WHX120减速机机盖机体合箱后箱体加工工艺及粗铣前后端面夹具设计（全套含CAD图纸）
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可持续夹具及固定装置的高精度安装的方法论 J. 国巴斯大学机械工程学系 摘要 在夹具安装阶段，夹具组件的精确测量能力决定其精确性，尤其是对大尺寸的产品和应用来说。大量定制一些在设计上有多样性的小批量产品和零部件是十分重要的。产品质量应该与迅速转换理念相互协调，对于敏感元器件及组件而言，以牺牲产品质量来提高速度是不明智的，例如在航空航天工业中所看到的那些零部件。提高精确性对于夹具的安装是很有必要的，为了要尽量少用，这可取决于夹具和夹具定位变化的耐受 性预算。在航空航天工业中，灵活和可重构夹具的概念的发展及固定装置是夹具的主要开销成本。吸引他们的是重构夹具的可重用性，可持续使用是由于那些零部件也能够被重新应用到许多种产品和装配中去。一直不佳的准确性和可靠性为这类夹具的缺点，这篇论文主要是研究可持续夹具主要零部件的精确定位，影响夹具性能的因素在安装阶段会得以审查。本文介绍了一种在灵活夹具中为了最大限度地减少定位和夹紧的不确定性的方法。 关键词 :可持续性夹具；夹具安装；校准不确定性；夹具的监测；计量； 可重复使用的夹具 1 引言 质量和可靠性等因素 早已经转换为新零件固有的特征。在他们的产品和服务范围内，近期市场趋势已经迫使制造业走向大规模定制。其次增加新陈品的多样化设计在部件和组件级别上遵循第二次高幅度的变化。有先进制造系统和技术的国家提供了更多的灵活性，能使设计师更加自由的发挥想象。例如在过去几十年发展起来的一种新的大体积测量方法，就能测量及公丈的距离。用来检测大尺寸零件的这些设备通常是由多个组装部件所制造出来的。在重组和装配期间，那些大尺寸产品的制造需要用到专用的夹具和固定装置，以便于他们的零部件能够被定位在设计基准上。对于大批量产品，在计算机辅 助软件上就能估算出其主要的花费需求，否则，在某些情况下或以其他方式生产的产品成本可能会是非常高的。这个问题与客户不断用钱来寻求具有更高价值的市场需求相互矛盾。用一种典型的变化产品可以创建一个更加具有持续性的商业，因为它能够满足相对比较大地市场需求。由支持产品变化的不同形状的产品而形成的灵活和可重构夹具及固定装置则是应对上述挑战关键的解决方案。灵活夹具的概念已经在研究领域存在了几年 1。然而，它们在很大程度上没有充分利用真正的生产设施，尤其是大尺寸产品的制造，如航空航天设备。这是由于关于它们的初始安装、校准 困难和可重复性等挑战往往超出公差要求。这些夹具和高品质关键部件装置的制造以及大量的集成计量系统，都可以减少上述限制。本文包括了有关安装的计量问题和灵活的夹具校准以及检测服务。 2 相关工作 型零件的制造和装配 通常把要精密制造的机械零件移动到机床工作台是必需的，先进行粗加工，然后精对准和夹紧。在这个阶段，一方面是准备用于加工高精度的关键所在，然而，这对于一些大尺寸或重的零部件并不总是可以实现的。大型产品是指那些与一些不经济的可能需要处理或在工厂周围移动的的组件一起来达到制造和装配的目的 2。制造业和 这些部件的装配工艺包括所需机器和系统的运动以及这些部件的位置和方向。这些零部件通常定位在大尺寸夹具及固定装置上该定位的位置。如果这些部件以小批量生产，在航空航天工业、高开销的情况下，每个产品将会出现。在设计和制造夹具上，已经有了许多尝试，以便于能够持有许多种组件的变种。然而，这方法是不可行的，因为敏感或关键的零部件完全是由它们的 高精度要求所决定的。与固定的夹具相比较，可调、可重构夹具会产生更低的重复性。固定夹具有固定的方式，可以通过焊接或铆接的接头固定在一起来实现。这些机械故障，例如夹具和固定装置由于疲劳和 塑料变形就是一个终止其服务的主要原因，发送它们再进行回收。小批量制造的需求是目前常见的淘汰不合格夹具，其使用寿命取决于产品的生命周期。换句话说，在制造变种零件停止不久之后，与之有关联的夹具和固定装置将会变得多余。即使夹具有工作顺序，但它们仍然有报废并送往循环再造。这种方法会带来高负担回收的能耗。在大尺寸零件下的固定夹具和夹具的漂移以及夹具都能影响大尺寸零件组装的精确性 5。对于大尺寸的夹具已经开发出了几种分析夹具刚性的方法，可用来评估振动的影响因素。在任何情况下更加可持续生产要通过选择性方案才能得以实现。 如图 图 型的大型夹具元件 用于制造所延误的时间是固定夹具的又一重大缺点，这些夹具应该在制造前就被订购，在生产计划和产品上市前还可以创建额外的复杂性。不管他们的类型，大型夹具有一些共同的元素，包括一个主框架、内在的框架，有可能有一个或数多个可移动的机制或更小的组件，如钳、套管、皮卡和可调螺丝 表 1。 性夹具 开发的柔性夹具的概念增加了其可持续性、快速转换以及降低了成本。现在可以使用现成的模块来设计和组装夹具。根据规定，只有极少数夹具的专用零件需要设计和制造。以这种概念看，大 多数散装部件、附件关节都应用的很具体。一旦产品设计变异完全制造出来，然后就可以拆卸上述组件和重组成一种新的元 件来与未来的设计变异相匹配。因为组装和组件范围上的设计都相当接近，所以这种方法是最能降低夹具成本的。 根据组件的变化水平和工作类型的需求，每一个不同比例的柔性夹具都需要被重新安排。为了增加使用这种类型夹具的效益，这个问题在设计阶段考虑是十分重要的。例如，在可能的情况下，皮卡车的位置和三维定位夹具上的组件的不同变种，甚至完全不同的部分应该是在靠近增加兼容性和夹具子系统间变性。夹具关键部件的收集在短期内能 保证所需夹具的可用性。另外，这些夹具的存储需要很少空间，因为拆除所有模块是可能的，通常以脚手架的形式并把它们彼此放在一起。目前在一些汽车公司应用到柔性夹具，因为它们的精度等级是足够满足的。大尺寸制造的夹具设施尽管没有许多柔性夹具那样操作灵活，比如航空航天设备。准确性和定位销的不确定性、夹具的可重复性以及夹具结构的漂移都出现这样一个事实，这些夹具在发电和航空航天等工业不能满足公差要求。一旦它们的精度问题得以解决，这些夹具在上述的工业中将会有很高的利用价值。 图 具与汽车行业中的可重构组件 大量的体积 计量系统和技术一直有许多新的发展。依靠计量系统和技术的现代激光技术现在就能够测量一些可接受精度的大尺寸产品甚至到几公丈的产品。在安装和初期安装调试期间，这些系统能够用来精确定位一些夹具的关键部件。 夹具的安装通常开始形成机架或主要框架，然后是那些大的部件和像皮卡和夹具那样逐渐更小的零部件。计量系统能够用于柔性夹具的主要框架和其内部框架的安装，从而来保证每个零部件彼此之间的准确定位。表 1 显示了这些大规模的测量系统数。跟踪系统能够测量基准点，它是实现这一目的的最合适的测量系统。一起跟踪球式反射镜在三维空间内都可 以认准所要记录的位置。球式反射镜可以直接练习目标对象来提供几何位置信息或可以在机械重复的球式反射镜下 应用，从这个角度用激光来跟踪目标或短期目标。像一些其他测量仪器的激光跟踪有时候不确定，在夹具的安装过程中需要做以说明。此外，激光跟踪和目标点之间的光线问题还应该考虑到。如果必要的话，多个跟踪职位都可以使用，在实际测量活动中，其结果必然是伴随着一个不确定的说明。经过测量，这些给定的分散的特征值是合理的，这个问题与一些夹具或夹具的安装及以后的审核都是一样的。这些知识阐明了一个给定的定位夹具的能力和装配任务。换句话 说，它表示在其相关流程中一套夹具是否能够满足公差要求。 具理论比较 为了用于多种生产装置和组装应用，在不同的公司也有大量不同形状和设计的夹具。这些夹具中的某一些的形式都是标准形式，然而另一些是经过专门设计和制造的特殊零部件。后者可以说是建立在产品的复杂性和大规模的基础上的，所以可能会是非常昂贵的 9。 无论成本和目的如何，制造和组装过程都可以完成，要么不使用夹具，要么用固定帧夹具或用可重构或柔性夹具。表 2 对它们的典型应用的这些方法做出了比较。 固定框夹具通常用于重型应用上，它们更适合于应用在能够减 轻花费开销的大量产品上。 对于制造业和大型组装及复杂产品来说，柔性夹具的应用有很多好处。特别是在研究和发展工作中，以及低容量产品的情况下，制造柔性夹具和夹具可能会是非常有益的。除了在时间和金钱上使利益均衡外，柔性夹具还会有一个更加灵活的设计思路。由于在夹具的制造和装配过程中，会直接和经常改变夹具的拓扑成本。与传统夹具相比较，这种类型的柔性夹具的可重用性和可重构性是一个主要的优点。这一点尤为重要，因为它在绿色制造方面符合行业的发展方向，通过回收使用系统的组成部件，为相关项目的工装费用降低了项目成本。 表 于验证夹具大量的例子、便携式测量仪器 仪器 辅助部件 测量类型 接触式 非接触式 图像 激光跟踪仪 赛立信探头 是 T 型探头 是 激光雷达 球形目标 是 摄影 目标 是 光投影 是 关节臂 三坐标测量机 基于激光扫描头 是 接触探头 是 性夹具的安装 本节中描述的夹具在安装过程中需要考虑一些问题。夹具元件安装在合适位置可以说是一种挑战，尤其是当定位公差比较小时，柔性夹具也应当被监测以便于开发和与传统夹具相比较它们的刚性。 给出了一个通用的描述阶段根据初步夹具安装在仿真软件环境和利用一些尺寸为 5m 4m 3m 的大尺寸夹具的实际实验结果来测量指令阶段。这是不论这个夹具是否是第一次安装在夹具中还是对已经存在的夹具只做外形上的更换，其都是为了定位不同的零部件。 根据其复杂性，一种典型的大尺寸夹具具有三至五个结构。通常除了有一个主框架之外，在每一个级别的基本水平， 也可以由一个或多个结构。这些结构用来作为参考以便于作为夹具基准来定位。在一个自动化固定的平台上，机器系统会进行多项任务，比如定位、加工和进行装配。因此机器人的工作基准与夹具的工作框架相联系。仔细考虑夹具的综合数据，会确保后续安装达到预期的公差要求。 试辅助柔性夹具的安装 柔性夹具的安装在第一次进行模拟仿真时有几个安装阶段。使用模拟演习，在这个工程中可以减少一些潜在的错误和返工。测量辅助安装过程是类似的跟踪对象位置的过程，是常见的大尺寸组件用到的。夹具的组件先用这种方法使其大致位置公差在 1，然后当所有的夹具组件被放到所设计的位置时，在 差内，它们可以使用适当的扭矩收紧。典型的计量协助柔性夹具安装阶段如下： 在出厂时设置初试参考结构； 测量初始参照系； 安装基地或其位置的主框架； 安装脱机内结构； 安装控股和定位； 在内框和主框架位置安装钳、套管和皮卡。 底座上安装内框； 重点定位元件的精细调整和紧固； 核查参照系和夹具； 对于夹具关键位置的服务监测。 这些阶段是从无到有夹具的完整安装。更不用说，在设计变化略有变化的情况下，一些下面的操作将被忽略。 表 同夹 具理念之间简明的比较 典型特征 固定框架 柔性夹具 夹具 应用 大批量产品 小批量产品 样机 优点 唯一性 可重复性 可重构性 成本效益 耐用性 非常高 高 低 刚度 非常高 刚性不确定 低 缺点 重量 重 中 低 可移植性 不可移植 难以在每一个安装中定位 难以进行 成本 非常高 中等 低 生产时间 长 中等 短 性夹具的安装 柔性夹具安装过程中采取了以下阶段： 安装夹具的主框架； 移动单元和子系统组装； 夹具内框架在夹具装配中的安装； 皮卡和夹具的装配。 主框 架通常是夹具的骨干。因此，它一般不会改变外形，和内框架及较小的元素如衬套、皮卡和夹具一样具有规律性。慎重考虑制造过程可以减少夹具元件 较大元素的重新排列，也会更进一步节约时间和成本。图 3 显示了三组不同活动小组对于柔性夹具的安装过程。在这个过程中，假定夹具的标准件是从可供选择的现成的部件和组件中选出来的，然后提前在大量的物理安装测试和调试时以降低测量不确定度来进行一次夹具安装。一旦达到可接受水平的不确定性的物理安装才能进行。 图 性夹具的测量辅助安装程序 在夹具安装过程中，它可能需要用到多个测量 系统或用到包括一套完整夹具安装关键点的测量系统。这应该包括在夹具维修期间放在工厂的地板和墙壁上的稳定性及漂移检查的目标参考点。 在夹具上定位的关键点、测量仪器的不确定性应该予以考虑。作为一个经验法则，每个夹具关键位置的定位的准确性应该是在 10 倍，甚至比所需的耐受性更好。换句话说，如果组件公差指定至 夹具定位精度至少应为 柔性夹具安装的最佳做法如下： 一个工厂的墙壁和地板上的初始参考点的位置是首选，以减少测量的不确定性； 应验证该仪器所在位置上经常使用初始参考点的基地； 在每个夹具的 大节上，为更好地具有跟踪和可重复性，可以附加多个球式反射跟踪系统； 夹具大型组件有关于弯曲或扭曲的测量应集中在角梁的中央部分，以减少定位误差； 内框架参考点应选择尽可能远的创建框的坐标系统。这可能会导致在内框坐标系时的较小的不确定性。 由于评估的结果旨在对于所描述物体真正价值范围内的评估定位，则不确定性被定义为胶 8。这里的不确定性来自两方面的审查，首先是与测量过程中有关的，其次是与夹具定位的不确定性有关。测量不确定性的一些因素，如灰尘、重力、温度、气压、湿度、测量仪器和相关软件中的系统误差 、操作人员的技能、接触探针或球式反射跟踪仪。基于胶 8的定义，测量结果应伴随着它的不确定性说明，这些错误详细来源的讨论超出了本文的范围。已经有多项研究来建立真正的不确定性的一些测量仪器 10、 11。 夹具关键点的测量结果应该包括相关的置信水平。除了最初的不确定性上升的测量仪器，夹具的不确定性还有其他方面的影响。夹具框架方面的应用由于产品重量以及制造工艺过程在夹具框架中能创建一些弹性变形。夹具有了集成化、自动化和移动部分，是这个问题变得更加复杂。 仔细考虑夹具设计阶段不确定性的来源可以在一个给定的情况下减 少过度使用公差预算的风险。夹具的精度和夹具的成本之间有着直接的关系。然而，整体的成本也应该被考虑在内。高数额的零部件有更长的使用寿命。换句话说，质量特征接近平均值是，在使用过程中会很少失效。朝六个方向靠近在安装时是很必要的，然后是在高精度夹具和敏感部位上的可重构、柔性夹具及夹具的监测。 柔性夹具适用于组装和在加工部分有不同的设计和几何参数。尤其是当这些部件之间的设计变化小时，这种类型的夹具被证明是具有成本效益和快速的解决方案，这是因为它可能会通过夹具重新配置到一个新的产品或组件的变种上。然而，当所 需的零件盒装配的设计完全不同时，可能需要不同尺寸夹具组件的完整地重排，因此，在设计一个新的零件和重组夹具的拓扑结构时应该考虑到要便于减少夹具的安装和重新配置的时间以及成本，并最大限度的重用现在的组件在当前的装配中。 一个柔性夹具有许多种装配方式，是由于其灵活性。在正确的安装顺序下选择合适的组件，可以最大限度的节约成本和时间。本次选择的过程中应该对未来产品的夹具的潜在的重用予以考虑。在产品不断变化的情况下，计划和设计夹具框架是很重要的。使用定制的夹具、紧固件、轴套和其他夹具元件都是降低成本的关键问题。 仿真软 件和工具的广泛使用，可以减少返工和浪费夹具材料相关的成本。例如测量仪器，其目标点之间的视线检查就会使用这些软件来辅助。图 4 显示了柔 性夹具安装在测量仿真软件中的第一个阶段。由于夹具正在兴建的模拟的效益越 来越明显，因此它可以突出仪器与目标测量点的水平视线的问题和不确定性。 由于关于夹具操作中重量和力使夹具元件的电位漂移和变形，则可以提前在仿真中分析以及在购买夹具元件方面的财政。更重要的是，这种工具允许更好的装配和制造等操作，因为它们能提前分析出夹具的长处和弱点，揭示其物理设置。 选择合适的测量仪器最重要的是要 协助夹具安装的的计量。一个连贯的计量系统，其测量结果的不确定性能够决定夹具的不确定性，也暴露了夹具和是否符合一个给定的公差范围内所需任务的能力。 图 量辅助夹具安装的模拟过程 由于关于夹具操作中重量和力使夹具元件的电位漂移和变形，则可以提前在仿真中分析以及在购买夹具元件方面的财政。更重要的是，这种工具允许更好的装配和制造等操作，因为它们能提前分析出夹具的长处和弱点，揭示其物理设置。 选择合适的测量仪器最重要的是要协助夹具安装的的计量。一个连贯的计量系统，其测量结果的不确定性能够决定夹具的不确定性 ，也暴露了夹具和是否符合一个给定的公差范围内所需任务的能力。 总 结 零件和装配体应该以尽量减少夹具成本的方式来设计，以满足使用标准组件。如果在夹具更新至下一产品时提前思考，则其速度和成本可能会增加。在夹具和固定装置的设计上有强大的总成本、碳足迹及其可持续性。它往往要求生产出只有极少数的典型设计或产品，子系统或组件，以满足产品的变化和客户的需求。对于大型产品的几何尺寸超出几米夹具的可能会造成重大的开销。此外，一旦所需的零部件倍制造出来，这些夹具则会变得多余。常规回收多余夹具是不经济的。因此，找到增加夹具的灵活 性才是所需求的方法。 柔性夹具和夹具的概念已存于二十余年。然而它们的潜能还没有真正发挥，是由于其精度可可重复性的不确定性。高精度计量系统现在能够用来对夹具进行初始安装和服务。然后使用该系统有可能重新设定夹具元素使其精确到一个新的拓扑结构，以便于定位不同几何位置的组件，允许几次使用夹具。 本文提出了一种对于大规模柔性夹具及夹具初始定位和安装的通用的算法。计量辅助夹具安装的新概念被证明对复杂的设置和夹具的安装是有益的。当完全装配好时，夹具的稳定性可以通过慎重考虑和选择夹具几何位置上的关键点来予以保证。这种方法将 应用于大尺寸元件和产品的制造以及装配件，尤其是应用于航空航天和发电工业中。 G. et (, of 149 78 011 . he to of of is in of in be in as is as in It is of to be in to of to in in to of of of as be of a or of of In of of is of a in of as to of to in in of is by a of at of to in of of to be of in to be in be by in or of be In a in a as it of a be in to of is a of in 1. to a in as is to to of as as to of as as 2 of to of it is to to At is of is or to to or in 2. of of to to in If in is to so a of of 3, 4. is or to J. 50 to or of to is a of it is to a as on of In of a s if in to be of in of a 5. 6 to of on In a be by : of ) to is be in of in to of a of or a of or a of as ). he of is as as It is to on a of be to be In of at in a is it is to in a to be a of in to as be of of of in on of in of on a of to be is to be at in to of of D of on of or be in to of of a of of of in a In to of as it is to in of to in of ) as is 51in in as of of of to of in : ) a of in of up to be to of of of or to as be of to of a of of 7. of a of be in be to or be a MR or in a of to be of be if be In be a of of to 8. is of or of a In it if a of a of in of in to be on of 9. of a or be no or or a of a of of in of of In as as be In to of a to to of of of is a . 52 of to is as it is in in of by a to of : of MR 9 9 9 9 9 9 9 3 he to be in in of in be a be in to of by on of an in of a m x 4m is in a is of is in or it is a of an a a on a to of at be or to in to In an as is of of of be in of of of is to to is In of mm at of of 1. in . of . of or in . of 5. of . of in on . of on 8. of 9. of 0. in of on to of to in of 53in of be : A ow in to he 1. of of . of . of on . of on is of is a of it in as as or of as of of of in in of of In it is of in of a of to in a of is of is : . 54 In it be to or a to of on d购买后包含有 咨询 Q 197216396 i 内容摘要 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机床及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 由于 其 加工批量很大， 专用夹具 设计中参考了许多成熟的结构，本设计结构简单、操作方便，使用了大量的标准元件，大大缩短了本工序的辅 助时间，一定程度上提高了劳动生产率，减轻了工人的劳动强度。 关键词： 工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夹紧力， 专用夹具 。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of to be in to is of in s s of 目录 购买后包含有 咨询 Q 197216396 一章 : 概述 . 1 第二章：箱体工艺分析 . 8 箱体零件的工艺分析 . 8 件的材料 . 8 箱体零件的结构工艺性 . 8 第三章：拟定箱体加工的工艺路线 . 9 定位基准的选择 . 9 工路线的拟定 . 9 第四章 : 箱体机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 13 主要平面加工的工序尺寸及加工余量： . 13 孔加工的工序尺寸及加工余量： . 13 第五章：确定切削用量及基本工时 . 14 削用量及基本工时的确定原则 . 14 机体切削用量和基本工时的确定 . 15 第六章 : 专用夹具的设计 . 28 夹具设计问题的提出 . 28 粗铣前后端面夹具设计 . 28 参考文献 . 35 结论 . 36 感谢 . 37 购买后包含有 咨询 Q 197216396 1 第一章 :概述 箱体零件是机器或部件的基础零件 ,它把有关零件联结成一个整体 ,使这些零件保持正确的相对位置 ,彼此能协调地工作 箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量 ,进而影响机器的使用性能和寿命 由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用 ,箱体零件具有多种不同的结构型式 ,其共同特点是 :结构形状复杂 ,箱壁薄而不均匀 ,内部呈腔型 ;有若干精度要求较高的平面和孔系 ,还有较多的紧固螺纹孔等 . 箱体零件的毛坯通常采用铸铁件 减震性以及良好的铸造性能和切削性能 ,价格也比较便宜 用有色金属合金铸造箱体毛坯 (如航空发动机上的箱体等 )为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯 . 箱体加工方法的选择：（ 1）平面加工：在大批大量生产中宜采用铣平面和磨平面加工方案，在单件小批量生产中宜采用粗刨、半精刨、宽刃精刨平面加工方案。（ 2）孔隙加工：孔加工方法可采用粗镗 半精镗 精镗加工方案。 箱体加工工艺过程宜划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。加工顺序可根据先粗后精、先加工基准面后加工其他表面、先加工平面后加工孔、先加工主要表面后加工次要表面等原则。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 2 购买后包含有 咨询 Q 197216396 3 购买后包含有 咨询 Q 197216396 4 购买后包含有 咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 咨询 Q 197216396 7 购买后包含有 咨询 Q 197216396 8 第二章 ：箱体工艺分析 箱体零件的工艺分析 加工孔的孔轴配合度为 面粗糙度为 于 度为 直度为 轴度为 它孔的表面粗糙度为 销孔的表面粗糙度为 体上平面表面粗糙度为 面表面粗糙度为 盖机体的结合面的表面粗糙度为 体的端面表面粗糙度为 件的材料 由于铸铁容易成 形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用 箱体零件的结构工艺性 箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意： 箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。 了减少加工中的换刀次数，箱体上的螺纹孔的尺寸规格应保持一致，本箱体分别为 16孔。 加工前后左右端面，再加工蜗杆面和蜗轮面 购买后包含有 咨询 Q 197216396 9 第三章：拟 定箱体加工的工艺路线 定位基准的选择 在工艺规程设计中，正确选择定位基准，对保证零件技术要求，确定加工先后顺序有着至关重要的影响。定位基准有粗基准和精基准之分。用毛坯上未加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准；用加工过的表面作为定位基准，这种定位基准称为精基准。在选择定位基准时一般都是先根据零件的加工要求选择精基准，然后再考虑用那一组表面作粗基准才能把精基准加工出来。所以应先确定精基准，然后确定粗基准。 选择精基准一般应遵循以下几项要求：基准重合原则，统一基准原则，自为基准原则和互为基准原则 。这四项选择精基准的原则，有时不可能同时满足，应根据实际条件决定取舍。 由于精基准已加工出，根据大批大量生产的减速器箱体通常以底面和两定位销孔为精基准，平面为 220定位销孔以直径 13种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。 工路线的拟定 离式箱体工艺路线 完成对盖和低座的加工，就要对装配好的整个箱体进行加工。这个阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。在此阶段之 前应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。 面加工方法的选择 箱体零件的结构形状最终都是由一些基本的几何表面如平面和孔组成的，箱体零件的加工过程实际就是获得这些几何表面的过程。具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图样要求的往往要经过多次加工才能逐步达到加工质量要求。在选择加工方法时，一般总是首先根据零件主要表面的技术要购买后包含有 咨询 Q 197216396 10 求和工厂技术条件，先选定该表面终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有 关前导工序的加工方法。 工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时，一般都要经过粗加工、半精加工和精加工等三个阶段。粗加工阶段的主要任务是高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近成品零件。半精加工阶段的主要任务切除粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次要表面的加工。精加工阶段的主要任务是保证各主要表面达到零件图规定得加工质量要求。加工阶段的划分可以保证零件加工质量，有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理和有利于合理利用机床设备。在上述加工中，为减 少夹紧变形对工件加工精度的影响，一般都在粗加工后松开夹紧装置，然后用较小的夹紧力重新夹紧工件，继续进行精加工，这对提高工件加工精度有利。 序先后顺序的安排 1 机械加工工序的安排 机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循如下原则：先加工定位基面，后加工其他表面；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序 ;先加工平面，后加工孔。 2 其他工序的安排 为保证零件制造质量，防止废品产生，需在以下场合安排 检验工序： 1）粗加工全部结束之后； 2）送往外车间加工的前后； 3）工时较长工序和重要工序的前后； 4）最终加工之后。 床设备和工艺装备的选择 正确选择机床设备是件重要的工作，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应，机床精度等级应与本工序加工要求相适应，电动机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。 工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况 适当选择。在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备（包括夹具、刀具、量具和辅具）；在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。 综合以上设计要领， 速器机盖机座合箱后箱体的工艺路线拟定如下： 购买后包含有 咨询 Q 197216396 11 表 1速机箱体合箱后的工艺过程 工序号 工序名称 工 序 内 容 工艺装备 1 钳 将箱盖，箱体对准合箱，用 10 母紧固 2 钻 钻，铰 2 6锥销孔，装入锥销 专用钻床 3 半精铣 以底面定位，按底面一边找正，装 夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后端面，保证尺寸 230用铣床 4 半精铣 以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣左右端面，保证尺寸 275用铣床 5 精铣 以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后两端面，保证端面 A 的垂直度为 用铣床 6 精铣 以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣左右两端面，保证端面 A 的垂直度为 用铣床 7 粗镗 以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗 杆面 110承孔，留加工余量 证两轴中心线的垂直度公差为 端面 用镗床 8 粗镗 以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗轮面 110承孔，留加工余量 证两轴中心线的垂直度公差为 端面 用镗床 9 检验 检查轴承孔尺寸及精度 10 半精镗 以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗杆面 110承孔，留加工余量 用镗床 购买后包含有 咨询 Q 197216396 12 11 半精镗 以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗轮面 110承孔，留加工余量 用镗床 12 精镗 以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，按分割面精确对刀（加工蜗杆面轴承孔 专用镗床 13 精镗 以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，按分割面精确对刀（加工蜗轮面轴承孔 专用镗床 14 钻 用底面和两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗杆轴承孔端面螺孔 专用钻床 15 钻 用底面和 两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗轮轴承孔端面螺孔 专用钻床 16 锪孔 用带有锥度为 90 度的锪钻锪轴承孔内边缘倒角 4 45 度 专用钻床 17 钳 撤箱，清理飞边，毛刺 . 合箱 18 检验 检查各部尺寸及精度 购买后包含有 咨询 Q 197216396 13 第四章 : 箱体机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸。 用去除材料方法制造机器零件时，一般都要从毛坯上切除一层层材料之后最后才能制得符合图样规定要求的零件。毛坯上 留作加工用的材料层，称为加工余量。正确规定加工余量的数值十分重要，加工余量规定的过大，不仅浪费材料而且消耗机时、刀具和电力；但加工余量也不能规定得过小，如果加工余量留得过小，则本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷层，因而也就没有达到设置这道工序的目的。确定加工余量有计算法，查表法和经验估计法等三种方法。用查表法确定加工余量，方法简便，比较接近实际，生产上广泛应用。 尺寸确定如下： 主要平面加工的 工序尺寸及加工 余量： 为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序 4的铣削深度工序 5的铣削深度 序 6 的铣削深度 序 7 的铣削深度 ,45孔加工的工序尺寸及加工余量 ： (1) 钻铰 2 钻孔： 42Z=4 孔： 62) 镗 2承 孔 粗镗： 2Z=4.4 精镗： 2Z= 镗： 2Z= 3) 攻钻 8 钻孔： 122Z=12 孔： 买后包含有 咨询 Q 197216396 14 第五章：确定切削用量及基本工时 削用量及基本工时的确定原则 切削用量的选择，对生产率，加工成本和加工质量均有重要影响。所以合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，能取得较高的生产效率和较低成本的切削用量。约束切削用量选择的主要条件有：工件的加工要求，包括加工质量要求和生产效率要求；刀具材料的切削性能；机床性能，包括动力特征和运动特性；刀具寿命要求。 切削用量的选用原则：首先选取尽可能大的背吃刀量 次根据机床进给 机构强度、刀杆强度等限制条件 (粗加工时 )或已加工表面粗糙度要求（精加工时），选取尽可能大的进给量 f；最后根据“切削用量手册”查取以确定切削速度 切削用量三要素的选用：（ 1）背吃刀量 据加工余量确定。粗加工时，一次走刀应尽可能切掉全部余量。如果是下面几种情况，可分几次走刀： 1 加工余量太大； 2 工艺系统刚性不足； 3 断续切削。半精加工时， 加工时， 2）进给量 f：粗加工时，对表面质量没有太搞要求，合理的进给量影视工艺系统所能承受的最大进给量。限制精加工因素的主要因素是表面粗糙度和加工精度要求。时间生产中，经常采用查表法确定进给量。粗加工时，根据加工材料、车刀刀杆尺寸及已确定的背吃刀量由“切削用量手册”可查得进给量 f 的取值。半精加工和精加工时，则主要根据工件表面粗糙度要求，选择进给量 f 值。（ 3）切削速度：根据已经确定的背吃刀量 给量 f 及刀具寿命 T,用查表法确定切削速度 时间定额是指在一定生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定额是安排 作业计划、进行成本核算的重要依据，也是设计或扩建工厂（或车间）时计算设备和工人数量的依据。时间定额规定得过紧会影响生产工人的劳动积极性和创造性，并容易诱发忽视产品质量的倾向；时间定额规定得过松起不到指导生产和促进生产发展的积极作用。合理制定时间定额对保证产品加工质量、购买后包含有 咨询 Q 197216396 15 提高劳动生产率、降低生产成本具有重要意义。时间定额由以下几个部分组成： 状、性能和相对位置关系所消耗的时间。 装卸工件，开停机床，改变切 削用量，测量加工尺寸，引进或退回刀具等动作所花费的时间，一般以机动工时的百分比进行估算。本设计辅助时间以机动工时的 15%进行估算。 机动工时 人为照管工作地（例如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。 设计中布置工作地时间 %。 间。设一批工件数为 m，则分摊到每个工件上的准备与终结时间为tz/m。将这部分时间加到单件时间 为单件计算时间 td+tz/于是大批大量生产，每个工件上的准备与终结时间为 tz/m 相对单件时间很小，可忽略不计。 机体切削用量和基本工时的确定 工序 2 钻，铰 2 个直径为 6 28孔 （ 1）钻孔工步 工件材料：灰铸铁 加工要求：钻 2个直径为 4 28孔 机床：立式钻床 刀具：采用 4麻花钻头 走刀一次， f=r（工艺手册 v=s=工艺手册 000v/ 80(r/按机床选取 30r/（按工艺手册 所以实际切削速度 V= 1000=41.6(m/nw t （ 2）粗铰工步 工件材料：灰铸铁 加工要求： 铰 2 个直径为 6 28 孔 机床：立式钻床 刀具：采用 4 6绞刀走刀一次， f=r（工艺手册 购买后包含有 咨询 Q 197216396 16 v=s=工艺手册 000v/ 75(r/按机床选取 75r/（按工艺手册 所以实际切削速度 m (w n w V m nw t 故 （ =tb+% (7s 故工序 2的总时间： tm+tf+tb+= 工序 3 半精铣前后端面 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：半精铣箱体前后 2 个端面 机床：卧式铣床 具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀， 25数 Z=20 量具：卡板 （ 2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 165 大加工余量为 一次铣削，切削深度 定进给量 f： 根据工艺手册，表 75,确定 切削速度： 参考有关手册，确定 V=s,即 27m/ 8 ( r / m 71000000 根据表 86,取 故实际切削速度为： m (w n w V m 当 作台的每分钟进给量应为： fm=20 50(mm/购买后包含有 咨询 Q 197216396 17 切削时由于是半精铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+65+3+2=170 故机动工时为： nw 辅助时间为： 68=他时间计算： tb+% (68+铣一端面的时间： tm+tf+tb+68+由于要求铣 2个端面，则工序 4的总时间为： T=2 工序 4 半精铣左右端面 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：半精铣箱体左右 2 个端面 机床：卧式铣床 具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀， 25数 Z=20 量具：卡板 （ 2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 165 大加工余量为 一次铣削，切削深度 定进给量 f： 根据工艺手册，表 75,确定 切削速度： 参考有关手册，确定 V=s,即 27m/ 8 ( r / m 71000000 根据表 86,取 故实际切削速度为： m (w n w V m 当 作台的每分钟进给量应为： fm=20 50(mm/购买后包含有 咨询 Q 197216396 18 切削时由于是半精铣，故整个铣 刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+65+3+2=170 故机动工时为： nw 辅助时间为： 68=他时间计算： tb+% (68+铣一端面的时间： tm+tf+tb+68+由于要求铣 2个端面，则工序 5的总时间为： T=2 工序 5 精铣前后端面 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：精铣箱体前后 2 个端面 机床：卧式铣床 具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀， 25数 Z=20 量具：卡板 （ 2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 165 大加工余量为 一次铣削 , 切削深度 定进给量 f： 根据工艺手册，表 75,确定 切削速度： 参考有关手 册，确定 V=s,即 27m/ 8 ( r / m 71000000 根据表 86,取 故实际切削速度为： m (0dw m 当 作台的每分钟进给量应为： fm=20 12.5(mm/购买后包含有 咨询 Q 197216396 19 切削时由于是半精铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+65+3+2=170 故机动工时为： 170 0s 辅助时间为： 90=他时间计算： tb+% (90+铣一端面的时间： tm+tf+tb+90+由于要求铣 2个端面，则工序 6的总时间为： T=2 工序 6 精铣左右端面 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：精铣 箱体左右 2 个端面 机床：卧式铣床 具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀， 25数 Z=20 量具：卡板 （ 2）计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 165 大加工余量为 一次铣削 , 切削深度 定进给量 f： 根据工艺手册，表 75,确定 切削速度： 参考有关手册，确定 V=s,即 27m/ 8 ( r / m 71000000 根据表 86,取 故实际切削速度为： m (0dw m 当 作台的每分钟进给量应为： fm=20 12.5(mm/切削时由于是半精铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为l+l1+65+3+2=170 购买后包含有 咨询 Q 197216396 20 故机动工时为： 170 0s 辅助时间为： 90= 他时间计算： tb+% (90+铣一端面的时间： tm+tf+tb+90+由于要求铣 2个端面，则工序 7的总时间为： T=2 工序 7 粗镗 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：粗镗蜗杆面 110承孔，留加工余量 床： 床 刀具： 刀 量具：塞规 （ 2） 计算镗削用量 粗镗孔至 边余量 Z=切削深度 刀长度分别为 3075定进给量 f： 根据工艺手册，表 60,确定 切削速度： 参考有关手册，确定 V=300m/ r / m 001 0 00 0 00 根据表 41,取 00r/故加工蜗杆轴承孔 : 机动工时为： i 3275f nw t 辅助时间为： 他时间计算： tb+% (买后包含有 咨询 Q 197216396 21 则工序 9的总时间为： tm+tf+tb+工序 8 粗镗 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：粗镗蜗轮面 110承孔，留加工余量 床： 床 刀具： 刀 量具：塞规 （ 2）计算镗削用量 粗镗孔至 边余量 Z=切削深 度 刀长度分别为 3075定进给量 f： 根据工艺手册，表 60,确定 切削速度： 参考有关手册，确定 V=300m/ r / m 001 0 00 0 00 根据表 41,取 00r/故加工蜗轮轴承孔： 机动工时为： 3230f nw t 辅助时间为： 48=他时间计算： tb+% (48+工序 10的总时间为： tm+tf+tb+48+序 10 半精镗 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：半精镗蜗杆面 110承孔，留加工余量 床： 床 购买后包含有 咨询 Q 197216396 22 刀具： 刀 量具：塞规 （ 2）计算镗削用量 粗镗孔至 边余量 Z=切削深度 刀长度分别为 3075定进给量 f： 根据工艺手册，表 60,确定 切削速度： 参考有关手册，确定 V=300m/ r / m 001 0 00 0 00 根据表 41,取 00r/故加工蜗杆轴承孔： 机动工时为： 3275f nw t 辅助时间为： 78=他时间计算： tb+% (78+工序 11 的总时间： tm+tf+tb+78+工序 11 半精镗 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：半精镗蜗轮面 110承孔，留加工余量 床： 床 刀具： 刀 量具：塞规 （ 2）计算镗削用量 粗镗孔至 边余量 Z=切削深度 刀长度分别为 3075定进给量 f： 根据工艺手册，表 60,确定 切削速度： 购买后包含有 咨询 Q 197216396 23 参考有关手册，确定 V=300m/ r / m 001 0 00 0 00 根据表 41,取 00r/加工蜗轮轴承孔： 机动工时为： 3230f nw t 辅助时间为： 60=9s 其他时间计算： tb+% (60+9)=总时间： tm+tf+tb+60+9+工序 12 精镗 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：粗镗 2承孔，加工 床： 床 刀具： 刀 量具：塞规 （ 2）计算镗削用量 粗镗孔至 110 切削深度 刀长度分别为 3075 确定进给量 f： 根据工艺手册，表 60,确定 切削速度： 参考有关手册，确定 V=300m/ r / m 001 0 00 0 00 根据表 41,取 00r/故加工蜗杆轴承孔： 机动工时为： 3275f nw t 辅助时间为： 购买后包含有 咨询 Q 197216396 24 78=他时间计算： tb+% (78+工序 13的总时间为： tm+tf+tb+78+工序 13 精镗 （ 1）加工条件 工件材料：灰铸铁 加工要求：粗镗 2 承孔，加工 床： 床 刀具： 刀 量具：塞规 （ 2）计算镗削用量 粗镗孔至 110 切削深度 刀长度分别为 3075定进给量 f： 根据
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