犁刀变速齿轮箱体工艺编制说明书完整版.doc

中北大学信息商务学院课程设计说明书目 录一、计算生产纲领，确定生产类型2二、零件的分析2 1零件的结构分析2 2零件的技术要求分析3三、确定毛坯、画毛坯零件综台图3 1铸件尺寸公差4 2铸件机械加工余量4 3零件毛坯综合图4四、 工艺规程设计5 1定位基准的选择5 2制定工艺路线6 3选择加工设备及工艺装备8 4加工工序设计9五、 工艺规程设计5 5.1 夹具总体方案拟定5 5.2 确定夹紧力及螺杆直径6 5.3 定位精度分析8六、参考文献19一、计算生产纲领，确定生产类型 如零件图所示为犁刀变速齿轮箱体，该产品年产量为10000台，现制定该零件的机械加工工艺规程。 技术要求 (1)铸件应消除内应力。 (2)未注明铸造圆角为及R2R3。 (3)铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷。 (4)允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于5mm，深度不大于3mm，相距不小于30mm，整个铸件上孔眼数不多于10个。 (5)未注明倒角为。 (6)所有螺孔锪锥孔至螺纹外径。 (7)去毛刺，锐边倒钝。 (8)同一加工平面上允许有直径不大于3mm，深度不大于15mm，总数不超过5个孔眼，两孔之间距不小于10mm，孔眼边距不小于3mm。 (9)涂漆按NJ22631执行。(10)材料HT200。犁刀变速齿轮箱体年产量为10000件年，现通过计算，该零件质量约为7kg。根据教材表15生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。二、.零件的分析2.1零件的结构分析 犁刀变速齿轮箱体是旋耕机的一个主要零件。旋耕机通过该零件的安装平面(零件图上的N面)与手扶拖拉机变速箱的后部相连，用两圆柱销定位，四个螺栓固定，实现旋耕机的正确连接。N面上的mm孔即为螺栓连接孔，F9孔即为定位销孔。 如图1所示，犁刀变速齿轮箱体2内有一个空套在犁刀传动轴上的犁刀传动齿轮5，它与变速箱的一倒挡齿轮常啮合(图中末画出)。 犁刀传动轴8的左端花键上套有啮合套4，通过拨叉可以轴向移动，啮合套4和犁刀传动齿轮5相对的一面都有牙嵌，牙嵌结合时，动力传给犁刀传动轴8。其操作过程通过安装在SH9孔中的操纵杆3，操纵拨叉而得以实现。图1 犁刀变速齿轮箱传动示意图1左臂壳体 2犁刀变速齿轮箱体 3操纵杆4啮合套 5犁刀传动齿轮6轴承 7右臂壳体 8犁刀传动轴 9链轮2.2零件的技术要求分析由零件图知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。该零件上的主要加工面为N面、R面、Q面和2H7孔。 N面的平面度005mm直接影响旋耕机与拖拉机变速箱的接触精度及密封。2H7孔的同铀度004mm，与N面的平行度007mm，与R面及Q面的垂直度01mm以及R面相对Q面的平行度0055mm，直接影响犁刀传动轴对N面的平行度及犁刀传动齿轮的啮合精度、左臂壳体及右臂壳体孔轴线的同轴度等。因此，在加工它们时，最好能在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来。2l0F9孔的两孔距尺寸精度(140005)mm以及(140005)mm对R面的平行度006mm，影响旋耕机与变速箱连接时的正确定位，从而影响犁刀传动齿轮与变速箱倒挡齿轮的啮合精度。三、确定毛坯、画毛坯零件综台图根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，又已知零件生产纲领为10000件年，该零件质量约为7kg，可知，其生产类型为大批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于箱体零件的内腔及280mm的孔需铸出。故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。3.1铸件尺寸公差 铸件尺寸公差分为16级，由于是大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CTl0级，选取铸件错箱值为10mm。3.2铸件机械加工余量 对成批和大量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得，选取MA为G级，各表面的总余量见表1。由工艺人员手册可得铸件主要尺寸公差见表2。铸件的分型面选择通过C基准孔轴线，且与R面(或Q面)平行的面。浇冒口位置分别位于C基准孔凸台的两侧。表1 各加工表面的加工余量加工表面基本尺寸（mm）加工余量等级加工余量数值（mm）说明R面168G（），取4.0底面，双侧加工，取下行数据Q面168H()，取5.0顶面降1级，双侧加工N面168G()，取5.0侧面，单侧加工，去上行数据凸台面106G()，取4.0侧面单侧加工2-80mm孔80H()，取3.0孔降1级，双侧加工表3-2 主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸总余量（公差加余量）毛坯尺寸公差CTN面轮廓尺寸168 mm168mm4 mmN面轮廓尺寸168 mm4.0+5.0 mm177mm4 mmN面距80孔中心尺寸46 mm5.0 mm51mm2.8 mm凸台面距80孔中心尺寸100+6 mm4.0 mm110mm3.6 mm2-80mm孔80 mm3.2+3.0，取6.0 mm74mm3.2 mm3.3零件毛坯综合图零件毛坯综合图一般包括以下内容：铸造毛坯形状、尺寸及公差、加工余量与工艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根位置、工艺基准及其他有关技术要求等。零件毛坯综合图如图2所示。 零件毛坯综合图上技术条件一般包括下列内容。(1)合金牌号。(2)铸造方法。(3)铸造的精度等级。(4)末注明的铸造斜度及圆角半径。(5)铸件的检验等级。(6)铸件综合技术条件。(7)铸件交货状态。如允许浇冒口残根大小等。(8)铸件是否进行气压或液压试验。(9)热处理硬度。四、工艺规程设计4.1定位基准的选择 (1)精基准的选择。 犁刀变速齿轮箱体的N面和210F9孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现箱体零件“一面二孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，N面的面积较大，定位比较稳定、夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。(2) 粗基准的选择。 考虑到以下几点要求，选择箱体零件的重要孔(280mm孔)毛坯孔与箱体内壁作粗基准。 保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀； 装入箱内的旋转零件(如齿轮、轴套等)与箱体内壁有足够的间隙； 能保证定位准确、夹紧可靠。最先进行机械加工的表面是精基准N面和210F9孔，这时可有两种定位夹紧方案。方案一：用一浮动圆锥销插入80mm毛坯孔中限制两个自由度；用三个支承钉支承在与Q面相距32mm并平行于Q面的毛坯面上，限制三个自由度；再以N面本身找正限制一个自由度。这种方案适合于大批大量生产类型中，在加工N面及其面上各孔和凸台面及其各孔的自动线上采用随行夹具时用。方案二：用一根两头带反锥形(一端的反锥可取下，以便装卸工件)的心棒插入2mm毛坯孔中并夹紧，粗加工N面时，将心棒置于两头的V形架上限制四个自由度，再以N面本身找正限制一个自由度。这种方案虽要安装一根心棒，但由于下一道工序(钻扩铰2F9孔)还要用这根心棒定位，即将心棒置于两头的U形槽中限制两个自由度，故本道工序可不用将心棒卸下，而且这一“随行心棒”比上述随行夹具简单得多。又因随行工位少，准备心棒数量少，因而该方案是可行的。4.2制定工艺路线 根据各表面的加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： N面：粗车精铣； R面和Q面：粗铣精铣； 凸台面：粗铣； 2-80mm孔：粗镗粗镗； 7级9级精度的未注出孔：钻扩铰； 螺纹孔；钻孔攻螺纹孔。 因R面与Q面有较高的平行度要求，2-80mm孔有较高的同轴度要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，即分别在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来，以保证其位置精度。根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将N面、R面、Q面及2-80mm孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一阶段中又首先加工N面，后再镗2-80mm孔。R面及Q面上的8N8孔及4-M12螺纹孔等次要表面放在最后加工。初步拟定加工工艺路线见表3。表3 初步加工工艺路线工序号工序内容铸造时效涂漆1粗车N面2钻扩铰2-10F9孔（尺寸留精铰余量），孔口倒角1×45°3粗铣凸台面4粗铣R面及Q面5粗镗2-80mm孔，孔口倒角1×45°6钻20mm孔7精铣N面8精铰2-10F9孔9精铣R面及Q面10精镗2-80H7孔11扩铰S30H9球形孔，钻4-M6螺纹底孔，孔口倒角1×45°，攻螺纹4-M612钻4-13mm孔13刮4-22mm平面14钻8-M12螺纹底孔，孔口倒角1×45°，钻铰2-8N8孔，孔口倒角1×45°，攻螺纹8-M1215检验16入库 上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序有些问题还值得进一步讨论。 如粗车N面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们的惯性力较大，平衡较困难，又由于N面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削，容易引起工艺系统的振动，故改用铣削加工。工序40应在工序30前完成，使R面和Q面在粗加工后有较多的时间进行自然时效，减少工件受力变形和受热变形对mm孔加工精度的影响。 精铣N面后，N面与F9孔的垂直度误差难以通过精铰孔纠正，故对这两孔的加工改为扩铰，并在前面的工序中预留足够的余量。 413mm孔尽管是次要表面，但在钻扩铰210F9孔时，也将413mm孔钻出，可以节约一台钻床和一套专用夹具，能降低生产成本，而且工时也不长。 同理，钻20mm孔工序也应合并到扩铰S30H9球形孔工序中。这组孔在精镗280H7孔后加工，容易保证其轴线与280H7孔轴线的位置精度。 工序140工步太多，工时太长，考虑到整个生产线的节拍，应将8M12螺孔的攻螺纹作另一道工序。 修改后的工艺路线见表4。表4 修改后的工艺路线工序号工序内容简要说明1铸造2时效消除内应力3涂底漆防止生锈4粗铣N面，钻扩铰2-10F9至9F9，孔口倒角1×45°，钻4-13先加工基准面，留精精扩铰余量5粗铣R面及Q面，粗镗2-80孔，空口倒角1×45°先加工面，后加工孔6精铣N面，精扩铰2-10F9孔，并提高至2-10F7粗加工结束精加工开始，提高工艺基准精度7精铣R面及Q面，精镗2-80H7孔，钻8-M12螺纹底孔，孔口倒角1×45°，钻铰2-8N8，孔口倒角1×45°，攻螺纹8-M12-6H先加工面，后加工孔，工序分散，平衡节拍8铣凸台面,钻20孔，扩铰S30H9