单级圆锥齿轮减速器箱体加工工艺及铣机座底面的夹具设计.doc
《单级圆锥齿轮减速器箱体加工工艺及铣机座底面的夹具设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单级圆锥齿轮减速器箱体加工工艺及铣机座底面的夹具设计.doc(40页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、机械与电子信息学院提供完整版的各专业毕业设计,机械制造工艺学课程设计单级圆锥齿轮减速器箱体加工工艺及铣机座底面的夹具设计姓名:班级:学号:组别: 第二组指导老师:杨杰2014年7月目录第一章产品概述3第二章箱体的工艺分析5第三章生产纲领7第四章毛坯的制造方法和毛坯图84.1 材料的选择84.2毛坯的制造方法84.3 毛坯图的绘制10第五章加工工作量及加工手段13第六章定位基准的选择及加工工艺过程156.1 定位基准的选择156.2 加工工艺过程156.2.1 机盖的加工工艺过程156.2.2 机座的加工工艺过程176.2.3 合箱以后的加工工艺过程19第七章机座底面加工工序227.1 机床的选
2、择227.2 刀具的选择237.3 量具的选择247.4铣削力和铣削功率的计算247.4.1 半精铣时铣削力和铣削功率的计算247.4.2 精铣时切削力和切削功率的计算257.5 机动时间及单位时间定额257.5.1 半精铣时机动时间及单位时间定额267.5.2 精铣时机动时间及单位时间定额26第八章机座底面加工的夹具设计288.1 夹具方案设计288.2 机构自由度的计算288.3 计算气缸行程298.4 夹紧力的计算298.5 气缸的选择318.6 气动回路设计328.7 关键部位校核33第九章 Pro/E三维模型展示35第十章东风商用发动机厂实习与课程设计感想37参考文献39机械加工工序
3、卡40第一章产品概述本组的工艺分析和夹具设计对象是单级圆锥齿轮减速箱的箱体。本减速器用于对输入轴降低转速,增大转矩,同时还具有将输入轴的传动方向旋转90的作用。由于其只有单级减速,减速比小,功能单一,多用于与转速不高的输入轴或者转速要求较高的输出轴相连接。比如,用于传送带减速。箱体是减速器(如图1-1)中所有零件的基座,是支撑和固定轴系部件、保证传动零件的正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件,在整个减速器总成中起支撑和连接作用。它把各个零件连接起来,支撑传动轴,保证各传动机构的正确安装。箱体一般还兼做润滑油的油箱,具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。图1-1单级圆锥齿轮减速箱结构为
4、了便于轴系部件的安装和拆卸,箱体大多做成剖分式(如下图),由机座和机盖组成,取轴的中心线所在平面为剖分面。机座与机盖采用普通螺栓联结,用圆锥销定位。箱体的材料、毛坯种类与减速器的应用场合及生产数量有关。铸造箱体通常采用灰铸铁铸造。铸造箱体的刚性较好,外型美观,易于切削加工,能吸收振动和消除噪声,但重量较重,适合成批生产。图1-2 机盖图1-3 机座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3050mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量。减速器箱体大批量生产的机加工工艺过程中,其主要加工面有轴
5、承孔系及其端面、平面、螺纹孔、销孔等。因此加工过程中的主要问题是保证孔的精度及位置精度,处理好孔与平面的相互关系。第二章箱体的工艺分析箱体的结构形状比较复杂,加工的表面多,要求高,机械加工的工作量大,结构工艺性有以下几方面值得注意: 1)箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类,其中通孔加工工艺性最好,阶梯孔相对较差;2)箱体的内端面加工比较困难,结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过孔加工前的直径,当内端面的尺寸过大时,还需采用专用径向进给装置; 3)为了减少加工中的换刀次数,箱体上的孔的尺寸规格应保持一致,本箱体连接螺栓孔的直径均为17mm。零件名称设计说明机盖速器箱体铸成后,应清理并进
6、行时效处理;机盖和机座合箱后,边缘应平齐,相互错位每边不大于2;应检查与机座接合面的密封性,用0.05塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的13,用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点;与机座连接后,打上定位销进行镗孔,镗孔时接合面处禁放任何衬垫;机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12;铸造尺寸精度为IT18;未注明的倒角为C2,粗糙度为Ra12.5;未注明的铸造倒角半径为R35。机座机座的上端面的粗糙度为Ra1.6;机盖和机座的接合面处的平面度为0.025;窥视口面的粗糙度为Ra12.5;轴承孔的圆柱度为0.012;轴承孔的中心平行度为0.025;轴承孔的上偏差是0.040,下偏差是0;输出轴
7、承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5、输入轴承孔的内壁的粗糙度为Ra1.6;输出轴承孔的同轴度为0.03;输出(入)轴承孔两端面与输出(入)轴中心线的垂直度为0.01;机座不得漏油。确定箱体的加工精度为IT7,以此审核减速器箱体的相关尺寸和要求,以下为重要配合表面的尺寸和标注的合理性分析。机盖:错误:缺左右方向中心孔基准:F1. 前后方向中心轴孔与轴承配合(配合精度,粗糙度,同轴度,圆柱度)错误:粗糙度应为Ra1.6 缺少圆柱度,应为0.0122. 左右方向中心轴孔与轴承配合(配合精度,粗糙度,圆柱度,垂直度)错误:缺少圆柱度:0.012左右向中心轴孔的垂直度要求:0.05 轴线不需要位置度要求(一
8、般位置度常用于控制螺栓和螺钉连接)3. 机盖前后端面(粗糙度,与轴线的垂直度)错误:与轴线的垂直度:0.064. 机盖左端面(粗糙度,与轴线的垂直度)错误:与轴线的垂直度:应为0.065. 下表面和机座上表面配合(粗糙度,平面度)错误:平面度值0.046. 机盖起吊螺栓孔,为了使加工更加高效,节省工时,降低加工难度和,将螺纹孔设计成通孔。如此,在加工过程中,可不需控制螺纹的深度,如此以便排屑。机座:1. 前后方向中心轴孔与轴承配合(配合精度,粗糙度,同轴度,圆柱度)错误:粗糙度为Ra1.62. 左右方向中心轴孔与轴承配合错误:缺少圆柱度:0.012左右向中心轴孔的垂直度要求:0.05轴线不需要
9、位置度要求(一般位置度常用于控制螺栓和螺钉连接)3. 机座前后端面(粗糙度,与轴线的垂直度)错误:与轴线的垂直度:0.064. 机座左端面错误:与轴线的垂直度:0.065. 和机座上表面配合错误:平面度值0.046. 油标孔口端面(粗糙度)错误:未设置螺纹,以安装油标,应改为:M16,深10mm第三章生产纲领 年产量Q20000(件/年),该零件在每台产品中的数量n=1(件/台),废品率3,备品率5。由公式NQn(1)得: N100001(135)=21600表3-1 划分生产类型的参考数据生 产 类 型同一零件的年产量重型零件中型零件轻型零件单件生产151101100小批生产51010200
10、100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上查表确定的生产类型为大批生产。因此,可以确定为Y流水线的生产方式,又因为在加工箱盖和底座的时候有很多的地方是相同的,所以可选择相同的加工机床,采取同样的流水线作业,到不同的工序时候就采用分开的方法,所以可选择先重合后分开再重合的方式的流水线作业。第四章毛坯的制造方法和毛坯图图4-1 机盖毛坯 图4-2 机座毛坯4.1 材料的选择由于减速器箱体的外形与内形状相对比较复杂,而且它只是用来起连接作用和支撑作用的,综合考虑,抗拉强度小于200MP
11、a,所以我们可以选用灰口铸铁(HT200),因为铸铁中的碳大部分或全部以自由状态片状石墨存在,断口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件,又由于含有石墨,石墨本身具有润滑作用,石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油,使铸件有良好的耐磨性。此外,由于铸件中带有硬度很高的磷共晶,又能使抗磨能力进一步提高,这对于制备箱体零件具有重要意义。4.2毛坯的制造方法在大批生产时,通常采用金属模机器造型。虽然使用金属模造型时模具的成本增加,但是金属模机器造型的毛坯铸造误差小,更加接近实际加工完成后成品的尺寸,机加工余量小而且生产效率高,其综合
12、经济效益更高。铸造毛坯的要求:对非加工面不允许有裂纹、冷隔、疏松、气孔、砂眼以及缺肉等缺陷。 根据零件图可知,减速箱上除主要的轴承孔是铸造的外,其它的孔都是机械加工出来的。查表得:在大批生产的时候通孔的最小直径是30。这些不铸造的孔留待机械加工时钻出。由于减速器箱体为大批量生产,必须采用自动线机器造型,因此分型面造在轴承孔的连线上,分成上下两半,采用两箱造型铸造。采用中注式浇注系统,在直浇道下面设有横浇道。浇注的时候重要的加工面应该向下,因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔等。为了补缩,上面设几个冒口。为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。图4-3 机盖铸造工艺图图4-4 机座铸造工艺图4.3 毛
13、坯图的绘制根据灰铸铁机器造型选择机械加工余量等级为F级(GB/T 64141999)。参考金属机械加工工艺人员手册(第四版),可知要求的机械加工余量(RMA)。铸件铸造的尺寸公差(CT)为2.2mm。加工平面、或是箱体的每一部分:(1)加工圆柱(孔、外圆):(2)其中:F最终机械加工后的尺寸;RMA机械加工余量;CT毛坯铸件的公差等级;R铸件的基本尺寸;由以上两个公式计算毛坯铸件的尺寸。毛坯图如下图4-3 机盖毛坯图图4-4 机座毛坯图第五章加工工作量及加工手段减速器箱体有五个主要加工面:机盖结合面、机座结合面、机座底面、输入轴轴承孔端面和输出轴轴承孔端面。此外,除了要镗轴承孔外,还要加工的有
14、上机座螺栓孔、机盖吊环孔、窥视孔台阶面、机座底面螺栓孔、游标空、排油孔、油槽和上机座定位销孔。下面确定各工序的尺寸和偏差1、机座与机盖结合面A加工工序:粗铣半精铣精铣B工序余量:粗铣4,半精铣1.5,精铣0.5C工序公差:毛坯1.1,粗铣IT10,半精铣IT8,精铣IT7D工序尺寸:精铣 Ra1.6,半精铣 Ra6.3,粗铣 Ra12.5,毛坯2、机盖凸台面A加工工序:粗铣B工序余量:粗铣4C工序公差:毛坯1.1,粗铣IT12D工序尺寸:粗铣 Ra12.5,毛坯3、窥视孔台阶面A加工工序:粗铣B工序余量:粗铣5.0C 工序公差:毛坯1.1,粗铣IT12D.工序尺寸:铣 Ra12.5,毛坯4、机
15、座底面A加工工序:粗铣-半精铣-精铣B工序余量:粗铣3.0,半精铣1.5,精铣0.5C工序公差:毛坯1.1,粗铣IT12,半精铣IT8,精铣IT7D工序尺寸:精铣 Ra1.6,半精铣 Ra6.3,粗铣Ra12.5,毛坯5、轴承孔端面A加工工序:粗铣精铣B工序余量:粗铣4.5,精铣0.5C工序公差:毛坯1.1,粗铣IT13,精铣IT7D工序尺寸:精铣 ,粗铣, 毛坯粗糙度Ra:粗铣Ra12.5,精铣Ra3.26、输入(出)轴轴承孔A加工工序:粗镗半精镗精镗B工序余量:粗镗3,半精镗1.4,精镗0.5,金刚镗C工序公差:毛坯1.5,粗镗IT12,半精镗IT10,精镗IT9,金刚镗IT7D工序尺寸:
16、金刚镗 Ra1.6,精镗Ra3.2,半精镗Ra6.3,粗镗Ra12.5,毛坯7、起吊螺栓孔A加工工序:粗铣B工序余量:粗铣4C工序公差:毛坯1.1,粗铣IT12D工序尺寸:粗铣 Ra12.5,毛坯8、油孔凸台面A加工工序:粗铣B工序余量:粗铣4C工序公差:毛坯1.1,粗铣IT12D工序尺寸:粗铣 Ra12.5,毛坯第六章定位基准的选择及加工工艺过程6.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后确定粗基准。1、精基准的选择根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两定位销孔为精基准,机盖则以结合面作为精基准。在一次安装下,可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面,也
17、可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准,实现“基准统一”;此外,这种定位基准的选择夹紧方便,工件的夹紧变形小;易于实现自动定位和自动夹紧,且不存在基准不重合误差。2、粗基准的选择加工的第一个平面是箱盖和箱座的结合面。由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在箱盖和箱座两个不同部分上很不规则,因而在加工箱盖和箱座的结合面时,无法以轴承孔的毛坯面作粗基准,而采用箱体上的结合面作为粗基准。这样粗基准和精基准“互为基准”的原则下统一,可以保证结合面的平行度,减少箱体装合时对结合面的变形。6.2 加工工艺过程在拟定工艺过程的时候应考虑先面后孔,先粗后精,工序适当等原则。整个加工过程分为两个大的加工阶段,
18、先对箱盖和箱体分别进行加工,而后再合箱进行加工。第一阶段:主要完成上机座结合面以及与合箱无关的部分的加工,为合箱做准备;第二阶段:合箱后加工轴承孔及其端面和上机座螺栓连接孔。在两个加工阶段之间应安排钳工工序,将盖与底座合成箱体,并用圆锥销定位,使其保持一定的位置关系,以保证轴承孔和螺栓连接孔的加工精度和重复拆装后的精度。6.2.1 机盖的加工工艺过程工序编号工序名称定位基准限定自由度机床刀具定位示意图1毛坯铸造2人工时效处理3清砂清除浇注系统、冒口、型砂、飞边、毛刺等4粗铣机盖凸台面机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制双柱铣床X1540硬质合金镶齿套式面铣刀5粗铣机盖结合面机盖凸台面两块支承板
19、限制、;挡销限制双柱铣床X1540硬质合金镶齿套式面铣刀6半精铣机盖结合面机盖凸台面两块支承板限制、;挡销限制双柱铣床X1540硬质合金镶齿套式面铣刀7精铣机盖结合面机盖凸台面两块支承板限制、;挡销限制双柱铣床X1540硬质合金镶齿套式面铣刀8钻2个起吊螺栓孔机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制Z302510B麻花钻9锪2个起吊螺栓沉孔机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制专用机床锪钻102个起吊螺栓沉孔攻丝机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制Z302510B丝锥11钻起盖螺栓孔机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制Z302510B麻花钻12起盖螺栓孔攻丝机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制Z30
20、2510B丝锥13粗铣油孔台阶面机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制X53K硬质合金面铣刀YG814钻油孔机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制Z302510B麻花钻15油孔攻丝机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制Z302510B丝锥16粗铣窥视窗孔结合面机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制XX5030铣床W18Cr4V硬质合金钢铣刀17钻六个窥视窗螺纹孔机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制Z302510B麻花钻18六个视窗螺纹孔攻丝机盖结合面两块支承板限制、;挡销限制Z302510B丝锥19去毛刺6.2.2 机座的加工工艺过程工序编号工序名称定位基准限定自由度机床刀具定位示意图1毛坯铸造2热处
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 圆锥 齿轮 减速器 箱体 加工 工艺 机座 底面 夹具 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-2051442.html