蝸輪箱-NC小型蝸輪減速器箱體的鉆4-M6螺紋孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備-數(shù)控編程、工裝含非標6張CAD圖,蝸輪,NC,小型,減速器,箱體,M6,螺紋,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,數(shù)控,編程,工裝,非標,CAD 摘要：本文主要介紹了小型蝸輪減速器箱體的結(jié)構(gòu)特點以及箱體類零件的發(fā)展趨勢。箱體零件加工屬于典型零件加工，由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復雜，加工工藝也相對復雜。通過對相關(guān)文獻資料的學習，對一些先進的變速箱有了一定的了解。由于本次設(shè)計與所學專業(yè)聯(lián)系密切，不僅能夠很好的復習、運用在四年里學習過的知識，而且還能讓我們把各科的知識貫通起來，更全面了解零件加工工藝過程和相關(guān)的夾具設(shè)計。 關(guān)鍵詞：減速器夾具加工工藝發(fā)展趨勢 前言 機械設(shè)計制造是以研究機械加工工藝技術(shù)和夾具設(shè)計為主的技術(shù)性學科，具有很強的實踐性，要求學習過程中應(yīng)緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐，同時它又具有很強的綜合性。機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程。本課題是小型蝸輪減速器箱體加工及其夾具設(shè)計,箱體零件加工屬于典型零件加工由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復雜加工工藝也相對復雜,通常都是采用鑄鐵材料。先鑄造成毛坯,然后經(jīng)過時效處理后,進行機加工,在機加工過程中,一般采用先面后孔的加工路線。 箱體是機器的基礎(chǔ)零件，它將機器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并保持正確的相互位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機器的工作精度、使用性能和壽命。 箱體的種類很多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機器的結(jié)構(gòu)和箱體在機器中功用的不同有著較大的差異。 在科學技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進加工工藝亦日新月異，20世紀70-80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。改革開放后，我國引進一批先進加工裝備，通過引進、消化、吸收國外先進技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種箱體零件的設(shè)計及制造技術(shù)。 1箱體概述 箱體類零件通常作為箱體部件裝配時的基準零件。它將一些軸、套、軸承和齒輪等零件裝配起來，使其保持正確的相互位置關(guān)系， 以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。 因此，箱體類零件的加工質(zhì)量對機器的工作精度、使用性能和壽命都有直接的影響。 箱體零件結(jié)構(gòu)特點: 箱體零件有復雜的內(nèi)腔，應(yīng)選用易于成型的材料和制造方法。箱體零件材料常用灰鑄鐵，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，最常用的材料是HT200，而對于較精密的箱體零件(如坐標鏜床主軸箱)則選用耐磨鑄鐵。因此，一般來說，箱體不僅需要加工部位較多，而且加工難度也較大。據(jù)統(tǒng)計資料表明，一般中型機床廠用在箱體類零件的機械加工工時約占整個產(chǎn)品的15%~20%。 箱體零件的主要技術(shù)要求:軸頸支承孔孔徑精度及相互之間的位置精度，定位銷孔的精度與孔距精度;主要平面的精度;表面粗糙度等。 箱體零件材料及毛坯: （1）簡易機床的箱體零件或小批量、單件生產(chǎn)的箱體零件，為了縮短毛坯制造周期和降低成本，可采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。 （2）大負荷的箱體零件有時也根據(jù)設(shè)計需要采用鑄鋼件毛坯。 （3）在特定條件下，為了減輕質(zhì)量，可采用鋁鎂合金或其它鋁合金制做箱體毛坯，如航空發(fā)動機箱體等。 另外，在毛坯鑄造時，應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生，應(yīng)使箱體零件的壁厚盡量均勻，以減少毛坯制造時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 箱體類零件熱處理方式的選擇： 在鑄造之后必須安排人工時效處理，消除殘余應(yīng)力。 人工時效的工藝規(guī)范為:加熱到500°C~550°C，保溫4h~6 h，冷卻速度小于或等于30°C/h，出爐溫度小于或等于200°C，一般在鑄造之后安排一次人工時效處理。對一些高精度或形狀特別復雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排1次人工時效處理以消除粗加工所造成的殘余應(yīng)力。有些精度要求不高的箱體零件毛坯，有時不安排時效處理，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。 2箱體類零件工藝過程特點分析 2.1渦輪箱體的加工方法及技術(shù)要求 蝸輪箱體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。弄清箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度(同軸度、圓度、粗糙度等)和它們的相互位置精度(軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求)，箱體零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。減速箱體的主要加工表面可歸納為以下三類： (1)主要平面箱蓋的對合面和頂部方孔端面、底座的底面和對合面、軸承孔的端面等。 (2)主要孔軸承孔及孔內(nèi)環(huán)槽等。 (3)其它加工部分 聯(lián)接孔、螺孔、銷孔、斜油標孔以及孔的凸臺面等。 2.2工藝過程設(shè)計應(yīng)考慮的問題 根據(jù)減速箱體可剖分的結(jié)構(gòu)特點和各加工表面的要求，在編制工藝過程時應(yīng)注意以下問題： (1)加工過程的劃分。整個加工過程可分為兩大階段， 即先對箱蓋和底座分別進行加工，然后再對裝合好的整個箱體進行加工——合件加工。為保證效率和精度的兼顧，就孔和面的加工還需粗精分開。 (2)箱體加工工藝的安排。安排箱體的加工工藝應(yīng)遵循先面后孔的工藝原則，對剖分式減速箱體還應(yīng)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，軸承孔就不能進行加工。另外，鏜軸承孔時，必須以底座的底面為定位基準，所以底座的底面也必須先加工好。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，應(yīng)先加工對合面，然后再加工其它平面，還體現(xiàn)先主后次原則。 (3)箱體加工中的運輸和裝夾箱體的體積、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)合理安排時效工序。一般在毛壞鑄造之后安排一次人工時效即可;對一些高精度或形狀特別復雜的箱體，應(yīng)在粗加工之后再安排一次人工時效，以消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，保證箱體加工精度的穩(wěn)定性。 3國內(nèi)外箱體研究現(xiàn)狀 國內(nèi)的箱體普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。而且材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。 國外的箱體特別是減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，其工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。上個世紀60年代末至70年代初,歐美、日本等發(fā)達國家就先后開展了柔性制造技術(shù)以及裝備的研制工作,并逐漸采用了柔性制造系統(tǒng)來生產(chǎn)變速箱。例如，通用汽車公司的傳動系部門于1993年開始作同樣的準備，采用FMS， 以滿足變速箱類殼體零件多品種的制造要求美國著名的工程機械生產(chǎn)商卡特彼勒公司東皮奧里亞工廠在1990年就從CincinnatiMilacron司引進柔性加工單元促進箱體零件生產(chǎn)率的提高。柔性制造系統(tǒng)在國外發(fā)達國家已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，目前，柔性制造線在我國還處于開發(fā)階段，與國際先進水平仍有較大差距。 當今的箱體是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。由于加工中心以及夾具本身的誤差會使得箱體的加工質(zhì)量受到影響，在國內(nèi)外的箱體加工中，各生產(chǎn)廠家根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)類型和加工精度的不同，合理選擇不同的工藝裝備和加工工藝過程，盡量減少誤差，得到優(yōu)秀的加工質(zhì)量。加工工藝過程，加工中心和夾具本身的誤差都會使箱體的加工質(zhì)量受到影響，在加工該類零件的過程中，只有改進加工工藝方案，選擇合適的定位夾緊方案，有效利用各種設(shè)備和加工刀具，設(shè)定最佳切削用量，才能切實有效地保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率。因此箱體類零件的工藝規(guī)程設(shè)計，對其加工質(zhì)量及實用效率具有重要意義。 4箱體加工發(fā)展趨勢 在科學技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進加工工藝亦日新月異，主要有以下發(fā)展趨勢: (1)采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計。 (2)成形精度向近無余量方向發(fā)展。 (3)成形質(zhì)量向近無“缺陷”方向發(fā)展。 (4)機械加工向超精密、超高速方向發(fā)展。 (5)采用新型能源及復合加工。解決新型材料的加工和表面改性難題。6采用自動化技術(shù)，實現(xiàn)工藝過程的優(yōu)化控制。 (6)采用清潔能源及原材料、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 (7)加工與設(shè)計之間的界限逐漸淡化，并趨向集成及一體化。 (8)工藝技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展。 5總結(jié) 蝸輪箱體加工屬于典型零件加工，由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復雜，加工工藝也相對復雜。夾具的設(shè)計關(guān)系到零件在加工過程中的位置是否準確、可靠、裝夾方便和安全，也關(guān)系到機加工的精度。機械加工工藝制定的正確與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品是否能夠順利進行機械加工，是產(chǎn)品加工能否達到所需的尺寸精度和表面粗糙度要求的關(guān)鍵，也關(guān)系到零件加工的經(jīng)濟性。在當今世界形勢下，開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、適合我國國情的渦輪箱體零件，具有良好的發(fā)展前途。 參考文獻 [1] 徐鴻本主編.機床夾具設(shè)計手冊（第三版）機械工業(yè)出版社.2005 [2] 王光斗主編.機床夾具設(shè)計手冊（第四版）上海科學技術(shù)出版社.2004 [3] 成大先主編．機械設(shè)計手冊（第4卷）．第四版[M].北京：化學工業(yè)出版社．2002 [4] 車洪麟、張素輝．非標準機械設(shè)計（第一版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011； [5] 彭如恕．現(xiàn)代工程制圖（第一版）[M].長沙：國防工業(yè)出版社，2006； [6] 屈波．互換性與技術(shù)測量[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2014； [7] 孫桓、陳作模，機械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2005； [8] 濮良貴、紀名剛．機械設(shè)計（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2005； [9] 于永泗、齊民．機械工程材料（第七版）[M].大連：大連理工大學出版社，2007； [10] 水根．機械制造工藝學（第二版）[M].北京：清華大學出版社，2004； [11] 成大先，機械設(shè)計手冊，單行本[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004； [12] 楊昂岳等．機械制造工程學.[M].長沙：國防科技大學出版社，2004； [13] 紹華．熱加工工藝基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：，北京高等教育出版社，2008； [14] 楊叔子主編．機械加工工藝師手冊（第一版）機械工業(yè)出版社.2002； [15] 李洪主編．機械加工工藝手冊（第三版）北京出版社.2000； [16] 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