减速箱箱体机械加工工艺规程及夹具设计说明书.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流减速箱箱体机械加工工艺规程及夹具设计说明书.精品文档.前 言课程设计是我们学习完整个大学的全部基础课程、技术基础课程、以及专业课程之后进行的。这是在我们进行完机械制造工艺学课程设计后的,对所学的各门课程的一次全面的综合性的设计课题任务,也是一次理论联系实际的训练,它是我们大学生涯的一个总结。加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固,是在进行社会实践之前对所学个课程的一次深入的综合性的总复习,也是理论联系实际的训练。加工工艺及夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施,随着我国机械工业生产的不断发展,加工工艺和机床夹具的改进和创造已成
2、为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。对我个人而言,这次毕业设计是自己迎接未来工作的一次很重要的锻炼机会我会用自己的认真务实的态度去完成这份毕业设计,我相信在这个过程当中,自己分析问题、解决问题的能力、团队合作意识等,将得到很大的提高,为以后的工作打好基础。由于能力和实践经历有限,设计尚有不妥之处,恳请各位老师给予指教。目录1.零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析12.毛坯的确定12.1毛坯的制造形式12.2毛坯尺寸及加工余量13.工艺规程设计23.1定位基准的选择23.2制定工艺路线23.3选择加工设备及刀具、夹具、量具53.4工序的设计64.夹具设计114.
3、1定位基准的选择124.2定位方式的分析124.3切削力的计算134.4夹紧力的计算及夹紧方式的确定13结束语15参考文献161.零件的分析1.1 零件的作用题目给的零件是一个减速箱体,箱体是机器的基础零件,它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,以传递转矩或改变转速来完成规定的运动,故箱体的加工质量,直接影响到机器的性能、精度和寿命。1.2 零件的工艺分析箱体类零件的结构复杂,壁薄且不均匀,加工部位多,加工难度大。由零件图可知,零件的材料是HT200,该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性、减震性、切削加工性、铸造性,价格便宜,制造方便,但塑性较差、
4、脆性高,适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。该零件属于箱体类零件,其中有三个表面以及表面上有各种尺寸的孔、螺纹孔需要加工。1.2.1该零件的加工包括以下几个加工部位底面一个54+0.03 0mm孔、两个52+0.08 -0.023mm孔、前面47+0.020 -0.003mm孔、后面35+0.02 -0.003mm孔五个孔的粗镗、半精镗和精镗,主要加工部位有54+0.03 0mm、35+0.020 -0.003mm、47+0.020 -0.003mm三孔。1.2.2对零件的加工要求叙述如下:上表面和距离上表面96mm的底面的表面粗糙度为3.2um,底面的表面粗糙度为6.3um,后面20mm的孔
5、表面粗糙度为12.5um,底面54mm、两个52mm以及前面47mm和后面35mm5个孔的表面粗糙度均为1.6um,上表面两个配做的8mm孔的粗糙度为3.2um。结合零件的加工工艺性,在加工过程中,基本上用上表面及上表面上的两个工艺孔定位,这样遵循了基准统一原则,减小误差。2.毛坯的确定2.1毛坯的制造形式根据零件材料确定毛坯为铸件。已知零件的生产纲领为100000件/年,由参考文献2表12、表13可知,其生产类型为大批量生产,而且零件的轮廊尺寸不大,手工造型应用与单件及小批生产以及用于大型零件铸造;而机器造型的金属模铸造则应用于大批或大量生产中。机器造型较手工造型不但生产率高,而且所得的铸件
6、尺寸也较准确。故毛坯的铸造方法选用金属模机器造型。2.2毛坯尺寸及加工余量由参考文献1表122,得各加工表面的总余量如表21所示:表21 各主要加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明上表面4距离上表面96mm的底面3.5底面425292.5双侧加工3572.5双侧加工4772.5双侧加工5472.5双侧加工3.工艺规程设计3.1定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确与合理,可以是加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。3.1.1粗基准的选择对于本零件而言,按照粗基准的选
7、择原则,选择本零件距离上表面96mm的一个底面作为粗基准,限制X方向的移动和旋转自由度、Y方向的旋转自由度和Z方向的移动自由度,在后面用两个挡销限制Z方向的旋转和Y方向的移动两个自由度,这样六个自由度均限制了,再用夹紧装置对两个52mm的底孔进行夹紧,就可以对上表面进行加工了。3.1.2精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题和便于安装,采用上表面和工艺孔作为精基准,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算.3.2制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。因为该零件是大批生产,所以可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工
8、序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。由参考文献2表12、表13可知,此零件的生产类型的工艺特征如下表31所示:表31 大批量生产主轴箱体的工艺特征毛坯及余量采用金属模机器造型。毛坯精度高,余量小机床设备广泛采用专用机床,按流水线布置工艺装备广泛采用高效专用工装工件装夹方式采用夹具装夹操作工人技术水平较低生产率高成本低根据箱体类零件的加工工艺基本原则:先面后孔、粗精分开、先粗后精、工序集中先主后次等,并结合各表面的加工要求和各加工方法能达到的经济精度。此外,由于此减速箱体的生产纲领为100000件/年,确定生产类型为大量生产,结合此类生产类型的工艺特征和经济
9、效果,制定以下的工艺路线:初步拟定工艺路线(一):工序号工序内容005铸造010时效015漆底漆020粗铣上、下表面025粗铣距上表面96mm的底面030粗铣前面4个20mm的凸台035精铣上表面040精铣距离上表面96mm的底面045精铣前面4个20mm的凸台050钻上表面那8个螺纹底孔,并且铰出两个工艺孔055粗镗前、后面的62mm、77mm两个沉头孔,以及35mm、47mm两孔060粗镗底面52mm、52mm、54mm三个孔065半精镗前、后面的35mm、47mm两个孔070半精镗底面54mm孔075精镗前、后面62mm、77mm两个沉头孔和35mm、47mm两孔080精镗底面52mm、
10、52mm、54mm三个孔085钻前面各螺纹底孔、攻螺纹090钻后面各螺纹底孔、攻螺纹095钻底面各螺纹底孔、攻螺纹100攻上表面各螺纹105去毛刺110检查入库工艺路线(二):工序号工序内容005铸造010时效015漆底漆020粗铣上表面025粗铣两个底面030粗铣前面4个20mm的凸台035精铣上表面040精铣距离上表面96mm的底面045精铣前面4个20mm的凸台050钻上表面那8个螺纹底孔,并且铰出两个工艺孔055粗铣前、后面的62mm、77mm两个沉头孔060粗镗前、后面35mm、47mm两孔065粗镗底面52mm、52mm、54mm三个孔070半精镗前、后面的35mm、47mm两个孔
11、075半精镗底面54mm孔080精铣前、后面的62mm、77mm两个沉头孔085精镗前、后面35mm、47mm两孔090精镗底面52mm、52mm、54mm三个孔095钻前面各螺纹底孔、攻螺纹100钻后面各螺纹底孔、攻螺纹105钻底面各螺纹底孔、攻螺纹110攻上表面各螺纹115去毛刺120检查入库上述工艺方案遵循了制定箱体加工工艺路线制定的基本路线,但是结合此箱体零件的工艺特点,有些工序及其路线仍存在一些问题需要进一步讨论:方案一和方案二只有两个地方不同,即上表面与底面的加工顺序和前后面的那两个沉头孔加工方式不同。由于零件高度只有182mm,用组合铣床同时加工两面有一定的难度,而且毛坯是铸造件
12、,前后面有一定的拔模斜度,如果用于定位,加工误差将会加大,所以采用方案二中的单独加工上表面,在加工底面;对于前后面的两个沉头孔,精度要求不太高,采用用铣削加工要保证与35mm、47mm两孔的同轴度难度较大,与35mm、47mm两孔在一起加工,就容易保证与35mm、47mm两孔的同轴度,故采用方案一。因此,将方案一中的工序055、工序075移入方案二中。修改后的工艺路线如下:工序号工序内容说明005铸造010时效除内应力015漆底漆防止生锈020粗铣上表面025粗铣两个底面030粗铣前面4个20mm的凸台035精铣上表面040精铣距离上表面96mm的底面045精铣前面4个20mm的凸台050钻上
13、表面那8个螺纹底孔,并且铰两个工艺孔055粗镗前、后面的62mm、77mm两个沉头孔,以及35mm、47mm两孔060粗镗底面52mm、52mm、54mm三个孔065半精镗前、后面的35mm、47mm两个孔070半精镗底面54mm孔075精镗前、后面62mm、77mm两个沉头孔和35mm、47mm两孔080精镗底面52mm、52mm、54mm三个孔085钻前面各螺纹底孔、攻螺纹090钻后面各螺纹底孔、攻螺纹095钻底面各螺纹底孔、攻螺纹100攻上表面各螺纹105去毛刺110检查入库3.3选择加工设备及刀具、夹具、量具鉴于此减速箱体加工的生产类型为大量生产,零件的毛坯精度高,余量小,应广泛选用专
14、用组合机床设备和高效的专用工艺装备,工件全部采用夹具装夹,流水线生产,可使劳动生产率得到有效提高,并能降低生产成本,但考虑到工装定位,只部分采用专用机床。铣平面时,两个相对的平面同时加工,选择卧式铣床、YG8的面铣刀、专用铣床夹具和游标卡尺,只是粗铣和精铣时选用的切削用量不同。钻平面上的孔和攻螺纹孔时,选择摇臂钻床、各种尺寸的麻花钻、机用丝锥、专用夹具和游标卡尺。同时镗前、后面上的62、35、47、77的孔时,选择卧式双面组合镗床、镗通孔的镗刀、专用镗床夹具和游标卡尺、检验棒、塞规。3.4工序的设计3.4.1工序050:钻上表面那8个螺纹底孔,并且铰两个工艺孔选用机床:Z3025B刀具:直柄短
15、麻花钻8.5=8.5, =37mm, =79mm(国标 GB1437-85)确定进给量f:根据切削手册表14-34得:当灰口铸铁HT200,=8mm时,=0.270.33mm/r,由于是丝锥攻螺纹前钻孔,故不必乘以修正系数。根据机床Z3025B机床说明书:现取进给量:=0.30mm/r切削速度:根据切削手册表14-3得:=26m/min所以: =974r/min按机床转速取:=960r/min,故实际切削速度:=25.6m/min 切削工时:根据切削手册表15-6查得: =3mm, =1mm, =20mm=20+3+1/9600.30=0.08min故钻8个孔时的工时: =80.08=0.64
16、min铰两个工艺孔:根据切削手册表10-32 GB1132-84选取 =8.5的直柄机用铰刀查表15-10得铰孔时的切入及超出长度分别为: =0.1+0.5=0.6mm =15mm =0.10mm转速仍取=960r/min铰两孔的工时: = =2=0.24mim3.4.2工序055:粗镗前、后面的62mm、77mm两个沉头孔,以及35mm、47mm两孔选用镗床:618刀具:硬质合金镗刀 镗刀材料:5进给量:根据切削手册查表14-51得:杆伸出长度取300mm,切削深度为=2.0mm ,毛坯孔径 =42mm 因此确定进给量=0.2mm/r切削速度:根据削手册查得=2.4m/s=144m/min机
17、床主轴转速: =1091.9r/min按机床取=1000r/min实际切削速度:=131.88mm/min工厂每分钟进给量=0.21000=200mm/min被切削层长度:=22mm根据切削手册表15-1续取:=5.5mm =1mm行程次数:=1机动时间:=0.143min3.4.3工序060:粗镗底面52mm、52mm、54mm三个孔选用机床:立式镗床716A刀具:硬质合金镗刀 镗刀材料:5切削深度: =2mm 毛坯孔径 =42mm进给量:根据切削手册表14-51取:刀杆伸出长度100mm 切削深度=2mm因此确定进给量:=0.2mm/r切削速度:根据切削手册取: =2.4m/s=144m/
18、min机床主轴转速: = =975.7r/min按机床取=1000r/min实际切削速度:=147.58m/min工作台每分钟的进给量:=0.21000=200mm/min被切削层长度:=18mm根据切削手册表15-1续取: =5.5mm =1mm行程次数:=1机动时间:=0.123min3.4.4工序065:半精镗前、后面的35mm、47mm两个孔选用机床:卧式镗床618刀具:硬质合金镗刀 镗刀材料:5切削深度: =0.5mm 毛坯孔径 =46mm进给量:根据切削手册表14-51取:刀杆伸出长度200mm 切削深度=0.5mm因此确定进给量:=0.2mm/r切削速度:根据切削手册取: =3.
19、18m/s=190.8m/min机床主轴转速: = =1320.9r/min按机床取=1300r/min实际切削速度:=187.77m/min工作台每分钟的进给量:=0.21300=260mm/min被切削层长度:=15mm刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:=1机动时间:=0.084min3.4.5工序070:半精镗低面的54mm孔选用机床:立式镗床 716A刀具:硬质合金镗刀 镗刀材料:5切削深度: =0.5mm 毛坯孔径 =53mm进给量:根据切削手册表14-51取:刀杆伸出长度100mm 切削深度=0.5mm因此确定进给量:=0.2mm/r切削速度:根据切削手册取: =3.18m
20、/s=190.8m/min机床主轴转速: = =1146.5r/min按机床取=1000r/min实际切削速度:=166.42m/min工作台每分钟的进给量:=0.21000=200mm/min被切削层长度:=22mm刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:=1机动时间:=0.144min3.4.6工序075:精镗前、后面的62mm、77mm两个沉头孔,以及35mm、47mm两孔选用机床:卧式镗床618刀具:硬质合金镗刀 镗刀材料:5切削深度: =0.01mm 毛坯孔径 =47mm进给量:根据切削手册表14-51取:刀杆伸出长度200mm 切削深度=0.01mm因此确定进给量:=0.1mm/
21、r切削速度:根据切削手册取: =100m/min机床主轴转速: = =677r/min按机床取=600r/min实际切削速度:=88.55m/min工作台每分钟的进给量:=0.1600=60mm/min被切削层长度:=15mm刀具切入长度:=3刀具切出长度: 取行程次数:=1机动时间:=0.367min4.夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度。在加工零件时,需要设计专用夹具。经过与指导老师协商,决定设计工序065:半精镗前、后面的35mm、47mm两个孔的镗床夹具。本夹具将用于T618卧式镗床。刀具为硬质合金镗刀,对工件的两个孔同时进行加工。本夹具主要用来镗前、后面35mm、
22、47mm两孔,这两个孔有一定的尺寸精度要求为+0.03,表面粗糙度为。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。加工本道工序时只完成了减速箱体前、后面的半精镗加工,利用此2-8.5,采用一面两销定位原则,可以有效的限制工件的六个自由度,因此这样的加工可以很好的保证后面工序加工的加工质量。因此在本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求,以及如何提高劳动生产率,降低劳动强度。按在夹具中的作用、地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置;(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构); (3)夹具体;(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置
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