夹具设计课程设计.docx
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夹具设计课程设计
1产品概述
箱体是减速器的基础零件,它将减速器中的轴,套,齿轮等有关零件组装成一个整体,使它们之间保持正确的相互位置关系。
箱体一般还兼做润滑油的油箱,具有充分润滑和良好密封箱内零件的作用。
箱体部件的结构特点是:
尺寸较大,形状复杂、箱壁较薄且不均匀、内部呈腔型,有一些尺寸精度和位置精度都要求较高的平面和孔,还有许多小的平滑孔、螺丝孔、检查孔和出油孔等。
图1—1
箱体零件的毛坯一般是铸铁,一些负荷较大的箱体,有时采用铸钢。
航空发动机的箱体为减轻质量通常采用铝合金或镁合金铸件。
减速器的支撑件是箱体。
箱体的结构对减速器的工作性能,加工工艺,材料消耗,质量及成本等有很大影响,设计设计时必须全面考虑。
箱体按制造方式的不同可分为铸造箱体和焊接箱体,铸造箱体材料一般多用铸件。
铸造箱体较易获得合理和复杂的结构形状、刚度好,易进行切削加工,但制造周期长,质量较大,因而多用于成批生产,焊接箱体比铸造箱体壁薄,质量轻1/4—1/2,生产周期短,多用于单件、小批生产。
为了便于轴系部件的安装和拆卸,箱体大多做成剖分式,由机座和机盖组成,取轴的中心线所在平面为剖分面。
机座与机盖采用普通螺栓联结,用圆锥销定位。
箱体的材料、毛坯种类与减速器的应用场合及生产数量有关。
图1—2
毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于30—50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量。
变速箱的大批量生产的机加工工艺过程中,其主要加工面有轴承孔系及其端面,平面,螺纹孔,销孔等。
因此加工过程中的主要问题是保证的孔的精度及位置精度,处理好孔与平面的相互关系。
2图纸技术要求分析
2.1图纸的错误及修改
查看图纸,我们可以发现一些错误
1、主视图上,左上角吊耳宽25mm应该为26mm。
2、左视图上,轴承孔旁边的凸台尺寸15mm应该去掉。
3、左视图缺少剖面线。
2.2图纸的技术要求分析
1、涡轮轴承孔(分上下两半)轴线处与结合面内其允许的位置度误差为0.60mm。
2、蜗杆涡轮两轴承孔轴线的垂直度误差为0.19mm,公差等级为10级。
3、蜗杆轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为0.10mm,公差等级为8级。
4、蜗轮轴承孔(分上下两半)圆柱度误差为0.012mm,公差等级为7级。
5、蜗轮轴承孔端面与其轴线的垂直度误差为0.10mm,公差等级为8级。
6、机座与机盖结合面的平面度误差为0.025mm,公差等级为6级。
7、两轴承孔(和)公差代号均为H7。
8、减速器箱体铸成后,应清理并进行时效处理。
9、机盖和机座合箱后,边缘应平齐,相互错位每边不大于mm。
10、应检查与机座接合面的密封性,用0.05㎜塞尺塞入深度不得大于结合面宽度的1/3,用涂色法去检查接触面积达每个结合面一个斑点。
11、与机座连接后,打上定位销进行镗孔,镗孔时接合面处禁放任何衬垫。
12、机械加工未标注偏差尺寸处精度为IT12。
13、铸造尺寸精度为IT16。
14、未注明的倒角为C2,粗糙度为Ra12.5。
15、未注明的铸造倒角半径为R=3~mm。
16、机座的上端面的粗糙度为Ra1.6。
17、窥视口面的粗糙度为Ra12.5。
18、输出轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5、输入轴承孔的内壁的粗糙度为Ra2.5。
3计算生产纲领确定生产类型
3.1计算生产纲领
按给定的年产量、废品率、备品率计算生产纲领:
计算公式N=Q·n(1+α%+β%)
其中零件在每台产品中的数量n=1(件/台),年产量Q=25000(件/年),
废品率α%=3%,备品率β%=4%
所以N=Q·n(1+α%+β%)=25000×1×(1+3%+4%)=26750
3.2划分类型
查表3-1(划分类型的参考数据)
生产类型
同一种零件的年产量
重型零件
中型零件
轻型零件
单件生产
小批量生产
中批量生产
大批量生产
大量生产
1~5
5~100
100~300
300~1000
1000以上
1~10
10~200
200~500
500~5000
5000以上
1~100
100~500
500~5000
5000~50000
50000以上
表3-1
由于减速器箱体属于中型零件,确定箱体的生产属于大量生产。
4材料的选择和毛坯的制造方法的选择及毛坯图
4.1、材料的选择
由于减速器箱体的外形及内形状相对比较复杂,而且它只是用来起连接作用和支撑作用的,综合考虑,抗拉强度小于200MPa,所以选用灰铸铁(HT200),因为铸铁中的碳大部分或者全部以自由状态状石墨存在,较高强度铸铁,基体组织为珠光体,《机械加工工艺手册第二版》。
它的强度、耐磨性、耐热性均比较好,铸造性能好,能承受较大承受力的零件。
端口呈灰色。
它具有良好铸造性能、切削加工,减磨性,加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂逐渐和耐磨件,有由于含有石墨,石墨本身具有润滑作用,石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油,使铸件有良好的耐磨性。
此外,由于铸件中带有硬度很高的磷共晶,又能使抗磨能力进一步提高,这对于制备箱体林间具有重要意义。
如果没有HT200时此种材料可以用QT400-15或QT400-18代替。
其抗拉强度为250MPa,减震性优于HT200,但铸造性能比HT200差,切削加工性能较好,对缺口敏感性比钢低。
4.2毛坯的制造方法
4.2.1毛坯制造方法
铸造是制造机器零件毛坯的重要方法,广泛应用于各类机器零件,铸造工艺灵活性大,成本低,几乎不受零件大小,形状和结构复杂程度的限制,故选择铸造的方法生产毛坯。
因为是大量生产,故选择金属模,机器造型。
4.2.2分型面的选择
机盖以结合面为分型面,将吊耳做成活块,易于拔模。
结合面为重要加工面,因此浇注位置应置于机盖顶部表面,防止产生砂眼、气孔等。
为了补缩,上面设有冒口。
为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。
分型面
上箱拔模方向
活块
分型面
拔模方向
机座的分型面在蜗杆轴承孔中心线的水平面上,分成上下两半,采用两箱造型铸造。
采用注式浇注系统,在直浇道下面设有横浇道。
浇注的时候重要的加工面应该向下,为了补缩,上面设有冒口。
为了造型时方便拔模而设计了拔模斜度。
下箱拔模方向
4.3毛坯图
5定位基面的选择及分析
5.1机座的定位基准
(1)机座结合面的粗加工基准:
以底面为粗基准粗铣结合面,这样可以保证轴承孔轴线与结合面平行度要求。
(2)底座的粗、精加工基准:
以经过粗加工后的结合面为基准,来铣作为精基准的底面。
(3)钻地脚螺栓孔:
以底面为基准钻地脚螺栓孔,锪地脚螺栓孔沉头,来作为以后精铣结合面和加工孔的“一面两销”定位孔。
(4)半精铣、精铣结合面:
以底面和地脚螺栓孔作为“一面两销”的定位基准,半精铣和精铣结合面,这样可以使结合面获得均匀的加工余量和较高的位置精度。
(5)钻结合面螺栓孔光孔、钻轴承孔旁螺纹孔、铣油槽、铣放油孔和油标孔凸台面、钻放油孔和油标孔:
均以底面和地脚螺栓孔为加工基准。
5.2机盖的定位基准
(1)机盖结合面的粗加工基准:
以结合面凸缘下表面及两侧面为基准粗铣结合面,用以作为后续工序粗加工基准。
(2)粗、精铣窥视孔面:
以经过粗加工后的结合面为基准来加工窥视孔面,用以作为加工结合面的精基准。
(3)钻窥视孔面螺钉孔,钻结合面螺栓孔光孔并锪平,钻轴承孔旁螺栓孔,钻结合面右侧螺纹孔:
以结合面为定位基准。
(4)半精铣,精铣结合面:
以窥视孔面及箱盖两侧面为精基准来加工结合面,这样“互为基准”保证结合面加工余量均匀和较高的位置精度要求。
5.3合箱后定位基准
(1)钻绞定位销孔:
以底座面和两地脚螺栓孔为定位基准,使机座和机盖配合准确。
(2)粗精铣轴承孔端面,钻轴承盖螺纹孔,粗镗、半精镗、精镗轴承孔:
以机座底面和两个地脚螺栓孔为定位基准,这样使定位准确、夹紧可靠,获得较高的位置精度。
6加工工作量及加工手段组合
6.1加工总量统计
(1)机座:
轴承孔端面2个,轴承孔,结合面,底面,三个油孔及其端面,螺纹孔、、,光孔、。
(2)机盖:
结合面,窥视孔凸台面,螺纹孔、、,光孔、,锥销孔。
(3)合箱:
轴承孔端面2个,轴承孔。
6.2工序尺寸及偏差计算
(1)上下箱结合面
加工工序:
粗铣——半精铣——精铣——精细铣
工序余量:
粗铣2.5mm半精铣1.5mm精铣0.8mm精细铣0.2mm
工序公差:
计算工序尺寸:
精细铣Ra1.6~0.8
精铣Ra3.2~1.6
半精铣Ra12.5~3.2
粗铣Ra25~12.5
毛坯
(2)蜗杆轴承孔
加工工序:
粗镗——半精镗——精镗——浮动镗
工序余量:
粗镗2.5mm半精镗1.5mm精镗0.75mm浮动镗0.25mm
工序公差:
计算工序尺寸:
浮动镗Ra1.6~0.8
精镗Ra3.2~0.8
半精镗Ra6.3~3.2
粗镗Ra12.5~6.3
毛坯孔
(3)蜗轮轴承孔
加工工序:
粗镗——半精镗——精镗——浮动镗
工序余量:
粗镗2.5mm半精镗1.5mm精镗0.75mm浮动镗0.25mm
工序公差:
计算工序尺寸:
浮动镗Ra1.6~0.8
精镗Ra3.2~0.8
半精镗Ra6.3~3.2
粗镗Ra12.5~6.3
毛坯孔
(4)轴承端面
加工工序:
粗铣——半精铣——精铣
工序余量:
粗铣3mm半精铣1mm精铣1mm
工序公差:
计算工序尺寸:
精铣Ra3.2~1.6
半精铣Ra12.5~3.2
粗铣Ra25~12.5
毛坯
(5)油孔端面
加工工序:
粗铣——半精铣——精铣
工序余量:
粗铣3mm半精铣1mm精铣1mm
工序公差:
计算工序尺寸:
精铣Ra3.2~1.6
半精铣Ra12.5~3.2
粗铣Ra25~12.5
毛坯
(5)窥视孔端面
加工工序:
粗铣——半精铣——精铣
工序余量:
粗铣3mm半精铣1mm精铣1mm
工序公差:
计算工序尺寸:
精铣Ra3.2~1.6
半精铣Ra12.5~3.2
粗铣Ra25~12.5
毛坯
7划分加工阶段,大致工艺过程
根据零件图上的技术要求,尺寸精度最高为IT7,表面粗糙度最高等级为IT7,表面粗糙度最高为Ra1.6,故可将加工阶段划分为如下三个阶段
机盖
工序号
工序名称
工序内容
定位基面
机床/刀具
1
毛坯铸造
5
清砂
清除浇注系统,冒口,型砂,飞边,飞刺等
10
热处理
人工时效处理
15
涂漆
20
粗铣
粗铣结合面
结合面凸缘下表面
X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀
22
钻
钻4光孔
结合面
立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻
24
锪钻
锪平
结合面
立式钻床Z518/带可换导向柱锥柄平底锪钻
25
粗铣
粗铣窥视孔面
结合面
X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀
28
半精铣
半精铣窥视孔面
结合面
X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀
29
精铣
精铣窥视孔面
结合面
X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀
30
钻、攻丝
钻窥视孔面上的孔、攻丝
结合面
立式钻床Z518/YG8锥柄麻花钻,高速钢机动丝锥W18Cr4V
35
半精铣、精铣
半精铣、精铣结合面
窥视孔面
X62W/硬质合金镶齿三面刃铣刀
40
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