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1、11 零件分析 1.1 零件的作用箱体零件是机器或部件的基础零件，它把有关零件联结成一个整体，使这些零件保持正确的相对位置。变速箱体中的主轴时车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的价值也将大打折扣。图 1-1 减速箱体1.2 零件的工艺分析零件的材料为 HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。现在分析如下：2(1) 主要加工表面：1） 铣上下平面保证尺寸 230mm，平行度误差为 0.032） 铣侧面保证尺寸 190mm，平行度误差为 0.023） 镗上下面平面各孔到所要尺寸
2、，并保证各误差要求4） 钻侧面 5*M10 螺纹孔5） 钻孔攻丝上平面各孔（2）主要基准面1）以上平面为基准的加工平面这一组加工表面包括：变速箱体上表面各孔，变速箱体上表面。2) 以下平面为基准的加工平面这一组加工表面包括：主要是下平面各孔及螺纹孔1.3 确定零件的生产类型由题目可知，生产批量为中批量生产，查机械制造技术基础课程设计指导书表 2.2 估计变速箱体质量为 20kg,可知变速箱体为轻型零件。2 确定毛坯类型绘制毛坯图2.1 选择毛坯变速箱体的材料为灰铸铁，铸造而成，因为生产效率很高，所以可以免去每次造型起模斜度为 5 度2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量铸件的公差等级由箱体的
3、功能和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。根据上述各因素，由表 2.8，2.10，2.13表 2.1 变速箱体加工余量和毛坯尺寸公差加工表面 零件尺寸 机械加工余量 毛坯尺寸左侧面 326 3.5 329.5右侧面 326 5 3313上端面 230 2.8 232.8下端面 230 4 23480 72 3 6980 80 3 7780 62 3 5980 92 3 8980 42 1.5 40.52.3 绘制变速箱体铸造毛坯图由表 2.1 所得结果，绘制毛坯图如图 2-1 所示。3 工艺规程设计机械加工工艺规程是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产
4、准备，计划调度，加工操作安全生产，技术检验和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。4在实际生产中，由于另外的生产类型，材料，结构，形状，尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种方法就能够完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件各组成表面选择合适的加工方法，还要合理的安排加工顺序，逐步得到把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用集中不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以，加工出合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，要选择合适的方案，拟定合理的工艺过程。3.
5、1 基准的选择加工的第一个平面是盖或底座的对和面，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，因而在加工盖和底座的面时，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。3.1.1 粗基准的选择根据大批大量生产的变速器箱体，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的 6 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 5 个面上的孔或平
6、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。3.1.2 粗基准的选择按以下几点要求选择箱体零件重要孔系的 80 和 72 毛坯体和箱体侧面壁作为粗基准:第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，5使重要孔加工余量尽量均匀；第二，装入箱体内的旋转零件要与箱体内壁有足够的间隙；此外还应能保证准确的定位，可靠的夹紧。3.2 拟定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能到达的经济精度，确定各表面的技工方法如下：地面粗铣，顶面粗铣，两侧面粗铣一半精铣，各纵向孔粗镗一半精镗，2
7、-30、2-22 孔 钻-扩-粗绞-精绞，螺纹孔，钻孔-攻螺纹。根据先面后孔、先主要表面后次要表面和弦粗加工后精加工的原则，将顶面底面和两侧面的粗铣放在前面，精加工放在后面，每一个阶段中又首先加工面。然后再镗各纵向孔。2-22、2-30 和各个螺纹孔放在最后加工。各纵向孔有同轴速度要求，并且表面粗糙度要求较高，故他们的加工宜采用工序集中的原则，即在一次装夹下将两面或者两孔同时加工出来，以保证其精度。1）表面加工的方法根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表 2.25 平面加工方法的经济精度和表面粗糙度；查表 2.24 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定箱体零件各表面的加工方法，如
8、表 3-1 所示表 3-1 箱体零件各表面的加工加工表面 尺寸及偏差 尺寸精度登记 表面粗糙度 加工方案左侧面 326 IT10 Ra12.5 粗铣一半精铣右侧面 326 IT10 Ra12.5 粗铣一半精铣上端面 230 IT8 Ra6.3 粗铣一半精铣下端面 230 IT8 Ra6.3 粗铣一半精铣72 孔 72 IT8 Ra3.2 粗扩-精扩680 孔 80 IT8 Ra3.2 粗扩-精扩62 孔 62 IT8 Ra3.2 粗扩-精扩92 孔 92 IT8 Ra3.2 粗扩-精扩42 孔 42 IT8 Ra3.2 粗扩-精扩2）加工阶段的划分该箱体加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加
9、工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；在半精加工阶段，完成端面的精铣加工和螺纹孔的钻、铰加工；在精加工阶段，进行箱体端面的削加工。3）工序顺序的安排（1）机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准；遵循“先精后粗”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面；遵循“先面后孔”原则。由此初拟箱体机械加工工序安排，见表 3-2。表 3-2 托架机械加工工序安排（初拟）工序号 工序内容 简要说明10 粗铣底面 “先精后粗”20 粗铣顶面 “先精后粗”30
10、 粗铣两侧面 “先精后粗”40 粗镗各纵向孔 “先主后次” “先面后孔”50 半精铣两侧面 “先精后粗” “先7主后次”60 半精镗各纵向孔 “先精后粗” “先主后次”70 精镗各纵向孔 “先精后粗” “先主后次”80 钻扩饺 2-30 “先面后孔”90 钻扩饺 2-22 “先面后孔”100 钻 7M10 螺纹底孔（深 22）孔口倒角45 度，攻螺纹深 16，钻 5M10 螺纹底孔，孔口倒角 45 度钻 2M16 螺纹底孔孔口倒角 45 度“先面后孔”110 钻顶面 8M10 和 M10 螺纹底孔深 24，孔口倒角 45 度，攻螺纹深 18“先面后孔”120 钻底面沉头孔，铰孔 13，锪孔 2
11、6深 4“先面后孔”130 钻 G1/8、G1/4 螺纹底孔，孔口倒角 45度，攻螺纹“先面后孔”另外一位同学的加工工序安排是：粗精铣底面粗铣两侧面粗镗各纵向孔粗镗各纵向孔精镗各纵向孔半精铣两侧面钻扩饺 2-30钻 7M10 螺纹底孔（深 22）孔口倒角 45 度，攻螺纹深16，钻 5M10 螺纹底孔，孔口倒角 45 度，钻 2M16 螺纹底孔孔口倒角45 度（1）热处理工序铸造成形后，进行调质处理，调质硬度为 241285HBS，箱体上端8面进行局部淬火。（2）辅助工序粗加工箱体上端面和热处理后，应安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序综上
12、所述，该托架工序的安排顺序为：基准加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。4）确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定托架的机械加工工艺路线，见表 3-3。表 3-3 箱体机械加工工艺路线工序号 工序内容 定位基准10 粗（精）铣箱体两侧面 箱体前后端面20 粗（精）铣箱体上下端面 箱体上下端面30 粗扩、精扩孔 272mm 箱体下端面40 粗扩、精扩孔 62mm 箱体下端面50 粗扩、精扩孔 80mm 箱体下端面60 粗扩、精扩孔 92mm 箱体下端面70 粗扩、精扩孔 42mm 箱体下端面80 粗扩、精扩孔 222mm 箱
13、体下端面90 钻底面沉头孔，铰孔 13，锪孔 26 深 4 箱体下端面100 去毛刺110 中检3.3 加工设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠的保证9零件加工质量的前提下与生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。箱体的生产类型为中批生产，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备，所选用的夹具均为专用夹具。各工序加工及工艺装备的选用见表 3-4.10工序号工序内容 加工设备 工艺装备10 粗铣箱体上端面 立式铣床 X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺20 粗铣箱体底面 立式铣床 X51高速钢套式面铣刀、游
14、标卡尺30 精铣箱体底面 立式铣床 X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺40 精铣箱体上端面 立式铣床 X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺50 粗扩、精扩孔 272mm 立式钻床 525 扩孔钻、卡尺、塞规60 粗扩、精扩孔 62mm 立式钻床 525 扩孔钻、卡尺、塞规70 粗扩、精扩孔 80mm 立式钻床 525 扩孔钻、卡尺、塞规80 粗扩、精扩孔 92mm 立式钻床 525 扩孔钻、卡尺、塞规90 粗扩、精扩孔 42mm 立式钻床 525 扩孔钻、卡尺、塞规100 粗扩、精扩孔 222mm 立式钻床 525 扩孔钻、卡尺、塞规110钻底面沉头孔，铰孔13，锪孔 26，深 4立式钻床 525麻
15、花钻、扩孔钻、卡尺、塞规11表 3-4 加工设备及工艺装备3.4 确定切削用量及基本公时（机动时间）3.4.1 铣面1) 工序 1 粗铣顶面（1）加工条件；工件材料：灰铸铁（2）加工要求：粗铣箱盖上顶面，保证顶面尺寸 3mm机床：卧式铣床 X63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 190mm,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:根据机型加工工艺设计手册 ，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/minns
16、= =dwv10min)/r(38254.7根据表 2.4-86,取 nw=37.5r/min故实际切削速度为:V= in)/(5.2610dmn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)12切削时由于是粗铣,故整个铣刀刀盘不必铣过整个弓箭,则行程为1+11+12=125+3+2=130mm故机动工时为:tm= 0.866min=52s1503辅助时间为:tf=0.15tm=0.1552=7.8s其他时间计算:tb+tx=6%(52+7.8)=3.58s故工序 1 的单件时间:Tdj=tm+tf+tb+tx=63.4s2)工序 2 粗铣箱体底面(1)加工条件:加工材料:灰铸铁加工要求:粗铣箱体底面,保证底面尺寸 3mm机
