【正文】 1 緒論 箱體的概述箱體類(lèi)零件通常作為箱體部件裝配時(shí)的基準(zhǔn)零件。它將一些軸、套、軸承和齒輪等零件裝配起來(lái)，使其保持正確的相互位置關(guān)系，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來(lái)完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。因此，箱體類(lèi)零件的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命都有直接的影響。箱體零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多為鑄造件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。箱體零件的主要技術(shù)要求：軸頸支承孔孔徑精度及相互之間的位置精度，定位銷(xiāo)孔的精度與孔距精度；主要平面的精度；表面粗糙度等。箱體零件材料及毛坯：箱體零件常選用灰鑄鐵，汽車(chē)、摩托車(chē)的曲軸箱選用鋁合金作為曲軸箱的主體材料，其毛坯一般采用鑄件，因曲軸箱是大批大量生產(chǎn)，且毛坯的形狀復(fù)雜，故采用壓鑄毛坯，鑲套與箱體在壓鑄時(shí)鑄成一體。壓鑄的毛坯精度高，加工余量小，有利于機(jī)械加工。為減少毛坯鑄造時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，箱體鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。 箱體類(lèi)零件工藝過(guò)程特點(diǎn)分析 箱體類(lèi)零件的特點(diǎn)一般減速箱為了制造與裝配的方便，常做成可剖分的，這種箱體在礦山、冶金和起重運(yùn)輸機(jī)械中應(yīng)用較多。剖分式箱體也具有一般箱體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如壁薄、中空、形狀復(fù)雜，加工表面多為平面和孔。減速箱體的主要加工表面可歸納為以下三類(lèi)：⑴ 主要平面 箱蓋的對(duì)合面和頂部方孔端面、底座的底面和對(duì)合面、軸承孔的端面等。⑵ 主要孔 軸承孔及孔內(nèi)環(huán)槽等。⑶ 其它加工部分 聯(lián)接孔、螺孔、銷(xiāo)孔、斜油標(biāo)孔以及孔的凸臺(tái)面等。 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題根據(jù)減速箱體可剖分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各加工表面的要求，在編制工藝過(guò)程時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：⑴ 加工過(guò)程的劃分 整個(gè)加工過(guò)程可分為兩大階段，即先對(duì)箱蓋和底座分別進(jìn)行加工，然后再對(duì)裝合好的整個(gè)箱體進(jìn)行加工——合件加工。為保證效率和精度的兼顧，就孔和面的加工還需粗精分開(kāi)；⑵ 箱體加工工藝的安排 安排箱體的加工工藝，應(yīng)遵循先面后孔的工藝原則，對(duì)剖分式減速箱體還應(yīng)遵循組裝后鏜孔的原則。因?yàn)槿绻幌葘⑾潴w的對(duì)合面加工好，軸承孔就不能進(jìn)行加工。另外，鏜軸承孔時(shí)，必須以底座的底面為定位基準(zhǔn)，所以底座的底面也必須先加工好。由于軸承孔及各主要平面，都要求與對(duì)合面保持較高的位置精度，所以在平面加工方面，應(yīng)先加工對(duì)合面，然后再加工其它平面，還體現(xiàn)先主后次原則。⑶ 箱體加工中的運(yùn)輸和裝夾 箱體的體積、重量較大，故應(yīng)盡量減少工件的運(yùn)輸和裝夾次數(shù)。為了便于保證各加工表面的位置精度，應(yīng)在一次裝夾中盡量多加工一些表面。工序安排相對(duì)集中。箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面，一般盡量集中在同一工序中加工，以減少裝夾次數(shù)，從而減少安裝誤差的影響，有利于保證其相互位置精度要求。⑷ 合理安排時(shí)效工序 一般在毛坯鑄造之后安排一次人工時(shí)效即可；對(duì)一些高精度或形狀特別復(fù)雜的箱體，應(yīng)在粗加工之后再安排一次人工時(shí)效，以消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，保證箱體加工精度的穩(wěn)定性。2 設(shè)計(jì)的目的畢業(yè)設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械設(shè)計(jì)制造專(zhuān)業(yè)課程后，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后工作打下良好基礎(chǔ)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： 1 熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具和有關(guān)先修課程（工程材料及熱處理，機(jī)械設(shè)計(jì)，互換性與技術(shù)測(cè)量，金屬切削原理和機(jī)床等）的知識(shí)，結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)學(xué)到的知識(shí)，掌握零件的機(jī)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)的基本原理和方法，初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜零件的工藝規(guī)程的能力。 2 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，設(shè)計(jì)出高效，省力，既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具。 3 進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)計(jì)算，制圖的能力。熟練掌握AutoCAD， Pro/E等繪圖軟件的應(yīng)用，能熟練的查閱和使用各種技術(shù)資料（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，手冊(cè)，圖冊(cè)，規(guī)范等）。4 在設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立工作的能力,為步入社會(huì)從事設(shè)計(jì)工作打好基礎(chǔ)。3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 零件的作用題目給定的零件是渦輪減速箱體（見(jiàn)附圖1），箱體類(lèi)零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)件，它將機(jī)器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關(guān)系裝配成一個(gè)整體，并按預(yù)定傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)其運(yùn)動(dòng)。 零件的工藝分析渦輪減速箱體共有兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：（1）以216。52mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：216。36，位置度要求為72；端面的6M6螺紋孔；還有保證底面的粗糙度。（2）以底面為定位表面的加工表面。這一組加工表面包括：左右兩端面、216。70端面；216。52mm孔；216。24端面。 零件的生產(chǎn)類(lèi)型 依照設(shè)計(jì)題目知：Q=2000臺(tái)/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率和廢品率分別取10%和1%。代入公式N=Qn(1+)(1+)有：N=20001（1+10%）（1+1%）=2222件/年零件是渦輪減速箱體，質(zhì)量為15kg，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表21可知屬輕型零件，生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)。 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]到工件在使用過(guò)程中經(jīng)常承受交變載荷，因此采用鑄件，使金屬纖維盡量不被切斷，保證工件的工作可靠性。由于零件年產(chǎn)量為2222件，屬中批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用金屬型鑄造。這對(duì)提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。 確定機(jī)械加工余量和毛坯尺寸和公差參見(jiàn)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》第五章第一節(jié)，灰鑄鐵金屬型鑄造的公差及機(jī)械加工余量按GB/T 64141999 鑄件 尺寸公差與機(jī)械加工余量確定。1) 求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng)150mm，寬148mm，高180mm，故最大輪廓尺寸為180mm。2）選取公差等級(jí)CT 由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表51，鑄造方法按金屬型鑄造，鑄件材料按會(huì)鑄鐵，得公差等級(jí)CT范圍810級(jí)，取10級(jí)。3) 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，由表《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表53查得，公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱(chēng)分布。4）求機(jī)械加工余量等級(jí) 有《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表55，鑄造方法為金屬型鑄造，鑄件材料為灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍的D—F級(jí)，取F級(jí)。5）求機(jī)械加工余量（RMA） 對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表54查最大輪廓尺寸為180mm，機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，得RMA數(shù)值為2mm6）求毛坯基本尺寸 如下圖, A面、B面屬雙側(cè)加工，應(yīng)由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》第五章第一節(jié)的式52 R=F+2RMA+CT/2求出，即R=136+22+C面為單側(cè)加工，應(yīng)由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》第五章第一節(jié)的式53 R=F+RMA+CT/2求出，即R=108+2+。其它毛坯尺寸如下表所示：圖 渦輪減速箱體零件圖渦輪減速箱體鑄件毛坯尺寸公差與加工余量 單位： mm項(xiàng)目A、B面C面孔孔公差等級(jí)CT10101010加工面基本尺寸13610812052鑄件尺寸公差機(jī)械加工余量等級(jí)FFFFRMA2222毛坯基本尺寸項(xiàng)目孔端面端面端面公差等級(jí)CT10101010加工面基本尺寸3614814886鑄件尺寸公差機(jī)械加工余量等級(jí)FFFFRMA2222毛坯基本尺寸毛坯圖的繪制1）毛坯圖的表示 毛坯總余量確定后，便可繪制毛坯圖。見(jiàn)附圖2）毛坯圖的繪制方法 a 用粗實(shí)線(xiàn)表示表面形狀，以雙點(diǎn)劃線(xiàn)表示經(jīng)切削加工后的表面。b 用雙點(diǎn)劃線(xiàn)畫(huà)出經(jīng)簡(jiǎn)化了次要細(xì)節(jié)的零件圖的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應(yīng)被加工表面上，即得到毛坯輪廓，用粗實(shí)線(xiàn)表示。 制定工藝路線(xiàn) 工藝路線(xiàn)方案一：工序一：鑄造成型工序二：熱處理，對(duì)毛坯進(jìn)行時(shí)效處理，使其硬度達(dá)到HBS187220工序三：粗銑底面工序四：粗鏜孔216。1粗鏜孔216。52工序五：粗銑兩端面、粗銑216。70端面工序六：熱處理工序七：半精銑底面工序八：半精鏜孔216。1半精鏜孔216。52工序九：半精銑兩端面、半精銑216。70端面工序十：粗銑216。56端面176。工序十一：粗鏜、半精鏜孔216。36工序十二：精鏜孔216。1精鏜孔216。52及倒角工序十三：精銑左端面、精銑216。70端面工序十四：精鏜孔216。36工序十五：粗銑216。24端面工序十六：攻螺紋M10工序十七：攻216。120孔端面螺紋6M6工序十八：攻216。56端面螺紋6M6工序十九：鉆孔工序二十：去毛刺工序二十一：終檢。 工藝路線(xiàn)方案二工序一：鑄造成型工序二：熱處理，對(duì)毛坯進(jìn)行時(shí)效處理，使其硬度達(dá)到HBS187220工序三：粗銑底面工序四：粗銑兩端面、粗銑216。70端面工序五：粗銑216。24端面工序六：粗鏜孔216。1粗鏜孔216。52工序七：熱處理工序八：半精銑底面工序九：半精銑兩端面、半精銑216。70端面工序十：半精鏜孔216。1半精鏜孔216。52工序十一：粗銑216。56端面176。工序十二：粗鏜、半精鏜孔216。36工序十三：精銑左端面、精銑216。70端面工序十四：精鏜孔216。1精鏜孔216。52及倒角工序十五：精鏜孔216。36工序十六：攻螺紋M10工序十七：攻216。120孔端面螺紋6M6工序十八：攻216。56端面螺紋6M6工序十九：鉆孔工序十二十：去毛刺工序二十一：終檢。 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工216。120mm及216。52的孔，然后加工端面；而方案二則與其相反，先粗加工端面，然后鏜孔。經(jīng)比較可見(jiàn)方案一的工序順序安排能保證下端面和左右端面與孔的中心線(xiàn)的位置精度，但是違背了先加工平面，后加工孔的原則，在毛坯上鉆孔，容易使鏜刀引偏。方案二中先粗加工左右端面后鉆孔，就避免了上述情況，而且容易保證精度要求。鑒于上述比較我們制定的加工路線(xiàn)如下：工序一：鑄造成型工序二：熱處理，對(duì)毛坯進(jìn)行時(shí)效處理，使其硬度達(dá)到HBS187220工序三：粗銑底面工序四：粗銑兩端面、粗銑216。70端面工序五：粗銑216。24端面工序六：粗鏜孔216。1粗鏜孔216。52工序七：熱處理工序八：半精銑底面工序九：半精銑兩端面、半精銑216。70端面工序十：半精鏜孔216。1半精鏜孔216。52工序十一：粗銑216。56端面176。工序十二：粗鏜、半精鏜孔216。36工序十三：精銑左端面、精銑216。70端面工序十四：精鏜孔216。1精鏜孔216。52及倒角工序十五：精鏜孔216。36工序十六：攻螺紋M10工序十七：攻216。120孔端面螺紋6M6工序十八：攻216。56端面螺紋6M6工序十九：鉆孔工序十二