毕业设计(箱体零件工艺设计)

沙洲工学院毕业设计（论文）编号：沙洲工学院2008届毕业论文题目：对箱体零件加工工艺的分析及研究动力工程系数控技术专业班级：05数控技术学号:xxx姓名：xxx指导教师：xxx.2008年7月沙洲工学院毕业设计（论文）摘要本文主要对箱体零件的加工方法的研究和说明,箱体类零件是机器及其部件的基础件，它将机器及其部件中的轴、轴承、套和齿轮等零件按一定的相互位置关系装配成一个整体，并按预定传动关系协调其运动。因此，箱体的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。关键词：加工工艺精度定位Abstract:Thisarticlemainlytotheboxbodycomponents'processingmethod'sresearchandshowing,theboxbodyclasscomponentsisthemachineandpart'sfoundation,itcomponentsandsoonmachineandpart'saxis,bearing,wrapandgearassemblesaccordingtocertainmutualpositionrelationsawhole,andiscoordinateditsmovementaccordingtothepredeterminedtransmissionrelations.Therefore,theboxbody'sprocessingqualitynotonlyaffectsitsassemblyprecisionandthemovementprecision,moreoveraffectsmachine'sworkprecision,theoperationalperformanceandthelife.Keywords:ProcessingcraftprecisionLocalization沙洲工学院毕业设计（论文）2目录引言……………………………………………………………(1)第1章企业概况……………………………………………………(2)第2章箱体零件加工工艺及案例分析…………………………(2)第2.1节主轴箱加工工艺过程………………………………………………………(2)第2.2节箱体类零件加工工艺分析…………………………………………………(3)第3章分离式齿轮箱体加工工艺过程及其分析……………………………(6)第3.1节分离式箱体的主要技术要求……………………………………………（7）第3.2节分离式箱体的工艺特点…………………………………………………（8）第4章总结体会……………………………………………………………………（9）第4.1节概述………………………………………………………………………（9）第4.2节平面加工方法和平面加工方案…………………………………………（12）参考文献……………………………………………………………………………（21）沙洲工学院毕业设计（论文）1引言箱体类零件通常作为箱体部件装配时的基准零件。它将一些轴、套、轴承和齿轮等零件装配起来，使其保持正确的相互位置关系，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体类零件的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。箱体零件结构特点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。箱体零件的主要技术要求：轴颈支承孔孔径精度及相互之间的位置精度，定位销孔的精度与孔距精度；主要平面的精度；表面粗糙度等。箱体零件材料及毛坯：箱体零件常选用灰铸铁，汽车、摩托车的曲轴箱选用铝合金作为曲轴箱的主体材料，其毛坯一般采用铸件，因曲轴箱是大批大量生产，且毛坯的形状复杂，故采用压铸毛坯，镶套与箱体在压铸时铸成一体。压铸的毛坯精度高，加工余量小，有利于机械加工。为减少毛坯铸造时产生的残余应力，箱体铸造后应安排人工时效。沙洲工学院毕业设计（论文）2第1章企业概况张家港中利机械始创于2003年12月26日，现拥有2个厂区，现有员工100余人。公司位于长江三角洲新兴港口城市张家港市锦丰镇耕余村。第2章箱体零件加工工艺及案例分析第2.1节减速器箱体加工工艺过程如图8-2所示为某减速器箱体图，表8-8为该主轴箱小批量生产的工艺过程。表8-9为该主轴箱大批量生产的工艺过程。沙洲工学院毕业设计（论文）3第2.2节箱体类零件加工工艺分析1．主要表面加工方法的选择箱体的主要表面有平面和轴承支承孔。主要平面的加工，对于中、小件，一般在牛沙洲工学院毕业设计（论文）4头刨床或普通铣床上进行。对于大件，一般在龙门刨床或龙门铣床上进行。刨削的刀具结构简单，机床成本低，调整方便，但生产率低；在大批、大量生产时，多采用铣削；当生产批量大且精度又较高时可采用磨削。单件小批生产精度较高的平面时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外，一般采用宽刃精刨。当生产批量较大或为保证平面间的相互位置精度，可采用组合铣削和组合磨削如图8-68所示。箱体支承孔的加工，对于直径小于Φ50mm的孔，一般不铸出，可采用钻→扩（或半精镗）→铰（或精镗）的方案。对于已铸出的孔，可采用粗镗→半精镗→精镗（用浮动镗刀片）的方案。由于主轴轴承孔精度和表面质量要求比其余轴孔高，所以，在精镗后，还要用浮动镗刀片进行精细镗。对于箱体上的高精度孔，最后精加工工序也可采用珩磨、滚压等工艺方法。2．拟定工艺过程的原则沙洲工学院毕业设计（论文）5（l）先面后孔的加工顺序。箱体主要是由平面和孔组成这也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱体加工的一般规律。因为主要平面是箱体往机器上的装配基准，先加工主要平面后加工支承孔，使定位基准与设计基准和装配基准重合，从而消除因基准不重合而引起的误差。另外，先以孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔，这样，可为孔的加工提供稳定可靠的定位基准，并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平对后序孔的加工有利，可减少钻头引偏和崩刃现象，对刀调整也比较方便。（2）粗精加工分阶段进行。粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高的箱体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再进行主要平面和各支承孔的精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，并且有利于合理地选用设备等。粗、精加工分开进行，会使机床，夹具的数量及工件安装次数增加，而使成本提高，所以对单件、小批生产、精度要求不高的箱体，常常将粗、精加工合并在一道工序进行，但必须采取相应措施，以减少加工过程中的变形。例如粗加工后松开工件，让工件充分冷却，然后用较小的夹紧力、以较小的切削用量，多次走刀进行精加工。（3）合理地安排热处理工序。为了消除铸造后铸件中的内应力，在毛坯铸造后安排一次人工时效处理，有时甚至在半精加工之后还要安排一次时效处理，以便消除残留的铸造内应力和切削加工时产生的内应力。对于特别精密的箱体（如坐标镗床主轴箱箱体），在机械加工过程中还应安排较长时间的自然时效。箱体人工时效的方法，除加热保温外也可采用振动时效。3．定位基准的选择（l）粗基准的选择。在选择粗基准时，通常应满足以下几点要求。①在保证各加工面均有余量的前提下，应使重要孔的加工余量均匀，孔壁的厚薄尽量均匀，其余部位均有适当的壁厚。②装人箱体内的回转零件（如齿轮、轴套等）应与箱壁有足够的间隙。③注意保持箱体必要的外形尺寸。此外，还应保证定位稳定，夹紧可靠。为了满足上述要求，通常选用箱体重要孔的毛坯孔作粗基准。表8-9某主轴箱大批生产工艺过程中，以I孔和Ⅱ孔作为粗基准。由于铸造箱体毛坯时，形成主轴孔、其他支承孔及箱体内壁的型芯是装成一整体放入的，它们之间有较高的相互位置精度，因此不仅可以较好地保证主轴孔和其他支承孔的加工余量均匀，而且还能较好地保证各孔的轴线与箱体不加工内壁的相互位置，避免装人箱体内的齿轮、轴套等旋转零件在运转时与箱体内壁相碰。根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。大批大量生产时，由于毛坯精度高，可以直接用箱体上的重要孔在专用夹具上定位，工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上述办法选择粗基准，往往会造成箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因此通常采用划线找正的办法，进行第一道工序的加工，即以主轴孔及其中心线为粗基准对毛坯进行划线和检查，必要时予以纠正，纠正后孔的余量应足够，但不一定均匀。表8-9某主轴箱大批生产工艺过程中，铣顶面以Ⅰ孔和Ⅱ孔直接在专用夹具上定位。在单件小批生产时，由于毛坯精度低，一般以划线找正法安装。表8-8某主轴箱小批生产工艺过程中的序号40规定划线，划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需加工平面的位置。加工箱体时按所划的线找正安装工件，则体现了以主沙洲工学院毕业设计（论文）6轴孔作粗基准。（2）精基准的选择。为了保证箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度，箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原则。①一面两孔（基准统一原则）。在多数工序中，箱体利用底面（或顶面）及其上的两孔作定位基准，加工其他平面和孔系，以避免由于基准转换而带来的累积误差。如表8-9某主轴箱大批生产工艺过程中以顶面及其上两孔2－Φ8H7为定位基准，采用基准统一原则。②三面定位（基准重合原则）。箱体上的装配基准一般为平面，而它们又往往是箱体上其他要素的设计基准。因此以这些装配基准平面作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体各主要表面的相互位置精度。表8-8某主轴箱小批生产过程中即采用基准重合原则。由分析可知，这两种定位方式各有优缺点，应根据实际生产条件合理确定。在中、小批量生产时，尽可能使定位基准与设计基准重合，以设计基准作为统一的定位基准。而大批量生产时，优先考虑的是如何稳定加工质量和提高生产率，由此而产生的基准不重合误差通过工艺措施解决，如提高工件定位面精度和夹具精度等。另外箱体中间孔壁上有精度要求较高的孔需要加工时，需要在箱体内部相应的地方设置镗杆导向支承架，以提高镗杆刚度。因此可根据工艺上的需要，在箱体底面开一矩形窗口，让中间导向支承架伸人箱体。产品装配时窗口上加密封垫片和盖板用螺钉紧固。这种结构形式已被广泛认可和采纳。若箱体结构不允许在底面开窗口，而又必需在箱体内设置导向支承架，中间导向支承需用吊架装置悬挂在箱体上方，如图8-69所示。由于吊架刚度差，安装误差大，影响孔系精度且吊装困难，影响生产率。第3章分离式齿轮箱体加工工艺过程及其分析图2-11沙洲工学院毕业设计（论文）7一般减速箱，为了制造与装配的方便，常做成可分离的。如图8-70所示：第3.1节分离式箱体的主要技术要求①对合面对底座的平行度误差不超过0.5/10000。②对合面的表面粗糙度Ra值小于1.6μm，两对合面的接合间隙不超过。0.03mm。③轴承支承孔必须在对合面上，误差不超过±0.2mm。④轴承支承孔的尺寸公差为H7，表面粗糙度Ra值小于1.6μm，圆柱度误差不超过孔径公差之半，孔距精度误差为±0.05～0.08mm。第3.2节分离式箱体的工艺特点分离式箱体的工艺过程见表8-10～表8-12。沙洲工学院毕业设计（论文）8由表可见，分离式箱体虽然遵循一般箱体的加工原则，但是由于结构上的可分离性，因而在工艺路线的拟订和定位基准的选择方面均有一些特点。1．工艺路线分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于整个加工过程分为两大阶段：第一阶段先对箱盖和底座分别进行加工，主要完成对合面及其他平面与紧固孔和定位孔的加工，为箱体的合装做准备；第二阶段在合装好的箱体上加工孔及其端面。在两个阶段之间安排钳工工序，将箱盖和底座合装成箱体，并用两销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和拆装后的重复精度。2．定位基准（l）粗基准的选择。分离式箱体最先加工的是箱盖和箱座的对合面。分离式箱体一般不能以轴承孔的毛坯面作为粗基准，而是以凸缘不加工面为粗基准，即箱盖以凸缘A面，底座以凸缘B面为粗基准。这