通用减速机壳体连接孔钻削加工工艺装备设计——组合机床、夹具设计_毕业设计(编辑修改稿)

通用减速机壳体连接孔钻削加工工艺装备设计——组合机床、夹具设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

时效处理 检验铸件各部分尺寸 油漆底漆 工序Ⅰ 划线，分箱 工序Ⅱ 粗铣两箱结合面（上箱盖以 12mm上表面为基准，下箱体以 12mm下表面为基准） （ X62W铣床） 工序Ⅲ 粗铣上箱盖顶面，下箱体下底面（以结合面为基准） （组合机床） 工序Ⅳ 人工时效 工序Ⅴ 精铣结合面（上箱盖以顶部为基准，下箱体以底面为基准） （组合机床） 工序Ⅵ 半精铣上箱盖顶部，下箱体底面（以结合面为基准） （组合机床） 工序Ⅶ 按所划线合箱 工序Ⅷ 钻 M10定位孔并攻丝，钻、扩、铰 2Φ 8锥销孔，并打 入定位销 （组合机床） 工序Ⅸ 钻 8Φ 13孔，锪平Φ 26，钻 4Φ 11孔，锪平Φ 24，去毛刺 （组合机床） 工序Ⅹ 拆开机盖与机体，清除机体结合面毛刺和切屑，重新装配打入锥销，拧紧螺栓 工序Ⅺ 粗、精铣轴孔端面 （组合机床） 粗、精镗轴孔 （组合机床） 工序Ⅻ 钻、铰轴孔端面 36Φ 8孔并攻丝，钻 2Φ 18吊耳孔 （组合机床） 工序ⅩⅢ 钻 6Φ 20地脚螺栓孔，锪平Φ 20，钻油塞、油尺孔并攻丝，油尺孔锪平Φ 25，钻 4Φ 6通气孔并攻丝 （组合机床） 工序ⅩⅣ 去毛刺，清晰，打标记 工序ⅩⅤ 检验 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 该减速器壳体材料为 HT200，硬度 HB为 160~220HBS，由于零件应用广泛、年产量比较大，已经达到大批生产的水平，所以采用金属模机器造型铸造毛坯。 （ 1）毛坯轮廓尺寸的确定 根据零件图可以知道零件的外轮廓尺寸为 540 250 320，表面粗糙度要求 Ra为 ，根据《实用机械加工工艺手册》表 310 及表 312，铸造工艺方法为金属型，材料为灰铸铁的公差等级 CT 按公差等级 79级，取 7级，加工余量等级取 F级。 上箱盖毛坯长： 540++= 下箱体毛坯长： 540++= 宽： 250++= 宽： 250++= 高： 135++= 高： 185+3+= 8 （ 2）零件主要加工平面的尺寸公差及加工余量确定 零件的技工余量分为加工总余量和工序余量。 毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量。 加工总余量的大小取决于加工过程中各个工步切除金属厚度的大小。 每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。 A 两箱结合面 根据参考文献 [13]表 310及表 313，铸造工艺方法为金属型，材料为灰铸铁的公差等级 CT按公差等级 79级，取 7级，结合面的公差数值加工余量等级取 F级。 查表 39，结合面尺寸公差数值 ,。 查表 312，结合面加工余量数值选择：上箱盖加工余量为 ，下箱体加工余量为。 对于上箱盖 粗铣结合面 z=2mm 精铣结合面 z= 对于下箱体 粗铣结合面 z=2mm 精铣结合面 z=1mm B 下箱体底面 根据 参考文献 [13]表 39与表 312，下箱体底面尺寸公差数值 ，加工余量为。 C轴孔端面 根据 参考文献 [13]表 39与表 312，轴孔端面的尺寸公差数值 ，单侧加工余量。 D 轴孔 根据 参考文献 [13]表 39与表 312，轴孔的尺寸公差数值 ，单侧加工余量。 粗铣轴孔端面 2z=4mm 精铣轴孔端面 2z=1mm。 E 粗镗轴孔 2z=3mm 精镗轴孔 2z=1mm。 8Φ 13连接孔 对于铸造件，小 于 40mm的孔是不铸造出来的。 并且这 8个连接孔的精度要求不高，因此可直接采用Φ 13mm的钻头钻出。 确定切削用量 本次毕业设计的任务是 8Φ 13 连接孔的钻削，加工直径为 d=13mm，孔深 L=54mm，通孔，精度为IT11~13，采用乳化液冷却。 零件材料为灰口铸铁，硬度 200HBS。 采用立式组合钻床，刀具选择高速钢锥柄麻花钻头，直径 D=13mm，根据 GB143885，刀刃长 101mm，全长 182mm。 根据 参考文献 [1]表 611查得： 高速钢钻头加工钢件的进给量 f在 ~ ，取 f=；切削速度 v在 16~24 之间，取 v=。 切削用量的选取 切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。 由于组合机床有大量刀具同时工作，为了使机床正常工作，不经常停车换刀，而达到较高的生产率。 所选择的切削用量比一般通用机床的切削用量要低一些。 根据现有组合机床使用情况，多轴加工的切削用量比通用机床单刀加工的切削用量低约 30%左右。 根据 参考文献 [1]表 620 可查得切削力、转矩及功率公式，从而求出切削力、转矩及功率。 （ 1）切削力 F（ N） HBDfF  （ ） 9 )(200)160220(31220)(31HBHB220~m i nm a xm a xNFHBHBH B SmmD ， （ ） （ 2）切削转矩 T（ N mm） mmNHBfDT   10 （ ） （ 3）切削功率 P（ kw） DTvP 9740 （ ） 又 m in/ m in/2410001000n rmmmD v   （ ） 取 min/600rn 则实际转速 m i n/ i n/6001000 mmmrDnv   （ ） kwkwPpkwkwDTvP 9 2 9 2 7 4 0 4 9 5 0 9 29 7 4 0 多轴箱 （ ） 10 3 组合机床设计 组合机床的设计步骤 总体方案设计 总体方案设计主要包括制定工艺方案、确定机床配置形式、制定影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。 总体方案设计的具体工作时编制“三图一卡”，即绘制加工零件工序图、加工示意图、机床尺寸联系图，编制生产效率计算卡。 技术设计 技术设计就是根据总体设计已经确定的“三图一卡”，设计机床各专用部件正式总图，如设计夹具、多轴箱等装配图以及根据运动部件有关参数和机床循环要求，设计液压和电器控制原理图。 组合机床总体设计 制定 工艺方案 零件的加工工艺方案将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。 所以，在制定工艺方案时，必须认真分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度，以及现场所采用的定位、加精方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场的环境和条件等。 如条件允许，还应广泛收集国内外有关技术资料，制定合理的工艺方案。 制定工艺方案时，还要考虑下列几点基本原则。 选择合适、可靠地工艺方法 根据被加工零件的材料，加工部位的尺寸、形状、结构特点、 加工精度、表面粗糙度以及生产率要求等等，结合机床的工艺范围及所能达到的加工精度，选择合适、可靠地工艺方法，以保证机床有稳定的加工质量和高的生产率。 粗、精加工要合理安排 一般情况下，在大批量生产或零件加工精度要求较高时，应将粗、精加工工序分开，以利于保证加工精度和保持精加工机床的工作精度；生产批量不大时，在能够保证加工质量的前提下，也可将粗、精加工集中在同一机床上进行，以利于减少机床台数，提高经济效益。 工序集中原则 为了提高机 床生产率，减少机床台数，要求计量贯彻工序集中原则。 但是，工序集中程度过高会使机床结构复杂，调整使用不便，可靠性下降，并有可能由于切削负荷过大而引起工件变形，降低加工精度，所以，应合理地考虑工序集中。 定位基准及夹紧点的选择原则 粗基准的选用要求：保证能迅速可靠地加工出精基准；保证各加工表面有足够的加工余量，并应尽量使主要加工表面加工余量均匀；保证各加工表面与不加工表面之间的相互位置精度。 同时须考虑定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单、操作方便。 因此，应选择毛坯上平整、光洁、尺寸较大、没有浇口、冒口的不加工表面或 加工余量小的表面做粗基准 11 箱体类和法兰类零件一般选择“一面两孔”为经定位基准；轴类零件一般选择 V形块定位，且在加工过程中应尽量使用统一的精基准。 同时应注意组合机床多刀、多面、多工位加工的特性。 选择定位基准和夹紧部位时，应使工件有较多的敞开面，以利于加工。 另外，还应注意组合机床加工时切削力大、工件受力方向经常改变的特点，结合工件、夹紧刚度的因素，慎重地选择夹紧点。 确定组合机床的配置形式 大型机床的配置形式可分为单工位和多工位两大类。 本次毕业设计的零件被加工孔中心线与定位基准平面垂直，且定位基准平面 水平，工件较长，一次钻完，多轴箱体积较大，因此采用多工位钻床。 为了减少加工时间，提高生产效率，使工序在一台机床上完成，我采用多轴头。 综上所述，决定设计机床为八轴头多工位同步钻床，而机床进给采用液压系统。 “三图一卡”的编制 编制“三图一卡”的工作包括：绘制被技工零件工序图、加工示意图、机床联系吃醋图，编制生产效率计算卡。 “三图一卡”是组合机床总体方案的具体体现。 （一）被加工零件工序图 1） 被加工零件工序图的作用与内容 被加工零件工序图是根据制定的工艺方案，表示所设计的组合机床上完成的工艺内容， 加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技术要求，加工用的定位基准、夹压底部以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前加工余量、毛坯或半成品情况的图样。 除了设计研制合同外，它是组合机床设计的具体依据，也是制造、使用、调整和检验机床精度的重要文件。 被加工零件工序图是在被加工零件图的基础上，突出本机床的加工内容，并作必要的说明而绘制的。 其主要内容包括： ①在图纸上应表示出被加工零件的形状和轮廓尺寸及与本机床设计有关的部位的结构形状及尺寸。 尤其是当需要设置中间导向套时，应表示出零件内部的肋，壁布置及有关结构的形状及尺寸 ，以便检查工件、夹具、刀具是否发生干涉。 ②在图上应表示出加工用定位基准，夹压部位及夹压方向，以便依次进行定位支承、限位、夹紧、导向装置的设计。 ③在图上应表示出加工表面的尺寸、精度、表面粗糙度、形状位置尺寸精度及技术要求。 ④图上还应注明被加工零件的名称、编号、硬度、材料、重量以及被加工部位的余量等。 2） 绘制被加工零件工序图的规定及注意事项 ① 为了使被加工零件工序图清晰明了，一定要突出该机床的加工内容。 绘制时，应按一定比例，选择足够视图及剖视，突出加工部位（用粗实线），并把零件轮廓及与机床、夹具设计有 关的部位（用细 实线）表示清楚。 凡本道工序保证的尺寸、角度等，均应在尺寸数值下方画粗实线标记，另外还要用专用符号表示出加工用定位基准夹压位置、方向以及辅助支承。 ②加工部位的位置尺寸应由定位基准注起。 为方便加工及检查，尺寸应 采用直角坐标系标注，而不用极坐标系标注。 但有时因所选定的定位基准与设计基准不重合，则。