模块四：犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施.ppt

模块四：犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施.ppt

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模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,【学习目标】熟悉箱体类零件的功用、结构特点、常用材料、毛坯及热处理方法；掌握平面、孔系的加工方法；具备初拟中等复杂箱体类零件工艺过程的能力；熟悉铣床、牛头刨床、龙门刨床、插床的结构；熟悉箱体类零件的加工余量、工序尺寸的确定方法；掌握在机械加工工艺手册等资料中查阅箱体类零件切削用量的方法；,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,掌握箱体类零件切削用量的选择方法；熟悉箱体类零件的主要检验项目；熟悉箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验方法。

【技能目标】能够根据不同箱体类零件的具体结构与功用合理选择其的毛坯和材料；具备初拟中等复杂程度箱体类零件加工工艺过程的能力；会确定箱体类零件加工工序尺寸及其公差；具备合理选择箱体类零件切削用量的能力。

；会进行箱体类零件的孔系位置精度及孔距精度的检验。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,引例犁刀变速齿轮箱体零件图如图5-1所示，试设计犁刀变速齿轮箱体零件的机械加工工艺过程。

原始资料：

该零件图样一份；生产纲领为6000件/年；每日1班。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、箱体类零件的功用及结构特点形状复杂体积较大壁薄容易变形有精度要求较高的孔和平面,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、箱体类零件的加工精度技术要求孔径精度孔与孔的位置精度孔和平面的位置精度主要平面的精度表面粗糙度,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、箱体类零件的材料、毛坯及热处理箱体零件有复杂的内腔，应选用易于成型的材料和制造方法。

铸铁容易成型，大都选用HT200HT400的各种牌号的灰铸铁。

热处理是箱体零件加工过程中十分重要的工序，需要合理安排。

由于箱体零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此为了消除残余应力，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。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,四、课题总结1、零件的作用,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（图51零件图上的N面）与手扶拖拉机变速箱的后部相连，,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,2、零件的工艺分析该零件上的主要加工面为N面、R面、Q面和280H7孔。

N面的平面度0.05mm直接影响旋耕机与拖拉机变速箱的接触精度及密封。

280H7孔的尺寸精度、同轴度0.04mm，与N面的平行度0.07mm，与R及Q面的垂直度0.1mm，以及R相对于Q面的平行度0.055mm，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。

210F9孔的尺寸精度、两孔距尺寸精度mm以及mm对R面的平行度0.06mm，影响旋耕机与变速箱联接时的正确定位，从而影响犁刀传动齿轮与变速箱倒档齿轮的啮合精度。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,3、确定毛坯、画毛坯-零件合图。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、箱体类零件的加工方法箱体零件主要是一些平面和孔的加工，其加工方法和工艺路线：

粗刨精刨、粗刨半精刨磨削、粗铣精铣或粗铣磨削（可分粗磨和精磨）等方案。

箱体零件上轴孔加工可用粗镗（扩）精镗（铰）或粗镗（钻、扩）半精镗（粗铰）精镗（精铰）方案。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、平面加工,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、孔系加工孔系可分为平行孔系、同轴孔系、交叉孔系。

（a）平行孔系（b）同轴孔系（c）交叉孔系图5-4孔系分类,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、孔系加工保证孔距精度的3种方法1、找正法划线找正法用心轴和块规找正用样本找正,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、孔系加工保证孔距精度的3种方法2、镗模法镗模法加工孔系是用镗模板上的孔系保证工件上孔系位置精度的方法。

工件装在带有镗模板的夹具内，并通过定位与夹紧装置使工件上待加工孔与镗模板上的孔同轴。

3、坐标法坐标法镗孔是在普通卧式镗床、坐标镗床或数控镗铣床等设备上，借助于测量装置，调整机床主轴与工件间在水平和垂直方向的相对位置，来保证孔距精度的一种镗孔方法。

坐标法镗孔的孔距精度主要取决于坐标的移动精度。

划线找正法,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、保证同轴度的方法,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、保证同轴度的方法,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、保证同轴度的方法,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、刨床和插床1、牛头刨床,图5-10牛头刨床外形图1工作台；2刀架；3滑枕；4床身；5变速手柄；6滑枕行程调节柄；7横向进给手柄；8横梁,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、刨床和插床2、龙门刨床,图5-11龙门刨床外形图1、8侧刀架；2横梁；3、7立柱；4顶梁；5立刀架；9工作台；10床身,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、刨床和插床2、插床,图5-12插床外形图1床身；2横滑板；3纵滑板；4圆工作台；5滑枕；6立柱,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣床1、铣床的作用图511所示为铣床加工应用示例。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣床1、铣床的分类

（1）立式铣床,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣床1、铣床的分类

（2）卧式升降台铣床,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣床1、铣床的分类（3）龙门铣床,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、平面磨床,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,四、组合机床,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、刨刀1、刨刀的种类和应用,（a）弯头刨刀（b）直头刨刀图5-16弯头刨刀和直头刨刀比较示意图,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,2、刨刀的安装,1零件；2刀头；3刀夹螺钉；4刀夹；5刀座螺钉；6刀架进给手柄；7转盘对准零线；8转盘螺钉,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣刀1、铣刀

（1）常见带孔铣刀圆柱铣刀直齿（如图5-18（a）所示）和斜齿（如图5-18（b）所示）两种圆盘铣刀,图5-19（c）为三面刃铣刀角度铣刀,图5-19（j）、（k）、（o），加工各种角度的沟槽及斜,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,面成形铣刀，图5-19（g）、（h）、（i）所示，其切刃呈凸圆弧、凹圆弧、齿槽形

（2）常用的带柄铣刀立铣刀，图5-19（e）所示。

立铣刀有直柄和锥柄两种键槽铣刀，如图5-19（m），专门用于加工封闭式键槽T形槽铣刀，图5-19（l），专门用于加工T形槽镶齿端铣刀，图5-19（d），刀盘上装有硬质合金刀片,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣刀1、铣刀,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣刀2、铣刀的安装,图5-22圆盘形铣刀的安装1拉杆；2铣床主轴；3端面键；4套筒；5铣刀；6刀杆；7螺母；8刀杆支架,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣刀2、铣刀的安装,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、铣刀2、铣刀的安装,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,已知犁刀变速齿轮箱体加工工艺过程，试确定加工余量和工序尺寸,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,已知犁刀变速齿轮箱体加工工艺过程，试确定加工余量和工序尺寸,加工工艺过程,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、工序10及工序60,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、工序20及工序70,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、工序30及工序80,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,四、工序50及工序60,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,五、工序40：

铣凸台面工序凸台面因要求不高，故可以一次铣出，其工序余量即等于总余量4mm。

凸台面距S30H9孔球面中心mm，这个尺寸是在扩铰S30H9时直接保证的。

球面中心（设计基准）距280mm空轴线（工艺基准）1000.05mm则为间接保证的尺寸。

本工序工艺基准与设计基准不重合，有基准不重合误差。

铣凸台面时应保证的工序尺寸为凸台面距280mm孔轴线的距离XD-B。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,五、工序40：

铣凸台面工序工艺尺寸链如图5-26所示,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、工序10查机械加工工艺手册表2.4-73，取粗铣的每齿进给量f精=0.2mm/z；粗铣每走刀一次，ap=3.5mm。

查机械加工工艺手册表3.1-74，取主轴转速为150r/min，铣刀直径D为200mm，故相应的切削速度v粗=Dn/1000=31.4200150/1000=94.2m/min校核该机床的功率如下：

查机械加工工艺手册表2.4-96知，切削功率的计算式取z=10个齿，n=2.5r/mm,=168mm,=3.5mm/r，=02.mm/z，=1将它们代入式中，得：

=6.62kW,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、工序10又由机械加工工艺手册表3.1-73得得机床功率为7.5kW，若取效率为0.85，则。

故重新选择主轴转速为118r/min，则v粗=Dn/1000=3.14200118/1000=74.1m/min将其代入公式得故机床功率足够。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、工序20：

钻扩铰210、钻413查机械加工工艺手册表2.4-38知，并参考机床说明书，取钻413mm孔的进给量f=0.4mm/r；取钻27mm孔的进给量f=0.3mm/r。

查机械加工工艺手册表2.4-41知，用插入法求得钻13mm孔的切削速度v=0.4445mm/s=26.7mm/min,由此计算出转速为n=r/min654r/min故机床实际转速取n=630r/min，则实际的切削速度为v=m/min25.7m/min,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,同理，用插入法求得钻7mm孔的v=0.435m/s=26.1m/min，由此计算出转速为：

n=r/min=1187r/min此处取机床实际转速为n=1000r/min，则实际的切削速度为v=m/min22m/min扩288mm孔，查机械加工工艺手册表2.4-50，得参考机床进给量，取f=0.3mm/r（因扩的是盲孔，所以进给量取得较小）。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、工序30：

粗铣R面及Q面由课题五可知=4mm,=5mm,于是，粗加工的余量为=2.7m，=3.7m。

查机械加工工艺师手册表30-13，取粗铣的每齿进给量为=0.2mm；=2.7mm，=3.7mm;粗铣走刀1次。

查机械加工工艺师手册表7-10，取粗铣的主轴转速为118r/min。

选择三面刃铣刀，铣刀直径为D=160mm,故相应的切削速度分别为：

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,四、工序40：

铣凸台面查机械加工工艺手册表2.3-59知，铣平面的背吃刀量=4mm；查机械加工工艺师手册表30-13知，取粗铣每齿的进给量f=0.2mm/z；查机械加工工艺手册表3.1-74知，取粗铣的主轴转速为n=118r/min;由之前的工序设计知，铣刀的直径为D=63mm，故相应的切削速度为,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,五、工序50：

粗镗280,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,六、工序60：

精铣N面查机械加工工艺手册表2.4-73，取精铣的每转进给量为=0.5mm/r；精铣每走刀一次，ap=1.5mm；查机械加工工艺手册表3.1-74，取精铣的主轴转速为300r/min，铣刀直径D为200mm，故相应的切削速度v精=Dn/1000=3.14200300/1000=188.4m/min,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,七、工序70：

精扩铰210F9孔由工序20已将孔210F9加工至29F9,则此工序的精扩铰余量为1mm。

查机械加工工艺手册表2.3-48，知孔的精扩、精铰单边余量分别为：

=0.4mm,=0.1mm。

查机械加工工艺手册表2.4-52，知扩孔的进给量f=0.3mm/r（因为扩的是盲孔，所以进给量取得较小）同粗加工，扩孔的速度=11m/min。

由此计算出转速为：

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,八、工序80：

精铣R面及Q面由课题五可知,精铣R面及Q面之时，R面和Q面互为基准，设计尺寸与工艺尺寸重合，不存在基准不重合误差。

查机械加工工艺师手册表30-13，取精铣的每转进给量为f=0.5mm/r；=3mm，=3.7mm;精铣走刀1次，=1.3mm。

查机械加工工艺师手册表7-10精铣的主轴转速为300r/min。

选择三面刃铣刀，铣刀直径为D=160mm,故相应的切削速度分别为：

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,一、箱体类零件的主要检验项目各加工表面的表面粗糙度孔距精度平面的尺寸精度及形状精度孔系的位置精度孔轴线之间同轴度,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,平行度垂直度孔轴线与平面之间平行度垂直度,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,二、箱体零件孔系位置精度及孔距精度的检验,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、平面度误差的检测1、平面度误差的直接测量评定孔距精度平晶干涉法将平晶的工作面贴在精度足够高的被测表面上，由于被测表面凹凸不平，则通过平晶可观察到干涉带斑点法（涂色法）斑点法又称涂色法是用于检验较低精度刮研平面的平面度的常用方法。

三点法和四点法三点法和四点法是利用平板和百分表、千分表等测微器具近似测量评定平面度误差的方法。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、平面度误差的检测2、被测平面的直接测量方法以标准平板的工作平面作为测量的基准平面，用百分表或千分表等测微指示器按一定的布点方式来测量被测表面上各测点相对于基准平面的变动量。

图5-35为平板测微仪法测量平面度的示意图,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、平面度误差的检测3、被测平面的间接测量方法

（1）水平仪测量法（图5-36）,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,三、平面度误差的检测3、被测平面的间接测量方法

（2）自准直仪测量法（图5-37）（3）双频激光干涉仪测量,模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,【实训目的】

（1）熟悉箱体类零件主要检验项目。

（2）掌握箱体类零件孔系位置精度及孔距精度的检验方法。

（3）熟悉平面度误差的测量。

【实训设施设备与实训条件】

（1）检验平台。

（2）检验棒。

（3）游标卡尺、千分尺。

（4）百分表、千分表及磁力表座。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,（5）光学平晶。

（6）自准直仪。

（7）等高块。

【实训内容】

（1）使用检验棒与检验套检验同轴度，使用检验棒及百分表检验同轴度偏差。

（2）使用游标卡尺检验孔距精度。

（3）使用心轴与千分尺检验孔距精度。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,【实训内容】要求总结检验棒检验同轴度、心轴与千分尺检验孔距精度、两孔中心轴线平行度检测和光学平晶检验平面度误差的方法。

模块四犁刀变速器箱体铣刨加工工艺设计与实施,