畢業(yè)設計（論文）掘進機箱體加工工藝及組合機床設計

1、陽泉學院畢業(yè)設計說明書畢業(yè)生姓名：專業(yè)：學號：指導教師：所屬系（部）：機電系 二一二年五月陽泉學院畢業(yè)設計評閱書題目：掘進機箱體加工工藝及組合機床設計機電系系數控專業(yè) 姓名設計時間：2012年3月5日2012年5月20日 評閱意見：成績： 指導教師：（簽字） 職務：（簽字）201 年月日陽泉學院畢業(yè)設計答辯記錄卡 機電系 系數控 專業(yè) 姓名 牛浩勝答 辯 內 容問 題 摘 要評 議 情 況 記錄員： （簽名）成 績 評 定指導教師評定成績答辯組評定成績綜合成績注：評定成績?yōu)?00分制，指導教師為30%，答辯組為70%。專業(yè)答辯組組長：（簽名） 201 年月日32前 言掘進機是用于開鑿平直地下巷

2、道的機器。掘進機分為開敞式掘進機和護盾式掘進機。價格一般在上億元人民幣。主要由行走機構、工作機構、裝運機構和轉載機構組成。隨著行走機構向前推進，工作機構中的切割頭不斷破碎巖石，并將碎巖運走。有安全、高效和成巷質量好等優(yōu)點，但造價大，構造復雜，損耗也較大。19 世紀中葉，西方的文明陶醉于鐵路的修建。夢想家們在地圖上畫滿彎曲的路線。然而，人類的夢想一次又一次被大山阻隔。諸如阿爾卑斯山脈那樣連綿峰巒，不斷向人們提出挑戰(zhàn)。繞過這些阻礙費時費力。理想的方法是勇往直前，開鑿隧道。但這意味著巨大的支出。隧道工程的工作面之小，大部分時間浪費在工序銜接上，時間就是金錢，隧道工程費時費力的表現確實讓人心寒。解決方

3、法是明顯的：建造一臺大機器。加大機器動力，把工業(yè)革命帶入地先驅者是一個是叫亨利-約瑟. 毛瑟（maus）的比利時工程師。他在 1845 年得到撒丁國王的許可修建一條連接法國和意大利的鐵路。毛瑟在國際采礦業(yè)具有顯赫聲名和超強自信。他對爬越山口的方案不以為然，堅持要走直線，尤其是在著名的cenis山口附近，要以隧道穿越frejus山。毛瑟的“片山機(mountain-slicer) ” 1846 年在都靈附近的一個軍工廠組裝成形。他龐大而復雜，體積超過一節(jié)火車頭。他有一百多個鉆頭。整個機器儼然就是凸輪，拉桿，活塞和彈簧的叢林。不論實用與否，它確實是沉思的產物。機器建成后，來自各地的參觀者絡繹不絕，

4、視其為歷史的紀念碑。掘進機需要巨大的推進力。這些能量是在隧道外產生的并通過復雜的機械連接到工作面。隧道越深，連接就越長，而傳輸過程中的能量損失也就越大?？雌饋怼捌綑C”早晚會因為動力不足而僵死洞中。自信的毛瑟相信車到山前必有路，但持懷疑態(tài)度的人也沒有被說服。十年之后，有賴于大為改進的隧道通風技術，一條隧道緊鄰毛瑟路線，采用爆破法技術得以修建。毛瑟的“片山機”雖然沒有經過實踐檢驗，但卻是公認世界上第一臺tbm。在以后的30年，設計試制了各式各樣的tbm共13臺，均有所進步，但都不能算成功。比較成功的是1881年波蒙特開發(fā)的壓縮空氣式tbm，應用于英吉利海峽隧道直徑為2.1m的勘探導坑，共掘進了3

5、mile多。從18811926年間，一些國家又先后設計制造了21臺掘進機之后，因受當時技術條件的限制，掘進機的開發(fā)處于停滯狀態(tài)。1930 年前后，人們已經要放棄了。隧道掘進技術的專家芭芭拉斯塔克悲觀地預言：“未來二十年 .巖石機械的專利會極其有限，甚至沒有。也不會再建造類似機械。天然巖石都有程度不等的裂縫。當滾刀（當時稱為切割輪）緊壓巖面的時候，壓力總是集中在巖石最薄弱的部分，使他們最先破碎。當滾刀轉動時，小的裂縫會不斷擴展，進一步分裂巖石。這就是滾刀破巖原因。 目前，在世界范圍內的掘進機生產商有30余家，已生產掘進機約700多臺，最具實力的是美國羅賓斯公司、德國維爾特公司、海瑞克公司，加拿大

6、羅威特公司(lovat)等。國外硬巖掘進機技術已經相當成熟，結構上不斷完善，有敞開式、單護盾、雙護盾等不同類型，以適應不同的地質條件。在國外使用掘進機施工隧洞已很普遍，尤其是3km以上的長隧洞，業(yè)主在招標書中明確規(guī)定要求投標商必須采用掘進機施工。隨著國民經濟的發(fā)展，技術的進步，掘進機廣泛應用于礦山、隧道等行業(yè)中。特別是在隧道行業(yè)中，掘進機發(fā)揮著越來越重要的作用。1851年，美國工程師charles wilson設計設計了世界上第一臺連續(xù)掘進的隧道掘進機（tunnel boring machine簡稱tbm)。但由于設計存在難以克服的滾刀問題，tbm難以與當時剛誕生的鉆爆法相媲美，無用武之地;1

7、956年，美國的james robbins仿照charles wilson的設計，采用滾刀，解決了第一臺tbm的刀其問題，獲得了成功。從此，tai得以推廣。總的說來，tbm掘進技術是目前世界上最為先進的隧道開挖方法，已成為未來隧道建設總的發(fā)展趨勢。它綜合匯集了計算機、新材料、自動化、信息化、系統(tǒng)科學、管理科學等高新技術，在一定程度上反映了一個國家的綜合實力與科技水平。 而掘進機箱體是掘進機的重要零件。箱體的結構形式雖然多種多樣，但仍有共同的特點：形狀復雜、壁薄且不均勻，內部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機床制造廠用于箱

8、體類零件的機械加工勞動量約占整個產品加工量的15%20%?；谝陨系那闆r，這次的設計內容就是掘進機箱體的加工及組合機床的設計。根據零件的技術要求編排出科學實用、方便、經濟、合理的加工工藝，并從中選擇兩道工序進行夾具和組合機床的設計，總的來說就是編排一套科學、方便、經濟、合理的加工方案，加工出高質量的掘進機箱體，并使其加工成本盡可能降到最低。目 錄摘 要11概 述21.1組合機床及其特點21.2組合機床工藝范圍及加工精度31.3采用組合機床的經濟分析31.4組合機床的發(fā)展趨勢31.4.1提高通用部件的水平31.4.2 發(fā)展適應中、小批生產的組合機床31.4.4 發(fā)展自動監(jiān)測技術41.4.5 擴大

9、工藝范圍42.零件分析及設計任務書52.1箱體零件分析及設計任務書52.1.1箱體零件的功用、分類52.1.2箱體零件分析52.2零件的技術要求52.3主要內容以及設計要求53.工藝規(guī)程的制定73.1 掘進機箱體材料及毛坯73.2生產類型及工藝特征73.3定位基準的確定73.3.1粗基準的選擇原則73.3.2精基準的選擇原則83.4工藝路線的擬定83.4.1工序的合理組合83.4.2工序的集中與分散83.4.3加工階段的劃分93.4.4加工工藝路線方案的比較93.5 毛坯機械加工余量及工序尺寸確定153.5.1 毛坯機械加工余量確定153.5.2工序尺寸確定153.6主要切削用量的確定153.

10、6.1選擇切削用量時候的考慮的因素153.6.2粗車ty170外圓及其端面切削用量的定制164.車ty170外圓及其端面組合機床的總體設計184.1組合機床結構方案的確定184.2車外圓及其端面組合機床配置形式的選擇184.2.1組合機床配置184.2.2 機床加工精度194.3被加工零件工序圖204.4車外圓及其端面組合機床總圖的繪制205.組合機床通用部件及其選用215.1通用部件的類型215.1,1通用部件的分類215.1.2通用部件的型號、規(guī)格及配套關系215.2常用通用部件215.2.1動力滑臺215.2.2主軸部件215.2.3主運動驅動裝置225.2.4工作臺225.2.5支承部

11、件225.2.6自動線通用部件225.3 通用部件的選用225.3.1通用部件選用的方法和原則225.3.2通用部件的選用226.專用夾具設計266.1工件定位分析266.1.1工件定位的基本原理266.1.2工件定位方案266.1.3工件的具體定位方法及其定位元件的選擇266.1.4定位誤差分析276.2夾緊機構設計276.2.1夾緊的基本要求276.2.2夾緊元件選擇286.2.3夾緊力的確定28結 論30參考文獻31致 謝32陽泉學院畢業(yè)設計說明書掘進機箱體加工工藝及組合機床設計摘 要近年來 隨著我國煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，與之唇齒相依的煤機行業(yè)也日益受到重視。在煤炭行業(yè)綱領性文件關于促進煤

12、炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見中，在全國煤炭工業(yè)科學技術大會上以及國家發(fā)改委出臺的煤炭行業(yè)結構調整政策中，都涉及到發(fā)展大型煤炭井下綜合采煤設備等內容。 掘進和回采是煤礦生產的重要生產環(huán)節(jié)，國家的方針是：采掘并重，掘進先行。煤礦巷道的快速掘進是煤礦保證礦井高產穩(wěn)產的關鍵技術措施。采掘技術及其裝備水平直接關系到煤礦生產的能力和安全。高效機械化掘進與支護技術是保證礦井實現高產高效的必要條件，也是巷道掘進技術的發(fā)展方向。隨著綜采技術的發(fā)展，國內已出現了年產幾百萬噸級、甚至千萬噸級超級工作面，使年消耗回采巷道數量大幅度增加，從而使巷道掘進成為了煤礦高效集約化生產的共性及關鍵性技術。 我國煤巷高效掘進方式中最主

13、要的方式是懸臂式掘進機與單體錨桿鉆機配套作業(yè)線，也稱為煤巷綜合機械化掘進，在我國國有重點煤礦得到了廣泛應用，主要掘進機械為懸臂式掘進機。 我國煤巷懸臂式掘進機的研制和應用始于20 世紀60 年代，以3050kw 的小功率掘進機為主，研究開發(fā)和生產使用都處于試驗階段。80 年代初期，我國淮南煤機廠（現重組為凱盛重工）引進了奧地利奧鋼聯公司am50 型掘進機、佳木斯煤機廠（現隸屬于國際煤機）引進了日本三井三池制作所s-100 型掘進機，通過對國外先進技術的引進、消化、吸收，推動了我國綜掘機械化的發(fā)展。但當時引進的掘進機技術屬于70 年代的水平，設備功率小、機重輕、破巖能力低及可靠性差，僅適合在條件

14、較好的煤巷中使用，加之國產機制造缺陷，在使用中暴露了很多問題。國內進一步加強對引進機型的消化吸收工作，積極研制開發(fā)了適合我國地質條件和生產工藝的綜合機械化掘進裝備。經過近30 年的消化吸收和自主研發(fā)，目前，我國 已形成年產1000 余臺的掘進機加工制造能力，研制生產了20 多種型號的掘進機，其截割功率從30kw 到200kw ，初步形成系列化產品，尤其是近年來，我國相繼開發(fā)了以ebj-120tp 型掘進機為代表的替代機型，在整體技術性能方面達到了國際先進水平?；灸軌驖M足國內半煤巖掘進機市場的需求，半煤巖掘進機以中型和重型機為主，能截割巖石硬度為f68，截割功率在120kw 以上，機重在35t

15、 以上。煤礦現用主流半煤巖巷懸臂式掘進機以煤科總院太原研究院院生產的ebj-120tp 型、ebz160ty 型及佳木斯煤機廠生產的s150j 型三種機型為主，占半煤巖掘進機使用量的80以上關鍵詞：巷道；回采巷道；懸臂式掘進機1概 述在大批量生產中為了提高生產率，必須注意縮短加工時間和輔助時間，而且盡可能使輔助時間和加工時間重合，使每個工位安裝多個工件的同時進行多刀加工，實行工序高度集中，因而廣泛采用組合機床。組合機床是用已經系列化、標準化的通用部件和少量專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的高效專用機床，生產率比通用機床高幾倍至幾十倍，可以進行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削、

16、車孔端面等工序，隨著組合機床的發(fā)展，其工藝范圍日益擴大，如：焊接、熱處理、自動測量和自動裝配、清洗等非切削工序。1911年，美國為加工汽車零部件研制了組合機床。在發(fā)展初期，各機床制造廠都執(zhí)行自己的通用部件標準。為方便用戶使用和維修，提高互換性，1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協商，確定機床通用部件標準化的原則，并規(guī)定了部件間聯系尺寸。1973年iso公布了第一批組合機床通用部件標準，它包括了汽車、農業(yè)、紡機和儀表工業(yè)。1978年、1983年又第二次作了增補。目前，我國組合機床的通用部件約占70%90%。組合機床廣泛應用于大批量生產的行業(yè)，如：汽車、拖拉機、電動機、內燃機

17、、閥門縫紉機等制造業(yè)。主要加工箱體零件，如汽缸體、變速箱體、汽缸蓋、閥體等，一些重要零件的關鍵加工工序，雖然生產批量不大，但也采用組合機床來保證其加工質量。目前，組合機床的研制正向高效、高精度、高自動化的柔性方向發(fā)展。1.1組合機床及其特點組合機床使用系列化、標準化的通用部件和少量的專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的高校專用機床，其生產率比通用機床高幾倍至幾十倍，可進行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削等切削加工。組合機床的通用部件和標準件約占70-80%,這些部件是系列化的,可以進行成批生產.其余20-30%的專用部件是由被加工零件的形狀,輪廓尺寸,工藝和工序來決定,如夾具,

18、主軸箱,刀具和工具等.在批量生產中為了提高生產率，必須要縮短加工時間和輔助時間，而且盡可能使輔助時間和加工時間重合，使每個工位裝夾多個工件同時進行多刀加工，實行工序高度集中，因而廣泛采用組合機床。一般的組合機床主要有六部分通用部件及兩部分專用部件組成。以復合立式三面鉆孔組合機床，它由側底座、力主底座、力主、動力箱、滑臺及中間底座等通用部件及多軸箱、夾具等專用部件組成。組合機床的專用部件往往也是由大量的通用零件和標準件組成。組合機床按主軸箱和動力箱的安置方式不同可分為以下幾種型式：1臥式組合機床（動力箱水平安裝）。2立式組合機床（動力箱垂直安裝）。3側斜式組合機床（動力箱傾斜安裝）。4復合式組合

19、機床（動力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài)）。在以上四種配置型式的組合機床中，如果每一種之中再安置一個或幾個動力部件時，還可以組成雙面或多面組合鉆床。由組合機床組成可以明顯地了解其特點，與通用機床及其它的專用機床比較，具有如下特點：1要用于加工箱體類零件和雜件的平面和孔。2生產率高。因為工序集中，可多面、多軸、多刀同時自動加工。3加工精度穩(wěn)定。因為工序固定，可選用成熟的通用部件、精密夾具合作的工作循環(huán)來保證加工精度的一致性。4研制周期短，便于設計、制造和使用維護，成本低。因為通用化、系列化、標準化程度高，而且通用部件可組織批量生產。5自動化程度高，勞動強度低。6配置靈活。因為結構模塊化、組合化、可

20、按工件或工序要求，用大量通用部件和少量專用部件靈活組成各種類型的組合機床及自動線。機床易于改裝，產品或工藝變化時，通用部件一般還可以重復利用。1.2組合機床工藝范圍及加工精度目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、锪（刮）平面、車端面；孔加工包括鉆、闊、鉸、鏜孔以及倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正擴大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削、珩磨及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動裝配和建材、清洗和零件分類及打印等非切削工作。組合機床在汽車、拖拉機、柴油機、電機、儀器儀表、軍工、縫紉機和自行車等工業(yè)領域的大批、大

21、量生產中已獲得廣泛應用，一些中小批量生產的企業(yè)，如機床、機車、工程機械扽制造業(yè)中也亦推廣應用。組合機床最適宜加工各種大中型箱體類零件，如氣缸蓋、氣缸體、變速箱體、電機座及儀表殼等零件，也可以用來完成軸套類、輪盤類、叉架類和蓋板類零件的部分或全部工序的加工。1.3采用組合機床的經濟分析組合機床是一種高效率專用機床，有特定的使用條件，不是在任何情況下都能收到良好的經濟效益。在確定設計組合機床前，應該進行具體的技術經濟分析。 根據設計任務，要在變速箱箱體上雙面鉆孔，孔的種類較多，總數也較多。若采用普通機床加工需反復進行，加工耗時較多，且不容易保證孔與孔間的位置精度。根據零件的形狀及加工要求選取采用臥

22、式雙面組合鉆床，同時進行雙面多孔加工。這樣可以保證孔與孔之間的位置精度，且加工所需的時間大大縮短。除此之外采用組合機床對工人的要求很低，節(jié)約了勞動成本。綜上所述，對于在變速箱箱體上雙面鉆孔采用組合機床，可以取得良好的經濟性。1.4組合機床的發(fā)展趨勢1.4.1提高通用部件的水平衡量通用部件技術水平的主要標準是：品種規(guī)格齊全，動、靜態(tài)性能參數先進，工藝性好，精度高和精度保持性好。機械驅動的動力部件具有性能穩(wěn)定，工作可靠等優(yōu)點。目前，機械驅動的動力部件應用了交流變頻調速電機和直流伺服電機等，使機械驅動的動力部件增添了新的競爭力。動力部件采用鑲鋼導軌（英度可達hec5860）、滾珠絲杠、靜壓導軌、靜壓

23、軸承、遲形皮帶等較新的結構。支承部件采用焊接結構等。由于提高了部件的精度和動、靜態(tài)性能，因而使被加工的工件精度明顯提高，表面粗糙度減小。1.4.2 發(fā)展適應中、小批生產的組合機床在機械制造工業(yè)中，中小批量生產約占80%。在某些中批量生產的企業(yè)中，如機床、閥門行業(yè)中、其關鍵工序采用組合機床。其中機床廠用組合機床加工主軸變速箱孔系，產品質量穩(wěn)定，生產效率高，技術經濟效果顯著。發(fā)展具有可調、快調、裝配靈活、適應多品種加工特點的組合機床十分迫切。轉塔主軸箱式組合機床，可換主軸箱式組合機床以及自動換刀式數控組合機床可用于中、小批生產，但這類機床結構復雜，成本較高。帶轉塔式主軸箱的組合機床，由于轉塔不能制

24、造的太大，安裝的主軸箱數量有限，因此只適應工序不多，形狀不太復雜的零件加工。1.4.3 采用新刀具近年來出現了多種新刀具，如具有鍍層的硬質合金刀片、立方氮化鵬刀具、金剛石刀具、各種可轉位的密赤銑刀，噴吸鉆頭，鑲有可轉位刀片的“短鉆頭”等。一般情況下，采用先進刀具的工時為原工時的 。由于提高了刀具的耐用度，大大縮短了多刀組合機床停機換刀時間，提高了組合機床的經濟效益。1.4.4 發(fā)展自動監(jiān)測技術組合機床的自動檢測通常作為一個工位出現。自動檢測包括對毛坯尺寸和工件硬度的檢查、鉆孔深度、刀具折斷、精加工尺寸和幾何形狀的檢查等。檢查方法分為主動檢查與被動檢查。主動檢查是將不合格的工件剔出，使之不往下個

25、工位輸送。被動檢查則是發(fā)現不合格的工件時發(fā)現停機信號。目前主動檢查應用的日趨廣泛。由于電子元件迅速發(fā)展，集成控制器、微機處理的應用，使自動檢測技術更加可靠。自動檢測工位要進行數據處理，統(tǒng)計計算以及打印出有關數據或作為數字顯示。自動監(jiān)測技術的發(fā)展可以把被加工零件的實際尺寸控制在比規(guī)定公差更小的范圍之內。還可以把加工后的工件按公差進行分組，以便按分組的公差帶裝配。實際表明，采用分組裝配法提高產品的精度要比用單純提高設備精度更為經濟。1.4.5 擴大工藝范圍組合機床出完成切削加工等工序外，還在逐步設計制造用于焊接、熱處理、自動裝配、自動打印、性能試驗以及清洗和包裝等用途的組合機床。 2.零件分析及設

26、計任務書2.1箱體零件分析及設計任務書2.1.1箱體零件的功用、分類箱體類零件是機器或部件的基礎零件，它將機器或部件中的軸、套、齒輪等有關零件組成一個整體，使它們之間保持正確的位置關系，并按照一定的傳動關系，并按照一定的傳動關系協調地傳遞運動或動力。因此，箱體的加工質量將直接影響機器或部件的精度、性能和壽命。常見的箱體類零件有：機床主軸箱、機床進給箱、變速箱體、減速箱體、發(fā)動機缸體和機座等。根據箱體零件的結構形式不同，可分為整體式箱體和分離式箱體兩大類。前者是整體鑄造、整體加工，加工困難，但裝配精度高；后者可分別制造，便于加工和裝配，但增加了裝配工作量。2.1.2箱體零件分析箱體的結構形式雖然

27、多種多樣，但仍有共同的主要特點：形狀復雜、壁薄且分布不均勻，內部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機床制造廠用于箱體類零件的機械加工勞動量約占整個產品加工量的15%20% 。2.2零件的技術要求零件簡圖如圖1所示。該零件的加工要求高，加工面的數量很多，并且種類繁多，有車外圓面，車端面，鉆孔，攻螺紋，擴孔，車倒角，鉆斜油孔等，位置、形狀、尺寸、精度都各有要求。2.3主要內容以及設計要求本次畢業(yè)設計是掘進機箱體加工工藝及組合機床設計，要對零件進行分析研究，查閱相關設計參考文獻，制定零件的加工工藝規(guī)程，并選擇12道工序進行工藝設計

28、同時還要根據某一道工序圖，進行一臺組合機床的設計，既要繪制組合機床的聯系尺寸圖，又要繪制本道工序的工序圖。最后根據這道工序在組合機床上的加工進行專用夾具的設計，并繪制出夾具裝配圖，還要對夾具的主要零件進行設計，并繪制出夾具的主要零件的零件圖。本次畢業(yè)設計中要遵循科學、端正的設計態(tài)度來進行設計，設計的方案要合理，設計的加工裝配性要好，還要進行必要的計算和校核。繪制的圖紙要圖面整潔，視圖要齊全，布局要合理，紙條、文字等均要按照有關標準。 圖1掘進機箱體零件簡圖3.工藝規(guī)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多種的方案。應當根據

29、具體條件采用其中最完善和最經濟的一種方案。工藝規(guī)程選擇要考慮的基本因素如下。生產規(guī)模是決定生產類型的主要因素。制造零件所用的坯料或型材的形狀、尺寸和精度。零件材質性質零件制造的精度，包括尺寸公差、形位公差以及零件圖上所指定的要求。表面粗糙度 殊限制條件，如：工廠設備和用具材料。 編制的加工規(guī)程要在生產規(guī)模與生產條件下達到最經濟與最安全的效果3.1 掘進機箱體材料及毛坯掘進機箱體的材料為鑄鋼（zg35），該材料所對應的新牌號為zg270-500，故其屈服強度值為為274mpa，抗拉強度值為490mpa。該材料有較好的強度和塑性，良好的鑄造性能，可焊接性尚好，可用作承載零件，如軸承座、機架、連桿、

30、箱體等。毛坯種類的確定是與零件的結構形狀、尺寸大小、材料的力學性能和零件的生產類型相關的，另外還和毛坯車間的具體生產條件相關。鑄造毛坯的形狀可以復雜，尺寸可以相當的大，且吸振性能好，但鑄造的力學性能差。毛坯鑄造方法的選擇應根據生產量的大小和各廠設備、技術的實際條件，結合各種鑄造方法的基本工藝特點，在首先保證零件技術要求的前提下，選擇工藝簡便、質量穩(wěn)定和成本低廉的鑄造方法。在大批量生產中，常采用精度和生產率高的毛坯制造方法，如金屬砂型鑄造，可以使毛坯的形狀接近于零件的形狀，因此可以減小切削加工用量，從而提高材料的利用率，降低加工成本。本零件的生產類型為大批量，選用的鑄造方法為金屬模機械砂型鑄造。

31、3.2生產類型及工藝特征由于本零件的生產綱領為n1=5000件/年，是大批量生產，它的主要工藝特征是廣泛采用專用機床、專用夾具及專業(yè)刀具、量具，機床按工藝路線排列組成流水生產線。為減輕工人的勞動強度，留有進一步提高生產率的可能，該箱體在工藝設計上采用了組合機床流水線的加工的方式.。3.3定位基準的確定 工件在機床上用夾具進行夾緊加工時，用來決定工件相對于刀具的位置的這些表面稱為定位基準。定位基準分為粗基準和精基準。3.3.1粗基準的選擇原則加工表面為粗基準，尤其應選與加工表面有位置精度要求的不加工表面，這樣可保證加工表面與不加工表面間的位置精度。選重要表面為粗基準，這樣可保證重要表面的加工余量

32、均勻，加工精度高。選加工余量較小的表面為粗基準，可保證各加工表面都有足夠的加工余量。選平整、無飛邊和澆冒口等缺陷的表面為粗基準，可使工件定位可靠、夾緊方便。粗基準只能用一次，應避免重復使用。這樣可避免產生較大的定位誤差，避免使加工表面間出現較大的位置誤差。3.3.2精基準的選擇原則盡可能選加工表面的設計基準為精基準，即“基準重合”原則，目的是避免產生基準不重合誤差應盡可能在多數工序中采用同一精基準定位，即“基準同一”原則，目的是減少設計和制造費用，并減少基準交換所帶來的定位誤差。有些精加工工序，可選用加工表面本身為定位基準，即“自為基準”原則，目的是可保證加工表面的加工余量少而均勻。對位置精度

33、要求高的表面，可采用“互為基準”，反復加工，目的是保證高的位置精度。選定定位基準、穩(wěn)定、夾緊簡單的表面為精基準，目的是便于工件的安裝和加工。箱體類零件是機器制造業(yè)中加工工序多、勞動量大、精度要求高的關鍵零件，這類零件一般都有精度要求較高的孔需要加工，又常常需要在幾臺機床上幾次安裝下進行，大多數箱體零件采用“一面兩孔”定位方式，即利用零件上的一個平面和該平面上的兩個孔作為定位基準。一個孔插入圓柱銷一個孔插入菱形銷。本設計選用的定位基準為箱體的大地面為定位平面，控制3個自由度；輸出軸孔的120為一個定位孔，插入圓柱銷，控制兩個自由度；蟹爪孔的110為另一個定位孔，插菱形銷，控制1個自由度.3.4工

34、藝路線的擬定3.4.1工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則：（1）工序分散原則工序內容簡單，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。（2）工序集中原則工序數目少，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

35、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。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。3.4.2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

36、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

37、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。3.4.3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余的金屬，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

38、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ra101.25m。（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何精度,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it6it7，表面粗糙度為ra101.25m。（4）光整加工階段對某些要求特別高的需進行光整加工，主

39、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ra1.250.32m。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

40、的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工3.4.4加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表：表1加工工藝路線方案比較表工序號方案方案工序內容定位基準工序內容定位基準010粗銑大底面輸出軸孔軸線和與四周臺階面垂直相交的平面粗銑大底面輸出軸孔軸線和與四周臺階面垂直相交的平面020粗銑四周臺階面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線半精銑大底面輸出軸孔軸線和與四周臺階面垂直相交的平面040粗銑輸出軸孔端平面及蟹爪孔端面大底面粗銑四周臺階面箱體中

41、間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線050粗銑輸入軸支承座兩側面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線半精銑四周臺階面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線060粗切內環(huán)槽箱體中間孔軸線、大底面粗銑輸出軸孔端平面及蟹爪孔端面大底面070粗車426外圓端面、孔410內圓面及其內端面、孔170外端面并倒角530箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線半精銑輸出軸孔端平面及蟹爪孔端面大底面080粗車輸入軸端面及其ty170外圓箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線粗銑輸入軸支承座兩側面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線090粗鏜輸入油孔箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線半精銑輸入軸支承座兩側面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸

42、線110粗鏜孔150并倒角220，粗鏜孔170、110及160，粗鏜孔152及其內端面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線粗切內環(huán)槽箱體中間孔軸線、大底面120人工時處理130半精銑大底面輸出軸孔軸線和與四周臺階面垂直相交的平面半精切內環(huán)槽箱體中間孔軸線、大底面140半精銑四周臺階面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線粗車426外圓端面、孔410內圓面及其內端面、孔170外端面并倒角530箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線150半精銑輸出軸孔端平面及蟹爪孔端面大底面粗車輸入軸端面及其ty170外圓箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線160半精銑輸入軸支承座兩側面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線粗鏜

43、輸入油孔箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線160半精切內環(huán)槽箱體中間孔軸線、大底面半精車外圓426端面、孔410內圓面及其內端面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線170半精車外圓426端面、孔410內圓面及其內端面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線半精鏜輸入軸孔130，120箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線180半精鏜輸入軸孔130，120箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線精鏜輸入軸孔130、120箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線190精鏜輸入軸孔130、120箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線半精鏜孔150及其內端面，半精鏜孔170和孔110箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線200半精鏜

44、孔150及其內端面，半精鏜孔170和孔110箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線精鏜孔150、孔170、孔和110箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線210精鏜孔150、孔170、孔和110箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線粗車輸入軸內退刀槽箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線220粗車輸入軸內退刀槽輸入軸內攻m1352螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線230輸入軸內攻m1352螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線攻9m12、2m16的螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線240鉆大底面上1938孔、圓形分布9m12螺紋底孔、2m16底孔及油孔箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線粗鏜孔150并倒

45、角220，粗鏜孔170、110及160，粗鏜孔152及其內端面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線250攻9m12、2m16的螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線攻4m16、7m12、9m12的螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線260鉆7m12、大底面上矩形分布的9m12底孔并倒角，鉆4m16底孔箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線鉆7m12、大底面上矩形分布的9m12底孔并倒角，鉆4m16底孔箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線270攻4m16、7m12、9m12的螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線攻9m12、2m16的螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線280锪大底面上兩特殊孔40箱

46、體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線锪大底面上兩特殊孔40箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線290大底面上一特殊孔上攻m221.5的螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線大底面上一特殊孔上攻m221.5的螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線300鉆6孔，擴輸入軸內孔20箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線鉆6孔，擴輸入軸內孔20箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線310鉆10長油孔箱體中間軸線大底面和蟹爪孔軸線鉆10長油孔箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線320鉆孔5箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線鉆孔5箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線330車9m12倒角1.545箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔

47、軸線車9m12倒角1.545箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線340半精車160孔內端面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線半精車160孔內端面箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線350車ty-1706-6g螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線車ty-1706-6g螺紋箱體中間孔軸線、大底面和蟹爪孔軸線360焊接焊接370終檢、入庫終檢、入庫加工工藝路線方案的論證：（1） 方案在120工序中按排人工時效處理。消除或減小機械加工殘余應力，防止變形及開裂。穩(wěn)定組織以穩(wěn)定零件形狀及尺寸。（2） 方案雖然符合工序集中原則，但它損傷了加工的表面，使加工表面的質量降低。（3） 方案符合粗精加工分開原則。由以

48、上分析：方案為合理、經濟的加工工藝路線方案。擬定工藝路線的出發(fā)點是是零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術要求能得到保證。工藝路線的擬定一般需要做兩個方面的工作：一是根據生產綱領確定加工工序和工藝內容，依序工序的集中和分散程度來劃分工藝：二是選擇工藝基準，即主要選擇定位基準和檢驗基準。在生產綱領已確定為批量生產的條件下，可以考慮萬能機床、組合機床和專業(yè)夾具，并盡量采用工序集中的原則，通過減少工件安裝的次數來提高生產率。除此之外，還應盡量考慮經濟精度以便使生產成本下降。根據以上原則，擬定的工藝路線如下：10 鑄坯（鑄造） 20 熱處理（正火處理179209hb)30 涂底漆（飛邊、披縫、型砂

49、清理處理，箱體內表面不加工面涂紅色防銹漆。外表面不加工面涂黃色防銹漆）40 粗銑大底面50 粗銑四周臺階面60 粗銑輸出軸孔端平面及蟹爪孔端面70 粗銑輸入軸支撐座兩側面80 粗切內環(huán)槽90 粗車外圓426端面、孔410內圓面及其內端面、孔170外端面并倒角53095 粗車輸入端面及其ty170外圓100 粗鏜輸入軸孔110 粗鏜孔150并倒角220，粗鏜孔170、110及160，粗鏜孔152及其內端面120 熱處理（人工時效處理）130 半精銑大底面140 辦精銑四周臺階面150 辦精銑輸出軸孔端面及蟹爪孔端面160 半精銑輸入軸支撐座兩側面170 半精切環(huán)槽180 半精車外園426端面、孔

50、410內園面和內端面190 半精鏜輸入軸孔130和120200 精鏜輸入軸孔130和120210 半精鏜孔150及其內端面，半精鏜孔170和孔110220 精鏜孔150、孔170和孔110230 粗車輸入軸內退刀槽240 輸入軸內攻m1352螺紋250 鉆大底面上1938孔、圓形分布9m12螺紋底孔、鉆2m16底孔及油孔260 攻9m12、2m16的螺紋270 鉆7m12、大底面上矩形分布的9m12底孔并倒角，鉆4m16底孔280 攻4m16、7m12、9m12的螺紋290 锪大底面上兩特殊孔40300 大底面上一特殊孔上攻m221.5的螺紋310 鉆6孔、擴輸入軸內孔20320 鉆10長軸孔

51、330 鉆5孔340 車9m12倒角1.545度350 半精銑160孔內端面360 車ty1706-6g螺紋370 焊接380 終檢3.5 毛坯機械加工余量及工序尺寸確定3.5.1 毛坯機械加工余量確定 因箱體類零件形狀較為復雜且生產批量大，故毛坯選用鑄件造型方法為金屬模機械砂型鑄。查金屬機械加工工藝人員手冊可得：尺寸公差等級ct810，取ct8；加工余量等級ma g表2加工表面總余量加工表面基本尺寸/mm加工余量等級ma加工余量數值/mm備注輸入軸端面ty170外圓面329.75170gg5.03.5單側價格雙側加工3.5.2工序尺寸確定為了保證零件圖上某平面的精度和粗糙度值，需要從其毛坯表

52、面上切去全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度稱為該表面的加工總余量。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。工序間加工余量的選擇原則如下： 采用最小的加工余量，以縮短加工時間，并降低零件的制造費用。 工余量應能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度及精度。 定加工余量時應考慮到零件熱處理時引起的變形，否則可能產生廢品。決 加工余量時應考慮到所采用的加工方法和設備，以及加工過程中零件可能發(fā)生的變形。 定零件加工余量時應考慮到被加工零件的大小。零件越大，則加工余量也越大。表3 零件加工工序尺寸表加工表面工序余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/mm粗加工粗加工粗加工輸入軸端面ty170外圓面5.0單側3.5雙側329.75 0.06170ra12.5ra12.53.6主要切削用量的確定切削用量不僅是機床調整與控制的必備參數，而且其大小選擇的合理與否，對加工質量、加工效率以及生產成本等均有重要影響。3.6.1選擇切削用量時候的考慮的因素 切削加工生產率 在切削加工中，材料切除率于切削用量三要素（切削速度，進給量，背吃刀量）均保持線性關系，其中任意參數增大，都可使生產率提高。但由于刀具壽命的制約，當任一參數增大時，其他兩參數必須減小。因此在制定切削用量時，是三要素獲得最佳組合，此時的生產率才是最合理的。 刀具壽命t 切削用量三要素對刀具壽命t的影響的大小，按順