减速机壳体加工工艺及夹具设计模板.doc
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WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计 摘要: 本设计要求“以质量求发展,以效益求生存”,在确保零件加工质量前提下,提升了生产率,降低了生产成本,是中国外现代机械加工工艺关键发展方面方向之一。经过对WH212减速器箱体零件图分析及结构形式了解,从而对减速器进行工艺分析、工艺说明及加工过程技术要求和精度分析。然后再对减速器箱体底孔、轴承孔加工进行夹具设计和精度和误差分析,该工艺和夹具设计结果能应用于生产要求。 Abstract This Paper requires that" with quality beg development, with benefits seek to live on to store ", under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing , have raised productivity and reduced production cost, is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing. Through knowing and analysis the configuration of the casing part drawing for WH212 gear reducer, so as to analysis the process, make process explanation and analysis the technical requirement and the precision of gear reducer. Then, carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of bearing hole and the base hole of the casing of gear reducer, this technology and the design result of clamping apparatus can apply in production requirement. 关键词: 减速器 加工工艺 定位 夹具设计 Key phrase: gear reducer , processing technology , Fixed position ,Tongs design 第一章 WH212减速机机壳加工工艺 第一节 箱体结构特点、材料、毛坯及热处理 一 箱体结构特点 箱体是机器和部件基础零件,由它将机器和部件中很多零件连接成一个整体,并使之保持正确相互位置,相互能协调地运动.常见箱体零件有:多种形式机床主轴箱.减速箱和变速箱等. 多种箱体类零件因为功用不一样,形状结构差异较大,但结构上也存在着相同特点 : 1.尺寸较大 箱体通常是机器中最大零件之一,它是其它零件母体,如大型减速箱体长达5~6m,宽3~4m,重50~60吨,正因为它是一个母体,所以它是机器整体最大零件. 2.形状复杂 其复杂程度取决于安装在箱体上零件数量及在空间相互位置,为确保零件载荷和作用力,尽可能缩小体积.有时为了降低机械加工量或减轻零件重量,而又要确保足够刚度,常在铸造时减小壁厚度,再在必需地方加筋板.凸台.凸边等结构来满足工艺和力要求. 3.精度要求 有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高平面和孔,这些平面和孔加工质量将直接影响机器装配精度,使用性能和使用寿命。 4.有很多紧固螺钉定位箱孔。 这些孔即使没有什么特殊要求。但因为分分布在大型零件上,有时给加工带来很大困难。 因为箱体有以上共特点,故机械加工劳动量相当大,困难也相当大,比如减速箱体在镗孔时,要怎样确保位置度问题,全部是加工过程较困难问题。 二.箱体材料、毛坯及热处理 1、 毛坯种类确实定。 常见毛坯种类有:铸件、锻件、焊件、冲压件。多种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时,通常要综合考虑以下多个原因: (1)依据零件材料及机械性能要求确定毛坯。比如,零件材料为铸铁,须用铸造毛坯;强度要求高而形状不太复杂钢制品零件通常采取锻件。 (2) 依据零件结构形状和外形尺寸确定毛坯,比如结构比较零件采取铸件比锻件合理;结构简单零件宜选择型材,锻件;大型轴类零件通常全部采取锻件。 (3) 依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中,应选择制造精度和生产率全部比较高毛坯制造方法。比如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采取设备简单甚至用手工毛坯制造方法,比如手工木模砂型铸造。 (4)确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充足注意采取新工艺、新技术、新材料可能性。 本减速器是大批量生产,材料为HT20~40用铸造成型。 2.毛坯形状及尺寸确实定: 毛坯尺寸等于零件尺寸加上(对于外型尺寸)或减去(对内腔尺寸)加工余量。毛坯形状尽可能和零件相适应。在确定,毛坯形状时,为了方便加工,有时还要考虑下列问题: (1)为了装夹稳定、加工方便,对于形状不易装夹稳固或不易加工零件要考虑增加工艺搭子。 (2)为了提升机械加工生产率,有些小零件能够作成一坯多件。 (3)有些形状比较特殊,单纯加工比较困难零件能够考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。比如连杆和连杆盖在一起模锻,待加工到一定程度再切割分开。 在确定毛坯时,要考虑经济性。即使毛坯形状尺寸和零件靠近,能够降低加工余量,提升材料利用率,降低加工成本,但这么可能造成毛坯制造困难,需要采取昂贵毛坯制造设备,增加毛坯制造成本。所以,毛坯种类形状及尺寸确实定一定要考虑零件成本问题但要确保零件使用性能。 在毛坯种类形状及尺寸确定后,必需时可据此绘出毛坯图。 3.毛坯材料热处理 长久使用经验证实,因为灰口铸铁有一系列技术上(如耐磨性好,有一定程度吸震能力、良好铸造性能等)和经济上优点,通常箱体材料采取灰口铸铁。最常见是HT20~40,HT25~47,当载荷较大时,采取HT30~54,HT35~61高强铸铁。 箱体毛坯大部分采取整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采取整体铸件(受铸造能力限制)时,能够采取焊接结构件,它是由多块金属经粗加工后用焊接方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸—焊、铸—煅—焊、煅—焊等。采取焊接结构能够用小铸造设备制造出大型毛坯,处理铸造生产能力不足问题。焊前对多种组合件进行粗加工,能够部分地减轻大型机床负荷。 毛坯未进入机械加工车间之前,为不消除毛坯内应力,对毛坯应进行人工实效处理,对一些大型毛坯和易变形零件粗加工后要再进行时效处理。 毛坯铸造时,应预防沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺点出现。尤其是关键加工面要求更高。关键箱体毛坯还应该达成要求化学成份和机械性能要求。 第 二 节 减速机箱体加工工艺过程及分析 冶金矿山机械中应用最多减速机是平行轴孔圆柱齿轮卧式,箱体是分离式结构。毛坯常见HT15~或HT20~40灰口铸铁制作,但在部分轻载荷机器中所用减速器体积小、结构简单。如蜗杆、蜗轮减速机。其毛坯材料常见HT20~40灰口铸铁制作。减速箱箱体为了减轻重量常将上盖分为轴承座和罩盖两部分。轴承采取铸件,结构简单,制造方便。 一、 减速器箱体关键技术要求。 分离减速器箱体关键加工部位有:轴承支承孔、结合面、端面、底座(装配基面),上平面、螺栓孔、螺纹孔等。对这些加工部位技术要求有: 1、减速器箱体、机盖上平面和结合面及机体底面和结合面必需平行,其误差一超出0.06/1000mmκ 2、减速器箱体结合面表面粗糙度Ra植不超出两结合面间隙不超出0.03mm,取0.02mm。 3、轴承支承孔轴线必需在结合面上,其误差不超出±0.2mm。 4、轴承支承孔尺寸公差通常为HT,表面粗糙度Ra小于1.6μm,圆柱度误差不超出孔径公差二分之一,孔距精度许可公差为±0.03mm~±0.05mm. 5、减速器箱体底面是安装基准,确保精度为0.2mm. 6、减速器箱体各表面上螺孔全部有位置度要求,其位置度公差为0.15mm 二、减速器箱体机械加工工艺过程。 图1-1 图1-2 分析图1-1和图1-2可知。 1、关键孔 装轴承支承孔2-φ110-0.025+0.01 2、关键平面 底座底面和结合面,箱盖结合面和顶部为孔面,支承孔端面等。3、其它加工 其它关键连接孔、螺孔、销钉孔和部分尤其凸台面等。 轴承支承孔通常在镗床上镗削;加工连接孔、螺孔、销钉在钻床上进行,关键平面通常在龙门铣削,支承孔端面能够在镗孔同一次安装中加工出来。 减速器箱体机械加工过程取决于精度要求、批量大小、结构特点、尺寸重量、大小等原因。此处还应考虑车间条件,中间有没有热处理工序。 由图可知,减速器箱体整个加工工艺过程分为两大阶段,先对箱盖和机体分别进行加工,以后合箱对整体箱进行加工。第一阶段关键完成平面、紧固孔、油塞孔和油标加工,为整体合箱做准备。第二阶段为合装好箱体上加工轴承孔及其端面,第二阶段加工完成后,还应拆箱,为了确保轴承孔加工精度和拆装后反复精度,应在两阶段之间安排钳工工序,钻铰二定位销孔,并打入定位销。 三、零件图分析 1.φ110-0.025+0.01两轴孔圆度公差0.01mm,圆柱度公差为0.01mm; 2.上箱体结合面对E面位置度公差为0.2mm; 3.φ110轴心线对C、D端面垂直度公差为0.08mm,对另一轴心线垂直度为0.046mm; 4.φ110轴心线对A、B垂直度公差为0.08mm; 5.下箱体结合面对C面位置度公差为 0.2mm; 6.铸件人工时效处理; 7.零件材料TH-40; 8.箱体做煤油参漏试验。 四、减速器加工工艺路线 确定工艺路线是制订工艺过程关键性一步。在确定时应充足调查研究。多提多个方案,加以分析比较确定一个最合理方案。 确定工艺路线要考虑处理以下多个问题: 采取加工方法通常所能达成公差等级和表面粗糙度 和需留加工余量(参考参数) 表(1-1) 1.加工方法选择 加工表面 加工方法 表面粗糙度 表面光洁度 公差等级 形状公差 加工余量 说 明 外 圆 粗 车 半精车 精 车 细 车 粗 磨 精 磨 研 磨 25 6.3 1.6 0.8 1.0 0.4 0.1 1~3 4~5 6~7 7~8 6~7 8~9 10~14 IT12~IT11 IT10~IT9 IT8~IT7 IT6~IT5 IT8~IT7 IT6~IT5 IT6~IT5 11~10 10~8 8~7 7~6 7 6 4~5 1~5 0.50~1.60 0.2~0.5 0.1~0.25 0.25~0.85 0.06 0.10~0.03 指尺寸在直径180以下,长度在500以下,铸件直径余量 内 孔 钻 孔 扩 孔 粗 镗 半精镗 精 镗 细 镗 粗 铰 精 铰 粗 磨 精 磨 研 磨 25 6.3 6.3 1.6 0.8 0.2 3.2 1.6 1.6 0.2 0.1 1~3 4~5 2~4 5~6 6~7 9~10 5~6 6~7 6~7 910 10~14 IT13~IT11 IT10~IT9 IT10~IT9 IT9~IT8 IT8~IT7 IT7~IT6 IT8 IT7 IT8 IT7~IT6 IT7~IT6 10 8 9~8 8 7 6 8~7 7~6 7 6 5~4 0.3~0.5 >1.8 1.0~1.8 0.5~0.8 0.1~0.3 0.1~0.55 0.04~0.2 0.2~0.3 0.2~0.5 0.1~0.2 0.01~0.02 指孔径在180以下,铸件直径余量.L/d<2 L/d=2~10时,加工误差增加1.2~2倍 平 面 粗刨,粗铣 精刨,精铣 细刨,细铣 粗 磨 半精磨 精 磨 研 磨 25 6.3 0.8 1.6 0.8 0.8 0.1 1~3 4~6 7~8 6~7 7~9 7~9 10~14 IT14~IT11 IT10 IT9~IT6 IT9 IT7~IT6 IT7~IT6 IT5 11~9 10~9 8~6 8~6 7~5 7~5 5~2 0.9~2.3 0.2~50.3 0.16 0.05 0.03 0.03 0.01~0.03 指平面最大尺寸500以下铸件平面余量 在选择各表面加工方法时,要综合考虑以下原因 (1)要考虑加工表面精度和表面质量要求,依据各加工表面技术要求,选择加工方法及分几次加工。(选择时见表1-1) (2)依据生产类型选择,在大批量生产中可专用高效率设备。在单件小批量生产中则常见通用设备和通常加工方法。如、柴油机连杆小头孔加工,在 小批量生产时,采取钻、扩、铰加工方法;而在大批量生产时采取拉削加工。 (3)要考虑被加工材料性质,比如,淬火钢必需采取磨削或电加工;而有色金属因为磨削时轻易堵塞砂轮,通常全部采取精细车削,高速精铣等。 (4)要考虑工厂或车间实际情况,同时也应考虑不停改善现有加工方法和设备,推广新技术,提升工艺水平。 另外,还要考虑部分其它原因,如加工表面物理机械性能特殊要求,工件形状和重量等。 选择加工方法通常先按这个零件关键表面技术要求选定最终加工方法(参考表1-1)。再选择前面各工序加工方法,如加工某一轴关键外圆面,要求公差为IT6,表面粗糙度为Ra0.63μm,并要求淬硬时,其最终工序选择精度,前面准备工序可为粗车——半精车——淬火——粗磨。 2.加工阶段划分 零件加工质量要求较高时,常把整个加工过程划分为多个阶段: (1) 粗加工阶段 粗加工目标是切去绝大部分多雨金属,为以后精加工发明很好条件,并为半精加工,精加工提供定位基准,粗加工时能及早发觉毛坯缺点,给予报废或修补,以免浪费工时。 粗加工可采取功率大,刚性好,精度低机床,选择大切前用量,以提升生产率、粗加工时,切削力大,切削热量多,所需夹紧力大,使得工件产生内应力和变形大,所以加工精度低,粗糙度值大。通常粗加工公差等级为IT11~IT12。粗糙度为Ra80~100μm。 (2)半精加工阶段 半精加工阶段是完成部分次要面加工并为关键表面精加工做好准备,确保适宜加工余量。半精加工公差等级为IT9~IT10。表面粗糙度为Ra10~1.25μm (3)精加工阶段 精加工阶段切除剩下少许加工余量,关键目标是确保零件形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各关键表面达成图纸要求.另外精加工工序安排在最终,可预防或降低工件精加工表面损伤. 精加工应采取高精度机床小切前用量,工序变形小,有利于提升加工精度.精加工加工精度通常为IT6~IT7,表面粗糙度为 Ra10~1.25μm. (4)光整加工阶段 对一些要求尤其高需进行光整加工,关键用于改善表面质量,对尺度精度改善极少。通常不能纠正各表面相互位置误差,其精度等级通常为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~0.32μm。 另外,加工阶段划分后,还便于合理安排热处理工序。因为热处理性质不一样,有需安排于粗加工之前,有需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段划分并不是绝正确。在实际生活中,对于刚性好,精度要求不高或批量小工件,和运输装夹费事重型零件往往不严格划分阶段,在满足加工质量要求前提下,通常只分为粗、精加工两个阶段,甚至不把粗精加工分开。必需明确划分阶段是指整个加工过程而言,不能以某一表面加工或某一工序性质区分。比如工序定位精基准面,在粗加工阶段就要加工很正确,而在精加工阶段能够安排钻小空之类粗加工。 3.工序集中和分散 制订工艺路线时,应考虑工序数目,采取工序集中或工序分散是其两个不一样标准。所谓工序集中,就是以较少工序完成零件加工,反之为工序分散。 (1)工序集中特点 工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,对应降低了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于确保这些表面间相互位置精度。使用设备少,大量生产可采取高效率专用机床,以提升生产率。但采取复杂专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大。 (2)工序分散特点 工序内容简单,有利选择最合理切削用量。便于采取通用设备。简单机床工艺装备。生产准备工作量少,产品更换轻易。对工人技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。 工序集中和工序分散各有特点,必需依据生产类型。加工要求和工厂具体情况进行综合分析决定采取那一个标准。 通常情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序合适集中。但因为不采取专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单专用机床和工夹具组织流水线生产。 因为近代计算机控制机床及加工中心出现,使得工序集中优点更为突出,即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多生产准备工作量,从而可取良好经济效果。 4.加工次序安排 零件加工过程通常包含机械加工工序,热处理工序,和辅助工序。在安排加工次序时常遵照以下标准: (1)机械加工工序安排 1)先粗后精,先粗加工,其次半精加工,最终安排 精加工和光整加工。 2)先加工基准面后加工其它面。首先以粗基准定位加工出精基准,然后以精基准定位加工其它表面。比如,轴类零件通常全部是先加工出两端面顶针孔然,然后以顶针孔定位加工其它表面。箱体、底座、支架类零件,其上平面较大,用平面定位比较稳定可靠,所以通常全部是先加工平面,在加工孔,称之为“先面后孔”标准。 3)先主后次。先安排关键表面加工。关键表面指装配基准面,工作表面等;次要表面指键槽、紧固用螺孔和光孔等。这些表面通常全部和关键表面有相互位置精度要求,通常放在关键表面半精加工以后。精加工之前。这么能够保护关键表面光洁。 另外,为了确保加工质量要求,有些特殊零件表面最终精加工必需安排在部件装配以后或总装过程进行。如内燃机连杆精镗应放在连杆盖组装后进行。用作两个连接件定位销孔,应在总装时,将两个连接件相配在一起,钻削、铰削加工,然后装上销子。 (2)热处理工序安排 热处理工序在工艺路线中安排关键取决于热处理目标。有以下多个情况: 1)退火和正火通常安排在粗加工之前。她们关键目标是改善材料切削加工性能和消除内应力。 2)调质通常安排在粗加工以后,半精加工之前进行。调质使零件获很好综合机械性能也可使金属组织细化致密,为以后淬火和 氮化降低变形作预备处理。 3)时效处理。通常铸件通常安排在粗加工以后。高精度复杂铸件应在半精加工之前后各安排一次。刚性差精密零件应在粗加工、半精加工、精加工数次安排时效处理。时效处理目标是消除毛坯制造和机械加工中产生内应力,稳定零件精度。 4)淬火。分整体淬火,表面淬火和渗碳淬火。通常安排在精加工和半精加工之间进行。表面淬火之前常要进行调质及正火处理。淬火目标是为了使零件取得高硬度和耐磨性。 5)淡化。安排在精细磨之前。淡化前还需要安排调质处理,淡化能提升零件硬度、耐磨性、疲惫强度和抗蚀性。 6)发兰。表面镀层等表面处理。应安排在工艺过程以后。 (3)辅助工序安排 检验工序是关键辅助工序,除每道工序操作者自检外,还应在下列加工阶段,专门安排检验工序。 1)粗加工阶段结束以后; 2)关键工序前后; 3)工件从一个车间转到另一个车间时; 4)工件全部加工完成后。 辅助工序还有去毛刺、清洗、涂防锈油、油漆等,应分别安排于工艺过程所需之处。 减速器WH212机盖工艺过程 工序号 工序名称 工 序 内 容 工艺装备 1 铸造 2 清砂 清除浇注系统,冒孔,型砂,飞边,飞刺等 3 热处理 人工时效处理 4 涂漆 非加工面涂防锈漆 5 粗铣、半精铣 以结合面、主轴孔为定位基准,加紧工件,铣顶部平面和凸台,确保尺寸3mm 专用铣床 6 粗铣、半精铣 以已加工顶面及侧面做定位基准,装夹工件(专用工装),铣结合面,确保尺寸210±0.036mm(注意周围尺寸)。留磨削余量0.25~0.30mm 专用铣床 7 钻 钻4-φ13mm孔,刮平4-φ28mm。钻4-φ11mm孔,刮平4-φ25mm. 专用钻床 8 钻 以结合面及主轴孔定位,钻、攻2-M8螺纹、锪φ13,钻、攻2-M10x1螺纹,钻、攻5-M6深15螺纹 专用钻床 9 磨 以顶面及一侧定位,装夹工件,磨结合面至图样尺寸210±0.036mm 专用磨床 10 检验 检验各部尺寸及精度 减速器WH212机座工艺过程 工序号 工序名称 工 序 内 容 工艺装备 1 铸造 2 清砂 清除浇注系统,冒孔,型砂,飞边,飞刺等 3 热处理 人工时效处理 4 涂漆 非加工面涂防锈漆 5 粗铣、半精铣 以底面及侧面定位,装夹工件。铣结合面,留磨削余量(注意尺寸14和30mm) 专用铣床 6 粗铣、半精铣 以结合面及轴承孔定位,装夹工件铣底面。确保高度尺寸160±0.036mm(工艺尺寸) 专用铣床 7 钻 钻低面4-φ19mm孔,其中两个铰至φ19.50+0.01mm(工艺用)刮平φ36 专用钻床 8 钻 以底面及销钉定位,钻4-φ11刮后面φ25,钻4-φ13刮后面φ28 专用钻床 9 钻 以两个工艺孔及底面定位,加紧工件,钻、铰φ25mm测油孔,锪φ56mm深2mm.钻、攻3-M6深10mm,钻、攻2-M16x1.5底孔,刮平φ25mm 专用钻床 10 磨 以一面两孔定位,装夹工件。磨结合面确保尺寸160±0.036mm 专用磨床 11 钳工 箱体底部用煤油做参漏试验 12 检验 检验各部尺寸及精度 减速器WH212箱体工艺过程 工序号 工序名称 工 序 内 容 工艺装备 1 钳 将箱盖,箱体对准合箱,用4-M10,4-M12螺栓,螺母紧固 2 钻 铰2- 6mm,1:50锥,装入锥销 专用钻床 3 钳 将箱盖,箱体做标识编号 4 粗铣、半精铣 以底面和两孔定位,按底面一边找正。夹紧工件,兼顾一面加工尺寸,铣另一端面,确保尺寸230 专用铣床 5 粗铣、半精铣 以底面和两孔定位,按底面一边找正。夹紧工件,兼顾一面加工尺寸,铣另一端面,确保尺寸285 专用铣床 6 粗镗 以底面定位,以加工过端面找正,装夹工件,粗镗2-110轴承孔,留加工余量0.3~0.4mm。确保两轴中心线垂直度公差0.3mm确保结合面和轴承孔位置度公差为0.2mm 专用镗床 7 半精镗 以底面定位,以加工过端面找正,装夹工件,半精镗2-110轴承孔,留加工余量0.1~0.2mm。确保两轴中心线垂直度公差0.3mm确保结合面和轴承孔位置度公差为0.2mm 专用镗床 8 精镗 以底面定位,以加工过端面找正,装夹工件,按结合面正确对刀(确保结合面和轴承孔位置度公差为0.2mm)精镗2-110mm 专用镗床 9 钻 用底面和两销钉定位用钻摸板钻、攻蜗杆轴承孔端面螺孔 专用钻床 10 钻 钻、攻蜗轮轴承孔端面螺孔 专用钻床 11 钻 用带有锥度直径为φ120~φ130mm90度钻锪钻锪轴承孔内边缘倒角4-1x45度 专用钻床 12 钳 拆箱、清理飞边、毛刺 13 钳 合箱、装锥销紧固 14 检验 检验个部尺寸及精度 15 入库 入库 第三节 关键表面加工 一、箱体平面加工 箱体平面粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工。 刨削箱体平面关键特点是:刀具结构简单;机床调整方便;在龙门刨床上能够用多个刀架,在一次安装工件中,同时加工多个表面,于是,经济地确保了这些表面位置精度。 箱体平面铣削加工生产率比刨削高。在成批生产中,常采取铣削加工。当批量较大时,常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同时加工多个平面,即确保了平面间位置精度,又提升了生产率。 二、主轴孔加工 因为主轴孔精度比其它轴孔精度高,表面粗糙度值比其它轴孔小,故应在其它轴孔加工后再单独进行主轴孔精加工(或光整加工)。 现在机床主轴箱主轴孔精加工方案有:精镗—浮动镗;金刚镗—珩磨;金刚镗—滚压。 上述主轴孔精加工方案中最终工序所使用刀具全部含有径向“浮动”性质,这对提升孔尺寸精度、减小表面粗糙度值是有利,但不能提升孔位置精度。孔位置精度应由前一工序(或工步)给予确保。 从工艺要求上,精镗和半精镗应在不一样设备上进行。若设备条件不足,也应在半精镗以后,把被夹紧工件松开,方便使夹紧压力或内应力造成工件变形在精镗工序中得以纠正。 三、孔系加工 车床箱体孔系,是有位置精度要求各轴承孔总和,其中有平行孔系和同轴孔系两类。 平行孔系关键技术要求是各平行孔中心线之间和孔中心线和基准面之间尺寸精度和平行精度依据生产类型不一样,能够在一般镗床上或专用镗床上加工。 单件小批生产箱体时,为确保孔距精度关键采取划线法。为了提升划线找正精度,可采取试切法,即使精度有所提升,但因为划线、试切、测量全部要消耗较多时间,所以生产率仍很低。 坐标法加工孔系,很多工厂在单件小批生产中也广泛采取,尤其是在一般镗床上加装较精密测量装置(如数显等)后,能够较大地提升其坐标位移精度。 必需指出,采取坐标法加工孔系时,原始孔和加工次序选定是很关键。因为,各排孔孔距是靠坐标尺寸确保。坐标尺寸积累误差会影响孔距精度。假如原始孔和孔假定次序选择合理,就能够降低积累误差。 成批或大量生产箱体时,加工孔系全部采取镗模。孔距精度关键取决于镗模精度和安装质量。即使镗模制造比较复杂,造价较高,但可利用精度不高机床加工出精度较高工件。所以,在一些情况下,小批生产也可考虑使用镗模加工平行孔系。同轴孔系关键技术要求是各孔同轴度精度。成批生产时,箱体同轴孔系同轴度大部分是用镗模确保,单件小批生产中,在一般镗床上用以下两种方法进行加工: 1.从箱体一端进行加工 加工同轴孔系时,出现同轴度误差关键原因是: 当主轴进给时,镗杆在重力作用下,使主轴产生挠度而引发孔同轴度误差;当工作台进给时,导轨直线度误差会影响各孔同轴度精度。 对于箱壁较近同轴孔,可采取导向套加工同轴孔。对于大型箱体,可利用镗床后立柱导套支承镗杆。 2.从箱体两端进行镗孔 通常是采取“调头镗”使工件在一次安装下,镗完一端孔后,将镗床工作台回转1800,再镗另一端孔。具体措施是:加工好一端孔后,将工件退出主轴,使工作台回转1800,用百(千)分表找正已加工孔壁和主轴同轴,即可加工另一孔。 “调头镗”不用夹具和长刀杆,镗杆悬伸长度短,刚性好。但调整比较麻烦和费时,适合于箱体壁相距较远同轴孔。 第四节 定位基准选择 在制订工艺过程时,选择定位基准关键目标是为了确保加工表面位置精度。所以选择定位基准总标准应该是从有较高位置精度要求表面中进行选择。定位基准选择包含粗基准和精基准选择。 一、粗基准选择 选择粗基按时,考虑关键是怎样确保各加工表面有足够余量,使不加工表面和加工表面间尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择标准是: 1.选择应加工表面为粗基准。目标是为了确保加工面和不加工面相互位置关系精度。假如工件上表面上有好多个不需加工表面,则应选择其中和加工表面相互位置精度要求较高表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 2.选择加工余量要求均匀关键表面作为粗基准。比如:机床床身导轨面是其它量要求均匀关键表面。所以在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这么就能确保均匀地去掉较少余量,使表层保留而细致组织,以增加耐磨性。 3.应选择加工余量最小表面作为粗基准。这么能够确保该面有足够加工余量。 4.应尽可能选择平整、光洁、面积足够大表面作为粗基准,以确保定位正确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺表面不宜选作粗基准,必需时需经初加工。 5.粗基准应避免反复使用,因为粗基准表面大多数是粗糙不规则。数次使用难以确保表面间位置精度。 箱体粗基准选择要求:在确保各加工表面全部有加工余量前提下,使关键孔加工余量均匀;装入箱体内旋转零件应和箱体内壁有足够间隙;另外还应确保定位、夹紧可靠。为了满足上述要求,通常选箱体关键孔毛坯孔作为粗基准。减速箱体加工第一个面是盖或底座结合面,因为 分离式箱体轴承孔毛坯孔分布在盖和底座两个不一样部分上很不规则,所以在加工盖和底座结合面时无法用关键孔毛坯作粗基准。而是用顶面和底面作为粗基准。这么能够确保结合面加工后凸缘厚度叫均匀。 二、精基准选择 选择精基准标按时,考虑关键是有利于确保工件加工精度并使装夹正确、牢靠、方便。 精基准选择标准是: 基准重合标准。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这么能够避免定位基准和设计基准不重合而引发基准不重合误差。 基准统一标准。应尽可能选择统一定位基准。基准统一有利于确保各表面间位置精度,避免基准转换所带来误差,而且各工序所采取夹具比较统一,从而可降低夹具设计和制造工作。比如:轴类零件常见顶针孔作为定位基准。车削、磨削全部以顶针孔定位,这么不仅在一次装夹中能加工大多书表面,而且确保了各外圆表面同轴度及端面和轴心线垂直度。 互为基准标准。选择精基按时,有时两个被加工面,能够互为基准反复加工。比如:对淬火后齿轮磨齿,是以齿面为基准磨内孔,再以孔为基准磨齿面,这么能确保齿面余量均匀。 自为基准标准。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,能够选择加工表面本身为基准。比如:磨削机床导轨面时,是以导轨面找正定位。另外,像拉孔在无心磨床上磨外圆等,全部是自为基准例子。 另外,还应选择工件上精度高。尺寸较大表面为精基准,以确保定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 箱体上孔和孔、孔和平面、平面和平面之间全部有较高位置精度要求,这些要求确保和精基准选择有很大关系。为此,通常优先考虑“基准统一”标准。使含有相互位置精度要求大部分工序,尽可能用同一组基准定位。以避免因基准转换过多而 带来积累误差,而且因为采取同一基准,使所用夹具含有相同结构形式,可降低夹具设计和制造工作量、降低成本。比如车床主轴箱能够选择装配基面底面做定位基准,在大批量生产中,则选择主轴箱顶面和 两定位销为定位基准。分离式减速箱体结合面和装配基面底面有一定尺寸精度和位置精度,轴承孔轴线应对结合面上,和底面也有尺寸精度和相互位置精度要求,故加工底座结合面时,选底面为精基准,箱体和箱后轴承孔加工仍以底面为关键定位基准。若箱体尺寸较小而批量很大时,可和底面上两定位孔组成经典一面两孔定位方法。这么既符合“基准统一”标准,又符合“基准重合”标准,有利于确保轴承孔轴线和结合面重合度及和装配基面尺寸精度和平行度。 第五节 工艺尺寸计算 一、 加工余量确实定查《机械加工余量和公差手册》 1.顶面和结合面加工余量 磨削余量 025±0.06mm IT8 表面粗糙度 1.6 半精铣余量 2x1.5±0.25mm IT10 表面粗糙度 3.2 粗铣余量 2x5±0.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 2.下箱体结合面和底面加工余量(查表4-34,4-37) 磨削余量 025±0.06mm IT8 表面粗糙度 1.6 半精铣余量 2x1.5±0.25mm IT10 表面粗糙度 3.2 粗铣余量 2x5±0.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 3.箱体左右端面加工余量 半精铣余量 2x1.5±0.25mm IT10 表面粗糙度 3.2 粗铣余量 2x5±0.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 4.箱体前后端面加工余量 半精铣余量 2x1.5±0.25mm IT10 表面粗糙度 3.2 粗铣余量 2x5±0.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 5.两轴承孔加工余量 精镗 0.4±0.05mm IT7 表面粗糙度 0.8 半精镗 1.5±0.25mm IT9 表面粗糙度 3.2 粗镗 5±0.5mm IT11 表面粗糙度 6.3 二、尺寸链计算 1、 两中心面和底面尺寸链计算 尺寸链图 N=A+A =160+120 则 N=280 N=+ N=0.054+0.063 =0.117 -=-- =-0.054-0.0063 =-0.117 所以尺寸及公差为2800.117 2.观油孔尺寸链计算 尺寸链图 N=+ =N- =28-12.5 =15.5 =+ =0.046-0.033 =0.013 -=+ =-0.046+0.033 =-0.013 尺寸为15.50.013 三、切削用量选择(查机械加工工艺手册) 加工对象 加工方法 加工步骤 刀 具 切削深度(mm) 切削速度(m/s) 进给量(mm/r) (mm/z) 走刀长度(mm) 备注 机盖上平面 粗铣 1 圆柱铣刀YG6 1.5 0.24 0.4 280 2.4-84 半精铣 2 圆柱铣刀YG6 0.5 0.41 0.08 280 机盖结合面 粗铣 1 圆柱铣刀YG6 1.5 0.24 0.4 335 2.4-84 半精铣 2 圆柱铣刀YG6 0.5 0.41 0.08 335 磨 3 砂轮 0.02 0.75 0.0287 335 2.4-163 机盖结合面平面孔 钻削加工 1 麻花钻 30 0.36 0.45 32 2.4-38 2.4-41 钻削加工 2 麻花钻 14 0.38 0.38 16 机盖上平面孔 钻削加工 1 麻花钻 20 0.38 0.36 22 2.4-38 2.4-41 钻削加工 2 麻花钻 27 0.39- 配套讲稿:
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