减速机壳加工工艺与铣夹具设计说明书.doc
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1、 第一章: 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与寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求.由于机器的结构特点与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与孔系,还有较多的紧固螺纹孔等.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,减震性以与良好的铸造性能与切削性能,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
2、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,取决于生产类型与毛坯尺寸.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.第二章：零件工艺的分析2.1 零件的工艺分析2.1.1 要加工孔的孔轴配合度为H7，表面粗糙度为Ra小于1.6um,圆度为0.0175mm,垂直度为0.08mm,同轴度为0.02mm。2.1.2 其它孔的表面粗糙度为Ra小于12.5um,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于1.6um。 确定毛坯的制造形式由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，
3、且抗振性与耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用HT20-40，由于零件年生产量2万台，已达到大批生产的水平，通常采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。 箱体零件的结构工艺性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：2.1.1 本箱体加工的基本孔可分为通孔与阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。2.1.2 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之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。2.1.3 为了减少加工中的换刀次数，箱体
4、上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，本箱体分别为直径11与13。第三章：拟定箱体加工的工艺路线3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准与精基准只分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。精基准的选择精基准的选择应重保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑，同时也要考虑到装夹方便，夹具结构方便。选择精基准应遵循下列原则：“基准重合”原则 即应尽可能选用设计基准作为精基准。这样可以避免由于基准不重合而引起的误差。“基准统一”原则 即应尽可能选择加工工件的多个表面时都能使用的一组定位基准作为精基准。这样就便于保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换说产生的误差，并能简化夹具的设计制造。“互为基
5、准”原则 当两个表面相互位置精度以与他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为基准的原则，反复多次进行加工。“自为基准”原则 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，再加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，而该表面与其他表面之间的位置精度则有先行工序保证。根据大批大量生产的减速器箱体通常以顶面与两定位销孔为精基准，,这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；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，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位与自动夹紧，且不存
6、在基准不重合误差。 粗基准的选择 粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面的相互位置精度，以与加工表面的余量分配。选择粗基准时必须注意以下几个问题： 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度要求，应以不加工表面作为粗基准。如果工件上由很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。 必须首先保证工件上的某种要表面的加工余量均匀，则应选择该表面作为粗基准。 选作粗基准的表面应尽量平整光洁，不应有飞边、浇口、冒口等缺陷。 粗基准一般只能使用一次。根据上述的精基准选择的原则与粗基准选择时注意的问题，我们可以在粗加工阶段选择B面为粗基准，在精加工阶段，我们可
7、以选择燕尾面作为精基准，这样可以做到基准统一与基准重合，可以减少误差，提高位置精度。 加工路线的拟定拟定机械加工工序，要依照“先粗后精”“先主后次”，“先面后孔”加工箱体零件的原则。必要的热处理、检验等辅助工序安排在各加工阶段之间。加工阶段的划分主轴箱的主要表面的加工分粗精两个阶段。粗、精加工分开进行，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、加紧力与切削热对加工精度的影响，有利于保证主轴箱的加工精度；同时还能根据粗、精加工的不同要求来合理地选择设备，有利于提高生产效率。分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于：在加工箱体前先对与箱体配合的盖与低座分别进行加工，而后再对装配好的整体箱
8、体进行加工。(注,本设计没有盖的工艺规程设计)第一阶段主要完成平面，紧固孔与定位空的加工，为箱体土的装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔与其端面。在两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度与撤装后的重复精度。表一 WHX112减速机机座的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，冒口，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粗铣专用铣床6粗铣专用铣床7磨以底面定位，装夹工件，磨分割面，保证尺寸240mm专用磨床8钻钻底面419mm,411mm,413mm专用钻床9
9、钻钻攻3M16mm,15mm,4M12mm,深25mm专用钻床10钻钻攻2M16mm,深15mm, 3M6mm,深10mm专用钻床11钳箱体底部用煤油做渗漏试验12检验检查各部尺寸与精度 表二 WHX112减速机机体的工艺过程工序号工序名称工 序 内 容工艺装备1钳将箱盖，箱体对准与箱，用10M12螺栓，螺母紧固2钻钻，铰26mm的锥销孔，装入锥销专用钻床3钳将箱盖，箱体做标记，编号4粗铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后端面，保证尺寸260mm专用铣床5粗铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣左右端面，保证尺寸260mm专用铣床6
10、精铣专用铣床7精铣专用铣床8粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗杆面专用镗床9粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗轮面专用镗床10检验检查轴承孔尺寸与精度11半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗杆面专用镗床12半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗轮面专用镗床13精镗以底面定位，以加工过的端线找正，装夹工件，按分割面精确对刀（保证分割面与轴承孔的位置度公差为0.02mm），加工蜗杆面轴承孔专用镗床14精镗以底面定位，以加工过的端线找正，装夹工件，按分割面精确对刀（保证分割面与轴承孔的位置度公差为0.02mm），加工蜗轮面轴承
11、孔专用镗床15钻用底面与两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗杆轴承空端面螺孔专用钻床16钻用底面与两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗轮轴承空端面螺孔专用钻床17锪孔用带有锥度为90度的锪钻锪轴承孔内边缘倒角445度专用钻床18钳撤箱，清理飞边，毛刺19钳合箱，装锥销，紧固20检验检查各部尺寸与精度21入库入库第四章：机械加工余量与工序尺寸的确定根据上述原始资料与加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸与毛坯的尺寸如下： 机座.1 毛坯的外廓尺寸：考虑其加工外廓尺寸为330260240 mm，表面粗糙度要求RZ6，按公差等级79级，取7级，加工余量等级取F级确定， 毛坯长：330+23.5=337
12、mm 宽：260+23=266mm 高：240+23=246mm4.1.2 主要平面加工的工序尺寸与加工余量：为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序5的铣削深度ap=2.5mm，工序6的铣削深度ap=2.45mm，留磨削余量0.05mm,工序10的磨削深度ap4.1.3 加工的工序尺寸与加工余量：（1）钻4-19mm 孔钻孔：16mm，2Z=16 mm，ap=8mm扩孔：19mm，2Z=3mm， ap（2）钻4-11mm 孔钻孔：10mm，2Z=10 mm，ap=5mm扩孔：11mm，2Z=1mm， ap(3)钻4-13mm 孔钻孔：13mm，2Z=13 mm，ap(4)攻钻3-M1
13、6mm ，2M16mm孔钻孔：16mm，2Z=16 mm，ap=8mm攻孔：M16mm(5)攻钻8-M12mm 孔钻孔：12mm，2Z=12 mm，ap=6mm攻孔：M12mm(5)攻钻3-M6mm 孔钻孔：6mm，2Z=6 mm，ap=3mm攻孔：M6mm 机体.1 主要平面加工的工序尺寸与加工余量：为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序4的铣削深度ap=2.0mm，工序5的铣削深度ap=0. 5mm.2 加工的工序尺寸与加工余量：（1）钻绞2-6mm 孔钻孔：4mm，2Z=4 mm， ap=2mm绞孔：6mm（2）镗2-110mm轴承孔粗镗：109.4mm，2Z=4.4 mm，a
14、p半精镗：109.8mm，2Z=0.4mm， ap 精镗：109.8mm, 2Z=0.2mm, ap(3)攻钻8-M12mm 孔钻孔：12mm，2Z=12 mm，ap=6mm攻孔：M12mm第五章：确定切削用量与基本工时5.1 机座5.1 工序5 粗铣箱体下平面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁加工要求：粗铣箱结下平面，保证顶面尺寸3 mm机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为140 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削确定进给量f：75,确定fz切削速度：参考
15、有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min86,取nw=37.5r/min,故实际切削速度为：当nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz2037.5=150(mm/min)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+l2=140+3+2=145mm 故机动工时为： tm =145150=0.966min=58s辅助时间为： tf其他时间计算： tb+tx=6%(58+8.7)=4s故工序5的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx 5.1.2 工序6 粗铣箱体分割面（1）加工条件： 工件材料：灰铸铁加工要求：精铣箱结合面，保证顶面尺
16、寸3 mm机床：卧式铣床X63刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20量具：卡板 （2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为330 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,留磨削量0.05mm，可一次铣削确定进给量f：75,确定fz切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27m/min则ns=1000v/dw=(100027)225)=38(r/min)86,取nw=37.5r/min,故实际切削速度为：当nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为：fm=fzznz2037.5=150(mm/min)切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行
17、程为l+l1+l2=330+3+2=335mm 故机动工时为： tm =335150=2.23min=134s辅助时间为： tf其他时间计算： tb+tx=6%故工序6的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx 5.1.3 工序7 磨箱体分割面工件材料：灰铸铁 机床：平面磨床M7130 刀具：砂轮 量具：卡板（1）选择砂轮8，则结果为 WA46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为35040127（DBd）（2）切削用量的选择 砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂 轴向进给量fa =0.5B=20mm(
18、双行程) 工件速度Vw =10m/min 径向进给量fr （3）切削工时式中L加工长度，L=330 mm b加工宽度，230mm Zb单面加工余量，Zb =0. 5mm K V工作台移动速度（m/min） fa 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm） fr工作台往返一次砂轮径向进给量（mm） 辅助时间为： tf 其他时间计算： tb+tx=6% 故工序7的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx 5.1.4 工序8 钻孔（1）钻4-19mm 孔 工件材料：灰铸铁加工要求：钻4个直径为19mm的孔 机床：立式钻床Z535型 刀具：采用16mm的麻花钻头走刀一次， 扩孔钻19mm走刀一次16mm的
19、麻花钻： f=0.30mm/r（工艺手册2.4-38） v=0.52m/s=31.2m/min（工艺手册2.4-41）按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度19mm扩孔:f=0.57mm/r（工艺手册2.4-52）切削深度apv=0.48m/s=28.8m/min（工艺手册2.4-53）ns=1000v/dw=336(r/min)按机床选取nw=400r/min, （按工艺手册3.1-36）所以实际切削速度由于是加工4个相同的孔，故总时间为T=4(t1 +t2)= 4辅助时间为： tf其他时间计算： tb+tx=6%故单件时间： tdj=tm+tf+tb
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