机械电子工程专业毕业论文差速器壳体工艺规程及夹具CAD设计.doc

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1、机械电子工程专业毕业论文-差速器壳体工艺规程及夹具CAD设计 摘 要 机械加工工艺设计是一门融理论性、科学性、实用性和经济性为一体的设计,它涉及的知识面广,决定着零件的加工质量、生产成本、产品效益及单位的经济效果。因而,正确分析零件的功用,恰当合理地制定工艺规程;选定机床、刀具、量具;夹具设计;确定加工余量、切削用量、对提高产品质量、劳动生产率、减轻劳动强度等具有重要的意义。 汽车差速器是驱动轿的主要部件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时,允许两边半轴以不同的转速旋转,满足两边车轮以不同转速运动,减少轮胎与地面的摩擦。汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴,最后传送到驱动桥再左右分配给

2、半轴驱动车轮,在这条动力传送途径上,驱动桥是最后一个总成,它的主要部件是减速器和差速器。 本设计就是主要设计差速器壳体工艺规程的制定及夹具。首先是差速器壳体的工艺规程的制定。首先对零件的作用与原理加以了解,然后根据零件图,进行工艺分析,按照供需设计的各项规定,选择毛坯,制定一个技术要求和经济上比较合理的工艺路线。再查表确定加工余量,选择刀具及制定出一套完整的工序卡。第二部分是夹具设计,本夹具专为钻,铰十字轴孔这两道工序而设计,设计普通机床能使用的夹具,然后用CAD画出来。 关键词 差速器壳体;工艺规程;夹具;汽车Abstract Machining technology design is a

3、 design that includes theoretical, scientific, operating characteristic and economic. It involved wide knowledge, decided the working quality, manufacture cost, products benefit and economic effect of one product. Thus, correct analyse the function of the parts, appropriate compile technological pro

4、cedure, selected machine, tool, measuring implement, design clamp, define allowance, cutting quantity, have important meaning for improving products quality, labour productivity, reduce labour intensity etc. Reducer shell is one of more important parts in tractor .it can hold connect pass torque ,th

5、e use of the hole reducer is to circle it is suited to back and change turning direction .The content of design include two part: the first part is reducer shell technological process plan .We go on angling technology on depending on understanding the use of part and picture of partWe make a more ec

6、onomical technology process on the basis of obeying the laws of design process ,decide performance part by consulting form, select machine tool and so forth ,make a full pair of process card ,the second part is design of clamp ,the use of the clamp is to drill intersection holeKeywords design proces

7、s;clamp;shell;plan不要删除行尾的分节符,此行不会被打印目 录摘要Abstract. 第1章 绪论11.1 课题背景11.2 课题研究的意义11.3 国内外研究现状1第2章 机械加工工艺规程的制订32.1 制定机械加工工艺规程的步骤和内容32.1.1 零件的用途32.1.2 确定零件的生产类型52.1.3 确定毛坯的种类和制造方法62.1.4 绘制毛坯图72.1.5 用Pro/E给毛坯造型72.1.6 拟定工艺路线82.1.7 编制工艺文件182.2 加工余量和工序尺寸的确定182.2.1 加工余量的概念182.2.2 确定毛坯尺寸公差与加工余量202.2.3 确定工序间的加工

8、余量202.2.4 工序尺寸及其公差的确定212.3 切削用量和时间定额的确定242.3.1 切削用量的选择242.3.2 时间定额的确定25第3章 机床夹具设计323.1 机床夹具概述323.1.1 机床夹具的分类与组成323.1.2 机床夹具设计方法34 3.2 定位方案设计373.2.1 工件在夹具体中的定位373.2.2 定位误差的分析与计算38 3.3 对刀和导向装置设计383.3.1 对刀及导向装置设计383.3.2 导向元件设计39 3.4 夹紧装置设计403.4.1 确定夹紧力的基本原则403.4.2 夹紧力的作用点403.4.3 夹紧力的方向403.4.4 夹紧力的大小403

9、.4.5 常用典型夹紧机构41 3.5 夹具体的设计413.5.1 夹具体设计的基本要求413.5.2 铸造夹具体的技术要求42 3.6 专用机床夹具总装配图绘制423.6.1 技术条件423.6.2 夹具设计423.6.3 切削力及夹紧力的计算433.6.4 定位菱形销的设计453.6.5 定位误差的分析与计算463.6.6 钻套的选择47结论48致谢49参考文献50附录51千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行绪论课题背景 机械制造业是一个国家最基础的行业,也决定了一个国家制造业的

10、整体水平,是各国国民经济的重要支柱。随着电子信息技术的发展,机械制造业也在不断融入新科技,与计算机交叉结合,用计算机指导工业生产。机械制造工艺学是机械制造技术中的一门重要学科,它能实现产品设计,可以很好的实现产品的功能。 机械加工工艺设计是一门融理论性,科学性,经济性为一体的设计。它涉及知识面广,决定着零件的加工质量,生产成本,产品效益及生产单位的经济效果。因而,正确分析零件功用,恰当合理的编写加工工艺规程。选定机床,刀具,量具,设计夹具。确定加工余量,切削用量,对提高产品质量,劳动生产率,减轻劳动强度等具有重要的意义。 夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行

11、的,对不同形状尺寸的工件采用不同的加工方法。设计出满足需要的夹具也是工艺设计中重要的一环3。 本设计内容包括差速器壳体的工艺规程和夹具的CAD设计,毛坯的Pro/E造型,设计重点放在夹具设计上。本设计把只用于专用机床的夹具设计成普通机床使用的夹具,提高了夹具的普遍使用性,但增加了手工操作,增加了劳动强度。课题研究的意义 差速器就是一种将发动机输出扭矩一分为二的装置,允许转向时输出两种不同的转速。在现代轿车或货车,包括许多四轮驱动汽车上,都能找到差速器。这些四轮驱动车的每组车轮之间都需要差速器。同样,其两前轮和两后轮之间也需要一个差速器。这是因为汽车转弯时,前轮较之后轮,走过的距离是不相同的。

12、汽车在行驶过程中,左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的,如转弯时内侧车轮行程比外侧车轮短;左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等;左右两轮接触的路面条件不同,行驶阻力不等等。这样,如果驱动桥的左、右车轮刚性连接,则不论转弯行驶或直线行驶,均会引起车轮在路面上的滑移或滑转,一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗,另一方面会使转向沉重,通过性和操纵稳定性变坏。为此,在驱动桥的左、右车轮间都装有轮间差速器。在多桥驱动的汽车上还常装有轴间差速器,以提高通过性,同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等

13、。 另外,即使汽车作直线行驶,也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同,或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下,如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮,则会由于左右驱动车轮的转速虽相等而行程却又不同的这一运动学上的矛盾,引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。这不仅会使轮胎过早磨损、无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等,还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外,由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移,易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏

14、。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病,汽车左右驱动轮间都装有差速器,后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以不同速度旋转的特性,从而满足了汽车行驶运动学要求。同样情况也发生在多桥驱动中,前、后驱动桥之间,中、后驱动桥之间等会因车轮滚动半径不同而导致驱动桥间的功率循环,从而使传动系的载荷增大,损伤其零件,增加轮胎的磨损和燃料的消耗等,因此一些多桥驱动的汽车上也装了轴间差速器。而差速器壳体是差速器的重要组成部分,所以差速器壳体的加工也就显得比较重要。国内外研究现状 中国制造业现状就是“引进-落后-再引进-再落后”以中国汽车制造业为例 中国所能实现的开放为全世界任何一个国家

15、所不可及的,以至于人们在今天的中国经济版图上很难找到地道的民族汽车工业,而即便是我们花费了如此高额的代价,却同样没有引进国际市场有竞争力的“核心”技术,反而连自主创新的能力都丧失殆尽。 机械加工工艺规程的制订制定机械加工工艺规程的步骤和内容零件的用途 设计工艺规程时,首先应分析零件图及该零件所在的部件或总成的装配图,掌握该零件在部件或总成中的位置、功用以及部件或总成对该零件提出的技术要求,明确零件的主要工作表面,以便在拟定工艺规程时采取措施予以保证。 本设计所给定的零件是差速器壳体,它与半轴套管配套使用,为拖拉机的左右转向提供不同速度的可靠性。 133孔和48孔用于安装与拖拉机两驱动轮相联的齿

16、轮和半轴,两22用于安装两形星锥齿轮。整个差速器的功能是使左右驱动轮能以不同的速度旋转,以满足拖拉机转向的需要。 现广泛采用对称圆锥齿轮差速器,左右半轴齿轮的齿数及模数相同。它的运动特性是左右半轴的转速之和等于差速器壳转速的两倍。它的力学特性是将扭矩平均分配给左右两根半轴。 本零件是闭式差速器的重要组成部分之一,它位于差速器的左部与右壳相联,起着支承、连接和保护的作用。其它各部分功用如下: 1.50外圆支承在轴承上,使差速器壳体旋转,从而传递动力和运动。 2.139外圆与右半壳相配合,一起传递动力、运动、支承工件、保护内部结构。 3.200外圆连接中央传动大圆锥齿轮,使运动和动力传到差速器,而

17、后传到两个后轮,得到不同的转速。 4.中间十字轴孔4-22是支承在壳体上的轴孔,传递动力和运动,中间内部是轮系各齿轮运动的空间。 5.12-11用于连接中间大齿轮。2.1.1.1分析零件的技术要求 对零件的技术要求进行分析,应包括以下内容: 1)掌握零件的几何形状、材料、硬度及热处理情况,了解该零件的主要工艺特点,形成工艺规程设计的总体构思。 2)分析零件上有哪些表面需要加工,以及各加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求;明确哪些表面是主要加工表面,以便在选择主要表面加工方法及拟定工艺路线时重点考虑;对全部技术要求应进行归纳处理。 本零件经仔细审查,零件图视

18、图完整、正确、所有的标注均符合要求,以及尺寸,公差齐全,从零件图上可以看出,差速器左壳有三组加工表面,现将其分述如下: 1.小端加工表面 37内孔及其倒角345(自由公差) Ra12.5m 50m6()外圆表面 Ra1.6m 50m6外圆倒角145 Ra12.5m 小端面 Ra12.5m 2.大端加工表面 200外圆表面及其倒角145,345 Ra12.5m 139外圆表面(吴公差要求) Ra12.5m 133H8()内孔表面Ra1.6m 133H8内孔及球面倒角0.345Ra12.5m SR54()内球面 Ra1.6m 78内端面 Ra1.6m 48H9()内孔面Ra1.6m 48H9()之

19、倒角Ra1.6m 3.孔加工 12-11()Ra6.3m 8-10.3D11()Ra3.2m 4-22J7() Ra1.6m 这三组加工表面主要位置要求如下: 12-11的轴线必须位于直径为公差值0.1mm,并 一样以基准D(139外圆轴线)所确定的理想位置为轴线所的圆柱面内。 48的轴线必须位于公差值为0.05 mm,且与基准轴线B(50轴线)同轴的圆柱面内。 8-10.3的轴线必须位于直径为公差值0.1mm,且基准E(133内圆轴线)所确定的理想位置为轴线的圆柱面内。 SR54球面的轴线必须位于公差值为0.02,且与基准轴线B(50外圆轴线)同轴的圆柱面内。 200端面必须位于距离为公差值

20、0.04mm,且垂直于基准轴线B的两平行平面之间。 133的轴线必须位于直径为公差值0.025 mm,且与基准轴线B同轴的圆柱面内。 139的轴线必须位于直径为公差值0.025mm,且与基准轴线B同轴的圆柱面内。 78端面必须位于公差值0.02mm,且垂直于基准轴线B的两平行平面之间。 64端面必须位于距离为公差值0.03mm,且垂直于基准轴线B的两平行平面之间。 4-22孔相对于基准平面133端面的位置误差为0.05mm,此十字轴在差速器壳中是要求各项精度很高的一项。 由以上分析可知,对于这三组加工表面,我们可以先加工小端,后以小端为基准加工大端,也可以先加工大端,后以大端为基准加工小端,最

21、后钻孔,并保证它们的位置精度。2.1.1.2审查零件的工艺性 1)审查零件图样上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确、统一、完整。 2)审查零件的工艺结构性,是否有利于机械加工、装配、热处理及毛坯制造等方面。如发现有不合理之处应及时提出,并同有关人员商讨图样修改方案。 本零件图经审查不需要修改,完全符合要求。2.1.2 确定零件的生产类型 零件的生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地等)生产专业化程度的分类,它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型,不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。

22、生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领N可按下式计算: NQm(1+a%)(1+b%) 式中 N?零件的生产纲领(件年); Q-产品的年产量(台、辆年); m-每台(辆)产品中该零件的数量(件台、辆); a%-备品率,一般取2%4%; b%-废品率,一般取0.3%0.7%。 根据上式就可以求得零件的生产纲领,在经过查表,就能确定该零件的生常类型1。 求本零件的上述参数为: Q2000台年m1件台 由于磨损、修理、损坏等,因而要有悖品率,取a4%,废品率b1% 则 N20001+4%1+0.7%2080件年 由零件图

23、可知,该零件加工后的质量为4.3kg,小于100kg,查表可知,该差速器壳体为轻型零件。 综上所述,查表可知,N2080件年,在5005000之间,该差速器壳体的生产类型为中批生产。2.1.3 确定毛坯的种类和制造方法 由于零件机械加工的工序数量、材料消耗、加工劳动量等都在很大程度上与毛坯的选择有关,故正确的选择毛坯具有重大的技术经济意义2。2.1.3.1毛坯材料的选择 毛坯材料的确定一般应考虑零件在整个机器中的作用,零件的形状、大小、生产纲领以及工作环境,零件材料应具备主要机械性能指标。此外,还有材料的工艺性、经济性,也是该零件选择材料时要考虑的因素。 差速器壳起着支承、联接,传递扭矩的作用

24、,因而对强度、塑性、任性要求较高。故选择铸铁材料。考虑到铸铁材料的工艺性和经济性,因而选用目前广泛使用的球墨铸铁5-7。 球墨铸铁具有较高的强度,其抗拉强度也大大超过灰口铸铁,球墨铸铁具有良好的铸造性、减摩性、切削性和低的缺口敏感性,其生产工艺简便,成本低廉,可选用QT42?10。 QT42?10具有较高的韧性、塑性,在低温下有较低的韧-脆转化,其主要性能如下: 最低抗拉强度:b412Mpa. 最低屈服强度:s265Mpa. 最低延伸率:10%. 布氏硬度 :k294KJm2 技术条件 :GB1348?78 由于差速器壳承受扭转力矩,为提高强度和耐磨性,铸件成型后,还需进行正火处理。2.1.3

25、.2铸造方法的选择 合理的选择铸造方法主要考虑如下因素: 1.零件的使用性能:零件所承受的载荷情况及其所处的工作环境对铸件尺寸精度和表面粗糙度的要求。 2.零件的铸造工艺性能:零件所采用的合金材料的铸造工艺性能和零件机构的铸造工艺性能。 3.经济的合理性:各种铸造方法生产费用的比较和成品零件生产总费用的综合比较。 本零件材料选用QT42?10,QT42?10具有良好的铸造性能。零件生产类型为中批生产,而且起支承、连接、传递扭矩的作用,属壳体类中型零件。故选用砂型铸造或金属型铸造,再从经济性方面应选择工艺简单、成本低廉的木模砂型机器造型,一次成型,提高生产率。2.1.3.3对加工表面的要求 1.

26、 每个加工表面,总数不得超过5个单独孔眼,这些孔直径不大于3mm,深度不大于2mm,相距不小于30mm。 2. 蜂窝状的铸造孔眼所占面积不大于每个加工表面的1%。2.1.4绘制毛坯图 如图2-1 所示8图2-1 毛坯图2.1.5用Pro/E给毛坯造型如图2-2所示图2-2 毛坯图Pro/E截图2.1.6 拟定工艺路线 工艺路线的拟定包括; 定位基准的选择;各表面加工方法的确定;加工阶段的划分;工序集中程度的确定;工序顺序的确定。2.1.6.1选择定位基准 拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。为使所选的定位基准保证整个机械加工工艺过程顺利及进行,通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面,然后考虑

27、如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。 1.精基准的选择原则 选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差,保证加工精度,并使夹具机构简单,工件装夹方便。因此,选择精基准一般应遵循下列原则: (1)基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准,也就是说应尽量使定位基准与设计基准重合。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。 (2)基准统一原则 若工件以某一组表面作为精基准定位,可以比较方便地加工大多数其它表面,则应尽早地把这一组基准表面加工出来,并达到一定的精度,在后继工序均以其作为精基准加工其它表面。这称之为基准统一原则。采用基准统一原则可以基准转换所产生的误差;可以减少夹

28、具数量和简化夹具设计;可以减少装夹次数,便于工序集中,简化工艺过程,提高生产率。 (3)互为基准原则 对于某些位置精度要求很高的表面,常采用互为基准反复加工的方法来保证其位置精度,这就是互为基准原则。 (4)自为基准原则 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准,这就是自为基准原则。 (5)便于装夹原则 应选定位可靠、装夹方便的表面作基准,所选的精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。 根据以上原则,在工件加工中,车削加工选择139外圆面、50m6外圆面及133H8作为精基准。 2. 粗基准选择原则 选择粗基准主要是选择第一道机械加

29、工工序的定位基准,以便为后继工序提供精基准。粗基准的选择原则对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工表面(作为粗基准的非加工表面)的位置关系具有重要影响。因此,在选择粗基准时,一般应遵循下列原则; 1 保证相互位置关系原则 对于同时具有加工表面与不加工表面的工件,为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选择不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面,则应以其中与加工表面位置要求较高的表面作粗基准。 2保证加工表面加工余量合理分配的原则 如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时,应选择该表面的毛坯面作为粗基准。 3 便于工件装夹原则 选择粗基准应使定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单、

30、操作方便。为此要求选用的粗基准尽可能平整、光洁,且有足够大的尺寸,不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。 4 粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则 因为粗基准本身是毛坯面,精度和表面粗糙度均较差,若两次装夹中重复使用同一粗基准,就会造成相当大的定位误差。 根据以上原则,对于差速器左壳,我们可以选择200、139外圆面作为粗基准。2.1.6.2表面加工方法的选择 工件上的加工表面往往需要经过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求,加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求,先选择能够保证该要求的最终加工方法,然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。可提出几个方案进行比较,

31、再结合其它条件选择其中一个比较合理的方案。 1. 选择表面加工方法时应考虑的因素 (1) 所选择的加工方法能否达到加工表面的技术要求。 (2)零件材料的性质和热处理要求 例如,淬火钢的精加工要用磨削,因为一般淬火表面只能采用磨削。有色金属的精加工因材料过软容易堵塞砂轮而不易采用磨削,需要用高速精细车和精细镗等高速切削的方法。 (3) 零件的生产类型 选择加工方法必须考虑生产率和经济性。大批大量生产选用生产率高和质量稳定的方法。例如,加工孔、内键槽、内花键等可以采用拉削的方法;单件小批量生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。 (4) 本厂现有设备状况和技术条件 技术人员必须熟悉本车间(或者本厂

32、)现有加工设备的种类、数量、加工范围和精度水平以及工人的技术水平,以充分利用现有资源,并不断对原有设备和工艺装备进行技术改造,挖掘企业潜力,创造经济效益。 由以上可知,查表壳得各表面加工方法如下: 50m6 Ra1.6m 加工方法: 粗车-半精车-精车 37内孔面(自由公差) Ra12.5m 加工方法: 粗车-精车 小端面(自由公差) 加工方法:粗车-半精车 200外圆面(自由公差) Ra12.5m 加工方法: 粗车-半精车 139js60.012外圆面 Ra1.6m 加工方法: 粗车-精车 138外圆面(自由公差) Ra12.5m 加工方法: 粗车-半精车 133H8内孔面Ra1.6m 加工

33、方法: 粗车-精车 133H8端面 Ra1.6m 加工方法: 粗车-精车 SR54()球面Ra1.6m 加工方法: 粗车-精车 SR56球面(自由公差) 加工方法:粗车-半精车 78内端面(自由公差) 加工方法: 粗车-精车 48H9内孔面 Ra1.6m 加工方法: 粗车-精车 8?10.3D11 Ra3.2m 加工方法: 钻孔-攻丝 12?11() Ra6.3m 加工方法: 钻-扩-铰 4?22J7 加工方法: 钻-扩-铰 热处理:正火要求一般放在机械加工之前。2.1.6.3加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时,一般工艺路线较长,工序较多,通常在安排工艺路线时,将其分为几个

34、阶段。根据精度要求的不同,加工阶段可以划分如下: 1.粗加工阶段 此阶段的主要任务是高效的切除各加工表面上的大部分余量,并加工出精基准。 2.半精加工阶段 使主要表面消除粗加工后留下的误差,使其达到一定的精度;为精加工做好准备,并完成一些精度要求不高的表面加工(如钻孔、攻螺纹、铣键槽等)。 3.精加工阶段 主要是保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度达到或基本达到土洋商所规定的要求。精加工切除的余量很小。 4.精整和光整加工阶段 对于加工质量要求很高的表面,再工艺过程中需要安排一些高经典的加工方法(如粳米磨削、珩磨、研磨、金刚石切削等),以进一步提高表面尺寸、形状精度,减小表面粗糙度,最后

35、达到图样的精度要求。 应当指出:加工阶段的划分不是绝对的,在应用时要灵活掌握。例如,大批大量生产要划分得细些,单件、小批生产就不一定严格划分。在自动化生产中,要求工件在一次安装下尽可能加工多个表面,阶段就难免交叉;有些刚性好的重型工件,由于装夹和运输很费时,也常在一次装夹下完成全部粗精加工;定位基准表面即使在粗加工阶段加工,也应达到较高精度。精度要求低的小孔,为避免过多的尺寸换算,通常放在半精加工或精加工阶段钻削。而本工件可分为如下几个加工阶段: (1) 粗加工阶段:主要是粗车小端50外圆、37内孔、大端200外圆及端面,139外圆及端面,以及48内孔,SR54球面等大部分加工余量,为半精加工

36、提供定位基准,提高生产率。 (2) 半精加工阶段:这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备(达到一定的精度和表面粗糙度,保证一定的精加工余量),并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻丝、铣键槽等)一般在热处理前进行。 (3) 精加工阶段:对于零件上精度和表面粗糙度要求高(精度在IT7级以上,表面粗糙度在Ra0.8以下)的表面,还要安排精加工阶段。这个阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度,达到图纸上的要求。2.1.6.4工序集中与分散 1. 工序集中与工序分散的概念 工序集中与工序分散是拟定工艺路线时,确定工序数目(或工序内容的多少)的两种不同的原则。工序数少恶而各工序的加工

37、内容多,成为工序集中。工序数多而各工序的加工内容少,称之为工序分散。 2.工序集中与工序分散的特点 工序集中的特点是:有利于采用高生产率机床;减少工件装夹次数,节省装夹工作时间;有利于保证各加工面的相互位置度;减少工序数目,缩短了工艺路线,也简化了生产计划和组织工作;专用设备和工艺装备复杂,生产准备周期长,更换产品较困难。 工序分散的特点:可使每个工序使用的设备和夹具比较简单,调整比较容易;工艺路线长,设备和工人数量多,生产占地面积较大;有利于选择合理的切削用量。 3.工序集中和工序分散的选用 工序集中和工序工序分散各有特点,究竟按何种原则确定工序数目,要根据生产类型、机场设备、零件结构和技术

38、要求等进行综合分析后选用。 (1)生产类型 单件小批生产中,为简化生产流程,缩短在制品生产周期,减少工艺装备,应采用工序集中原则。大批大量生产中,若使用多刀多轴的自动机床加工中心可按工序集中组织生产;若使用由专用机床和专用工艺装备组成的生产线,则应按工序分散的原则组织生产,这有利于专用设备和专用工装的结构简化和按节拍组织流水线生产。成批生产时,两种原则均可采用,具体采用何种为佳,则需视其它条件(零件的技术要求、工厂的生产条件等)而定。 (2)零件的结构、大小和质量 对于尺寸和质量较大、形状又很复杂的零件,应采用工序集中的原则,以减少安装与运送次数。对于刚性差且精度高的精密工件,为减少夹紧和加工

39、中的变形,则工序应适当分散。 (3)零件的技术要求及现场条件 零件上有技术要求高的表面,需采用高精度的设备来保证质量时,可采用工序分散的原则。对采用数控加工的零件,应考虑如何减少装夹次数,尽量在一次装夹下加工出全部待加工表面,应采用工序集中的原则。 由于生产需求的多变性,对生产过程的柔性要求越来越高,工序集中将越来越成为生产的主流方式。2.1.6.5工序顺序的安排 在安排工序顺序时,不仅要考虑机械加工工序,还应考虑热处理工序和辅助工序。 1.机械加工工序的安排 在安排机械加工工序时,应根据加工阶段的划分、基准的选择和被加工表面的主次来决定,一般应遵循以下几个原则: (1)先基准后其它 即首先应

40、加工用作精基准的表面,再以加工出的精基准为定位基准加工其它表面。如果定位基准不止一个,则应安装基准面转换的的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基准面和主要表面的加工,以便为后继工序提供适合定位的基准。 (2)先粗后精 各表面的加工顺序,按加工阶段,从粗到精进排。 (3)先主后次 先加工主要表面,后加工次要表面。 (4)先面后孔 先加工平面,后加工孔。因为平面定位比较稳定、可靠,所以像箱体、支架、连杆等平面轮廓尺寸较大的零件,常先加工平面,然后加工该平面上的孔,以保证加工质量。 2.热处理工序及表面处理工序的安排 机械零件中常用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、渗氮等。热处理工序在工艺过程中

41、的安排是否恰当,是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置,应根据材料和热处理的目的而定。 1)为改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力而安排的热处理工序,例如退火、正火、调质和时效处理等,通常安排在粗加工之前进行。 2)为消除切削加工过程中工件的内应力而安排的热处理工序,例如人工时效、退火等,最好安排在粗加工之后进行。对于机床床身、立柱等较为复杂的铸件,在粗加工之前都要进行时效处理。对于一些刚性差的精密零件(如精密丝杠),在粗加工、半精加工和精加工过程中要多次安排人工时效。 3 为改善供件力学性能而采用的热处理工序,例如淬火、渗碳淬火等,通常安排在半精加

42、工和精加工之间进行。淬火和渗碳淬火后,工件表面获得了较高的硬度和耐磨性,心部仍保持一定的强度和较高的日韧性与塑性。但淬火和渗碳淬火后工件有较大的变形产生。所以淬硬处理后需要安排精加工工序,以修正淬硬处理产生的变形。在淬火处理之前,应将键槽、钻孔、攻螺纹、去毛刺等次要表面的加工进行完毕,以防工件淬硬后无法加工。当个工件需要作渗碳淬火处理时,由于渗碳处理工序会使工件产生较大的变形,因此常将渗碳工序放在次要表面加工之前进行,待次要表面加工完之后再作淬火处理,这样可以减少次要表面与淬硬表面之间的位置误差。 4)为提高工件表面的耐磨性、耐时效而采用的镀?、镀锌、发兰等热处理工序,通常都安排在工艺过程的最

43、后阶段进行。 3.辅助工序的安排 辅助工序是指不直接加工,也不改变公件的尺寸和性能的工序,它对保证加工质量起着重要的作用,在工艺路线中也占有相当的比例。 (1)检验工序 为保证零件制造质量,防止生产废品需在下列场合安排检验工序:1)粗加工全部结束之后;2)零件从一个车间送往另一个车间的前后;3)工时较长和重要工序的前后;4)全部加工完成后,即工艺过程最后;5除了安排几何尺寸检验(包括形、位误差的检验)工序这之外,有的零件还要安排特殊检验。例如,用于检验工件内部质量的超声波检验、X射线检查,一般都安排在机械加工开始阶段进行。用于检验工件表面质量的磁力探伤、荧光检验,一般都安排在精加工阶段进行。

44、(2)去毛刺及清洗 零件表层或内腔的毛刺对机械装配质量影响甚大,切削加工之后,应安排去毛刺工序。零件进入装配之前,一般都安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔容易存留切霄,研磨、珩磨等光整加工之后,微小磨粒易附着在工件表面上,也要注意清洗,否则会加剧零件在使用中的磨损。 (3)特殊需要的工序 在用磁力夹紧工件的工序之后,例如,在平面磨床上用电磁吸盘夹紧工件,要安排去磁工序,不让带有剩磁的工件进入装配线。平衡、剩漏等工序应安排在精加工之后进行。其他特殊要求,应根据设计图样上的规定,安排在相应的位置。 拟定工艺路线时,应多考虑几种方案进行比较。2.1.6.6两种工艺路线的对比与分析 现制定出两套可行的工

45、艺路线,以供比较和选择。 方案a:以50m6的毛坯面为粗基准先加工大端,后以139毛坯粗加工后的外圆面为精基准车小端。工序:粗车大端 (1)粗车大端端面控制尺寸为12 (2)粗车139外圆(未到尺寸) 工序尺寸为140.2() (3)粗车球面SR54工序尺寸为SR53.4 (4)粗车78内端面 控制尺寸为39.6() (5)粗车48内孔(未到尺寸)工序尺寸为47()工序:粗车小端 (1) 粗车50外圆(未到尺寸) 工序尺寸为52.4() (2) 粗车200外圆(未到尺寸)工序尺寸为202工序:半精车小端 (1)半精车小端端面 控制尺寸为94 (2)半精车小端外圆50m6(未到尺寸)工序尺寸50.1() (3)半精车内孔37 (4)车倒角145,345工序:精车大端 (1)精车大圆端面控制尺寸1 (2)精车大端133H8 控制尺寸2.6() (3)精车止口1