小型渦輪減速器箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程

1、洛陽(yáng)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課 程 名 稱 機(jī)械制造工藝學(xué) 設(shè) 計(jì) 課 題 蝸輪減速器箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) B130233 姓 名 劉士祥 學(xué) 號(hào) B13023313 2015 年 4 月 8 日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 學(xué)生姓名 劉士祥 班級(jí) B130233 學(xué)號(hào) B13023313 課程名稱： 機(jī)械制造工藝學(xué) 設(shè)計(jì)題目： 小型蝸輪減速器箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1產(chǎn)品零件圖 1張2毛坯圖 1張3機(jī)械加工工藝過程卡片 1份4機(jī)械加工工藝工序卡片 1套5課程設(shè)計(jì)說明書 1份設(shè)計(jì)要求：大批生產(chǎn)（或中

2、批生產(chǎn)或單件小批生產(chǎn)）設(shè)計(jì)（論文）開始日期 年 月 日 設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日指導(dǎo)老師 課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ) 機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 學(xué)生姓名 劉士祥 班級(jí) B130233 學(xué)號(hào) B13023313 課程名稱： 機(jī)械制造工藝學(xué) 設(shè)計(jì)題目： 小型蝸輪減速器箱體機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)篇幅： 圖 紙 共 2 張 說明書 共 32 頁(yè)指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)： 年 月 日 指導(dǎo)老師 1 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工藝性分析12 毛坯的確定32.1 確定毛坯類型及其制造方法32.2 估算毛坯的機(jī)械加工余量32.3 繪制毛坯簡(jiǎn)圖53 定位基準(zhǔn)選擇63.1 選擇精基準(zhǔn)6

3、3.2 選擇粗基準(zhǔn)64 擬定機(jī)械加工工藝路線74.1 選擇加工方法74.2 擬定機(jī)械加工工藝路線85 加工余量及工序尺寸的確定105.1 確定290mm上、下端面的加工余量及工序尺寸105.2 確定215mm左、右端面的加工余量及工序尺寸105.3確定135mm前、后端面的加工余量及工序尺寸115.4 確定180 mm孔的加工余量及工序尺寸125.5確定90 mm孔的加工余量及工序尺寸136 設(shè)計(jì)總結(jié)14參考文獻(xiàn)1521 零件的分析1.1 零件的作用箱體類零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)件之一。它將一些軸、軸承、套、齒輪等零件裝配在一起，使其保持正確的相互位置關(guān)系，并按規(guī)定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)動(dòng)作，完成某種

4、遠(yuǎn)動(dòng)。因此，箱體類零件的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)器的精度、性能和壽命有著直接關(guān)系。蝸輪減速器箱體的功用如上述所示，其特點(diǎn)有許多精度要求不同的孔和平面組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單但壁的厚薄不均勻，加工的難度較大。1.2 零件的工藝性分析蝸輪減速器箱體的主要技術(shù)要求有：1. 兩對(duì)軸承孔的尺寸精度為IT8，表面粗糙度Ra值為1.6um，一對(duì)90的軸承孔和一對(duì)180的軸承孔同軸度公差分別為0.05mm、0.06mm，其中兩對(duì)軸承孔軸線的垂直度公差為0.06mm；2.鑄件不得有砂眼、疏松等鑄造缺陷；3.非加工表面涂防銹漆；4.鑄件進(jìn)行人工時(shí)效處理；5.箱體做煤油滲漏實(shí)驗(yàn)；6.材料HT200。表1 蝸輪減速器箱體的主要加工

5、技術(shù)要求箱體180軸承孔直徑：180（+0.035，0）公差：IT8表面粗糙度Ra：1.6m180（+0.063，0）與90（+0.027，0）中心距距離：100±0.12公差：IT10箱體90軸承孔直徑：180（+0.027，0）公差：IT8表面粗糙度Ra：1.6m90（+0.054，0）孔對(duì)180（+0.035，0）的形位公差特征項(xiàng)目：同軸度公差值：0.06基準(zhǔn)：軸線180（+0.035，0）孔對(duì)180（+0.035，0）的形位公差特征項(xiàng)目：同軸度公差值：0.06基準(zhǔn)：軸線180（+0.063，0）孔對(duì)90（+0.054，0）的形位公差特征項(xiàng)目：垂直度公差值：0.06基準(zhǔn)：軸線2

6、 毛坯的確定2.1 確定毛坯類型及其制造方法按技術(shù)要求蝸輪減速器箱體的材料是HT200，其毛坯是鑄件。鑄鐵容易成型、切削性能好、價(jià)格低廉，并且具有良好的耐磨性和減振性，也是其它一般箱體常用的材料。故其毛坯類型為鑄件。根據(jù)蝸輪減速器箱體的材料，查附表2機(jī)加工工作各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點(diǎn)可得出，對(duì)于單件小批量生產(chǎn)，一般采用木模手工造型。2.2 估算毛坯的機(jī)械加工余量采用木模手工造型的蝸輪減速器箱體零件毛坯的精度低，加工余量大，其平面余量一般為 712mm，孔在半徑上的余量為814mm。為了減少加工余量，無論是單件小批生產(chǎn)還是成批生產(chǎn)，均需在兩對(duì)軸承孔位置在毛坯上鑄出預(yù)孔。根據(jù)蝸輪減速器箱體

7、零件毛坯的最大輪廓尺寸(290 )和加工表面的基本尺寸（按最大尺寸290) ，查附表6鑄件的機(jī)械加工余量(按中間等級(jí)3級(jí)精度查表)可得出，頂面的機(jī)械加工余量為7 ，底面及側(cè)面的機(jī)械加工余量為6 。各加工表面的機(jī)械加工余量統(tǒng)一取7 。查附表9鑄件的尺寸偏差可得出，減速箱箱體毛坯的尺寸偏差為±2.5 。表3是應(yīng)用查表法得到的小批量手工砂型鑄造時(shí)減速箱箱體的毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量。表3 蝸輪減速器箱體毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量加工零件機(jī)械加工余量尺寸關(guān)系毛坯尺寸及公差箱體長(zhǎng)度2153.511（±5.5）227.5±5.5箱體高度2903.512（±6）30

8、3±6箱體寬度1353.510（±5）147±52個(gè)軸承孔180（+0.035，0）3.511（±5.5）167.5±5.52個(gè)軸承孔90（+0.027，0）3.59（±4.5）78.5±5.52.3 繪制毛坯簡(jiǎn)圖 3 定位基準(zhǔn)選擇3.1 選擇精基準(zhǔn)經(jīng)分析零件圖可知，箱體底面或頂面是高度方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)， 中心軸線是長(zhǎng)度和寬度方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 一般箱體零件常以裝配基準(zhǔn)或?qū)ｉT加工的一面兩孔定位，使得基準(zhǔn)統(tǒng)一。蝸輪減速器箱體中90軸承孔和180軸承孔有一定的尺寸精度和位置精度要求，其尺寸精度均為IT7級(jí)、位置精度包括：90軸承孔對(duì)

9、90軸承孔軸線的同軸度公差為0.05、 180軸承孔對(duì)180軸承孔軸線的同軸度公差為0.06、 180軸承孔軸線對(duì)90軸承孔軸線的垂直度公差為0.06。為了保證以上幾項(xiàng)要求，加工箱體頂面時(shí)應(yīng)以底面為精基準(zhǔn)，使頂面加工時(shí)的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合；加工兩對(duì)軸承孔時(shí)，仍以底面為主要定位基準(zhǔn)，這樣既符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，也符合“基準(zhǔn)重合”的原則，有利于保證軸承孔軸線與裝配基準(zhǔn)面的尺寸精度。同時(shí)為了定位更加準(zhǔn)確可靠，外加底面M16的螺紋孔和箱體的右側(cè)面作為精基準(zhǔn)。3.2 選擇粗基準(zhǔn)一般箱體零件的粗基準(zhǔn)都用它上面的重要孔和另一個(gè)相距較遠(yuǎn)的孔作為粗基準(zhǔn)，以保證孔加工時(shí)余量均勻。蝸輪減速器箱體加工選擇以重要

10、表面孔90及180為粗基準(zhǔn)，通過劃線的方法確定第一道工序加工面位置，盡量使各毛坯面加工余量得到保證，即采用劃線裝夾，按線找正加工即可。4 擬定機(jī)械加工工藝路線4.1 選擇加工方法根據(jù)加工表面的精度和表面粗糙度要求，查附表10可得各箱體表面和軸承孔的加工方案，詳見表4 。表4 減速器箱體表面加工方案加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度加工方案箱體底面IT13Ra12.5粗銑箱體頂面IT13Ra12.5.粗銑120凸臺(tái)IT8Ra3.2粗銑精銑250凸臺(tái)IT8Ra3.2粗銑精銑180軸承孔IT8Ra1.6粗鏜半精鏜90軸承孔IT8Ra1.6粗鏜半精鏜4xM16IT13Ra12.5鉆孔攻絲4xM6IT13R

11、a12.5鉆孔攻絲8xM8IT13Ra12.5鉆孔攻絲4.2 擬定機(jī)械加工工藝路線1、表面加工方法的確定蝸輪減速器箱體的主要加工表面可歸納為以下三類：(1)主要表面 箱體的底面、180軸承孔和90軸承孔的端面等。(2)主要孔 180和90 軸承孔。(3)其他加工部分 4*M6螺孔、16*M8螺孔、4*M16等。根據(jù)蝸輪減速器箱體零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定個(gè)表面的加工方法，如表4所示。2、加工階段的劃分減速箱體整個(gè)加工過程可分為兩大階段，即先對(duì)箱蓋和底座分別進(jìn)行加工，然后再對(duì)裝合好的整個(gè)箱體進(jìn)行加工合件加工。在加工時(shí)，粗、精加工階段要分開。減速箱箱體毛坯為鑄件，加工余量較大，

12、而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布也會(huì)引起工件變形，因此，對(duì)加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進(jìn)行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。3、工序的集中與分散箱體的體積、重量較大，故應(yīng)盡量減少工件的運(yùn)輸和裝夾次數(shù)。為了便于保證各加工表面的位置精度，應(yīng)在一次裝夾中盡量多加工一些表面。工序安排相對(duì)集中。箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面，一般盡量集中在同一工序中加工，以減少裝夾次數(shù)，從而減少安裝誤差的影響，有利于保證其相互位置精度要求。4、工序順序的安排1）、機(jī)械加工工序（1）遵循“

13、先基準(zhǔn)后其他”的工藝原則，首先加工精基準(zhǔn)對(duì)合面。（2）遵循“先粗后精”的工藝原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”的工藝原則，由于軸承孔及各主要平面，都要求與對(duì)合面保持較高的位置精度，所以在平面加工方面，先加工對(duì)合面，然后再加工其它平面。（4）遵循“先面后孔”的工藝原則，還遵循組裝后鏜孔的原則。因?yàn)槿绻幌葘⑾潴w的對(duì)合面加工好，軸承孔就不能進(jìn)行加工。另外，鏜軸承孔時(shí)，必須以底座的底面為定位基準(zhǔn)，所以底座的底面也必須先加工好。2）、熱處理工序箱體零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。為了消除殘余應(yīng)力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在

14、鑄造之后必須安排人工時(shí)效處理。人工時(shí)效的工藝規(guī)范為：加熱到500550 ，保溫4h6h ，冷卻速度小于或等于30/h ，出爐溫度小于或等于200 。普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排 1次人工時(shí)效出理。對(duì)一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排1次人工時(shí)效處理，以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。本例減速箱體在鑄造之后安排 1次人工時(shí)效出理，粗加工之后沒有安排時(shí)效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運(yùn)輸時(shí)間，使之得到自然時(shí)效。箱體零件人工時(shí)效的方法，除了加熱保溫法外，也可采用振動(dòng)時(shí)效來達(dá)到消除殘余應(yīng)力的目的。3）、輔助工序在鑄造后安排了清砂、涂漆工序；箱蓋和底座拼裝前，安排了中

15、間檢驗(yàn)工序和底座的煤油滲漏試驗(yàn)工序；箱體精加工后，安排了拆箱、去毛刺、清洗、合箱和終檢工序。5、確定工藝路線在綜合考慮了上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，蝸輪減速器箱體的加工工藝路線如下：1.鑄造箱體2.清沙3.人工時(shí)效處理4.油漆5.劃線6.銑削各加工表面（先按照顧180軸承孔的底面劃線加工出底面，再加工頂面和側(cè)面）7.鉆底面M16孔（與一個(gè)18的圓柱銷配合，同時(shí)與底面和右側(cè)面構(gòu)成精基準(zhǔn)）8.鏜削軸承孔9.鉆M6、M8底孔10.攻絲M6、M8、M16螺紋11.油漆不加工表面12.檢驗(yàn)13.入庫(kù)。5 加工余量及工序尺寸的確定5.1 確定290mm上、下端面的加工余量及工序尺寸 290mm上、下端面

16、的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表5所示，加工過程：（1）找正所劃底面加工線，粗銑底面，保證工序尺寸。（2）以底面為基準(zhǔn)，找正所劃上端面加工線，粗銑上端面，保證工序尺寸。表 5工序加工余量工序基本尺寸精度等級(jí)（公差）工序尺寸粗銑（上端面）2.5290IT13(0.81)粗銑（下端面）2.5292.5IT13(0.81)毛坯5295CT13（12）5.2 確定215mm左、右端面的加工余量及工序尺寸215mm左、右端面120凸臺(tái)的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表6所示，加工過程：（1）以左端面為基準(zhǔn)，找正所劃右端面加工線，粗銑右端面，留余量。（2）以左端面為基準(zhǔn)，精銑右端面，保證工序尺寸。（

17、3）以右端面為基準(zhǔn)，粗銑右端面，留余量。（4）以右端面為基準(zhǔn)，精銑左端面，保證工序尺寸。表6工序加工余量工序基本尺寸精度等級(jí)（公差）工序尺寸精銑（左端面）1.0215IT8(0.072)粗銑（左端面）2.0216IT8(0.072)精銑（右端面）1.0218IT13(0.72)粗銑（右端面）2.0219IT13(0.72)毛坯6.0221CT13（11）5.3確定135mm前、后端面的加工余量及工序尺寸 135mm前、后端面250凸臺(tái)的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表7：加工過程：（1）以后端面為基準(zhǔn)，找正所劃前端面加工線，粗銑前端面，留余量。 （2）以后端面為基準(zhǔn)，精銑前端面，保證工序尺寸

18、。 （3）以前端面為基準(zhǔn)，粗銑后端面，留余量。 （4）以前端面為基準(zhǔn)，精銑后端面，保證工序尺寸。表7工序加工余量工序基本尺寸精度等級(jí)（公差）工序尺寸精銑（后端面）1.0135IT8(0.063)粗銑（后端面）2.5 136IT8(0.063)精銑（前端面）1.0138.5IT13(0.63)粗銑（前端面）2.5139.5IT13(0.63)毛坯7142CT13（10）5.4 確定180 mm孔的加工余量及工序尺寸180 mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表8所示，表8工序加工余量工序基本尺寸精度等級(jí)（公差）工序尺寸半精鏜1.3180IT8(0.063)粗鏜2.0178.7IT10(0.16)毛坯3.3176.7CT13（11）5.5確定90 mm孔的加工余量及工序尺寸90mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定如表9所示，表9工序加工余量工序基本尺