毕业设计（论文）-减速器箱盖加工工艺和夹具设计（全套图纸）.pdf

减速器箱盖加工工艺和夹 具设计 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 所在学院：所在学院： 专专 业：业：机械设计制造及其自动化 中国大庆 2015 年 6 月 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - I - 摘摘 要要 本文是在减速器箱体的图样分析后进行减速器箱体的机械加工工艺路线的设 计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。 减速器箱体的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成 本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则， 并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。 基准选择以 底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加 工中所需要的各种工艺参数。 在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数， 进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由 度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词关键词:减速器箱体；加工工艺；工序；专用夹具 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - II - Abstract This paper is the design of mechanical line processing of the gearbox in the pattern analysis of the gearbox after, at the same time according to the design process of the fixture requirements. The main content is the processing of the gearbox surface and the hole. The processing route is long, processing time, high processing cost, the machining precision requirement is high. In accordance with the requirements of the machining process, follow the principle of the surface after the first hole, and the hole and the plane processingclearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. The basis choice to the bottom as a rough benchmark, the bottom with two hole as abenchmark, various parameters needed to process its processing and processing of. In parts of fixture design, mainly according to the requirements of machining process, analysis of the number of degrees of freedom should be restricted, and then according to the surface features of parts of the selected positioning element, then analysis the selected components can be defined positioning should be limited degrees of freedom. Determine the location components also need to select the clamping element, finally is to determine the structure of special fixture. Keywords: reducer; processing technology; process; special fixture 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 1 - 目 录 摘 要 . I Abstract . II 1 绪论 . 1 1.1 本课题的研究内容和意义 . 1 1.2 国内外的发展概况 . 2 1.3 本课题应达到的要求 . 3 2 零件工艺的分析 . 4 2.1 零件的工艺分析 . 4 2.2 箱体零件的结构工艺性 . 4 3 工艺规程设计 . 7 3.1 确定毛坯的制造形式 . 7 3.2 定位基准的选择 . 8 3.2.1 粗基准的选择 . 8 3.2.2 精基准的选择 . 9 3.3 拟定工艺路线 . 10 3.3.1 划分加工阶段 . 10 3.3.2 安排加工顺序 . 11 3.3.3 拟定加工工艺路线 . 12 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 13 4 确定切削用量及基本工时 . 15 4.1 粗铣上窥视孔面 . 15 4.2 粗铣结合面 . 16 4.3 磨分割面 . 17 4.4 钻孔 . 18 5 铣左右端面夹具设计 . 20 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 2 - 5.1 设计要求 . 20 5.2 夹具设计 . 20 5.2.1 定位基准的选择 . 20 5.2.2 切削力及夹紧力的计算 . 20 5.3 定位误差的分析 . 23 5.4 夹具设计及操作的简要说明 . 24 6 钻孔夹具设计 . 25 6.1 设计分析 . 25 6.2 设计方案论证 . 25 6.3 切削力及夹紧力的计算 . 25 6.4 设计及操作的简要说明 . 26 6.5 结构分析 . 26 6.6 夹具的公差 . 28 6.7 工序精度分析 . 29 总 结 . 30 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致谢 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 1 - 1 绪论 1.1 本课题的研究内容和意义 工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固， 是在进行社会实践 之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床 夹具已成为机械加工中的重要装备。 机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要 工艺措施之一。 机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。 根据它来组织原材料和毛坯的 供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动 力，以及进行生产成本核算等。 机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生 产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、 顺利，实现优质、高产和低消耗。 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加 工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中， 以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工 序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产 的零件和成批生产中的重要零件。 在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是 从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效 的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决 的。 随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如 何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要 机械行业人员不断的努力，开拓创新。 随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系 统方向发展。 迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本 身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息 相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独 立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 2 - 夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原 则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单 位 。 机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称 为“辅助工具” 。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具 的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。 通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的 学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜 力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个 良好的基础。 1.2 国内外的发展概况 工装的全称是工艺装备， 工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装 备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为 配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。 机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置， 即工装的主要作用 有：固定，定位，防止变形。 夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方 面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工 装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉 现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人 的结合上， 这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具， 是加工过程加速和趋于完善； 第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件 的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有 着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具 作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安 全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削 力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方 式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 3 - 大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而 精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的 夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。 1.3 本课题应达到的要求 通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对减速器箱体的 基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机 床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析减速器箱体的加工工艺，确定减 速器箱体各加工表面的加工方法，进而形成减速器箱体的机械加工工艺路线。并能 根据减速器箱体的加工工序要求，分析减速器箱体的定位方式、金属切削加工过程 中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论 知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个减速器箱体的加工工艺路线经济， 工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。 针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、 工件夹紧及工艺参数确定 及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方 面的知识，设计出一套适合于实际的减速器箱体加工工艺路线，从而实现适合于现 代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高钻床夹具在机床上安装的稳固性，减 轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度 比也应恰当，一般有 H/B11.25，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工 作台面。 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 4 - 2 零件工艺的分析 2.1 零件的工艺分析 1.要加工孔的孔轴配合度为 H7， 2.表面粗糙度为 Ra 小于 1.6um,圆度为 0.0175mm,垂直度为 0.08mm,同 2.1.3 轴 度 为 0.02mm。 其它孔的表面粗糙度为 Ra 小于 12.5um,锥销孔的表面粗糙度为 Ra 小于 1.6um。 3.盖体上平面表面粗糙度为 Ra 小于 12.5um,端面表面粗糙度为 Ra 小于 3.2um. 4.机盖机体的结合面的表面粗糙度为 Ra 小于 3.2um. 5.结合处的缝隙不 2.1.6 大于 0.05mm， 机体的端面表面粗糙度为 Ra 小于 12.5um. 2.2 箱体零件的结构工艺性 工艺分析的目的主要有两个： 一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热 处理等的技术要求是否合理，是否便于加工与装配； 二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 5 - 艺规程。 铸件必须进行时效处理，以消除应力。有条件时应在露天存放一年以上再加 工。 为了保证加工精度应使定位基准统一，该零件主要定位基准，集中在 D 面 和 W 面上。 镗孔时，在可能的条件下尽量采用“支承镗削”方法，以增加镗杆的刚性， 提高加工精度。对直径较小的孔、应采用钻、扩、铰加工方法。 为保证在同一轴上各孔的同轴度，可采用在已加工孔上，安装导向套再加工其 他孔的方法。 为提高孔的加工精度，应将粗镗、半精镗和精镗分开进行。 铸造时一般50mm 以下孔不铸出。 孔的尺寸精度检验，使用内径千分尺或内径百分表进行测量。轴内孔之间距 离的测量可以通过孔与孔之间壁厚进行间接测量。 同一轴线上各孔的同轴度，可采用检验心轴进行检验。 各轴孔的轴线之间的平行度，以及轴孔的轴线与基准面的平行度，均应通过 检验心轴进行测量。 减速器箱体作为主传动系的支承零件， 各传动轴间要求一定的位置精度， 因此， 加工此减速器箱体的主要任务是保证各孔系间的相互位置精度。 在此减速器箱体的 加工中保证各孔正确位置是靠 T68 坐标镗床手动控制坐标来完成的， 为更好地保证 加工质量，单件小批量生产也可采用组合夹具、专用镗模进行加工，批量较大时， 应采用专用镗模进行加工。 根据减速器箱体零件图可知，其主要加工面是进行导轨面的加工、表面加工、 孔加工、钻孔、攻丝，孔的精度要求高。该零件年生产属小批量生产，设计加工零 件所需要的专用夹具是为了提高劳动效率、降低成本。 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： 2.2.1 本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。 2.2.2 箱体的内端面加工比较困难,结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 6 - 穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。 2.2.3 为了减少加工中的换刀次数,箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致. 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 7 - 3 工艺规程设计 3.1 确定毛坯的制造形式 毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用、零件生产率和经济性，而且也与 零件的机械加工工艺和质量密切相关。故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。 毛坯选择时，应全面考虑以下因素： 1）零件的材料及机械性能要求； 2）零件的结构形状与外形尺寸； 3）生产类型，它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性； 4）现有生产条件； 5）充分考虑利用新工艺、新材料、新技术的可能性。 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 HT200， 由于零件年生产量 8 万台， 已达到大批生产的水平，通常采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余 量可适当减少。 长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程 度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常减速器箱体材料采用灰 口铸铁。最常用的是 HT200400，当载荷较大时，采用 HT300540 高强铸铁。 减速器箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。 当零件尺寸和重量很大无 法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属 经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅 焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足 的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。 毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实 效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。 毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主 要加工面要求更高。 重要的减速器箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能 要求。 该零件为减速器箱体类， 且外型尺寸较大， 材料为 HT200， 零件的形状较复杂， 因此不能用锻造，只能用铸件，采用砂型铸造毛坯，如图 3.1 减速器箱体毛坯图所 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 8 - 示。采用小批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度查参考文献机械制 造工艺简明手册确定各表面加工余量。 毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力， 应使减速器箱体壁厚尽量均匀，减速器箱体浇铸后应安排时效或退火工序。 该减速器箱体的材料是 HT200，单件小批生产，由于结构复杂，所以毛坯采用 铸件。为了提高减速器箱体加工精度的稳定性，采用时效处理以消除内应力。 3.2 定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。 定位基准选择正确、 合理， 可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，使 生产无法进行。 减速器箱体定位基准的选择，直接关系到减速器箱体上各个平面与平面之间、 孔与平面之间、孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基准 时，首先要遵守“基准统一”和“基准重合”的原则，同时必须考虑生产批量的大 小、生产设备、特别是夹具的选用等因素。 该减速器箱体的结构复杂，壁厚不均，刚性不好，而加工精度要求又高，故减 速器箱体重要加工表面都要划分粗、精加工两个阶段，这样可以避免粗加工造成的 内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响，有利于保证减速器箱体的加 工精度。 定位基准有粗基准和精基准只分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。 3.2.1 粗基准的选择 加工的第一个平面是盖或低坐的对和面， 由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖 和底座两个不同部分上很不规则，因而在加工盖回底座的对和面时，无法以轴承孔 的毛坯面作粗基准，而采用凸缘的不加工面为粗基准。故盖和机座都以凸缘 A 面为 粗基准。这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体装合时对合面 的变形。 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间 的位置符合图样要求， 并特别注意要尽快获得精基面。 具体选择时应考虑下列原则： 重要表面原则 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。 不加工表面原则 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 9 - 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。 余量最小原则 如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准， 以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。 使用一次原则 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使 用将产生较大的误差。 平整光洁原则 以便工件定位可靠、夹紧方便。 根据生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件安装方式也不一样。大批大 量生产时， 由于毛坯精度高， 可以直接用减速器箱体上的重要孔在专用夹具上定位， 工件安装迅速，生产率高。在单件、小批及中批生产时，一般毛坯精度较低，按上 述办法选择粗基准，往往会造成减速器箱体外形偏斜，甚至局部加工余量不够，因 此通常采用划线找正的办法进行第一道的工序加工， 即以主轴孔及中心线为粗基准 对毛坯进行划线和检查， 必要时予以纠正， 纠正后孔的余量应足够， 但不应定均匀。 该减速器箱体为单件小批量生产，在单件小批量生产时，由于毛坯精度低，所 以以划线找正法安装。划线时先找正主轴孔中心，然后以主轴孔为基准找出其他需 加工平面的位置。加工该减速器箱体时，按所划的线找正安装工件，则体现的是以 主轴孔作为粗基准。 3.2.2 精基准的选择 选择精基准时，主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下 原则： 1) 基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准， 以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基 准不重合误差。 2) 基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。 3) 自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准， 称为自为基准原则。 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 10 - 4) 互为基准原则 5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。 为了保证减速器箱体零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的相互位置和距离尺 寸精度，减速器箱体类零件精基准选择常用两种原则：基准统一原则、基准重合原 则。小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准 不重合误差，有利于提高减速器箱体上各表面间的相互位置精度。大批生产时常采 用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。根据 大批大量生产的减速器箱体通常以顶面和两定位销孔为精基准， 机盖以下平面和两 定位销孔为精基准，平面为 330X20mm，两定位销孔以直径 6mm,这种定位方式很简 单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以 外的所有五个面上的孔或平面， 也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位 基准，实现“基准统一” ；此外，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。 3.3 拟定工艺路线 分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于： 整个加工过程分为两个大的阶段，先对盖和低座分别进行加工，而后再对装配好的 整体箱体进行加工。第一阶段主要完成平面， ，紧固孔和定位空的加工，为箱体的 装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。在两个阶段之间 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。 3.3.1 划分加工阶段划分加工阶段 零件的技术要求较高时，零件在进行加工时都应划分加工阶段，按工序性质不 同，可划分如下几个阶段： 粗加工阶段 此阶段的主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯 形状和尺寸接近与成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。 半精加工阶段 此阶段要减少主要表面粗加工中留下的误差， 使加工面达到一定的精度并留有 一定的加工余量，并完成次要表面的加工（钻、攻丝、铣键槽等） ，为精加工做好 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 11 - 准备。 精加工阶段 切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度与表面质量都比 较高。所以此阶段主要目的是全面保证加工质量。 光整加工阶段 此阶段主要针对要进一步提高尺寸精度、降低粗糙度（IT6 级以上）的表面。 一般不用于提高形状、位置精度。 根据加工阶段划分的要求及零件的批量，该减速器箱体的加工划分为 3 个阶 段：粗加工阶段（粗铣各个平面、孔端面及各主轴孔粗镗） 、半精加工阶段（半精 镗各主轴孔，完成各次要孔等）和精加工阶段（磨各平面、精镗各主轴孔） 。 3.3.2 安排加工顺序安排加工顺序 复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将 这些工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，先述 如下。 切屑加工工序顺序的安排原则 1）先粗后精 各表面加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的顺序进行，目的 是逐步提高零件加工表面的精度和表面质量。 2）先主后次 零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先 加工，而次要表面（键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度 加工之前进行加工。 3）先面后孔原则 对于减速器箱体类、支架类、机体类等零件，平面轮廓尺寸较大，用平面定位 比较稳定可靠，故应先加工平面，后加工孔。这样，不仅使后续的加工有一个稳定 可靠的平面作为定位基准面，而且在平整的表面上加工孔，加工变得容易一些，也 有利于提高孔的加工精度。 4）先基准后其他 作为精基准的表面要首先加工出来。 该减速器箱体的加工和装配大多以平面为基准，按照加工顺序安排的原则，采 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 12 - 用先面后孔的加工顺序。先加工平面，可以为加工精度较高的支承孔提供稳定可靠 的精基准，有利于提高加工精度。另外，先加工平面可以将铸件不平表面切除，可 减少钻孔时钻头引偏和刀具崩刃等现象的发生，对刀和调整也较为方便。加工孔系 时应遵循先主后次的原则，即先加工主要平面或孔系，这也符合切削加工顺序的安 排原则。 3.3.3 拟定加工工艺路线拟定加工工艺路线 拟定工艺路线的出发点：应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术 要求能得到合理的保证。还要考虑经济效果，以便降低生产成本。 综合以上加工阶段和加工顺序的分析，可以初步得出减速器箱体的加工艺路 线。 初拟减速器箱体加工工艺路线方案如表 3- 1 所示。 表 3- 1 工艺路线方案 工序号 工序内容 10 铸造 20 清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等 30 人工时效处理 40 以分割面为定位基准，按线找正，装夹工件，粗铣顶斜面，留 余量 1mm 50 以已加工的顶斜面为定位基准，按线找正，装夹工件，粗铣分 割面，留余量 1mm 60 以已加工的分割面为定位基准，按线找正，装夹工件，精铣顶 斜面，保证尺寸。 70 以已加工的顶斜面为定位基准，按线找正，装夹工件，精铣顶 面，保证尺寸要求。 80 将上下箱体合并 90 以箱体端面定位，钻 2- 3 销钉孔、铰 2- 3 销钉孔。装定位销 100 以箱体端面定位，钻 6- 9 连接孔。 110 粗、精铣两端端面 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 13 - 120 以底面、端面为定位基准，粗、精镗轴承孔及卡簧槽 130 以已加工端面定位，钻、攻螺钉孔 4- M3 140 拆卸上下箱体、去毛刺、清洗 方案在镗孔时， 把粗镗、 半精镗、 精镗分开进行加工， 满足了粗精分开的原则， 可以有效避免因粗精不分给工件带来的加工应力无法释放的危害， 有效地保证了零 件的加工精度。而且四个是孔同时进行加工的，不仅可以保证各主轴孔间的相互位 置精度，而且还有效地提高了零件的加工效率，降低了工人的劳动强度。 考虑到机械加工顺序安排原则及零件的生产成本等因素，其优越性在于把粗 镗、半精镗、精镗分开进行加工，符合切削加工工序顺序的先粗后精安排原则，而 且各轴孔加工顺序按照粗加工、半精加工、精加工进行，可以逐步提高零件加工表 面的精度和表面质量，可以逐渐提高各个轴孔的质量要求，可以提高各轴孔间的相 互位置精度和各自的尺寸精度，保证减速器箱体零件的技术要求，确定其为此零件 的加工工艺路线。 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 减速器箱体体的材料是 HT200，由于结构复杂，所以毛坯采用铸件。 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 寸与毛坯尺寸如下： 顶面 根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简 明手册表 2.2- 4 铸件机械加工余量，可得顶面 B 长度方向的单边加工余量如下： 精加工余量：Z2 =2.5mm 粗加工余量：Z1 =5.5mm 毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm 两侧面 根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简 明手册表 2.2- 4 铸件机械加工余量，可得两侧面 A、C 长度方向的单边加工余量 如下： 精加工余量：Z2 =2.5mm 粗加工余量：Z1=5.5mm 毛坯余量：Z =5.5+2.5=8mm 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 14 - 平面 根据其加工长度和加工宽度的大小及尺寸公差等级，查机械制造工艺设计简 明手册表 2.2- 4 铸件机械加工余量，可得平面 D、W 长度方向的单边加工余量如 下： 精磨余量： Z4=1.0mm 粗磨余量： Z3=1.5mm 半精刨余量：Z2 =3.5mm 粗刨余量： Z1=5.0mm 毛坯余量： Z=5.0+3.5+1.5+1.0=11mm 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 15 - 4 确定切削用量及基本工时 4.1 粗铣上窥视孔面 加工条件： 工件材料：灰铸铁 加工要求：粗铣箱盖上顶面，保证顶面尺寸 3 mm 机床：铣床 X52K 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数 Z=20 量具：卡板 计算铣削用量 最大加工余量为 Zmax=2.5mm,可一次铣削，切削深度 ap=2.5mm 确定进给量 f： 根据工艺手册 ） ，表 2.475,确定 fz=0.2mm/Z 切削速度：参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min 根据表 2.486,取 nw=37.5r/min, 故实际切削速度为： V=dwnw /1000=26.5(m/min) 当 nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为： fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min) (5-2) 切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为 l+l1+l2=125+3+2=130mm 故机动工时为： tm =130150=0.866min=52s 辅助时间为： tf=0.15tm=0.1552=7.8s 其他时间计算： 6%（tb+tx) =6%(52+7.8)=3.58s 故工序 5 的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =52+7.8+3.58=63.4s 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 16 - 4.2 粗铣结合面 加工条件： 工件材料：灰铸铁 加工要求：精铣箱结合面，保证顶面尺寸 3 mm 机床：卧式铣床 X52K 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数 Z=20 量具：卡板 计算铣削用量 已知毛坯被加工长度为 330 mm，最大加工余量为 Zmax=2.5mm,留磨削量 0.05mm， 可一次铣削，切削深度 ap=2.45mm 确定进给量 f：根据机械加工工艺手册 （以下简称工艺手册 ） ，表 2.4 75,确定 fz=0.2mm/Z 切削速度： 参考有关手册，确定 V=0.45m/s,即 27m/min 根据表 2.486,取 nw=37.5r/min;由公式（5-1）得 故实际切削速度为： V=dwnw /1000=26.5(m/min) 当 nw=37.5r/min,工作台的每分钟进给量应为： fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min) 切削时由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，则行程为 l+l1+l2=330+3+2=335mm 故机动工时为： tm =335150=2.23min=134s 辅助时间为： tf=0.15tm=0.15134=20.1s 其他时间计算： tb+tx=6%(134+20.1)=9.2s 故工序 6 的单件时间： tdj=tm+tf+tb+tx =134+20.1+9.2=163.3s 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 17 - 4.3 磨分割面 工件材料：灰铸铁 加工要求： 以底面及侧面定位， 装夹工件， 磨分割面， 加工余量为 0.05mm 机床： 平面磨床 M7130 刀具：砂轮 量具：卡板 选择砂轮 见工艺手册表 4.82 到表 4.88，则结果为 WA46KV6P35040127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为 46 号，硬度为中软 1 级，陶瓷结合剂， 6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 35040127（DBd） 切削用量的选择 砂轮转速为 N 砂 =1500r/min,V 砂=27.5m/s 轴向进给量 fa =0.5B=20mm(双行程) 工件速度 Vw =10m/min 径向进给量 fr =0.015mm/双行程 切削工时 根据工艺手册可知 式中 L加工长度，L=330mm b加工宽度，230mm Zb单面加工余量，Zb =0.0 5mm K系数，1.10 V工作台移动速度（m/min） fa工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm） fr工作台往返一次砂轮径向进给量（mm） 辅助时间为： tf=0.15tm=0.15162=24.3s 其他时间计算： tb+tx=6%(162+24.3)=11.2s 故该工序的单件时间： 黑龙江八一农垦大学本科毕业设计 - 18 - tdj=tm+tf+tb+tx =162+24.3+11.2=197.5s 4.4 钻孔 钻 4-9mm 孔 工件材料：灰铸铁 机床：立式钻床 Z535 型 刀具：采用5mm 的麻花钻头走刀一次， 扩孔钻6mm 走刀一次 5mm 的麻花钻：f=0.25mm/r（ 工艺手册2.4-38) v=0.53m/s=31.8m/min（ 工艺手册2.4-41) ns=1000v/dw=405(r/min) 按机床选取 nw=400r/min, （按工艺手册3.1-36） 所以实际切削速度 6mm 扩孔：f=0.57mm/r（