X3摆线针轮减速机机座加工工艺

11.X3摆线针轮减速器机座加工工艺1.1机座结构分析机座是机器的基础部件之一。X3摆线针轮减速器机座结合了箱体和支架的特点。是整台机器装配和调整基准件，它将轴、套、传动轮等零件组装在一起，使各零件之间保持正确的位置关系，以满足机器或部件的工作性能要求。主要加工表面不但有一些固定联结各部件的平面，还有许多精度较高的轴承孔需要加工。除此之外，还有许多精度要求较低的紧固孔和螺纹孔需要加工。机体的底面作为装配的基准面，其它各面和孔的轴心线应以该面作为基准，保持一定的加工尺寸精度和相互位置精度。下图为X3摆线针轮减速器机座实物图。图1.1X3摆线针轮减速器机座实物图1.2机座的主要技术要求X3摆线针轮减速器机座结合了箱体和支架的特点。箱体的技术要求比支架更全面、更典型。其主要技术要求如下：①轴孔精度轴孔的尺寸精度和形状精度对轴承的配合质量有很大关系，因而也对轴的回转精度、传动平稳性、噪音、轴承寿命等起重大影响。因此对机座上轴孔的公差、光洁度、形状精度都有一定的要求，对两个轴承孔Ф80尺寸精度为标准公差IT8级，表面粗糙度值为1.6µm，圆度应在0.01毫米左右。②联接平面机座上的固定联接平面是确定机座上各零部件相对位置的重要表面。为了保证机座和所有联接零部件结合面的紧密贴合，保证密封性，防止工作时润滑油漏出，其粗糙度要求为3.2µm。与轴心线的垂直度公差为0.02mm。机座下底面2是固定联接平面在加工过程当中作为定位基准面，直接影响轴孔的加工精度，因此，其表面粗糙度值为6.3µm。与轴孔轴心线平行度在140mm长度上公差为0.1mm。可见，机座的主要加工平面为孔和平面，由于其尺寸不大，刚性较好，所以平面加工一般没有多大困难，但在加工轴孔时，因为其刀具（例如钻头和镗杆）的尺寸都受到孔径尺寸的限制，不能过大，因而容易变形，影响加工质量。此外，任何轴孔的加工不但要保证轴孔本身的尺寸精度和同轴度，而且还要照顾它和其他平面的位置精度，所有这些情况都说明加工孔比较困难，它是机座加工中的关键。1.3机座的材料与毛坯分析零件的材料常选用铸铁。铸铁具有较好的耐磨性、铸造性、切削性和减振性，且成本低廉。普通中小型箱体可选用HTl50或HT200；铸件毛坯在单件小批量生产时，多采用手工木模造型，毛坯精度低，加工余且大；大批量生产的毛坯多采用金属模机器造型．毛坯精度高，加工余量可减小。单件小批量生产时直径大于50mm的孔及成批生产时直径大于30mm的孔，一般都在毛坯上预铸出孔，以减少加工余量及节约材料。由于灰口铸铁流动性好，容易成形，价格低廉，切削性能好，又有较好的吸振性，因此支架箱体零件的材料通常采用灰口铸铁。对于精度高、刚性不好的零件粗加工之后需要安排一次时效处理，以消除切削加工产生的内应力，减少精加工之后的变形，稳定切削加工所获得的各项精度。所以零件为HT200。根据制造厂现有毛坯生产条件和X3摆线针轮减速机机座属于批量生产类型的生产纲领，采用金属模机器造型的方法生产毛坯。毛坯铸造时应防止砂眼和气孔产生。为了减少残余应力，机座铸造后应进行时效处理。1.4加工顺序的安排在拟定支架箱体类零件的工艺过程时，一般应遵循“先面后孔”和“先粗加工再精加工”的两条原则①先面后孔原则：支架箱体类零件应先加工主要平面(包括其他较大的平面)，后加工支承孔(包括其他孔径较大的孔)。这是因为孔的加工比平面要困难得多，以平面为精基准加工孔，可为孔加工提供稳定可靠的精基准，容易保证孔的加工精度及有关技术要求。“先面后孔”原则也符合基准重合原则和基准同一原则，可减少因基准不重合造成的定位误差。对于箱体上某些次要小平面、凸台面及螺钉孔，可视具体情况安排在适当阶段进行加工。3②粗，精分开原则：对于精度较高刚性较差的箱体零件，一定要粗、精加工分开进行，即在主要平面(包括次要的大平面)和主轴孔粗加工之后再进行各表面的精加工。这样不仅有利于在粗精加工之间进行时效处理，而且有利于保证加工精度。对于精度不太高、刚性比较好的支架箱体零件，粗、精加工可不必分开。经过以上的分析，成批生产时机体工艺过程大体作如下安排：铸造→人工时效→划线→粗加工平面→精加工平面→粗加工孔→自然时效→半精加工孔→次要表面加工→精加工孔→钻小孔、攻丝等。1.5定位基准的选择1.5.1定位基准选择原则在加工过程中，定位对加工质量有很大的影响，所以需要合理地选择定位基准。进行某一加工工序时,该工序所用的定位基准，必须在加工以前准备好。定位基准本身准确与否，要影响定位的精度，从而影响被加工表面的位置准确性。由于工序性质的不同，在各个加工阶段中，对定位基准的要求也不同。①粗加工阶段因为粗加工的主要任务是切除大部分余量，因此，要考虑能用较大的切削用量以提高生产率。在选择定位基准时，应着重保证工件在安装时要稳定可靠。如轴套在粗加工时，采用较大的外圆作为径向定位基准和夹紧表面，以利于传递较大的扭矩。②细加工阶段在这个阶段中，由于要达到一般次要表面的最终要求，并为主要表面精加工作准备，因此就要较多的考虑位置精度的保证问题。在细加工阶段开始时，要将某些表面进一步加工准确，尤其是在粗加工阶段后安排有热处理工序时，对作为定位基准的表面，有必要进行修复。③精加工阶段在精加工阶段，主要的任务是保证精度问题。因为此时大部分余量已经切除，工件的刚度相对下降，而加工精度要求更高，因此，要特别注意保证有高的定位精度。由以上分析可知，在选择定位基准时，应该使定位准确、稳定可靠，并使夹具的构造比较简单。另外，在选择定位基准时，还应考虑它和原始基准的关系。1.5.2辅助定位基准在加工过程中，有时会找不到合适的表面作定位基准，为了便于安装和易于获得4所需要的加工精度，可以在工件上特意作出供定位用的表面，或把工件上原有的某些表面，提高它们的加工精度。这类用作定位的表面，称之辅助定位基难。辅助定位基准在加工中是经常采用的，典型的例子是轴类零件上的中心孔。利用中心孔就能很方便地将轴安装在顶尖间进行加工。某些工件在毛坯上多增加一块材料，作为辅助定位基准，如图1.2所示的小壳体。在毛坯铸造时，中心部分多制出一段圆柱，作为加工时的定位基准。在加工过程中完成定位任务以后，把它们从工件上切除。又如图1.3所示为发动机的叶片，在叶片端部增加了一个工艺凸台，利用凸台上的平面和小孔来进行定位。图1.2在铸件上铸出的辅助定位基准另外，还会遇到不用工件上的表面作辅助定位基准，而是在工件上加上一个辅助件，用辅助件上的表面作为辅助定位基准的情况。如压气机轴在精加工时，要用内花键进行定位，（如图1.4）由于轴较长而花键又很短，所以在加工内花键以前，先在轴的另一端压入一个辅助件，然后在工件和辅助件上同时将花键拉出，作为定位基准。在完成定位作用后，再将辅助件压出。5图1.3叶片的辅助定位基准有时，将零件上某些原来要求不高的表面加工得比较准确，作为以后工序的定位基准。使用这种辅助定位基准，在制造上一般比较简单，为以后工序作定位基准。所以这种方法使用也较多。辅助定位件图1.4用辅助件作辅助定位基准1.5.3初次定位基准当工件由毛坯进行初次加工时，所用的定位表面称为初次定位基准。初次定位基准是毛坯上的表面，一般精度较低，粗糙度Rx的数值也较大。所以，一般只使用一次，在以后的加工中，应利用经过机加工的表面进行定位。在选择初次定位基准时，应特别注意下列几个方面：①对于不需要加工全部表面的零件，应选取始终不加工的表面作初次定位基准。这是因为要较好地保证加工表面组和不加工表面组之间有较高的位置精度。②对于要加工全部表面的零件，则应选取加工余量小的表面作初次定位基准。由于毛坯上各表面的本身精度和各表面间的位置精度都很低，所以首先要使余量小的表面的余量分布均匀，以避免加工不出来。③由于初次定位基准的精度不高，加以粗加工时的切削用量大，因此要持别注意定位和夹紧的稳定和可靠。1.5.4定位基准转换在设计工艺路线时、选择定位基准不能只考虑一个工序的要求，而应该对整个加工过程中的定位基准系统进行分析。特别是航空、航天产品，因其构形复杂，位置精度要求很高，一般均不能在一次安装或只用一个定位基准来完成全部加工。因此，定位基准在整个零件的加工过程中就产生了转换问题。定位基准转换以后，不但会影响余量的不均，而且会影响表面本身精度．而且更重要的是影响位置精度的保证。因此，对这一定位基准系统，必须保证有较高的位置精度。为了保证位置精度，一般经常采用以下四种方法：6①一次安装在一次安装的条件下，可以保证有较高的位置精度。因为在一次安装时所加工的各表面的位置精度，主要取决于设备的精度，而与定位误差和定基误差无关。②互为基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，用其中任何一个表面作为定位基准来加工另一个表面，用这种方法来保证位置精度的，称为互为基准法。由于这种方法的定位基准与原始基准重合，不产生定基误差，只有一次定位误差的影响，因此这种方法只要使定位准确，也能保证较高的位置精度。③同一基准有位置精度要求的两个表面，在加工时都采用另一个表面作为定位基准。用这种方法来保证这两个表面间的位置精度，称为同一基准法。这种方法有定位误差和定基误差的影响。但是，必须指出，当有位置精度要求的两个表面均不适宜于作定位基准、且不能在一次安装中进行加工时，则只能采用同一基准的方法进行加工。此时，若能减小定位误差，也能达到较高的位置精度。为此，有时采用辅助定位基准，使用简单的表面定位、以减小定位误差，从而使同一基准法也能保证较高的位置精度。④不同基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，采用两个不同的表面作为各自的定位基准，这种方法称为不同基准法。这种方法不但有定位误差的影响，而且有较大的定基误差的影响。因为在这种方法中，定基误差不但要包括用同一基准法时的定基误差，而且还要包括两个定位基准之间的位置公差。因此，这种方法只能保证较低的位置精度。所以，它一般只用于次要表面间位置精度的加工。在以上四种方法中，一次安装和互为基准的方法能保证较高的位置精度。因此，定位基准的制造与转换，一般均采用这两种方法。1.5.5粗基准的选择一般选重要的孔(如轴承孔)为主要粗基准．而辅以内腔或其它毛坯孔为次要基准面，X3摆线针轮减速机机座选主轴孔作为粗基准，侧面支撑定位。1.5.6精基准的选择机座有较大的平面，且孔系的加工的要求较高，因此应尽可能采用统一的精基准。所以选机体底面的两连接孔为定位销孔，用底面与两定位销孔(一面两销)作为精基准。71.6机座加工工艺过程X3摆线针轮减速器机座生产工艺过程序号工序内容定位基准1铸造2时效3上底漆4粗铣底面主轴孔与A面5精铣底面主轴孔与A面6钻底面连接孔，扩，铰工艺孔并反锪4×Φ25主轴孔及支承两侧7粗铣A面及凸缘底面及工艺孔8铣各次要侧面凸台底面及工艺孔9铣两斜槽及结合齿底面及工艺孔10精铣A面及凸缘底面及工艺孔11粗车A面环型槽底面及工艺孔12粗镗主轴孔底面及工艺孔13精车A面环型槽底面及工艺孔14钻A面连接孔并锪A面及支承两侧15铣主轴孔油槽底面及工艺孔16半精镗主轴孔底面及工艺孔17精镗主轴孔底面及工艺孔18划线19钻圆柱面上各孔底面及工艺孔20钻侧面各孔和M12螺孔底面及工艺孔21钳工攻丝去毛刺、清洗22按零件图要求进行最终检验81.7加工余量的确定在确定工序尺寸时，首先要确定加工余量。正确地确定加工余量具有很大的经济意义。若毛坯的余量过大，不但要浪费材料，而且要增加机械加工的劳动量，从而使生产串下降，产品的成本增高。反之，若余量过小，一方面使毛坯制造困难，另一方面在机械加工时．也因余量过小而使安装困难，甚至因加工不出来而造成废品。加工总余量的数值与毛坯制造精度有关，若毛坯精度差，余量分布不均匀，必须规定较大的余量。加工总余量的大小还与生产类型有关。生产批量大队总余量应小些，相应地要提高毛坯精度。为了获得零件上某一表面所要求的精度和表面粗糙度，而从毛坯这一表面上切去的全部多余的金属层，称为该表面的总加工余量。在完成一个工序时，从某一表面上所切去的金属层称为工序加工余量。工序余量还有单面和双面之分，孔采用直径上的双边余量，平面采