WD-400型挖掘機主減速器箱體箱蓋加工工藝及其工裝設計-夾具設計【上下蓋組合件】

WD-400型挖掘機主減速器箱體箱蓋加工工藝及其工裝設計-夾具設計【上下蓋組合件】,上下蓋組合件,WD,400,挖掘,機主,減速器,箱體,加工,工藝,及其,工裝,設計,夾具,上下,組合 攀枝花學院 Panzhihua University 本科畢業(yè)設計（論文） 文獻綜述 題 目：WD-400型挖掘機主減速器箱體箱蓋加工工藝 及其工裝設計 院 （系）： 機 械 工 程 學 院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 2011級機械設計制造及其自動化2班 學生姓名： 楊開發(fā) 學 號： 201110601170 指導教師： 曾富洪 職 稱： 教授 二0一四年十二月 本科生畢業(yè)設計（論文）文獻綜述評價表 畢業(yè)設計（論文）題目 WD-400型挖掘機主減速器箱體箱蓋加工工藝及其工裝設計 綜述名稱 WD-400型挖掘機主減速器箱體箱蓋加工工藝及其工裝設計文獻綜述 評閱教師姓名 職稱 評 價 項 目 優(yōu) 良 合格 不合格 綜述結構 01 文獻綜述結構完整、符合格式規(guī)范 綜述內(nèi)容 02 能準確如實地闡述參考文獻作者的論點和實驗結果 03 文字通順、精練、可讀性和實用性強 04 反映題目所在知識領域內(nèi)的新動態(tài)、新趨勢、新水平、新原理、新技術等 參考文獻 05 中、英文參考文獻的類型和數(shù)量符合規(guī)定要求，格式符合規(guī)范 06 圍繞所選畢業(yè)設計（論文）題目搜集文獻 成績 綜合評語： 評閱教師（簽字）： 年 月 日 關于箱體箱蓋加工工藝及工裝設計的文獻綜述 一、前言 減速器是一種動力傳動機構，利用齒輪的速度轉化器，將馬達的回轉數(shù)減速到所要的回轉數(shù)，并得到較大轉矩的機構。[1]使用它的目的是降低轉速，增加轉矩。按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速機。減速機一般用于低轉速大扭矩的傳動設備，把電動機.內(nèi)燃機或其它高速運轉的動力通過減速機的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速機、圓錐齒輪減速機和圓錐－圓柱齒引輪減速機；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同進軸式減速機[2]。 本課題是WD -400挖掘機主減速器箱體箱蓋的加工工藝和夾具設計，而減速器箱的設計主要在于箱體的設計，減速器箱體起著支持和固定軸系零件，保證軸系運轉精度，良好潤滑及可靠密封等重要作用。箱體是減速器的基礎零件，它把減速器有關部件的軸、套、齒輪等相關的零件連接成一個整體，并使之保持正確的相對位置，以傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。因此，箱體加工質量，直接影響減速器性能，精度和壽命。加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術性文件。[3]該課題是減速器箱體箱蓋加工工藝及其工裝設計。通過對WD-400挖掘機主減速器箱體零件圖的分析及結構形式的了解，從而對減速器進行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術要求和精度分析。然后再對減速器箱體箱蓋的底孔、軸承孔的加工進行夾具設計與精度和誤差分析，該工藝與夾具設計結果能應用于生產(chǎn)要求。 二、箱體箱蓋加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程。如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。箱體是機器和部件的基礎零件,由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運動.常見的箱體零件有:各種形式的機床主軸箱.減速箱和變速箱等。由于箱體零件結構比較復雜,加工工藝也相對復雜,通常都是采用鑄鐵材料。.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜。先鑄造成毛坯,然后經(jīng)過時效處理后,進行機加工,在機加工過程中,一般采用先面后孔的加工路線。[4]箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件。有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯，單件生產(chǎn)的減速器，為了簡化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體[5]。減速器箱體有許多精度要求不同的孔和平面組成，內(nèi)部結構比較簡單，但壁的厚薄不均勻，加工的難度較大。弄清箱體加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度（同軸度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），箱體零件的尺寸是整個零件加工的關鍵，必須弄清箱體零件的每一個尺寸。制訂箱體工藝過程的共同性原則 （1）加工順序為先面后孔箱體類零件的加工順序均為先加工面，以加工好的平面定位，再來加工孔。因為箱體孔的精度要求高，加工難度大，先以孔為粗基準加工平面，再以平面為精基準加工孔，這樣不僅為孔的加工提供了穩(wěn)定可靠的精基準，同時還可以使孔的加工余量較為均勻。由于箱體上的孔分布在箱體各平面上，先加工好平面，鉆孔時，鉆頭不易引偏，擴孔或絞孔時，刀具也不易崩刃。 （2）加工階段粗、精分開箱體的結構復雜，壁厚不均，剛性不好，而加工精度要求又高，故箱體重要加工表面都要劃分粗、精加工兩個階段，這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應力、切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響，有利于保證箱體的加工精度。粗、精分開也可及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免更大的浪費；同時還能根據(jù)粗、精加工的不同要求來合理選擇設備，有利于提高生產(chǎn)率。 （3）工序間合理按排熱處理箱體零件的結構復雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時會產(chǎn)生較大的殘余應力。為了消除殘余應力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在鑄造之后必須安排人工時效處理。人工時效的工藝規(guī)范為：加熱到500℃～550℃，保溫4h～6h，冷卻速度小于或等于30℃/h，出爐溫度小于或等于200℃。 （4）用箱體上的重要孔作粗基準箱體類零件的粗基準一般都用它上面的重要孔作粗基準，這樣不僅可以較好地保證重要孔及其它各軸孔的加工余量均勻，還能較好地保證各軸孔軸心線與箱體不加工表面的相互位置。 在箱體類零件各加工表面中，通常平面的加工精度比較容易保證，而精度要求較高的支承孔的加工精度以及孔與孔之間、孔與平面之間的互相位置精度則較難保證。 所以，再制定箱體類零件加工工藝過程的時，應將如何保證孔的精度為重點來考慮[5]。 精度與表面粗糙度要求，目的是保證安裝在孔內(nèi)的軸承和軸的回轉精度；平面的平面度和平直度，其目的在于保證裝配后整機的接觸面接觸剛度和導向面的定位精度； 孔系的位置精度是箱體類零件最主要的技術要求，其中包括孔與孔的位置精度箱體類零件加工表面的主要問題是平面和孔。其技術要求主要體現(xiàn)在三個方面：孔的尺寸和孔與平面位置精度，箱體定位基準的選擇。 為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。[6]軸承座的聯(lián)接螺栓應盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺，應具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐筋。為保證減速器安置在基礎上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體底一般不采用完整的平面。[3] 現(xiàn)擬定減速器箱體箱蓋的加工工藝過程： （1）先面后孔的加工順序； （2）粗精加工分階段進行； （3）合理地安排熱處理工序。 三、箱體工藝研究內(nèi)容以及研究方法 （1）查閱相關文獻來獲得相關資料，全面正確的掌握箱體加工工藝以及工裝設計的問題 。 （2）利用經(jīng)驗總結法總結出前人對箱體箱蓋加工工藝以及工裝設計的成就。 （3）利用所確定的數(shù)據(jù)以及相關公式進行計算，隨后將確定得出的結果與箱體簡圖相結合，從而形成箱體箱蓋加工工藝以及工裝設計基本框架。 （4）充分利用學校為我們提供的龐大資源，優(yōu)化自己的研究設計結果。 （5）積極與老師和同學研究，相互了解研究進度，分享研究成果和經(jīng)驗，以便于下一階段的設計。 （6）對減速器箱體箱蓋加工工藝以及工裝設計進行全方位的分析，從而獲得各種資料，以及各種機床的加工方法，工藝路線的制定方案，從而制定出一條最合理的箱體箱蓋加工工藝路線，最后設計出相應的箱體箱蓋工裝。 （7）對自己的整個畢業(yè)設計進行全面的檢查，并修改其中的錯誤和不足，積極向指導老師請教以完成畢業(yè)設計，以檢測是否達到預期目標。 三、研究的方法與技術路線： 第一步：查找國內(nèi)外銑刀頭箱體改進設計的相關文章，對有用的資料進行整理。 第二步：分析零件工作過程中存在的缺點及危害。 第三步：進行零件圖和工藝過程進行分析； 第四步：對加工工藝過程進行改進； 第五步：計算主要工藝參數(shù)； 第六步：制作改進后的工藝流程卡片及工藝加工圖； 第七步：整理文件和各種工程圖完成論文。 四、箱體箱蓋的工裝設計 夾緊裝置的設計實際上是一個綜合性的問題，確定夾緊力的大?。较蚝妥饔命c時，必須全面考慮工件的結構、工藝方法、定位元件的結構與布置等因素。要求夾緊裝置動作迅速，操作安全省力，結構簡單，易于制造并且體積小，剛度好，有足夠的夾緊行程和裝卸工件的間隙。常見的夾緊機構有斜鍥機構．螺旋機構．偏心機構等。也可采用機動夾緊如液壓，氣動夾緊等。[7] 1、夾緊裝置的設計步驟： （1）工件的夾緊方式，計算夾緊力并設計夾緊裝置； （2）確定刀具的導向方式或對刀裝置； （3）確定夾具體的結構類型； （4）夾具總圖設計； （5）夾具總圖上尺寸及精度、位置精度與技術要求的標注。[8] 2、機床夾具的作用： （1）保證加工精度 用機床夾具裝夾工件，能準確確定工件與刀具、機床之間的 相對位置關系，可以保證加工精度。 （2）提高生產(chǎn)效率 機床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間， 提高生產(chǎn)效率。 （3）減輕勞動強度 機床夾具采用機械、氣動、液動夾緊裝置，可以減輕工人的 勞動強度。 （4）擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，能擴大機床的加工范圍，例如，在車 床或鉆床上使用鏜模可以代替鏜床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。[9] 3、夾具一般由下列元件或裝置組成: （1）定位元件 定位元件是用來確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基 面與夾具定位元件直接接觸或相配合。 （2）夾緊裝置 夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。 （3）對刀元件、導向元件對刀元件、導向元件是指夾具中用于確定（或引導） 刀具相對于夾具定位元件具有正確位置關系的元件，例如鉆套、鏜套、對刀塊等。 （4）連接元件 夾具連接元件是指用于確定夾具在機床上具有正確位置并與之連 接的元件，例如安裝在銑床夾具底面上的定位鍵等。 五、箱體箱蓋工裝設計的國內(nèi)、國外研究現(xiàn)狀 1、我國箱體箱蓋夾具設計的發(fā)展現(xiàn)狀 我國于80 年代末開始對組合夾具元件的設計與管理進行了研究和開發(fā),在總結和吸取我國應用和發(fā)展槽系夾具經(jīng)驗的基礎上,根據(jù)現(xiàn)代機械加工特征及夾具的發(fā)展趨勢,研制了新一代孔系組合夾具系統(tǒng)。此系統(tǒng)發(fā)揮了槽系平移可調(diào)性和孔的旋轉可調(diào)性的優(yōu)勢,可直接組裝獲得任何直線尺寸和角度尺寸。此系統(tǒng)把大中小三個系列的元件有機融為一體,可在一塊多夾具基礎板上,既能組裝單個大工件夾具,又能組裝多個中小零件夾具,有利于裝夾具基礎板長期固定在機床工作臺上,此系統(tǒng)還設有孔系和槽系過渡元件,便于實現(xiàn)孔、槽系夾具元件混合使用。北京工商大學麻建東和劉璇開發(fā)的組合夾具元件庫,元件庫模塊的核心程序用ObjectARX SDK2. 02工具包開發(fā),界面程序用AU TOCAD 提供的對話框控制語言DCL (Dialog Cont rol Language) 語言開發(fā),在VC + + 6. 0 下編譯和聯(lián)接,生成的ARX 可執(zhí)行程序在AU TOCADR14 下直接加載運行。元件庫可為使用者提供7 類組合夾具元件三維圖形的瀏覽以及交互設計功能,并生成三維組合夾具構形圖,在CAD 環(huán)境中可進行修改或刪除山東工業(yè)大學的徐志剛在“廣義映射原理”的指導下,開發(fā)了支持“top - down”風范的夾具設計軟件自動化系統(tǒng)。吳玉光博士在這個領域取得了較大的突破。提出孔系基礎板組合夾具設計的系統(tǒng)方法[10]。該方法利用連桿機構原理自動確定由直線和圓弧組成定位邊界的零件的全部候選定位方案。 2、國外箱體箱蓋夾具設計的發(fā)展現(xiàn)狀 夾具的設計包括三個步驟:設備規(guī)劃、夾具規(guī)劃和夾具結構設計。目前,Joneja以及Ferreira等人在進行CAPP 方面的研究中對設備規(guī)劃有詳細論述。計算機輔助夾具設計(CAFD) 就夾具方面也作了一些工作:Chou YC ,Chandru V等人提出的自動夾具定位和夾緊的一種方法;De Meter EC提出的利用機械杠桿原理進行定位和夾緊位置選擇的一種算法;Markus A等人提出的針對棱柱形工件進行組合夾具設計的基于規(guī)則的系統(tǒng)。目前,關于工件夾具的自動化配置方面的工作,自動夾具結構設計( AFCD) 中很少提及。TrappeyAJC等人提出了一個二維組合夾具元件的配置算法。幾乎所有的AFCD 研究者都承認,在一個成功的AFCD 系統(tǒng)中, 工件的幾何形狀是一個關鍵因素。Nnaji B ,Alladin S等人也對具有復雜幾何形狀的工件進行嘗試研究。然而其結果也僅僅適用于特定的幾何體,比如多邊形棱柱。Brost 和Goldberg 提出了一個“完整”的算法用來分析多邊形工件的組合夾具設計。并開發(fā)出一個組合夾具設計系統(tǒng),針對一個任意存在的工件,能自動產(chǎn)生所有可行的夾具設計。并且采用力球分析的方法對產(chǎn)生的方案進行優(yōu)化。以后的許多研究者大多借鑒了Brost 和Goldberg 的算法。組合夾具在動力學方面的研究也取得了一定的進步,Yu and Goldberg 的夾具加載規(guī)劃方案是把夾具的加載問題看作基于傳感器的集成問題并給了一個規(guī)劃算法。Cai 等提出了一種指導夾具設計的方法,此方法是縮小由于工件表面與夾具安裝誤差所帶來的定位誤差。Hockenberger 與DeMter 提出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析,這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差,這種情況是由于在單位扭球的干涉扭矩。[11] 六、總結 機械制造工藝與夾具是機械制造業(yè)的基礎，是將設計圖樣轉化成產(chǎn)品的必要條件。在具體設計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設計，但是當你運用結合實際的時候往往會存在各種問題。這樣，在設計時就必須考慮所設計的機構是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設計使我學會了從實際出發(fā)加工零件和設計夾具。本次減速器殼體的機械加工工藝及鏜夾具的設計是在學完了機械制造工藝理論課和大部分專業(yè)課的基礎上進行的大學畢業(yè)前的最后一個實踐環(huán)節(jié)。是對所有課程一次深入的綜合性的復習，也在設計過程中拓展了更多的相關專業(yè)知識面，是一次理論聯(lián)系實際的適應性訓練。通過該次設計不僅能鍛煉自己的分析和解決問題的能力，同時也培養(yǎng)了查閱手冊及書籍資料的能力，為以后畢業(yè)后工作積累了一定的經(jīng)驗。 參考文獻 [1] 濮良貴，紀名剛等著.機械設計（第八版）.北京：高等教育出版社,2006. [2] 陳立德.機械設計基礎.北京：高等教育出版社，2007. [3] 王先逵.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，2006. [4] 楊叔子.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2008.1 [5] 王先逵.機械加工工藝手冊．北京：機械工業(yè)出版社，2008. [6] 王紹俊.機械零件設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1999. [7] 王啟平.機床夾具設計．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1981. [8] 李昌年.機床夾具設計與制造.?北京：機械工業(yè)出版社,2006. [9] 浦林祥.金屬切削機床夾具設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1995. [10] Peter J. Hoffman．Precision Machining Technology．Cengage Learning. [11] 蔡倫．減速器生產(chǎn)工藝的探索[EB/OL].2006． http://www.cnki.net/KCMS/detail/. . 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） WD-400型挖掘機主減速器箱體箱蓋 加工工藝及其工裝設計 學生姓名： 楊開發(fā) 學生學號： 201110601170 院（系）： 機械工程學院 年級專業(yè): 2011級機械設計制造及其自動化 指導教師： 曾富洪 教授 助理指導教師： 二〇一五年五月 攀枝花學院本科畢業(yè)設計(論文) 摘 要 摘 要 通過對WD－400型挖掘機主減速器箱體箱蓋零件進行了結構分析，結合實際的加工裝備對其進行工藝設計，確定了零件的毛坯材料、尺寸、定位基準、加工內(nèi)容和工藝流程，擬定了加工工藝路線。對零件的公差、加工余量和切削用量及基本工時定額等工藝參數(shù)進行了選擇與計算，完成了對箱體箱蓋零件的加工工藝設計，詳細編制了工藝規(guī)程卡。針對銑減速器箱體結合面和鏜減速器軸承孔兩工序，進行了切削力、夾緊力、夾具的定位誤差和精度的分析與計算，完成了兩道工序的工裝夾具設計，繪制了銑減速器箱蓋結合面夾具和鏜減速器軸承孔夾具裝配圖與部分零件圖。經(jīng)校核驗算所設計夾具滿足要求。 關鍵詞： 主減速器箱蓋；主減速器箱體；工藝設計；工裝設計 攀枝花學院本科畢業(yè)設計(論文) 目錄 ABSTRACT According to the request of the topic, Have analysised the WD - 400 mining main reducer box cover parts of the structure ,determined the parts of the blank size, the locating datum, the processing content and processing combined with the actual processing equipment and processing route is worked out. Completed the calculation and selection of the tolerence of parts, machining allowance, cutting parameter and basic man-hour quota of process parameters, completed the processing technology design of cover parts as well as the the process card in detaile.Aim at the two process of milling and boring the reducer box combined surface bearing hole , and finished the analysis and calculation of the cutting force, clamping force, the fixture positioning error and precision , completed the design of tooling fixture , finished the assembling drawing of the tooling fixture of the milling and boring reducer box combined surface and comlieted some important part drawing at the same time.the fixture design meets the requirements after checking . Keywords The main reducer box cover，process design，equipment design，mechanical design I 目錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 2 1.1 課題研究意義 2 1.2 箱體箱蓋的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢 3 1.3研究內(nèi)容以及研究方法 4 2 零件的結構分析與工藝規(guī)程的制定 5 2.1 箱體箱蓋的結構工藝性分析 5 2.2 箱體箱蓋的功能 6 2.3 箱體箱蓋生產(chǎn)綱領及毛坯的確定 6 2.4定位基準的選取 7 2.5機床與工藝裝備的選用 8 2.5.1 機床的選擇 8 2.5.2 工藝裝備的選擇 9 2.6 確定機械加工余量和尺寸公差 9 2.7 工藝路線的擬定 11 2.7.1箱體工藝路線的擬定 11 2.7.2箱蓋工藝路線的擬定 14 2.8工藝參數(shù)的計算與分析 17 3 銑箱體結合面夾具的設計 36 3.1 問題的提出 36 3.2 確定定位方案以及定位元件 36 3.3 確定夾緊方案以及夾緊元件 37 3.4 確定銑削夾緊力 39 3.5確定定位誤差 40 4 鏜軸承孔夾具的設計 41 4.1 問題的提出 41 4.2 定位方案與定位元件的設計 41 4.3 夾緊方案及夾緊元件的選擇 43 4.4 對刀和導向元件設計 43 4.5 切削力和夾緊力計算 44 4.6 定位誤差分析計算 46 5 結 論 48 參考文獻 49 附 錄 50 致謝 51 5 攀枝花學院本科畢業(yè)設計(論文) 1 緒論 1 緒論 1.1 課題研究意義 本課題是WD -400挖掘機主減速器箱體箱蓋的加工工藝和夾具設計，而減速器箱的設計主要在于箱體的設計，減速器箱體起著支持和固定軸系零件，保證軸系運轉精度，良好潤滑及可靠密封等重要作用。箱體是減速器的基礎零件，它把減速器有關部件的軸、套、齒輪等相關的零件連接成一個整體，并使之保持正確的相對位置，以傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。因此，箱體加工質量，直接影響減速器性能，精度和壽命。 加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)。 使用夾具可有效地保證加工質量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴大了機械加工的范圍，減輕勞動強度，保證安全生產(chǎn)，因此，它在夾具機械制造的重要作用。夾具的作用主要有以下幾個：[1] （1）保證精度 現(xiàn)在的機械加工對精度的要求越來越高了，所以夾具的作用也就越來越明顯了。 （2）提高生產(chǎn)零件的效率 夾具的使用可以使得生產(chǎn)零件的效率得到有效的提高。夾具之所以能提高生產(chǎn)效率，是因為夾具可以減輕工人的勞動的強度，同時有了夾具生產(chǎn)工件的時候就可以進行大批量的生產(chǎn)了。 （3）減小勞動強度 有了夾具在工件生產(chǎn)的過程中就可以改善生產(chǎn)的勞動狀況，同時有了夾具，由于夾緊可高，在生產(chǎn)的時候也就更加的安全了。 （4）降低零件生產(chǎn)成本 有了夾具以后就可以有效的減少工人勞動力的投入，并且有了夾具以后就可以大批量的對工件進行生產(chǎn)了，這樣就可以降低工件加工的成本。 （5）工藝生產(chǎn)得到保證 在生產(chǎn)零件的時候使用夾具，可以使得生產(chǎn)零件的周期和生產(chǎn)零件的調(diào)度得到有效的保證。 （6）擴大機床生產(chǎn)工藝的范圍 在機床上應用夾具就可以使得機床的加工零件的范圍得到有效的擴大。 而本次對于減速器箱蓋加工工藝及夾具設計的主要任務是：?完成減速器箱體箱蓋零件加工工藝規(guī)程的制定及其中部分專用夾具的設計。 1.2 箱體箱蓋的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢 挖掘機在國民經(jīng)濟建設的許多行業(yè)被廣泛地采用，如工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利電氣工程、農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等等行業(yè)的機械化施工中。國內(nèi)小型挖掘機目前的整體技術水平處于國際二十世紀八十年代末九十年代初水平，與國外先進技術的差距主要體現(xiàn)在整機匹配、微操作性能、維修性、可靠性及外觀質量上?，F(xiàn)階段仍處于仿制階段，缺乏自主開發(fā)能力和發(fā)掘自身優(yōu)勢的意識。 國外挖掘機目前的發(fā)展動向主要體現(xiàn)在：以一機多能為目標的多功能化；以提高操作性能為目標的智能化；以節(jié)能為目標的功率模式控制；以動態(tài)設計分析為基礎的可靠性設計；以人為本的駕駛室設計；基于微電子技術的自動監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。[2] 特別是工業(yè)發(fā)達國家，都在大力發(fā)展單斗液壓挖掘機。目前，單斗液壓挖掘機的發(fā)展著眼于動力和傳動系統(tǒng)的改進以達到高效節(jié)能;應用范圍不斷擴大，不斷降低成本，實現(xiàn)標準化、模塊化發(fā)展，以提高零部件、配件的可靠性，從而保證整機的可靠性;電子計算機監(jiān)測與控制，實現(xiàn)機電一體化;提高機械作業(yè)性能，降低噪音，減少停機維修時間，提高適應能力，消除公害。 而我國關于夾具的生產(chǎn)是在20世紀60年代開始的，當時建立的夾具生產(chǎn)的廠主要有兩個，一個是天津組合夾具廠，另一個是保定向陽機械廠。 研究表明現(xiàn)在社會上工件中85％要求的是中、小批量生產(chǎn)但要求多批量的生產(chǎn)。然而我國大多的企業(yè)還是在使用專用的夾具，這就要求我們的企業(yè)得換上新的夾具來適應新的時代的要求?，F(xiàn)在夾具的更新速度也是很快的，一般3-4年的時間就會更新50-80％左右專用夾具，但是這個時候我們的夾具只磨損掉了10-20％左右。 隨著對零件加工的精度要求的不斷提高，對夾具也就有了不一樣的發(fā)展要求了。當今社會機床夾具的發(fā)展趨勢主要有四個趨勢：標準化、精密化、高效化、柔性化。 機床夾具的發(fā)展趨勢具體如下： （1） 標準化 零件的標準化可以使得夾具的生產(chǎn)有了一個參照的標準，這樣有利于夾具使用的通用化。目前我國已經(jīng)對夾具相關的零部件制定了相應的國家統(tǒng)一的標準，這將有助于夾具的高效率的生產(chǎn)。 （2） 精密化 如果夾具的精度不高，那么生產(chǎn)出來的零件也將精度不高，現(xiàn)在對零件的精度方面的技術要求已經(jīng)越來越高了，所以要求與之相應的夾具也得具有很高精度要求。 （3） 高效化 對于效率的要求，就是對經(jīng)濟性的要求，而經(jīng)濟性是一個企業(yè)必須考慮的問題。所以現(xiàn)在要求夾具具有操作方便，夾緊可靠，能有效的減少生產(chǎn)零件的時間，提高生產(chǎn)零件的效率。 （4） 柔性化 現(xiàn)在大多產(chǎn)品都是要求品類多而數(shù)量少，這就要求我們的夾具能夠具有一定柔性，能夠經(jīng)過重新組合一些零件而變成能夠生產(chǎn)其它零件的夾具。 1.3研究內(nèi)容以及研究方法 本課題的主要研究內(nèi)容是對WD-400型挖掘機主減速器箱體箱蓋進行設計以及對箱體箱蓋的加工工藝、加工工序以及其夾具的設計。繪制箱體箱蓋的零件圖，夾具裝配圖及零件圖。其研究方法主要有：[3] （1）查閱相關文獻來獲得相關資料，全面正確的掌握箱體加工工藝以及工裝設計的問題 。 （2）利用經(jīng)驗總結法總結出前人對箱體箱蓋加工工藝以及工裝設計的成就。 （3）利用所確定的數(shù)據(jù)以及相關公式進行計算，隨后將確定得出的結果與箱體簡圖相結合，從而形成箱體箱蓋加工工藝以及工裝設計基本框架。 （4）充分利用學校為我們提供的龐大資源，優(yōu)化自己的研究設計結果。 （5）積極與老師和同學研究，相互了解研究進度，分享研究成果和經(jīng)驗，以便于下一階段的設計。 （6）對減速器箱體箱蓋加工工藝以及工裝設計進行全方位的分析，從而獲得各種資料，以及各種機床的加工方法，工藝路線的制定方案，從而制定出一條最合理的箱體箱蓋加工工藝路線，最后設計出相應的箱體箱蓋工裝。 （7）對自己的整個畢業(yè)設計進行全面的檢查，并修改其中的錯誤和不足，積極向指導老師請教以完成畢業(yè)設計，以檢測是否達到預期目標。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計(論文) 2 零件的工藝分析與工藝規(guī)程的制定 2 零件的結構分析與工藝規(guī)程的制定 2.1 箱體箱蓋的結構工藝性分析 該零件的加工主要是兩方面的加工：一是平面的加工；二是孔的加工。因為箱蓋的結構比較復雜，加工的工序較多，所以對該工件進行加工工藝的分析研究將直接影響到工件加工的精度、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率。 現(xiàn)對箱體箱蓋的整體分析如下： （1）齒輪箱壁薄，容易變形，處前理要進行時效處理，以消除內(nèi)應力，處理過程中，要注意夾緊位置和夾緊力，以防止箱體變形。 （2）減速器箱體的主要處理部分是分割平面，軸承孔，通孔和螺紋孔，其中軸承孔在箱蓋、箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保這兩個剖分式軸承座孔中心線平面位置，和軸孔間的中心距和平行度。 （3）箱蓋、箱體結合面，加工孔的端面，選用專用夾具，它可以保證孔的位置精度。 （4）兩個平行的孔主要由精密設備來保證精度。保證各平行孔軸心線之間以及軸心線與基面之間的尺寸精度和位置精度。 箱體箱蓋的主要加工表面是結合面,主要加工的孔是φ120H7,φ180H7、φ260H7和φ130H7軸承孔. 結合面的平面度要求較高，結合面的精度要求直接影響箱蓋和箱體的接觸精度和密封性。 2-φ120H7的尺寸精度,同軸度φ0.020，圓柱度0.008，它的精度要求直接影響傳動齒輪的嚙合的精度和兩端軸承孔的軸線的同軸度等.所以,應該在同一裝夾的情況下將兩軸承孔加工出來。 2-φ180H7孔的尺寸精度,同軸度φ0.025,圓柱度0.008。在加工的時候也應該在一次裝夾中將兩軸承孔加工出來。 2-φ260H7孔的尺寸精度,同軸度φ0.03,圓柱度0.008。 Φ130H7孔的尺寸精度,圓柱度0.008。 因為2-φ120H7,2-φ180H7,2-φ260H7，Φ130H7四軸承孔之間有工序尺寸聯(lián)系，這是要保證減速器內(nèi)部各齒輪之間的嚙合的精度的關鍵.所以四軸承孔應該在一次裝夾下將它們加工出來。 箱體箱蓋的結構外形比較復雜，需要加工的表面多且要求高，機械加工的工作量大，根據(jù)箱體的工藝性主要有以下幾方面需要考慮：[4] （1）孔的尺寸精度以及表面粗糙度 主軸支撐孔的尺寸精度考慮為IT6級，表面粗糙度Ra考慮為0.4~0.8um,其它支承孔的尺寸精度為IT5~IT7級，表面粗糙度都為1.6um；支承孔的幾何形狀精度要求不超過孔徑公差的一半。 （2）孔的相互位置精度 支承孔的孔距公差考慮為0.05~0.10mm，中心線的平行度公差考慮取0.012~0.021mm，同中心線上的支承孔的同軸度公差考慮為其中最小孔徑公差值的一半。 （3）有相互位置要求的表面盡量在一次裝夾中加工完成。 2.2 箱體箱蓋的功能 WD-400型挖掘機主減速器箱蓋位于主減速器整機的上部，箱蓋零件是主減速器的基礎零件。箱蓋和其它零部件一起組合連接，使箱蓋稱為一個合理的整體，同時保持正確的相對位置，這樣減速器才能正常的工作。由此可見，箱蓋能達到什么樣的加工精度，這將和其他零部件的安裝的精度緊密相關，與箱蓋的使用壽命也是緊密相關的。所以箱蓋的加工一般都具有較高的技術要求。減速器的功能不同和箱蓋的作用不同，那么箱蓋的結構也就不同的，所以箱蓋的結構具有多樣性,但它們有共同特點：結構較形狀復雜,箱壁薄但是不均勻,內(nèi)部呈腔型；有許多加工精度要求較高的平面與孔系等[5]。箱蓋是減速器的主要支承件，是附件，傳動齒輪和及潤滑油的主要承載體與貯藏體。箱蓋的結構受力和生產(chǎn)精度的高低都直接影響整機的正常運行狀況，所以箱蓋在整機起基礎性的作用。 變速器的輸出是一個繞縱軸轉動的力矩，而車輪必須繞車輛的橫軸轉動，這就需要有一個裝置來改變動力的傳輸方向。之所以叫主減速器，就是因為不管變速器在什么檔位上，這個裝置的傳動比都是總傳動比的一個因子。它的作用是用來降低轉速和增大轉矩，以滿足工作需要。其中減速箱是減速器的重要組成部件，它是傳動零件的基座，起著支持和固定軸系零件，保證齒輪的運轉精度、為齒輪運轉過程中儲存、提供潤滑和冷卻用油、防止灰塵進入等重要作用。 2.3 箱體箱蓋生產(chǎn)綱領及毛坯的確定 生產(chǎn)綱領的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。因為大型減速器的社會需求量小，所以本箱體生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。 箱體箱蓋結構復雜，受力不大，主要承受震動載荷且要求有良好剛度和密封性機械工程材料。 箱體毛坯制造方法有兩種，一種是采用鑄造，另一種是采用焊接，對金屬切削機床來說，由于其結構形狀復雜，而鑄鐵具有容易成型，可加工性好，吸振性好，成本低等優(yōu)點，所以一般采用鑄鐵。箱體零件材料選用最多的是各種牌號的灰鑄鐵：如HT200、 HT250、HT300等，而最常用的為HT200。這是因為灰鑄鐵不僅成本低，而且具有較高的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。 對于毛坯鑄造方法的確定：雖然砂型鑄造的表面較粗糙，但是箱蓋的工作面經(jīng)鑄造后還要經(jīng)過精加工的，所以這個問題可以避免；另一方面，砂型鑄造的成本要低的多，所以從經(jīng)濟性考慮選砂型鑄造也是合理的。 2.4定位基準的選取 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。 一、在加工的過程中，關于粗基準的選擇有以下一些應該遵守的原則： （1）在進行加工的時候，有些精度要求是首先得保證工件中的加工面，在位置上有一定的精度要求，這樣的工件就應該把不加工的面作為加工中的粗基準面。在一個零件中，如果有許多不需要加工的面，就應該選一個與需要加工的面有最高精度要求的面作為粗基準。這樣便可以保證位置上的精度要求了。 （2） 在加工零件的過程中有些時候必須保證一些面上加工的余量均勻，這樣就應該以這面為粗基準了。 （3） 在工件的加工中，有些工件有許多的加工面，為了保證加工面與非加工表面之間的位置要求，應選非加工面來作為工件加工的粗基準且應該選擇毛起余量最小的面作為粗基準面。 （4） 為了使得工件在定位的過程中盡可能的準確可靠，這就要求所選的粗基準要光整，不能太粗糙。 （5）為了使得定位誤差盡可能的小，應避免在一次加工中，在一個尺寸方向上多次使用一個定位基準，這樣才能避免由于重復定位的過程中產(chǎn)生很大的定位誤差。 二、對于精基準的選擇有一下原則： （1）基準重合原則。所謂的基準重合指的就是，加工的時候用的精加工基準就是工件設計的時候用的設計基準。當然有的時候工件的生產(chǎn)過程中由于不好定位等因素不能用到設計基準，這個時候用其他基準作為加工的精基準也還是可以的。 （2）基準統(tǒng)一原則。基準統(tǒng)一指的就是在加工工件的時候應該在選用了一個精基準以后，就以該精基準為基礎完成加工工件盡可能多的工序。這樣可以使得工件加工的精度得到有效的保證，同時這樣也可以減少變換工件裝夾基準所用的時間。比如說在加工減速器箱蓋的時候，箱蓋與箱體合箱以后就應該盡可能的以底面為基準加工完箱蓋上還沒有加工的部分。這樣既可以保證工件的精度要求，還可以有效的提高工件的生產(chǎn)效率。 （3）互為基準的原則。在加工工件的時候往往會遇到，在工件上有兩個待加工的平面，并且這兩個平面有較高的精度要求時，這時就應該先以一個平面為加工的精基準，然后再以加工了面為精基準加工另外一個平面。例如：在加工減速器箱蓋的時候，如果要保證箱蓋結合面與箱蓋的凸緣的位置精度要求，就應該先一結合面為基準加工凸緣，然后再以凸緣為基準加工減速器箱蓋的結合面。 （4）自為基準原則。在加工工件時有些工件的加工表面要求有很小的余量而且還要求這余量得均勻，這是就應該用這個待加工表面自身為加工的精基準。例如：在對機床進行加工的時候，機床的導軌，就要求加工的余量要小還要求余量要均勻，這是就應該采用自身為基準的方式來對機床進行生產(chǎn)加工。 （5）便于裝夾原則。為了能夠裝夾方便，使得工人的勞動強度減小，提高生產(chǎn)的效率，所以所選的精基準應該使工件便于裝夾。同時還應該保證定位得準確可靠。用作精基準的表面的粗糙度應該要小一些。 2.5機床與工藝裝備的選用 2.5.1 機床的選擇 一、選擇機床時除了考慮機床的基本性能，還要考慮以下幾點：[6] （1）所選擇的機床的精度應該與所加工零件的精度的要求相適應； （2）機床能夠加工的工件的技術規(guī)格要與被加工的工件尺寸相匹配； （3）機床的使用應與現(xiàn)有的生產(chǎn)條件相匹配。 （4）機床的選用應與自身的經(jīng)濟實力相匹配。 （5）機床能達到的生產(chǎn)率應該與被加工零件生產(chǎn)的綱領相適應 （6）在選擇機床時，機床的可靠性也是一個應該重點考慮的一項指標。 箱體箱蓋的加工主要選擇面加工的機床和孔加工的機床，綜合考慮上面所提到的應該考慮的問題，選擇的機床如下所述： 二、面加工機床 由零件圖可以知道待加工的零件的最大尺寸為，屬于較大的工件，一般的加工機床的工作臺由于太小而無法滿足要求，查詢資料可以知道龍門銑床X2010C的加工零件的最大尺寸為的是滿足要求的，所以面加工就選擇龍門銑床X2010C。 三、孔的加工 箱蓋零件加工中孔加工有鉆孔、擴孔和鏜孔。鉆孔和擴孔選搖臂鉆床Z3040、鏜孔選臥式鏜床T6112。 2.5.2 工藝裝備的選擇 （1）夾具的選擇 當工件的生產(chǎn)是大批量的生產(chǎn)時為了提高生產(chǎn)率、提高加工質量，就應該采用高生產(chǎn)率的專用夾具，還有就是夾具的精度應與工件的加工精度相適應，這樣可保證工件的加工精度要求。 （2）刀具的選擇 在選擇刀具時通常要考慮到零件的加工方法、工件的材料、精度要求和經(jīng)濟性方面的要求。本次加工箱體箱蓋零件選的刀具有銑面的硬質合金銑刀、鉆孔的麻花鉆、鏜軸承孔的鏜刀。 （3）量具的選擇 箱體箱蓋的生產(chǎn)屬于小批量的生產(chǎn)應該選用通用夾具，在這次加工過程中選的量具有游標卡尺和塞規(guī)。具體到每個工藝選的量具，見下面的工藝卡片。 （4）輔具的選擇 在箱蓋的生產(chǎn)工藝裝備的選擇的時候還要認真的對輔助工具進行選擇。輔具有吊工件用的吊車；運輸工件的時候用到的叉車或者是小車；還有就是機床的各種附加的元件、放刀具用的刀架等，這樣有助于生產(chǎn)的組織管理，對工作效率的提高，十分有利，效果也十分明顯。 2.6 確定機械加工余量和尺寸公差 灰鑄鐵的尺寸公差等級CT為11-13，選取CT為13,“減速器”箱體的材料取為HT200，生產(chǎn)類型為小批量，砂型鑄造毛坯，毛坯的生產(chǎn)方法選用砂型鑄造機器造型，加工余量等級取MA為H。[7] 基于以上信息和路線，確定機械加工余量如下表所示： 表2-1箱蓋機械加工余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 左端面輪廓尺寸 386 H 8.0 右端面輪廓尺寸 386 H 8.0 頂斜面 10 H 6.5 結合面 30 H 6.5 Φ120H7孔 120 H 8 Φ180H7孔 180 H 9.5 Φ260H7孔 260 H 11 Φ130H7孔 130 H 8 2-2箱蓋尺寸公差 主要面尺寸 零件尺寸 尺寸公差等級 毛坯尺寸 尺寸公差 兩端面輪廓尺寸 386 13 402 12 結合面 30 13 36.5 7 Φ120H7孔 120 13 112 10 Φ180H7孔 180 13 170.5 11 Φ260H7孔 260 13 249 12 Φ130H7孔 130 13 122 10 2-3箱體機械加工余量 加工對象 基本尺寸（mm） 加工余量等級 加工余量（mm） 結合面 30 H 6.5 底面 55 H 6.5 軸承孔端面 386 H 8 輸出端軸承孔端面 223 H 9.5 排油孔端面 30 H 6.5 油標孔臺階面 48 H 6.5 Φ120軸承孔 120 H 8 Φ180軸承孔 180 H 9.5 Φ260軸承孔 260 H 11 Φ130輸出端軸承孔 130 H 8 2-4箱體尺寸公差 加工對象 毛坯尺寸（mm） 尺寸公差等級 尺寸公差（mm） 結合面 36.5 13 7 底面 61.5 13 8 軸承孔端面 402 13 9 輸出端軸承孔端面 232.5 13 11 排油孔端面 36.5 13 7 油標孔臺階面 54.5 13 8 Φ120軸承孔 112 13 10 Φ180軸承孔 170.5 13 11 Φ260軸承孔 249 13 12 Φ124輸出端軸承孔 122 13 10 2.7 工藝路線的擬定 機械加工工藝規(guī)程簡稱為工藝規(guī)程，是指導機械加工的主要文件。根據(jù)生產(chǎn)過稱工藝性質的不同，有毛坯制造、零件機械加工、熱處理、表面處理以及裝配等不同的工藝規(guī)程。規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。 在制備箱體外殼的加工工藝，有一些應該遵循的基本原則。[8] 1. 先基面，后其它 工藝路線開始要求的加工表面，應是選作后面工序作為精基準的表面，然后再以該基準面加以定位，加工其他表面。 2．粗精分開、先粗后精 箱體的結構形狀比較復雜，主要平面以及孔系加工精度高，一般應將粗、精加工工序分開進行，先進行粗加工，后精加工。 3．先面后孔 先加工平面，后加工孔是箱體加工的規(guī)律。平面面積越大，用其定位穩(wěn)定越可靠；支承孔大多分布在箱體的外壁平面上，先加工外壁的平面可以切去除鑄件表面的凹凸不平以及夾砂的缺陷，這樣可減少鉆頭的引偏，防止刀具的崩刃等，對孔加工十分有利。 4．工序集中，先主后次 箱體零件上相互位置要求比較高的孔系和平面，一般要求盡量集中在同一工序中加工，從而保證其相互位置要求和減少裝夾的次數(shù)。緊固螺紋孔、油孔等次要的工序的安排，一般安排在平面和支承孔等主要加工表面的精加工之后進行加工處理。 2.7.1箱體工藝路線的擬定 2-1箱體加工的工藝路線一 工序 工序內(nèi)容 定位基準 設備 1 鑄造 2 清理（清沙） 3 熱處理（人工時效處理） 4 粗銑箱體底面 結合面 X2010C 5 粗銑箱體結合面 底面 X2010C 6 半精銑箱體底面 結合面 X2010C 7 鉆6φ26地腳螺栓孔，锪φ48的孔，鉸對角線兩孔 結合面，側面 Z3040 8 粗銑排油孔臺階面 底面 X2010C 9 鉆，擴排油螺栓孔，攻排油螺栓孔螺紋 底面 Z3040 10 半精銑排油孔臺階面 底面 X2010C 11 半精銑箱體結合面 底面 X2010C 12 銑油溝槽 底面 X2010C 13 精銑箱體結合面 底面 X2010C 14 將箱蓋與箱體對準合箱夾緊，鉆兩定位錐銷孔，裝入錐銷 Z3040 15 鉸兩定位錐銷孔 Z3040 16 根據(jù)箱蓋配鉆軸承孔旁的連接孔 底面 Z3040 17 擴軸承孔旁連接孔 底面 Z3040 18 锪軸承孔旁連接孔 底面 Z3040 19 鉆油標孔 Z3040 20 锪油標孔直徑30 Z3040 21 攻M12油標孔 Z3040 22 粗銑軸承孔左端面 底面 X2010C 23 粗銑軸承孔右端面 左端面及底面 X2010C 24 粗銑輸入軸承孔端面 兩端面及底面 X2010C 25 粗鏜軸承孔φ120 底面及兩孔 臥式鏜床T612 26 粗鏜軸承孔φ180 底面及兩孔 臥式鏜床T612 27 粗鏜軸承孔φ260 底面及兩孔 臥式鏜床T612 28 半精鏜軸承孔φ120 底面及兩孔 臥式鏜床T612 29 半精鏜軸承孔φ180 底面及兩孔 臥式鏜床T612 30 半精鏜軸承孔φ260 底面及兩孔 臥式鏜床T612 31 精鏜軸承孔φ120 底面及兩孔 臥式鏜床T612 32 精鏜軸承孔φ180 底面及兩孔 臥式鏜床T612 33 精鏜軸承孔φ260 底面及兩孔 臥式鏜床T612 34 粗鏜輸出軸承孔φ124 底面及兩孔 臥式鏜床T612 35 半精輸出鏜軸承孔φ124 底面及兩孔 臥式鏜床T612 36 精鏜輸出軸承孔φ124 底面及兩孔 臥式鏜床T612 37 劃軸承孔端面螺孔線 底面及兩孔 劃線平臺 38 鉆軸承孔端面螺紋孔，并攻絲 底面及兩孔 組合鉆床 39 將箱蓋，箱體做標記，編號 鉗工 40 拆箱，去毛刺，清洗，再裝配，打入錐銷，擰緊螺栓 鉗工 41 檢查各部分尺寸及精度 42 噴漆 43 入庫 2-2箱體加工的工藝路線二 工序 工序內(nèi)容 定位基準 設備 1 鑄造 2 清理（清沙） 3 熱處理（人工時效處理） 4 涂漆 5 粗銑箱體底面 結合面 XA2010 6 粗銑箱體結合面 底面 XA2010 7 半精銑箱體結合面 底面 XA2010 8 精銑箱體結合面 底面 XA2010 9 鉆6φ26地腳螺栓孔，锪φ48的孔 結合面，側面 Z3040 Z3080 10 粗銑排油孔臺階面 底面 XA2010 11 鉆，擴排油螺栓孔，攻排油螺栓孔螺紋 底面 搖臂鉆床 12 將箱蓋與箱體對準合箱夾緊，鉆，鉸兩定位錐銷孔，裝入錐銷 13 根據(jù)箱蓋配鉆底座結合面的連接孔，锪沉孔 Z3040 14 將箱蓋，箱體做標記，編號 15 擴螺栓孔，锪螺栓孔 底面 Z3040 16 拆箱，去毛刺，清洗，再裝配，擰緊螺栓 17 粗銑軸承孔端面 底面 XA2010 18 精銑軸承孔端面 底面 XA2010 19 粗鏜軸承孔 底面以及兩孔 臥式鏜床T6112 20 半精鏜軸承孔 底面以及兩孔 臥式鏜床T6112 21 精鏜軸承孔 底面以及兩孔 臥式鏜床T6112 22 劃軸承孔端面螺孔線 劃線平臺 23 鉆軸承孔端面螺紋孔，并攻絲 軸承座前、后端面 鉆床 24 拆箱，去毛刺，清洗 25 合箱，裝錐銷，緊固 26 檢查各部分尺寸以及精度 27 入庫 分析與比較工藝方案： 兩種工藝路線的過程基本相似，工藝方案一，可在一次裝夾中，只處理一個過程，目的是形成一個生產(chǎn)線，可以承受較高的生產(chǎn)力，而第二個方案，在一個夾緊，試圖完成一個以上的工作程序，例如，1160X400的箱座底部的位置，處理箱體座面、粗銑，精銑，然后重點對地腳螺栓6×Φ26和Φ48孔锪鉆孔使用。減少夾緊時，夾緊誤差，位置誤差，也可提高生產(chǎn)效率，但在組合機床設計完成了如此多的過程。對小批量生產(chǎn)挖掘機生產(chǎn)程序的主減速器，不需要使用專用機，但在大規(guī)模生產(chǎn)，保證加工精度，可以取組合機床，然后計劃一個粗加工和精加工時間和路線的兩個，分別，粗細不分離，將加工精度體重，但節(jié)省裝夾時間。整個過程中，兩個以上的處理方案，一般似乎是合理的。但是，通過仔細考慮的技術要求和箱體的加工效率，方案一更適合本課題箱體的加工。 2.7.2箱蓋工藝路線的擬定 表2-3 箱蓋加工工藝路線方案一 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 鑄造 2 清砂 清理澆注系統(tǒng)、冒口、型砂等 3 熱處理 人工時效處理 4 粗銑 以結合面為裝夾基準面，然后按線找正，把工件夾緊，粗銑箱蓋頂部斜面和銑結合面時需要用于定位的表面 龍門銑床X2010C 5 粗銑 以已經(jīng)加工了的為定位基準裝夾工件粗銑箱蓋結合面 龍門銑床X2010C 6 半精銑 定位夾緊與工序4相同，半精銑頂部斜面 龍門銑床X2010C 7 半精銑 定位夾緊與工序5相同，半精銑結合面 龍門銑床X2010C 8 精銑 定位夾緊與工序7，精銑結合面 龍門銑床X2010C 9 粗鏜 以結合面為定位，裝夾工件，粗鏜φ120，φ180， φ260和φ130四軸承孔 鏜床T6112 10 半精鏜 以結合面為定位，裝夾工件，裝夾工件，半精鏜φ120，φ180， φ260和φ130四軸承孔 鏜床T6112 11 精鏜 以結合面為定位，裝夾工件，裝夾工件，精鏜φ120，φ180， φ260和φ130四軸承孔 鏜床T6112 12 鉆 以結合面為定位基準鉆φ11孔和鉆10×φ14孔 搖臂鉆床Z3040 13 锪 以結合面為定位基準，锪φ18孔和10×φ35孔 搖臂鉆床Z3040 14 鉆 以結合面定位，鉆攻頂斜面上8—M8螺紋孔 搖臂鉆床Z3040 15 鉗 將箱蓋和箱體對準以后合箱，然后用10—M10螺栓緊固。 16 鉆 鉆鉸2×φ12圓錐銷孔，裝入圓錐銷 搖臂鉆床Z3040 17 鉗 將箱蓋和箱體對準合箱后做上標記并編號 18 粗銑 以底面作為定位基準，按底面的一邊找正，裝夾工件后，要兼顧其他三面的加工尺寸，粗銑軸承孔端面，留有精銑加工的余量 龍門銑床2010C 19 精銑 定位和加緊同工序16，精銑軸承孔端面 龍門銑床2010C 20 鉆 攻鉆軸承孔端面21—M8 搖臂鉆床Z3040 21 鉗 撤箱，清理飛邊、毛刺等 22 鉗 合箱，裝上錐銷，然后緊固 23 終檢 檢查各部分尺寸和精度是否達到加工要求 24 涂漆 表面涂上防銹漆 25 入庫 表2-4 箱蓋加工工藝路線二 工序號 工序名稱 定位基準 工藝裝備 1 鑄造 2 清砂 清理澆注系統(tǒng)、冒口、型砂等 3 熱處理 人工時效處理 4 粗銑箱蓋頂部斜面 結合面、箱蓋左端面、軸承孔后端面 2010C 5 粗銑箱蓋結合面 頂部斜面、箱蓋左端面、軸承孔后端面 2010C 6 半精銑頂部斜面 同工序4 2010C 7 半精銑結合面 同工序5 2010C 8 精銑結合面 同工序5 2010C 9 鉆攻頂斜面上8—M8螺紋孔 結合面 Z3040 10 將箱蓋和箱體對準以后合箱 11 鉆鉸2×φ12圓錐銷孔，裝入圓錐銷 Z3040 12 鉆、锪φ11孔，锪φ18孔 結合面 Z3040 13 鉆和锪10×φ14孔，10×φ35孔 結合面 Z3040 14 將箱蓋和箱體對準合箱，然后用10—M10螺栓緊固，后做上標記并編號 15 按底面的一邊找正，裝夾工件后粗銑軸承孔端面，留有精銑加工的余量 底面 2010C 16 精銑軸承孔端面 底面 2010C 17 鉆軸承孔旁連接孔 結合面 Z3040 18 粗鏜φ120，φ180， φ260軸承孔 底面 T6112 19 半精鏜φ120，φ180， φ260四軸承孔 定位加緊同工序19 T6112 20 精鏜φ120，φ180， φ260軸承孔 定位加緊同工序20 T6112 21 鉗 撤箱，清理飛邊、毛刺等 22 鉗 合箱，裝上錐銷，然后緊固 23 終檢 檢查各部分尺寸和精度是否達到加工要求 24 涂漆 表面涂上防銹漆 25 入庫 工藝路線方案的分析比較： 方案一和方案二都遵循了擬訂工藝路線的一般原則，但是有些工序還得進一步討論一下，方案一中在工序9和工序10把鉆和锪分開了，但是φ11锪平φ18、φ14锪平φ35有較高的同軸度要求的，所以應該放在同一工步中完成。后面鏜軸承孔在方案一中沒有合箱就進行鏜加工了，但是箱蓋軸承孔和箱體軸承孔必須保證精密的配合要求，所以應該在箱蓋和箱體合箱后在進行鏜加工。鉆箱蓋箱體連接孔也應該將箱蓋和箱體配合起來再鉆。綜上所述加工工藝選擇方案二。 2.8工藝參數(shù)的計算與分析 工序4 粗銑箱蓋頂部斜面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,=0.16GPa HB=150225。 加工要求： 機床：X2010C龍門銑床。 刀具：硬質合金端銑刀。 參照參考文獻[9]，選擇刀具dw=50mm，齒數(shù)Z=8。 2.切削用量 已知被加工毛坯的總長度為980mm，加工余量為Zmax=4.5m，留半精加工余量2.0mm，粗銑可一次銑銷，加工深度ap=2.5 mm。 1）進給量 查參考文獻[10]表2.4-73確定fz=0.14~0.24 mm/z，取fz=0.20 mm/z。 2）切削速度 根據(jù)參考資料[11]，表8-33,由加工材料、刀具材料的硬度，確定銑削速度=60~110 m/min，取=60m/min。 （2-1） 根據(jù)參考文獻[10]表3.1-72，取n=380r/min。 故實際切削速度為： V=πdwnw/1000=3.14×50×380/1000=59.66m/min (2-2) 工作臺的每分鐘進給量應為： (2-3) 因為 l1=、l2=3~5 mm (2-4) 所以 機動工時: (2-5) 工序5：粗銑箱蓋結合面 （1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：X2010C龍門銑床 刀具：硬質合金端銑刀，dw=100mm,齒數(shù)Z=10 量具：游標卡尺 2）計算銑削用量 已知毛坯被加工的總長度為3120mm，最大加工余量為Zmax=4.5mm,留半精加工余量 1.5mm，留精加工余量0.5，可兩次銑削，一次切削深度ap=2.5mm，一次切削深度2.5mm。 確定進給量f： 根據(jù)參考文獻[10]表2.4—73,確定fz=0.2mm/Z 切削速度： 參考參考文獻[11]，確定銑削速度，取=60m/min和。 由式2-1可得： 參照參考文獻[10]表3.1-72，取=200 r/min，。 故實際切削速度由式2-2可得： =πdwnw/1000=3.14×100×200/1000=62.80m/min =πdwnw/1000=3.14×100×260/1000=81.64m/min 工作臺的每分鐘進給量由式2-3可得： 由式2-4可得： l1=、l2=3~5 mm 所以 機動工時由式2-5可得: 工序6 半精銑箱蓋頂部斜面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,=0.16GPa HB=150225。 機床：X2010C龍門銑床 刀具：硬質合金端銑刀，根據(jù)參考文獻[11]選擇刀具dw=50mm，齒數(shù)Z=8。 量具：游標卡尺 2. 切削用量 已知被加工毛坯的總長度為980mm，半精加工余量為2.0mm，所以可一次銑銷，加工深度ap=2.0 mm。 2）進給量 查參考文獻[10]表2.4-73確定fz=0.14~0.24 mm/z，取fz=0.15mm/z。 3）切削速度 根據(jù)參考文獻[11]，表8-33,由加工材料、刀具材料的硬度，確定銑削速度=60~110 m/min，取=100m/min。 由式2-1可得： 參考參考文獻[10]表3.1-72，取n=630r/min。 故實際切削速度由式2-2可得： V=πdwnw/1000=3.14×50×630/1000=98.91m/min 工作臺的每分鐘進給量由式2-3可得： 由式2-5可得: l1=、l2=3~5 mm 所以 機動工時，由式2-5可得：: 工序7：半精銑箱蓋結合面 （1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵HT200 機床：X2010C龍門銑床 刀具：硬質合金端銑刀，dw=100mm,齒數(shù)Z=10 量具：游標卡尺 2）計算銑削用量 已知毛坯被加工的總長度為3120mm，半精加工余量2mm，留精加工余量0.5，可一次切削，切削深度ap=1.5mm。 確定進給量f： 根據(jù)參考文獻[10]表2.4—73,確定fz=0.18mm/Z 切削速度： 參考參考文獻[11]，確定銑削速度，取。 由式2-1可得： 根據(jù)參考文獻[10]表3.1-72，取。 故實際切削速度由式2-2可得： =πdwnw/1000=3.14×100×260/1000=81.64m/min 工作臺的每分鐘進給量由式2-3可得：： 由式2-5可得： l1=、l2=3~5 mm 所以 機動工時，由式2-5可得：: 工序8：精銑箱蓋結合面 （1）加工條件： 工件材料：灰鑄鐵HT200 加工要求： 機床：X2010C龍門銑床 刀具：硬質合金端銑刀，dw=100mm,齒數(shù)Z=10 量具：游標卡尺 2）計算銑削用量 已知毛坯被加工的總長度為3120mm，精加工余量0.5， 可一次切削，切削深度ap=0.5mm。 確定進給量f： 根據(jù)參考文獻[10]表2.4—73,確定fz=0.15mm/Z 切削速度： 參考參考文獻[11]表8-33，確定銑削速度，取。 由式2-1可得： 根據(jù)參考文獻[10]表3.1-72，取。 故實際切削速度由式2-2可得：： =πdwnw/1000=3.14×100×320/1000=100.48m/min 工作臺的每分鐘進給量由式2-3可得：： 由式2-3可得： l1=、l2=3~5 mm 所以 機動工時，由式2-5可得：: 工序9 鉆攻箱蓋頂斜面上8—M8螺紋孔 工件材料：灰鑄鐵HT200? 加工要求：攻鉆公制螺紋M8mm的孔?? 機床：搖臂鉆床Z3040 刀具：選Φ7mm的麻花鉆鉆螺紋孔，選Φ8mm絲錐攻M8的孔。 （1） 鉆Φ7mm的螺紋孔? 由參考文獻[10]表2.4-38可得f=0.18~0.22mm/r，取f=0.20mm/r 由表2.4-41可得v=0.48m/s=28.8m/min 由式2-1可得： n=1000v/πdw=1310.28(r/min) 由參考文獻[10]表3.1-31確定n=1250r/min。 所以實際切削速度，由式2-2可得： 已知鉆銷深度為22mm。 所以，鉆銷時間為： （） (2-6) (2)鉆、攻螺紋8×M8的螺紋孔 參考文獻[10]表2.4—38和表2.4-41得?f=0.20mm/r,V=0.48m/s=28.8m/min n=1000v/πdw=1146.50(r/min)? 所以選n=1250r/min,（參考文獻[10]3.1-31） 所以實際切削速度，由式2-1可得： (2-7) 工序11 鉆鉸2×φ12圓錐銷孔 工件材料：灰鑄鐵HT200 加工要求：鉆2個直徑為12的圓錐孔 機床：Y搖臂鉆床Z3040 刀具：采用直徑為Φ12mm的1:50的錐度削子鉸刀，材料為硬質合金。 量具：塞規(guī) 由工藝手冊表2.4-58可得f=0.8~1.2mm/r，取f=0.8mm/r 由表2.4-61可得v=0.25m/s=15.0m/min 由式2-1可得： n=1000v/πdw=398.09(r/min) 由參考文獻[10]表3.1-31確定n=400r/min。 所以實際切削速度，由式2-2可得： 已知鉆銷的深度為60mm。 由式2-6可得： 所以 工序12 鉆Φ11mm孔，锪Φ18mm。 工件材料：灰鑄鐵HT200 加工要求：鉆1個直徑為11mm的孔 機床：搖臂鉆床Z3040 刀具：采用Φ10mm的麻花鉆頭走刀一次， 擴孔鉆Φ11mm走刀一次 量具：游標卡尺、塞規(guī) 由參考文獻[10]表2.4-38可得f=0.22~0.28mm/r，取f=0.25mm/r 由表2.4-41可得v=0.47m/s=28.2m/min 由式2-1可得： n=1000v/πdw=898.09(r/min) 由參考文獻[10]表3.1-36確定n=800r/min。 所以實際切削速度，由式2-2可得： 已知鉆銷的深度為60mm。 所以，鉆銷時間由式2-6可得：： （） 擴Φ11mm孔：由參考文獻[10]表2.4-52得f=0.55mm/r 由參考文獻[10]表2.4-53得V=0.44m/s=26.4m/min 由式2-1可得： n=1000v/πdw=764.33(r/min) 由參考文獻[10]表3.1-36確定n=800r/min。 所以實際切削速度，由式2-2可得： 由式2-6可得： 锪Φ18mm：用直柄錐面锪鉆，由參考文獻[10]表2.4-67可取f=0.15mm/s,V=0.3m/s=18m/min。 由式2-1可得： n=1000v/πdw=318(r/min) 由參考文獻[10]表3.1-31確定n=320r/min。 所以實際切削速度，由式2-2可得： 锪孔深度為5mm。 （2-8） 所以 工序13 鉆10×φ14孔，锪10×φ35孔。 工件材料：灰鑄鐵HT200 加工