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1、学习情境六 蜗轮减速器箱体的加工工艺制定,数控加工工艺制订与实施,数控加工工艺制订与实施,项目一 蜗轮减速器箱体加工工艺分析,项目二 蜗轮减速器箱体加工工艺设计,项目三 蜗轮减速器箱体加工工艺文件编制,任务引入,数控加工工艺制订与实施,项目一 蜗轮减速器箱体加工工艺分析,生产如图所示零件，材料HT200，生产纲领：制造3000件。为该零件进行加工工艺分析。,任务分析,该零件外形尺寸：长宽高=215mml35mm290mm，属于箱体类小零件。两90H7孔粗糙度要求Ral.6m，两孔为同轴孔，是装配蜗杆及轴承的重要孔，同轴度0.05。两蜗轮装配孔180H7粗糙度要求Ral.6m，两孔为同轴孔，是装
2、配蜗轮及轴承的重要孔，同轴度0.06，且与蜗杆装配孔的垂直度要求是0.06，光孔孔径较大，精度要求较高。两侧面都必须加工。该零件以孔为主，且孔与孔之间的精度、孔与面之间的位置要求也较高，既有同轴孔系，又有垂直孔系。可选择在小型加工中心上加工。,数控加工工艺制订与实施,相关知识,数控孔加工常用刀具,1麻花钻,可用来在实心材料上钻孔或在已有孔的基础上扩孔。加工孔径范围较广，从0.1 mm的小孔到80 mm的大孔，均可用麻花钻来加工，但最多的是用来加工2mm30 mm的较小孔。,数控加工工艺制订与实施,2中心钻,无护锥中心钻 有护锥中心钻,3扩孔钻,数控加工工艺制订与实施,4锪孔钻,5深孔钻,数控加
3、工工艺制订与实施,6可转位钻头,7铰刀,8镗刀,数控加工工艺制订与实施,任务实施,一、减速器箱体的加工技术分析,1结构工艺性分析 该零件外形尺寸长宽高=215 mml35 mm290 mm，属于箱体类小零件。所用材料：HT200，箱体毛坯是铸造毛坯。 两个90H7孔的表面粗糙度要求为Ral.6m，两孔为同轴孔，是装配蜗杆及轴承的重要孔，同轴度要求为0.05。两蜗轮装配孔180H7的表面粗糙度要求为Ral.6m，两孔为同轴孔，是装配蜗轮及轴承的重要孔，同轴度为0.06，且与蜗杆装配孔的垂直度要求是0.06，光孔孔径较大，精度要求较高。两侧面都必须加工，该零件以形状为主，装配面加工要求也较高。,数
4、控加工工艺制订与实施,2尺寸精度分析 从零件的尺寸精度看，该零件仅孔有尺寸精度要求，并且孔尺寸不大，尺寸公差为IT7IT8，具备较好的加工工艺性。 3材料加工工艺性分析 从材料的加工工艺上看该零件材料为铸铁HT200，切削加工性能较好。 综上所述，该减速器箱体具备较好的加工工艺性。,数控加工工艺制订与实施,任务引入,数控加工工艺制订与实施,项目二 蜗轮减速器箱体加工工艺设计,生产如图所示零件，材料HT200，生产纲领：制造3000件。为该零件进行加工工艺设计。,任务分析,该减速器箱体主要结构特点是围绕两个蜗杆装配孔和两个蜗轮装配孔来加工的，为了使四孔的尺寸及形位公差达到设计要求，就需要先加工出
5、基准面，为加工四个轴承座孔做好准备。 通过以上工艺分析，该箱体零件必须在数控机床上加工的内容为： 1)加工上、下平面； 2)加工四个轴承孔台阶面，加工四个轴承孔。,数控加工工艺制订与实施,箱体加工常见方法和工艺特点,1一般箱体的功用、结构特点及技术要求 箱体是机器中的基础零件，它是用来集合各种零件、部件，使它们之间保持一定的正确位置或一定的运动关系的，所以箱体的刚度和各面间的相互位置精度是个重要指标。 2材料与毛坯 一般箱体的材料采用铸铁，它具有容易成形、切削性能好、价格低以及吸振性好等优点，也有采用压铸铝的，只有在单件小批生产中，为缩短生产周期，有时采用钢板焊接。 小批生产时毛坯采用木模手工
6、造型，大批量时采用金属模造型。,数控加工工艺制订与实施,相关知识,3箱体工艺过程的制订 (1)加工方法的选择 在机床选择上，小批生产多采用通用万能镗床或数控机床，批量大时采用专用镗床或组合镗床。大端面、底面在小批生产时采用龙门刨床、龙门铣床，大批生产时采用卧式端面铣床。,(2)精基准选择 1)以“一面两孔”作为精基准，即以箱体底面和底面上的两个螺栓孔作为精基准。 2)以装配基面作精基准。,数控加工工艺制订与实施,(3)粗基准选择 在保证各加工面都有加工余量的前提下保证各孔加工余量尽量均匀； 所选定位基面应使定位夹紧可靠； 工作时运动部件不至于同机体非加工面相碰。,(4)夹紧部位的选择 用箱体底
7、部定位时，可选择底座上的螺孔处夹紧；用轴承孔及其端面定位时，其夹紧部位选在端面上螺孔处。,数控加工工艺制订与实施,(5)加工顺序的安排 先加工平面，后加工孔，这是箱体零件加工的一般规律。 (6)粗、精分开的考虑 箱体零件主要表面加工常将粗、精加工分成两道工序进行。 (7)热处理工序的安排 为了消除铸造时形成的较大内应力，通常箱体毛坯在铸造后进行人工时效处理。,数控加工工艺制订与实施,任务实施,数控加工工艺制订与实施,二、减速器箱体加工工艺设计,1各结构要素加工方法选择 1）底面：粗铣精铣 2）顶面：粗铣精铣 3）90H7凸台面：粗铣镗 4） l80H凸台面：粗铣镗 5） 90H7凸台面：粗镗半
8、精镗精镗 6） l80H7凸台面：粗镗半精镗精镗,2加工顺序设计 通过以上工艺分析，该箱体零件必须在数控机床上加工的内容为： 1)加工上、下平面； 2)加工四个轴承孔台阶面，加工四个轴承孔。 按照加工顺序的安排原则，在加工上平面，加工上、下平面处外轮廓和各孔工序中应先粗、精加工上、下平面，再粗、精加工轴承孔台阶面，最后加工各孔。 由于四个轴承孔及台阶面一次安装中无法加工，因此重新安装加工另外两组轴承孔及台阶面。,数控加工工艺制订与实施,3刀具选择 上、下平面粗铣铣刀直径应选稍大一些，提高加工效率；上、下平面精铣铣刀直径应选更大一些，以减少接刀痕迹，但要考虑到刀库允许装刀直径也不能太大。 台阶面
9、采用面铣刀加工，粗加工由于要考虑生产效率以及刀具的刚性，刀具直径选择大些，可选择80的面铣刀，精加工时同样用80的面铣刀通过高转速，降低进给速度，进而提高工件表面粗糙度。 孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。,数控加工工艺制订与实施,数控加工工艺制订与实施,数控加工刀具卡片,4工件装夹 减速器箱体零件铣上、下面时可以采用平口钳进行装夹。 铣上、下平面和90H7、180H7孔单边台阶面时，依然可采用平口钳进行装夹。 减速器箱体四个轴承孔加工时可采用典型的“两面一销”定位法来进行定位，利用已加工好的上、下面及90H7、l80H7台阶面定位，实现工件完全定位。,数控加工工艺制订与实施,任务
10、引入,数控加工工艺制订与实施,项目三 蜗轮减速器箱体加工工艺文件编制,生产如图所示零件，材料HT200，生产纲领：制造3000件。为该零件进行加工工艺文件编制。,任务分析,1加工余量确定 该零件材料HT200，切削性能较好。毛坯为铸件，造型采用一般造型。毛坯余量选择6mm。铣削平面、台阶面及轮廓时，粗加工后留0.5mm精加工余量；孔加工留0.3mm精镗余量。2切削用量的确定 切削用量可采用计算法或查阅相关手册确定。,数控加工工艺制订与实施,零件加工的表面质量,1表面质量的基本概念 (1)表面层的几何形状偏差 表面粗糙度 指零件表面的微观几何形状误差。 表面波纹度 指零件表面周期性的几何形状误差
11、。 (2)表面层的物理、力学性能 冷作硬化 表面层因加工中塑性变形而引起的表面层硬度提高的现象。 残余应力 表面层因机械加工产生强烈的塑性变形和金相组织的可能变化而产生的内应力，按应力性质分为拉应力和压应力。 表面层金相组织变化 表面层因切削加工时切削热而引起的金相组织的变化。,数控加工工艺制订与实施,相关知识,2表面质量对零件使用性能的影响 (1)对零件耐磨性的影响 零件的耐磨性不仅和材料及热处理有关，而且还与零件接触表面的粗糙度有关。(2)对零件疲劳强度的影响 零件表面层的残余应力性质对疲劳强度的影响很大。(3)对零件配合性质的影响 在间隙配合中，如果配合表面粗糙，磨损后会使配合间隙增大，从而改变原配合性质。在过盈配合中，如果配合表面粗糙，则装配后表面的凸峰将被挤平，而使有效过盈量减小，从而降低配合的可靠性。,数控加工工艺制订与实施,3影响表面质量的因素和改善措施 (1)工件材料对表面质量的影响 一般韧性较大的晶粒组织和较高塑性材料，加工后表面粗糙度值较大，而韧性较小的塑性材料，加工后易得到较小的表面粗糙度值。 (2)切削用量对表面质量的影响 切削加工时的进给量越大，残留面积高度就越高，零件表面也就越粗糙。,数控加工工艺制订与实施,数控加工工艺制订与实施,任务实施,数控加工工艺制订与实施,数控加工工艺制订与实施,数控加工工艺制订与实施,
