【正文】 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 前言中國自從進入世界貿(mào)易組織之后，世界市場開始向我國開放。在經(jīng)濟全球化的今天，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遇，各國著名汽車商為降低成本，提高競爭力，紛紛在中國進行采購，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，由于汽車行業(yè)的關(guān)稅壁壘日益降低，關(guān)稅逐年降低，政府對汽車行業(yè)的保護因為履行入世承諾而逐漸減少。除此之外，外國汽車企業(yè)憑借擁有雄厚的資金以及先進的科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢大量涌入中國市場，對我國汽車行業(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)機遇與挑戰(zhàn)并存。就正時齒輪室而言，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)動機產(chǎn)不得不自己制造這些零部件。產(chǎn)量小，市場分散等因素導(dǎo)致了正時齒輪室無法形成規(guī)模經(jīng)濟，這就使一些新設(shè)備，新方法無法及時利用到正時齒輪室的生產(chǎn)之上，故而造成產(chǎn)品質(zhì)量無法提高。在這種情況下，對于單個產(chǎn)商而言，通過充分利用現(xiàn)有的工藝裝備，改進工藝方案，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，非有效工時較長等，我們的目標是通過對現(xiàn)有工藝方案的分析，并進行改進設(shè)計出一套新的工藝方案，已盡可能達到效率高、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齒輪室，材料為HT250(170HBS到241HBS)，其應(yīng)用場合主要為（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行鉆孔和攻螺紋。由于正時齒輪室為薄壁殼體類的零件，其最小處的厚度僅為5毫米，所以在進行加緊時必須考慮其夾緊力對零件加工的影響。同時，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，我們可以對零件結(jié)構(gòu)進行分析，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)合正時齒輪室的實際功用對主要加工部位進行確定。零件的主要加工之處為（參見圖1圖12）：正時齒輪室的反面加工。正時齒輪室的正面（A）加工，177。，。正時齒輪室反面孔Φ25HΦ72HΦ115HΦ1Φ等孔進行加工。正時齒輪室四周孔加工，以及攻絲加工。正時齒輪室正面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）、Φ14（精度要求為7級）Φ9（），正面（A）上的工藝孔、Φ10（精度要求為8級且有位置度要求）、Φ142（精度要求為8級）、Φ115（）。由以上分析可知，我們可以以正時齒輪室的正面為粗基準，加工反面，然后以反面為基準，加工正面。然后分別以正、反面為精基準進行其他孔面加工。所謂基準就是零件上用來確定點、線、面位置時，作為參考的其他的點、線、面。在這里我們重點需要注意的為定位基準，以保證工件在機床夾具上占有正確位置。 通常，定位基準的選擇將對零件的加工精度產(chǎn)生巨大的影響，若定位基準與設(shè)計基準不重合，將產(chǎn)生定位誤差。未經(jīng)過加工的基準稱之為粗基準，加工過的則稱之為精基準。在進行工件的加工時候，前面的幾道工序都優(yōu)先考慮對基準面進行加工以提高零件的定位精度。粗基準的選擇原則：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。 選用非加工表面的表面做粗基準，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。精基準的選擇原則：精基準的選擇主要是為了減少誤差，提高定位精度。 選設(shè)計基準或工序基準為定位基準，即遵循“基準重合”。 盡可能選用同一組定位基準加工各個表面，即遵循“基準統(tǒng)一”。 對于一些精度要求很高的表面，則可以使用其自身為基準，即遵循“自為基準”。 對于幾個表面之間有好高的位置精度的表面，可以互為基準加工，即遵循“互為基準”。在這個零件在每個工序中其定位基準最好是盡量選擇同一基準面。通常情況下選用一面兩銷的定位方式。通過對零件圖的分析可以知道零件的主要設(shè)計基準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為當(dāng)正面朝上時的左、右底面為定位基準面（）。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，工序集中的特點為零件各個表面的加工集中在少數(shù)幾個工序中完成，每個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)計劃和生產(chǎn)組織得到簡化；工件裝夾齒數(shù)減少。而對于工序分數(shù)而言，其主要特點有工序多，工藝過程長，每個工序內(nèi)容少，使用設(shè)備簡單，容易調(diào)整，但技術(shù)準備工作很多。從目前的具體條件進行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)正時齒輪室的主要加工面為幾個大孔，且他們之間有一定的位置度的要求，所以從這個方面，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]。 因為零件中的要求較高的孔的加工精度多為7到8級，所以在加工時需要區(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到圖紙要求。之所以要對正時齒輪室零件進行粗、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，故需要時間進行時效釋放應(yīng)力；同時，劃分加工階段可以合理充分使用機床設(shè)備，插入必要的熱處理工序，如果在粗加工階段發(fā)現(xiàn)零件缺陷可以及時發(fā)現(xiàn)報廢處理而減小損失，精加工一般安排在最后，可保護這些表面少受損傷或不受損傷。在正時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到一定的精度之后再進行加工。 先面后孔 先進行面的加工，然后再進行孔的加工。 基面先行 一個零件加工時，其頭幾道工序都是先加工精基準，然后再用精基準加工其他表面。所以在進行正時齒輪加工時先進行正反面的加工，加工出精基準，然后加工其他部位。一般情況下，機床的選擇首先要注意的是機床規(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)實生產(chǎn)中，機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)備進行加工。由于該零件要保證孔和孔之間的相對位置，所以希望能夠在一到工序中加工這幾個孔，減少裝夾；同時使用同一基準面。故而可以考慮使用組合機床或加工中心。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，在加工整個正時齒輪室零件用到的齒輪室雙面銑專機、平面磨床、和立式加工中心。為了檢驗產(chǎn)品合格，正時齒輪室的檢驗是必要的。對于正時齒輪室，不僅僅要檢驗產(chǎn)品的尺寸是否符合圖紙要求，除此之外，為保證正時齒輪室的氣密性，還要進行水壓試驗：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分鐘以檢驗是否滲漏。2工藝路線的擬定，定位基準的選擇及重要孔工序尺寸的確定由以上的對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 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 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主要平面進行加工，而方案二則是對一個面進行粗、精加工后才對另一個面進行加工，這樣有點違反了有粗到精的加工原則，因為這樣加工有可能導(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輸?shù)某杀?，且得多次裝夾，對加工精度誤差產(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行正時齒輪室零件的加工。 各工序主要定位基準的選擇工序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工序之間尺寸之差。工序尺寸的公差按入體原則進行標注，即對于被包容面工序尺寸公差上偏差為零，對于包容面則下偏差為零。孔距的公差標注一般按對稱標注。加工余量對總余量會產(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導(dǎo)致勞動強度變大，同時成本變高?？偧庸び嗔康拇笮∫话闩c毛坯制造精度有關(guān)。同時，在大批量的情況下，毛坯的精度可以相對較高以減少總的加工余量。對于工序余量，現(xiàn)在一般按經(jīng)驗或照技術(shù)手冊推薦的數(shù)值進行選取。對于一些精加工工序，有最合適的加工范圍。對于主要孔，我們主要采用逆推法進行確定尺寸確定。查《實用機械加工工藝手冊》表392，993，9146,及表9145，及《互換性與技術(shù)測量》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 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)實際經(jīng)驗得到備品百分率為6%，廢品百分率為1%，故而：N＝50001（1+1%）（1+6%）＝5