工藝夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)50殼體，異行類零件工藝設(shè)計(jì)

第三節(jié) 殼體、異形類零件工藝設(shè)計(jì) 一、殼體、異形類零件特點(diǎn) （一）殼體零件 1、功用 殼體零件是機(jī)器的基礎(chǔ)件之一，主要功用是保持各軸、套及齒輪等零件在空間的位置關(guān)系，使其能夠協(xié)調(diào)地運(yùn)動(dòng)，并起到支承各零件的作用。 2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 殼體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，內(nèi)部呈腔形，壁厚較薄且不均勻。有許多孔距精度較多的孔系和許多螺紋緊固孔要加工，還有一些較大的平面要加工。 加工精度高、加工部位多、加工量大是箱體的主要特點(diǎn)。 3、主要技術(shù)要求 殼體的主要加工面就是孔系和裝配基準(zhǔn)平面。 孔系主要是軸承支承孔，除了孔本身的尺寸，形狀精度有較高要求外，各同軸孔系的同軸度。 孔系主要是軸承支承孔，平面孔系的平行度均有較高的要求。 各支承孔對(duì)裝配基準(zhǔn)平面有尺寸和位置精度要求。 主要平面有平面和垂直、平行等要求。 （二）異形零件 1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 生產(chǎn)中一般將形狀不規(guī)則的零件統(tǒng)統(tǒng)劃入異形件范疇。零件形狀不規(guī)則，根據(jù)在產(chǎn)品中的作用不同，形狀各具特色。 2、技術(shù)條件 根據(jù)零件的作用不同，會(huì)有不同的技術(shù)條件，并無(wú)統(tǒng)一的規(guī)律可循。 二、殼體、異形類零件制造工藝案例 案例 6：變速箱殼體制造工藝 零件圖 三維圖 1、零件工藝性分析 （1 ）技術(shù)精度要求 變速箱殼體在結(jié)構(gòu)上壁薄而多孔，整個(gè)容腔為三組平行孔系所占據(jù)。 為提高傳動(dòng)精度，應(yīng)保證裝在三組平行孔系中的軸承獲得良好的配合精度，故48 、 80 及 146 三孔均有較高的尺寸精度要求；除此而外，為保證傳動(dòng)平穩(wěn)和減少噪聲，三組平行孔系之間還有較高的孔距公差。 025.00+ 030.00+ 040.00+ 因總體結(jié)構(gòu)和部件位置的限制，在變速箱殼體的中間部位，有兩塊面積不大的外伸安裝面。為整個(gè)變速箱的安裝基面，且與 146 孔中心有較高的尺寸要求，其數(shù)值為124.10.05mm。保證了傳動(dòng)位置和傳動(dòng)精度的準(zhǔn)確性。 （2 ）材料特性、加工方案及工藝措施 變速箱殼體的材料 ZLl07 為鋁硅銅合金，硬度低但比強(qiáng)度較高，其金相組織為硅在鋁內(nèi)的固溶體+ 共晶體組成。切削加工性能較好，因含有硅，故易使刀具磨損。又因 ZLl07材料熔點(diǎn)較低，在切削中易產(chǎn)生積屑瘤，會(huì)影響工件的表面粗糙度及尺寸精度，因此，應(yīng)充分考慮工件材料的熱變形，減少刀面同工件的摩擦，要求刀具刃口必須鋒利，不采用倒棱。 按材料特性，選鎢鈷類 YG8 鏜刀作為粗鏜刀具；YTl5 及 W18Cr4V 作為精鏜刀具。 加工時(shí)應(yīng)遵循基準(zhǔn)（面）先行、先粗后精的原則。首先對(duì)平面和孔進(jìn)行粗加工，再半精加工基準(zhǔn)面、孔，消除粗加工時(shí)所產(chǎn)生的變形，以確保殼體的高精度要求。 按照傳動(dòng)路線和齒輪的傳動(dòng)關(guān)系，應(yīng)先鏜146 孔，其次鏜48 孔，最后鏜80 孔，保證三組平行孔系孔距間獲得較高的尺寸精度，并注意必須換算坐標(biāo)尺寸?？?46 與孔48 的坐標(biāo)位置關(guān)系如下： 040.00+ 025.00+030.00+水平方向位移量 1=18mm 垂直方向位移量 y1=2218)5.142( =141.36mm 孔 48 與孔 80 的坐標(biāo)位置關(guān)系如下： 水平方向位移量 2=68mm 垂直方向位移量 y2=226887 =54.27mm 由于該變速箱殼體的安裝基面“B” 面積較小，在鏜削加工過程中無(wú)法作為定位基準(zhǔn)，由于 A 面與三組平行孔系有 0.02mm 的垂直度要求，B 面對(duì) A 面有 0.01mm 的垂直度要求，所以從粗加工開始就必須注意保證該零件孔與面及面與面的垂直度要求。粗加工時(shí)，可選該殼體不加工的毛坯側(cè)面作粗基準(zhǔn)，校正后對(duì) A 面及其相對(duì)的另一側(cè)面進(jìn)行粗加工，再分別以該兩面作為基準(zhǔn)面對(duì)三孔進(jìn)行依次粗鏜；在對(duì) A 面及其對(duì)應(yīng)面進(jìn)行半精銑時(shí)，還應(yīng)充分注意其兩面的平行度要求。 在進(jìn)入半精加工及精加工時(shí)，應(yīng)充分考慮以 A 面作基準(zhǔn)來(lái)精銑相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)面及鏜削三組平行孔系。在鏜削 146 孔時(shí)，找正 A 面或采用心軸與端面垂直的檢具進(jìn)行找正，以保證三組平行孔系對(duì) A 面的垂直度要求。在最后精加工時(shí)，仍以 A 面作定位基準(zhǔn)，并以 B 安裝面作輔助基準(zhǔn)，以減少最后刮削 B 安裝面時(shí)的鏟刮工作量。 040.00+2、零件制造工藝設(shè)計(jì) （1 ）毛坯選擇：該零件材料為 ZLl07，因此毛坯種類只能選擇鑄件。 （2 ）基準(zhǔn)及安裝方案分析：從零件圖可知，A 面為該零件的安裝基準(zhǔn)，從基準(zhǔn)重合及統(tǒng)一的原則出發(fā)，考慮到安裝與加工的方便，該零件在加工中，仍選擇 A 面為主要定位基準(zhǔn)。銑削時(shí)，工件直接安裝于工作臺(tái)；鏜削時(shí)，利用角鐵、螺栓壓板等直接安裝。 （3 ）零件表面加工方法：基準(zhǔn)面采用銑削，孔按照零件形狀選擇鏜削；在零件的粗加工至精加工階段，均采用基準(zhǔn)先行原則，先對(duì)定位基準(zhǔn)面進(jìn)行銑削，再鏜削工作孔。 （4 ）熱處理安排：因零件為鑄件，尺寸較大，壁較薄，精度要求較高，為確保零件加工精度，零件加工前應(yīng)對(duì)毛坯進(jìn)行時(shí)效處理。 （5 ）其它工序安排：零件加工過程中多次采用劃線工序，以保證零件被加工表面的正確位置以及保證被加工表面的余量均勻。 （6 ）設(shè)備、工裝選擇：設(shè)備選擇有臥式銑床、臥式鏜床。 （7 ）填寫工藝文件 3、零件加工過程 （見加工仿真 ）案例 7：氣門搖臂軸支座加工 零件圖 三維圖 1、零件工藝性分析 （1 ）零件材料： HT200。切削加工性良好，只是脆性材料，產(chǎn)生崩碎切屑加工中有沖擊。選擇刀具參數(shù)時(shí)可適當(dāng)減小前角以強(qiáng)化刀刃即可；刀具材料選擇范圍較大，高速鋼及 YG 硬質(zhì)合金均可勝任。 （2 ）組成表面分析： 11 圓孔及其上下端面， 16 內(nèi)孔及其兩端面， 18 內(nèi)孔及其兩端面， 3 斜孔，倒角，各外圓表面，各外輪廓表面。 （3 ）主要表面分析： 16、 18 孔用于支承零件，為工作面，孔表面粗糙度要求 Ra1.6m，11 孔底面為安裝（支承）面，亦是該零件的主要基準(zhǔn)。 （4 ）主要技術(shù)要求： 16 內(nèi)孔軸心與底面 A 的平行度保持在 0.05mm 以內(nèi)； 18 內(nèi)孔軸心與底面 A 的平行度保持在 0.05mm 以內(nèi)； 18 內(nèi)孔兩端面與頂面 B 的跳動(dòng)保持在 0.1mm以內(nèi)。 2、零件制造工藝設(shè)計(jì) （1 ）毛坯選擇：根據(jù)零件材料、形狀、尺寸、批量大小等因素，選擇砂型鑄件。 （2 ）基準(zhǔn)分析：底面 A 是零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也比較適合作零件上眾多表面加工的定位基準(zhǔn)。 （3 ）零件安裝方案：加工底面 A、頂 面 B 時(shí)，均可采用虎鉗安裝（互為基準(zhǔn)）； 11、 16、18 內(nèi)孔表面加工，均采用專用夾具安裝，且主要定位基準(zhǔn)均為底面 A；加工斜孔仍采用專用夾具安裝，主要定位基準(zhǔn)為 18 孔兩端面。 （4 ）零件表面加工：底面 A、頂面 B 采用銑削加工； 11 孔、 3 斜孔采用鉆削加工； 16、 18 孔及其端面采用鏜削加工。 3、填寫工藝文件 （見氣門搖臂軸支座工藝規(guī)程）4、零件加工過程 （見加工仿真）5、零件加工特點(diǎn) 零件形狀不規(guī)則，采用通用夾具安裝比較困難，故不少表面采用專用夾具安裝；為盡量減小工裝數(shù)量，雖然有些表面加工要求不算低，但粗、半精加工卻在一次安裝中逐步完成，因此，加工中應(yīng)注意多次走刀，以減小切削力對(duì)零件加工精度、表面質(zhì)量的影響。 三、殼體、異形類零件制造工藝特點(diǎn) （一）殼體零件 1、毛坯 一般箱體多采用灰鑄鐵或鋁合金成形，為減小加工量箱體上的孔，單件小批量生產(chǎn)時(shí)孔徑大于 50、成批生產(chǎn)時(shí)孔徑大于 30 的均應(yīng)鑄出。 2、定位基準(zhǔn) 箱體零件的精度基準(zhǔn)可按照“ 基準(zhǔn)重合” 原則選用裝配基準(zhǔn)面定位或按“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則選用一面兩孔定位。 箱體零件的粗基準(zhǔn)一般選箱體上的重要孔，以保證其余量和裝入箱體內(nèi)的零件與箱體內(nèi)壁之間有足夠的間隙。 3、裝夾方法 箱體加工的主要工藝問題就是保證孔的各項(xiàng)精度，可采用找正安裝及專用夾具安裝。 4、工箱體上的平面多選用銑、磨等加工方法，孔等選用鉆、鏜等加工方法。 5、典型工藝路線 備坯 時(shí)效 平面粗加工 主要孔加工 時(shí)效 平面精加工 主要孔加工 次要孔加工 去毛刺 清洗 檢驗(yàn) （二）異形零件 1、毛坯選擇 異形類零件的毛坯的選擇依據(jù)仍然是零件材料、形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、生產(chǎn)批量等因素。形狀復(fù)雜，要求不是很高時(shí)采用鑄件；形狀簡(jiǎn)單，材料性能組織要求較高時(shí)亦可采用鍛件；當(dāng)零件形狀等條件許可時(shí)，也可選擇型材。 2、基準(zhǔn)與安裝 由于形狀特殊，異形類零件上不少表面加工都難以采用通用夾具安裝，因此，不少情況下會(huì)采用專用夾具安裝，大量采用專用夾具也就形成異形類零件加工中的一大特點(diǎn)及加工關(guān)鍵。 設(shè)計(jì)安裝方案時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析零件圖紙，分析零件上主要技術(shù)條件，零件安裝時(shí)，盡可能選擇表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，以減小定位誤差和保證零件加工要求。 3、表面加工 一般根據(jù)零