說明書變速齒輪箱機械加工工藝規(guī)程及工裝設(shè)計.doc

湖 南 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ）題目變速齒輪箱機械加工工藝規(guī)程及工裝設(shè)計作者嚴一雄學(xué)院機電工程學(xué)院專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)號1103010525指導(dǎo)教師胡忠舉二一五 年 五 月 二十 日湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 院 系（教研室）系（教研室）主任: （簽名） 年 月 日學(xué)生姓名: 學(xué)號: 專業(yè): 1 設(shè)計（論文）題目及專題： 2 學(xué)生設(shè)計（論文）時間：自 年 月 日開始至 年 月 日止3 設(shè)計（論文）所用資源和參考資料：4 設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：5 提交設(shè)計（論文）形式（設(shè)計說明與圖紙或論文等）及要求：6 發(fā)題時間： 年 月 日指導(dǎo)教師： （簽名）學(xué) 生： （簽名）湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)人評語主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作態(tài)度，研究內(nèi)容與方法，工作量，文獻應(yīng)用，創(chuàng)新性，實用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進行綜合評價指導(dǎo)人： （簽名）年 月 日 指導(dǎo)人評定成績： 湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評語主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究內(nèi)容與方法，實用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進行綜合評價評閱人： （簽名）年 月 日 評閱人評定成績： 湖 南 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄日期： 學(xué)生： 學(xué)號： 班級： 題目： 提交畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會下列材料：1 設(shè)計（論文）說明書共頁2 設(shè)計（論文）圖 紙共頁3 指導(dǎo)人、評閱人評語共頁畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會評語：主要對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）的研究思路，設(shè)計（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對設(shè)計（論文）的介紹，回答問題情況等進行綜合評價答辯委員會主任： （簽名）委員： （簽名）（簽名）（簽名）（簽名） 答辯成績： 總評成績： 摘 要變速齒輪箱體是旋耕機的一個主要零件。旋耕機通過該零件的安裝平面與手扶拖拉機變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位，四個螺栓固定，實現(xiàn)旋耕機的正確聯(lián)接。變速齒輪箱體的質(zhì)量直接影響到機器的性能。本次設(shè)計先進行了變速齒輪箱體的零件分析，通過對參考文獻進行的分析與研究，闡述了工藝規(guī)程和制造技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容；在技術(shù)路線中，論述箱體的加工工藝，機械加工余量，加工順序的安排和基本工時計算。關(guān)鍵詞 ：工藝規(guī)程；變速齒輪箱體；定位基準(zhǔn)；加工余量ABSTRACT The gear casing of changing speed is a major element of the machine of rotary tillage. The machine of rotary tillage is linked through the rear of the gearbox of walking tractor and the installation plane of this element, using two cylinders to sell location and 4 bolts to fix in order to realize the correct coupling of the machine of rotary tillage. The quality of the gear casing of changing speed put a direct influence on the performance of machine. This design goes on the element analysis of the gear casing of changing speed first, through the research and analysis of the bibliographical reference, then it have elaborated procedure and made the related contents such as technology; In technical route, it discussed machining surplus and the processing technology of casing, the process of the sequential arrangement and the calculation of the basic man-hour.Keywords: Procedure；the gear casing of changing speed；location standard ; mental allowance目 錄 第一章 緒論 1 1.1 箱體零件的主要技術(shù)要求 1 1.1.1 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點 1 1.1.2 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點 1 1.1.3 箱體類零件的材料和毛坯 2 1.2 箱體類零件的加工工藝分析 2 1.2.1 工藝路線的安排 2 1.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 3 1.2.3 主要表面的加工 4 1.2.3.1 箱體的平面加工 4 1.2.3.2 孔系加工 4 1.3 夾具的組成 5 1.4 鉆模的分類與設(shè)計 5 第二章 零件的功用與結(jié)構(gòu)分析 7 2.1 零件的功用 7 2.2 零件的工藝分析 7 2.2.1 零件主要加工表面尺寸 8 2.2.2 零件的材質(zhì)熱處理及工藝分析 8 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 10 3.1 確定毛坯的制造形式 10 3.2 基面的選擇 10 3.2.1 精基準(zhǔn)的選擇 10 3.2.2 粗基準(zhǔn)的選擇 10 3.2.3 定位夾緊方案的制定 10 3.3 工藝過程的劃分 11 3.4 工藝路程的制定 11 3.5 工藝方案的分析與比較 14 3.5.1 工藝規(guī)程選擇的基本因素 14 3.5.2 工藝規(guī)程的基本分析 14 第四章 確定切削用量及工序設(shè)計 16 4.1 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 16 4.2 確定切削用量及工序計算 18 4.2.1 工序10：粗銑N面 18 4.2.2 工序20：鉆6底面孔 19 4.2.3 工序30: 精擴鉸2-10 mm孔 21 4.2.4 工序40: 粗銑R面及Q面 22 4.2.5 工序50: 銑凸臺面 23 4.2.6 工序60: 粗鏜2-80 mm孔并倒角 23 4.2.7 工序70: 精銑N面 24 4.2.8 工序80: 精銑R及Q面 24 4.2.9 工序90: 精鏜2-80H7孔 25 4.2.10 工序100: 凸臺面各孔鉆、攻螺紋 26 4.2.11 工序110: 刮平面 28 4.2.12 工序120: 鉆鉸R、Q面各孔 29 4.2.13 工序130: 攻螺紋8-M12-6H 33 第五章 夾具設(shè)計 35 5.1 夾具設(shè)計的概述 35 5.2 確定工件的定位方案 36 5.3 定位誤差的分析 37 第六章 結(jié)論 39 參考文獻 40 致謝 41附錄 42第一章 緒 論箱體類零件是機器及其部件的基礎(chǔ)件，它將機器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互關(guān)系裝配成一個整體，并按一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)其運動。因此，箱體加工質(zhì)量的好與壞不僅影響這個裝配精度及運動關(guān)系，而且還影響到機械的工作精度、使用性能和壽命。箱體零件的結(jié)構(gòu)特點：多為鑄造件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難得大。1.1 箱體零件的主要技術(shù)要求軸頸支承孔孔徑精度以及相互之間關(guān)系的位置精度，定位銷孔的精度與孔距精度；主要平面的精度，表面粗糙度等。箱體零件材料及毛坯：箱體零件唱選用灰鑄鐵，汽車、摩托車的曲軸箱選用鋁合金作為曲軸箱的主要材料，其毛坯一般采用鑄件，因而軸箱是大批大量的生產(chǎn)，且毛坯的形狀復(fù)雜，所以采用壓鑄毛坯，鑲套與箱體在壓鑄時鑄成一體。壓鑄的毛坯精度高，加工余量小，有利于機械加工。為減少毛坯鑄造時的產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，箱體鑄造后應(yīng)安排人工時效。1.1.1 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點箱體的種類很多，其尺寸大小和結(jié)構(gòu)形式隨著機器的結(jié)構(gòu)和箱體在機器中的功用的不同有著較大的差異，但從工藝上分析它們?nèi)匀挥兄S多共同之處，其結(jié)構(gòu)特點是：1）外形上基本是由六個或者五個平面組成的閉封式多面體，又分成整體式和組合式兩種；2)結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜。內(nèi)部常為空腔，某些部位有著“隔墻”，箱體壁薄且厚薄不均勻。3)箱體上通常都布置有平行孔系或者垂直孔系；4)箱體上的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。1.1.2 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點1)軸承支承孔的尺寸精度和形狀精度、表面粗糙度要求。2)位置精度包括孔系之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線軸線上的同軸度以及孔端面對孔軸線的垂直度等。3)此外，為滿足箱體加工中的定位需要及箱體與機器總裝要求，箱體的裝配基準(zhǔn)面與加工中的定位基準(zhǔn)應(yīng)有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準(zhǔn)面之間應(yīng)有一定距離儲存精度的要求。1.1.3 箱體類零件的材料和毛坯箱體類零件的材料一般用灰口鑄鐵，常用的牌號有HT100HT400。毛坯為鑄造件，其鑄造方法視為鑄件精度和生產(chǎn)批量而定。單件小批量生產(chǎn)多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。有時也采用鋼板焊接方式。大批生產(chǎn)常用金屬模機器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當(dāng)減小。為了消除鑄造時形成的內(nèi)應(yīng)力，減小變形，保證其加工精度的穩(wěn)定性，毛坯鑄后應(yīng)安排人工時效處理。精度要求高或形狀復(fù)雜的箱體還應(yīng)在粗加工后多加一次人工時效處理，以消除粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力，進一步提高加工竟的的穩(wěn)定性。1.2 箱體類零件的加工工藝分析1.2.1 工藝路線的安排箱體要求加工的表面很多。早這些加工表面中，平面加工的精度比孔的加工精度容易保證，于是，箱體中主軸孔（主要孔）的 加工精度、孔系加工精度就成為工藝關(guān)鍵的問題。因此，在工藝路線的安排中應(yīng)該注意三個問題：(1)工件的時效處箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜壁厚不均勻，鑄造內(nèi)應(yīng)力較大。由于內(nèi)應(yīng)力會引起變形，因此鑄造后應(yīng)安排人工時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力減少變形。一般精度要求的箱體，可利用粗、精加工工序之間的自然停放和運輸時間，得到自然時效的效果，但自然時效需要的時間較長，否則會影響箱體精度的穩(wěn)定性。對于特別精密的箱體，在粗加工和精加工工序之間還應(yīng)該安排一次人工時效，迅速充分影響箱體精度的穩(wěn)定性。(2)安排加工工藝的順序時應(yīng)先面后孔 由于平面面積較大定位穩(wěn)定可靠，有利于化簡夾具結(jié)構(gòu)減少安裝變形。從加工難度來看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔時，對便于孔的加工和保證孔的加工精度都是有利的，因此，一般應(yīng)該先加工平面。(3)粗、精加工階段要分開箱體均為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。在粗加工之后，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布也會引起工件變形，因次，對于加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。1.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇箱體定位基準(zhǔn)的選擇，直接關(guān)系到箱體打夯各個平面與平面之間，孔與平面之間，孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證。在選擇基準(zhǔn)時，首先要遵守“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，同時必須考慮批量生產(chǎn)的大小，生產(chǎn)設(shè)備、特別是夾具的選用等因素。(1)粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)的作用是決定不加工平面與加工面的位置關(guān)系，保證加工面的余量均勻。箱體零件上一般有一個（或幾個）主要的大孔，為了保證加工面的余量均勻，應(yīng)以該毛坯孔為粗基準(zhǔn)（如主軸上的主軸孔）。箱體零件上的不加工面主要考慮內(nèi)腔表面，它和加工面之間的距離尺寸有一定的要求，因為箱體中往往裝有齒輪等傳動件，它們與不加工的內(nèi)壁之間的間隙較小，如果加工出的軸承孔端面與箱體內(nèi)壁之間的距離尺寸相差太大，就有可能使齒輪安裝時與箱體內(nèi)壁相碰。從這一要求出發(fā)，應(yīng)選內(nèi)壁為粗基準(zhǔn)。但這將使夾具的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，甚至不能實現(xiàn)?？紤]到鑄造時內(nèi)壁與主要孔都是一個泥心澆注的，因此實際生產(chǎn)中常以孔為主要粗基準(zhǔn)，限制四個自由度，而輔之以內(nèi)腔或其他的毛坯為次要基準(zhǔn)，以達到完全定位的目的。(2）精基準(zhǔn)的選擇：箱體零件的精基準(zhǔn)一般有兩種選擇方案：一種是以裝配面為精基準(zhǔn)。它的優(yōu)點是對于孔與底面的距離和平行度要求，基準(zhǔn)是重合的，沒有基準(zhǔn)不重合誤差，而且箱口向上，觀察和測量、調(diào)刀都比較方便，但是在鏜削中間壁上的孔時，由于無法安裝中間導(dǎo)向支承而不得不采用吊架形式，吊架剛性差，操作不方便，安裝誤差大，不容易實現(xiàn)自動化，故這只能使用于無中間孔壁餓簡單箱體或批量不大的場合。針對采用吊架式中間導(dǎo)向支承的問題，采用箱口向下的安裝方式，以箱體頂面和頂面上的兩個工藝孔為精基準(zhǔn)。在鏜孔時，由于中間導(dǎo)向支承直接固定在夾具外行，使夾具的剛度提高，有利于保證各支承孔的尺寸和位置精度，并且工件裝卸方便，減少了輔助時間，有利于提高生產(chǎn)率，但是這種定位方式也有不足之處，如箱口向下無法檢查和測量中間壁上孔的加工情況；以頂面?zhèn)€兩個工藝孔作為定位基準(zhǔn)，要提高頂面和孔的要求；加工基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)不重合需要進行尺寸鏈的計算或采用裝配時用修刮尾座底板的辦法來保證精度。1.2.3 主要表面的加工1.2.3.1 箱體的平面加工箱體平面的粗加工和半精加工長選擇刨削和切削加工。刨削箱體平面的主要特點：刀具結(jié)構(gòu)簡單；機場調(diào)整方便；在龍門刨床上可以用幾個刀架，在一次安裝中，同時加工幾個表面，于是，經(jīng)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(chǎn)率比刨削高。在成批生產(chǎn)中，常采用銑削加工。當(dāng)批量較大時，常在多軸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(chǎn)率。(1)主軸孔的加工：由于主軸孔的精度比其他軸孔的精度高，表面粗糙度值比其他軸孔小，故應(yīng)在其它軸孔加工后在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”的性質(zhì)，這對提高孔的尺寸精度，減小表面粗糙值是有利的，但不能提高孔的位置精度?？椎奈恢镁葢?yīng)由前一工序（或工步）予以保證。從工藝上要求，精鏜和半精鏜應(yīng)在不同的設(shè)備上進行。若設(shè)備條件不足，也應(yīng)該在半精鏜之后，把被夾緊的工件送開，以便夾緊壓力或內(nèi)應(yīng)力造成的工件變形在精鏜工序中得以糾正。1.2.3.2 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(shù)要求是個平行孔中心線之間以及中心線與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度和平行精度根據(jù)生產(chǎn)類型的不同，可以在普通鏜床上或者專用鏜床上加工。單件小批生產(chǎn)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，可以采用試切法，雖然精度有所提高，但是由于劃線、試切、測量都要消耗較多的時間，所以生產(chǎn)率仍然很低。坐標(biāo)加工孔系，許多工廠在單件小批量生產(chǎn)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(biāo)位移精度。必須指出，采用坐標(biāo)法加工孔系時，原始孔和加工順序的選定很重要，因為各排孔的孔距是靠坐標(biāo)尺寸保證的。坐標(biāo)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，就可以減少誤差。成批或大批生產(chǎn)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的質(zhì)量。雖然鏜模制造比較復(fù)雜，造價較高，但可以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(chǎn)也可以考慮使用鏜模加工平行孔系。同軸孔系的主要技術(shù)要求是各孔的同軸度精度。成批生產(chǎn)時，箱體的同軸孔系的同軸度大部分是用鏜模保證。單件小批量生產(chǎn)中，在普通鏜床上用以下良種方法進行加工：(1)從箱體的一端進行加工，加工同軸孔系時，出現(xiàn)同軸度誤差的主要原因是：當(dāng)主軸進給時，鏜桿在重力作用下，使主軸產(chǎn)生撓度而引起孔的同軸度誤差；當(dāng)工作臺進給時，導(dǎo)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，可以采用導(dǎo)向套加工同軸孔。對于大箱體，可以利用鏜床后立柱導(dǎo)套支承鏜桿。（2)從箱體的兩端進行鏜孔一般都是采用“調(diào)頭鏜”。使工件依次安裝下，鏜完一端的孔后，將鏜床工作臺回轉(zhuǎn)1800，再鏜另一段的孔。具體辦法是：加工好一端后面，將工件退出主軸，使工作臺回轉(zhuǎn)1800，用百（千）分表找正已加工孔壁與主軸同軸，即可以加工另有一孔。1.3 夾具的組成根據(jù)夾具元件在結(jié)構(gòu)中所起的作用不同，可將各種夾具元件分為下列幾種：定位件起定位作用的元件或部件夾緊裝置起加緊作用的一些元件或部件自動定心裝置可同時起定位與夾緊作用的一些元件或部件刀具引導(dǎo)件引導(dǎo)刀具并確定刀具對夾具的相對位置的元件其他件包括與機床連接用的零件，各種連接件，特殊元件及其它輔助裝置等分度裝置用于改變工件與刀具相對位置以獲得多個工位的一種裝置，可作為某些夾具的一部分夾具本體用來連接夾具上的所有各種元件和裝置成為一個夾具整體靠模裝置它是作為用來加工型面的一種特殊裝置動力裝置在非手動夾具中，作為產(chǎn)生動力的部分，如氣缸，油缸，電磁裝置等但是并非所有夾具都包括上述各類元件，然而其中定位元件，夾緊裝置和夾具體本體則是每一夾具都不可缺少的組成部分。1.4 鉆模的分類與設(shè)計這次課題研究的是鉆床夾具（鉆模），鉆模的分類為：(1)固定式鉆模，加工中鉆模相對于工件的位置保持不變的鉆模稱為固定大直徑單孔，或搖臂鉆上加工平行孔。(2)回轉(zhuǎn)式鉆模，帶有回轉(zhuǎn)分度裝置的鉆模，加工同一圓周上的平行孔系，同一截面內(nèi)徑向孔系，同一直線上的等距孔系。(3)翻轉(zhuǎn)式鉆模，加工小型工件不同表面上的孔，夾具工件總質(zhì)量不大于10Kg,孔徑 810mm，精度不高。(4)蓋板式鉆模，大中型工件上加工孔，將鉆套的定位元件直接裝在鉆模板上，無夾具體，設(shè)手柄，吊耳，常用一面二孔定位。(5)帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。鉆模設(shè)計要點： (1)鉆套，鉆套是引導(dǎo)刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過程中刀具的偏斜。鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為4種即固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。固定鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，位置精度較高，但磨損后不易拆卸，故多用于中、小批量生產(chǎn)?？蓳Q鉆套以間隙配合安裝在襯套中，而襯套則壓入鉆模板或夾具體的孔中。為防止鉆套在襯套中轉(zhuǎn)動，加一固定螺釘?？蓳Q鉆套在磨損后可以更換，故多用于大批量生產(chǎn)?？焖巽@套具有快速更換的特點，更換時不需擰動螺釘，而只要將鉆套逆時針方向轉(zhuǎn)動一個角度，使螺釘頭部對準(zhǔn)鉆套缺口即可取下鉆套，多用于同一孔需經(jīng)多個共步加工情況。上述3種鉆套均已標(biāo)準(zhǔn)化，其規(guī)格可查閱有關(guān)手冊。特殊鉆套用于特殊加工的場合，例如在斜面上鉆孔，在工件凹陷處鉆孔，鉆多個小間距孔等等。此時不宜使用標(biāo)準(zhǔn)鉆套，可根據(jù)特殊要求設(shè)計專用鉆套。 (2)鉆模板，鉆模板用于安裝鉆套。鉆模板與夾具體的聯(lián)接方式有固定式、鉸鏈?zhǔn)健⒎蛛x式和懸掛式等幾種。鉆模采用的是固定式鉆模板。這種鉆模板直接固定在夾具體上，結(jié)構(gòu)簡單，精度較高。分離式鉆模板，這種鉆模板是可拆卸的，工件每裝卸一次，鉆模板也要裝卸一次。塌實為了裝卸工件方便而設(shè)計的。懸掛式鉆模板。這種鉆模板懸掛在機床主軸上，并隨主軸一起靠近或離開工件。它與夾具體的相對位置由滑柱來保證。這種鉆模板多與組合機床的多軸頭聯(lián)用。 (3)夾具體，鉆模夾具體一般沒有定位或?qū)蜓b置，夾具通過夾具體底面安放在鉆床上，可直接用鉆套找正用壓板壓緊。第二章 零件的功用與結(jié)構(gòu)分析第三章 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 確定毛坯的制造形式箱體材料一般選用HT200HT400的各牌號灰鑄鐵，常用為HT200，因其成本低，而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性?？紤]到犁刀變速齒輪箱體的震動及耐磨性，本箱體選用HT200的灰鑄鐵?？紤]到箱體的形狀，而且箱體是固定件，不受到?jīng)_擊性載荷和交變載荷的作用，為保證各個內(nèi)孔之間不錯位，有加工余量，保證加工精度。因此，選用砂型機器造型，即可滿足要求。又由于箱體零件的內(nèi)腔及280mm孔均需鑄出，故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的合理正確，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程的問題百出，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。3.2.1 精基準(zhǔn)的選擇犁刀變速齒輪箱體的N面和210F9孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實現(xiàn)箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，N面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。3.2.2 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇箱體零件的重要孔（即280mm孔）的毛坯孔與箱體內(nèi)壁作粗基準(zhǔn)：第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、軸套等）與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙；此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。3.2.3 定位夾緊方案的制定最先進行機械加工的表面是精基準(zhǔn)N面和210F9孔，這時可有兩種定位夾緊方案：方案一：用一浮動圓錐銷插入一80mm毛坯孔中限制二個自由度；用三個支承釘支承在與Q面相距32mm并平行于Q面的毛坯上，限制三個自由度；再以N面本身找正限制一個自由度。這種方案適合于大批量生產(chǎn)類型中，在加工N面及其表面上各孔和凸臺面極其各孔的自動線上采用隨行夾具時用。方案二：用一根兩頭帶反錐形（一端的反錐可以取下，以便卸裝工件）的心棒插入280mm毛坯孔中并加緊。粗加工N面時。將心棒至于兩頭V型架上限制四個自由度，再以N面本身找正限制一個自由度。這種方案雖要安裝一個心棒，但由于下一道工序（鉆擴鉸210F9孔）還要用一根心棒定位，即將心棒至于兩頭的U型槽中限制兩各自由度，故本道工序可不用將心棒數(shù)量就少，因而該方案是可行的。3.3 工藝過程的劃分由于犁刀變速齒輪箱體本身結(jié)構(gòu)簡單，保證加工精度為孔加工精度，在加工時以N面為加工精基準(zhǔn)，所以先對箱體的基準(zhǔn)面進行粗/精加工，然后對孔進行加工。箱體加工面時以鑄出孔和箱體外廓為定位基準(zhǔn)進行粗加工，然后以定位基準(zhǔn)定位加工各面，再對定位基準(zhǔn)面進行精加工，然后對定位基準(zhǔn)定位孔進行加工。3.4 工藝路程的制定零件加工的工藝規(guī)程就是一系列不同工序的綜合。由于生產(chǎn)規(guī)模和具體情況的不同，對同一零件的加工工序綜合可能有很多方案。應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體條件采用最合理、最完善，最經(jīng)濟的一個方案。根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度。確定各表面的加工方法如下：N面：粗車精銑；R面和Q面：粗銑精銑；凸臺面：粗銑；280mm孔：粗鏜精鏜；7級9級精度未鑄出孔：鉆擴鉸；螺紋孔；鉆孔攻螺紋。因R面和Q面有較高的平行度要求，280mm孔較高的同軸度要求，故他們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來，以保證其精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將N面、R面、Q面及280mm孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一階段中又先加工N面后在鏜280mm孔。R面及Q面上的8N8孔及4M12螺紋孔等次要表面放在最后加工。表3.1工藝路線一工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容鑄造50粗鏜280mm 孔，孔口倒角145。120鉆413mm孔。時效。60鉆20mm孔。130刮422mm平面。涂底漆。70精銑底面。140鉆8M12螺紋底孔，孔口倒角145，鉆鉸28N8，孔口倒角145，攻螺紋 8M12。10粗銑底面。80精鉸210F9 孔。150檢驗。20鉆擴鉸210F9孔(尺寸留精鉸余量)，孔口倒角145。90精銑R面及Q面。160入庫。30粗銑凸臺面。100精鏜280H7孔。40粗銑R面及Q面。110擴鉸S30H9球形孔，鉆4M6螺紋底孔，孔口倒角145，攻螺紋4M6。表3.2 工藝路線二工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容鑄造。40粗銑左右面。100鉆20mm孔，擴鉸30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，并孔口倒角145，攻螺紋4-M6-6H。時效。50粗鏜2-80 mm孔， 孔口倒角145。110刮422mm平面。涂底漆。60粗鏜2-80 mm孔， 孔口倒角145。120鉆8M12螺紋底孔，孔口倒角145，鉆鉸28N8，孔口倒角145。 10粗銑底面。70精銑底面。130攻螺紋8M126H。20鉆4-13mm孔，鉆2-10F9孔，孔口倒角145。80精銑左右面。140檢驗。30擴2-10F9孔并孔口倒角145，精鉸2-10 F7孔。90精鏜2-80H7孔。150入庫。3.5 工藝方案的分析與比較3.5.1 工藝規(guī)程選擇的基本因素（1）生產(chǎn)規(guī)模 生產(chǎn)規(guī)模是決定生產(chǎn)類型的主要因素，既是設(shè)備、用具、機械化與自動化程度的選擇依據(jù)。（2）制造零件所選用的坯料或型材的形狀、尺寸和精度。 它是選擇加工總余量和加工過程中的頭幾道工序的決定因素；本設(shè)計采用HT200的毛坯材料。（3）零件材料的性質(zhì) 它是決定熱處理工序和選用設(shè)備及切削用量的依據(jù)；（4）零件制造的精度 包括尺寸公差、形位公差以及零件圖上所指定的或技術(shù)條件中所補充指定的要求。（5）零件表面粗糙度是決定表面上光精加工工序的類別和次數(shù)的主要因素。（6）特殊的條件 如工廠的設(shè)備和用具的條件等。（7）編制的加工規(guī)程要在既定的生產(chǎn)規(guī)模與生產(chǎn)條件下達到最經(jīng)濟與安全的效率。3.5.2 工藝規(guī)程的基本分析（1）底面、側(cè)面、端面可采用粗銑精銑，粗刨精刨工藝。因為底面?zhèn)€導(dǎo)向面的精度個粗糙度要求較高，又是裝配基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)，所以在精刨后竟進行精細加工研磨。（2）直徑小于50mm的孔，一般不鑄造，可采用鉆擴（本精鏜）鉸（精鏜）的工藝。對已鑄出的孔，可采用粗鏜一半精鏜一精鏜的工藝。（3）為了保證箱體主要表面精度和粗糙度的要求，避免粗加工時有與切削量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面，整個工藝過程分為粗加工和精加工兩個階段。（4）為了保證各主要表面位置精度的要求，粗加工和精加工時應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，此外，各主要孔的加工應(yīng)在一次安裝中完成，并可采用鉆?？ň?，這樣可以保證位置精度的要求。（5）整個工藝過程中，無論是粗加工階段還是精加工階段，都應(yīng)遵循“先面后孔”的原則，就是先加工平面，然后以平面定位在加工孔。這是因為：第一，平面常常是箱體的裝配基準(zhǔn)；第二，平面的面積較孔的面積大，以平面定位零件裝卡穩(wěn)定、可靠。因此，以平面定位加工孔，有利于提高定位精度和加工精度。 在方案一中，如粗車N面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們的慣性較大，平衡較困難；又由于N 面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削，容易引起工藝系統(tǒng)的振動，故改用銑削加工。工序40應(yīng)在工序30前完成，使R面和Q 面在粗加工后有較多的時間進行自然時效，減少工件受力變形和受熱變形對2-80mm孔加工精度的影響。精銑N面后，N 面與2-10F9孔的垂直度誤差難以通過精鉸孔糾正，故對這兩孔的加工改為擴鉸，并在前面的工序中預(yù)留足夠的余量。4-13mm孔盡管是次要表面，但在鉆擴鉸2-10F9孔時，也將4-13mm孔鉆出，可以節(jié)約一臺鉆床和一套專用夾具，能降低生產(chǎn)成本，而且工時也不長。同理，鉆孔工序也應(yīng)合并到擴鉸球形孔工序中。這組孔在精鏜孔后加工，容易保證其軸線與2-80H7孔軸線的位置精度。工序140中工步太多，工時太長，考慮到整個生產(chǎn)線的節(jié)拍，應(yīng)將8-M12螺孔的攻螺紋作另一道工序。綜上所述，方案二是方案一的進一步改進，所以選擇第二種工藝路線方案。第四章 確定切削用量及工序設(shè)計4.1 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10萬件/年。通過計算，該零件質(zhì)量約為7kg。由參考文獻5表1-4、表1-3可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型，又由于箱體零件的內(nèi)腔及2-80mm孔均需鑄出，故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。參考文獻1表2.3-6，該種鑄件的尺寸公差等級CT為8-10級，加工余量等級MA為G級。故取CT為10級，MA為G級。鑄件的分型面選擇通過C基準(zhǔn)孔軸線，且與R面（或Q面）平行的面。澆冒口位置分別位于C基準(zhǔn)孔凸臺的兩側(cè)。參考文獻1表2.3-5，用查表法確定各表面的總余量如表4.1所示。表4.1 各加工表面總余量加工表面基本尺寸（mm）加工余 量等級加工余量數(shù)值（mm）說 明R面168G4底面，雙側(cè)加工（取下行數(shù)據(jù)）。Q面168H5頂面降1級，雙側(cè)加工。N面168G5側(cè)面，單側(cè)加工（取下行數(shù)據(jù)）。凸 臺 面105G4側(cè)面單側(cè)加工。2-80mm孔80H3孔降1級，雙側(cè)加工。 由參考文獻1表2.3-9可得鑄件主要尺寸的公差，如表4.2所示。表4.2 主要毛坯尺寸及公差（mm）主要面尺寸零件尺寸 總余量毛坯尺寸公差CTN面輪廓尺寸1681684N面輪廓尺寸1684+51774N面距80mm孔中心尺寸455502.8凸臺面距80mm孔中心尺寸100+541093.62-80mm孔803+3743.2圖4.1 毛坯圖4.2 確定切削用量及工序計算4.2.1 工序10: 粗銑N面毛坯尺寸外形，由資料得，選擇立式銑床，刀具可轉(zhuǎn)位面銑刀。因為面銑刀能采用較大直徑的銑刀，提高效率。心軸短，剛度較好能采用較大的進給量，工作更為平穩(wěn)，可以從不同方向同時銑工件的幾個平面，壽命也較長。因此可以查出取。實際切削速度： (4.1)切削工時計算： (4.2)4.2.2 工序20: 鉆6底面孔工步一：鉆4-13 mm孔 查資料得：選擇組合鉆床和專用鉆夾具 ，因此可以查出：主軸轉(zhuǎn)速： ；D=13mm,取f=0.4mm/r ; 實際切削速度： (4.1)=25.7m/min切削工時計算： (4.2)=min工步二：鉆2-7 mm孔由資料得：選擇組合鉆床和專用鉆夾具 ，因此可以查出：主軸轉(zhuǎn)速： ；D=7mm; 實際切削速度： (4.1)切削工時計算： (4.2)工步三：擴2-8.8mm孔并孔口倒角145由資料得：選擇搖臂鉆床（VMC850）和的麻花鉆，因此可查出：主軸轉(zhuǎn)速： ；取mm/r；實際切削速度： (4.1) ；切削工時計算： (4.2)工步四：鉸2孔由資料得：選擇搖臂鉆床（VMC850）和鉸刀，因此可查出主軸轉(zhuǎn)速： ；D=9mm； mm；取f=0.3mm/r;實際切削速度： (4.1)m/min切削工時計算： (4.2)4.2.3 工序30: 精擴鉸2-10 mm孔工步一：擴2-9.9 F9孔由資料得：選用(ZG系列臺鉆)鉆床和9.9 mm擴孔刀，因此可以查出：主軸轉(zhuǎn)速：；D=9.9mm ; 取f=0.3mm/f; 實際切削速度： (4.1); ; ;切削工時計算： (4.2)=0.12min工步二：精鉸2-10 F7孔由資料得：選用(ZG系列臺鉆)鉆床和10 F7孔鉸刀，因此可得出：主軸轉(zhuǎn)速： ；D=10mm; 取f=0.3mm/r ; ;實際切削速度： (4.1); ; ;切削工時計算： (4.2)4.2.4 工序40: 粗銑R面及Q面由資料得：選用組合機床和可轉(zhuǎn)位面銑刀，因此可查出：主軸轉(zhuǎn)速：；D=160mm; mm; 取f=0.3mm/r :實際切削速度： (4.1)切削工時計算： (4.2)min4.2.5 工序50: 銑凸臺面由資料得：選用X5036型立式銑床和80 mm莫氏錐柄面銑刀，因此可查出：主軸轉(zhuǎn)速：； 取f=1.2mm/r; D=80mm;實際切削速度： (4.1);切削工時計算： (4.2)4.2.6 工序60: 粗鏜2-80 mm孔并倒角由資料得：選用組合機床和的鏜刀，因此可查出：主軸轉(zhuǎn)速： ； 取mm/r； D=79.5 ; ;H=20; L=300;d=40;實際切削速度： (4.1)=24m/min; i=1;切削工時計算： (4.3)4.2.7 工序70: 精銑N面由資料得：選用（X5036）臥式銑床和200 mm可轉(zhuǎn)位面銑刀，因此可查出：主軸轉(zhuǎn)速：；D=200；取f=0.5mm/r; ;實際切削速度： (4.1)切削工時計算： (4.2)4.2.8 工序80: 精銑R及Q面由資料得：選用組合機床和160 mm可轉(zhuǎn)位面銑刀，因此可查出：主軸轉(zhuǎn)速：；D=160mm； 取f=1.2mm/r; ;實際切削速度： (4.1); ; ;切削工時計算： (4.2)4.2.9工序90: 精鏜2-80H7孔由資料得：選用組合機床和鏜刀，因此可查出：主軸轉(zhuǎn)速：；D=80； ，??；實際切削速度： (4.1)d=30; L=300; B=20; H=20 ; ;切削工時計算： (4.2)4.2.10 工序100: 凸臺面各孔鉆、攻螺紋工步一：鉆20mm孔由資料得：選用（ZG系列臺鉆）鉆床和的專用鉆夾具，因此可得出：主軸轉(zhuǎn)速：； ?。粚嶋H切削速度： (4.1)； ； ；切削工時計算： (4.2)工步二：擴球形孔至由資料得：選用（ZG系列臺鉆）鉆床和及麻花鉆，因此可查出：主軸轉(zhuǎn)速：；?。粚嶋H切削速度： (4.1)； ； ；切削