減速器箱蓋加工工藝及夾畢業(yè)設(shè)計

1、摘摘 要要 在生產(chǎn)加工過程中，通過一定的手段使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或 總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械 加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序 的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深 度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀 長度，工件的定位方案的采用，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作 地服務(wù)時間。對應(yīng)工序的夾具設(shè)計，夾具設(shè)計所采取的定位方案，方案的可行 性分析，以及各個零部件的裝配圖和多視圖。 關(guān)鍵詞：工序 工藝分析 定位方案 夾具設(shè)計 abstract

2、 in the production process, through some means to make production object (raw materials, semifinished product, parts or assembly, etc.) state of the quality and quantity of the process is called direct change happened process, such as blank manufacturing process, mechanical processing, heat treatmen

3、t, assembling and are called the process technology. in making process, make sure the process of installation location and the process need work step, processing this process of locomotive and machine tools, cutting depth, the feed spindle speed and cutting speed, this process of fixture, tools and

4、measuring tools, and go walking knife number and length of the process, also the positioning scheme adopted. finally calculated the basic time, auxiliary time and locate service time. corresponding process of fixture design, fixture design scheme to the feasibility of the scheme, the position of eac

5、h component analysis, and the assembly and multiple views. keywords: process; process analysis; positioning scheme; fixture design; 目目 錄錄 摘 要.i abstract.ii 目 錄.iii 第 1 章 緒論.1 第 2 章 減速器箱蓋的分析.2 2.1 減速器箱蓋的工藝分析 .2 2.2 確定毛坯的制造形式 .4 2.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性 .4 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計.6 3.1 加工工藝過程 .6 3.2 確定各表面加工方案 .6 3.2.1 影響加

6、工方法的因素.6 3.3 確定定位基準 .7 3.3.1 粗基準的選擇.7 3.3.2 精基準選擇的原則.7 3.4 工藝路線的擬訂 .8 3.4.1 工序的合理組合.8 3.4.2 工序的集中與分散.9 3.4.3 加工階段的劃分.9 3.4.4 擬定加工工藝規(guī)程.10 第 4 章 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.13 4. 1 毛坯的外廓尺寸.13 42 主要平面加工的工序尺寸及加工余量 .14 4. 3 加工的工序尺寸及加工余量.14 第 5 章 確定切削用量及基本工時.15 5.1 工序 5 粗銑上窺視孔面 .15 5.2 工序 6 粗銑結(jié)合面 .15 5.3 工序 7 磨分割

7、面 .16 5.4 工序 8 鉆孔 .17 第 6 章 專用夾具的設(shè)計.20 61 粗銑下平面夾具 .20 6.1.1 問題的指出.20 6.1.2 夾具設(shè)計.20 6.2 粗銑前后端面夾具設(shè)計 .21 6.2.1 定位基準的選擇.22 6.2.2 定位元件的設(shè)計.22 6.2.3 定位誤差分析.22 6.2.4 銑削力與夾緊力計算.23 6.2.5 夾緊裝置及夾具體設(shè)計.23 6.2.6 定位銷選用.24 6.2.7 夾緊裝置的選用.24 6.2.8 定向鍵與對刀裝置的設(shè)計.24 6.2.9 具設(shè)計及操作的簡要說明.29 結(jié) 論.30 參考文獻.31 致 謝.32 第第 1 1 章章 緒論緒

8、論 機械設(shè)計制造及其夾具設(shè)計是我們?nèi)跁炌ㄋ哪晁鶎W的知識，將理論與實 踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎(chǔ)。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手 段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用

9、以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們 的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 而本次對于減速器箱蓋加工工藝及夾具設(shè)計的主要任務(wù)是： （1）完成減速器箱蓋零件加工工藝規(guī)程的制定； （2）完成其中部分專用夾具的設(shè)計。 通過對減速器箱蓋零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程 度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出撥叉加工工藝規(guī)程；對于專用 夾具的設(shè)計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的 大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設(shè)計專用夾具。 第第 2 2 章章 減速

10、器箱蓋的分析減速器箱蓋的分析 2.12.1 減速器箱蓋的工藝分析減速器箱蓋的工藝分析 減速器箱蓋的三維實體圖如圖 2-1 所示： 圖 2-1 減速器箱蓋 減速器箱蓋的二維圖如圖 2-2、2-3、2-4 所示： 圖 2-2 底視圖 圖 2-3 正視圖 圖 2-4 俯視圖 通過上述各圖對工件進行工藝分析，可知： 要加工孔的孔軸配合度為 h7，其中軸的表面粗糙度為 ra 小于 2.5um,圓 柱度為 0.010mm ,同軸度為 0.025mm。軸的表面粗糙度為 ra 小于 1.6um，圓 柱度為 0.008mm，同軸度為 0.025mm，兩軸孔的平行度為 0.025mm。兩軸孔的 位置精度見圖 2-

11、3。 其它孔的表面粗糙度為 ra 小于 12.5um,錐銷孔的表面粗糙度為 ra 小于 1.6um。蓋體上平面表面粗糙度為 ra 小于 12.5um,端面表面粗糙度為 ra 小于 3.2um，機蓋機體的結(jié)合面的表面粗糙度為 ra 小于 1.6um，結(jié)合處的縫隙不大 于 0.05mm，未注明的倒角為 245，表面粗糙度為 ra 小于 12.5um。 2.22.2 確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式 圖 2-3 零件毛坯圖 箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以 及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜。有時為了減輕重量,用有色金 屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發(fā)動機上

12、的箱體等)。在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短 生產(chǎn)周期有時也采用焊接毛坯。 毛坯的鑄造方法,取決于生產(chǎn)類型和毛坯尺寸.在單件小批生產(chǎn)中,多采用木 模手工造型;在大批量生產(chǎn)中廣泛采用金屬模機器造型,毛坯的精度較高.箱體上 大于 3050mm 的孔,一般都鑄造出頂孔,以減少加工余量由于鑄鐵容易成形，由 于鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此， 一般箱體零件的材料大都采用鑄鐵。 2.32.3 箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性 箱體的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，加工的表面多，要求高，機械加工的工作量大， 結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意 本箱蓋加工的基本孔可分為通孔和階梯孔兩類，其中

13、通孔加工工藝性最好， 階梯孔相對較差。 箱蓋的內(nèi)端面加工比較困難，結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需 穿過之孔加工前的直徑，當內(nèi)端面的尺寸過大時，還需采用專用徑向進給裝置。 為了減少加工中的換刀次數(shù)，箱蓋上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致，本 箱蓋分別為直徑 m10 和 m12。 第第 3 3 章章 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計 3.13.1 加工工藝過程加工工藝過程 由以上分析可知，該箱蓋零件的主要加工表面是平面和孔系。一般來說， 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于箱蓋來說，加 工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的 相互關(guān)系以及各尺寸精度。

14、3.23.2 確定各表面加工方案確定各表面加工方案 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞 動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計減速器 箱蓋的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法 及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。 在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，考慮到成本問題應(yīng)選擇價格較底的機床。 3.2.13.2.1 影響加工方法的因素影響加工方法的因素 （1）要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，

15、選擇加工方法及分幾次加工。 （2）根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件 小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如柴油機連桿小頭孔的加工， 在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 （3）要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而 有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 （4）要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法 和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 （5）此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要

16、表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 it6，表面粗糙度為 ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準 備工序可為粗車半精車淬火粗磨。 注意各項因素，對于改善加工質(zhì)量有很大的幫助。 3.33.3 確定定位基準確定定位基準 3.3.13.3.1 粗基準的選擇粗基準的選擇 選粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表 面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加 工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾

17、個不需加工的表面，則應(yīng) 選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均 勻、外形對稱、少裝夾等。 （2）選擇加工余量要求均勻的重要表面為粗基準。例如：機床床身導軌面 是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床 身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的 余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的 加工余量。 （4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定 位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時 需經(jīng)粗加

18、工。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證箱蓋在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從箱蓋零件圖分析可知，主要是選 擇加工箱蓋底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.3.23.3.2 精基準選擇的原則精基準選擇的原則 （1）基準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免 定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 （2）基準統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保 證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾 具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作 為定位基準。車削、磨削都以頂針孔

19、定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多 書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 （3）互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準 反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基 準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇 加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此 外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。 要從保證孔與孔、孔

20、與平面、平面與平面之間的位置，能保證箱蓋在整個 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。選擇精基準的原則時，考慮的重點 是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。 本次工藝設(shè)計所采用的加工粗基準為上箱體與下箱體的結(jié)合面，加工上箱 體的下結(jié)合面，作為定位的粗基準。 3.43.4 工藝路線的擬訂工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。箱蓋的加工的 第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工相 應(yīng)面，后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則。第一階段主要完成平 面，緊固孔和定位空的加工，為箱體的裝合做準備；第二階段為在裝合好的箱體上 加工軸承孔及其端

21、面。 3.4.13.4.1 工序的合理組合工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設(shè) 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： （1）工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的 機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 （2）工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少

22、，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 8090ml 的含 0.4%1.1%蘇 打及 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零 件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 200mg。 3.4.23.4.2 工序的集中與分散工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用

23、工序集中或工序分散是其兩個 不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序 分散。 （1）工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 （2）工序分散的特點 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的 機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不 高。但需要設(shè)備

24、和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具 體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突 出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量， 從而可取的良好的經(jīng)濟效果。 3.4.33.4.3 加工階段的劃分加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： （1）粗

25、加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 予以報廢或修補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提 高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 it11it12。粗糙度為 ra80100m。 （2）半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 it9it10。表面粗糙度為 ra101

26、.25m。 （3）精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度精加工的加工精度一般為 it6it7，表面粗糙度為ra101.25m。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì) 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，要是情況而定， 對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事

27、的重型零件往 往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩 個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的， 不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在 粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 按照此次工藝規(guī)程設(shè)計的要求，根據(jù)工序的集中與分散原則及其相應(yīng)的特 點，擬定如下的工藝加工路線，工藝規(guī)程設(shè)計見下圖： 3.4.43.4.4 擬定加工工藝規(guī)程擬定加工工藝規(guī)程 零件加工工藝如表 3-1 所示： 表 3-1工藝規(guī)程卡 工序 號 工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備 1 鑄造 2 清砂清除澆注系統(tǒng)，冒口，

28、型砂，飛邊，飛 刺等 3 熱處理人工時效處理 4 涂漆非加工面涂防銹漆 5 粗銑以分割面為裝夾基面，按線找正，夾緊 工件， 銑上孔平面，保證尺寸 3mm 專用銑床 6 粗銑以已加工上平面及側(cè)面做定位基準，裝 夾工件，銑結(jié)合面，保證尺寸 12mm，留 有磨削余量 0.050.06mm 專用銑床 7 磨磨分割面至圖樣尺寸 12mm專用磨床 8 鉆以分割面及外形定位，鉆 211mm 孔 613mm 孔，鉆攻 m10mm 專用鉆床 9 檢驗檢查各部尺寸及精度 10 鉗將箱蓋，箱體對準和箱，用 6m12 螺栓， 螺母緊固 11 鉆鉆，鉸 26mm 的錐銷孔，裝入錐銷專用鉆床 12 鉗將箱蓋，箱體做標記，

29、編號 13 粗銑以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工 件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后 端面，保證尺寸 260mm 專用銑床 14 精銑以底面定位，按底面一邊找正，裝夾工 件，兼顧其他三面的加工尺寸，銑前后 兩端面，保證端面 a 的垂直度為 0.048 專用銑床 15 粗鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝 夾工件，粗鏜前端面 80mm 軸承孔，留 加工余量 0.20.3mm,保證兩軸中心線 的平行度公差為 0.025 專用鏜床 16 粗鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝 夾工件，粗鏜前端面 100mm 軸承孔， 留加工余量 0.20.3mm,保證兩軸中心 線的平行度公差為 0.025， 專

30、用鏜床 17 檢驗檢查軸承孔尺寸及精度 18 半精鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝 夾工件，半精鏜前端面 80mm 軸承孔， 留加工余量 0.10.2mm 專用鏜床 19 半精鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝 夾工件，半精鏜前端面 100mm 軸承孔， 留加工余量 0.10.2mm 專用鏜床 20 精鏜以底面定位，以加工過的端線找正，裝 夾工件，按分割面精確對刀（保證分割 面與軸承孔的位置度公差為 0.02mm）， 加工前端面軸承孔 專用鏜床 21 精鏜以底面定位，以加工過的端線找正，裝 夾工件，按分割面精確對刀（保證分割 面與軸承孔的位置度公差為 0.02mm）， 加工前端面軸承孔

31、專用鏜床 22 鉆用底面和兩銷孔定位，用鉆模板鉆，攻 前端面軸承空端面螺孔 專用鉆床 23 鉆用底面和兩銷孔定位，用鉆模板鉆，攻 后端面軸承空端面螺孔 專用鉆床 24 锪孔用帶有錐度為 90 度的锪鉆锪軸承孔內(nèi)邊 緣倒角 445 度 專用鉆床 25 鉗撤箱，清理飛邊，毛刺 26 鉗合箱，裝錐銷，緊固 27 檢驗檢查各部尺寸及精度 28 入庫入庫 第第 4 4 章章 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，采取鑄造毛坯件，分別確定各加工表面的 機械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下： （1）毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求： 減速器箱蓋為鑄造件

32、，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： 鑄件的壁厚應(yīng)和合適，均勻，不得有突然變化。 鑄造圓角要適當，不得有尖角。 鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、 并便于起模。 加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 （2）毛坯形狀、尺寸確定的要求 設(shè)計毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： 各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單。 工藝基準以設(shè)計基準相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可

33、能導致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 4.14.1 毛坯的外廓尺寸毛坯的外廓尺寸 圖 4-1 為毛坯的外廓尺寸圖： 圖 4-1 毛坯外廓 考慮其加工外廓尺寸為 434200142mm，表面粗糙度要求 rz為 3.2um，根據(jù)機械加工工藝手冊 （以下簡稱工藝手冊 ） ，表 2.35 及表 2.36，按公差等級 79 級，取 7 級，加工余量等級取 f 級確定， 毛坯長：434+23.5=441mm 寬：200+23=206m

34、m 高：142+22.5=147mm 4. 2 主要平面加工的工序尺寸及加工余量主要平面加工的工序尺寸及加工余量 為了保證加工后工件的尺寸，在銑削工件表面時，工序 5 的銑削深度 ap=2.5mm，工序 6 的銑削深度 ap=2.45mm，留磨削余量 0.05mm,工序 8 的磨削 深度 ap=0.05mm 4. 3 加工的工序尺寸及加工余量加工的工序尺寸及加工余量 （1）鉆 2-11mm 孔 鉆孔：10mm，2z=10 mm，ap=5mm 擴孔：11mm，2z=1mm， ap=0.5mm （2）鉆 6-13mm 孔 鉆孔：13mm，2z=13 mm，ap=6.5mm （3）攻鉆 m10mm

35、孔 鉆孔：10mm，2z=10 mm，ap=5mm 攻孔：m10mm 第第 5 章章 確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時 5.1 工序工序 5 粗銑上窺視孔面粗銑上窺視孔面 （1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：粗銑箱蓋上頂面，保證頂面尺寸 3 mm 機床：臥式銑床 x63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù) z=20 量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為 125 mm，最大加工余量為 zmax=2.5mm,可一次銑 削，切削深度 ap=2.5mm 確定進給量 f： 根據(jù)工藝手冊 ） ，表 2.475,確定 fz=0.2mm/z 切削速度：

36、 參考有關(guān)手冊，確定 v=0.45m/s,即 27m/min 根據(jù)表 2.486,取 nw=37.5r/min, 故實際切削速度為： v=dwnw /1000=26.5(m/min) (5-1) 當 nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min) (5-2) 切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為 l+l1+l2=125+3+2=130mm 故機動工時為： tm =130150=0.866min=52s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1552=7.8s 其他時間計算： 6%（tb+tx) =6%(5

37、2+7.8)=3.58s 故工序 5 的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =52+7.8+3.58=63.4s (5-3) 5.2 工序工序 6 粗銑結(jié)合面粗銑結(jié)合面 （1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：精銑箱結(jié)合面，保證頂面尺寸 3 mm 機床：臥式銑床 x63 刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù) z=20 量具：卡板 （2）計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為 330 mm，最大加工余量為 zmax=2.5mm,留磨削量 0.05mm，可一次銑削，切削深度 ap=2.45mm 確定進給量 f： 根據(jù)機械加工工藝手冊 （以下簡稱工藝手冊 ） ，表 2.4

38、75,確定 fz=0.2mm/z 切削速度： 參考有關(guān)手冊，確定 v=0.45m/s,即 27m/min 根據(jù)表 2.486,取 nw=37.5r/min;由公式（5-1）得 故實際切削速度為： v=dwnw /1000=26.5(m/min) 當 nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應(yīng)為： fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min) 切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為 l+l1+l2=330+3+2=335mm 故機動工時為： tm =335150=2.23min=134s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15134=20.1s 其他

39、時間計算： tb+tx=6%(134+20.1)=9.2s 故工序 6 的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =134+20.1+9.2=163.3s 5.3 工序工序 7 磨分割面磨分割面 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：以底面及側(cè)面定位，裝夾工件，磨分割面，加工余量為 0.05mm 機床：平面磨床 m7130 刀具：砂輪 量具：卡板 （1）選擇砂輪 見工藝手冊表 4.82 到表 4.88，則結(jié)果為 wa46kv6p35040127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 46 號，硬度為中軟 1 級，陶瓷結(jié)合 劑，6 號組織，平型砂輪，其尺寸為 35040127（dbd） （2）切削用量的

40、選擇 砂輪轉(zhuǎn)速為 n 砂 =1500r/min,v 砂=27.5m/s 軸向進給量 fa =0.5b=20mm(雙行程) 工件速度 vw =10m/min 徑向進給量 fr =0.015mm/雙行程 （3）切削工時 根據(jù)工藝手冊可知 式中 l加工長度，l=330mm b加工寬度，230mm zb單面加工余量，zb =0.0 5mm k系數(shù)，1.10 v工作臺移動速度（m/min） fa工作臺往返一次砂輪軸向進給量（mm） fr工作臺往返一次砂輪徑向進給量（mm） 輔助時間為： tf=0.15tm=0.15162=24.3s 其他時間計算： tb+tx=6%(162+24.3)=11.2s 故工

41、序 7 的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =162+24.3+11.2=197.5s 5.4 工序工序 8 鉆孔鉆孔 （1）鉆 2-11mm 孔 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：鉆 2 個直徑為 11mm 的孔 機床：立式鉆床 z535 型 刀具：采用 10mm 的麻花鉆頭走刀一次， 擴孔鉆 11mm 走刀一次 10mm 的麻花鉆： f=0.25mm/r（工藝手冊2.4-38) v=0.53m/s=31.8m/min（工藝手冊2.4-41) ns=1000v/dw=405(r/min) 按機床選取 nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36） 所以實際切削速度 11mm 擴孔:

42、 f=0.57mm/r（工藝手冊2.4-52） v=0.44m/s=26.4m/min（工藝手冊2.4-53） ns=1000v/dw=336(r/min) 按機床選取 nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36） 所以實際切削速度 由于是加工 2 個相同的孔，故總時間為 t=2(t1 +t2)=2(10.8+10.8)=86.4s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1586.4=12.96s 其他時間計算： tb+tx=6%(86.4+12.96)=5.96s 故單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =86.4+12.96+5.96=105.3s （1）鉆 6-13mm 孔

43、 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：鉆 4 個直徑為 13mm 的孔 機床：立式鉆床 z535 型 刀具：采用 13mm 的麻花鉆頭走刀一次， f=0.25mm/r（工藝手冊2.438，3.1-36） v=0.44m/s=26.4m/min（工藝手冊2.4-41） ns=1000v/dw=336(r/min) 按機床選取 nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36） 所以實際切削速度 由于是加工 6 個相同的孔，故總時間為 t=6t=620.4=102.4 s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1581.6=12.2s 其他時間計算： tb+tx=6%(81.6+12.2)=5.6s 故

44、單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =81.6+12.2+5.6=99.5s （3）鉆 m10mm 孔 工件材料：灰鑄鐵 加工要求：攻鉆 4 個公制螺紋 m10mm 的孔 機床：立式鉆床 z535 型 刀具：10mm 的麻花鉆 10 絲錐 鉆 m10 的孔 f=0.15mm/r（工藝手冊2.438，3.1-36） v=0.61m/s=36.6m/min（工藝手冊2.4-41） ns=1000v/dw=466(r/min) 按機床選取 nw=400r/min, （按工藝手冊3.1-36） 所以實際切削速度 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1590=13.5s 其他時間計算： tb+

45、tx=6%(90+13.5)=6.2s 故單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =90+13.5+6.2=109.7s 攻 m10mm 孔 v=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min) 按機床選取 nw=195r/min, 則實際切削速度 v=4.9(m/min) 故機動加工時間： l=19mm, l1 =3mm,l2 =3mm, t= (l+l1+l2)2/nf4=1.02(min)=61.2s 輔助時間為： tf=0.15tm=0.1561.2=9.2s 其他時間計算： tb+tx=6%(61.2+9.2)=4.2s 故單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =61

46、.2+9.2+4.2=74.6s 故工序 8 的總時間：t=105.3+99.5+109.7+74.6=389.1s 第第 6 章章 專用夾具的設(shè)計專用夾具的設(shè)計 61 粗銑下平面夾具粗銑下平面夾具 6.1.1 問題的指出問題的指出 為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需 要設(shè)計專用夾具。 對于機體加工工序 5 粗銑機體的下平面，由于對加工精度要求不是很高， 所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。 6.1.2 夾具設(shè)計夾具設(shè)計 （1） 定位基準的選擇： 由零件圖可知，機體下平面與分割面的尺寸應(yīng)保證為 240mm，故應(yīng)以蝸輪 軸承孔及分割面為

47、定位基準。 為了提高加工效率，決定采用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個面同時進行加工。同 時，為了降低生產(chǎn)成本，此夾具采用手動夾緊。在大批量生產(chǎn)的情況下，應(yīng)采 用快速家境裝置，一提高生產(chǎn)效率。 （2） 定位方案和元件設(shè)計 根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析，此夾具定位以 v 形塊上四個支承釘對 蝸桿軸承孔與兩個支承釘及一個雙頭浮動支承釘對磨合面同時進行定位。所選 用的四個支承釘尺寸為，兩個支承釘?shù)某叽鐬?，浮動支承釘見夾具設(shè)計剖面圖。 （3） 夾緊方案和夾緊元件設(shè)計 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和夾緊方向，采用螺釘壓板夾緊機構(gòu)，在設(shè)計時，保證： 1）夾緊動作準確可靠 采用球面墊圈，以保證工件高低不一而傾斜時，不使螺釘壓彎

48、。壓板和工 件的接觸面應(yīng)做成弧面，以防止接觸不良或改變著力點而破壞定位。 一般采用高螺母，以求扳手擰緊時可靠，六角螺母頭同樣也不易打滑損壞。 支柱的高低應(yīng)可以調(diào)節(jié)，以便適應(yīng)工件受壓面高低不一時仍能正確夾緊。 2）操作效率高 壓板上供螺釘穿過的孔應(yīng)作成長圓孔，以便松開工件時，壓板可迅速后撤， 易于裝卸。壓板下面設(shè)置彈簧，這樣壓板松開工件取走后，仍受彈力托住而不 致下落。 螺旋夾緊機構(gòu)各元件均已標準化，其材料，熱處理要求和結(jié)構(gòu)尺寸都可以 通過查表求得。 （4）切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù) z=20 則 f=9.8154.5ap0.9af0.74ae1.0

49、zd0-1.0fz (切削手冊) 查表得：d0=225mm,z=20，ae=192, af =0.2, ap =2.5mm,fz=1.06 所以： f=(9.8154.52.50.90.20.74192201.06) 225=6705n 查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值： fl/ fe=0.8, fv / fe =0.6, fx / fe =0.53 故 : fl=0.8 fe =0.86705=5364n fv=0.6 fe=0.66705=4023n fx =0.53 fe=0.536705=3554n 當用兩把銑刀同時加工銑削水平分力時： fl/ fe =2fl=

50、25364=10728n 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)： k=k1k2k3k4 式中：k1 基本安全系數(shù)，2.5 k2加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 k3刀具鈍化系數(shù)，1.1 k4斷續(xù)切削系數(shù)，1.1 則 f/=k fh=2.51.11.11.110728 =35697n 根據(jù)靜力平衡原理，列出作用在工件上的作用力的靜力平衡方程式 fcl-fl/10+gl+f(2l-l/10)+fpz=0 選用汽缸帶動板夾緊機構(gòu)，故夾緊力 fn=1/2 f/ f 為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25 則 n=0.5356970.25=71394n （5） 具設(shè)計及操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，為

51、降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具 就是選擇了手動螺旋板夾緊機構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為 夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應(yīng)設(shè) 法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低， 以降低切削力。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對 刀（與塞尺配合使用） 。 6.2 粗銑前后端面夾具設(shè)計粗銑前后端面夾具設(shè)計 本夾具主要用來粗銑減速箱箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡圖 可知。粗銑前后端面時，前后端面有尺寸要求，前后端面與工藝孔軸線分別有 尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求 rz3.2。本道工

52、序僅是對前后端面 進行粗加工。因此在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動 強度。同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 6.2.1 定位基準的選擇定位基準的選擇 在進行前后端面粗銑加工工序時，頂面已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。 因此工件選用頂面與兩工藝孔作為定位基面。選擇頂面作為定位基面限制了工 件的三個自由度，而兩工藝孔作為定位基面，分別限制了工件的一個和兩個自 由度。即兩個工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個自由度。即一面兩孔定 位。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支 承板，兩銷為一短圓柱銷和一削邊銷。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對汽車變速箱

53、箱體的前后端面同時 進行粗銑加工。同時為了縮短輔助時間準備采用氣動夾緊 6.2.2 定位元件的設(shè)計定位元件的設(shè)計 本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng) 是一面兩銷。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設(shè)計。 由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距。 由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為: 所以兩工藝孔的中心距為，而兩工藝孔尺寸為。 根據(jù)機床夾具設(shè)計手冊削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下： （1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差 （2）確定圓柱銷直徑及其公差（基準孔最小直徑）取 f7 所以圓柱銷尺寸通過查表可得到。 （3）削邊銷的寬度 b 和 b

54、 （由機床夾具設(shè)計手冊 ） （4）削邊銷與基準孔的最小配合間隙，其中：d 基準孔最小直徑 h圓柱銷與基準孔的配合間隙 （5）削邊銷直徑及其公差通過計算可以求得。 按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分 定位直徑尺寸為 15mm。 （6）補償值計算 6.2.3 定位誤差分析定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： （1）移動時基準位移誤差： s=0.009+0.027+0.016 =0.052mm （2） 、轉(zhuǎn)角誤差 其中：=0.02 6.2.4 銑削力與夾緊力計算銑削力與夾緊力計算 根據(jù)機械加工工藝手冊可查得： 切削力的計算公式： （6-1

55、） 1.140.90.721.14 50ptbsdz 銑削力功率： （6-2） 50.30.751.10.8 42.4 10tnndbsz 查表可得： z=20 代入得： f =6571n 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值當用兩把 銑刀同時加工時銑削水平分力 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 即：fx= ufn （u=0.25） （6-3） 計算出的理論夾緊力 f 再乘以安全系數(shù) k 既為實際所需夾緊力 即：取 k=3.3275 f/=3.327542054.4=139936n 6.2.5 緊裝置及夾具體設(shè)計緊裝置及夾具體設(shè)計 為了提高生產(chǎn)效率，縮短加

56、工中的輔助時間。因此夾緊裝置采用氣動夾緊 裝置。選用合適的氣缸，工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動壓板從上往下 移動夾緊工件。 需要的夾緊力 f/=139936n，來計算氣缸缸筒內(nèi)徑 d0； 氣缸活塞桿推力 q； 其中：p壓縮空氣單位壓力 （取 p=6 公斤力） p1效率 q=f/=13993.6 公斤力 則： d0=50mm 夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這 些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配 圖 6-4 和圖 6-5 所示。 6.2.6 定位銷選用定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如下表： 表 6-

57、1 定位銷 ddh 公稱尺寸允差 1 d h 1 h b 1 d c 1 c 14 18 161500.0 11 22514m1241 表 6-2 定位棱銷 ddh 公稱尺寸允差 lh 1 h b 1 b c 1 c 40 50 2022+0.034 0.023 6553816 1.5 6.2.7 夾緊裝置夾緊裝置 該夾緊裝置選用壓板結(jié)構(gòu)，其參數(shù)如表 6-3： 表 6-3 移動壓板 公稱直徑lbhlb 1 b dk 645208196.67m65 6.2.8 定向鍵與對刀裝置的設(shè)計定向鍵與對刀裝置的設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的 遠些。通過定向鍵與銑床工

58、作臺 t 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面 對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩， 可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù) gb220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖 6-1 所示： o 圖 6-1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) t 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 6-4： 表 6-4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 b 2 b 公稱 尺寸 允差 d 允差 4 d lhhd 1 h 公稱尺寸允差 d 2 h 180.0120.03525124124.518+0.0195 對刀裝置由對刀塊和塞尺的組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成箱蓋端面粗銑加工，所以選用的是側(cè)裝對刀塊。根據(jù) gb224380 側(cè)裝對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 6-2 所示： 10 3 30 122 70 54 814 126 7 18 8 圖 6-2 側(cè)裝對刀塊 塞尺選用的是平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖 6-3 所示： 標記 四周倒圓 圖 6-3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)見表 6-5： 表 6-5 塞尺 公稱尺寸h允差dc 300.0060.25