造困难，不宜铸造出 ，所以在铸造时只对尺寸较大的孔进行铸造。 ③ 毛坯的 热处理 经验证明， HT200 铸 造性能良好，焊接性能尚好，可切削性好，用于机架，连杆，箱体等。 毛坯 的热处理的主要目的是消除因铸造引起的内应力。 毛坯铸造时，不允许有 沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等 影响机械性能的缺陷。 特别是主要加工面要求更高。 毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。 减速箱箱体加工的主要问题和加工工艺过程设计所应采取的相应措施 箱体类零件的主要加工部分是平面和孔系。 一般来说，保证平面的加工精度要求比保。