蝸輪箱-NC小型蝸輪減速器箱體的鉆8XM8孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備-工裝及數(shù)控編程含5張CAD圖,蝸輪,NC,小型,減速器,箱體,XM8,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,工裝,數(shù)控,編程,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(diǎn)以及箱體類零件的發(fā)展趨勢(shì)。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(fù)雜，加工工藝也相對(duì)復(fù)雜。通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)資料的學(xué)習(xí)，對(duì)一些先進(jìn)的變速箱有了一定的了解。由于本次設(shè)計(jì)與所學(xué)專業(yè)聯(lián)系密切，不僅能夠很好的復(fù)習(xí)、運(yùn)用在四年里學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，而且還能讓我們把各科的知識(shí)貫通起來(lái)，更全面了解零件加工工藝過(guò)程和相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：減速器夾具加工工藝發(fā)展趨勢(shì) 前言 機(jī)械設(shè)計(jì)制造是以研究機(jī)械加工工藝技術(shù)和夾具設(shè)計(jì)為主的技術(shù)性學(xué)科，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，要求學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，同時(shí)它又具有很強(qiáng)的綜合性。機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過(guò)程。本課題是小型蝸輪減速器箱體加工及其夾具設(shè)計(jì),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(fù)雜加工工藝也相對(duì)復(fù)雜,通常都是采用鑄鐵材料。先鑄造成毛坯,然后經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后,進(jìn)行機(jī)加工,在機(jī)加工過(guò)程中,一般采用先面后孔的加工路線。 箱體是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器和部件中的軸、齒輪等有關(guān)零件連接成一個(gè)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(lái)完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。因此箱體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)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(jī)器的結(jié)構(gòu)和箱體在機(jī)器中功用的不同有著較大的差異。 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進(jìn)加工工藝亦日新月異，20世紀(jì)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(kāi)放后，我國(guó)引進(jìn)一批先進(jìn)加工裝備，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種箱體零件的設(shè)計(jì)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(shí)的基準(zhǔn)零件。它將一些軸、套、軸承和齒輪等零件裝配起來(lái)，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(lái)完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。 因此，箱體類零件的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)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(diǎn): 箱體零件有復(fù)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(jià)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(duì)于較精密的箱體零件(如坐標(biāo)鏜床主軸箱)則選用耐磨鑄鐵。因此，一般來(lái)說(shuō)，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(jì)資料表明，一般中型機(jī)床廠用在箱體類零件的機(jī)械加工工時(shí)約占整個(gè)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(jiǎn)易機(jī)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(fù)荷的箱體零件有時(shí)也根據(jù)設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)箱體等。 另外，在毛坯鑄造時(shí)，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(shí)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(shí)效處理，消除殘余應(yīng)力。 人工時(shí)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(shí)效處理。對(duì)一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排1次人工時(shí)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(shí)不安排時(shí)效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運(yùn)輸時(shí)間，使之得到自然時(shí)效。 2箱體類零件工藝過(guò)程特點(diǎn)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(jiǎn)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(gè)零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每一個(gè)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(duì)合面和頂部方孔端面、底座的底面和對(duì)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(biāo)孔以及孔的凸臺(tái)面等。 2.2工藝過(guò)程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題 根據(jù)減速箱體可剖分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各加工表面的要求，在編制工藝過(guò)程時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題： (1)加工過(guò)程的劃分。整個(gè)加工過(guò)程可分為兩大階段， 即先對(duì)箱蓋和底座分別進(jìn)行加工，然后再對(duì)裝合好的整個(gè)箱體進(jìn)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(kāi)。 (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(duì)剖分式減速箱體還應(yīng)遵循組裝后鏜孔的原則。 因?yàn)槿绻幌葘⑾潴w的對(duì)合面加工好，軸承孔就不能進(jìn)行加工。另外，鏜軸承孔時(shí)，必須以底座的底面為定位基準(zhǔn)，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(duì)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(duì)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(yùn)輸和裝夾箱體的體積、重量較大，故應(yīng)盡量減少工件的運(yùn)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(duì)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(shí)效工序。一般在毛壞鑄造之后安排一次人工時(shí)效即可;對(duì)一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體，應(yīng)在粗加工之后再安排一次人工時(shí)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(guó)內(nèi)外箱體研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)的箱體普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。而且材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒(méi)有突破，因此，沒(méi)能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。 國(guó)外的箱體特別是減速器，以德國(guó)、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(shì)，其工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。上個(gè)世紀(jì)60年代末至70年代初,歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家就先后開(kāi)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(lái)生產(chǎn)變速箱。例如，通用汽車公司的傳動(dòng)系部門于1993年開(kāi)始作同樣的準(zhǔn)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(guó)著名的工程機(jī)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(jìn)柔性加工單元促進(jìn)箱體零件生產(chǎn)率的提高。柔性制造系統(tǒng)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，目前，柔性制造線在我國(guó)還處于開(kāi)發(fā)階段，與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距。 當(dāng)今的箱體是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。由于加工中心以及夾具本身的誤差會(huì)使得箱體的加工質(zhì)量受到影響，在國(guó)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(guò)程，盡量減少誤差，得到優(yōu)秀的加工質(zhì)量。加工工藝過(guò)程，加工中心和夾具本身的誤差都會(huì)使箱體的加工質(zhì)量受到影響，在加工該類零件的過(guò)程中，只有改進(jìn)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(shí)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(jì)，對(duì)其加工質(zhì)量及實(shí)用效率具有重要意義。 4箱體加工發(fā)展趨勢(shì) 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進(jìn)加工工藝亦日新月異，主要有以下發(fā)展趨勢(shì): (1)采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)。 (2)成形精度向近無(wú)余量方向發(fā)展。 (3)成形質(zhì)量向近無(wú)“缺陷”方向發(fā)展。 (4)機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展。 (5)采用新型能源及復(fù)合加工。解決新型材料的加工和表面改性難題。6采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的優(yōu)化控制。 (6)采用清潔能源及原材料、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。 (7)加工與設(shè)計(jì)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(jìn)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(fù)雜，加工工藝也相對(duì)復(fù)雜。夾具的設(shè)計(jì)關(guān)系到零件在加工過(guò)程中的位置是否準(zhǔn)確、可靠、裝夾方便和安全，也關(guān)系到機(jī)加工的精度。機(jī)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(jìn)行機(jī)械加工，是產(chǎn)品加工能否達(dá)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(jì)性。在當(dāng)今世界形勢(shì)下，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的渦輪箱體零件，具有良好的發(fā)展前途。 參考文獻(xiàn) [1] 徐鴻本主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）機(jī)械工業(yè)出版社.2005 [2] 王光斗主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版）上海科學(xué)技術(shù)出版社.2004 [3] 成大先主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第4卷）．第四版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2002 [4] 車洪麟、張素輝．非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)（第一版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011； [5] 彭如恕．現(xiàn)代工程制圖（第一版）[M].長(zhǎng)沙：國(guó)防工業(yè)出版社，2006； [6] 屈波．互換性與技術(shù)測(cè)量[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014； [7] 孫桓、陳作模，機(jī)械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2005； [8] 濮良貴、紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2005； [9] 于永泗、齊民．機(jī)械工程材料（第七版）[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2007； [10] 水根．機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004； [11] 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