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1、太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业生姓名：专业：机械设计制造及其自动化学号：指导教师：所属系（部）：机电系二九年五月太原理工大学阳泉学院毕业设计评阅书题目： 加工主轴箱体的组合机床总体设计及夹具设计 机电系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名李江峰 设计时间：2009年 3 月 17 日2009 年 6 月 1 日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：2009年月日太原理工大学阳泉学院毕业设计答辩记录卡机电 系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制
2、，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名） 2009年月日摘 要本次毕业设计以XK715C/1060的主轴箱为主要加工对象，主要任务有两项：第一项是加工主轴箱体的组合机床总体设计；第二项是机体零件的工装夹具的设计。在加工主轴箱体的组合机床总体设计中有步骤的进行总体设计，工艺方案的拟订，切削用量的确定，三图的设计。在工装夹具部分的设计中，首先是定位基准的选择，根据各自工序的不同特点来进行定位基准的选择，其次进行切削力及夹紧力的计算，最后进行误差分析。关键词：组合机床，主轴箱，切削，工装夹具AbstractThe graduation design reducer Cover
3、design for the main target, with two major tasks : the first part is the design of modular machine tool，the second part is the fixture design.In the first part, we can do the whole design by steps, decide process scheme and cutting parameter, and design the three picture.In the second part, the firs
4、t base position is the choice According to their respective processes to the different characteristics of the benchmark location choice, followed by the cutting force and the conduct of the clamping force, Finally error analysis.Key word: Aggregate machine-tool, headstock, cutting，Fixture目 录摘 要iAbst
5、ractii绪 论1第一章 概 述2第一节 组合机床及其特点2第二节 组合机床的类型3一、具有固定夹具的单工位组合机床3二、具有移动夹具的多工位组合机床3三、转塔式组合机床4第三节 组合机床工艺范围及加工精度5第四节 采用组合机床的经济分析5第五节 组合机床的发展趋势6一、提高通用部件的水平6二、发展适应中、小批生产的组合机床6四、发展自动监测技术6五、扩大工艺范围7第二章 组合机床通用部件及其选用7第一节 通用部件的类型7一、通用部件的分类7二、通用部件的型号、规格及配套关系8第二节 常用通用部件8第三节 通用部件的选用9第三章 组合机床总体设计10第一节 工艺方案的拟定10一、制定工艺方案
6、10二、确定组合机床的工艺方案11三、工艺规程设计13第二节 组合机床配置形式及结构方案的确定21一、 影响组合机床配置形式及结构方案的因素21二、 组合机床方案分析比较的主要指标22三、 切削用量的确定22第三节 组合机床总体设计“三图”23一、 被加工零件加工工序图24二、 加工示意图24三、机床联系尺寸图29第四章夹具设计35第一节 夹具设计概述35一、组合机床夹具的定义和作用35二、组合机床夹具的特点35三、夹具的基本结构和工作原理36第二节 问题的提出37第三节 夹具设计37一、 定位基准的选择37二、 引导方式及导向支架38三、 定位元件定位销尺寸及有关参数的确定39四、定位误差分
7、析与计算39五、夹紧力和剪切力的计算40结束语42参考文献43外文资料44中文翻译：48致 谢56 绪 论毕业设计是按照教学计划的规定，必须进行的一个重要的综合性教学环节，使学生所学的知识在实践中得到具体应用。通过这次设计，能使学生全面了解和掌握一些机械设备方面的知识，便于使自己形成一套设计的思维模式，而且使所学的知识系统化地由理论转向实践，以培养学生对知识的综合运用能力，为毕业后走上工作岗位打下一个良好的基础。同时通过认真的设计，可以提高学生分析和解决问题的能力，以便更好的适应社会。本设计的主要内容有：组合机床的概述、组合机床通用部件及其选用、组合机床总体设计、组合机床主轴箱设计、组合机床技
8、术设计五个部分。本设计以提高生产率和保证加工精度为目的，以较充足的专业课知识为基础，结合毕业设计任务书，在收集和参考大量资料的前提下独立完成。设计基本上做到：图纸绘制基本符合国家标准，做到布局合理，图纸也基本能够正确、完整、清晰的表达出零件的形状及尺寸。计算说明书的条理较清晰，语言通顺流畅，图表和公式的编辑也基本符合毕业论文撰写规范。在设计过程中，尽量采用通用部件，为组合机床的生产提供便利条件。其中主轴箱的设计是重点，也是难点。主轴箱设计应充分考虑被加工零件的形状及加工要求，合理布置传动及齿轮的位置。尤其在齿轮设计上，更要反复验算转速，努力作出最合理的设计方案。在这次设计中，韩老师给予了我们很
9、大的帮助。在她的指导下，一个又一个的难题被攻克，我们的设计水平有了很大的提高。由于本人的水平十分有限，缺少实践经验，设计中难免有错误和不当之处，恳请各位老师批评指正。第一章 概 述在大批量生产中为了提高生产率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位安装多个工件的同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床。组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，生产率比通用机床高几倍至几十倍，可以进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床的发展，其工艺范围日益扩大
10、，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。1911年，美国为加工汽车零部件研制了组合机床。在发展初期，各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为方便用户使用和维修，提高互换性，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸。1973年ISO公布了第一批组合机床通用部件标准，它包括了汽车、农业、纺机和仪表工业。1978年、1983年又第二次作了增补。目前，我国组合机床的通用部件约占70%90%。组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门缝纫机等制造业。主要加工箱体零件，如汽缸体、变速
11、箱体、汽缸盖、阀体等，一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，但也采用组合机床来保证其加工质量。目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化的柔性方向发展。第一节 组合机床及其特点组合机床使用系列化、标准化的通用部件和少量的专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高校专用机床，其生产率比通用机床高几倍至几十倍，可进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削等切削加工。组合机床的通用部件和标准件约占70-80%,这些部件是系列化的,可以进行成批生产.其余20-30%的专用部件是由被加工零件的形状,轮廓尺寸,工艺和工序来决定,如夹具,主轴箱,刀具和工具等.在批量生产中为了提高生产率，必
12、须要缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位装夹多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床。一般的组合机床主要有六部分通用部件及两部分专用部件组成。以复合立式三面钻孔组合机床，它由侧底座、力主底座、力主、动力箱、滑台及中间底座等通用部件及多轴箱、夹具等专用部件组成。组合机床的专用部件往往也是由大量的通用零件和标准件组成。第二节 组合机床的类型根据所选的通用部件的规格大小以及结构和配制形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。习惯上滑台台面宽度B250mm的称为大型组合机床， B250mm的称为小型组合机床。根据大型组合
13、机床的配制形式，可以将其分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。一、具有固定夹具的单工位组合机床单工位组合机床特别适用于加工大中型箱体类零件。在整个加工循环中，夹具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类机床加工精度高，但生产率低。按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复合式四种类型。（一）卧式组合机床 卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给，按加工要求的不同，可配置成单面、双面或多面的形式。（二）立式组合机床 立式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿垂直
14、方向进给，一般只有单面配置形式。（三）倾斜式组合机床 倾斜式组合机床的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给，可配置成单面、双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。（四）复合式组合机床 复合式组合机床是上述两种或三种形式的组合。二、具有移动夹具的多工位组合机床多工位组合机床的夹具和工件可按预订的工作循环，作间歇性的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同工序的加工。这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。按照夹具和工件的输送方式不同，可分为移动式工作台式、回转工作台式、中央立柱式和鼓轮式四种类型。（一）移动工作台组合机床 移动工作台组合机床是先后
15、在两个工位上从两面对工件进行加工，夹具和工件可随工作台直线移动从而实现工位的变换。（二）回转工作台组合机床 回转工作台组合机床在每一个工位上可以同时加工一个或几个工件，其上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。由于这种机床适宜对中小型工件进行多面、多工序加工，具有专门的装卸工位，使装卸工件的辅助时间和机动时间重合，所以能够获得较高的生产率。（三）中央立柱式组合机床 中央立柱式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。在环形回转工作台周围以及中央立柱上均可布置动力部件，在各个工位上对工件进行多工序加工。（四）鼓
16、轮式组合机床 鼓轮式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。在鼓轮的两端布置动力部件，从两面对工件进行加工。三、转塔式组合机床转塔式组合机床的特点是：几个多轴箱安装在转塔式工作台上，各个多轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。按多轴箱是否做进给运动，可将这类机床分为：（一）只实现主运动的转塔式多轴箱组合机床 多轴箱安装在回转工作台上，主轴由电动机通过多轴箱内的传动装置带动作旋转运动；工件安装在滑台的回转工作台上（如果不需工件转位时，可直接安装在滑台上），由滑台带动作进给运动。（二）既实现主运动又可随滑台作进给运动的转塔式多轴箱组合机床 这类机床的工
17、件固定不动（也可以做周期转位），转塔式多轴箱安装在滑台上并随滑台作进给运动。转塔式组合机床可以完成一个工件的多工序加工，因而可以减少机床台数和占地面积，适宜于中小批量生产。第三节 组合机床工艺范围及加工精度目前，组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面；孔加工包括钻、阔、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、磨削、珩磨及抛光、冲压等工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和建材、清洗和零件分类及打印等非切削工作。组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工、缝
18、纫机和自行车等工业领域的大批、大量生产中已获得广泛应用，一些中小批量生产的企业，如机床、机车、工程机械扽制造业中也亦推广应用。组合机床最适宜加工各种大中型箱体类零件，如气缸盖、气缸体、变速箱体、电机座及仪表壳等零件，也可以用来完成轴套类、轮盘类、叉架类和盖板类零件的部分或全部工序的加工。第四节 采用组合机床的经济分析 组合机床是一种高效率专用机床，有特定的使用条件，不是在任何情况下都能收到良好的经济效益。在确定设计组合机床前，应该进行具体的技术经济分析。 根据设计任务，要在变速箱箱体上双面钻孔，孔的种类较多，总数也较多。若采用普通机床加工需反复进行，加工耗时较多，且不容易保证孔与孔间的位置精度
19、。根据零件的形状及加工要求选取采用卧式双面组合钻床，同时进行双面多孔加工。这样可以保证孔与孔之间的位置精度，且加工所需的时间大大缩短。除此之外采用组合机床对工人的要求很低，节约了劳动成本。 综上所述，对于在变速箱箱体上双面钻孔采用组合机床，可以取得良好的经济性。第五节 组合机床的发展趋势一、提高通用部件的水平衡量通用部件技术水平的主要标准是：品种规格齐全，动、静态性能参数先进，工艺性好，精度高和精度保持性好。机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞争力。动力部件采用镶钢导轨（英度可达HEC5
20、860）、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承、迟形皮带等较新的结构。支承部件采用焊接结构等。由于提高了部件的精度和动、静态性能，因而使被加工的工件精度明显提高，表面粗糙度减小。二、发展适应中、小批生产的组合机床在机械制造工业中，中小批量生产约占80%。在某些中批量生产的企业中，如机床、阀门行业中、其关键工序采用组合机床。其中机床厂用组合机床加工主轴变速箱孔系，产品质量稳定，生产效率高，技术经济效果显著。发展具有可调、快调、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。转塔主轴箱式组合机床，可换主轴箱式组合机床以及自动换刀式数控组合机床可用于中、小批生产，但这类机床结构复杂，成本较高。带转塔式主轴箱
21、的组合机床，由于转塔不能制造的太大，安装的主轴箱数量有限，因此只适应工序不多，形状不太复杂的零件加工。三、采用新刀具近年来出现了多种新刀具，如具有镀层的硬质合金刀片、立方氮化鹏刀具、金刚石刀具、各种可转位的密赤铣刀，喷吸钻头，镶有可转位刀片的“短钻头”等。一般情况下，采用先进刀具的工时为原工时的。由于提高了刀具的耐用度，大大缩短了多刀组合机床停机换刀时间，提高了组合机床的经济效益。四、发展自动监测技术组合机床的自动检测通常作为一个工位出现。自动检测包括对毛坯尺寸和工件硬度的检查、钻孔深度、刀具折断、精加工尺寸和几何形状的检查等。检查方法分为主动检查与被动检查。主动检查是将不合格的工件剔出，使之
22、不往下个工位输送。被动检查则是发现不合格的工件时发现停机信号。目前主动检查应用的日趋广泛。由于电子元件迅速发展，集成控制器、微机处理的应用，使自动检测技术更加可靠。自动检测工位要进行数据处理，统计计算以及打印出有关数据或作为数字显示。自动监测技术的发展可以把被加工零件的实际尺寸控制在比规定公差更小的范围之内。还可以把加工后的工件按公差进行分组，以便按分组的公差带装配。实际表明，采用分组装配法提高产品的精度要比用单纯提高设备精度更为经济。五、扩大工艺范围 组合机床出完成切削加工等工序外，还在逐步设计制造用于焊接、热处理、自动装配、自动打印、性能试验以及清洗和包装等用途的组合机床。第二章 组合机床
23、通用部件及其选用通用部件是组合机床的基础。部件通用化程度的高低标志着组合机床的技术水平。在组合机床设计中，选择通用部件是重要内容之一。第一节 通用部件的类型一、通用部件的分类按通用部件在组合机床上的作用，可分为下列几类：1.动力部件 动力部件是组合机床的主要部件，它为刀具提供主运动和进给运动。动力部件包括动力滑台及其相配套的动力箱和各种单轴头，如铣削头、钻削头、镗孔车端面头等，其它部件均以选定的动力部件为依据来配套选用。2.支撑部件 支撑部件是组合机床的基础部件，它包括侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等，用于支撑和安装各种部件。组合机床各种部件之间的相对位置精度、机床的刚度要求主要由支撑部件保
24、证。3.输送部分 输送部件用于带动夹具和工件的移动和转动，以实现工位的变换，因此，要求较高的定位精度。输送部件主要有移动工作台和回转工作台。4.控制部件 控制部件用于控制组合机床按预定的加工程序进行循环工作，它包括可编程控制器（PLC）、各种液压元件、操纵板、控制挡铁和按钮台等。5.辅助部件 辅助部件包括用于实现自动夹紧工件的液压或气动装置、机械扳手、冷却和润滑装置、排销装置以及上下料的机械手等。二、通用部件的型号、规格及配套关系按通用部件标准，动力滑台的主参数为其工作台面宽度，其它通用部件的主参数取与其配套的滑台主参数来表示。例如，1HY32M1B表示台面宽度为320mm，经过一次重大改进，
25、采用镶钢导轨的精密液压滑台；TX40A表示于台面宽度为400mm的滑台配套，主轴径向轴承采用短圆柱滚子轴承，用于精加工的铣削头。等效采用国际标准设计的“1字头”通用部件，按精度分为：普通级、精密级和高精度级三种精度等级。“1字头”滑台采用双矩形闭式导轨，纵向用双矩形的外侧导向，斜镶条调整导轨间隙；压板与支承导轨组成辅助导轨副，防止倾覆力矩过大导致滑鞍（动导轨）与滑座（支承导轨）分离。这种导轨制造工艺简单，导向精度高，刚度好。滑座导轨材料有两种，分别在型号后面加A、B以区别，A表示滑座导轨材料为HT300，高频淬火，淬火硬度为4248HRC；B表示滑座为镶钢导轨，淬火硬度为48HRC以上。数控机
26、械滑台是1HJ系列机械滑台的派生产品，采用了大连组合机床研究所研制的ZHS-ACO4D交流伺服系统，能自动变换进给速度和工作循环，在较大的范围内实现自动调速、位置控制、程序控制。适合多种小批量柔性生产。带光电编码器的交流伺服电动机采用SPWM控制技术，7502400r/min为恒功率调速；运动通过一级定比齿轮减速驱动滚珠丝杠，驱动滑鞍移动，开环系统伺服电动机的转角误差为0.072，由光栅尺组成的全闭环系统，滑鞍位置精度可达2m。第二节 常用通用部件1.动力滑台 动力滑台是有滑座、滑鞍和驱动装置等组成、实现直线进给运动的动力部件。 根据驱动和控制方式不同，滑台可分为液压滑台、机械滑台和数控滑台三
27、种类型。2.主轴部件 主轴部件又称单轴头或工艺切削头，其端部安装刀具，尾部连接传动装置即可进行切削。如进行铣削、镗削、钻削及攻螺纹等单轴加工工序。每种主轴部件均采用刚性主轴结构。在加工时，刀杆（或刀具）一般不需要导向装置，加工精度主要由主轴部件本身以及滑台的精度保证。3.主运动驱动装置 主运动驱动装置主要有两大类：一类是与通用主轴部件配套使用的主运动传动装置；另一类是与主轴箱（专用部件）相配的动力箱。4.工作台 工作台是多工位组合机床的输送部件，它用来将被加工工件转换到另一个工位。工作台按运动方式的不同可分为分度回转工作台和多工位移动工作台；按传动方式的不同可分为机械传动、液压传动及气压传动等
28、多种型式。5.支承部件 组合机床的支承部件往往是通用和专用两部分的组合。有中间底座、侧底座和立柱及立柱侧底座三种。6.自动线通用部件 组合机床自动线是由组合机床及工件输送装置、转位装置、排屑装置等辅助设备和检测装置、电气、液压控制设备等组成。第三节 通用部件的选用1.通用部件选用的方法和原则 选用的基本方法是：根据所需的功率、进给力、进给速度等要求，选择动力部件及其配套部件。选用原则如下：1）切削功率应满足加工所需的计算功率。2）进给部件应满足加工所需的最大计算进给力、进给速度和工作行程及工作循环的要求，同时还需考虑装刀、调刀的方便性。 3）动力箱与多轴箱尺寸应相适应和匹配。4）应满足加工精度
29、的要求。5）尽量按通用部件的匹配关系选用有关通用部件。2.通用部件的选用1）动力部件品种的确定。2）动力部件规格的确定。对于支承部件如侧底座、立柱等通用部件，可选与动力滑台规格相配套的相应规格。第三章 组合机床总体设计组合机床总体设计，通常是根据与用户签订的合同和协议书，针对具体加工零件，拟定工艺和结构方案，并进行方案图样和有关技术文件的设计。组合机床是针对被加工零件的特点及工艺要求，按高度集中工序的原则设计的一种高效率的专用机床。设计组合机床前，首先应根据组合机床完成工艺的一些现状及组合机床各种工艺方案能达到的加工精度、表面粗糙度及技术要求，解决零件是否可以利用组合机床加工以及采用组合机床价
30、格是否合理的问题。第一节 工艺方案的拟定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，我们必须认真分析被加工零件图，并深入现场了解相关零件的形状、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、夹紧方法、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。一、制定工艺方案1.选择合理、可靠的的工艺方案 根据被加工零件的材料，加工的尺寸、形状、结构特点、加工精度、表面粗糙度以及生产率要求等，结合组合机床的工艺范围及所能达到的加
31、工精度，选择合理可靠的的工艺方案，以保证机床有稳定的加工质量和较高的生产率。2.粗精加工分开原则 粗加工时的切削负荷大，切削产生的热变形、较大夹压力引起的工件变形以及切削振动等，对精加工工序十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在拟订工件一个连续的多工序工艺过程时，应选择粗精加工工序分开的原则。3.工序集中原则 工序集中是近代机械加工主要发展的方向之一。组合机床正是基于这个原则上发展而来的，即运用多刀（相同或不同刀具）集中在一台机床上完成一个或几个工件的不同表面的复杂工艺过程，从而有效的提高生产率。因此，拟订工艺方案时，在保证加工质量和操作维修方便的前提下，应适当提高工序集中，以便减少
32、机床台数、占地面积和节省人力，取得理想的效益。但是，工序过于集中会使机床结构太复杂，增加机床设计和制造的难度，机床使用调整不便，甚至影响机床使用性能。如刀具数过多，停机效率增大，反而会影响机床生产率，切削负荷过大，当工件刚度不足而产生变形会影响加工质量。所以我们在选择时要全面的考虑因素。4.定位基准的选择原则 粗基准的选用要求是：保证能迅速可靠的加工精基准；保证各加工表面有足够的加工余量，并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对位置精度。同时须考虑定位基准、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，没有浇注、冒口的不加工表面或加工余
33、量小的表面做粗基准。二、确定组合机床的工艺方案1.零件的分析题目所给的零件是减速电机箱体，零件材料为:HT250，硬度为200-240HBS。该零件是箱体类零件，它将机器和部件中的轴、轴承、齿轮等有关零件按一定的相互关系装配成一个整体，并保持正确的相互位置，传递转矩和改变转速来完成规定的运动。另外，该箱体中的零件和组件之间的装配精度在很大程度上决定于箱体的加工精度。该零件外形规矩，呈箱形，其结构特点是壁厚而不均匀，空腔，结构复杂，加工部位多，加工难度大，箱体上有许多精度要求较高的轴承孔和平面，外表面上有很多基准面和支承面。该箱体上有一系列的孔，它们之间的相互位置精度要求有较高的孔的组合，称为孔
34、系。这些孔大都是轴承的支承孔，因此它的尺寸精度，位置精度，几何精度及表面光洁度都要求较高，若轴承与箱体支承孔的配合不良，将会影响到轴的旋转精度，如果同一中心线的几个孔不同心，将使轴的装配困难，即使装配完成，运转情况也必然恶劣，轴承寿命短，温度急剧增大而引起变形，如果相邻的中心距偏大，则会影响齿轮的啮合精度，工作时产生噪音，震动，降低机器寿命。2毛坯的分析由于该零件为减速电机箱体，结构复杂，壁厚不均匀，所以采用铸造。其材料为HT250。该材料有如下优越性：材料强度利用率可达70%-90%，球墨铸铁强度和韧性远超过灰铸铁。另外，由于该零件生产为大批量生产，零件尺寸不大结构较复杂，查机械加工余量手册
35、表1-3，可选金属模机型和金械砂属型浇铸两种毛坯制造方法，但考虑到金属砂型铸铁的加工余量小，生产率较高的特点，结合大批量生产的纲领，故选金属型砂型铸造，其精度等级为CT810，加工余量等级为G，生产率高。3零件的工艺分析该零件图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。本零件的加工面有上顶面、下底面、支承孔、端面、小孔及螺纹。参考有关手册，其加工方法选择如下：（1）上顶面、下底面的加工上下面的加工精度要求不高，表面粗糙度为12.5。查工艺简明手册表1.428只需进行粗铣即可。（2）右端面的加工右端面要求表粗糙度为6.3，中间圆柱两端面的表面粗糙度为1.6，查工艺简明手册表1.48和表1.12
36、8可知，平面的公差等级为7级，需进行粗铣、精铣加工。（3）中间壁200端面的加工该面要求表面粗糙度为1.6，查工艺简明手册表1.47和表1.428可知加工等级为6级，需进行精加工，粗镗和精镗。（4）与轴相关的各孔的加工粗糙度为6.3的孔及孔内端面只需粗镗，而粗糙度为3.2时则需进行粗镗、精镗；与轴承配合精度达到7级的需进行粗镗、半精镗、精镗；与轴承配合精度达到8级的需进行粗镗、半精镗；此外有圆跳动的需进行粗镗、半精镗、精镗。（查工艺简明手册表1.47和表1.128）。（5）各面孔及螺纹的加工根据螺纹选择合适的钻头加工。4.定位基准和加压部位的选择组合机床一般为工序集中的多刀加工，不但切削负荷大
37、，而且工件受力方向一直在变化。因此，正确选择定位基准和夹压部位是保证加工精度的重要条件。对于毛坯基准选择要考虑有关工序加工余量的均匀性，对于光滑表面定位基准的选择要考虑基面与加工部位间位置尺寸关系，使它有利于保证加工精度。定位夹压部位的选择应在足够的夹紧力下使工件产生的变形最小，并且夹具易设置导向和通过刀具。5.影响工艺方案的因素(1) 加工的工序内容和加工精度 这是制定机床工艺方案的主要依据。显然，面加工和孔加工、不同尺寸的平面和孔径加工以及不同的加工精度要求，直接影响着工艺方法的选择和工步数及工艺路线的确定。(2) 被加工零件的特点 如工件的材料硬度、加工部位的结构形状、工件刚性、定位基准
38、面的特点等，对组合机床工艺方案的拟订都有着重要影响。(3) 工件的刚性 当工件的刚性不足时工序不能太集中。(4)厂方车间制造能力 如工具制造能力。三、工艺规程设计 1.定位基准的选择原则 定位基准的选择与工艺过程的制定是密切相关的。合理的选用定位基准对保证加工精度和确定加工顺序都有决定性的影响，它是工艺过程制定过程中要求解决的主要问题之一。 选择工艺基面的原则如下： 1）应当尽量选用设计基面作为在组合机床上用的定位基面，这样就能减少误差积累，有利于保证加工精度。 2）选择的定位基面应确保工件稳定定位。定位的支撑面应该大一些，力求采用以加工表面做为定位面基准，而且必须选取那些与加工表面有一定关系
39、的毛面作为定位基面。 3）选择基面是要保证在一次安装下，能对尽可能多的面进行加工，这样便于有效地集中加工工序，提高机床的生产效率，保证加工部位间的精度要求。 4）统一基面原则即在各台机床上采用共同的定位基面来加工工件不同面上的孔，或对同一个面上的孔完成不同的工序。 5）选择定位面应考虑夹紧方便，夹具结构简单。 当被加工零件不具备理想的工艺基面时，可以在机床夹具上增加辅助支撑机构。 选择定位基面还需要考虑三个问题： （1）用定位基准面作为加工的精基准面时，才有利于经济合理的达到零件的加工精度要求。 （2）为加工精基准面，应采用定位基准面作为粗基准。 2.粗基准的选择 一般情况下，粗基准的选择也就
40、是第一道工序的定位基准的选择，这个工序是加工后续工序的精基准。在粗基准选择时，主要考虑四个方面： 1）选择要求加工表面的余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。 2）某些表面不需要加工，则应选择其中与加工表面有相互位置关系要求的表面为粗基准。 3）选择比较平整、光滑，有足够大面积的表面为粗基准，不允许有浇注冒口的残迹和飞边，以确保安全，可靠，误差小。 4）粗基准在一般情况下只允许在第一道工序中使用一次，尽量避免重复使用。 3. 精基准的选择 （1）精基准的选择原则 选择精基准时，应尽量将重点放在如何减小定位误差，提高加工精度，以及使工件安装准确，可靠，方便。因此精基
41、准选择应遵循下列原则： 1）基准重合的原则。 应尽量选择设计基准作为精基准。这样可以避免因基准不重合而产生的误差，影响工件的加工精度特别是零件的最后精加工工序，为保证加工精度要求，更应该注意这一点。 2）基准统一的原则。 应用统一的基准进行各个工序的加工。采用统一的基准有一系列优点：使用同一基准定位加工大多数表面，避免因基准转换而带来的误差，有利于保证各个基面的相互位置精度，而且简化了夹具的设计制造工作，从而简化了夹具的生产周期。 3）互为基准，反复加工的原则。 当两个表面相互位置精度要求较高时，两个表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间的相互位置精度。 4）自为基
42、准的原则。 当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀时，可以选择加工表面本身为精基准以保证加工质量和提高生产率。 此外，还应能使工件装夹稳定可靠，夹具简单。 （2）精基准的确定 为了方便加工和保证位置度要求，箱体类零件一般采用一面两孔的基本定位方式。经过分析零件图可以看出，本箱体的设计基准有两个： 第一，中心孔的设计基准都是以两个工艺孔为设计基准的。 其次，中心孔附近的螺纹孔都是以中心孔为设计基准的。 所以，在加工箱体时，应该先以两个工艺孔和其所在的面为基准，加工出中心孔，再根据中心孔的位置，在钻模板上做出以中心孔为设计基准的螺纹孔。然而在加工这些螺纹孔时仍然要以两个工艺孔和其所在的面为基准，这
43、样做不仅符合基准统一原则，保证了中心孔之间和中心孔与工艺孔之间的位置度要求，而且符合基准重合原则，有效的保证了轴的同轴度的要求和轴与面的垂直度要求。简化了夹具，并且使装夹的位置有利于组合机床一次加工出更多的有相互位置关系的孔，提高了生产率。 4. 加工方法的确定 加工方法的确定要根据每个加工表面的技术要求，选择零件的加工方案。方法的选择必须在保证零件达到图纸要求方面是合理的，在生产率方面是高效的，加工成本方面是经济合理的。 一般平面的加工，精度不是要求很高，用铣削加工完全可以达到技术要求。不重要的孔，如连接孔等，用铰削即可达到要求。所以在钻出工艺孔后要进行扩铰，以提高其定位精度。 5. 加工阶
44、段的划定 由于箱体零件加工信息量不多，许多孔面加工精度要求不高。本次加工的零件只在加工两个工艺孔时有加工阶段的划分。 加工工艺孔分为钻和绞。 6. 加工工序的安排 安排加工工序顺序应遵循以下原则： 1）先粗后精 先安排粗加工，再安排半精加工，最后安排精加工。 2）先基准面后其它面 基准面是加工其它面和保证精度要求的基础，所以作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。 3）先主要表面加工后次要表面加工 基准面加工好后，接着要对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工，并穿插进行一些次要表面的加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，这样可以避免已加工表面在运输中碰伤，有利于保证精度。 4）先面后孔原则 安排加工工序时，要根据具体情况兼顾上述原则进行。具体到这次设计加工的箱体零件，应该先把定位基面加工出来，然后以此为定位基准加工工艺孔。再以工艺孔和其所在的面为基准，加工其余孔等后续工序。 另外，因为该零件材料是QT250，在机加工之前，还应安排时效处理，否则，毛坯铸件的内应力得不到释放会引起零件的变形，影响加工精度。除了安排上述工序外，还应考虑某些辅助工序的安排，如检验工序，它是保证产品质量的重要措施之一。在本零件的加工过程中，除了各工序的例行检查外，在全部加工完成之后，还应安排终检。针对图纸要求的尺寸精度，形状精度和位置精度及表
