汽車減速器殼加工工藝及專用機(jī)床設(shè)計(jì)【鉆8φ20H7孔及鉆14-φ12H7孔】【說明書+CAD+3D】

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機(jī)械自動(dòng)化（機(jī)床），主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn)，不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。因此，發(fā)展我國的機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，符合我國社會(huì)主義的基本原則，符合我國現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展規(guī)律。 ????國內(nèi)外的工業(yè)發(fā)展史告訴我們，實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化是一個(gè)由低級到高級、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當(dāng)機(jī)器的操作采用自動(dòng)控制器后，生產(chǎn)方式才從機(jī)械化逐步過渡到機(jī)械控制（傳統(tǒng)）自動(dòng)化、數(shù)字控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化。只有建立了自動(dòng)化工廠后，生產(chǎn)過程才能全盤自動(dòng)化，才能使生產(chǎn)率全面提高，達(dá)到自動(dòng)化的高級理想階段。 ??? 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從本世紀(jì)20年代首先在機(jī)械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用，60年代后為適應(yīng)市場的需求和變化，為增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對市場靈活快速反應(yīng)的能力，開始建立可變性自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，即圍繞計(jì)算機(jī)技術(shù)的柔性自動(dòng)化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過自動(dòng)檢測、信息處理、分析判斷自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程，并能夠自動(dòng)地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。社會(huì)實(shí)踐證明，這種定義下的制造系統(tǒng)自動(dòng)化與當(dāng)代大多數(shù)企業(yè)的實(shí)際不相容。當(dāng)代社會(huì)還沒有在科學(xué)技術(shù)、物質(zhì)和人員方面準(zhǔn)備好實(shí)現(xiàn)這一自動(dòng)化的條件，硬要這么做只會(huì)事倍功半。這種情況對于離散生產(chǎn)方式的機(jī)械制造業(yè)也不例外，難度會(huì)更大些。 組合加工機(jī)床 ????80年代國際上出現(xiàn)了開始采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated Manufacturing），柔性自動(dòng)化生產(chǎn)模式也有這種情況。初期犆犐犕犛以信息集成為重點(diǎn)，以較高的自動(dòng)化程度為特征，但在實(shí)現(xiàn)過程中遇到了困難。鑒于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的全盤自動(dòng)化所需的巨額投入（一個(gè)全盤自動(dòng)化工廠耗資數(shù)百億美元，柔性制造系統(tǒng)一般價(jià)格為600～2500萬美元），所承擔(dān)的巨大風(fēng)險(xiǎn)，加之技術(shù)上的難度與可靠性等問題，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家已開始“碰壁轉(zhuǎn)產(chǎn)”，轉(zhuǎn)而注重信息集成的效果，追求低成本自動(dòng)化LCA(Low Cost Automation）的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式。目前，世界各國的機(jī)械自動(dòng)化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動(dòng)化。我國也不例外，需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級理想階段邁進(jìn)。 實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)長期的過程，不可能一蹴而就。當(dāng)前，我國還處在社會(huì)主義初級階段，經(jīng)濟(jì)、財(cái)力、生產(chǎn)力水準(zhǔn)、國民素質(zhì)等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動(dòng)力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會(huì)增加。機(jī)械自動(dòng)化最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，勞動(dòng)力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國機(jī)械制造業(yè)目前有11.4萬個(gè)企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動(dòng)占有相當(dāng)?shù)谋戎?，我國能?dú)立開發(fā)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的企業(yè)可以說沒有；我國機(jī)械制造業(yè)企業(yè)中自動(dòng)化裝備少、水準(zhǔn)低，不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。在我國這種國情下，要把龐大的勞動(dòng)力大軍從機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)崗位上撤下來，投入巨額資金改造現(xiàn)有的大量落后設(shè)備和研制大量的現(xiàn)代自動(dòng)化裝備及控制裝置，在科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)和人員素質(zhì)不太高的情況下采用先進(jìn)的技術(shù)裝備，都是不現(xiàn)實(shí)的。普遍發(fā)展應(yīng)用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的“全盤自動(dòng)化”或“高度自動(dòng)化”，我國并不具備必要的基礎(chǔ)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和投資能力。因此，要不要普遍發(fā)展全盤自動(dòng)化或高度自動(dòng)化CIMS技術(shù)，一定要慎重行事。而且全盤自動(dòng)化或高度自動(dòng)化的CIMS技術(shù)也并非我國機(jī)械制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，只能列為機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展方向。當(dāng)前我國機(jī)械制造業(yè)決不是追求全盤自動(dòng)化或高度自動(dòng)化的時(shí)候，不是大搞自動(dòng)化，形成自動(dòng)化熱的時(shí)候。 ??? 應(yīng)該發(fā)展工藝成熟的大批量生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)。大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品品種單一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，產(chǎn)量很大，具有連續(xù)流水作業(yè)和綜合機(jī)械化的良好條件。應(yīng)發(fā)展生產(chǎn)效率高和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果良好的生產(chǎn)自動(dòng)線，并在自動(dòng)線的基礎(chǔ)上按先進(jìn)的工藝方案建立綜合自動(dòng)化車間和全盤自動(dòng)化工廠。組合加工機(jī)床自動(dòng)線和專用機(jī)床自動(dòng)線成本低，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。我國現(xiàn)階段，在產(chǎn)品數(shù)量較大的同類產(chǎn)品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產(chǎn)中，自動(dòng)化設(shè)備仍然是半自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床及其組成的自動(dòng)線、回轉(zhuǎn)體零件加工自動(dòng)線等。而在大批量的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和裝配等生產(chǎn)中，采用剛性自動(dòng)化（自動(dòng)單機(jī)或自動(dòng)線）則是合理可行的，能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；對于品種稍多的成批生產(chǎn)，應(yīng)采用由快速重新調(diào)整的設(shè)備組合加工機(jī)床或流水線、可更換主軸箱組合機(jī)床自動(dòng)線、短自動(dòng)線和復(fù)合制造單元，實(shí)現(xiàn)成組自動(dòng)化；而單件小批量生產(chǎn)，應(yīng)從推廣成組技術(shù)入手，適當(dāng)發(fā)展采用數(shù)控機(jī)床或加工中心，有針對性地建立一些柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell），可取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。 3 零件工藝分析 3.1 工藝方案的擬訂 確定工藝方案的基本原則 1. 粗精加工分開原則 粗加工時(shí)的切削負(fù)荷較大，切削產(chǎn)生的熱變形、較大壓力引起的工件變形以及切削震動(dòng)等，對精加工工序十分不利，影響加工尺寸精度和表面粗糙度。 2. 工序集中原則 （1） 適當(dāng)考慮相同類型工序的集中 在條件允許時(shí)，把相同工序集中在一臺機(jī)床或同一工位上加工，能簡化循環(huán)和結(jié)構(gòu)。 （2） 有相對位置精度要求的工序應(yīng)集中加工 如箱體各面上主要的傳動(dòng)軸孔，相互間有嚴(yán)格的位置精度，為避免二次安裝誤差影響和便于機(jī)床精度的調(diào)整與找正，這類孔的精密加工應(yīng)集中在一臺機(jī)床上一次安裝下完成。 確定組合機(jī)床工藝方案應(yīng)注意的問題 1. 按一般原則擬訂工藝方案時(shí)的一些限制 （1） 孔間中心距的限制 根據(jù)切削扭距計(jì)算要求，主軸軸徑和軸承外徑有一最小許用尺寸；當(dāng)孔間距小于相應(yīng)主軸軸間距許用值時(shí)，如果孔系相應(yīng)位置精度要求不甚嚴(yán)格，則可將近距孔分散在幾個(gè)工位或幾臺機(jī)床上分別加工。 （2） 工件結(jié)構(gòu)工藝性不好的限制 有些工件結(jié)構(gòu)工藝性不好，如箱體多層壁上的同軸線的孔徑中間大兩頭小時(shí)，則進(jìn)刀困難。 2. 其他應(yīng)注意的問題 （1） 精鏜孔時(shí)應(yīng)注意孔表面是否允許留有退刀刀痕。 （2） 對相互結(jié)合的兩殼體零件，均應(yīng)分別從結(jié)合面加工連接孔。 （3） 鉆階梯孔時(shí)，應(yīng)先鉆大孔后鉆小孔。 （4） 平面一般采用銑削加工。 （5） 在制定一個(gè)加工工件的幾臺成套機(jī)床或流水線的工藝方案時(shí)，應(yīng)盡可能使精加工集中在所有粗加工之后，以減少內(nèi)應(yīng)力變形影響，有利于保證加工精度。 擬訂組合機(jī)床工藝方案的步驟 1. 分析、研究加工要求和現(xiàn)場工藝 2. 定位基準(zhǔn)和夾壓部位的選擇 組合機(jī)床一般為工序集中的多刀加工，不但切削負(fù)荷大，而且工件受力方向變化。對于毛坯基準(zhǔn)選擇要考慮有關(guān)工序加工余量的均勻性；對于光面定位基準(zhǔn)的選擇要考慮基面與加工部位間位置尺寸關(guān)系。定位夾壓部位的選擇應(yīng)在有足夠的夾緊力下工件產(chǎn)生的夾緊力最小，并且夾具易于設(shè)置導(dǎo)向和通過刀具。 3. 影響工藝方案的主要因素 （1） 加工的工序內(nèi)容和加工精度 （2） 被加工零件的特點(diǎn) a. 工件材料及硬度 b. 加工部位的結(jié)構(gòu)形狀 c. 工件的剛性 （3） 零件的生產(chǎn)批量 （4） 使用廠后方車間制造能力 4. 確定工序間余量 為可靠地保證加工質(zhì)量，必須合理確定工序間余量。組合機(jī)床孔加工常用工序間余量參見下表， 加工工序 加工孔徑 工序特點(diǎn) 直徑上工序間余量 擴(kuò)孔 φ10～φ20 鉆孔后擴(kuò)孔 1.5～2.6 粗孔后精孔 0.5～1.0 φ20～φ50 鉆孔后擴(kuò)孔 2.0～0.5 粗?jǐn)U后精擴(kuò) 1.0～1.5 鉸孔 φ10～φ20 0.10～0.20 φ20～φ30 0.15～0.52 φ30～φ50 0.20～0.30 φ50～φ80 0.25～0.35 φ80～φ100 0.30～0.40 5.刀具結(jié)構(gòu)的選擇 (1) 只要條件許可,應(yīng)盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具和一般簡單刀具. (2) 為提高工序集中程度或保證加工精度,可采用先后加工或同時(shí)加工兩個(gè)或兩個(gè)以上表面的復(fù)合刀具. (3) 采用鏜床和絞刀的原則: 下列情況選用絞刀有利:孔面不連續(xù),鏜削時(shí)易產(chǎn)生震動(dòng),影響孔的圓度;在機(jī)床上對刀不夠方便;加工孔徑小于φ40mm且要求較高的同心孔系;加工節(jié)拍短,要求不常調(diào)刀且尺寸精度較穩(wěn)定.除上述情況外,應(yīng)優(yōu)先選用鏜削工藝. (4) 選擇刀具結(jié)構(gòu)必須考慮工件材料特點(diǎn). 確定組合機(jī)床配置形式及結(jié)構(gòu)方案應(yīng)考慮的問題 1. 要注意排屑通暢 2. 注意相關(guān)連的機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)的同一性 3. 應(yīng)注意機(jī)床使用條件 組合機(jī)床方案分析比較的主要指標(biāo) 1. 機(jī)床加工精度和生產(chǎn)率 2. 機(jī)床使用方便性和自動(dòng)化程度 3. 經(jīng)濟(jì)性與可靠性 3.2 零件的分析 一、零件的用途 該零件是汽車后輪的一個(gè)重要組成部分，因考慮到汽車在行駛過程中允許頻繁震動(dòng)，故要求抗磨高，減震性好，所以選用球墨鐵作為材料。因年產(chǎn)量4000件，屬大批量生產(chǎn)。要保證生產(chǎn)效率，需從精度面來選擇加工方法。此外該零件采用鑄件做毛坯。 二、零件的技術(shù)要求 1. 未注明的鑄造圓角半徑R為2-3mm。 2. 鑄造的拔模斜度不大于2°。 3. 未注命的倒角為1×45°，粗糙度為Ra=50。 4. 不允許有影響質(zhì)量和使用性能的裂紋，氣孔及夾渣。 5. 允許用焊補(bǔ)的方法對鑄件的缺陷做工藝上的合理修補(bǔ)，但修補(bǔ)后零件的 機(jī)械強(qiáng)度和使用性能不得降低并符合圖樣要求，螺釘及其附近不允許有焊補(bǔ)。 6. 非加工面涂防銹漆。 三、零件的工藝分析 零件的主要加工為小端面14個(gè)孔和大端面8個(gè)孔。這些孔與內(nèi)腔孔的位置精度要求比較高，且要求與端面的垂直度保證。加工時(shí)得把內(nèi)腔孔和端面作為其精度依據(jù)。 四、確定工序間余量 根據(jù)上表,該工位的余量分別為: 小孔鉆φ10.1mm、擴(kuò)φ12.0mm 大孔鉆φ17.3mm、擴(kuò)φ19.8mm 4 方案對比 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了保證加工精度，首先，需要使工件在機(jī)床上占有正確的位置（定位），然后將工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變。這一過程為工件的裝夾。用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的裝置稱為機(jī)床夾具。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中專用夾具的設(shè)計(jì)是其中重要的一部分。專用夾具一般由以下幾部分組成： （1）定位元件。用于確定工件正確位置的元件。 （2）夾緊裝置。用于固定工件既定位置、使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置。夾緊裝置通常由夾緊元件、增力及動(dòng)力裝置等組成。 （3）導(dǎo)向和對刀元件。用于確定工件與刀具位置的元件。 （4）夾具體。連接夾具上各元件、裝置及機(jī)構(gòu)使之成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，并通過它將夾具裝在機(jī)床上。 （5）其他元件及裝置。根據(jù)夾具的特殊需要而設(shè)置的元件或裝置，如分度裝置等。 (6)動(dòng)力裝置。有的夾具采用氣動(dòng)或液動(dòng)等動(dòng)力裝置。 有上述分析，并參考有關(guān)書籍現(xiàn)制定一下兩種方案： 方案1：采用兩個(gè)v形塊和一個(gè)定位銷定位，限制了五個(gè)自由度；用偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行夾緊；用分度裝置和可換鉆套等輔助元件。 方案2：采用一面兩銷定位，用兩個(gè)定位銷定位，限制六個(gè)自由度；用液壓夾緊裝置進(jìn)行夾緊；用多個(gè)可換鉆套不用分度裝置。 論 證 結(jié) 果 箱體類零件多采用一面雙銷組合定位。 液壓夾緊裝置與偏心輪夾緊裝置相比有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （1）油壓力可達(dá)6MPa，油缸尺寸小，無需增力機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。 （2）液體不可壓縮，夾緊裝置剛度大、工作穩(wěn)定、夾緊可靠、夾緊動(dòng)作迅速、操作省力。 （3）勞動(dòng)條件好。 方案1采用了分度裝置雖然減少了鉆套的數(shù)量，但是每鉆完一個(gè)空都要調(diào)整分度裝置，這樣就降低了加工效率；方案2用了多個(gè)鉆套這樣就可以一個(gè)工步加工完所有的孔效率較高。 由上面的分析，選用方案2較好。 參 考 資 料 [1]沈陽工業(yè)大學(xué)，大連鐵道學(xué)院，吉林工學(xué)院.組合機(jī)床設(shè)計(jì).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985. [2]許曉腸.專用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版社，2003. [3]周誦明.畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.湖北：華中理工大學(xué)出版社，1992. [4]王啟義.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京:冶金工業(yè)出版社,2002. 10