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箱体零件加工工艺及数控加工程序设计(变速箱箱体)机械自动化毕业设计.doc
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2023-06-30
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箱体零件加工工艺及数控加工程序设计(变速箱箱体)机械自动化毕业设计.doc
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本科生毕业设计
题 目
箱体零件加工工艺及数控加工程序设计 (变速箱箱体)
学 院
机械交通学院
专 业
机械设计制造及其
自动化
班级
姓 名
学号
指导教师
职称
目录
摘要 ......................................................................................................................................................3
前言 ......................................................................................................................................................4
1 变速箱箱体的工艺结构分析 ...........................................................................................................5
1.1 零件图的技术要求 ...............................................................................................................5
1.2 加工中心加工工艺方案的制定 ..........................................................................................5
1.2.1 加工中心加工内容的选择 ......................................................................................5
1.2.2 零件的结构工艺性分析 ..........................................................................................6
1.2.3 定位基准分析 ..........................................................................................................6
1.3 加工中心的选择 ................................................................................................................6
1.4 零件的工艺设计 ..................................................................................................................6
1.4.1 加工方法的选择 ......................................................................................................6
1.4.2 加工阶段的划分 ......................................................................................................7
1.4.3 工艺路线的制定 ......................................................................................................7
1.4.4 工序的制定 ...............................................................................................................8
2 精镗前后轴承孔夹具的设计及数控加工程序 ............................................................................34
2.1 分析零件结构,拟定定位夹紧方案 ................................................................................34
2.2 拟定夹具结构方案、绘制夹具结构草图 ........................................................................34
2.3 定位误差的分析计算 ........................................................................................................35
2.4 定位装置的设计 ................................................................................................................36
2.5 夹紧装置的设计计算 ........................................................................................................36
2.6 数控仿真模拟 .....................................................................................................................37
2.6.1 数控编程 .................................................................................................................37
2.6.2 数控仿真模拟 .........................................................................................................38
参考文献 ............................................................................................................................................41
箱体零件加工工艺及数控加工程序设计
(变速箱箱体)
滕正文
摘要:通过对变速箱箱体的结构进行分析,制定了工艺路线,机械加
工余量与工序尺寸及毛坯尺寸的计算,设计了箱体的加工工艺,并且
设计精镗轴承孔的所用专用夹具。对精镗轴承孔进行了数控仿真模拟,
得出其数控程序及加工轨迹。
关键词:工艺路线;加工工艺;专用夹具;数控
Cabinet parts processing workers and NC programming
(gear box)
TENG Zheng-wen
Abstract:
The structure of the gear box analysis, development of the
process route, process machinery allowances and calculation of the size
and blank size, the design of the cabinet process, and the design of fine
boring holes of the bearings with special fixture. Bearing on the fine boring
holes of NC simulation, obtained its numerical control program and
processing path.
Keywords: Routing; processing technology; special fixtures; NC
前言
箱体零件是机器或不见得基础零件,它吧有关零件连接成一个整体,是这些
零件保持正确的相对位置,彼此能协调的工作。因此,箱体零件的制造精度将直
接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的的使用性能和寿命。因而箱体一
般有较高的技术要求。
由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功能,箱体零件具有多种不同结构
形式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精
度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等。
箱体零件的毛坯通常采用铸铁件,因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及
良好铸造性能和切削性能,将价格也比较的便宜。有时为了减轻重量,用有色金
属合金铸造箱体毛坯航空发动机上的箱体等)。再点减小批量的生产中,为了缩短
生产周期有时也采用焊接毛坯。
毛坯的铸造方法,取决于成产类型和毛坯尺寸。在单件小批量生产中,多采用
木模造型;再大批量生产中广泛采用金属膜及其造型,毛坯的精度较高。
随着社会生产和科学技术的不断发展,机械产品日趋精密、复杂,人们对机械
产品的质量和生产效率也提出了越来越高的要求。尤其是航空航天、军事、造船
等领域所需要的零件,精度要求越来越高,形状也越来越复杂,这些零件用普通
机床是难以加工的。数控机床是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控
制的机床,或者说是装备了数控系统的机床。它是一种技术密集度及自动化程度
很高的机电一体化加工设备,是数控技术与机床所结合的产物。数控加工则是根
据被加工零件的图样和工艺要求,编制出以数码表示的程序,输入到机床的数控
装置或控制计算机中,以控制工件和工具的相对运动,使之加工出合格的零件的
方法。在数控加工过程中,如果数控机床是硬件的话,数控工艺和数控程序就相
对于软件,两者缺一不可。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步
完善的一种应用技术。实现数控加工,编程是关键。编程前必须要做好准备工作,
编程后还要进行不要的善后处理工作。严格来说,数控编程也是属于数控加工工
艺的范畴。
1 变速箱箱体的工艺结构分析
1.1 零件图的技术要求
零件的毛坯铸造,材料为 HT200,机加工前退火处理消除内应力。HB170-41
尺寸精度要求:该零件为复杂箱体类零件,主要尺寸精度为孔系的孔径精度,共
有 6 组φ60 以上的孔需要镗削加工,7 精度需要精镗。其它孔径均在φ20 以下只
需钻、扩、铰。两个定位销孔孔径精度要求较高为 7 级精度需要精铰。另外三组φ
16H9 孔只需钻扩加工,尺寸精度要求不高。平面尺寸精度只有前后两端面要求较
高为 IT10 级,其它尺寸精度为 IT13 级以上,未标注。没有特殊表面质量要求,
最低表面粗糙度为 3.2μm,一般加工即可达到此要求。形位公差要求繁多,主要
是保证 6 组轴承孔的相对位置精度,其中 A1 组孔以上表面和左定位销孔轴线为定
位基准其它 5 组依次以 A1 组孔定位,具体为 A2 的设计基准为 A1,A3 和 A4 的设
计基准为 A2,A5 的设计基准为 A4,A6 的设计基准为 A5。这 6 组孔的位置精度要
求较高,在普通机床上需要划线找正比较繁琐,所以可以在卧式加工中心上加工,
先加工一面转过 180 再加工另一面,可以满足这些位置精度。A1、A3、A4、A5、A6
组轴承孔同轴度要求为φ0.04,A2 为φ0.03。平行度要求 A2 为基准 A1 的平行度
公差为φ0.08、 A3 的平行度公差为φ0.08,A5 以 A4、A6 共同为基准的平行度公
差为φ0.08。垂直度要求,以 A2 轴线为基准后面垂直度公差为 0.08。
分析上表面:上面孔较多共 20 个,其中螺纹孔两个,定位销孔两个。两个定
位销孔的相互位置精度要求较高为 IT7 级精度。卧式加工中心完全可以满足此项
位置精度要求,18 个螺纹孔均为 M10-7H,位置精度为φ0.4,加工中心也可以满
足这些位置精度要求。
分析前后面:前后面孔系对称,所以在卧式加工中心上加工时可以先加工一
面的孔再使工作台旋转 180
o
加工另一面的孔。这样就可以满足位置精度要求,其
中垂直度要求主要靠使用同一基准保证,即加工前后端面时用顶面和两个定位销
孔定位,加工前后端面时也以顶面和两个定位销孔定位即可,只要保证顶面的定
位销孔的加工精度就可以满足轴承孔对于前后端面的垂直度要求。这个要求在卧
式加工中心上是容易实现的。前后端面的螺纹孔较多,且有位置精度要求,都在 7
级以上。其中 M8 螺纹孔有 8 个,M10 螺纹孔有 10 个,加工中心可一次加工出来且
位置精度能很好保证。另外两端对称位置有 3 组通孔,都以 B1 组为基准同轴度公
差为φ0.03,为 8 级精度。卧式加工中心的回转工作台定位精度足可以满足同轴
度要求。另外这 3 组孔还以 A1 组轴承孔为基准平行度公差为 350:φ0.2 为 9 级精
度,在卧式加工中心上一次就可全部加工出前后端面所有孔系,定位基准统一所
以平行度要求也可以很好保证。
两侧面分析:两侧面孔较少各有 6 个 M12 螺纹孔位置精度均为φ0.4,设计基
准为中心线和上端面,另外上表面的平面度要求较高为 0.15,10 级精度。需要在
卧式铣床上加工,以 A1 组孔定位。
1.2 加工中心加工工艺方案的制定
1.2.1 加工中心加工内容的选择
加工中心适合加工的表面通常是尺寸精度要求较高的表面、相互位置精度要求
较高的表面、不便于在普通机床上加工的复杂曲线和曲面另外最适合能够集中加
工的表面。基于加工中心的特点初步预定加工方法为在普通机床上加工平面,在
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