設(shè)計小型渦輪減速器箱體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程

1、課程設(shè)計設(shè)計題目：設(shè)計小型渦輪減速器箱體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 目錄課程設(shè)計任務(wù)書 4小型渦輪減速器箱體零件圖 5設(shè)計要求 6課程設(shè)計說明書 71 零件的分析81.1 零件的作用 81.2 零件的工藝性分析 82 零件的生產(chǎn)類型92.1 生產(chǎn)綱領(lǐng) 92.2 生產(chǎn)類型及工藝特征 93 毛坯的確定 103.1 確定毛坯類型及其制造方法 103.2 估算毛坯的機(jī)械加工余量 103.3 繪制毛坯簡圖 114 定位基準(zhǔn)選擇 124.1 選擇精基準(zhǔn) 124.2 選擇粗基準(zhǔn) 125 擬定機(jī)械加工工藝路線 135.1 選擇加工方法 135.2 擬定機(jī)械加工工藝路線 13

2、6 加工余量及工序尺寸的確定 166.1 確定290mm上、下端面的加工余量及工序尺寸 166.2 確定215mm左、右端面的加工余量及工序尺寸 176.3 確定135mm前、后端面的加工余量及工序尺寸 186.4 確定180 mm孔的加工余量及工序尺寸 196.5 確定90 mm孔的加工余量及工序尺寸 197 設(shè)計總結(jié) 20機(jī)械加工工藝卡片 22機(jī)械加工工藝過程卡片 23工序卡片 24參考文獻(xiàn) 29機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計小型渦輪減速器箱體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程內(nèi)容：1、零件圖 1張2、毛坯圖 1張3、機(jī)械加工工藝卡片 1套4、課程設(shè)計說明書 1份21設(shè)計要求1. 產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)

3、（1）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)為300臺/年，每臺產(chǎn)品箱體數(shù)量1件（2）減速器箱體的備品百分率為8%，廢品百分率為0.8%2. 生產(chǎn)條件和資源（1）毛坯為外協(xié)件，生產(chǎn)條件可根據(jù)需要確定（2）現(xiàn)可供選用的加工設(shè)備有：X5030A銑床1臺X6132銑床1臺T617A鏜床1臺Z3032鉆床1臺各設(shè)備均達(dá)到機(jī)床規(guī)定的工作精度要求，不再增加設(shè)備1 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)定的運動關(guān)系協(xié)調(diào)動作，完成某種遠(yuǎn)動。因此，箱體類零件的加工質(zhì)量對機(jī)器的精度、性能和壽命有著直接關(guān)系。渦輪減速器箱體的功用如上述

4、所示，其特點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 零件的工藝性分析渦輪減速器箱體的主要技術(shù)要求有：1. 兩對軸承孔的尺寸精度為IT8，表面粗糙度Ra值為1.6um，一對90的軸承孔和一對180的軸承孔同軸度公差分別為0.05mm、0.06mm，其中兩對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)行人工時效處理；5.箱體做煤油滲漏實驗；6.材料HT200。表1 渦輪減速器箱體的主要加工技術(shù)要求箱體180軸承孔直徑：180（+0.035，0）公差：IT8表面粗糙度Ra：1.6m18

5、0（+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180（+0.035，0）的形位公差特征項目：同軸度公差值：0.06基準(zhǔn)：軸線180（+0.035，0）孔對180（+0.035，0）的形位公差特征項目：同軸度公差值：0.06基準(zhǔn)：軸線180（+0.063，0）孔對90（+0.054，0）的形位公差特征項目：垂直度公差值：0.06基準(zhǔn)：軸線2 零件的生產(chǎn)類型2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)根據(jù)任務(wù)書已知:(1)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)Q=300 臺/年。(2)

6、每臺產(chǎn)品中減速器箱體的數(shù)量n =1 件/臺。(4) 減速器箱體的廢品百分率b =0.8% 。(3) 減速器箱體的備品百分率a=8% 。主軸承蓋的生產(chǎn)綱領(lǐng)計算如下:N=Qn(1+a)(1+b)=300x1 x (1 + 8%) (1 + 0.8%)=327 ( 件/年)2.2 生產(chǎn)類型及工藝特征小型渦輪減速器箱體屬于箱體類零件，由此根據(jù)附表2機(jī)加工工作各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點可確定，減速器箱體屬于輕型機(jī)械。根據(jù)減速器箱體的生產(chǎn)綱領(lǐng) (327 件/年)及零件類型型(輕型機(jī)械) ，由附表2可查出，減速器箱體的生產(chǎn)類型單件小批量生產(chǎn)，工藝特征見表2 。表2 主軸承蓋的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)

7、生產(chǎn)類型工藝特征327件/年單件小批量生產(chǎn)(1)毛坯采用木模手工造型的制造方法，精度低、加工余量大(2) 加工設(shè)備采用通用機(jī)床，按類別和規(guī)格大小，采用機(jī)群式排列布置(3) 工藝裝備采用通用夾具或組合夾具，必要時采用專用夾具，采用通用刀具和量具(4) 用簡單的加工工藝過程卡管理生產(chǎn)(5) 生產(chǎn)效率低、成本高，對操作工人的平均技術(shù)水平要求高3 毛坯的確定3.1 確定毛坯類型及其制造方法按技術(shù)要求渦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)渦輪減速器箱體的材料，查附表2機(jī)加工工作

8、各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點可得出，對于單件小批量生產(chǎn)，一般采用木模手工造型。3.2 估算毛坯的機(jī)械加工余量采用木模手工造型的渦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)，均需在兩對軸承孔位置在毛坯上鑄出預(yù)孔。根據(jù)渦輪減速器箱體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3級精度查表)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

9、，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減速箱箱體的毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量。表3 渦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度2153.511（±5.5）227.5±5.5箱體高度2903.512（±6）303±6箱體寬度1353.510（±5）147±52個軸承孔180（+0.035，0）3.511（±5.5）167.5±5.52個軸承孔90（+0.027，0）3.59（±4.5）78.5±5

10、.53.3 繪制毛坯簡圖 4 定位基準(zhǔn)選擇4.1 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)計基準(zhǔn)， 中心軸線是長度和寬度方向的設(shè)計基準(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、位置精度包括：90軸承孔對90軸承孔軸線的同軸度公差為0.05、 180軸承孔對180軸承孔軸線的同軸度公差為0.06、 180軸承孔軸線對90軸承孔軸線的垂直度公差為0.06。為了保證以上幾項要求，加工箱體頂面時應(yīng)以底面為精基準(zhǔn)，使頂面加工時的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合；加工兩對軸承孔時

11、，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)。4.2 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相距較遠(yuǎn)的孔作為粗基準(zhǔn)，以保證孔加工時余量均勻。蝸輪減速器箱體加工選擇以重要表面孔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。5 擬定機(jī)械加工工藝路線5.1 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，祥

12、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IT8Ra3.2粗銑精銑250凸臺IT8Ra3.2粗銑精銑180軸承孔IT8Ra1.6粗鏜半精鏜精鏜90軸承孔IT8Ra1.6粗鏜半精鏜精鏜4xM16IT13Ra12.5鉆孔攻絲4xM6IT13Ra12.5鉆孔攻絲8xM8IT13Ra12.5鉆孔攻絲5.2 擬定機(jī)械加工工藝路線1、表面加工方法的確定渦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

13、)其他加工部分 4*M6螺孔、16*M8螺孔、4*M16等。根據(jù)渦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加工過程可分為兩大階段，即先對箱蓋和底座分別進(jìn)行加工，然后再對裝合好的整個箱體進(jìn)行加工合件加工。在加工時，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，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)力重新分布也會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。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

14、、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“先基準(zhǔn)后其他”的工藝原則，首先加工精基準(zhǔn)對合面。（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，都要求與對合面保持較高的位置精度，所以在平面加工方面，先加工對合面，然后再加

15、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。因為如果不先將箱體的對合面加工好，軸承孔就不能進(jìn)行加工。另外，鏜軸承孔時，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，在鑄造時會產(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，在鑄造之后必須安排人工時效處理。人工時效的工藝規(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次人工時效出理。對一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工

16、之后還要安排1次人工時效處理，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次人工時效出理，粗加工之后沒有安排時效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運輸時間，使之得到自然時效。箱體零件人工時效的方法，除了加熱保溫法外，也可采用振動時效來達(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，安排了中間檢驗工序和底座的煤油滲漏試驗工序；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，渦輪減速器箱體的加工工藝路線如下：1.鑄造箱體2.清沙3.人工時效處理4.油漆5.劃線6.銑削各加工表

17、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18的圓柱銷配合，同時與底面和右側(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13.入庫。6 加工余量及工序尺寸的確定6.1 確定290mm上、下端面的加工余量及工序尺寸290mm上、下端面的加工余量、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（公差）工序尺寸粗銑（上端面）6.5290

18、IT13(0.81)粗銑（下端面）6.5296.5IT13(0.81)毛坯13303CT13（12）6.2 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。 （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（公差）工序尺寸精銑（左端面）1.5215IT8(0.072)粗銑（左端面）4.75216.5IT8(0.072)精銑（

19、右端面）1.5221.25IT13(0.72)粗銑（右端面）4.75222.75IT13(0.72)毛坯12.5227.5CT13（11）6.3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。 （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（公差）工序尺寸精銑（后端面）1.5135IT8(0.063)粗銑（后端面）4.513

20、6.5IT8(0.063)精銑（前端面）1.5141IT13(0.63)粗銑（前端面）4.5142.5IT13(0.63)毛坯12147CT13（10）6.4 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（公差）工序尺寸精鏜0.7180IT8(0.063)半精鏜1.2179.3IT10(0.16)粗鏜10.6178.1IT12(0.40)毛坯12.5167.5CT13（11）6.5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寸精度等級（公差）工序尺寸精鏜0.790IT8(0.054)半精鏜1.289.3IT10(0.14)粗鏜9.688.1IT12(0.35)毛坯11.578.5 CT（9）7 設(shè)計總結(jié)機(jī)械制造工藝學(xué)是機(jī)械類專業(yè)的一門主要課程，對于我們機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)顯得更為重要。機(jī)械制造工藝學(xué)為我們以后進(jìn)行實際的機(jī)械設(shè)計制造提供知識基礎(chǔ)，而機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計能夠?qū)λ鶎W(xué)理論知識的掌握程度及運用能力進(jìn)行檢驗。正所謂“學(xué)以致用”“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，所以在老師精心指導(dǎo)下進(jìn)行此次課程設(shè)計尤為必要。 這次機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計的過程是艱辛而又充滿樂趣的，在這短短三個星