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湖南科技大學(xué)
實(shí)習(xí)報(bào)告
學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院
班 級(jí): 11級(jí)機(jī)設(shè)五班
姓 名: 嚴(yán)一雄
指導(dǎo)老師: 胡忠舉
前言
本篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要是關(guān)于箱體類零件加工工藝的分析,以上學(xué)期在湘潭江麓機(jī)電集團(tuán)有限公司的實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),結(jié)合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,作為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的開題報(bào)告。
本課題的關(guān)鍵是對(duì)某型號(hào)變速箱的加工工藝分析,擬定出可能的加工工藝路線,通過(guò)分析對(duì)比,結(jié)合操作的可行性,方便性,經(jīng)濟(jì)性,選定出最優(yōu)的方案,以此選定出合適的裝備,設(shè)計(jì)出相應(yīng)的專用夾具。根據(jù)圖紙要求以及箱體類零件的加工原則,確定先面后孔,粗精分開加工,選擇合理的熱處理工序,加工之前確定好粗精加工的基準(zhǔn),以此安排合理的工藝路線,同時(shí)還要確定好每一工序的機(jī)械加工余量,確定工件尺寸和公差,計(jì)算出工序工時(shí),通過(guò)這些條件的分析,來(lái)選定最合理的工藝路線。
目錄
1、 緒論
2、 零件的分析
3、 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程
1、 緒論
箱體類零件一般是指有一個(gè)以上孔隙,內(nèi)部有一定的空腔,將機(jī)器部件中的軸,齒輪等有關(guān)部件集中在一起,組裝成一個(gè)整體的零件。這類零件在汽車制造,飛機(jī)制造等機(jī)械行業(yè)較為廣泛應(yīng)用,例如汽車中的減速器箱體,發(fā)動(dòng)機(jī)箱體等等。因?yàn)橄潴w要將機(jī)器中的部件集中在一起,要保證箱體內(nèi)零件能夠精確地運(yùn)行,所以箱體加工的精度與質(zhì)量會(huì)影響到機(jī)器的運(yùn)行正常與否,同時(shí)還會(huì)影響零件的壽命,性能等等。其他國(guó)家如丹麥,德國(guó)生產(chǎn)的減速器處于領(lǐng)先位置,特別是在制造工藝方面有很大優(yōu)勢(shì),工作可靠性強(qiáng),壽命也長(zhǎng),但是其體積和重量問(wèn)題還未得到解決,所以當(dāng)今的箱體類零件是朝著大功率,大傳動(dòng)比,體積小,效率高的方向進(jìn)行發(fā)展的。
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2、 零件的分析
以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的零件做為參考,如圖所示:
1、 零件的結(jié)構(gòu)分析:
箱體類零件有很多種類,其大小和結(jié)構(gòu)形式會(huì)因在機(jī)器中的功用而不同,但是從工藝方面來(lái)說(shuō)它們有很多共同之處:
(1) 內(nèi)部都有空腔,結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜;
(2) 一般都有平行孔隙或者垂直孔隙;
(3) 箱體大部分都是有五個(gè)或者六個(gè)平面組成的整體;
2、 箱體類零件的技術(shù)要求;
(1) 軸類支撐孔要達(dá)到相應(yīng)的粗糙度,精度等;
(2) 位置精度:平行孔隙的同軸度,孔的端面的垂直度等等;
(3) 加工過(guò)程中的基準(zhǔn)面要有一定的平面度,以保證后續(xù)加工的精度;
3、 材料的選擇
箱體類零件一般選擇的材料為灰鑄鐵,材料的牌號(hào)選擇為HT200,大批量生產(chǎn),所以毛坯常用金屬模機(jī)器造型,毛坯精度高,加工余量可適當(dāng)減小,經(jīng)常會(huì)安排人工時(shí)效處理,目的是為了減小鑄造時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,減小變形,保證加工精度的穩(wěn)定性,精度要求較高的箱體零件一般會(huì)在粗加工之后再安排一次時(shí)效處理,用來(lái)消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,進(jìn)一步提高精度的穩(wěn)定性。
3、 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程
(1) 基準(zhǔn)面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇的合理正確,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,不但使加工工藝過(guò)程的問(wèn)題百出,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇:考慮到以下幾點(diǎn)要求,選擇箱體零件的重要孔(即2——Φ80mm孔)的毛坯孔與箱體內(nèi)壁作粗基準(zhǔn):第一,在保證各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔的加工余量盡量均勻;第二,裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件(如齒輪、軸套等)與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙;此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。
精基準(zhǔn)的選擇:犁刀變速齒輪箱體的N面和2——Φ10F9孔既是裝配基準(zhǔn),又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn),用它們作精基準(zhǔn),能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則,實(shí)現(xiàn)箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工也能用它定位,這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外,N面的面積較大,定位比較穩(wěn)定,夾緊方案也比較簡(jiǎn)單、可靠,操作方便。
(2) 制作工藝路線
設(shè)計(jì)工藝路線是為了使零件的尺寸精度,粗糙度都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)過(guò)程中要盡可能的提高效率,但同時(shí)也要考慮到經(jīng)濟(jì)性的原則,以便使生產(chǎn)成本下調(diào)。
工藝路線一:
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
鑄造
時(shí)效
涂底漆
10
粗銑N面
20
鉆擴(kuò)鉸2——Φ10F9孔(尺寸留精鉸余量),孔口倒角1×45°
30
粗銑凸臺(tái)面
40
粗銑R面及Q面
50
粗鏜2——80mm 孔,孔口倒角1×45°
60
鉆Φ20mm孔
70
精銑N面
80
精鉸2——Φ10F9 孔
90
精銑R面及Q面
100
精鏜2——80H7孔
110
擴(kuò)鉸SΦ30H9球形孔,鉆4——M6螺紋底孔,孔口倒角1×45°,攻螺紋4——M6
120
鉆4——Φ13mm孔
130
刮4——Φ22mm平面
140
鉆8——M12螺紋底孔,孔口倒角1×45°,鉆鉸2——Φ8N8,孔口倒角1×45°,攻螺紋 8——M12
150
檢驗(yàn)
160
入庫(kù)
工藝路線二:
工序號(hào)
工 序 內(nèi) 容
簡(jiǎn) 要 說(shuō) 明
鑄造
時(shí)效
消除內(nèi)應(yīng)力
涂底漆
防止生銹
10
粗銑N面
先加工基準(zhǔn)面
20
鉆擴(kuò)鉸2——Φ10F9孔至Φ9F9,孔口倒角1×45°鉆4——Φ13
留精擴(kuò)鉸余量
30
粗銑R面及Q面
先加工面
40
銑凸臺(tái)面
后加工孔
50
粗鏜2——Φ80 孔,孔口倒角1×45°
粗加工結(jié)束
60
粗銑N面
精加工開始
70
粗?jǐn)U鉸2——Φ10F9 孔,并提高精度至2——Φ10F7
提高工藝基準(zhǔn)精
80
精銑R面及Q面
先加工面
90
精鏜2—— 80H7孔
后加工孔
100
鉆Φ20孔,擴(kuò)鉸SΦ30H9球形孔,鉆4——M6螺紋底孔,孔口倒角1×45°,攻螺紋4——M6——6H
次要表面在后面加工
110
刮4——Φ22mm平面
120
鉆8——M12螺紋底孔,孔口倒角1×45°,鉆鉸2——Φ8N8,孔口倒角1×45°
130
攻螺紋8——M12——6H
工序分散,平衡節(jié)拍
140
檢驗(yàn)
150
入庫(kù)
工藝方案的分析與比較
3.5.1 工藝規(guī)程選擇的基本因素
(1)生產(chǎn)規(guī)模 生產(chǎn)規(guī)模是決定生產(chǎn)類型的主要因素,既是設(shè)備、用具、機(jī)械化與自動(dòng)化程度的選擇依據(jù)。
(2)制造零件所選用的坯料或型材的形狀、尺寸和精度。 它是選擇加工總余量和加工過(guò)程中的頭幾道工序的決定因素;本設(shè)計(jì)采用HT200的毛坯材料。
(3)零件材料的性質(zhì) 它是決定熱處理工序和選用設(shè)備及切削用量的依據(jù);
(4)零件制造的精度 包括尺寸公差、形位公差以及零件圖上所指定的或技術(shù)條件中所補(bǔ)充指定的要求。
(5)零件表面粗糙度是決定表面上光精加工工序的類別和次數(shù)的主要因素。
(6)特殊的條件 如工廠的設(shè)備和用具的條件等。
(7)編制的加工規(guī)程要在既定的生產(chǎn)規(guī)模與生產(chǎn)條件下達(dá)到最經(jīng)濟(jì)與安全的效。
3.5.2 工藝規(guī)程的基本分析
(1)底面、側(cè)面、端面可采用粗銑—精銑,粗刨—精刨工藝。因?yàn)榈酌鎮(zhèn)€導(dǎo)向面的精度個(gè)粗糙度要求較高,又是裝配基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn),所以在精刨后竟進(jìn)行精細(xì)加工——研磨。
(2)直徑小于50mm的孔,一般不鑄造,可采用鉆——擴(kuò)(本精鏜)——鉸(精鏜)的工藝。對(duì)已鑄出的孔,可采用粗鏜一半精鏜一精鏜的工藝。
(3)為了保證箱體主要表面精度和粗糙度的要求,避免粗加工時(shí)有與切削量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面,整個(gè)工藝過(guò)程分為粗加工和精加工兩個(gè)階段。
(4)為了保證各主要表面位置精度的要求,粗加工和精加工時(shí)應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn),此外,各主要孔的加工應(yīng)在一次安裝中完成,并可采用鉆??ň?,這樣可以保證位置精度的要求。
(5)整個(gè)工藝過(guò)程中,無(wú)論是粗加工階段還是精加工階段,都應(yīng)遵循“先面后孔”的原則,就是先加工平面,然后以平面定位在加工孔。這是因?yàn)椋旱谝?,平面常常是箱體的裝配基準(zhǔn);第二,平面的面積較孔的面積大,以平面定位零件裝卡穩(wěn)定、可靠。因此,以平面定位加工孔,有利于提高定位精度和加工精度。
在方案一中,如粗車N面,因工件和夾具的尺寸較大,在臥式車床上加工時(shí),它們的慣性較大,平衡較困難;又由于N 面不是連續(xù)的圓環(huán)面,車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削,容易引起工藝系統(tǒng)的振動(dòng),故改用銑削加工。
工序40應(yīng)在工序30前完成,使R面和Q 面在粗加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效,減少工件受力變形和受熱變形對(duì)2-Φ80mm孔加工精度的影響。
精銑N面后,N 面與2-Φ10F9孔的垂直度誤差難以通過(guò)精鉸孔糾正,故對(duì)這兩孔的加工改為擴(kuò)鉸,并在前面的工序中預(yù)留足夠的余量。
4-Φ13mm孔盡管是次要表面,但在鉆擴(kuò)鉸2-Φ10F9孔時(shí),也將4-Φ13mm孔鉆出,可以節(jié)約一臺(tái)鉆床和一套專用夾具,能降低生產(chǎn)成本,而且工時(shí)也不長(zhǎng)。
同理,鉆孔工序也應(yīng)合并到擴(kuò)鉸球形孔工序中。這組孔在精鏜孔后加工,容易保證其軸線與2-Φ80H7孔軸線的位置精度。
工序140中工步太多,工時(shí)太長(zhǎng),考慮到整個(gè)生產(chǎn)線的節(jié)拍,應(yīng)將8-M12螺孔的攻螺紋作另一道工序。
綜上所述,方案二是方案一的進(jìn)一步改進(jìn),所以選擇第二種工藝路線方案。比較方案一和方案二:方案一把粗銑端面和精銑端面分開進(jìn)行,方案二把粗精銑放在了統(tǒng)一工序中,另外,方案一的粗鏜軸孔和精鏜軸孔分開進(jìn)行,方案二對(duì)每個(gè)軸孔的粗鏜精鏜同時(shí)進(jìn)行,由此分析,方案一優(yōu)于方案二,因?yàn)閷?duì)孔的粗鏜和精鏜分開加工有利于提高孔的質(zhì)量,而且可以提高軸孔之間的位置精度和各自的尺寸精度;對(duì)端面的粗銑和精銑分開加工也有利于提高端面的平面質(zhì)量。總的來(lái)說(shuō)方案一生產(chǎn)的產(chǎn)品比方案二生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量要高,所以選擇方案一比較合適。