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1、 题目：主轴箱箱体加工工艺及铣平面夹具设计 主轴箱箱体加工工艺及铣平面夹具设计1.主轴箱箱体零件的分析 1.1分析零件作用该零件为主轴箱箱体零件，具有承载传递和改变力的能，主要用于支承和固定轴系部件，并保证传动零件啮合精度，使箱内零件具有良好的润滑和密封。 1.2主轴箱箱体的主要加工表面1.主要孔两个直径为98，和两个直径为62，和一个直径为55,56,135,120的孔2.主要平面箱体的底部导轨面，箱体的上平面等。2.选择毛坯 2.1毛坯种类确定 因为该零件为箱体类，且外形尺寸较大，材料为HT200，硬度190HBS，箱体壁厚18mm。因此，采用砂型铸造毛坯（适用于形状复杂的毛坯，良好的耐磨
2、性、抗震性、切削加工和铸造性能）。 毛坯的种类形状及尺寸确定一定要考虑零件成本的问题，但要保证零件的使用性能。大批量生产铸件的尺寸在8-12级之间。毛坯的加工余量等级在E-G之间。 2.2毛坯的材料热处理 箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件，毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔非金属夹杂物等缺陷的出现。主轴箱箱体三维立体模型部分主轴箱箱体零件图3.主轴箱箱体加工工艺过程分析 3.1 加工阶段划分（1）粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工精加工提供定位基准。 （2）半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的经加工做好准
3、备，保证合适的加工余量。 （3）精加工阶段 精加工阶段切除少量的加工余量，主要目的是保证零件的形状位置几何精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面达到图纸要求。 （4）光整加工 对某些要求特别高的需进行光整加工， 主要用于改善表面质量，对尺寸精度改善很少。 加工阶段的划分并不是绝对的，必须明确划分加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。3.2 加工顺序的安排 1.机械加工工序安排（1）先粗后精（2）先加工基准面后加工其他面。对箱体类零件一般是先面后孔。（3）先主后次3.3热处理工序的安排（1）退火与正火通常安排在粗加工之前（2）调制一般安排在粗加工之后，半精加工之前进行（3）
4、 时效处理 （4）淬火 （5）氮化 （6）发兰3.4选择基准3.4.1 粗基准选择（1）选择应加工表面为粗基准（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准（3）选择加工余量最小的表面作为粗基准（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作 为粗基准，保证定位准确加紧可靠。（5）粗基准应避免重复使用3.4.2精基准的选择（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）互为基准原则（4）自为基准原则4.工序设计 4.1选择机床和工艺装备 工序4、6、7、15和21都是用立式数控铣床XK1060进行 加工，工艺装备是专用夹具和不同直径的YG6硬质合金面铣刀。工序5、8、16、17是利用立式数控钻床ZK
5、51来加工工艺孔和螺纹孔的，工艺装备是专用夹具，高速钢直柄麻花钻和丝锥。工序9到14和19、20用数控卧式铣镗床TK611C/1镗轴承孔，铣凸台面和加工螺纹孔，工艺装备是专用夹具，硬质合金镗刀， YG6硬质合金面铣刀，高速钢直柄麻花钻和丝锥。4.3 确定切削用量及基本时间 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先确定切削深度、进给量再确定切削速度。4.4 基本的加工步骤 1.铸造毛坯、清砂。2.采用退火热处理 3.非加工表面涂防锈漆 4.以箱体底部导轨面B作为粗基准，铣削上平面。ZK51立式数控钻床XK1060立式数控铣床TK611C/1数控卧式铣镗床M50100导轨磨床5
6、.以上平面和外形定位加工两工艺孔。6.以上平面和两工艺孔定位铣退刀槽并粗铣所有导轨面。7.以导轨面C和外形定位加工两工艺孔。8.以导轨面B和C面上的两工艺孔为基准，粗镗各轴承孔。9.以导轨面B和C面上的两工艺孔为基准，铣削端面D和各凸台面。10.以导轨面B和C面上的两工艺孔为基准，加工各凸台面上的螺纹孔和沉头孔。11.以I孔和孔为精基准，精铣各导轨面和上面的油槽。12.以I孔和孔为精基准，加工导轨面C上的螺纹孔。13.以I孔和孔为精基准。磨各导轨面。14.以导轨面B和C面上的两工艺孔为基准，精镗各轴承孔。15.以导轨面B和C面上的两工艺孔为基准，精铣 上平面。16.清洗、去毛刺、倒角。17.检
7、验。5.夹具设计 夹紧力的大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。 计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还应考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。 W=KWW计算出的理论夹紧力W实际夹紧力 K安全系数，通常K=1.5到3。用于粗加工时，K=2.5到3，用于精加工时，K=1.5到2。5.1 加工后
8、端面夹具设计 本夹具主要用来粗铣主轴箱箱体后端面。有加工工序简图可知，粗细后端面时，前后端面有尺寸要求370mm，以及后端面有表面粗糙度要求Rz6.3，本道工序仅是对后端面进行粗加工。初始设计了两套方案，第一套一面两销定位，采用一个铰链夹紧和一个联动夹紧配合，第二套也是一面两销定位，采用两个平行下压浮动夹紧机构加紧，结合了铣削力、效率、可行性和可操作性以后选择第一套夹紧机构。5.2 定位基准的选择 在进行后端面粗细加工时，各导轨面已经粗铣，两个工艺孔已经加工出。因此工件选用导轨面B及两工艺孔作为定位基准。选择导轨面B作为定位基面。选择导轨面B作为定位基面限制了工件的三个自由度，而两工艺孔作为定位基面，分别限制了工件的一个和两个自由度。即两个工艺孔作为定位基面共限制了工件的三个自由度，即一面两孔定位。5.3定位元件的设计5.4定位误差的分析 销的定位方案 两销分析图5.5铣削力与夹紧力的计算 先计算出圆周分力，再由表查处铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值，铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k即为实际所需夹紧力F。5.6夹紧装置及夹具体设计 平行下压浮动夹紧机构主轴箱箱体铣后端面夹具体装配图
