模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施解析.pptx

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1、掌握箱体类零件切削用量的选择方法；熟悉箱体类零件的主要检验项目；熟悉箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验方法。【技能目标】能够根据不同箱体类零件的具体结构与功用合理选择其的毛坯和材料；具备初拟中等复杂程度箱体类零件加工工艺过程的能力；会确定箱体类零件加工工序尺寸及其公差；具备合理选择箱体类零件切削用量的能力。；会进行箱体类零件的孔系位置精度及孔距精度的检验。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第1页/共72页引例犁刀变速齿轮箱体零件图如图5-1所示，试设计犁刀变速齿轮箱体零件的机械加工工艺过程。原始资料：该零件图样一份；生产纲领为6 000件/年；每日1班。模块四 犁刀变速器箱体铣刨

2、加工工艺设计与实施 第2页/共72页模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第3页/共72页模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第4页/共72页一、箱体类零件的功用及结构特点形状复杂 体积较大壁薄容易变形 有精度要求较高的孔和平面模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第5页/共72页二、箱体类零件的加工精度技术要求 孔径精度孔与孔的位置精度孔和平面的位置精度主要平面的精度表面粗糙度模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第6页/共72页三、箱体类零件的材料、毛坯及热处理箱体零件有复杂的内腔，应选用易于成型的材料和制造方法。铸铁容易成型，大都选用 HT200 HT4

3、00的各种牌号的灰铸铁。热处理是箱体零件加工过程中十分重要的工序，需要合理安排。由于箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第7页/共72页四、课题总结1、零件的作用 犁刀变速齿轮箱体是旋犁刀变速齿轮箱体是旋耕机的一个主要零件。旋耕耕机的一个主要零件。旋耕机通过该零件的安装平面机通过该零件的安装平面(图图5 51 1零件图上的零件图上的N N面面)与与手扶拖拉机变速箱的后部相手扶拖拉机变速箱的后部相连，连，模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第8页/共

4、72页2、零件的工艺分析 该零件上的主要加工面为N面、R面、Q面和280H7孔。N面的平面度0.05 mm直接影响旋耕机与拖拉机变速箱的接触精度及密封。280H7孔的尺寸精度、同轴度0.04 mm，与N面的平行度0.07 mm，与R及Q 面的垂直度0.1 mm，以及R相对于Q面的平行度0.055 mm，直接影响犁刀传动轴对N面的平行度及犁刀传动齿轮的啮合精度、左臂壳体及右臂壳体孔轴线的同轴度等。因此，在加工它们时，最好能在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来。210F9孔的尺寸精度、两孔距尺寸精度 mm以及 mm对R面的平行度0.06 mm，影响旋耕机与变速箱联接时的正确定位，从而影响犁刀传动齿

5、轮与变速箱倒档齿轮的啮合精度。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第9页/共72页3 3、确定毛坯、确定毛坯、画毛坯画毛坯-零件合零件合图。图。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第10页/共72页一、箱体类零件的加工方法 箱体零件主要是一些平面和孔的加工，其加工方法和工艺路线：粗刨精刨、粗刨半精刨磨削、粗铣精铣或粗铣磨削（可分粗磨和精磨）等方案。箱体零件上轴孔加工可用粗镗（扩）精镗（铰）或粗镗（钻、扩）半精镗（粗铰）精镗（精铰）方案。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第11页/共72页二、平面加工 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第12页/共72

6、页序号序号加工方案加工方案经济精度级经济精度级表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值/m/m适用范围适用范围1 1粗车粗车半精车半精车IT9IT96.36.33.23.2回转体零件回转体零件的端面的端面2 2粗车粗车半精车半精车精车精车IT7IT7IT3IT31.61.60.80.83 3粗车粗车半精车半精车磨削磨削IT8IT8IT6IT60.80.80.20.24 4粗刨粗刨(或粗铣或粗铣)精刨精刨(或精铣或精铣)ITl0ITl0IT8IT86.36.31.61.6精度要求不精度要求不太高的不淬太高的不淬硬平面硬平面5 5粗刨粗刨(或粗铣或粗铣)精刨精刨(或精铣或精铣)刮研刮研IT7IT7IT6I

7、T60.80.80.10.1精度要求较精度要求较高的不淬硬高的不淬硬平面平面模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第13页/共72页序号序号 加工方案加工方案经济精经济精度级度级表面粗糙度表面粗糙度RaRa值值/m/m适用范围适用范围6 6粗刨粗刨(或粗铣或粗铣)精刨精刨(或精铣或精铣)磨削磨削IT7IT70.80.80.20.2精度要求高的淬硬精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面平面或不淬硬平面7 7粗刨粗刨(或粗铣或粗铣)精刨精刨(或精铣或精铣)粗磨粗磨精精磨磨IT7IT7IT6IT60.40.40.020.028 8粗铣粗铣拉拉IT9IT9IT7IT70.80.80.20.2大量生产

8、，较小的大量生产，较小的平面平面(精度视拉刀精度视拉刀精度而定精度而定)9 9粗铣粗铣精铣精铣磨削磨削研磨研磨IT5IT5以以上上0.10.10.0060.006高精度平面高精度平面模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第14页/共72页三、孔系加工孔系可分为平行孔系、同轴孔系、交叉孔系。（a)a)平行孔系平行孔系 （b)b)同轴孔系同轴孔系 （c)c)交叉孔系交叉孔系图图5-45-4孔系分类孔系分类模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第15页/共72页三、孔系加工保证孔距精度的3种方法 1、找正法 划线找正法 用心轴和块规找正 用样本找正 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺

9、设计与实施 第16页/共72页三、孔系加工保证孔距精度的3种方法 2、镗模法 镗模法加工孔系是用镗模板上的孔系保证工件上孔系位置精度的方法。工件装在带有镗模板的夹具内，并通过定位与夹紧装置使工件上待加工孔与镗模板上的孔同轴。3、坐标法坐标法镗孔是在普通卧式镗床、坐标镗床或数控镗铣床等设备上，借助于测量装置，调整机床主轴与工件间在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔距精度的一种镗孔方法。坐标法镗孔的孔距精度主要取决于坐标的移动精度。划线找正法 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第17页/共72页三、保证同轴度的方法模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第18页/共72页三、保证

10、同轴度的方法模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第19页/共72页三、保证同轴度的方法模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第20页/共72页一、刨床和插床 1、牛头刨床v图图5-105-10牛头刨床外形图牛头刨床外形图v11工作台；工作台；22刀架；刀架；v33滑枕；滑枕；44床身；床身；v55变速手柄；变速手柄；v66滑枕行程调节柄；滑枕行程调节柄；v77横向进给手柄；横向进给手柄；v88横梁横梁模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第21页/共72页一、刨床和插床 2、龙门刨床 v图图5-115-11龙门刨床外形图龙门刨床外形图v1 1、88侧刀架；侧刀架；22

11、横梁；横梁；v3 3、77立柱；立柱；44顶梁；顶梁；v55立刀架；立刀架；99工作台；工作台；v1010床身床身模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第22页/共72页一、刨床和插床 2、插床 v图图5-12 5-12 插床外形图插床外形图v11床身；床身；22横滑板；横滑板；v33纵滑板；纵滑板；44圆工作台；圆工作台；v55滑枕；滑枕；66立柱立柱模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第23页/共72页二、铣床 1、铣床的作用图511所示为铣床加工应用示例。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第24页/共72页二、铣床 1、铣床的分类（1）立式铣床模块四 犁刀变

12、速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第25页/共72页二、铣床 1、铣床的分类（2）卧式升降台铣床模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第26页/共72页二、铣床 1、铣床的分类（3）龙门铣床模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第27页/共72页三、平面磨床模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第28页/共72页四、组合机床模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第29页/共72页一、刨刀1、刨刀的种类和应用(a)(a)弯头刨刀弯头刨刀 (b)(b)直头刨刀直头刨刀图图5-16 5-16 弯头刨刀和直头刨刀比较示意图弯头刨刀和直头刨刀比较示意图模块四 犁刀变速器箱体

13、铣刨加工工艺设计与实施 第30页/共72页2、刨刀的安装 v11零件；零件；22刀头；刀头；v33刀夹螺钉；刀夹螺钉；v44刀夹；刀夹；55刀座螺钉；刀座螺钉；v66刀架进给手柄；刀架进给手柄；v77转盘对准零线；转盘对准零线；v88转盘螺钉转盘螺钉模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第31页/共72页二、铣刀 1、铣刀（1）常见带孔铣刀v圆柱铣刀直齿（如图5-18（a）所示）和斜齿（如图5-18（b）所示）两种 v圆盘铣刀,图5-19（c）为三面刃铣刀 v角度铣刀,图5-19（j）、（k）、（o），加工各种角度的沟槽及斜 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第32页/共7

14、2页面 v成形铣刀，图5-19（g）、（h）、（i）所示，其切刃呈凸圆弧、凹圆弧、齿槽形（2）常用的带柄铣刀 v立铣刀，图5-19（e）所示。立铣刀有直柄和锥柄两种 v键槽铣刀，如图5-19（m），专门用于加工封闭式键槽 vT形槽铣刀，图5-19（l），专门用于加工T形槽 v镶齿端铣刀，图5-19（d），刀盘上装有硬质合金刀片 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第33页/共72页二、铣刀 1、铣刀 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第34页/共72页二、铣刀 2、铣刀的安装 v图图5-22 5-22 圆盘形铣刀的安装圆盘形铣刀的安装v11拉杆；拉杆；22铣床主轴；铣床主

15、轴；33端面键；端面键；44套筒；套筒；v55铣刀；铣刀；66刀杆；刀杆；77螺母；螺母；88刀杆支架刀杆支架模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第35页/共72页二、铣刀 2、铣刀的安装 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第36页/共72页二、铣刀 2、铣刀的安装 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第37页/共72页已知犁刀变速齿轮箱体加工工艺过程，试确定加工余量和工序尺寸 序号序号工序名称工序名称备注备注1010粗铣粗铣N N面面防止生锈防止生锈2020钻扩铰钻扩铰2-102-10、钻、钻4-134-13先加工基准面先加工基准面3030粗铣粗铣R R面及面

16、及Q Q面面留精扩铰余量留精扩铰余量4040铣凸台面铣凸台面先加工面先加工面5050粗镗粗镗2-802-80后加工孔后加工孔6060精铣精铣N N面面粗加工结束粗加工结束7070精扩铰精扩铰2-10F9 2-10F9 孔孔精加工开始精加工开始模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第38页/共72页已知犁刀变速齿轮箱体加工工艺过程，试确定加工余量和工序尺寸 加工工艺过程序号序号工序名称工序名称备注备注8080精铣精铣R R面及面及Q Q面面提高工艺基准精提高工艺基准精9090精镗孔精镗孔2-80H72-80H7先加工面先加工面100100钻、扩铰球形孔、钻孔、攻螺纹钻、扩铰球形孔、钻孔、

17、攻螺纹4-M64-M6后加工孔后加工孔110110锪沉头孔锪沉头孔4-224-22次要表面在后面加工次要表面在后面加工120120钻钻8-M128-M12螺纹底孔、钻扩铰螺纹底孔、钻扩铰2-8N82-8N8130130攻螺纹攻螺纹8-M128-M12模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第39页/共72页一、工序10及工序60模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第40页/共72页二、工序20及工序70模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第41页/共72页三、工序30及工序80模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第42页/共72页四、工序50及工序60模块四

18、 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第43页/共72页五、工序40：铣凸台面工序凸台面因要求不高，故可以一次铣出，其工序余量即等于总余量4 mm。凸台面距S30H9孔球面中心 mm，这个尺寸是在扩铰S30H9时直接保证的。球面中心（设计基准）距280 mm空轴线（工艺基准）1000.05 mm则为间接保证的尺寸。本工序工艺基准与设计基准不重合，有基准不重合误差。铣凸台面时应保证的工序尺寸为凸台面距280mm孔轴线的距离XD-B。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第44页/共72页五、工序40：铣凸台面工序工艺尺寸链如图5-26所示模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第

19、45页/共72页一、工序10查机械加工工艺手册表2.4-73，取粗铣的每齿进给量f精=0.2 mm/z；粗铣每走刀一次，ap=3.5mm。查机械加工工艺手册表3.1-74，取主轴转速为150 r/min，铣刀直径D为200 mm，故相应的切削速度v粗=Dn/1000=31.4200150/1000=94.2 m/min校核该机床的功率如下：查机械加工工艺手册表2.4-96知，切削功率的计算式 取z=10个齿，n=2.5 r/mm,=168 mm,=3.5 mm/r，=02.mm/z，=1将它们代入式中，得：=6.62kW模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第46页/共72页一、工序1

20、0又由机械加工工艺手册表3.1-73得得机床功率为7.5kW，若取效率为0.85，则。故重新选择主轴转速为118 r/min，则v粗=Dn/1000=3.14200118/1000=74.1 m/min将其代入公式得故机床功率足够。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第47页/共72页二、工序20：钻扩铰210、钻413 查机械加工工艺手册表2.4-38知，并参考机床说明书，取钻413 mm孔的进给量f=0.4 mm/r；取钻27 mm孔的进给量f=0.3 mm/r。查机械加工工艺手册表2.4-41知，用插入法求得钻13 mm孔的切削速度v=0.4445 mm/s=26.7 mm/m

21、in,由此计算出转速为 n=r/min654 r/min故机床实际转速取n=630 r/min，则实际的切削速度为 v=m/min25.7 m/min模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第48页/共72页同理，用插入法求得钻7 mm孔的v=0.435 m/s=26.1 m/min，由此计算出转速为：n=r/min=1 187 r/min此处取机床实际转速为n=1 000 r/min，则实际的切削速度为v=m/min22 m/min扩288 mm孔，查机械加工工艺手册表2.4-50，得参考机床进给量，取f=0.3mm/r（因扩的是盲孔，所以进给量取得较小）。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加

22、工工艺设计与实施 第49页/共72页三、工序30：粗铣R面及Q面由课题五可知=4 mm,=5 mm,于是，粗加工的余量为=2.7 m，=3.7 m。查机械加工工艺师手册表30-13，取粗铣的每齿进给量为=0.2mm；=2.7mm，=3.7mm;粗铣走刀1次。查机械加工工艺师手册表7-10，取粗铣的主轴转速为118 r/min。选择三面刃铣刀，铣刀直径为D=160 mm,故相应的切削速度分别为：模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第50页/共72页四、工序40：铣凸台面查机械加工工艺手册表2.3-59知，铣平面的背吃刀量=4 mm；查机械加工工艺师手册表30-13知，取粗铣每齿的进给量

23、f=0.2 mm/z；查机械加工工艺手册表3.1-74知，取粗铣的主轴转速为n=118 r/min;由之前的工序设计知，铣刀的直径为D=63 mm，故相应的切削速度为模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第51页/共72页五、工序50：粗镗280模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第52页/共72页六、工序60：精铣N面 查机械加工工艺手册表2.4-73，取精铣的每转进给量为=0.5 mm/r；精铣每走刀一次，ap=1.5 mm；查机械加工工艺手册表3.1-74，取精铣的主轴转速为300 r/min，铣刀直径D为200 mm，故相应的切削速度v精=Dn/1000=3.1420

24、0300/1000=188.4 m/min模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第53页/共72页七、工序70：精扩铰210F9 孔由工序20已将孔210F9加工至29F9,则此工序的精扩铰余量为1 mm。查机械加工工艺手册表2.3-48，知孔的精扩、精铰单边余量分别为：=0.4 mm,=0.1 mm。查机械加工工艺手册表2.4-52，知扩孔的进给量f=0.3 mm/r（因为扩的是盲孔，所以进给量取得较小）同粗加工，扩孔的速度=11 m/min。由此计算出转速为：模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第54页/共72页八、工序80：精铣R面及Q面由课题五可知,精铣R面及Q面之时

25、，R面和Q面互为基准，设计尺寸与工艺尺寸重合，不存在基准不重合误差。查机械加工工艺师手册表30-13，取精铣的每转进给量为f=0.5 mm/r；=3 mm，=3.7 mm;精铣走刀1次，=1.3 mm。查机械加工工艺师手册表7-10精铣的主轴转速为300 r/min。选择三面刃铣刀，铣刀直径为D=160 mm,故相应的切削速度分别为：模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第55页/共72页模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第56页/共72页模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第57页/共72页模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第58页/共72页一、箱体

26、类零件的主要检验项目v各加工表面的表面粗糙度v孔距精度v平面的尺寸精度及形状精度v孔系的位置精度v孔轴线之间v同轴度模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第59页/共72页平行度垂直度孔轴线与平面之间平行度垂直度模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第60页/共72页二、箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第61页/共72页二、箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第62页/共72页二、箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第63页/共72页二、

27、箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第64页/共72页三、平面度误差的检测1、平面度误差的直接测量评定孔距精度平晶干涉法v将平晶的工作面贴在精度足够高的被测表面上，由于被测表面凹凸不平，则通过平晶可观察到干涉带 斑点法（涂色法）v斑点法又称涂色法是用于检验较低精度刮研平面的平面度的常用方法。三点法和四点法v三点法和四点法是利用平板和百分表、千分表等测微器具近似测量评定平面度误差的方法。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第65页/共72页三、平面度误差的检测2、被测平面的直接测量方法v以标准平板的工作平面作为测量的基准平面，用百分表或千分

28、表等测微指示器按一定的布点方式来测量被测表面上各测点相对于基准平面的变动量。图5-35为平板测微仪法测量平面度的示意图 模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第66页/共72页三、平面度误差的检测3、被测平面的间接测量方法（1）水平仪测量法（图5-36）模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第67页/共72页三、平面度误差的检测3、被测平面的间接测量方法（2）自准直仪测量法（图5-37）（3）双频激光干涉仪测量模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第68页/共72页【实训目的】(1)熟悉箱体类零件主要检验项目。(2)掌握箱体类零件孔系位置精度及孔距精度的检验方法。(3)

29、熟悉平面度误差的测量。【实训设施设备与实训条件】(1)检验平台。(2)检验棒。(3)游标卡尺、千分尺。(4)百分表、千分表及磁力表座。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第69页/共72页(5)光学平晶。(6)自准直仪。(7)等高块。【实训内容】(1)使用检验棒与检验套检验同轴度，使用检验棒及百分表检验同轴度偏差。(2)使用游标卡尺检验孔距精度。(3)使用心轴与千分尺检验孔距精度。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第70页/共72页【实训内容】要求总结检验棒检验同轴度、心轴与千分尺检验孔距精度、两孔中心轴线平行度检测和光学平晶检验平面度误差的方法。模块四 犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施 第71页/共72页感谢您的观看。第72页/共72页