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湖南科技大學(xué)
實習報告
學(xué) 院: 機電工程學(xué)院
班 級: 11級機設(shè)五班
姓 名: 嚴一雄
指導(dǎo)老師: 胡忠舉
前言
本篇實驗報告主要是關(guān)于箱體類零件加工工藝的分析,以上學(xué)期在湘潭江麓機電集團有限公司的實訓(xùn)經(jīng)驗為基礎(chǔ),結(jié)合本次畢業(yè)設(shè)計題目,作為本次畢業(yè)設(shè)計的開題報告。
本課題的關(guān)鍵是對某型號變速箱的加工工藝分析,擬定出可能的加工工藝路線,通過分析對比,結(jié)合操作的可行性,方便性,經(jīng)濟性,選定出最優(yōu)的方案,以此選定出合適的裝備,設(shè)計出相應(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,以此安排合理的工藝路線,同時還要確定好每一工序的機械加工余量,確定工件尺寸和公差,計算出工序工時,通過這些條件的分析,來選定最合理的工藝路線。
目錄
1、 緒論
2、 零件的分析
3、 設(shè)計工藝規(guī)程
1、 緒論
箱體類零件一般是指有一個以上孔隙,內(nèi)部有一定的空腔,將機器部件中的軸,齒輪等有關(guān)部件集中在一起,組裝成一個整體的零件。這類零件在汽車制造,飛機制造等機械行業(yè)較為廣泛應(yīng)用,例如汽車中的減速器箱體,發(fā)動機箱體等等。因為箱體要將機器中的部件集中在一起,要保證箱體內(nèi)零件能夠精確地運行,所以箱體加工的精度與質(zhì)量會影響到機器的運行正常與否,同時還會影響零件的壽命,性能等等。其他國家如丹麥,德國生產(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,工作可靠性強,壽命也長,但是其體積和重量問題還未得到解決,所以當今的箱體類零件是朝著大功率,大傳動比,體積小,效率高的方向進行發(fā)展的。
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2、 零件的分析
以本次畢業(yè)設(shè)計的零件做為參考,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)形式會因在機器中的功用而不同,但是從工藝方面來說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或者六個平面組成的整體;
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) 加工過程中的基準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,材料的牌號選擇為HT200,大批量生產(chǎn),所以毛坯常用金屬模機器造型,毛坯精度高,加工余量可適當減小,經(jīng)常會安排人工時效處理,目的是為了減小鑄造時產(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在粗加工之后再安排一次時效處理,用來消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,進一步提高精度的穩(wěn)定性。
3、 設(shè)計工藝規(guī)程
(1) 基準面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,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,不但使加工工藝過程的問題百出,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進行。
粗基準的選擇:考慮到以下幾點要求,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: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)能保證定位準確、夾緊可靠。
精基準的選擇:犁刀變速齒輪箱體的N面和2——Φ10F9孔既是裝配基準,又是設(shè)計基準,用它們作精基準,能使加工遵循“基準重合”的原則,實現(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,夾緊方案也比較簡單、可靠,操作方便。
(2) 制作工藝路線
設(shè)計工藝路線是為了使零件的尺寸精度,粗糙度都能夠達到標準,生產(chǎn)過程中要盡可能的提高效率,但同時也要考慮到經(jīng)濟性的原則,以便使生產(chǎn)成本下調(diào)。
工藝路線一:
工序號
工 序 內(nèi) 容
鑄造
時效
涂底漆
10
粗銑N面
20
鉆擴鉸2——Φ10F9孔(尺寸留精鉸余量),孔口倒角1×45°
30
粗銑凸臺面
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
160
入庫
工藝路線二:
工序號
工 序 內(nèi) 容
簡 要 說 明
鑄造
時效
消除內(nèi)應(yīng)力
涂底漆
防止生銹
10
粗銑N面
先加工基準面
20
鉆擴鉸2——Φ10F9孔至Φ9F9,孔口倒角1×45°鉆4——Φ13
留精擴鉸余量
30
粗銑R面及Q面
先加工面
40
銑凸臺面
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
粗擴鉸2——Φ10F9 孔,并提高精度至2——Φ10F7
提高工藝基準精
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
150
入庫
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、機械化與自動化程度的選擇依據(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程中的頭幾道工序的決定因素;本設(shè)計采用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)條件下達到最經(jīng)濟與安全的效。
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。因為底面?zhèn)€導(dǎo)向面的精度個粗糙度要求較高,又是裝配基準和定位基準,所以在精刨后竟進行精細加工——研磨。
(2)直徑小于50mm的孔,一般不鑄造,可采用鉆——擴(本精鏜)——鉸(精鏜)的工藝。對已鑄出的孔,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,整個工藝過程分為粗加工和精加工兩個階段。
(4)為了保證各主要表面位置精度的要求,粗加工和精加工時應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準,此外,各主要孔的加工應(yīng)在一次安裝中完成,并可采用鉆模卡具,這樣可以保證位置精度的要求。
(5)整個工藝過程中,無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。這是因為:第一,平面常常是箱體的裝配基準;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,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,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間進行自然時效,減少工件受力變形和受熱變形對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精鉸孔糾正,故對這兩孔的加工改為擴鉸,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,但在鉆擴鉸2-Φ10F9孔時,也將4-Φ13mm孔鉆出,可以節(jié)約一臺鉆床和一套專用夾具,能降低生產(chǎn)成本,而且工時也不長。
同理,鉆孔工序也應(yīng)合并到擴鉸球形孔工序中。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,工時太長,考慮到整個生產(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一步改進,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行,方案二對每個軸孔的粗鏜精鏜同時進行,由此分析,方案一優(yōu)于方案二,因為對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。總的來說方案一生產(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。