第一节:零件分析1.作用变速器箱体在整个减速器总成中起支撑和连接的作用,它把各个零件连接起来,支撑传动轴,保证各传动机构的正确安装,是传动零件的基座,应具有足够的强度和刚度。
因此变速器箱体的加工质量的优劣,将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性,也为将会影响减速器的寿命和性能。
2.结构特点变速器箱体是典型的箱体类零件,其结构和形状复杂,壁薄,外部为了增加其强度加有很多加强筋。
有精度较高的多个平面、轴承孔,螺孔等需要加工,因为刚度较差,切削中受热大,易产生震动和变形。
3.箱体零件的结构工艺性(1)减速器箱盖、箱体主要加工部分是结合面、轴承孔、通孔和螺孔,其中轴承孔在箱盖、箱体合箱后再进行镗孔加工,以确保两个轴承孔中心线与分割面的位置,以及两个孔中心线的平行度和中心距。
(2)减速器整个箱体壁薄,容易变形,在加工前要进行时效处理,以消除内应力,加工时要注意夹紧位置和夹紧力大小,防止零件变形。
(3)箱盖、箱体结合面,底面上的孔的加工,采用专用钻模,这样可以保证孔的位置精度要求。
第二节:毛坯图的绘制及零件毛坯的制造1.毛坯图的绘制机盖毛坯的外廓尺寸:考虑其加工外廓尺寸为428×204×145mm,取机盖结合面的加工余量为5mm,凸台面加工余量为2mm,其余加工面的加工余量为4mm。
故毛坯长:428 mm宽:196+2×4=204 mm高:140+5=145 mm机座毛坯的外廓尺寸考虑其加工外廓尺寸为428×204×180 mm,取机座结合面的加工余量为5mm,基座底面加工余量为5mm,泄油口加工余量为2mm,其余加工面的加工余量为4mm。
故毛坯长:428 mm宽:196+2×4=204 mm高:170+2×5=180 mm毛坯图如下图2.1 机盖毛坯图图2.2 机座毛坯图2.毛坯的制造(1)材料的选择毛坯材料选择HT200此材料由石墨构成,因石墨本身有润滑作用且可以吸收振动能量,所以HT200具有耐磨性能好,消振性能好的特点。
由于铸铁中硅含量高且成分接近于共晶成分,因而流动性、填充性能好,即铸造性能好。
基于以上优点选择HT200。
(2)毛坯的制造方法砂型铸造:钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。
砂型铸造机械造型上箱盖以结合面为分型面,采用两箱造型,中注式浇注系统,浇注的时候重要的加工面应该向下,因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔等。
为了补缩,上面设几个冒口。
为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。
下箱体采用三箱造型,为了浇注液体充满型腔,在直浇道基础上设有横浇道。
同时设置了冒口和拔模斜度。
图2.3 机盖铸造工艺图图2.4 机座铸造工艺图第三节:定位基面的选择及分析3.1定位基准的选择定位基准有粗基准与精基准之分。
在机械加工的第一道工序中,只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准,则该表面称为粗基准。
在随后的工序中,用加工过的表面作定位基准,称为精基准。
通常先确定精基准,然后确定粗基准。
精基准:选择原则:“基准重合”原则;“基准统一”原则;“自为基准”原则;“互为基准”原则;精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。
减速器下箱体通常以底面和两定位销孔为精基准,上箱盖则分别以结合面、凸台面作为精基准。
在加工上箱盖时,以凸台为精基准粗铣、半精铣、精铣结合面。
以结合面为精基准时铣视口端面、钻孔、攻丝;钻起盖螺纹孔攻丝。
只有加工结合面时才以凸台为精基准,因此满足“基准统一”原则。
下箱体则以底面和两定位销孔为精基准,这种定位基准的选择夹紧方便,工件的夹紧变形小;易于实现自动定位和自动夹紧,且不存在基准不重合误差。
粗基准的选择选择粗基准时。
主要考虑两个问题:一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求;二是合理分配各加工面的加工余量。
减速器的上箱盖、下箱体都以结合面为粗基准,加工出加工结合面的精基准,再以结合面作为精基准,加工分布在箱盖和箱座两个不同部分上很不规则轴承孔的毛坯孔,以及油孔、连接孔等,这样粗基准和精基准“互为基准”的原则下统一,可以保证结合面的平行度,减少箱体装合时对合面的变形。
3.2各加工面基准表第四节:加工工作量及加工手段组合减速器箱体主要加工面有五个,机盖结合面、机座结合面、机座底面、输入轴承孔端面、输出轴承孔端面。
此外,除了要镗轴承孔外,还要加工的有上机座螺栓孔,机盖吊环孔、窥视孔台阶面、机座底面螺栓孔、游标空、排油孔、油槽、上机座定位销孔。
下面查工序确定各工序的尺寸和偏差 1、机座与机盖结合面A 、加工工序:粗铣—半精铣—精铣B 、工序余量:粗铣3mm , 半精铣1.6mm ,精铣0.4mmC 、工序公差:毛坯±1.3mm ,粗铣IT12,半精铣IT8,精铣IT7D 、工序尺寸:精铣018.0012+mm ,Ra1.6,半精铣027.004.12+mm ,Ra6.3,粗铣18.0014+mm,Ra12.5,毛坯3.13.117+-mm2、轴承孔两端面A 、加工工序:粗铣—精铣B 、工序余量:粗铣3.5mm ,精铣0.5mmC 、工序公差:毛坯±2mm ,粗铣IT10,精铣IT7D 、工序尺寸:精铣046.00196+mm ,Ra1.6,粗铣 185.00197+mm,Ra12.5,毛坯11204+-mm3、视窗面A 、加工工序:粗铣B 、工序余量:粗铣2mmC 、工序公差:毛坯±0.8mm ,粗铣IT12D 、工序尺寸:粗铣 12.005+mm,Ra12.5,毛坯8.08.07+-mm4、机盖凸台面A 、加工工序:粗铣B 、工序余量:粗铣2mmC 、工序公差:毛坯±1.2 mm ,粗铣IT12 mmD 、工序尺寸:铣340.0045+ mm , Ra12.5,毛坯2.12.147+- mm5、输入(出)轴承孔A 、加工工序:粗镗—半精镗--精镗B 、工序余量:粗镗2.5,半精镗1.0,精镗0.5,C 、工序公差:毛坯±0.8,粗镗IT12,半精镗IT11,精镗IT8,D 、工序尺寸:输出轴承孔 :精镗φ054.00100+ Ra2.5,半精镗20.005.99+φRa3.2,粗镗23.005.98+φRa12.5,毛坯φ8.08.096+-输入轴承孔: 精镗φ046.0080+ Ra1.6,半精镗20.005.79+φRa3.2,粗镗40.005.78+φRa12.5,毛坯φ8.08.076+-6、机座底面A 、加工工序:粗铣—精铣B 、工序余量:粗铣5mmC 、工序公差:毛坯±1.1mm ,粗铣IT12D 、 工序尺寸:粗铣21.0020+mm,Ra12.5,毛坯1.11.125+-mm第五节:工艺过程对减速箱箱体进行加工,尤为重要的就是确定其加工工艺的过程。
并且,在确定加工工艺过程时,应该考虑各方面的因素,从而拟定出最佳加工方案。
针对我们所要加工的减速箱,应当遵循先面后孔,先粗后精,工序适当等原则。
经过分析,我们把加工工艺过程大致分为了三个部分。
第一部分是对箱盖的加工,主要是加工上箱盖凸台面,上下箱体结合面,上箱体窥视孔面以及钻孔、攻丝窥视孔台阶面;第二部分是对机座的加工,主要是加工机座底面,上下箱体结合面,钻锪底座螺栓孔和排油孔和油标孔;第三部分是将两箱体合箱后进行加工,主要工序是钻、绞定位销孔和钻连接孔,以底面为基准铣轴承端面和镗轴承孔,最后钻轴承孔端面的螺钉孔。
其中,在第一、二和第三部分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,以保证轴承孔和螺栓连接孔的加工精度和撤装后的重复精度。
如果是小批单件生产,加工工艺过程中应安排划线的工序,但由于是大量生产,用流水线生产,故省略划线工序。
机座:型砂,飞边,飞刺等3 热处理 人工时效处理4 涂漆5铣铣机座底面 保证:底座厚度为21.0020+,底座表面粗糙度为 Ra12.5机座结合面 X5032硬质合金套式面铣刀6粗铣粗铣机座结合面 保证:结合面厚度为18.0014+mm ,表面粗糙度为Ra12.5机座底面立式铣床5030A 硬质合金套式面铣刀半精铣半精铣结合面 保证: 结合面尺寸027.004.12+,表面粗糙度为Ra=6.3。
箱盖凸台面8精铣精铣机座结合面 保证:结合面尺寸018.0012+mm ,表面粗糙度为Ra1.6,平面度为0.025机座底面 X53K硬质合金面铣刀9钻孔钻地角螺栓孔 保证:沉头座孔的直径为φ17,距离4.04.0150+-和距离300,表面粗糙度为Ra12.5机座结合面 Z3025B 麻花钻10锪孔 锪地角螺栓沉头座 机座结合面由于机座有两凸缘面的原因,因此机座接合面与底面上螺栓孔的锪平不能用组合钻床直接锪平,而必须采用特殊的刀杆,把套式锪钻插装在特殊刀杆上来锪平螺栓孔。
而且还应该先让刀杆穿过螺栓孔,在装上套式锪钻,然后再进行反锪。
合箱后:第六节:夹具设计6.1夹具设计应遵循的原则:1)夹紧过程中不改变工件定位时所占据的正确位置;2)夹紧力的大小要适当,过大了会使工件变形,过小了则在加工时工件会松动,造成报废甚至发生事故,既要保证加工过程中工件不会产生位移和振动,又要使工件不产生不允许的变形或损伤;3)夹紧装置的自动化程度,应与工件的生产批量相适应;4)夹具设计应遵循“实现同等功能的前提下,机构简单者为最优”的设计理念。
结构要简单,力求体积小、重量轻、并有足够的强度;工艺性好便于制造与维修;5)使用性能操作方省安全可靠同时,夹具设计应该考虑多方面的问题,运用自己所学过的多科知识,结合生产实际环节,进行合理的夹具设计。
所以,考虑到实际生产,机床夹具的设计还应该遵循以下设计原则:(1)用夹具固定产品及工具以固定用台钳及夹持具等来固定产品及工具,以解放人手从而进行双手作业(2)使用专用工具生产线中所用工装应最适合该产品及人工操作的专用工具以提高生产效率(3)合并二种工装为一种减少工具的更换麻烦,以减少转拉的工时消耗,提高工作效率。
(4)提高工具设计便利性减少疲劳(5)机械操作动作作相对安定并且操作流程化8.2 机床选择因为自己所选择的工艺是粗铣下底面,因此该工艺环节一个主要的内容就是选择合理的铣床。
考虑到减速器下底面比较大,且是粗铣,因此综合多方面的知识,查询手册各种机床的资料,最终,选取立式铣床5030A。
它的工作台面是1150⨯300 mm,外形尺寸为1693⨯1535⨯1869,主轴转速为12级,35-1600r/min,电动机功率为4KW,满足加工要求。