蜗轮蜗杆减速器箱体上盖结构设计、箱体加工工艺规程制定及工艺装备设计毕业论文.doc

山东科技大学泰山科技学院毕业设计蜗轮蜗杆减速器箱体上盖结构设计、箱体加工工艺规程制定及工艺装备设计学 校：山东科技大学泰山科技学院班 级：机制（专本）113班指导老师：王叶青姓 名：王萌萌日 期：2013/6/12摘 要本设计的课题是减速箱箱体的上盖结构设计、箱体加工工艺规程制定及工艺装备设计。该箱体零件结构复杂，且为大批量生产，为了提高生产效率和降低劳动强度，专门设计了专用组合机床，专用夹具。本设计说明书可分为四部分：第一部分为箱体的上盖结构设计。在上盖结构设计中，考虑下箱体的结构，合理选择上箱体结构尺寸、箱体壁厚、透视孔大小等。第二部分为箱体机械加工工艺规程的制定。在制定工艺过程中，确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机床及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。第三部分为组合机床设计组合镗床。更好的提高生产率，提高加工精度，降低生产成本。第四部分为专用夹具设计。专用夹具的使用能有效降低工作时劳动强度、提高劳动生产率、并获得较高的加工精度。关键词：箱体 工艺 组合机床 夹具AbstractThis design is the subject of gearbox top cover structure design, the processing technological process formulation and process equipment design. Replace parts of the complex structure, and mass production, in order to improve production efficiency and reduce labor intensity, specially designed for the special combined machine tool, fixture. The design specification can be divided into four parts:The first part set box cover structure design, In the upper cover structure design, consider the box structure, reasonable selection box structure size, thickness of the box wall, hole size perspective. The second part is technical regulations of the mechanical processing.In the development process, determine the installation position of each process and the process need the labor step, feed, machine tools and machining of the processes of the cutting depth, spindle speed, and cutting speed, the basic time finally calculated the procedures, work time and support to business hours.The third part is the combination of machine tool design - combination boring lathe. Better to increase productivity, improve processing accuracy, reduce production cost.The four part is the design of special fixture. The use of special fixture can reduce the work labor intensity, improve labor productivity, and obtain high machining accuracy.Keywords: box technology modular machine tool fixture目录 第1章 概述11.1.箱体的主要功能11.2.箱体的分类11.3通用减速器的发展趋势2第2章 减速器箱体结构设计及要求32.1减速器结构概述32.2设计的主要问题和设计要求42.3箱体结构设计42.4 减速器箱体结构设计三维实体图形9第3章 减速器箱体加工工艺制定153.1.箱体的结构分析153.2.箱体的技术要求分析153.3.箱体毛坯的选用153.4.箱体的基准选择153.5.拟定箱体加工工艺路线16第4章 机械加工工序设计184.1 概述184.2 工序简图的绘制194.3 切削用量及基本工时的确定原则194.4 机体切削用量和基本工时的确定21第5章 组合机床概述29第6章 组合镗床夹具设计296.1 夹具设计基本过程296.2 夹具结构工艺性316.3 机床夹具的组成与作用316.4 工件的定位误差356.5 工件的定位方案356.6工件的夹紧376.7 夹紧装置的总体设计44参考文献47技术经济分析48结论49致谢50外文文献51第1章 概述1.1.箱体的主要功能(1)支承并包容各种传动零件，如齿轮、轴、轴承等，使他们能够保持正常的运动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂，实现各种运动零件的润滑。 (2)安全保护和密封作用，使箱体内的零件不受外界环境的影响，又保护机器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔热和隔音作用。 (3)使机器各部分分别由独立的箱体组成，各成单元，便于加工、装配、调整和修理。 (4)改善机器造型，协调机器各部分比例，使整机造型美观。 1.2.箱体的分类 121按箱体的功能可分为：(1)传动箱体，如减速器、汽车变速箱及机床主轴箱等的箱体，主要功能是包容和支承各传动件及其支承零件，这类箱体要求有密封性、强度和刚度。(2)泵体和阀体，如齿轮泵的泵体，各种液压阀的阀体，主要功能是改变液体流动方向、流量大小或改变液体压力。这类箱体除有对前一类箱体的要求外，还要求能承受箱体内液体的压力。 (3)支架箱体，如机床的支座、立柱等箱体零件，要求有一定的强度、刚度和精度，这类箱体设计时要特别注意刚度和外观造型。122按箱体的制造方法分主要有： (1)铸造箱体，常用的材料是铸铁，有时也用铸钢、铸铝合金和铸铜等。铸铁箱体的特点是结构形状可以较复杂，有较好的吸振性和机加工性能，常用于成批生产的中小型箱体。 (2)焊接箱体，由钢板、型钢或铸钢件焊接而成，结构要求较简单，生产周期较短。焊接箱体适用于单件小批量生产，尤其是大件箱体，采用焊接件可大大降低成本。 (3)其它箱体，如冲压和注塑箱体，适用于大批量生产的小型、轻载和结构形状简单的箱体。20世纪7080年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。1.3通用减速器的发展趋势高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。促使减速器水平提高的主要因素有：理论知识的日趋完善，更接近实际（如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等）。采用好的材料，普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高。结构设计更合理。轴承质量和寿命提高。润滑油质量提高。第2章 减速器箱体结构设计及要求2.1减速器结构概述2.1.1组成减速器一般由箱体、齿轮、轴、轴承和附件组成。箱体由箱盖与箱座组成。箱体是安置齿轮、轴及轴承等零件的机座，并存放润滑油起到润滑和密封箱体内零件的作用。箱体常采用剖分式结构（剖分面通过轴的中心线），这样，轴及轴上的零件可预先在箱体外组装好再装入箱体，拆卸方便。箱盖与箱座通过一组螺栓联接，并通过两个定位销钉确定其相对位置。为保证座孔与轴承的配合要求，剖分面之间不允许放置垫片，但可以涂上一层密封胶或水玻璃，以防箱体内的润滑油渗出。为了拆卸时易于将箱盖与箱座分开，可在箱盖的凸缘的两端各设置一个起盖螺钉，拧入起盖螺钉，可顺利地顶开箱盖。箱体内可存放润滑油，用来润滑齿轮；如同时润滑滚动轴承，在箱座的接合面上应开出油沟，利用齿轮飞溅起来的油顺着箱盖的侧壁流入油沟，再由油沟通过轴承盖的缺口流入轴承。减速器箱体上的轴承座孔与轴承盖用来支承和固定轴承，从而固定轴及轴上零件相对箱体的轴向位置。轴承盖与箱体孔的端面间垫有调整垫片，以调整轴承的游动间隙，保证轴承正常工作。为防止润滑油渗出，在轴的外伸端的轴承盖的孔壁中装有密封圈。减速器箱体上根据不同的需要装置各种不同用途的附件。为了观察箱体内的齿轮啮合情况和注入润滑油，在箱盖顶部设有观察孔，平时用盖板封住。在观察孔盖板上常常安装透气塞（也可直接装在箱盖上），其作用是沟通减速器内外的气流，及时将箱体内因温度升高受热膨胀的气体排出，以防止高压气体破坏各接合面的密封，造成漏油。为了排除污油和清洗减速器的内腔，在减速器箱座底部装置放油螺塞。箱体内部的润滑油面的高度是通过安装在箱座壁上的油标尺来观测的。为了吊起箱盖，一般装有一到两个吊环螺钉。不应用吊环螺钉吊运整台减速器，以免损坏箱盖与箱座之间的联接精度。吊运整台减速器可在箱座两侧设置吊钩。减速器的箱体是采用地脚螺栓固定在机架或地基上的。2.2设计的主要问题和设计要求 箱体设计首先要考虑箱体内零件的布置及与箱体外部零件的关系，如车床按两顶尖要求等高，确定箱体的形状和尺寸，此外还应考虑以下问题： （1）满足强度和刚度要求。对受力很大的箱体零件，满足强度是一个重要问题；但对于大多数箱体，评定性能的主要指标是刚度，因为箱体的刚度不仅影响传动零件的正常工作，而且还影响部件的工作精度。 （2）散热性能和热变形问题。箱体内零件摩擦发热使润滑油粘度变化，影响其润滑性能；温度升高使箱体产生热变形，尤其是温度不均匀分布的热变形和热应力，对箱体的精度和强度有很大的影响。 （3）结构设计合理。如支点的安排、筋的布置、开孔位置和连接结构的设计等均要有利于提高箱体的强度和刚度。 （4）工艺性好。包括毛坯制造、机械加工及热处理、装配调整、安装固定、吊装运输、维护修理等各方面的工艺性。 （5）造型好、质量小。 设计不同的箱体对以上的要求可能有所侧重。 2.3箱体结构设计 箱体的形状和尺寸常由箱体内部零件及内部零件间的相互关系来决定，决定箱体结构尺寸和外观造型的这一设计方法称为"结构包容法"，当然还应考虑外部有关零件对箱体形状和尺寸的要求。 箱体壁厚的设计多采用类比法，对同类产品进行比较，参照设计者的经验或设计手册等资料提供的经验数据，确定壁厚、筋板和凸台等的布置和结构参数。对于重要的箱体，可用计算机的有限元法计算箱体的刚度和强度，或用模型和实物进行应力或应变的测定，直接取得数据或作为计算结果的校核手段。 2.3.1箱体的毛坯、材料及热处理 (1)箱体的毛坯：选用铸造毛坯或焊接毛坯，应根据具体条件进行全面分析决定。铸造容易铸造出结构复杂的箱体毛坯，焊接箱体允许有薄壁和大平面，而铸造却较困难实现薄壁和大平面。(2)焊接箱体一般比铸造箱体轻，铸造箱体的热影响变形小，吸振能力较强，也容易获得较好的结构刚度。 本设计为蜗轮蜗杆减速器箱体设计，结构相对复杂，故采用铸造毛坯。(3)箱体的材料和热处理 箱体的常用材料有： 铸铁 多数箱体的材料为铸铁，铸铁流动性好，收缩较小，容易获得形状和结构复杂的箱体。铸铁的阻尼作用强，动态刚性和机加工性能好，价格适度。加入合金元素还可以提高耐磨性。具体牌号查阅有关手册。 铸造铝合金用于要求减小质量且载荷不太大的箱体。多数可通过热处理进行强化，有足够的强度和较好的塑性。 钢材铸钢有一定的强度，良好的塑性和韧性，较好的导热性和焊接性，机加工性能也较好，但铸造时容易氧化与热裂。箱体也可用低碳钢板和型钢焊接而成。 根据箱体的实际要求选用灰铸铁。箱体的热处理： 铸造或箱体毛坯中的剩余应力使箱体产生变形，为了保证箱体加工后精度的稳定性，对箱体毛坯或粗加工后要用热处理方法消除剩余应力，减少变形。常用的热处理措施有以下三类： A)热时效。铸件在500600°C下退火，可以大幅度地降低或消除铸造箱体中的剩余应力。 B)热冲击时效。将铸件快速加热，利用其产生的热应力与铸造剩余应力叠加，使原有剩余应力松弛。 C)自然时效。自然时效和振动时效可以提高铸件的松弛刚性，使铸件的尺寸精度稳定。 232箱体结构参数的选择 箱体结构参数的选择如表2-1:表2-1名 称选 用 要 求选 用 尺 寸/mm蜗杆减速器箱体底座壁厚0.04a+(23)8A值对圆柱齿轮传动为低速级中心距；对圆锥齿轮传动为大小齿轮平均节距半径之和；对蜗轮为中心距=10mm箱盖壁厚1蜗杆上置式：1=蜗杆下置式：（0.80.85）8本设计为蜗杆下置式，选取1=9mm 底座上孔凸缘厚度h0（1.51.75）h0=15mm箱盖凸缘厚度h1（1.51.75）h1=15mm轴承座连接螺栓凸缘厚度h5(34)d2 根据结构确定e选取为55mm底座加强筋厚度e(0.81) e=10mm箱盖加强筋厚度e1(0.80.85) e1=10mm地脚螺栓直径d(1.52) 或按 表2-2选取d=22mm地脚螺栓数目n按 表2-2选取n=4轴承座连接螺栓直径d20.75dd2=22mm底座与箱盖连接螺栓直径d3(0.50.6) dd3=12mm轴承盖固定螺栓直径d4按表2-3选取d4=10mm视孔盖固定螺栓直径d5(0.30.4) dd5=7mm轴承盖螺栓分布圆直径D1D+2.5 d4 或按表2-3选取D1=110mm轴承座凸缘端面直径D2D1+2.5 d4或按表2-3选取D2=140mm箱体内壁和齿顶端面的间隙1.2=12mm箱体内壁与齿轮端面的间隙1最小值一般可取10151=12mm底座深度H0.5da+(3050)( da为齿顶圆直径)H=185mm底座高度H1H1a,多级减速器H1amaxH1=200mm箱盖高度H2da2/2+2(da2为涡轮最大直径)H2=150mm轴承盖固定螺栓孔深度l2、l3查表5-1-4625mm轴承座连接螺栓间的距离L1L1=D100mm其他圆角R0、r1、r235mm注： 1.箱体材料为铸铁。2.对于焊接的减速器箱体，其参数可参考本表，但壁厚可减少30%40%。3.本表所列尺寸关系同样适合于带有散热片的蜗杆减速器。表2-2 地脚螺栓尺寸 mm单 级中心距a螺栓直径d螺栓数目n100M164150M166200M166250M206300M246350M246400M306450M306500M366600M366700M426800M426900M4861000M486按表2-3选取 轴承座凸缘端面尺寸 mm 代号尺 寸D5262728090100110120125D1728595105110115125140150D290105115125130135145165175d4M8M8M10M10M10M10M10M12M12d4数目n1444466666233 减速器附件(1) 透气塞减速器工作时温度升高，使箱内空气膨胀，为防止箱体内的剖分面和轴的密封处漏油，必须使箱内热空气能从透气塞或通气罩排出箱外，相反也可使冷空气进入箱内。透气塞一般适用于小尺寸及发热较小的减速器，并且环境比较干净本设计根据表2-4选取 d =M20×1.5 的一组。表2-4 透气塞dDLld1aSM10×1131683214M12×1.251619104217M16×1.52223125222M20×1.53028156422M22×1.53229157422图2-1 透气塞 图2-2 涡轮蜗杆减速器箱体机座2.4 减速器箱体结构设计三维实体图形2.4.1 箱体结构设计三维实体图形涡轮蜗杆减速器箱体机座减速器的箱体用于放置齿轮、轴承等零件，同时，它还是整个减速器的基础，设计完成的减速器如图2-2所示。下面具体介绍箱体的创建步骤。（1）创建新文件单击“文件”工具栏中的按钮，或者单击【文件】【新建】，系统弹出“新建”对话框，输入所需要的文件名“jz”，取消“使用缺省模板”选择框后，单击【确定】，系统自动弹出“新文件选项”对话框，在“模板”列表中选择“mmns_part_solid”选项，单击【确定】，系统自动进入零件环境。（2）以 FRONT面为草绘平面，以RIGHT面为参照平面进行草绘，再进行拉伸，生成如图2-3所示图形： 图2-3图2-4（3）以箱体结合面侧面为基准面拉伸32mm,并通过DTM1面镜像，生成如图2-4所示图形；（4）以箱体两侧面为基准面拉伸蜗杆孔15mm,并通过FRONT面镜像，如图2-5所示图形； 图2-5图2-6（5）以RIGHT面为基准平面像两侧拉伸，生成如图2-6所示图形；（6）以TOP平面作为基准平面，向两侧拉伸，并去除材料，生成如图2-7所示图形； 图2-7图2-8（7）以TOP平面建立拉伸，去除箱体内部材料，以及以蜗杆轴孔侧端面拉伸去除材料，生成如图2-8所示图形；（8）以箱体前后端面为基准平面经过拉伸，及标准孔命令，绘制出油标孔，及放油孔，生成如图2-9、图2-10所示图形； 图2-9图2-10（9）用孔、标准孔命令绘制涡轮、蜗杆及底座的孔并镜像，生成如图2-11所示图形；（10）以结合面为基准面绘制轴承座联接螺栓凸缘厚度，以及绘制机座加强筋并进行拔模，镜像，以及绘制结合面的连接孔。生成如图2-12所示图形； 图2-11图2-12（11）倒圆角，完成最终机座三维模型。生成如图2-13所示图形； 图2-13 图2-14涡轮蜗杆减速器箱体上盖2.4.2 箱体结构设计三维实体图形涡轮蜗杆减速器箱体上盖减速器中，箱体和箱盖相互配合，组成了减速器的外壳，其中各种零件的放置基础。虽然箱盖和箱体的形状不同，但其设计广泛和步骤基本相同。减速器箱盖的几何外形如图2-14所示，箱盖的创建过程和箱体的创建流程相似，都综合采用了拉伸、筋特征、拔模特征等造型方法。下面对箱盖的创建步骤作具体介绍。（1）创建新文件。单击“文件”工具栏中的按钮，或者单击【文件】【新建】，系统弹出“新建”对话框，输入所需要的文件名“shanggai”，取消“使用缺省模板”选择框后，单击【确定】，系统自动弹出“新文件选项”对话框，在“模板”列表中选择“mmns_part_solid”选项，单击【确定】，系统自动进入零件环境。(2)以TOP平面为基准平面，利用拉伸命令建立上盖结合面并打孔。生成如图2-15所示图形； （3）以FRONT平面作为基准平面，建立上壳体外轮廓，并使用对称拉伸，生成如图2-16所示图形； 图2-15 图2-16（4）以FRONT平面为基准平面，用拉伸命令建立涡轮箱体孔，并去除中间材料。用拉伸去除材料命令抽空上盖，生成如图2-17所示图形； 图2-17 图2-18（5）以FRONT平面作为基准平面绘制两吊孔截面图形。并用拉伸命令绘制透视孔，并用标准孔命令绘制视孔盖连接孔。以及透气孔。生成如图2-18所示图形； （6）用筋命令绘制机盖加强筋，及轴承盖联接螺栓凸缘厚度，凸缘处拔模，建立标准孔并镜像，生成如图2-19所示图形； 图2-19 图2-20（7）用标准孔命令绘制涡轮端面的孔，并镜像。对上盖各部位进行倒圆角，最总生成箱体上盖图形；生成如图2-20所示图形； 2.4.3 箱体结构设计三维实体图形箱体装配局部剖分图为了更清晰表达减速器箱体结构，进行了上下箱体装配，并进行的局部刨分。如图2-21所示图形； 图2-21 箱体装配局部剖分图第3章 减速器箱体加工工艺制定3.1.箱体的结构分析（1）形状比较复杂，壁薄且壁厚不均匀。（2）加工部位多，有数个基本面及一些支撑面、数对轴承孔，而且加工难度大。3.2.箱体的技术要求分析减速器箱体技术要求有：（1）对结合面有平面度要求，平面度误差为0.05mm。（2）轴承孔表面的粗糙度值为3.2um。轴承孔端面的表面粗糙度为6.3um。（3）轴承孔直径、两轴承孔间距有尺寸公差？ 要求，蜗杆轴承孔和涡轮轴承孔中心线的位置公差为0.09mm，蜗杆轴承中心线相对基准A（涡轮轴承轴承中心线）的垂直度误差为0.08mm。3.3.箱体毛坯的选用单件大批量生产、一般用途的减速器，采用HT150，金属模机器造型。制造出的毛坯精度较高，加工余量小。平面余量510mm，孔在半径上的余量712mm。3.4.箱体的基准选择根据粗、精基准选择原则，确定各加工表面的基准。箱体零件图中较多尺寸及形位公差是以底面为设计基准，因此，应首先以机座底面和箱盖的夹紧面为粗基准加工结合面，然后以结合面为精基准加工底面。加工的底面为后续工序做精基准。3.5.拟定箱体加工工艺路线根据图纸要求各加工表面的加工精度要求和表面粗糙度要求，确定以下加工方法：对合面加工方法为刨削磨削；底面加工方法为刨削；底面各联合孔、油塞孔、油标孔为钻削；轴承孔端面为铣削；轴承孔为镗削。拟定其加工工艺路线如下表3-1、表3-2、表3-3。表3-1 减速器机盖加工工艺路线序号工序名称工序内容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统，冒孔，型砂，飞边，飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5粗铣、半精铣以结合面做定位基准，装夹工件铣结合面，保证尺寸145mm。留磨削余量0.250.30mm专用铣床6粗铣、半精铣以结合面、侧面作为定位基准，夹紧工件，铣顶部凸台，及透视孔斜面专用铣床7 钻以结合面及侧面定位，钻、攻两端4-M10孔，攻M10螺纹，钻12mm两侧吊孔专用钻床8 钻以结合面及侧面定位, 钻10-12、锪平专用钻床9 磨以结合面定位，装夹工件，磨结合面至图样尺寸145mm，保证粗糙度精度。专用磨床10检验检查各部尺寸及精度表3-2 减速器机座加工工艺路线工序号工序名称工序内容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5粗铣以结合面定位装夹工件，铣底面，保证高度尺寸203mm专用铣床6粗铣以底面定位，装夹工件，铣结合面专用铣床7精铣以底面定位，装夹工件，半精铣结合面，保证尺寸200mm专用铣床8精铣以底面定位，装夹工件，精铣结合面，保证尺寸200mm及结合面平面度0.05专用铣床9钻、绞定位孔以结合面和两侧面定位，钻底面422mm，并保证孔间距尺寸210mm和164mm专用钻床10钻、攻以底面及两底面孔定位，夹紧工件，钻、攻M12mm测油孔并锪孔18mm深7mm。钻、攻M26油标孔 专用钻床11钻以底面及两底面孔定位, 钻10-12、锪平专用钻床12钻用底面和两底面孔定位，用钻模板钻，攻蜗杆轴承空端面螺孔13钳清理飞边，毛刺14检验检查各部尺寸及精度15入库入库 表3-3 减速器箱体加工工艺路线工序号工序名称工序内容工艺装备1钻将箱盖，箱体对准合箱，以底面定位，用夹板夹紧，钻、铰2-8mm，1：50锥销孔，装入锥销专用钻床2钳将箱盖，箱体做标记编号3粗铣以底面和两销孔定位，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣左右端面，保证尺寸280mm专用铣床4粗铣以底面和两销孔定位，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后端面，保证尺寸193mm专用铣床5 精铣以底面和两销孔定位 ，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸， 铣左右两端面，保证端面B的垂直度为0.08专用铣床6精铣以底面和两销孔定位，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后两端面，保证端面尺寸190±0.6mm专用铣床7粗镗以底面和两销孔定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗杆面72mm轴承孔，留加工余量0.20.3mm,保证两轴中心线的垂直度公差为0.08，专用镗床8 粗镗以底面和两销孔定位，装夹工件，粗镗蜗轮面85mm轴承孔，留加工余量0.20.3mm,保证两轴中心线的垂直度公差为0.08，专用镗床9半精镗以底面和两销孔定位，装夹工件，半精镗蜗杆面72mm轴承孔，留加工余量0.10.2mm专用镗床10半精镗以底面和两销孔定位，装夹工件，半精镗2-85轴承孔，留加工余量0.10.2mm。保证两轴中心线的垂直度公差0.08mm专用镗床11精镗以底面和两销孔定位，装夹工件，加工蜗杆面轴承孔专用镗床12精镗以底面和两销孔定位，装夹工件，加工蜗轮面轴承孔专用镗床13钻、攻以底面及两个销孔定位，夹紧工件，钻、攻M20螺纹专用钻床14钻、攻用底面与两销钉定位用钻模板钻、攻蜗轮轴承孔端面螺孔8-M10专用钻床15钳拆箱、清理飞边、毛刺16钳合箱、装锥销紧固17检验检查个部尺寸及精度18入库入库 第4章 机械加工工序设计4.1 概述工艺规程不仅反映了零件加工的工序组成、加工方法、加工顺序、各工序的内容和所需的工艺设备及工艺装备，具体在对零件实施加工时，还需要确定加工过程的准确工艺参数，按照工艺参数来完成对零件的加工。因此，工艺路线拟定以后，就需要确定各工序的具体内容。机械加工工序设计的内容包括工序余量、工序尺寸、及公差的确定，切削用量、时间定额的计算等，最后填写机械加工工序卡片。4.2 工序简图的绘制4.2.1 工序简图的绘制原则（1）工序简图以适当的比例、最少的视图，表示出工件在加工时所处的位置状态，与本工序无关的部位可不必表示。（2）工序简图上应标明定位、夹紧符号，以表示出该工序的定位基准（面）、定位点、夹紧力的作用点及作用方向。（3）本工序的各加工表面用粗实线表示，其他部位用细实线表示。（4）加工表面上应标注出相应的尺寸、几何精度要求和表面粗糙度要求。与本工序加工无关的技术要求一律不标。（5）定位、夹紧和装置符号按照标准机械加工工艺定位、夹紧符号的规定选用。4.2.2. 工序简图上的定位、夹紧、装置符号定位符号、定位点的表示方法及图形比例依据文献【14】中表3-1进行选择。常用定位装置符号依据文献【14】中表3-1进行选择。定位符号、夹紧符号、装置符号可以单独使用，也可以联合使用，当仅用符号表示不明确时，可用文字补充说明。本箱体零件的各详细工序简图见工序卡片4.3 切削用量及基本工时的确定原则切削用量的选择，对生产率，加工成本和加工质量均有重要影响。所以合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，能取得较高的生产效率和较低成本的切削用量。约束切削用量选择的主要条件有：工件的加工要求，包括加工质量要求和生产效率要求；刀具材料的切削性能；机床性能，包括动力特征和运动特性；刀具寿命要求。切削用量的选用原则：首先选取尽可能大的背吃刀量ap；其次根据机床进给机构强度、刀杆强度等限制条件(粗加工时)或已加工表面粗糙度要求（精加工时），选取尽可能大的进给量f；最后根据切削用量手册查取以确定切削速度Vc。切削用量三要素的选用：（1）背吃刀量ap：根据加工余量确定。粗加工时，一次走刀应尽可能切掉全部余量。如果是下面几种情况，可分几次走刀：加工余量太大；工艺系统刚性不足；断续切削。半精加工时，ap可取为0.52mm。精加工时，ap可取0.10.4mm。（2）进给量f：粗加工时，对表面质量没有太搞要求，合理的进给量影视工艺系统所能承受的最大进给量。限制精加工因素的主要因素是表面粗糙度和加工精度要求。时间生产中，经常采用查表法确定进给量。粗加工时，根据加工材料、车刀刀杆尺寸及已确定的背吃刀量由“切削用量手册”可查得进给量f的取值。半精加工和精加工时，则主要根据工件表面粗糙度要求，选择进给量f值。（3）切削速度：根据已经确定的背吃刀量ap，进给量f及刀具寿命T,用查表法确定切削速度Vc。时间定额是指在一定生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算的重要依据，也是设计或扩建工厂（或车间）时计算设备和工人数量的依据。时间定额规定得过紧会影响生产工人的劳动积极性和创造性，并容易诱发忽视产品质量的倾向；时间定额规定得过松起不到指导生产和促进生产发展的积极作用。合理制定时间定额对保证产品加工质量、提高劳动生产率、降低生产成本具有重要意义。时间定额由以下几个部分组成：1.机动工时tm即直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系所消耗的时间。2.辅助时间tf即为实现基本工艺工作所作各种辅助动作所消耗的时间，如装卸工件，开停机床，改变切削用量，测量加工尺寸，引进或退回刀具等动作所花费的时间，一般以机动工时的百分比进行估算。本设计辅助时间以机动工时的15%进行估算。机动工时tm与辅助时间tf总和称为作业时间3.布置工作地时间tb即为使加工正常进行，工人为照管工作地（例如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。4.休息和生理需要时间tx即工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间。本设计中布置工作地时间tb和休息和生理需要时间tx之和取工作时间的6%。5.准备与终结时间tz即工人为生产一批工件进行准备和终结工作所消耗的时间。设一批工件数为m，则分摊到每个工件上的准备与终结时间为tz/m。将这部分时间加到单件时间td中，即为单件计算时间tdj: tdj=td+tz/m.本设计中，由于是大批大量生产，每个工件上的准备与终结时间为tz/m相对单件时间很小，可忽略不计。4.4 机体切削用量和基本工时的确定7.工序8粗镗（图9）（1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：粗镗蜗轮面85mm轴承孔，留加工余量0.3mm，加工2.2mm机床：专用镗床刀具：YT30镗刀量具：塞规（2）计算镗削用量粗镗孔至84.4mm，单边余量Z=0.3mm, 切削深度ap=2.2mm,走刀长度分别为l1=230mm, l2=275mm确定进给量f：根据4，表2.460,确定fz=0.37mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min 根据表3.141,取nw=800r/min,故加工蜗轮轴承孔：机动工时为： 辅助时间为： tf=0.15tm=0.15×48=7.2s其他时间计算： tb+tx=6%×(48+7.2)=3.3s则工序10的总时间为： tdj2=tm+tf+tb+tx =48+7.2+3.3=58.5s 8工序9半精镗 （图10）（1）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：半精镗蜗杆面72mm轴承孔，留加工余量0.1mm，加工0.2mm机床：专用镗床 刀具：YT30镗刀 量具：塞规（2）计算镗削用量粗镗孔至71.8mm，单边余量Z=0.1mm, 切削深度ap=0.2mm,走刀长度分别为l1=230mm, l2=275mm确定进给量f：根据4，表2.460,确定fz=0.27mm/Z切削速度：参考有关手册，确定V=300m/min 根据表3.141,取nw=800r/min,故加工蜗杆轴承