前言
箱体类零件主要起支承、定位、密封等作用。一般零件有闭式或开式减速机箱体、机座、机架、机床主轴箱、进给箱、泵体等。
箱体零件中的孔与平面多为轴承和轴的支承孔或定位孔,一般为配合表面,精度要求较高。尺寸公差等级一般为IT6~IT8,表面粗糙度Ra一般为1.6~6.3μm,形位公差一般有圆柱度、同柱度、平行度、垂直度、圆跳动或全跳动等要求。其余表面的精度一般要求较低,有的不需要机械加工。
本设计就箱体的下体对其进行零件分析,来了解箱体类零件的加工过程和方法。
第一章 蜗轮减速机箱体的零件分析
1.1 减速机箱体的结构特点
箱体类零件的基本形状多为中空的壳体,并有轴承孔、销孔、凸台、筋板、弧板、底板以及连接螺纹孔、观察孔、进油孔等,本设计的箱体设计成上下分体的结构。
本设计的箱体(下图1.1和1.2)特点如下:
(1)箱体是上下体按照工作状态组成,是封闭、中空的薄壳箱型;蜗轮与蜗杆的轴线是互成90°立体相交关系,均为圆柱、等径的通孔结构。
(2)箱体内外是基本对称的结构;蜗轮与蜗杆的轴孔是由两个同轴的内孔与内外端面组成;上体中Φ40孔内有局部油槽的结构;下体有放油孔结构、外部的筋板和底部的斜面泄油结构。
(3)有许多紧固螺栓定位孔,这些孔的加工要求都较低。 由于箱体有以上特点,所以可以判定此件加工并不会很困难。
1.1蜗轮减速机箱体装配图 1.2蜗轮减速机箱体下体图
1.2 箱体的图形尺寸分析
(1)要加工的Φ60H7(+0.003)孔轴配合度为H7,表面粗糙度为3.2um, Φ40 H7(+0.0025)孔轴配合度为H7,表面粗糙度为3.2um。
(2)2-Φ8销轴孔表面粗糙度为3.2um,4×Φ12螺栓孔表面粗糙度为12.5um,其它孔表面粗糙度为25um。
(3)M12×1.25放油孔表面粗糙度为6.3um。
(4)结合面表面粗糙度为3.2um,下体端面表面粗糙度为12.5um,机体下底面表面粗糙度为25um。
(5)Φ62H7孔中心线对于Φ40H7孔中心线垂直度要求为0.05mm。
(6)其余表面粗糙度为不去除表面材料所获得的表面粗糙度。 (7)未注倒角C2,未注铸造倒角尺寸R3~R5。
第二章 拟定箱体加工的工艺路线
2.1材料的确定
1.箱体的工作条件
箱体主要承受压应力,也承受一定的冲击力和支撑力。 2.箱体的力学性能要求
箱体应该具有足够的刚度、强度和良好的减震性。 3.箱体的选材
由于灰铸铁具有铸造性能良好、减磨性好、减震性好、切削加工性能良好、缺口敏感性较低的优良性能,所以本设计蜗轮减速机
箱体选用灰铸铁制造,牌号为HT150,该材料最低抗拉强度为150MPa。
2.2生产类型的确定
产品的生产纲领为“小批单件”( ≤100台年)。产品的备品率为2%,废品率为1%。
箱体零件的生产纲领计算如下: N=Qn(1+a)(1+b)
=100×1(1+2%)(1+1%) =103(件年)
根据箱体零件的生产纲领为103件年,查《机械制造加工手册》可知(箱体零件是中型机械),生产类型属于小批单件生产。
2.3毛坯的选择
由于铸铁容易成形,切削性能好,价格低廉,且抗震性和耐磨性好,因此,这里采用铸铁,其牌号选为HT150。
铸造分为砂型铸造、金属模铸造、压力铸造、离心铸造、消失模铸造等。
依据小批单件生产的工艺特征,箱体的毛坯常采用低效、低精度、余量较大的制作方法,所以这里毛坯(下图2.1)采用砂型铸造。
2.1毛坯图
2.4定位基准的选择
正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容,也是保证加工精度的关键。定位基准分为粗基准和精基准。对于无合适定位面的零件可在毛坯上另外专门设计或加工出定位表面,称为辅助基准。
定位基准的选择原则: 1)粗基准的选择原则
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,往往会造成箱体下端盖外形偏斜,甚至局部加工余量不够,因此通常采用画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。
2)精基准的选择原则
精基准的选择为了保证箱体下体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺寸精度,箱体下体类零件精基准选择通常用两种原则:基准统一原则、基准重合原则。
本设计箱体下体先以底面为粗基准加工结合面,然后以结合面为粗基准加工出底面,再以底面为精基准加工结合面,在零件的整个加工过程中,底面由粗基准转为精基准后,再进行其余部分加工,这样既符合基准重合原则,又符合基准统一原则。
2.5拟定工艺路线的原则
1.先面后孔
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