wh212減速機殼體加工工藝及夾具設計及及

1、WH212減速機殼體加工工藝及夾具設計摘要： 本設計要求“以質量求發(fā)展，以效益求生存”，在保證零件加工質量的前提下，提高了生產率，降低了生產成本，是國內外現(xiàn)代機械加工工藝的主要發(fā)展方面方向之一。通過對WH212減速器箱體零件圖的分析及結構形式的了解，從而對減速器進行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術要求和精度分析。然后再對減速器箱體的底孔、軸承孔的加工進行夾具設計與精度和誤差分析，該工藝與夾具設計結果能應用于生產要求。 Abstract This Paper requires that with quality beg development, with benefits seek to li

2、ve on to store , under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing , have raised productivity and reduced production cost, is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing. Through knowing and analysis the configuration of the cas

3、ing part drawing for WH212 gear reducer, so as to analysis the process, make process explanation and analysis the technical requirement and the precision of gear reducer. Then, carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of bearing hole and the

4、base hole of the casing of gear reducer, this technology and the design result of clamping apparatus can apply in production requirement.關鍵詞： 減速器 加工工藝 定位 夾具設計Key phrase: gear reducer , processing technology , Fixed position ，Tongs design第一章WH212減速機機殼加工工藝第一節(jié)箱體的結構特點、材料、毛坯及熱處理一 箱體的結構特點箱體是機器和部件的基礎零件,由它將

5、機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調地運動.常見的箱體零件有:各種形式的機床主軸箱.減速箱和變速箱等.各種箱體類零件由于功用不同,形狀結構差別較大,但結構上也存在著相同的特點 :1.尺寸較大箱體通常是機器中最大的零件之一,它是其他零件的母體,如大型減速箱體長達56m,寬34m,重5060噸,正因為它是一個母體,所以它是機器整體的最大零件.2.形狀復雜 其復雜程度取決于安裝在箱體上的零件的數(shù)量及在空間的相互位置,為確保零件的載荷與作用力,盡量縮小體積.有時為了減少機械加工量或減輕零件的重量,而又要保證足夠的剛度,常在鑄造時減小壁的厚度,再在必要的地方加筋板.凸

6、臺.凸邊等結構來滿足工藝與力的要求.3.精度要求有若干個尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，這些平面和孔的加工質量將直接影響機器的裝配精度，使用性能和使用壽命。4有許多緊固螺釘定位箱孔。這些孔雖然沒有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有時給加工帶來很大的困難。由于箱體有以上共特點，故機械加工勞動量相當大，困難也相當大，例如減速箱體在鏜孔時，要如何保證位置度問題，都是加工過程較困難的問題。二箱體的材料、毛坯及熱處理1、毛坯種類的確定。常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，一般要綜合考慮以下幾個因素：（1）依據(jù)零件的材料及機械性能要求確定毛坯。

7、例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強度要求高而形狀不太復雜的鋼制品零件一般采用鍛件。（2）依據(jù)零件的結構形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結構比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結構簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。（3）依據(jù)生產類型確定毛坯。大批大量生產中，應選用制造精度與生產率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產則采用設備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。（4）確定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產能力又要充分注意采用新工藝、新技術、新材料的可能性。本減速器是大批量的生產，材料為HT2040用鑄造成型。2毛坯的形狀及尺寸的確定：毛坯的尺寸等于

8、零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題：（1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。（2）為了提高機械加工的生產率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。在確定毛坯時，要考慮經濟性。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，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增

9、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。3毛坯的材料熱處理長期使用經驗證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經濟上的優(yōu)點，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是HT2040，HT2547，當載荷較大時，采用HT3054，HT3561高強鑄鐵。箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鑄造能力的限制）時，可以采用焊接結構件，它是由多塊金屬經粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結構有鑄焊、鑄煅焊、

10、煅焊等。采用焊接結構可以用小的鑄造設備制造出大型毛坯，解決鑄造生產能力不足的問題。焊前對各種組合件進行粗加工，可以部分地減輕大型機床的負荷。毛坯未進入機械加工車間之前，為不消除毛坯的內應力，對毛坯應進行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進行時效處理。毛坯鑄造時，應防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的箱體毛坯還應該達到規(guī)定的化學成分和機械性能要求。第 二 節(jié) 減速機箱體加工工藝過程及分析冶金礦山機械中應用最多的減速機是平行軸孔圓柱齒輪臥式的，箱體是分離式結構。毛坯常用HT15或HT2040灰口鑄鐵制作，但在一些輕載荷的機器中所用的減

11、速器體積小、結構簡單。如蝸桿、蝸輪減速機。其毛坯的材料常用HT2040灰口鑄鐵制作。減速箱箱體為了減輕重量常將上蓋分為軸承座和罩蓋兩部分。軸承采用鑄件，結構簡單，制造方便。減速器箱體的主要技術要求。分離的減速器箱體的主要加工部位有：軸承支承孔、結合面、端面、底座（裝配基面），上平面、螺栓孔、螺紋孔等。對這些加工部位的技術要求有：1、減速器箱體、機蓋的上平面與結合面及機體的底面與結合面必須平行，其誤差一超過1000mm2、減速器箱體結合面的表面粗糙度Ra植不超過兩結合面間隙不超過,取。3、軸承支承孔的軸線必須在結合面上，其誤差不超過。4、軸承支承孔的尺寸公差一般為HT，表面粗糙度Ra小于m，圓柱

12、度誤差不超過孔徑公差的一半，孔距精度允許公差為.5、減速器箱體的底面是安裝基準，保證精度為.6、減速器箱體各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差為二、減速器箱體的機械加工工藝過程。圖1-1圖1-2分析圖1-1和圖1-2可知。1、主要孔裝軸承支承孔2-2、主要平面底座的底面和結合面，箱蓋的結合面和頂部為孔面，支承孔的端面等。3、其他加工其他主要連接孔、螺孔、銷釘孔以及一些特別的凸臺面等。軸承支承孔通常在鏜床上鏜削；加工連接孔、螺孔、銷釘在鉆床上進行，主要平面通常在龍門銑削，支承孔端面可以在鏜孔同一次安裝中加工出來。減速器箱體的機械加工過程取決于精度要求、批量大小、結構特點、尺寸重量、大小等因

13、素。此處還應考慮車間的條件，中間有無熱處理工序。 由圖可知，減速器箱體整個加工工藝過程分為兩大階段，先對箱蓋和機體分別進行加工，而后合箱對整體箱進行加工。第一階段主要完成平面、緊固孔、油塞孔和油標的加工，為整體合箱做準備。第二階段為合裝好的箱體上加工軸承孔及其端面，第二階段加工完成后，還應拆箱，為了保證軸承孔加工精度和拆裝后的重復精度，應在兩階段之間安排鉗工工序，鉆鉸二定位銷孔，并打入定位銷。三、零件圖分析1.兩軸孔的圓度公差，圓柱度公差為;2.上箱體結合面對E面的位置度公差為;3.110的軸心線對C、D端面的垂直度公差為，對另一軸心線的垂直度為;4.110的軸心線對A、B的垂直度公差為;5.

14、下箱體結合面對C面的位置度公差為 ;6.鑄件人工時效處理； 7.零件材料TH-40;8.箱體做煤油參漏試驗。四、減速器加工的工藝路線擬定工藝路線是制定工藝過程的關鍵性的一步。在擬定時應充分調查研究。多提幾個方案，加以分析比較確定一個最合理方案。擬定工藝路線要考慮解決以下幾個問題：采用加工方法一般所能達到的公差等級和表面粗糙度以及需留的加工余量(參考參數(shù))表（1-1）1.加工方法的選擇加工表面 加工方法表面粗糙度表面光潔度公差等級形狀公差加工余量說 明外圓粗 車半精車精 車細 車粗 磨精 磨研 磨251345677867891014IT12IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT5IT8IT

15、7IT6IT5IT6IT511101088776764515指尺寸在直徑180以下,長度在500以下,鑄件的直徑余量內孔鉆 孔擴 孔粗 鏜半精鏜精 鏜細 鏜粗 鉸精 鉸粗 磨精 磨研 磨2513452456679105667679101014IT13IT11IT10IT9IT10IT9IT9IT8IT8IT7IT7IT6IT8IT7IT8IT7IT6IT7IT61089887687767654 指孔徑在180以下,鑄件直徑的余量.L/d2L/d=210時,加工誤差增加2倍平面粗刨,粗銑精刨,精銑細刨,細銑粗 磨半精磨精 磨研 磨25 1346786779791014IT14IT11IT10IT

16、9IT6IT9IT7IT6IT7IT6IT5 1191098686757552指平面最大尺寸500以下的鑄件的平面余量在選擇各表面的加工方法時，要綜合考慮以下因素（1）要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。（選擇時見表1-1）（2）根據(jù)生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在 小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。（3）要考慮被加工材料的性質，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

17、削，高速精銑等。（4）要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。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表面的技術要求選定最終加工方法（參考表1-1）。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m，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。2加工階段的劃分零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：(1) 粗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

18、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，使得工件產生的內應力和變形大，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Ra10m(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

19、,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Ra10m.(4)光整加工階段對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5IT6,表面粗糙度為m。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，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及

20、運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，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。工序的集中與分散制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用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，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易

21、于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。(2)工序分散的特點工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產類型。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，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單

22、的專用機床和工夾具組織流水線生產。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中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經濟效果。4加工順序的安排 零件的加工過程通常包括機械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序。在安排加工順序時常遵循以下原則：(1)機械加工工序安排1)先粗后精，先粗加工，其次半精加工，最后安排 精加工和光整加工。2）先加工基準面后加工其它面。首先以粗基準定位加工出精基準，然后以精基準定位加工其它表面。例如，軸類零件通常都是先加工出兩端面的頂針孔然，然后以頂針孔定位加工其它表面。箱體、底座、支架類零件，其上的平面較大

23、，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，因此一般都是先加工平面，在加工孔，稱之為“先面后孔”原則。3）先主后次。先安排主要的表面的加工。主要表面指裝配基準面，工作表面等；次要表面指鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等。這些表面一般都與主要表面有相互位置精度要求，通常放在主要表面的半精加工之后。精加工之前。這樣可以保護主要表面的光潔。此外，為了保證加工質量要求，有些特殊零件的表面的最后精加工必須安排在部件裝配之后或總裝過程進行。如內燃機連桿的精鏜應放在連桿蓋組裝后進行。用作兩個連接件定位銷孔，應在總裝時，將兩個連接件相配在一起，鉆削、鉸削加工，然后裝上銷子。(2)熱處理工序的安排熱處理工序在工藝路線中的安排主要取決于熱

24、處理的目的。有以下幾種情況：1)退火與正火通常安排在粗加工之前。他們的主要目的是改善材料的切削加工性能和消除內應力。2)調質一般安排在粗加工之后，半精加工之前進行。調質使零件獲的較好的綜合機械性能也可使金屬組織細化致密，為以后淬火和 氮化減少變形作預備處理。3)時效處理。一般鑄件通常安排在粗加工之后。高精度復雜鑄件應在半精加工之前后各安排一次。剛性差的精密零件應在粗加工、半精加工、精加工多次安排時效處理。時效處理的目的是消除毛坯制造和機械加工中產生的內應力，穩(wěn)定零件精度。4)淬火。分整體淬火，表面淬火和滲碳淬火。一般安排在精加工與半精加工之間進行。表面淬火之前常要進行調質及正火處理。淬火的目的

25、是為了使零件獲得高的硬度和耐磨性。5）淡化。安排在精細磨之前。淡化前還需要安排調質處理，淡化能提高零件硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性。6）發(fā)蘭。表面鍍層等表面處理。應安排在工藝過程之后。(3)輔助工序的安排檢驗工序是重要的輔助工序，除每道工序操作者自檢外，還應在下列加工階段，專門安排檢驗工序。1)粗加工階段結束之后；2)重要的工序的前后；3)工件從一個車間轉到另一個車間時；4)工件全部加工完畢后。 輔助工序還有去毛刺、清洗、涂防銹油、油漆等，應分別安排于工藝過程所需之處。減速器WH212機蓋的工藝過程工序號工序名稱工 序 內 容工藝裝備1鑄造2清砂清除澆注系統(tǒng)，冒孔，型砂，飛邊，飛刺等3熱處理

26、人工時效處理4涂漆非加工面涂防銹漆 5粗銑、半精銑以結合面、主軸孔為定位基準，加緊工件，銑頂部平面與凸臺，保證尺寸3mm專用銑床 6粗銑、半精銑以已加工的頂面及側面做定位基準，裝夾工件（專用工裝），銑結合面，保證尺寸210（注意周邊尺寸）。留磨削余量專用銑床7鉆鉆4-13mm孔,刮平4-28mm。鉆4-11mm孔，刮平4-25mm.專用鉆床8鉆以結合面及主軸孔定位，鉆、攻2-M8螺紋、锪，鉆、攻2-M10 x1螺紋，鉆、攻5-M6深15螺紋專用鉆床 9磨以頂面及一側定位，裝夾工件，磨結合面至圖樣尺寸210專用磨床 10檢驗檢查各部尺寸及精度減速器WH212機座的工藝過程工序號工序名稱工 序 內

27、 容工藝裝備1鑄造2清砂清除澆注系統(tǒng)，冒孔，型砂，飛邊，飛刺等3熱處理人工時效處理涂漆非加工面涂防銹漆粗銑、半精銑以底面及側面定位，裝夾工件。銑結合面，留磨削余量（注意尺寸14和30mm）專用銑床粗銑、半精銑以結合面及軸承孔定位，裝夾工件銑底面。保證高度尺寸160(工藝尺寸)專用銑床鉆鉆低面4-19mm孔,其中兩個鉸至+(工藝用)刮平36專用鉆床鉆以底面及銷釘定位，鉆4-11刮背面25，鉆4-13刮背面28專用鉆床鉆以兩個工藝孔及底面定位，加緊工件，鉆、鉸25mm測油孔，锪56mm深2mm.鉆、攻3-M6深10mm，鉆、攻底孔，刮平25mm專用鉆床10磨以一面兩孔定位，裝夾工件。磨結合面保證尺

28、寸160專用磨床11鉗工箱體底部用煤油做參漏試驗12檢查檢查各部尺寸及精度減速器WH212箱體的工藝過程工序號工序名稱工 序 內 容工藝裝備 1鉗將箱蓋，箱體對準合箱，用4-M10,4-M12的螺栓，螺母緊固 2 鉆鉸2- 6mm，1：50錐，裝入錐銷專用鉆床 3鉗將箱蓋，箱體做標記編號 4粗銑、半精銑以底面與兩孔定位，按底面一邊找正。夾緊工件，兼顧一面的加工尺寸，銑另一端面，保證尺寸230 專用銑床 5粗銑、半精銑以底面與兩孔定位，按底面一邊找正。夾緊工件，兼顧一面的加工尺寸，銑另一端面，保證尺寸285 專用銑床 6粗鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，粗鏜2-110軸承孔，留加工余

29、量。保證兩軸中心線的垂直度公差保證結合面與軸承孔的位置度公差為專用鏜床 7半精鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜2-110軸承孔，留加工余量。保證兩軸中心線的垂直度公差保證結合面與軸承孔的位置度公差為 專用鏜床 8精鏜以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，按結合面精確對刀（保證結合面與軸承孔的位置度公差為）精鏜2-110mm專用鏜床 9鉆用底面與兩銷釘定位用鉆摸板鉆、攻蝸桿軸承孔端面螺孔專用鉆床 10鉆鉆、攻蝸輪軸承孔端面螺孔專用鉆床 11鉆用帶有錐度的直徑為120130mm的90度的鉆锪鉆锪軸承孔內邊緣倒角4-1x45度專用鉆床 12鉗拆箱、清理飛邊、毛刺13鉗合箱、裝錐

30、銷緊固 14檢驗檢查個部尺寸及精度 15入庫入庫第三節(jié) 主要表面的加工一、箱體的平面加工箱體平面的粗加工和半精加工常選擇刨削和銑削加工。刨削箱體平面的主要特點是：刀具結構簡單；機床調整方便；在龍門刨床上可以用幾個刀架，在一次安裝工件中，同時加工幾個表面，于是，經濟地保證了這些表面的位置精度。箱體平面銑削加工的生產率比刨削高。在成批生產中，常采用銑削加工。當批量較大時，常在多軸龍門銑床上用幾把銑刀同時加工幾個平面，即保證了平面間的位置精度，又提高了生產率。二、主軸孔的加工由于主軸孔的精度比其它軸孔精度高，表面粗糙度值比其它軸孔小，故應在其它軸孔加工后再單獨進行主軸孔的精加工（或光整加工）。目前機

31、床主軸箱主軸孔的精加工方案有：精鏜浮動鏜；金剛鏜珩磨；金剛鏜滾壓。上述主軸孔精加工方案中的最終工序所使用的刀具都具有徑向“浮動”性質，這對提高孔的尺寸精度、減小表面粗糙度值是有利的，但不能提高孔的位置精度?？椎奈恢镁葢汕耙还ば颍ɑ蚬げ剑┯枰员ＷC。從工藝要求上，精鏜和半精鏜應在不同的設備上進行。若設備條件不足，也應在半精鏜之后，把被夾緊的工件松開，以便使夾緊壓力或內應力造成的工件變形在精鏜工序中得以糾正。三、孔系加工車床箱體的孔系，是有位置精度要求的各軸承孔的總和，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。平行孔系主要技術要求是各平行孔中心線之間以及孔中心線與基準面之間的尺寸精度和平行精度根據(jù)生產類型的

32、不同，可以在普通鏜床上或專用鏜床上加工。單件小批生產箱體時，為保證孔距精度主要采用劃線法。為了提高劃線找正的精度，可采用試切法，雖然精度有所提高，但由于劃線、試切、測量都要消耗較多的時間，所以生產率仍很低。坐標法加工孔系，許多工廠在單件小批生產中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較大地提高其坐標位移精度。必須指出，采用坐標法加工孔系時，原始孔和加工順序的選定是很重要的。因為，各排孔的孔距是靠坐標尺寸保證的。坐標尺寸的積累誤差會影響孔距精度。如果原始孔和孔的假定順序選擇的合理，就可以減少積累誤差。成批或大量生產箱體時，加工孔系都采用鏜模?？拙嗑戎饕Q于鏜模

33、的精度和安裝質量。雖然鏜模制造比較復雜，造價較高，但可利用精度不高的機床加工出精度較高的工件。因此，在某些情況下，小批生產也可考慮使用鏜模加工平行孔系。同軸孔系的主要技術要求是各孔的同軸度精度。成批生產時，箱體的同軸孔系的同軸度大部分是用鏜模保證，單件小批生產中，在普通鏜床上用以下兩種方法進行加工：1.從箱體一端進行加工 加工同軸孔系時，出現(xiàn)同軸度誤差的主要原因是：當主軸進給時，鏜桿在重力作用下，使主軸產生撓度而引起孔的同軸度誤差；當工作臺進給時，導軌的直線度誤差會影響各孔的同軸度精度。對于箱壁較近的同軸孔，可采用導向套加工同軸孔。對于大型箱體，可利用鏜床后立柱導套支承鏜桿。2.從箱體兩端進行

34、鏜孔 一般是采用“調頭鏜”使工件在一次安裝下，鏜完一端的孔后，將鏜床工作臺回轉1800，再鏜另一端的孔。具體辦法是：加工好一端孔后，將工件退出主軸，使工作臺回轉1800，用百（千）分表找正已加工孔壁與主軸同軸，即可加工另一孔。“調頭鏜”不用夾具和長刀桿，鏜桿懸伸長度短，剛性好。但調整比較麻煩和費時，適合于箱體壁相距較遠的同軸孔。 定位基準的選擇在制定工藝過程時，選擇定位基準的主要目的是為了保證加工表面的位置精度。因此選擇定位基準的總原則應該是從有較高位置精度要求的表面中進行選擇。定位基準的選擇包括粗基準和精基準的選擇。 一、粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，

35、使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準選擇的原則是：1.選擇應加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應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作為粗基準。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

36、量。4.應盡可能選擇平整、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，必要時需經初加工。5.粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 箱體粗基準選擇要求：在保證各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均勻；裝入箱體內的旋轉零件應與箱體內壁有足夠間隙；此外還應保證定位、夾緊可靠。為了滿足上述要求，一般選箱體的主要孔的毛坯孔作為粗基準。減速箱體加工的第一個面是蓋或底座的結合面，由于 分離式箱體軸承孔的毛坯孔分布在蓋和底座兩個不同的部分上很不規(guī)則，因而在加工蓋和底座的結合面時無法

37、用主要孔的毛坯作粗基準。而是用頂面與底面作為粗基準。這樣可以保證結合面加工后凸緣的厚度叫均勻。二、精基準的選擇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確、牢固、方便。精基準選擇的原則是：基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差?；鶞式y(tǒng)一原則。應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，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、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證

38、了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度?；榛鶞实脑瓌t。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，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、夾具設計簡單等。箱體上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準的選擇有很大

39、的關系。為此，通常優(yōu)先考慮“基準統(tǒng)一”原則。使具有相互位置精度要求的大部分工序，盡可能用同一組基準定位。以避免因基準轉換過多而 帶來的積累誤差，并且由于采用同一基準，使所用夾具具有相似的結構形式，可減少夾具設計與制造工作量、降低成本。例如車床主軸箱可以選用裝配基面的底面做定位基準，在大批量生產中，則選用主軸箱頂面和 兩定位銷為定位基準。分離式減速箱體的結合面與裝配基面底面有一定的尺寸精度和位置精度，軸承孔軸線應對結合面上，與底面也有尺寸精度和相互位置精度要求，故加工底座結合面時，選底面為精基準，箱體和箱后的軸承孔加工仍以底面為主要定位基準。若箱體尺寸較小而批量很大時，可與底面上的兩定位孔組成典

40、型的一面兩孔定位方式。這樣既符合“基準統(tǒng)一”原則，又符合“基準重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與結合面重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行度。 第五節(jié) 工藝尺寸的計算加工余量的確定查機械加工余量與公差手冊1.頂面與結合面的加工余量磨削余量 025 IT8 表面粗糙度 半精銑余量 IT10 表面粗糙度 粗銑余量 2x5 IT11 表面粗糙度 2.下箱體結合面與底面的加工余量（查表4-34，4-37）磨削余量 025 IT8 表面粗糙度 半精銑余量 IT10 表面粗糙度 粗銑余量 2x5 IT11 表面粗糙度 3箱體左右端面的加工余量半精銑余量 IT10 表面粗糙度 粗銑余量 2x5 IT11 表面

41、粗糙度 4箱體前后端面的加工余量半精銑余量 IT10 表面粗糙度 粗銑余量 2x5 IT11 表面粗糙度 5兩軸承孔的加工余量精鏜 IT7 表面粗糙度 半精鏜 IT9 表面粗糙度 粗鏜 5 IT11 表面粗糙度 二、尺寸鏈的計算兩中心面與底面的尺寸鏈計算尺寸鏈圖 N=A+A =160+120則 N=280N=+N=+ =-=-=所以的尺寸及公差為2.觀油孔的尺寸鏈的計算尺寸鏈圖 N=+=N-=+ = = -=+ =+ =的尺寸為三、切削用量的選擇(查機械加工工藝手冊)加工對象加工方法加工步驟刀 具切削深度(mm)切削速度(m/s)進給量(mm/r)(mm/z)走刀長度（mm）備注機蓋上平面粗銑

42、1圓柱銑刀YG6280半精銑2圓柱銑刀YG6280機蓋結合面粗銑1圓柱銑刀YG6335半精銑2圓柱銑刀YG6335磨3砂輪0020750028733524-163機蓋結合面平面孔鉆削加工1麻花鉆3032鉆削加工2麻花鉆1416機蓋上平面孔鉆削加工1麻花鉆2022鉆削加工2麻花鉆2730鉆削加工3麻花鉆15 18功絲4絲錐2022功絲5絲錐2730功絲6絲錐1518機座結合面粗銑1圓柱銑刀YG6335半精銑2圓柱銑刀YG6335磨3砂輪0020750028733524-163機座底面粗銑1圓柱銑刀YG6280半精銑2圓柱銑刀YG6280機座底面孔鉆削加工1麻花鉆2528鉸孔（兩工藝用）2鉸刀25

43、0151528機座結合面孔鉆削加工1麻花鉆3032鉆削加工2麻花鉆1416加工測油孔鉆削加工1麻花鉆2225鉸孔2鉸刀2225锪孔3锪刀88鉆削加工4麻花鉆1012功絲5絲錐1012放油孔鉆削加工1麻花鉆3030功絲2絲錐22222軸承端面（左右）粗銑1端面銑刀180半精銑2端面銑刀180軸承端面（前后）粗銑1端面銑刀180半精銑2端面銑刀180鏜軸承孔粗鏜1鏜刀54半精鏜2鏜刀54精鏜3鏜刀54端面螺紋孔（蝸桿）鉆削加工1麻花鉆2525功絲2絲錐2525端面螺紋孔（蝸輪）鉆削加工1麻花鉆2525功絲2絲錐2525軸承孔倒角锪孔1锪刀11四、切削的工時定額粗銑取53半精銑結合面的基本時間粗銑半

44、精銑磨結合面（見工藝手冊表）當加工兩個面時鉆13孔 L=30mm r/min當加工兩組孔時t=鉆孔11 L=14mm r/min 當加工兩組孔時t=鉆19孔 L=25 r/min=min鉆攻5-m6 鉆L=18mm =3mm =0 =960r/min=攻 L=15 r/min v=min=鉆攻2-M8鉆L=20 r/min=攻 v=minL=20mm =鉆攻2-M10鉆 L=25mm r/min =攻L=25mm v=min鉆鉸25 f=r v=min(見機械加工工藝手冊表;實切削速度v=鉸孔25 f= v=21m/min(按工藝手冊表實切削速度v=锪沉頭孔f=r L=8 =鉆攻M6L=10m

45、m =L=10mm v=min=鉆攻M16 L=25mm =L=22 =銑端面 v=r Z=20 相關手冊查工藝手冊表取r/minv=因為有四面，所以t=半精銑t=因為有四面，所以t=鏜孔110 f =r相關手冊r=100m/min取L=53 =兩個孔加工的機動時間t=半精鏜 f=r v=100取L=53 =兩個孔的機動時間t= f=r v=100m/mint=鏜前后軸承孔同上鉆攻M12鉆 L=28 n =960r/min=攻L=25 n=195r/min v=min=與四面軸承孔端面的孔一樣，鉆時 ;攻時。锪軸承倒角：由查表可知n=68r/min v=minL=2mm =第二章 夾具設計第一

46、節(jié)設計減速器19底孔夾具設計任務 設計在成批生產條件下,在專用立式鉆床上減速器底孔19的鉆床夾具.設計任務分析1、19為自由尺寸,可一次鉆削保證.該孔在軸線方向的設計基準是以鉆套的中心線.徑線的設計基準是以軸承孔與另一端面.2、面銑結合面是前一工序已完成的尺寸,本工序的后續(xù)工序是以孔19為底孔鉆結合面孔,4-11,4-13. 3、專用鉆床的最大鉆孔直徑為25mm.主軸端面到工作臺面的最大距離H=700mm,工作臺面尺寸為375x500mm2, 其空間尺寸完全滿足夾具的布置和加工范圍的要求。 4、本工序是對四個孔進行加工，采取移動的夾具，鉆模板選用旋式；使用快換鉆套。二設計方案論證1、定位基準的

47、選擇工序結合面是已加工過的平面，且又是本工序要加工的孔19mm的設計基準，按照基準重合原則選擇它作為定位基準是比較恰當?shù)?。若定位元件采?10的軸承孔，則基準不重合。因此，選擇結合面與軸承端面作為定位比較合理。2、夾緊結構的確定當定位心軸水平放置時，在專用鉆床上鉆19 mm孔的鉆前力和扭矩力均由重力與外力來承擔，這時工件的夾緊可以有兩種方案：在箱體的底面上，采用壓板壓緊，夾緊力與切削力處于平行狀態(tài)。這種結構復雜，裝卸工件比較麻煩。在箱體的底面上采用螺紋夾緊裝置，加緊力與切削力平行，這種結構簡單。裝卸工件比較容易。三、切削力及夾緊力的計算刀具：麻花鉆，dw=19mm,則F= (切削手冊)查表得：

48、d0=19mm,ae=195, af =, ap =, Fz =所以：F= 19=79401N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=, FV / FE =, FX / Fe =故FL= FE =79401=63521N FV= FE=79401=47640N FX = FE=79401=42082N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)， K2加工性質系數(shù)， K3刀具鈍化系數(shù)， K2斷續(xù)切削系數(shù)，則F/=K FH=63521 =211366N選用螺旋板夾緊機構，故夾緊力 fN=12 F此，夾具的制造誤差應當保

49、證被加工工件的尺寸誤差在考慮上述兩項誤差之后。仍在允許的尺寸公差范圍之內于是就有不等式 （2）、基本尺寸按工件相應尺寸的平均值標注并采用雙向對稱偏差的原則。為了便于尺寸計算和誤差分析，并盡可能避免計算中的錯誤，凡是夾具上與被加工主件尺寸相應的尺寸，其基本尺寸均應按工件尺寸的平均尺寸標注，其公差取工件尺寸公差的1/21/5標注。底面與結合面的尺寸為160，選用尺寸偏差時為160.2.與加工要求沒有直接關系的加具尺寸公差的制訂 與加工要求無直接關系的尺寸是指不直接與零件加工尺寸相對應的夾具尺寸。他們的尺寸公差無法從工件上相對應的尺寸來確定。但他們的公差也并非對加工精度沒有影響。 屬于這種夾具公差的

50、多為夾具內部結構配合尺寸公差，如定位元件與夾具體、可換鉆套與襯套、導向套與刀具、鉸鏈連接的軸與孔、夾具機構上各零件的配合尺寸公差等。這類尺寸公差主要是根據(jù)零件的功用和裝配要求，直接根據(jù)國家標準規(guī)定的公差配合來選用的。如夾具中起導向作用并相對滑動的連接副一般選用;有相對活動而無導向作用的連接副一般選用、；鉸鏈連接則按基軸制選用、等間隙配合。七、工序精度分析 在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。影響原始尺寸25的各項誤差分析1、重合,故產生定位誤差。定位尺寸160mm定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，這里I的方向與加工方向是一致的，所以=,因為平面

51、定位。所以故2、的垂直度所引起的夾具安裝誤差，對工序尺寸25的影響均小，既可以忽略不計。面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一，。通常不超過.。偏移用概率法相加總誤差為：098137mm從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。第二節(jié) 鏜床夾具設計 鏜床夾具又稱鏜模它主要用于加工相體，支架等工件上的單孔或孔系。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔組合機床上也可以用在一般車床、銑床和搖臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。鏜床夾具，除具有定位元件、加緊機構和夾具體等基本部分外，還有引導刀具的鏜套。而且還像鉆套布置在鉆模板上一樣，鏜套也按照被加工孔或孔系的坐標位置，布置

52、在一個或幾個專用的鏜孔的位置精度和孔的幾何形狀精度。因此，鏜套、鏜模支架和鏜桿是鏜床夾具的特有元件。一、結構分析加工工件為減速器箱體工件，要求加工兩直徑均為110mm的同軸孔。工件的裝配基準為底面和兩工藝孔，本工序所加工的孔為7級精度，各孔均有一定的平行度、同軸度要求，裝配基面及定位孔已精加工過。使用專用機床、粗、半精、精鏜110H7mm孔。由于采用專用機床同時加工出各孔，所以中心與底面的距離要求為280mm，因此，底面和工藝孔是110 H7mm孔的工序基準。根據(jù)基準面重合的原則，選定底面定位基準，限制三個自由度，工序孔限制三個自由度，實現(xiàn)定位。由于定位基準是經過加工過的光平面，故定位元件等用

53、夾具體把兩個定位元件做成一體，工件放在上面，使重力與加緊方向一致。二、夾具的結構類型鏜床夾具按其結構特點，使用機床和鏜套位置的不同，有以下分類方法。按使用機床類別分，可分為萬能鏜床夾具、多軸組合機床鏜床夾具、精密鏜床夾具，以及一般通用機床鏜床夾具。按夾具的結構特點分，可分為臥式鏜床夾具和立式鏜床夾具等。按鏜套的位置分布，可分為單支承前引導的鏜床夾具，即鏜套為于被加工孔的前方；單支承后引導的鏜床夾具。本夾具屬于單支承后引導的鏜床夾具，本就加以說明介紹。單支承后引導的鏜床夾具，既鏜套位于被加工孔的后方，介于工件與機床主軸之間，主要用于加工D90mm。但根據(jù)有兩種類型：1、鏜削D的方式，則在加工這種

54、較長的孔時，刀具的懸伸長度h必然很大，起碼應大于L.由于刀具懸伸長度大，所以刀具易引偏，嚴重時會使鏜桿與鏜套蹩住，否則須增加鏜套長度，以保證足夠的導引剛度。但這樣將導致整個鏜套部分的結構龐大。上述兩種的單支承引導的鏜桿與機床主軸作剛性聯(lián)接，這樣，要使鏜套中心對準機床主軸中心，不容易做到很準確，而且還需要技術水平較高的工人能勝任。三、夾緊力大小的確定原則夾緊力大小對于確定夾緊裝置的結構尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當。計算夾

55、緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應考慮重力，運動的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù)K。式中W計算出的理論夾緊力；W實際夾緊力；K安全系數(shù)，通常k=3.當用于粗加工時，k=3,用于精加工時k=2.這里應注意三個問題：（一）切削力在加工過程中往往方向、大小在變化，在計算機中應按最不利的加工條件下求得的切削力或切削合力計算。如圖2-1所示切削方向進行靜力平衡，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)即為實際夾緊力，圖中W為夾緊力，N1、N1為鏜孔各方向鏜削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力將使夾緊力變大，在列

56、靜平衡方程式時，我們應按不利的加工條件下，即N1時求夾緊力。既（二）在分析受力時，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時應選產生夾緊力最大的一個方程，然后求出所需的夾緊力。如圖所示垂直方向平衡式為 W=;水平方向可以列出：,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般,即W=10KN；對o點取矩可得下式比較上面三種情況，選最大值，既W=10KN。（三）上述僅是粗略計算的應用注意點，可作大致參考。由于實際加工中切削力是一個變值，受工件材料性質的不均勻、加工余量的變動、刀具的鈍化等因素影響，計算切削力大小的公式也與實際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計算而得到結果。生產中也有根據(jù)一定生產實際經驗而

57、用類比法估算夾緊力的，如果是一些關鍵性的重要夾具，則往往還需要通過實驗的方法來確定所需夾緊力。表2-1，削邊銷尺寸參考表（mm） d3668820202525323240405050 Bd-1d-2d-3d-4d-5d-5- b1233345- 2 3 4 5 5 6 8 14 圖2-2 圖2-3四、定位銷尺寸確定與高度計算1、定位銷尺寸的確定 以一面兩銷（一圓柱銷和一削邊銷及一平面支承）實現(xiàn)定位。這是增加兩孔連心線方向上的間隙并減小轉角誤差的有效措施，如圖2-2，為使工作在極端情況下能裝到定位銷上，可把碰到工件孔壁的部分削去，只留下一部分圓柱面。這樣在連心線方向上，仍有減小第二銷直徑的作用。

58、但在垂直于連心線的方向上，由于定位銷直徑減小，故工件的轉角誤差沒有增大，有利于保證加工精度。(1)確定定位銷中心距及尺寸公差（如圖2-3）取 故銷間距為（2）確定圓柱銷尺寸及公差取按表2-1選削邊銷的b及B之值??；B=d-2=19-2=17mm（4）確定削邊銷的直徑尺寸及公差公差配合取為,其下偏差為故削邊銷直徑為（5）計算定位誤差由于兩孔定位有旋轉角度誤差a,使加工尺寸產生定位誤差和，應考慮較大值對加工尺寸的影響。兩個方向上的偏轉其值相同。因此，只對一個方向偏轉誤差進行計算。式中中心線與圓柱銷中心線交點至左端面的距離中心線與圓柱銷中心線交點至右端面的距離由于轉角誤差很小，不計工件左右端面的旋轉

59、對定位誤差的影響，故較大的定位誤差尚小于工件公差的三分之一；此方案可取。2定位銷高度的計算 確定定位銷高度時，要注意防止卡住現(xiàn)象，當安裝比較笨重的工件時，不太可能將工件托平后同時裝入定位銷，而是將工件一邊支在夾具支承面上，逐漸套入兩銷。這時，如定位銷高度選擇不當，將使工件卡在定位銷邊緣上而裝不進去。避免產生卡住的最大高度，可按下列計算。圖2-4定位裝置為一面兩銷，第一個定位銷的最大工作高度為 第二個定位銷的最大高度為 式中d定位銷直徑；定位副最小間隙。為了裝卸工件方便，可使削邊銷低于圓柱銷35mm結論：通過本次的畢業(yè)設計，使我能夠對書本的知識做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更

60、深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鏜鉆夾具的設計與分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。參 考 文 獻1梁炳文主編，機械加工工藝與竅門精選，機械工業(yè)出版社。2周增文 張亮蜂等編著，機械加工工藝基礎，中南大學出版社。3鄭文虎編 ，機械加工實用經驗，國防工業(yè)出版社。4李喜橋編 ，加工工藝學，北京航空航天大學出版社。5楊方主編 ，機械加工工藝基礎，西北工業(yè)大學出版社。6陳宏均主編，實用機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社。7王紹俊主編，機械制造工藝設計手冊，哈爾濱工業(yè)大學出版社。8王生力主編，重型機械制造工藝學，冶金工業(yè)出版社1986年。9謝明