【正文】 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 前言中國自從進(jìn)入世界貿(mào)易組織之后，世界市場(chǎng)開始向我國開放。在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，隨著貿(mào)易的繼續(xù)深入，我國汽車行業(yè)遇到了前所未有的機(jī)遇，各國著名汽車商為降低成本，提高競爭力，紛紛在中國進(jìn)行采購，以及投資建廠，頻繁的交流合作為我國突破一些技術(shù)障礙和解決資金困難等方面起到了很大的作用。同時(shí)，由于汽車行業(yè)的關(guān)稅壁壘日益降低，關(guān)稅逐年降低，政府對(duì)汽車行業(yè)的保護(hù)因?yàn)槁男腥胧莱兄Z而逐漸減少。除此之外，外國汽車企業(yè)憑借擁有雄厚的資金以及先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢(shì)大量涌入中國市場(chǎng)，對(duì)我國汽車行業(yè)造成沖擊，我國汽車行業(yè)也面臨著極大的挑戰(zhàn)?？偠灾?，中國汽車行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。就正時(shí)齒輪室而言，目前國內(nèi)專門生產(chǎn)該零件的廠商并不是很多，甚至有些發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)不得不自己制造這些零部件。產(chǎn)量小，市場(chǎng)分散等因素導(dǎo)致了正時(shí)齒輪室無法形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，這就使一些新設(shè)備，新方法無法及時(shí)利用到正時(shí)齒輪室的生產(chǎn)之上，故而造成產(chǎn)品質(zhì)量無法提高。在這種情況下，對(duì)于單個(gè)產(chǎn)商而言，通過充分利用現(xiàn)有的工藝裝備，改進(jìn)工藝方案，從而獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品具有更為重要的意義。我們現(xiàn)有方案的主要缺陷為工序分散，設(shè)備效率低，夾具多，非有效工時(shí)較長等，我們的目標(biāo)是通過對(duì)現(xiàn)有工藝方案的分析，并進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)出一套新的工藝方案，已盡可能達(dá)到效率高、質(zhì)量好、成本低的要求。1零件分析及其相關(guān)本次加工的零件為正時(shí)齒輪室，材料為HT250(170HBS到241HBS)，其應(yīng)用場(chǎng)合主要為（1彎曲應(yīng)力小于30MPa；；3要求一定的密封性；4較弱的腐蝕性介質(zhì)[22]）其主要加工部位是零件的主要表面，以及中間的一些用于裝配的孔，在零件的四周及其上下表面進(jìn)行鉆孔和攻螺紋。由于正時(shí)齒輪室為薄壁殼體類的零件，其最小處的厚度僅為5毫米，所以在進(jìn)行加緊時(shí)必須考慮其夾緊力對(duì)零件加工的影響。同時(shí)，由于該零件不具有回轉(zhuǎn)的表面，所以不適合于車削加工。綜上所述，正時(shí)齒輪室的主要加工的主要方式為鉆削、銑削、和鏜削加工。根據(jù)零件圖，我們可以對(duì)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，一般情況下最主要的加工部位多為尺寸公差小，形狀誤差小，位置精度高。故而據(jù)此原則并結(jié)合正時(shí)齒輪室的實(shí)際功用對(duì)主要加工部位進(jìn)行確定。零件的主要加工之處為（參見圖1圖12）：正時(shí)齒輪室的反面加工。正時(shí)齒輪室的正面（A）加工，177。，。正時(shí)齒輪室反面孔Φ25HΦ72HΦ115HΦ1Φ等孔進(jìn)行加工。正時(shí)齒輪室四周孔加工，以及攻絲加工。正時(shí)齒輪室正面Φ142HΦ15Φ75等孔加工。其中重要的加工孔有反面的Φ90（精度要求為7級(jí)）、Φ14（精度要求為7級(jí)）Φ9（），正面（A）上的工藝孔、Φ10（精度要求為8級(jí)且有位置度要求）、Φ142（精度要求為8級(jí)）、Φ115（）。由以上分析可知，我們可以以正時(shí)齒輪室的正面為粗基準(zhǔn)，加工反面，然后以反面為基準(zhǔn)，加工正面。然后分別以正、反面為精基準(zhǔn)進(jìn)行其他孔面加工。所謂基準(zhǔn)就是零件上用來確定點(diǎn)、線、面位置時(shí)，作為參考的其他的點(diǎn)、線、面。在這里我們重點(diǎn)需要注意的為定位基準(zhǔn)，以保證工件在機(jī)床夾具上占有正確位置。 通常，定位基準(zhǔn)的選擇將對(duì)零件的加工精度產(chǎn)生巨大的影響，若定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，將產(chǎn)生定位誤差。未經(jīng)過加工的基準(zhǔn)稱之為粗基準(zhǔn)，加工過的則稱之為精基準(zhǔn)。在進(jìn)行工件的加工時(shí)候，前面的幾道工序都優(yōu)先考慮對(duì)基準(zhǔn)面進(jìn)行加工以提高零件的定位精度。粗基準(zhǔn)的選擇原則：以考慮保證各加工面有足夠的加工余量為主[1]。 盡可能選擇精度要求高的主要表面為作為粗基準(zhǔn)。 選用非加工表面的表面做粗基準(zhǔn)，以保證加工面與不加工面之間的位置精度。 盡可能選用光整、無飛邊、澆口、冒口或其他缺陷的表面作為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇原則：精基準(zhǔn)的選擇主要是為了減少誤差，提高定位精度。 選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”。 盡可能選用同一組定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”。 對(duì)于一些精度要求很高的表面，則可以使用其自身為基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”。 對(duì)于幾個(gè)表面之間有好高的位置精度的表面，可以互為基準(zhǔn)加工，即遵循“互為基準(zhǔn)”。在這個(gè)零件在每個(gè)工序中其定位基準(zhǔn)最好是盡量選擇同一基準(zhǔn)面。通常情況下選用一面兩銷的定位方式。通過對(duì)零件圖的分析可以知道零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為曲軸中心線和與曲軸中心線相垂直的中心線。由此初步選定加工零件表面上的孔的定位基準(zhǔn)為當(dāng)正面朝上時(shí)的左、右底面為定位基準(zhǔn)面（）。工序的分散與集中總的來說各有利弊，在選擇規(guī)劃工藝路線時(shí)是必須考慮的問題，其選擇主要是考慮工廠現(xiàn)有的具體條件以及零件加工面的具體結(jié)構(gòu)。一般說來，工序集中的特點(diǎn)為零件各個(gè)表面的加工集中在少數(shù)幾個(gè)工序中完成，每個(gè)工序的安排的加工內(nèi)容多，有利于保證各加工表面的相互位置精度；有利于采用高效的機(jī)床和工藝裝備；生產(chǎn)面積和操作工人數(shù)量減少；生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織得到簡化；工件裝夾齒數(shù)減少。而對(duì)于工序分?jǐn)?shù)而言，其主要特點(diǎn)有工序多，工藝過程長，每個(gè)工序內(nèi)容少，使用設(shè)備簡單，容易調(diào)整，但技術(shù)準(zhǔn)備工作很多。從目前的具體條件進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)正時(shí)齒輪室的主要加工面為幾個(gè)大孔，且他們之間有一定的位置度的要求，所以從這個(gè)方面，我們盡可能地考慮工序集中，以保證各孔之間的位置精度[1] [2]。 因?yàn)榱慵械囊筝^高的孔的加工精度多為7到8級(jí)，所以在加工時(shí)需要區(qū)分粗、精加工。在粗加工中，主要以高生產(chǎn)率為目的，采取較大的加工余量，而精加工階段則主要以表面達(dá)到圖紙要求。之所以要對(duì)正時(shí)齒輪室零件進(jìn)行粗、精加工，其主要原因是在粗加工中由于切除金屬較多，熱量大，夾緊力大，故引起的變形也大，故需要時(shí)間進(jìn)行時(shí)效釋放應(yīng)力；同時(shí)，劃分加工階段可以合理充分使用機(jī)床設(shè)備，插入必要的熱處理工序，如果在粗加工階段發(fā)現(xiàn)零件缺陷可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)廢處理而減小損失，精加工一般安排在最后，可保護(hù)這些表面少受損傷或不受損傷。在正時(shí)齒輪室零件的加工中，應(yīng)遵循以下的原則[1]： 先粗后精 各表面的加工工序從粗到精的加工階段交叉進(jìn)行。 先主后次 主要表面先加工，次要表面一般安排在主要表面達(dá)到一定的精度之后再進(jìn)行加工。 先面后孔 先進(jìn)行面的加工，然后再進(jìn)行孔的加工。 基面先行 一個(gè)零件加工時(shí)，其頭幾道工序都是先加工精基準(zhǔn)，然后再用精基準(zhǔn)加工其他表面。所以在進(jìn)行正時(shí)齒輪加工時(shí)先進(jìn)行正反面的加工，加工出精基準(zhǔn)，然后加工其他部位。一般情況下，機(jī)床的選擇首先要注意的是機(jī)床規(guī)格要適應(yīng)零件尺寸規(guī)格，并且加工精度必須要同零件精度相適應(yīng)。但在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，機(jī)床選擇的主要考慮的往往是生產(chǎn)中目前擁有什么設(shè)備，充分利用現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行加工。由于該零件要保證孔和孔之間的相對(duì)位置，所以希望能夠在一到工序中加工這幾個(gè)孔，減少裝夾；同時(shí)使用同一基準(zhǔn)面。故而可以考慮使用組合機(jī)床或加工中心。然后根據(jù)廠房中現(xiàn)有的具體條件，在加工該零件各個(gè)孔的過程中選用立式加工中心。根據(jù)以上分析，在加工整個(gè)正時(shí)齒輪室零件用到的齒輪室雙面銑專機(jī)、平面磨床、和立式加工中心。為了檢驗(yàn)產(chǎn)品合格，正時(shí)齒輪室的檢驗(yàn)是必要的。對(duì)于正時(shí)齒輪室，不僅僅要檢驗(yàn)產(chǎn)品的尺寸是否符合圖紙要求，除此之外，為保證正時(shí)齒輪室的氣密性，還要進(jìn)行水壓試驗(yàn)：讓齒輪箱放入專用水箱內(nèi)，往齒輪室中充入500550Kpa的氣體，保持3分鐘以檢驗(yàn)是否滲漏。2工藝路線的擬定，定位基準(zhǔn)的選擇及重要孔工序尺寸的確定由以上的對(duì)主要加工表面的分析，我們可以初步擬定工藝路線：工藝路線1： 毛坯檢測(cè) 粗、精銑反面粗、精銑正面粗、精磨反面粗、精磨正面鏜反面Φ25HΦ72HΦ115H及鉆Φ1Φ和攻MM10等銑四側(cè)面，鉆、攻各面螺紋鏜正面Φ142HΦ15Φ7及鉆、攻各絲，銑端面等鉗工工藝路線2：毛坯檢測(cè) 粗、精銑反面粗、精磨反面鏜反面Φ25HΦ72HΦ115H及鉆Φ1Φ和攻MM10等粗、精銑正面粗、精磨正面鏜正面Φ142HΦ15Φ7及鉆、攻各絲，銑端面等銑四側(cè)面，鉆、攻各面螺紋鉗工工藝路線1與工藝路線2相比，其最大的不同在于方案一是針對(duì)主要平面進(jìn)行加工，而方案二則是對(duì)一個(gè)面進(jìn)行粗、精加工后才對(duì)另一個(gè)面進(jìn)行加工，這樣有點(diǎn)違反了有粗到精的加工原則，因?yàn)檫@樣加工有可能導(dǎo)致其他加工表面所需的加工余量不足，另外，方案二的制定使工序顯得分散從而增加了運(yùn)輸?shù)某杀?，且得多次裝夾，對(duì)加工精度誤差產(chǎn)生影響，且造成一些不必要的麻煩。綜上分析我們選擇方案一進(jìn)行正時(shí)齒輪室零件的加工。 各工序主要定位基準(zhǔn)的選擇工序2：正面工序3：反面工序4：正面工序5：反面（A面）工序6：工件正面在下時(shí)的左面和底面工序7：Φ72孔、工件正面朝下的左面和底面工序8：Φ115孔、工件正面朝下的左面和底面 重要孔的加工余量、切削要素的確定加工余量分為總加工余量和工序余量，前者指毛坯與圖紙零件的之間的尺寸之差，而工序余量指的是兩個(gè)工序之間尺寸之差。工序尺寸的公差按入體原則進(jìn)行標(biāo)注，即對(duì)于被包容面工序尺寸公差上偏差為零，對(duì)于包容面則下偏差為零?？拙嗟墓顦?biāo)注一般按對(duì)稱標(biāo)注。加工余量對(duì)總余量會(huì)產(chǎn)生一定影響。若加工總余量不足，則不能保證加工質(zhì)量；但若總加工余量過多又會(huì)導(dǎo)致勞動(dòng)強(qiáng)度變大，同時(shí)成本變高?？偧庸び嗔康拇笮∫话闩c毛坯制造精度有關(guān)。同時(shí)，在大批量的情況下，毛坯的精度可以相對(duì)較高以減少總的加工余量。對(duì)于工序余量，現(xiàn)在一般按經(jīng)驗(yàn)或照技術(shù)手冊(cè)推薦的數(shù)值進(jìn)行選取。對(duì)于一些精加工工序，有最合適的加工范圍。對(duì)于主要孔，我們主要采用逆推法進(jìn)行確定尺寸確定。查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表392，993，9146,及表9145，及《互換性與技術(shù)測(cè)量》表32以此為參照,得到以下數(shù)據(jù)：（1）加工順序：鉆中心孔——鉆——精鏜（2）確定各工序余量（雙邊余量、直徑）（3）各工序基本尺寸 鉆后： 精鏜后：25 （4）各工序尺寸公差 鉆后：精鏜后：（5）切削要素的選擇鉆: v 50m/min， mm/r 精鏜：v 40m/min，f 1mm/r,（1）加工順序：鑄孔——粗鏜——精鏜（2）確定各工序余量（雙邊余量、直徑）（3）各工序基本尺寸 鑄孔：：：115mm（4）各工序尺寸公差粗鏜后：精鏜后：（5）切削要素的選擇粗鏜: v 25m/min， mm/r 精鏜：v 40m/min，f 1mm/r,（1）加工順序：鉆——精鉸（2）確定各工序余量（雙邊余量、直徑）（3）各工序基本尺寸 精鉸后：14mm（4）各工序尺寸公差精鉸后：（5）切削要素的選擇鉆: v 45m/min， mm/r 精鉸：v 10m/min，f ,（1）加工順序：粗鏜——精鏜（2）確定各工序余量查文獻(xiàn)22及表9145，以此為參照（雙邊余量、直徑）（3）各工序基本尺寸 鑄孔：：：72mm（4）各工序尺寸公差粗鏜后：精鏜后：（5）切削要素的選擇粗鏜: v 40m/min， mm/r 精鏜：v 10m/min，f ,（1）加工順序：鉆——精鉸（2）確定各工序余量（雙邊余量、直徑）（3）各工序基本尺寸 鉆后： 精鉸后：10mm（4）各工序尺寸公差鉆后：精鉸后：（5）切削要素的選擇鉆: v 40m/min， mm/r 精鉸：v 10m/min，f ,（1）加工順序：鑄孔——粗鏜——精鏜（2）確定各工序余量（雙邊余量、直徑）（3）各工序基本尺寸 鑄孔：：：142mm（4）各工序尺寸公差 粗鏜后：精鏜后：（5）切削要素的選擇粗鏜: v 40m/min， mm/r 精鏜：v 10m/min，f , 重要孔工序尺寸計(jì)算在工序6中要保證Φ2 5孔到Φ14孔之間的尺寸為，即尺寸A0，由此計(jì)算各工序尺寸A1（100）、A3（）公差。，A1（100）其中A2（75）、A3（）為增環(huán)，A2（75）為減環(huán)，根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)公式62a、63a得以下等式： 其中x代表增環(huán)的上偏差之和，y代表所有增環(huán)的下偏差之和解得：x=，y=按平均原則進(jìn)行公差分配得A2=，A3=在工序6中要求Φ14孔和Φ72孔之間要求的尺寸為（A0），它主要是通過AA2（），我們使用極限法求A1尺寸A1最大值：=A1最小值：=，所以可以選為Φ3工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Qn(1+β)(1+α)N—零件的年產(chǎn)量Q—產(chǎn)品的年產(chǎn)量n—每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的件數(shù)α—備品百分率β—廢品百分率已知產(chǎn)品年產(chǎn)量5000件，由產(chǎn)內(nèi)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得到備品百分率為6%，廢品百分率為1%，故而：N＝50001（1+1%）（1+6%）＝5