繞線機(jī)主軸箱的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)課件

1、蘇州市職業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1 引言機(jī)械制造工藝學(xué)是一門綜合性的技術(shù)應(yīng)用科學(xué)，是研究制造過程中各種加工工藝過程的規(guī)律、合理選擇過程參數(shù)和控制這些參數(shù)的方法與手段的的科學(xué)，即研究制造過程的本質(zhì)、相互聯(lián)系的發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。11 機(jī)械加工工藝的重要性工藝技術(shù)是制造技術(shù)的重要組成部分，提高工藝技術(shù)水平是機(jī)電產(chǎn)品提高質(zhì)量、增強(qiáng)國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有力措施，工藝技術(shù)水平是制約中國制造企業(yè)迅速發(fā)展的因素之一。目前中國普遍存在著“重設(shè)計(jì)、輕工藝”的現(xiàn)象，有關(guān)部門已經(jīng)將發(fā)展工藝技術(shù)和裝備制造列為中國打造制造業(yè)強(qiáng)國的重要舉措之一，提出了“工藝出精品，精品出效益”的論斷，工藝重要性，必須重視。1.2 機(jī)械加

2、工工藝的發(fā)展廣義制造論 長(zhǎng)期以來，由于設(shè)計(jì)和工藝的分離，制造被定位于加工工藝，這是一種狹義的制造概論。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技進(jìn)步，需要綜合、融合和復(fù)合多種技術(shù)去 研究和解決問題，特別是集成制造技術(shù)的問世，提出了廣義制造的概念，亦稱為“大制造”的概念，它體現(xiàn)了制造概念的擴(kuò)展。制造工藝已形成系統(tǒng) 現(xiàn)在制造技術(shù)已經(jīng)不是單獨(dú)的加工方法和工匠的“手藝”，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)系統(tǒng)在制造工藝?yán)碚摰募夹g(shù)上有了極大的發(fā)展。在制造生產(chǎn)模式上出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)、集成制造系統(tǒng)、虛擬制造系統(tǒng)、集群制造系統(tǒng)和共生制造系統(tǒng)等。1.3 機(jī)械加工工藝過程的主要問題一個(gè)正常的合理的工藝過程，應(yīng)滿足下列基礎(chǔ)要求：保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)圖

3、和技術(shù)條件所規(guī)定的要求。保證高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。保證經(jīng)濟(jì)上的合理性。因此，設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝過程的主要問題包括以下幾點(diǎn)：設(shè)計(jì)路線的原則和方法。工序的詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括尺寸換算以及工序尺寸的設(shè)計(jì)與技術(shù)、尺寸圖表法在設(shè)計(jì)工藝過程的應(yīng)用。影響加工精度的因素分析，質(zhì)量分析和質(zhì)量控制方法，工藝試驗(yàn)的正交設(shè)計(jì)法等。影響表面質(zhì)量的因素分析，改善表面質(zhì)量的措施。2 零件的分析零件圖是制造零件的主要技術(shù)依據(jù)，在設(shè)計(jì)工藝路線之前，首先需要仔細(xì)進(jìn)行工藝分析。通過了解零件的公用和工作條件，分析精度及其它技術(shù)要求，以便更好的掌握構(gòu)造特點(diǎn)和工藝關(guān)鍵。在了解零件圖后，要進(jìn)行以下幾方面的分析：零件主要表面的要求及保證的方法。重要的技術(shù)

4、要求及保證的方法。表面位置尺寸的標(biāo)注2.1 零件的作用 箱體類零件一般是機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)件。其作用是將機(jī)器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的想換位置關(guān)系裝聯(lián)在一起，按規(guī)定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。因此，箱體類零件的加工質(zhì)量不僅直接影響機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)的裝配精度及運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。2.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 箱體種類多，尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且相對(duì)位置要求高。并且，箱體大多有一些共同特點(diǎn)：有一對(duì)或數(shù)對(duì)要求嚴(yán)、加工難度大的軸承支撐孔，有一個(gè)或數(shù)個(gè)基準(zhǔn)面及一組支承面；箱壁和中間壁上有許多孔，因此，對(duì)這些孔的尺寸、形狀精度和表面粗糙度以及孔與孔之間的同軸度、平行度、垂直度等，

5、都有較高要求。若軸承與箱體支承孔配合不當(dāng)，則將引起機(jī)器工作時(shí)的震動(dòng)、噪聲，影響主軸旋轉(zhuǎn)精度。若同一中心線的孔不同心，則軸的裝配困難，軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況惡劣，加劇軸承磨損，產(chǎn)生溫升及導(dǎo)致熱變形振動(dòng)，從而喪失了軸承精度。若相鄰軸承孔中心距偏差太大或者兩中心線不平行，將影響機(jī)器精度。箱體上的平面與箱體支撐孔線有一定的平行度及垂直度要求。總結(jié)起來，箱體具有以下特點(diǎn)： 箱體的外形由封閉式多面體構(gòu)成。這些多面體一般為6個(gè)或5個(gè)平面，這些多面體又進(jìn)一步分成整體式和組合式兩類。 箱體內(nèi)部常為空腔，且箱壁厚薄不均。 箱壁上孔系眾多，位置通常在平行或者垂直方向上。 箱體上有大量的平面需要加工，此外許多需要加工的軸承支撐

6、孔精度要求很高，只有一些緊固用孔精度要求較低。2.3 零件的技術(shù)要求 重要的技術(shù)要求一般指表面的形狀精度和位置精度、熱處理、表面處理、無損探傷及其他特種檢驗(yàn)等。重要的技術(shù)要求是影響工藝路線設(shè)計(jì)的重要因素之一，特別是位置精度要求較高時(shí)，會(huì)有很大的影響。由零度圖知（見附錄A），轉(zhuǎn)自繞線機(jī)主軸箱的主要技術(shù)要求如下： 主要孔的尺寸精度為為IT6IT7，孔mm、mm，表面粗糙度=0.8，相互垂直度0.01mm，同軸度0.01mm。 主要平面：前后及底面，兩側(cè)，兩翼及頂面。較高的尺寸精度有IT6IT7，如距離。2.4 零件的工藝分析 箱體零件的各項(xiàng)技術(shù)要求可歸結(jié)為下述五個(gè)方面：軸孔精度、軸孔的相互位置精度

7、、軸孔和平面的相互為制度、平面的精度及表面粗糙度，制訂這些技術(shù)要求的依據(jù)是保證主軸回轉(zhuǎn)精度，主軸回轉(zhuǎn)線與機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。轉(zhuǎn)子繞線機(jī)主軸箱零件一共有以下三組加工表面。（1） 平面 包括底面、頂面、前后面，兩翼面，及兩側(cè)。刨削和銑削常用于平面的粗加工和半精加工，這里采用銑削的方法加工平面。 粗銑頂面及前面，見光即可 精銑后面及左翼面，保證各自粗糙度為和 精銑右翼面及側(cè)面， 精銑左翼面及側(cè)面 粗精銑底面 （2） 孔系 包括同軸孔mm、mm，主軸箱箱體上有一系列相互位置精度的軸承孔成為孔系，包括平行孔系，同軸孔系和交叉孔系，孔系的相互位置精度有：各平行孔中心線相互之間和孔中心線與基面之間的平行度和距

8、離精度，各同軸孔的同軸度及各交叉孔的垂直度等。保證孔系加工精度是箱體加工的關(guān)鍵。一般應(yīng)根據(jù)不同生產(chǎn)規(guī)模和孔系精度要求采用不同的加工方法： 按劃線找正、試切鏜孔。 鏜模法鏜孔。 坐標(biāo)法加工孔系。及頂面、前面、翼面的平行孔系。（3） 其余孔 鉆 光孔 鉆頂面 螺紋孔 鉆后面 圓周均布孔 鉆前面 圓周均布孔及 攻各面螺紋3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)工藝過程時(shí)，首先要設(shè)計(jì)工藝路線，然后再詳細(xì)地進(jìn)行工序設(shè)計(jì)。這是兩個(gè)互相聯(lián)系的過程，應(yīng)進(jìn)行綜合分析。根據(jù)箱體零件在構(gòu)造上的特點(diǎn)與零件圖上的要求，工藝上常用下列措施來保證生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求。 合理地選擇加工方法，以保證獲得精度高、構(gòu)型復(fù)雜的表面。 為適應(yīng)工件剛性差、

9、精度要求高的特點(diǎn)，將工藝過程劃分成幾個(gè)階段進(jìn)行加工，以逐步保證技術(shù)要求。 根據(jù)集中和分散的原則，合理地將各表面的加工組合成若干工序，以利于保證位置精度并提高生產(chǎn)效率。 合理地選擇基準(zhǔn)，以利于保證位置精度的要求。 正常地安排熱處理工序，以保證獲得規(guī)定的力學(xué)性能，同時(shí)有利于改善材料的加工性能并減少變形對(duì)精度的影響。3.1 確定毛坯的制造形式（1） 毛坯的制造方式及類型 箱體材料常用HT100HT350灰鑄鐵，這是由于鑄鐵容易成形，具有較好的耐磨性、可切削性和阻尼特性，吸振性好而且成本低。由零件圖可知，主軸箱體可選用HT200灰鑄鐵。由于該箱體為小批量生產(chǎn)，查機(jī)械制造基礎(chǔ) 表12.1，選用砂型鑄造。

10、（2） 毛坯尺寸公差等級(jí) 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.1-25，根據(jù)鑄造方法 砂型鑄造，手工造型，并且采用灰鑄鐵公差等級(jí)取CT13。查表3.1-26，根據(jù)造型方法及鑄鐵材料，鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)選擇G。（3） 確定毛坯技術(shù)要求 鑄件不得有氣孔，夾砂，凹陷，疏松等鑄造缺陷。 未注明圓角R10-15。 鑄件成型后需要人工時(shí)效處理。 拔模斜度為30。（4） 繪毛坯圖 毛坯圖件圖紙所示。見附錄B3.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇正確、合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，不但加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)

11、行。(1) 精基準(zhǔn)的選擇 為了加工出符合質(zhì)量要求的零件，首先要根據(jù)零件圖紙上提出的要求，結(jié)合具體生產(chǎn)條件，選擇合適的定位基準(zhǔn)，并在最初幾道工序中將其加工出來，為后面的工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。所選擇的精基準(zhǔn)最好是裝配基準(zhǔn)（或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)），也就是常說的基準(zhǔn)重合，并能在盡可能多的表面加工工序中做定位基準(zhǔn)（即基準(zhǔn)統(tǒng)一）。此外，精基準(zhǔn)還應(yīng)保證主要加工表面（主軸支撐孔，底面）的加工余量勻稱，具有較大的支承面積，使定位和夾緊可靠，滿足表面形狀簡(jiǎn)單，加工方便，易于獲得較高的表面質(zhì)量等要求。 由零件圖可知，下底面要求很高；另外mm、倆個(gè)孔精度要求也很高，并且是以前者為基準(zhǔn)面的。所以，確定的精基準(zhǔn)為，下底面，及零件圖中的

12、B基準(zhǔn)面。(2) 粗基準(zhǔn)的選擇 箱體的精基準(zhǔn)確定以后，就可以考慮加工第一個(gè)面所使用的粗基準(zhǔn)。因?yàn)橄潴w結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工表面多，粗基準(zhǔn)選擇是否得當(dāng)，對(duì)各個(gè)加工面能否分配合理的加工余量及加工面與非加工面的相對(duì)位置關(guān)系影響很大，必須全面考慮。粗基準(zhǔn)的選擇標(biāo)準(zhǔn)是在能夠保證重要表面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量均勻，裝入箱體的齒輪，軸等零件與箱體內(nèi)壁各表面間有足夠的間隙，注意保證箱體必要的外形尺寸，此外，還應(yīng)能保證定位，夾緊可靠。 該零件為小批量生產(chǎn)，各工序均在通用機(jī)床上加工，且，工件較小，各平面通過試切加工。由于鑄件粗糙，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)避開分型面，并用砂輪機(jī)打磨光整。3.3 制訂工藝路線 訂制工

13、藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為小批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以合適的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。（1） 擬定主軸箱加工工藝需要考慮的因素 先面后孔的加工工序 箱體加工一般按照平面孔平面的順序進(jìn)行。因?yàn)橄潴w的孔比平面加工困難，先以孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，不僅為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，使孔的加工余量均勻，而且由于箱體上的孔大部分分布在箱體的平面上，先加工平面，切除了鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷，對(duì)孔的加工有利，易于切削，對(duì)保護(hù)刀

14、具不蹦刃和對(duì)刀調(diào)整都有好處。 粗、精加工分開 因?yàn)橄潴w的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，主要表面的精度高，粗、精加工分開進(jìn)行，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響，有利于保證箱體的加工精度。根據(jù)粗、精加工的不同要求合理地選用設(shè)備，有利于提高生產(chǎn)率。 需要注意的是：精度搞的和表面粗糙度要求高的主要表面，精加工工序放在最后，可以避免因?yàn)榘徇\(yùn)安裝而被碰壞。 由于粗、精加工分開，所需機(jī)床和夾具等的數(shù)量相應(yīng)增加，因此，在試制新產(chǎn)品、小批量、精度要求不高或受設(shè)備條件所限時(shí)，粗、精加工在同一機(jī)床上完成，但必須采取相應(yīng)措施，減少加工中產(chǎn)生的變形。如在粗加工后送卡工件，讓工件充分冷卻，并使工件在

15、夾緊力的作用下產(chǎn)生的彈性變形恢復(fù)，然后再用較小的力夾緊，以比較小的切削用量和多次走刀進(jìn)行精加工。 妥善安排熱處理 一般情況下，鑄造后進(jìn)行時(shí)效處理（加熱至530560，保溫68h，冷卻速度小于等于30攝氏度/h，出爐溫度小于或等于200），以便減少鑄造內(nèi)應(yīng)力，改變金相組織，軟化表層金屬，改變材料的加工性能，減少變形，保證加工精度的穩(wěn)定性。 工序集中與分散的選擇 在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，當(dāng)選定了各表面的加工方法并確定了階段劃分后，就可將同一階段中的各加工表面組合成若干工序。組織時(shí)可采用集中或分散的原則。根據(jù)此次生產(chǎn)的批量較小，尺寸較小，而且工藝設(shè)備條件簡(jiǎn)單，選擇工序集中原則。（2） 擬定主軸箱加工工藝路

16、線工藝路線的擬定是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵，其主要任務(wù)是選擇各個(gè)表面的加工方法和加工方案，確定各個(gè)表面的加工順序和工序的組合內(nèi)容，它與定位基準(zhǔn)的選擇密切相關(guān)。制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的條件下，應(yīng)考慮機(jī)床的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑?？紤]到、倆孔精度要求告，而且，下底面要求也高，所以安排在后面加工。根據(jù)以上的原則，以及在一些相關(guān)資料中查找的數(shù)據(jù)，制訂工藝路線，如下表所示。 表1.1 工序路線工序號(hào)

17、工序內(nèi)容1按照附錄B中的毛坯尺寸進(jìn)行鑄造2時(shí)效處理，消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善切削加工性和消除組織的不均勻性3粗銑頂面，前面到見光4半精銑后面，粗銑右翼面到見光5半精銑左翼面及左側(cè)面6半精銑右翼面及右側(cè)面7粗精銑底面8清根9磨削底面10鉆孔，粗鏜，精鏜。11粗、精鏜孔12鉆13鉆孔，孔，14鉆均布孔15鉆均布空，孔16銑右溝槽17攻螺紋孔18檢驗(yàn)3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸和公差以及工藝尺寸鏈計(jì)算 主軸箱零件材料HT200，灰口鑄鐵，硬度200250HB，生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)，采用木模砂型鑄造毛坯，尺寸精度CT13CT14。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及

18、毛坯尺寸如下。 圖 2-2 震蕩-放大型超聲波發(fā)生器方框圖頻率方程如下： （3-1）振幅放大系數(shù)為： （3-2）表4-1熔斷器的常見故障及處理方法故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因修理方法電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間熔體即熔斷1.熔體規(guī)格選擇太小2.負(fù)載側(cè)短路或接地3.熔體安裝時(shí)損傷1.調(diào)換適當(dāng)?shù)娜垠w2.檢查短路或接地故障3.調(diào)換熔體熔絲未熔斷但電路不通1.熔體兩端或接線端接觸不良2.熔斷器的螺帽蓋未擰緊1.清掃并旋緊接線端2.旋緊螺帽蓋注：1正文中表格與插圖的字體一律用5號(hào)宋體；2正文各頁的格式請(qǐng)以此頁為標(biāo)準(zhǔn)復(fù)制；3畢業(yè)論文一律用電腦打印，統(tǒng)一用A4紙；4為保證打印效果，學(xué)生在打印前，請(qǐng)將全文字體的顏色統(tǒng)一設(shè)置成黑色。（空

19、2行） 結(jié) 論（3號(hào)黑體，居中）×××××××××（小4號(hào)宋體，1.5倍行距）××××××××××××××××××××××××××××××××××××

20、×××××××××××××××××××××××××××××××（空2行） 致 謝（3號(hào)黑體，居中）×××××××××（小4號(hào)宋體，1.5倍行距）×××××××××××××××××××××（空2行） 參 考 文 獻(xiàn)：（五號(hào)黑體，加冒號(hào)，居中）1 ×××××××（五號(hào)宋體，行距18磅）×××××2 ××××××