工藝-WH212減速機殼體加工工藝及夾具設計(論文+DWG圖紙)

工藝-WH212減速機殼體加工工藝及夾具設計(論文+DWG圖紙),工藝,wh212,減速,機殼,加工,夾具,設計,論文,dwg,圖紙 攀枝花學院機電工程學院畢業(yè)設計專用紙 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 live 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 casing 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 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5~6m,寬3~4m,重50~60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）依據零件的材料及機械性能要求確定毛坯。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HT20~40用鑄造成型。 2．毛坯的形狀及尺寸的確定： 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（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HT20~40，HT25~47，當載荷較大時，采用HT30~54，HT35~61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、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。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HT20~40灰口鑄鐵制作，但在一些輕載荷的機器中所用的減速器體積小、結構簡單。如蝸桿、蝸輪減速機。其毛坯的材料常用HT20~40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。 一、 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0.06/1000mmκ 2、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0.03mm,取0.02mm。 3、軸承支承孔的軸線必須在結合面上，其誤差不超過±0.2mm。 4、軸承支承孔的尺寸公差一般為HT，表面粗糙度Ra小于1.6μm，圓柱度誤差不超過孔徑公差的一半，孔距精度允許公差為±0.03mm~±0.05mm. 5、減速器箱體的底面是安裝基準，保證精度為0.2mm. 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0.15mm 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-φ110-0.025＋0.01 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.φ110-0.025＋0.01兩軸孔的圓度公差0.01mm，圓柱度公差為0.01mm; 2.上箱體結合面對E面的位置度公差為0.2mm; 3.φ110的軸心線對C、D端面的垂直度公差為0.08mm，對另一軸心線的垂直度為0.046mm; 4.φ110的軸心線對A、B的垂直度公差為0.08mm; 5.下箱體結合面對C面的位置度公差為 0.2mm; 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) 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 25 6.3 1.6 0.8 1.0 0.4 0.1 1~3 4~5 6~7 7~8 6~7 8~9 10~14 IT12~IT11 IT10~IT9 IT8~IT7 IT6~IT5 IT8~IT7 IT6~IT5 IT6~IT5 11~10 10~8 8~7 7~6 7 6 4~5 1~5 0.50~1.60 0.2~0.5 0.1~0.25 0.25~0.85 0.06 0.10~0.03 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 25 6.3 6.3 1.6 0.8 0.2 3.2 1.6 1.6 0.2 0.1 1~3 4~5 2~4 5~6 6~7 9~10 5~6 6~7 6~7 910 10~14 IT13~IT11 IT10~IT9 IT10~IT9 IT9~IT8 IT8~IT7 IT7~IT6 IT8 IT7 IT8 IT7~IT6 IT7~IT6 10 8 9~8 8 7 6 8~7 7~6 7 6 5~4 0.3~0.5 >1.8 1.0~1.8 0.5~0.8 0.1~0.3 0.1~0.55 0.04~0.2 0.2~0.3 0.2~0.5 0.1~0.2 0.01~0.02 指孔徑在180以下,鑄件直徑的余量.L/d<2 L/d=2~10時,加工誤差增加1.2~2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 6.3 0.8 1.6 0.8 0.8 0.1 1~3 4~6 7~8 6~7 7~9 7~9 10~14 IT14~IT11 IT10 IT9~IT6 IT9 IT7~IT6 IT7~IT6 IT5 11~9 10~9 8~6 8~6 7~5 7~5 5~2 0.9~2.3 0.2~50.3 0.16 0.05 0.03 0.03 0.01~0.03 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Ra0.63μm，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，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現毛坯的缺陷，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IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。 (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IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm (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IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm. (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IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。 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。 ３．工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，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 工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易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，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，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 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±0.036mm（注意周邊尺寸）。留磨削余量0.25~0.30mm 專用銑床 7 鉆 鉆4-φ13mm孔,刮平4-φ28mm。鉆4-φ11mm孔，刮平4-φ25mm. 專用鉆床 8 鉆 以結合面及主軸孔定位，鉆、攻2-M8螺紋、锪φ１３，鉆、攻2-M10x1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±0.036mm 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 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 ４ 涂漆 非加工面涂防銹漆 ５ 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 ６ 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±0.036mm(工藝尺寸) 專用銑床 ７ 鉆 鉆低面4-φ19mm孔,其中兩個鉸至φ19.50+0.01mm(工藝用)刮平φ36 專用鉆床 ８ 鉆 以底面及銷釘定位，鉆4-φ11刮背面φ25，鉆4-φ13刮背面φ28 專用鉆床 ９ 鉆 以兩個工藝孔及底面定位，加緊工件，鉆、鉸φ25mm測油孔，锪φ56mm深2mm.鉆、攻3-M6深10mm，鉆、攻2-M16x1.5底孔，刮平φ25mm 專用鉆床 10 磨 以一面兩孔定位，裝夾工件。磨結合面保證尺寸160±0.036mm 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，留加工余量0.3~0.4mm。保證兩軸中心線的垂直度公差0.3mm保證結合面與軸承孔的位置度公差為0.2mm 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0.1~0.2mm。保證兩軸中心線的垂直度公差0.3mm保證結合面與軸承孔的位置度公差為0.2mm 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0.2mm）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φ120~φ130mm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。孔的位置精度應由前一工序（或工步）予以保證。 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生產類型的不同，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。 第四節(jié) 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，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。 基準統(tǒng)一原則。應盡可能選用統(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，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 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 一、 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±0.06mm IT8 表面粗糙度 1.6 半精銑余量 2x1.5±0.25mm IT10 表面粗糙度 3.2 粗銑余量 2x5±0.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 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±0.06mm IT8 表面粗糙度 1.6 半精銑余量 2x1.5±0.25mm IT10 表面粗糙度 3.2 粗銑余量 2x5±0.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 3．箱體左右端面的加工余量 半精銑余量 2x1.5±0.25mm IT10 表面粗糙度 3.2 粗銑余量 2x5±0.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 4．箱體前后端面的加工余量 半精銑余量 2x1.5±0.25mm IT10 表面粗糙度 3.2 粗銑余量 2x5±0.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 5．兩軸承孔的加工余量 精鏜 0.4±0.05mm IT7 表面粗糙度 0.8 半精鏜 1.5±0.25mm IT9 表面粗糙度 3.2 粗鏜 5±0.5mm IT11 表面粗糙度 6.3 二、尺寸鏈的計算 1、 兩中心面與底面的尺寸鏈計算 尺寸鏈圖 N=A+A =160+120 則 N=280 N=+ N=0.054+0.063 =0.117 -=-- =-0.054-0.0063 =-0.117 所以的尺寸及公差為2800.117 2.觀油孔的尺寸鏈的計算 尺寸鏈圖 N=+ =N- =28-12.5 =15.5 =+ =0.046-0.033 =0.013 -=+ =-0.046+0.033 =-0.013 的尺寸為15.50.013 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 1 圓柱銑刀YG6 1.5 0.24 0.4 280 2.4-84 半精銑 2 圓柱銑刀YG6 0.5 0.41 0.08 280 機蓋結合面 粗銑 1 圓柱銑刀YG6 1.5 0.24 0.4 335 2.4-84 半精銑 2 圓柱銑刀YG6 0.5 0.41 0.08 335 磨 3 砂輪 0．02 0．75 0．0287 335 2．4-163 機蓋結合面平面孔 鉆削加工 1 麻花鉆 30 0.36 0.45 32 2.4-38 2.4-41 鉆削加工 2 麻花鉆 14 0.38 0.38 16 機蓋上平面孔 鉆削加工 1 麻花鉆 20 0.38 0.36 22 2.4-38 2.4-41 鉆削加工 2 麻花鉆 27 0.39 0.45 30 鉆削加工 3 麻花鉆 15 0.44 0.27 18 功絲 4 絲錐 20 0.163 1.0 22 2.4-105 功絲 5 絲錐 27 0.178 1.0 30 功絲 6 絲錐 15 0.095 1.0 18 機座結合面 粗銑 1 圓柱銑刀YG6 1.5 0.24 0.4 335 2.4-84 半精銑 2 圓柱銑刀YG6 0.5 0.41 0.08 335 2.4-84 磨 3 砂輪 0．02 0．75 0．0287 335 2．4-163 機座底面 粗銑 1 圓柱銑刀YG6 1.5 0.24 0.4 280 2.4-84 半精銑 2 圓柱銑刀YG6 0.5 0.41 0.08 280 機座底面孔 鉆削加工 1 麻花鉆 25 0.37 0.43 28 2.4-38 2.4-41 鉸孔（兩工藝用） 2 鉸刀 25 0．15 1．5 28 2.4-58 2.4-59 機座結合面孔 鉆削加工 1 麻花鉆 30 0.36 0.45 32 2.4-38 2.4-41 鉆削加工 2 麻花鉆 14 0.38 0.38 16 加工測油孔 鉆削加工 1 麻花鉆 22 0.20 0.4 25 2.4-38 2.4-41 鉸孔 2 鉸刀 22 0.35 0.35 25 2.4-58 2.4-59 锪孔 3 锪刀 8 0.40 0.21 8 2.4-67 鉆削加工 4 麻花鉆 10 0.44 0.1 12 2.4-38 2.4-41 功絲 5 絲錐 10 0.095 1.0 12 2.4-105 放油孔 鉆削加工 1 麻花鉆 30 0.35 0.61 30 2.4-38 2.4-41 功絲 2 絲錐 22 0.2 2 22 2.4-105 軸承端面（左右） 粗銑 1 端面銑刀 1.5 0.27 0.3 180 2.4-73 2.4-82 半精銑 2 端面銑刀 0.5 0.45 0.08 180 軸承端面（前后） 粗銑 1 端面銑刀 1.5 0.27 0.3 180 2.4-73 2.4-82 半精銑 2 端面銑刀 0.5 0.45 0.08 180 鏜軸承孔 粗鏜 1 鏜刀 1.5 0.2 0.4 54 2.4-66 半精鏜 2 鏜刀 0.5 0.3 0.25 54 精鏜 3 鏜刀 0.25 0.4 0.1 54 端面螺紋孔（蝸桿） 鉆削加工 1 麻花鉆 25 0.081 0.24 25 2.4-38 2.4-41 功絲 2 絲錐 25 0.148 1.25 25 2.4-105 端面螺紋孔（蝸輪） 鉆削加工 1 麻花鉆 25 0.081 0.24 25 2.4-38 2.4-41 功絲 2 絲錐 25 0.148 1.25 25 2.4-105 軸承孔倒角 锪孔 1 锪刀 1 0.41 0.2 1 2.4-67 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 半精銑 磨結合面（見《工藝手冊》表6.2-8） 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=4.9r/min = 鉆攻2-M8 鉆L=20 r/min = 攻 v=4.9r/min L=20mm = 鉆攻2-M10 鉆 L=25mm r/min = 攻L=25mm v=4.9r/min 鉆鉸25 f=0.41mm/r v=4.9m/min(見《機械加工工藝手冊》表2.4-38;2.4-41) 實切削速度v= = 鉸孔25 f=0.35 v=21m/min (按《工藝手冊》表4.2-2) 實切削速度v= = 锪沉頭孔f=0.21mm/r L=8 = 鉆攻M6 L=10mm = L=10mm v=4.9m/min = 鉆攻M16 L=25mm = L=22 = 銑端面 v=0.45m/r Z=20 相關手冊 查《工藝手冊》表4.2-39取r/min v= = 因為有四面，所以t=0.733min 半精銑t=1.4465min 因為有四面，所以t=5.76min 鏜孔110 f =0.4mm/r 相關手冊r=100m/min 取 L=53 = 兩個孔加工的機動時間 t=0.46x2=0.92min 半精鏜 f=0.5mm/r v=100 取 L=53 = 兩個孔的機動時間 t=0.46x2=0.92min f=0.1mm/r v=100m/min t=0.92min 鏜前后軸承孔同上 鉆攻M12 鉆 L=28 n =960r/min = 攻L=25 n=195r/min v=4.9m/min = 與四面軸承孔端面的孔一樣，鉆時0.405min ;攻時0.462min。 锪軸承倒角：由查表可知n=68r/min v=8.26m/min L=2mm = 第二章 夾具設計 第一節(jié)設計減速器φ19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φ19的鉆床夾具. 一. 設計任務分析 1、φ19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φ19為底孔鉆結合面孔,4-φ11,4-φ13. 3、專用鉆床的最大鉆孔直徑為φ25mm.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φ19mm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的。若定位元件采用φ110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φ19 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： （1） 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。 （2） 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=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》) 查表得：d0=19mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷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=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故FL=0.8 FE =0.8×79401=63521N FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N 在計算切削力時，必須考慮安全系數，安全系數 K=K1K2K3K4 式中：K1 —基本安全系數，2.5 K2—加工性質系數，1.1 K3—刀具鈍化系數，1.1 K2—斷續(xù)切削系數，1.1 則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521 =211366N 選用螺旋—板夾緊機構，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，f=0.25 則 N=0.5×211366÷0.25=52841N 四、計及操作的簡要說明 在設計夾具時，為降低成本，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。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，因此應設法降低切削力?？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） 五．結構分析 按設計步驟，先在各視圖部位用雙點劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導向元件再進一步考慮零件的裝卸，各部件結構單元的劃分，加工時操作的方便和結構工藝性的問題使整個夾具設計形成一個整體。 1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結構。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內腔掏空；為減少加工面，各部件的結合面處設置鑄件凸臺。 2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側面并通過夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底面與夾具底面的平行度。 3、為了便于裝卸零件，夾具采用了鉸鏈式的鉆模板結構。以保證鉆套的位置精度，用瑣緊螺釘鎖緊。 六、夾具的公差 1、制訂夾具公差的基本原則和方法 （1）滿足誤差不等式并有精度儲備的的原則 零件加工中受工藝系統(tǒng)各種誤差因素的影響而使加工尺寸產生一定的誤差，設除夾具本身之外工藝系統(tǒng)其他各誤差環(huán)節(jié)所造成的總和，同時考慮到要維持夾具的使用精度，在壽命期內應留出允許的磨損公差為△m.因此，夾具的制造誤差應當保證被加工工件的尺寸誤差在考慮