大批量生產的減速器上下殼體加工工藝過程卡及上殼體接合面銑削工序卡與夾具設計

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附表3 專用工藝裝備設計任務書 產品型號 零（部）件圖號 生產批量 大批量 產品名稱 減速器 零（部）件名稱 上殼體 每天件數(shù) 技術要求 1定位方式：采用三面定位方式，凸臺面為主定位面，用支承板定位，對凸臺1開槽，側面用導向板定位保證工件送進，側面用液壓缸對工件的送進位置進行限位。 2夾緊方式：采用液壓四點壓緊軸孔 3特殊要求（1）翻轉壓塊時，保證不干涉。（2）非聯(lián)動壓緊（3）壓塊作用在軸承孔上 工裝編號 使用車間 銑車間 工裝名稱 使用設備 專用銑床 同時加工件數(shù) 適用其他產品 工裝等級 制造數(shù)量 大批量 工序號 工序內容 1 銑削上殼體接合面 舊工裝編號 庫存數(shù)量 設計理由 舊工裝處理意見 為了大批量的銑削上殼體接合面 執(zhí)行記錄 設計者 張迪 張慶春 李威 完成日期 2015.11.19 校對者 完成日子 2015.11.19 編制（日期） 校對（日期） 標準（日期） 審核（日期） 編制________________________________校對________________________________審核______________________________ 附表2 機械加工工序卡 工序名稱 工序簡圖 上殼體結合面精銑削 工序號 第 1 頁 共 1 頁 產品名稱 零件名稱 零件圖號 減速器上殼體 上殼體接合面 機床名稱 機床型號 冷卻液 萬能銑床 XA6132 乳化液 毛坯材料 HT200 工時定額 min 準終時間 毛坯尺寸 輔助時間 夾具名稱 專用銑床夾具 基本時間 5.57min 夾具編號 單件時間 每臺產品零件數(shù) 工時定額 上工序 攻啟蓋螺釘孔 下工序 去毛刺、清洗 序號 工步內容 轉速 （r/min） 切削速度 （m/s） 進給量 （mm/r） 刀 具 輔助工具 量 具 名稱 編號 名稱 編號 名稱 編號 1 精銑上殼體接合面，加工余量為0.5mm 800 1.5 0.1 YG6硬質合金端銑刀?220mm 支承板 千分尺 編制 校對 審核 附表1 機械加工工藝過程卡 產品型號及名稱 單級減速器 零件生產批量 大批量 第 1 頁 零件名稱 單級減速器上殼體 零件圖號 共 3 頁 毛坯種類 鑄件 材料名稱及型號 HT200 每件毛坯制坯數(shù) 成品外形尺寸 428×196×140 毛坯外形尺寸 零件重量 毛坯重量 每臺產品件數(shù) 車間 名稱 工序 號 工種 工序名稱 單件 工時 機床型號 及名稱 夾具名稱 及編號 刀具名稱 及編號 輔具名稱 及編號 量具名稱 及編號 1 熱加工 鑄造 2 熱加工 清砂，涂底漆 3 熱加工 時效 4 機加工 銑上殼體凸臺面 專用銑床 專用銑夾具1-1 端銑刀 5 機加工 粗銑、半精銑上殼體接合面 專用銑床 專用銑夾具1-2 端銑刀 6 機加工 銑窺視孔臺階面 專用銑床 專用銑夾具1-3 端銑刀 7 機加工 鉆窺視孔臺階面螺釘?shù)卓? 專用鉆床 專用鉆夾具1-1 麻花鉆 8 機加工 攻窺視孔臺階面螺釘孔 專用鉆床 專用鉆夾具1-2 絲錐 9 機加工 鉆接合面螺栓孔 專用鉆床 專用鉆夾具1-3 麻花鉆 10 機加工 鉆啟蓋螺釘孔 專用鉆床 專用鉆夾具1-4 麻花鉆 11 機加工 攻啟蓋螺釘孔 專用鉆床 專用鉆夾具1-5 絲錐 12 機加工 精銑上殼體接合面 專用銑床 專用銑夾具1-4 端銑刀 13 鉗工 去毛刺、清洗 14 檢驗 編制________________________________校對________________________________審核________________________________ 附表1 機械加工工藝過程卡 產品型號及名稱 單級減速器 零件生產批量 大批量 第 2 頁 零件名稱 單級減速器下殼體 零件圖號 共 3 頁 毛坯種類 鑄件 材料名稱及型號 HT200 每件毛坯制坯數(shù) 成品外形尺寸 428×196×170 毛坯外形尺寸 零件重量 毛坯重量 每臺產品件數(shù) 車間 名稱 工序 號 工種 工序名稱 單件 工時 機床型號 及名稱 夾具名稱 及編號 刀具名稱 及編號 輔具名稱 及編號 量具名稱 及編號 1 熱加工 鑄造 2 熱加工 清砂，涂底漆 3 熱加工 時效 4 機加工 銑下殼體底面、 接合面凸臺面 專用銑床 專用銑夾具2-1 端銑刀 5 機加工 粗銑下殼體接合面、 底面凸臺面 專用銑床 專用銑夾具2-2 端銑刀 6 機加工 半精銑下殼體接合面 專用銑床 專用銑夾具2-3 端銑刀 7 機加工 鉆地腳螺栓底孔、放油 底孔、油標底孔 專用鉆床 專用鉆夾具2-1 麻花鉆 8 機加工 鉆下殼體接合面螺栓孔 專用鉆床 專用鉆夾具2-2 麻花鉆 9 機加工 攻放油孔螺紋、油標孔螺紋 專用鉆床 專用鉆夾具2-3 絲錐 10 機加工 精銑下殼體接合面 專用銑床 專用銑夾具2-4 端銑刀 11 機加工 精鉸工藝孔 搖臂鉆床 專用鉆夾具2-4 12 數(shù)控 加工油溝 數(shù)控銑床 專用銑夾具2-5 13 鉗工 去毛刺、清洗 14 檢驗 編制________________________________校對________________________________審核________________________________ 附表1 機械加工工藝過程卡 產品型號及名稱 單級減速器 零件生產批量 大批量 第 3 頁 零件名稱 合箱 零件圖號 共 3 頁 毛坯種類 鑄件 材料名稱及型號 HT200 每件毛坯制坯數(shù) 成品外形尺寸 428×196×310 毛坯外形尺寸 零件重量 毛坯重量 每臺產品件數(shù) 車間 名稱 工序 號 工種 工序名稱 單件 工時 機床型號 及名稱 夾具名稱 及編號 刀具名稱 及編號 輔具名稱 及編號 量具名稱 及編號 1 鉗工 合箱 2 鉗工 打定位銷孔 3 鉗工 打入定位銷 4 機加工 粗銑軸承孔兩端面 專用銑床 端銑刀 5 機加工 粗鏜兩軸孔 專用鏜床 專用鏜刀 6 機加工 精鏜兩軸孔 專用鏜床 專用鏜刀 7 機加工 鉆軸端面螺紋底孔 專用鉆床 麻花鉆 8 機加工 攻軸端面螺紋孔 專用鉆床 絲錐 9 鉗工 去毛刺、清洗 10 檢驗 11 鉗工 拆分 12 入庫 編制________________________________校對________________________________審核________________________________ 機械制造工藝說明書 工學院 機械制造工藝說明書 設計題目：大批量生產的減速器上下殼體加工工藝過程卡 及上殼體接合面銑削工序卡與夾具設計 指導老師： 班 級： 姓 名： 學 號： 學 期：2015—2016學年 第 1 學期 目 錄 序言 課程設計目的 1 第一章 機械加工工藝方案的擬定和分析 1 2.1零件的作用 1 2.2零件的工藝分析 3 第二章 工藝規(guī)程的擬定 4 3.1確定毛坯的制造形式 4 3.2基面的選擇 5 3.3 制定加工工藝路線 5 第三章 夾具的設計 10 4.1 定位方案 10 4.1.1定位分析 11 4.1.2定位基準的選擇 11 4.1.3 定位誤差的分析 11 4.1.4 定位方案總結 11 4.2 夾緊方案 12 4.3對刀方案 12 第五章 結論 13 參考文獻 13 序言 課程設計的目的 1、綜合運用《機械制造工藝學》課程以及其他先修課程的理論與生產實際知識，進行典型零件的機械制造工藝規(guī)程與夾具設計的基本訓練，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的正確設計思想。 2、學習并掌握如何根據(jù)生產批量要求，來進行機械加工工藝規(guī)程和所用夾具的設計方法，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。 3、對學生在設計制圖和運用設計資料（包括手冊、圖冊、標準和規(guī)范等）以及進行經驗估算和驗算等基本設計技能方面進行一次全面訓練，以提高他們的實際工作能力。 4、培養(yǎng)團隊工作意識與方法，從確保設計質量出發(fā)，學會工作中的合作與分工。 第一章 零件加工工藝分析 1.1零件的作用 變速器箱體是變速箱的基礎零件，在整個減速器總成中起支撐和連接的作用，它把各個零件連接起來，支撐傳動軸，保證各傳動機構的正確安裝，是傳動零件的基座，應具有足夠的強度和剛度。因此變速器箱體的加工質量的優(yōu)劣，將直接影響到軸和齒輪等零件位置的準確性，也為將會影響減速器的壽命和性能。 1.2零件結構特點 1.2.1尺寸較大 箱體內要安裝和容納有關的零部件，因此必然要求箱體有足夠大的體積。例如，大型減速器箱體長達4～6m、寬約3～4m。 1.2.2形狀復雜 箱體作為裝配的基礎件，在它上面安裝的零件或部件愈多，箱體的形狀愈復雜，因為安裝時要有定位面、定位孔，還要有固定用的螺釘孔等；為了支撐零部件，需要有足夠的剛度，采用較復雜的截面形狀和加強筋等；為了儲存潤滑油，需要具有一定形狀的空腔，還要有觀察孔、放油孔等；考慮吊裝搬運，還必需做出吊鉤、凸耳等。 1.2.3精度要求高 有若干個尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，這些平面和孔的加工質量將直接影響機器的裝配精度，使用性能和使用壽命。 1.2.4緊固螺釘定位箱孔多 這些孔雖然沒有什么特殊要求。但由于分布在大型零件上，有時給加工帶來較大的困難。 由于箱體有以上的特點，故機械加工勞動量相當大，困難也相當大。 1.3零件的工藝分析 (1)減速器箱蓋、箱體主要加工部分是接合面、軸承孔、通孔和螺孔，其中軸承孔在箱蓋、箱體合箱后再進行鏜孔加工，以確保兩個軸承孔中心線與分割面的位置，以及兩個孔中心線的平行度和中心距。 (2)減速器整個箱體壁薄，容易變形，在加工前要進行時效處理，以消除內應力，加工時要注意夾緊位置和夾緊力大小，防止零件變形。 (3)箱蓋、箱體接合面，底面上的孔的加工，采用專用鉆模，這樣可以保證孔的位置精度要求。 分離的減速器箱體的主要加工部位有：凸臺面、接合面、端面、底平面、螺栓孔、螺紋孔、油溝等。對這些加工部位的技術要求有： 1、減速器箱體、機蓋的凸臺面與接合面及機體的底平面與接合面必須平行，其誤差一超過0.06/1000mmκ 2、減速器箱體接合面的表面粗糙度Ra值不超過兩接合面間隙0.03mm,取0.02mm。 3、軸承支承孔的軸線必須在接合面上，其誤差不超過±0.2mm。 4、軸承支承孔的尺寸公差一般為HT，表面粗糙度Ra小于1.6μm，圓柱度誤差不超過孔徑公差的一半，孔距精度允許公差為±0.03mm~±0.05mm. 5、減速器箱體的底面是安裝基準，保證精度為0.2mm. 6、減速器箱體各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差為0.15mm 第二章 工藝規(guī)程的擬定 2.1 材料的選擇 毛坯材料選擇HT200。此材料含有石墨，因石墨本身有潤滑作用且可以吸收振動能量，所以HT200具有耐磨性能好，消振性能好的特點。由于鑄鐵中硅含量高且成分接近于共晶成分，因而流動性、填充性能好，即鑄造性能好。由于石墨的存在，使車屑容易脆斷，不粘刀，切削性能好。缺點是力學性能低，易導致應力集中，因而其強度、塑性及韌性低于碳鋼?；贖T200以上優(yōu)缺點及價格便宜，所以對于承受壓力和震動的箱體，采用HT200作為加工材料。若沒有HT200，可采用45號鋼代替。熱處理方法方面，因鑄件采用砂型造型，所以為消除應力集中、降低硬度，應采用人工時效處理。 2.2 毛坯的制造方法 砂型鑄造機械造型：鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產、成批 生產和大量生產均能適應，長期以來，一直是鑄造生產中的基本工藝。而金屬型鑄造目前所能生產的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對黑色金屬只能是形狀簡單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。同時金屬型鑄造還有：制造成本高；不透氣，無退讓性，易造成鑄件洗不足、開裂或鑄鐵件白日等缺陷; 鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時間等，對鑄件的質量的影響甚為敏感，需要嚴格控制等諸多不足。 減速箱的箱體結構相較復雜，根據(jù)減速箱箱體零件圖可知箱體的壁厚為8mm采用金屬型造型對壁厚有限制，成對本比砂型鑄造高，而且箱體外表面的精度要求不高，砂型鑄造能滿足要求，機械造型生產率較高能滿足大批量生產的需要。綜合以 上因素，因此選用砂型鑄造機械造型。 砂型鑄造機械造型上箱蓋以接合面為分型面，采用兩箱造型，中注式澆注系統(tǒng)， 澆注的時候重要的加工面應該向下，因為鑄件的上表面容易產生砂眼、氣孔等。為了補縮，上面設幾個冒口。為了造型時方便拔模而設計了拔模斜度。下箱體采用三箱造型，為了澆注液體充滿型腔，在直澆道基礎上設有橫澆道。同時設置了冒口和拔模斜度。 2.3 定位基準面的選擇及分析 定位基準有粗基準與精基準之分。在機械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經加工的表面作定位基準，則該表面稱為粗基準。在隨后的工序中，用加工過的表面作定位基準，稱為精基準。通常先確定精基準，然后確定粗基準。 精基準： 選擇原則：“基準重合”原則；“基準統(tǒng)一”原則；“自為基準”原則；“互為基準”原則；精基準選擇應保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便。 減速器上箱蓋則分別以凸臺面、接合面作為精基準，下箱體通常以底面和接合面為精基準。 在加工上箱蓋時，先以凸臺為精基準粗銑、半精銑、精銑接合面；以接合面為精基準銑窺視口端面、鉆孔、攻絲，鉆起蓋螺紋孔攻絲。只有加工接合面時才以凸臺為精基準，因此滿足“基準統(tǒng)一”原則。下箱體則以底面和接合面為精基準，這種定位基準的選擇夾緊方便，工件的夾緊變形?。灰子趯崿F(xiàn)自動定位和自動夾緊，且不存在基準不重合誤差。 粗基準的選擇 選擇粗基準時。主要考慮兩個問題：一是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。 減速器的上箱蓋、下箱體都以接合面為粗基準，加工出加工接合面的精基準，再以接合面作為精基準，加工分布在箱蓋和箱座兩個不同部分上的連接孔、毛坯孔、油孔等，這樣粗基準和精基準“互為基準”的原則下統(tǒng)一，可以保證接合面的平行度，減少箱體裝合時對合面的變形。 具體各加工基準面如下： 2.4 制定加工工藝路線 對減速箱箱體進行加工，尤為重要的就是確定其加工工藝的過程。并且，在確定加工工藝過程時，應該考慮各方面的因素，從而擬定出最佳加工方案。針對我們所要加工的減速箱，應當遵循先面后孔，先粗后精，工序適當?shù)仍瓌t。 經過分析，我們把加工工藝過程大致分為了三個部分。第一部分是對箱蓋的加工，主要是加工上箱體凸臺面，上箱體接合面，上箱體接合面螺栓孔，窺視孔面以及鉆孔、攻絲，啟蓋螺釘孔的鉆孔、攻絲；第二部分是對機座的加工，主要是加工機座底面，下箱體接合面，鉆锪底座螺栓孔和排油孔和油標孔，鉸工藝孔，銑油溝；第三部分是將兩箱體合箱后進行加工，主要工序是鉆、絞定位銷孔和鉆連接孔，以底面為基準銑軸承端面和鏜軸承孔，最后鉆軸承孔端面的螺釘孔并攻絲。其中，在第一、二和第三部分之間應安排鉗工工序，將箱蓋與底座合成箱體，并用二錐銷定位，使其保持一定的位置關系，以保證軸承孔和螺栓連接孔的加工精度和撤裝后的重復精度。 具體工藝過程卡見附表1 2.5 加工余量的確定及其加工手段的組合 第三章夾具的設計 3.1 夾具設計原則 1）夾緊過程中不改變工件定位時所占據(jù)的正確位置； 2）夾緊力的大小要適當，過大了會使工件變形，過小了則在加工時工件會松動，造成報廢甚至發(fā)生事故，既要保證加工過程中工件不會產生位移和振動，又要使工件不產生不允許的變形或損傷； 3）夾緊裝置的自動化程度，應與工件的生產批量相適應； 4）夾具設計應遵循“實現(xiàn)同等功能的前提下，機構簡單者為最優(yōu)”的設計理念。結構要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強度；工藝性好便于制造與維 修； 5）使用性能操作方省安全可靠 3.2 定位方案 3.2.1定位分析 由零件圖可知：要銑削減速箱上殼體接合面,主要的技術要求是保證其在Z軸方向的自由度即可。則設計夾具時，必須要限制Z軸的移動，X、Y軸的轉動；X、 Y軸的移動，Z軸的轉動也要有控制，這種定位屬于完全定位。 3.2.2定位基準的選擇 由零件圖可知：應選凸臺面作為定位基準，有利于保證平面的粗糙度。 3.2.3 定位誤差的分析 在夾具設計時，平面定位的主要方式是支持定位，常用的定位元件為各種支撐釘、支撐板、自由支撐和可調支撐。在本工序中，因為工件是以加工過的凸臺面定位，因此采用一面定位方式，由于凸臺已加工過，所以定位元件選取定位板，這一可以增加與工件的接觸面積，以便能與定位表面穩(wěn)定接觸。在計算其定位誤差時，由于是以已加工過表面一面定位，所以定位誤差為0。 3.2.4 定位方案總結 （1）應當限制的自由度：應當限制、、方向3個自由度。 （2）實際限制的自由度：共限制了、、、、、方向6個自由度。 （3）定位副：左中右三個定位板分別與外表面配合，共限制了→y、、、、方向5個自由度，附加擋塊限制了→X方向自由度。為完全定位，符合定位要求。當壓板夾緊時，夾緊力垂直于底座。 3.3 夾緊方案 (1)夾緊力的作用點：壓板與軸孔接觸點 (2)夾緊力的作用方向：垂直壓板向下 (3)夾緊力的大?。焊鶕?jù)《機床夾具設計手冊》和《切削用量簡明手冊》公式得： 式中，為安全系數(shù)；、為桿長長度；為銑削寬度；為齒數(shù)；為銑刀直徑； 為銑削深度；為進給量；、摩擦系數(shù)。 將以上參數(shù)的數(shù)值代入上式，則得=23714.59N (4)裝置：采用鉸鏈壓板式夾緊機構 3.4對刀方案 根據(jù)查詢銑床相關參數(shù)與計算好的距離，我們在底板上設置了對刀塊用于對刀。 第四章 個人總結 為期兩周的機械制造工藝課程設計已經接近尾聲，回首這段時間的設計過程，通過這次設計實踐，使我們對機械制造工藝學有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎。 這次課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械制造設計的綜合素質大有用處。在機械制造工藝課程設計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關重要的。這次設計將我們學習的機械制造工藝與裝備、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。設計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學習和掌握有關機械設計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設計習慣，鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用，思維從而提高設計實踐操作能力。 參考文獻 [1] 蘭建設主編.機械制造工藝與夾具. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.7 [2] 哈爾濱工業(yè)大學，上海工業(yè)大學主編.軸、箱體、絲杠加工.上?？茖W技術出版社，1988.4：5-22 [3] 陳宏鈞.車工使用技術. 北京：機械工業(yè)出版社，2002.01 [4] 潘淑清.幾何精度規(guī)范學. 北京：北京理工大學出版社，2003.08 [5] 上海紡織工學劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.6 [6] 天津大學主編.機床設計圖冊. 上?？茖W技術出版社，1979.06 [7] 曹桄，高學滿主編.金屬切削機床掛圖.上海交通大學出版社，1984.08：3-10 [8] 黃鶴汀，俞光主編.金屬切削機床設計.上?？茖W技術文獻出版社，1985.3：86-95 [9] 張超英，羅學科主編.數(shù)控機床加工工藝、編程及操作實訓.高等教育出版社，2002.11：198-219 [10] LEO ALTING.制造工藝過程. 北京：北京航空學院出版社，1986.07 [11] 劉恂.機械制造檢驗技術.國防工業(yè)出版社，1987.08 [12] 王雅然.金屬工藝學. 北京：機械工業(yè)出版社，1993.10 [13] 董麗華.金工實訓教程.電子工業(yè)出版社，2005.12 [14] 孫學強主編.機械加工技術. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.4 [15] 蘇建修主編.機械制造基礎. 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