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1、 . . . 本科生毕业设计 题 目 箱体零件加工工艺及数控加工程序设计 （变速箱箱体） 学 院 机械交通学院 专 业机械设计制造及其自动化 班级姓 名 学号指导教师 职称目录摘要3前言41变速箱箱体的工艺结构分析51.1零件图的技术要求51.2 加工中心加工工艺方案的制定51.2.1 加工中心加工容的选择51.2.2 零件的结构工艺性分析61.2.3 定位基准分析61.3 加工中心的选择61.4 零件的工艺设计61.4.1 加工方法的选择61.4.2 加工阶段的划分71.4.3 工艺路线的制定71.4.4工序的制定82 精镗前后轴承孔夹具的设计及数控加工程序342.1 分析零件结构，拟定定位
2、夹紧方案342.2 拟定夹具结构方案、绘制夹具结构草图342.3 定位误差的分析计算352.4 定位装置的设计362.5 夹紧装置的设计计算362.6数控仿真模拟372.6.1数控编程372.6.2数控仿真模拟38参考文献41箱体零件加工工艺及数控加工程序设计（变速箱箱体）滕正文摘要：通过对变速箱箱体的结构进行分析，制定了工艺路线，机械加工余量与工序尺寸及毛坯尺寸的计算，设计了箱体的加工工艺，并且设计精镗轴承孔的所用专用夹具。对精镗轴承孔进行了数控仿真模拟，得出其数控程序及加工轨迹。关键词：工艺路线；加工工艺；专用夹具；数控Cabinet parts processing workers an
3、d NC programming (gear box) TENG Zheng-wenAbstract: The structure of the gear box analysis, development of the process route, process machinery allowances and calculation of the size and blank size, the design of the cabinet process, and the design of fine boring holes of the bearings with special f
4、ixture. Bearing on the fine boring holes of NC simulation, obtained its numerical control program and processing path.Keywords: Routing; processing technology; special fixtures; NC朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典前言 箱体零件是机器或不见得基础零件，它吧有关零件连接成一个整体，是这些零件保持正确的相对位置，彼此能协调的工作。因此，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
5、响机器的的使用性能和寿命。因而箱体一般有较高的技术要求。由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功能，箱体零件具有多种不同结构形式，其共同特点是：结构形状复杂，箱壁薄而不均匀，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，因为灰铸铁具有较好的耐磨性，减震性以及良好铸造性能和切削性能，将价格也比较的便宜。有时为了减轻重量，用有色金属合金铸造箱体毛坯航空发动机上的箱体等）。再点减小批量的生产中，为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯。毛坯的铸造方法，取决于成产类型和毛坯尺寸。在单件小批量生产中，多采用木模造型；再大批量生产中广泛采用金属膜及其造型，毛坯的
6、精度较高。随着社会生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，人们对机械产品的质量和生产效率也提出了越来越高的要求。尤其是航空航天、军事、造船等领域所需要的零件，精度要求越来越高，形状也越来越复杂，这些零件用普通机床是难以加工的。数控机床是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。它是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是数控技术与机床所结合的产物。数控加工则是根据被加工零件的图样和工艺要求，编制出以数码表示的程序，输入到机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和工具的相对运动，使之加工出合格的零件的方法。在数控加工过程中，如果数控
7、机床是硬件的话，数控工艺和数控程序就相对于软件，两者缺一不可。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善的一种应用技术。实现数控加工，编程是关键。编程前必须要做好准备工作，编程后还要进行不要的善后处理工作。严格来说，数控编程也是属于数控加工工艺的畴。1变速箱箱体的工艺结构分析1.1零件图的技术要求零件的毛坯铸造，材料为HT200，机加工前退火处理消除应力。HB170-41尺寸精度要求：该零件为复杂箱体类零件，主要尺寸精度为孔系的孔径精度，共有6组60以上的孔需要镗削加工，7精度需要精镗。其它孔径均在20以下只需钻、扩、铰。两个定位销孔孔径精度要求较高为7级精度需要精铰。另外三组16H9
8、孔只需钻扩加工，尺寸精度要求不高。平面尺寸精度只有前后两端面要求较高为IT10级，其它尺寸精度为IT13级以上，未标注。没有特殊表面质量要求，最低表面粗糙度为3.2m，一般加工即可达到此要求。形位公差要求繁多，主要是保证6组轴承孔的相对位置精度，其中A1组孔以上表面和左定位销孔轴线为定位基准其它5组依次以A1组孔定位，具体为A2的设计基准为A1，A3和A4的设计基准为A2，A5的设计基准为A4，A6的设计基准为A5。这6组孔的位置精度要求较高，在普通机床上需要划线找正比较繁琐，所以可以在卧式加工中心上加工，先加工一面转过180再加工另一面，可以满足这些位置精度。A1、A3、A4、A5、A6组轴
9、承孔同轴度要求为0.04，A2为0.03。平行度要求A2为基准A1的平行度公差为0.08、 A3的平行度公差为0.08，A5以A4、A6共同为基准的平行度公差为0.08。垂直度要求，以A2轴线为基准后面垂直度公差为0.08。分析上表面：上面孔较多共20个，其中螺纹孔两个，定位销孔两个。两个定位销孔的相互位置精度要求较高为IT7级精度。卧式加工中心完全可以满足此项位置精度要求，18个螺纹孔均为M10-7H，位置精度为0.4，加工中心也可以满足这些位置精度要求。分析前后面：前后面孔系对称，所以在卧式加工中心上加工时可以先加工一面的孔再使工作台旋转180o加工另一面的孔。这样就可以满足位置精度要求，
10、其中垂直度要求主要靠使用同一基准保证，即加工前后端面时用顶面和两个定位销孔定位，加工前后端面时也以顶面和两个定位销孔定位即可，只要保证顶面的定位销孔的加工精度就可以满足轴承孔对于前后端面的垂直度要求。这个要求在卧式加工中心上是容易实现的。前后端面的螺纹孔较多，且有位置精度要求，都在7级以上。其中M8螺纹孔有8个，M10螺纹孔有10个，加工中心可一次加工出来且位置精度能很好保证。另外两端对称位置有3组通孔，都以B1组为基准同轴度公差为0.03，为8级精度。卧式加工中心的回转工作台定位精度足可以满足同轴度要求。另外这3组孔还以A1组轴承孔为基准平行度公差为350:0.2为9级精度，在卧式加工中心上
11、一次就可全部加工出前后端面所有孔系，定位基准统一所以平行度要求也可以很好保证。两侧面分析：两侧面孔较少各有6个M12螺纹孔位置精度均为0.4，设计基准为中心线和上端面，另外上表面的平面度要求较高为0.15，10级精度。需要在卧式铣床上加工，以A1组孔定位。1.2 加工中心加工工艺方案的制定1.2.1 加工中心加工容的选择加工中心适合加工的表面通常是尺寸精度要求较高的表面、相互位置精度要求较高的表面、不便于在普通机床上加工的复杂曲线和曲面另外最适合能够集中加工的表面。基于加工中心的特点初步预定加工方法为在普通机床上加工平面，在加工中心加工各端面的孔系。由于在普通机床镗孔需要专门设计镗模，还需要找
12、正装夹，另外每个镗孔都需要设计一套夹具所以镗孔工序全部由加工中心完成比较经济合理。1.2.2 零件的结构工艺性分析从机械加工的角度考虑，在加工中心上加工的零件其结构工艺性应具备一下几点要求。零件的切削加工量要小，以便减少减少加工中心的加工时间，降低零件的加工成本。零件上的光孔和螺纹孔的尺寸规格尽可能少，减少加工时 钻头，铰刀及丝锥等刀具的数量，减少换刀辅助时间。基于此建议设计者将前后端面的三种规格的螺纹孔统一为M10。这样就减少了很多换刀时间。另外零件的规格尽量标准化，以便采用标注刀具。零件的结构应具有足够的刚性，以减少夹紧变形和切削变形。此零件为变速箱体，其结构复杂，刚度较差，所以应尽量减小
13、加紧力和切削力。所以夹紧力作用位置的选择很重要，为此要选在刚度较大的位置，避开加工表面附近。所以选择夹紧力作用在箱体侧壁上。1.2.3 定位基准分析零件上应有一个或几个共同的定位基准。该定位基准一方面要能保证零件经多次装夹后其表面之间的相互位置的正确性，此零件为复杂箱体在卧式加工中心加工完四周后要重新装夹加工剩余表面，用同意定位基准可以避免由定位基准转换引起的误差；另一方面要满足加工中心工序集中的特点，即一次装夹尽可能完成零件上较多的表面的加工。定位基准最好是零件上已有的面或孔，若没有合适的面或孔可以专门设置工艺孔或凸台等作为定位基准。基于以上考虑加工前后端面孔系时以顶面和两个已存在的定位销孔
14、定位最佳，考虑到工序集中前后端面可一次装夹完成加工，但由于此箱体复杂，夹紧不方便加工侧面孔无法一次完成需要第二次装夹。由于加工前后端面都用统一的定位基准，所以端面的孔系位置精度容易得到保证。前后端面的轴承孔的同轴度靠加工中心的回转工作台的定位精度保证。现在加工中心的回转工作台的定位精度可以达到5，足可以满足同轴度要求。1.3 加工中心的选择卧式加工中心适用于需要多任务位加工和位置精度要求较高的零件，如箱体，泵体，壳体，所以变速箱体应选用卧式加工中心加工。变速箱体的最高尺寸精度为7级，位置公差最高为8级，所以选普通型卧式加工中心就可满足此零件的的精度要求。选择卧式加工中心的规格主要考虑工作台的大
15、小，坐标行程、坐标数量，和主电机功率等。零件的最大尺寸为578mm244mm332，根据零件尺寸选XH756A，其规格为工作台面积为630630，回转工作台分度为1360o。工作台行程为850700700，主轴功率为11KW。刀库容量为80把0.01/300（0.015/全长），箱体最高孔距精度为0.03所以足可以满足定位精度要求。重复定位精度为0.005。1.4 零件的工艺设计1.4.1 加工方法的选择变速箱体毛坯已铸造出30以上的孔，可采用粗镗半精镗精镗的加工方案。为了保证加工孔的位置精度半精镗和精镗用单刃镗刀可以纠正位置误差，粗镗为了提高加工效率可用双刃镗刀。对于直径小于30的孔可不铸出，可采用钻扩铰；钻攻螺纹的方案。1.4.2 加工阶段的划分箱体毛坯在普通机床上加工各端面，作为孔系加工的定位基准。由于在普通机床上加工
