涡轮减速器箱体加工工艺

涡轮减速器箱体加⼯⼯艺
⽬录
第⼀节零件图分析...........................................................................‥ (1)
1.涡轮减速器箱体功⽤和特点 (1)
2.涡轮减速器箱体的技术要求 (1)
第⼆节确定⽑坯 (3)
1.涡轮减速器箱体⽑坯分析 (4)
2.涡轮减速器箱体结构确定并画出⽑坯图 (4)
第三节定位基准选择………………………………………………………………………‥4
1.精基准的选择 (5)
2.粗基准的选择 (5)
第四节拟定⼯艺路线 (6)
1.表⾯加⼯⽅法的确定 (6)
2.加⼯阶段的划分 (6)
3.⼯序的集中与分散 (6)
4.⼯序顺序的安排 (6)
5.确定⼯艺路线 (6)
第五节确定加⼯余量、计算⼯序尺⼨ (7)
第六节选择机床与⼯艺装备 (8)
1.机床设备的选⽤ (8)
2.⼯艺装备的选⽤ (12)
第七节切削⽤量与时间定额 (13)
1.切削⽤量计算 (13)
2.时间定额的计算 (14)
第⼋节编写⼯艺⽂件 (14)
⼩型涡轮减速器箱体加⼯⼯艺编制
任务：完成⼩型涡轮减速器箱体机械加⼯⼯艺规程的制订（中⼩批量）。

涡轮减速器箱体设计图纸如图2-48所⽰。

第⼀节零件图分析
⼀、涡轮减速器箱体的功⽤和特点：
箱体类零件是机器及其部件的基础件之⼀。

它将⼀些轴、轴承、套、齿轮等零件装配在⼀起，使其保持正确的相互位置关系，并按规定的运动关系协调动作，完成某种远动。

因此，箱体类零件的加⼯质量对机器的精度、性能和寿命有着直接关系。

涡轮减速器箱体的功⽤如上述所⽰，其特点有许多精度要求不同的孔和平⾯组成，内部结构⽐较简单但壁的厚薄不均匀，加⼯的难度较⼤。

⼆、涡轮减速器箱体的技术要求：
涡轮减速器箱体的主要技术有：1. 两对轴承孔的尺⼨精度为IT7，表⾯粗糙度Ra值为1.6um，⼀对Ф90的轴承孔和⼀对Ф180的轴承孔同轴度公差分别为0.05mm、0.06mm，其中两对轴承孔轴线的垂直度公差为0.06mm；2.铸件不得有砂眼、疏松等铸造缺陷；3.⾮加⼯表⾯涂防锈漆；4.铸件进⾏⼈⼯时效处理；
5.箱体做煤油渗漏实验；
6.材料HT200。

表2-49 涡轮减速器箱体的主要加⼯技术要求
第⼆节确定⽑坯
⼀、⽑坯分析：
按技术要求涡轮减速器箱体的材料是HT200，其⽑坯是铸件。

铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性，也是其它⼀般箱体常⽤的材料。

铸件⽑坯的精度和加⼯余量是根据⽣产批量⽽定的。

对于单件⼩批量⽣产，⼀般采⽤⽊模⼿⼯造型。

这种⽑坯的精度低，加⼯余量⼤，其平⾯余量⼀般为7～12mm，孔在半径上的余量为8～14mm。

在⼤批⼤量⽣产时，通常采⽤⾦属模机器造型。

此时⽑坯的精度较⾼，加⼯余量可适当减低，则平⾯余量为5～10mm ，孔（半径上）的余量为7～12mm 。

为了减少加⼯余量，⽆论是单件⼩批⽣产还是成批⽣产，均需在三对轴承孔位置在⽑坯上铸出预孔。

表2—2是应⽤查表法得到的⼩批量⼿⼯砂型铸造时减速箱箱体的⽑坯尺⼨公差及机械加⼯余量。

另外，在⽑坯铸造时，应防⽌砂眼和⽓孔的产⽣；应使减速箱箱体零件的壁厚尽量均匀，以减少⽑坯制造时产⽣的残余应⼒。

由于零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产⽣较⼤的残余应⼒。

为了消除残余应⼒，减少加⼯后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排⼈⼯时效处理。

⼈⼯时效的⼯艺规范为：加热到500℃～550℃，保温4 h～6 h，冷却速度⼩于或等于30℃/h，出炉温度⼩于或等于200℃。

⼈⼯时效的⽅法，除了加热保温法外，也可采⽤振动时效来达到消除残余应⼒的⽬的。

表2—50涡轮减速器箱体⽑坯尺⼨公差及机械加⼯余量
⼆、确定结构并画出⽑坯图：
第三节定位基准的选择
涡轮减速器箱体加⼯定位基准的选择定位基准可分为粗基准和精基准，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。

1、精基准的选择：⼀般箱体零件常以装配基准或专门加⼯的⼀⾯两孔定位，使
得基准统⼀。

蜗轮减速器箱体中Ф90轴承孔和Ф180轴承孔有⼀定的尺⼨精度和位置精度要求，其尺⼨精度分别为IT7级和IT6级、位置精度包括：Ф90轴承孔对Ф90轴承孔轴线的同轴度公差为Ф0.05、Ф180轴承孔对Ф180轴承孔轴线的同轴度公差为Ф0.06、Ф180轴承孔轴线对Ф90轴承孔轴线的垂直度公差为0.06。

为了保证以上⼏项要求，加⼯箱体顶⾯时应以底⾯为精基准，使顶⾯加⼯时的定位基准与设计基准重合；加⼯两对轴承孔时，仍以底⾯为主要定位基准，这样既符合“基准统⼀”的原则，也符合“基准重合”的原则，有利于保证轴承孔轴线与装配基准⾯的尺⼨精度。

2、粗基准的选择：⼀般箱体零件的粗基准都⽤它上⾯的重要孔和另⼀个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加⼯时余量均匀。

蜗轮减速器箱体加⼯选择以重要表⾯孔Ф90及Ф180为粗基准，通过划线的⽅法确定第⼀道⼯序加⼯⾯位置，尽量使各⽑
坯⾯加⼯余量得到保证，即采⽤划线装夹，按线找正加⼯即可。

表2-51 减速器箱体表⾯加⼯⽅案
第四节拟订⼯艺路线
⼀、表⾯加⼯⽅法的确定
涡轮减速器箱体的主要加⼯表⾯可归纳为以下三类：
(1)主要表⾯箱体的底⾯、Ф180轴承孔和Ф90轴承孔的端⾯等。

(2)主要孔Ф180和Ф90 轴承孔。

(3)其他加⼯部分4*M6螺孔、16*M8螺孔、4*M16等。

根据涡轮减速器箱体零件图上各加⼯表⾯的尺⼨精度和表⾯粗糙度，确定个表⾯的加⼯⽅法，如表2-51所⽰。

⼆、加⼯阶段的划分
减速箱体整个加⼯过程可分为两⼤阶段，即先对箱盖和底座分别进⾏加⼯，然后再对装合好的整个箱体进⾏加⼯——合件加⼯。

在加⼯时，粗、精加⼯阶段要分开。

减速箱箱体⽑坯为铸件，加⼯余量较⼤，⽽在粗加⼯中切除的⾦属较多，因⽽夹紧⼒、切削⼒都较⼤，切削热也较多。

加之粗加⼯后，⼯件内应⼒重新分布也会引起⼯件变形，因此，对加⼯精度影响较⼤。

为此，把粗精加⼯分开进⾏，有利于把已加⼯后由于各种原因引起的⼯件变形充分暴露出来，然后在精加⼯中将其消除。

三、⼯序的集中与分散
箱体的体积、重量较⼤，故应尽量减少⼯件的运输和装夹次数。

为了便于保证各加⼯表⾯的位置精度，应在⼀次装夹中尽量多加⼯⼀些表⾯。

⼯序安排相对集中。

箱体零件上相互位置要求较⾼的孔系和平⾯，⼀般尽量集中在同⼀⼯序中加⼯，以减少装夹次数，从⽽减少安装误差的影响，有利于保证其相互位置精度要求。

四、⼯序顺序的安排
1、机械加⼯⼯序
（1）遵循“先基准后其他”的⼯艺原则，⾸先加⼯精基准对合⾯。

（2）遵循“先粗后精”的⼯艺原则，先安排粗加⼯⼯序，后安排精加⼯⼯序。

（3）遵循“先主后次”的⼯艺原则，由于轴承孔及各主要平⾯，都要求与对合⾯保持较⾼的位置精度，所以在平⾯加⼯⽅⾯，先加⼯对合⾯，然后再加⼯其它平⾯。

（4）遵循“先⾯后孔”的⼯艺原则，还遵循组装后镗孔的原则。

因为如果不先将箱体的对合⾯加⼯好，轴承孔就不能进⾏加⼯。

另外，镗轴承孔时，必须以底座的底⾯为定位基准，所以底座的底⾯也必须先加⼯好。

2、热处理⼯序
箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产⽣较⼤的残余应⼒。

为了消除残余应⼒，减少加⼯后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排⼈⼯时效处理。

⼈⼯时效的⼯艺规范为：加热到500℃～550℃，保温4h～6h ，冷却速度⼩于或等于30℃/h ，出炉温度⼩于或等于200℃。

普通精度的箱体零件，⼀般在铸造之后安排1次⼈⼯时效出理。

对⼀些⾼精度或形状特别复杂的箱体零件，在粗加⼯之后还要安排1次⼈⼯时效处理，以消除粗加⼯所造成的残余应⼒。

本例减速箱体在铸造之后安排1次⼈⼯时效出理，粗加⼯之后没有安排时效处理，⽽是利⽤粗、精加⼯⼯序间的停放和运输时间，使之得到⾃然时效。

箱体零件⼈⼯时效的⽅法，除了加热保温法外，也可采⽤振动时效来达到消除残余应⼒的⽬的。

3、辅助⼯序
在铸造后安排了清砂、涂漆⼯序；箱盖和底座拼装前，安排了中间检验⼯序和底座的煤油渗漏试验⼯序；箱体精加⼯后，安排了拆箱、去⽑刺、清洗、合箱和终检⼯序。

五、确定⼯艺路线
在综合考虑了上述⼯序顺序安排原则的基础上，涡轮减速器箱体的加⼯⼯艺路线如下：1.铸造箱体—2.清沙—3.⼈⼯时效处理—4.油漆—5.划线—6.铣削各加⼯表⾯—7镗削轴承孔—8.钻M6、M8、M16底孔—9.攻丝M6、M8、M16螺纹—10.油漆不加⼯表⾯—11.检验—12.⼊库。

第五节加⼯余量、⼯序尺⼨和公差的确定
以下介绍⼏个重要表⾯、孔加⼯中加⼯余量、⼯序尺⼨和公差的确定。

(1)290mm上、下端⾯的加⼯余量、⼯序尺⼨和公差的确定表2-52所⽰，
加⼯过程：（1）以底⾯为基准，找正所划上端⾯加⼯线，粗刨上端⾯，留余量。

（2）以上端⾯为基准，粗刨底⾯，保证⼯序尺⼨。

（3）以底⾯为基准，精刨上端⾯，保证⼯序尺⼨。

表 2-52
303±6 (2) 215mm左、右端⾯的加⼯余量、⼯序尺⼨和公差的确定表2-53所⽰，
加⼯过程：（1）以左端⾯为基准，找正所划右端⾯加⼯线，粗刨上端⾯，留余量。

（2）以右端⾯为基准，粗刨底⾯，保证⼯序尺⼨。

（3）以左端⾯为基准，精刨上端⾯，保证⼯序尺⼨。

表2-53
(3)Ф90 mm孔的加⼯余量、⼯序尺⼨和公差的确定表2-54所⽰，
表2-54
Ф167．5±5.5
第六节选择机床与⼯艺装备
⼀、机床设备的选⽤
单件⼩批量加⼯时，⼀般选⽤通⽤机床；单件⼩批量⾼精度加⼯时，可选⽤加⼯中⼼（详见第⼗节）；在⼤批⽣产条件下可选
⽤通⽤机床加专⽤夹具，也可选⽤⾼效的专⽤设备和组合机床。

减速箱箱体加⼯时机床设备的选⽤见表2—5。

B665⽜头刨床可刨削最⼤长度650mm；
Z3050
T68主要参数
型号T68
主轴直径85mm
主轴锥孔莫⽒5号
⼯作台⾯积(L·B) 1000x800mm
主轴轴向⾏程(w) 600mm
主轴箱垂直⾏程(y) 755mm
⼯作台横向⾏程(x) 850mm
⼯作台纵向⾏程(z) 1080mm
平旋盘滑块⾏程(u) 170mm
主轴转速20~1000r/min(18级) 平旋盘转速10~200r/min(14级) 进级量级数18级
主轴每转主轴箱和⼯作台的进给范围0.025~8mm
主轴每转主轴的进给量范围0.05~16mm
平旋盘每转⼑架的进给量范围0.025~8mm
平旋盘每转主轴箱和⼯作台进给量范围0.05~16mm
主轴箱、⼯作台的块速移动速度2400mm/min
主轴的块速移动速度4400mm/min
平旋盘滑块速移动速度1200mm/min
主轴允许最⼤扭矩110kg-m
平旋盘滑块速移动速度1200mm/min
主轴允许最⼤扭矩110kg-m
平旋盘允许最⼤扭矩220kg-m
最⼤切削抗⼒1300kg
最⼤进给抗⼒1300kg
⼯作台最⼤负载2000kg
主电机功率 6.5/8kw
机床重量11000kg
外形尺⼨(长x宽x⾼) 5075x2345x2730mm
⼆、⼯艺装备的选⽤
⼯艺装备主要包括⼑具、夹具和量具。

在⼯艺卡⽚中应写出它们的名称，如“键槽铣⼑”、“镗模”、“塞规”等（⼀般普通常⽤的可不写）。

床头箱体的主要加⼯⼯艺是个轴承孔的镗削加⼯及侧⾯的铣削加⼯。

此⼯序可设计如图2—1的专⽤夹具，该夹具主要由压板1、垫板2、定位销3、底板4构成，校正后紧固在⼯作台上。

具体使⽤⽅法是：⼯件加⼯好的底平⾯放于专⽤夹具的垫板2上，并以夹具上两个定位销3为定位基准插⼊⼯件上上道⼯序已加⼯好的2个⼯艺孔中，由于2个⼯艺孔的形位精度和尺⼨精度较⾼，这样就可以将⼯件精确定位在夹具上，同时⽤垫板2上的⼆个螺栓与其余⼆个Ф17孔配合，上紧螺母，为提⾼装夹刚度，再⽤夹具上四个压板1压紧⼯件，这样就将⼯件牢
第七节确定切削⽤量和时间定额⼀、切削⽤量计算
以Ф180轴承孔镗削为例介绍切削⽤量计算如下：
1、⼯步1—粗镗
（1）背吃⼑量的确定
粗镗余量为10.5 mm，可⼀次⾛⼑加⼯完成，所以a
p = Z
粗
/2=10.5/2=5.25 mm
（2）进给量的确定
查表《机械制造⼯艺设计简明⼿册》P151表 4 .2—21 卧式铣镗床主轴进给量，选取f=0.52mm/r
（3）镗削速度的计算
查表选取v=50m/min,由n=1000v/πd=1000×50/π×167=95.35r/min
选主轴转速n=115r/min,求得该⼯步的实际镗削速度为v=nπd/1000=115×π×167/1000=60.30 m/min。

2、⼯步2—半精镗
（1）背吃⼑量的确定
半精镗余量为1.2 mm，可⼀次⾛⼑加⼯完成，所以a
p
= 1.2/2=0.6mm
（2）进给量的确定
查表选取f=0.4mm/r
（3）镗削速度的计算
查表选取v=60m/min,由n=1000v/πd=1000×60/π×179.2=106.63r/min
选主轴转速n=133r/min,求得该⼯步的实际镗削速度为v=nπd/1000=133×π×179.2/1000=74.84 m/min。

3、⼯步3—精镗
（1）背吃⼑量的确定
精镗余量为0.7 mm，可⼀次⾛⼑加⼯完成，所以a
p
= 0.7/2= 0.35mm
（2）进给量的确定
查表选取f=0.15mm/r
（3）镗削速度的计算
查表选取v=60m/min,由n=1000v/πd=1000×60/π×179.9=106.22r/min
选主轴转速n=133r/min,求得该⼯步的实际镗削速度为v=nπd/1000=133×π×179.9/1000=75.13m/min。

⼆、时间定额的计算
时间定额的计算（略）
第⼋节编写⼯艺⽂件
举例：其中⼀步直径为180的孔精镗⼯序如下：。