【文章內(nèi)容簡介】 間，所以生產(chǎn)率仍很低。 坐標(biāo)法加 工孔系，許多工廠在單件小批生產(chǎn)中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較大地提高其坐標(biāo)位移精度。 必須指出，采用坐標(biāo)法加工孔系時，原始孔和加工順序的選定是很重要的。因?yàn)?，各排孔的孔距是靠坐?biāo)尺寸保證的。坐標(biāo)尺寸的積累誤差會影響孔距精度。如果原始孔和孔的假定順序選擇的合理，就可以減少積累誤差。 成批或大量生產(chǎn)箱體時，加工孔系都采用鏜模。孔距精度主要取決于鏜模的精度和安裝質(zhì)量。雖然鏜模制造比較復(fù)雜，造價(jià)較高，但可利用精度不高的機(jī)床加工出精度較高的工件。因此，在某些情況下，小批生產(chǎn) 也可考慮使用鏜模加工平行孔系。同軸孔系的主要技術(shù)要求是各孔的同軸度精度。成批生產(chǎn)時，箱體的同軸孔系的同軸度大部分是用鏜模保證，單件小批生產(chǎn)中，在普通鏜床上用以下兩種方法進(jìn)行加工： 加工同軸孔系時，出現(xiàn)同軸度誤差的主要原因是： 當(dāng)主軸進(jìn)給時，鏜桿在重力作用下，使主軸產(chǎn)生撓度而引起孔的同軸度誤差；當(dāng)工作臺進(jìn)給時，導(dǎo)軌的直線度誤差會影響各孔的同軸度精度。 對于箱壁較近的同軸孔，可采用導(dǎo)向套加工同軸孔。對于大型箱體，可利用鏜床后立柱導(dǎo)套支承鏜桿。 一般是 采用“調(diào)頭鏜 ” 使工件在一次安裝下，鏜完一端的孔后，將鏜床工作臺回轉(zhuǎn)1800，再鏜另一端的孔。具體辦法是：加工好一端孔后，將工件退出主軸，使工作臺回轉(zhuǎn)1800，用百（千）分表找正已加工孔壁與主軸同軸，即可加工另一孔。 “調(diào)頭鏜”不用夾具和長刀桿，鏜桿懸伸長度短，剛性好。但調(diào)整比較麻煩和費(fèi)時，適合于箱體壁相距較遠(yuǎn)的同軸孔。 江蘇大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第二章 減速機(jī)箱體加工工藝過程分析 箱體的材料、毛坯及熱處理 毛坯種類的確定。 常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，一般要 綜合考慮以下幾個因素： （ 1）依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強(qiáng)度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。 （ 2）依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。 （ 3）依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。 （ 4）確定毛坯時既要考慮 毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。 冶金礦山機(jī)械中應(yīng)用最多的減速機(jī)是平行軸孔圓柱齒輪臥式的，箱體是分離式結(jié)構(gòu)。毛坯常用 HT15~或 HT20~40 灰口鑄鐵制作，但在一些輕載荷的機(jī)器中所用的減速機(jī)體積小、結(jié)構(gòu)簡單。如蝸桿、蝸輪減速機(jī)。其毛坯的材料常用 HT20~40 灰口鑄鐵制作。減速箱箱體為了減輕重量常將上蓋分為軸承座和罩蓋兩部分。軸承采用鑄件，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 本課題中以 WH212 型減速機(jī)為工藝及夾具設(shè)計(jì)對象，因其是大批量的生產(chǎn)，材料為HT20~40 用鑄造成型。 毛坯的形狀及尺寸的確定： 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題： （ 1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。 （ 2）為了提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以做成一坯多件。 （ 3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖 然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯錢?。?減速機(jī)箱體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 6 制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。 在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 毛坯的材料熱處理 長期使用經(jīng)驗(yàn)證明，由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的鑄造性能等）和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，通常箱體材料采用灰口鑄鐵。最常用的是HT20~40， HT25~47，當(dāng)載荷較 大時，采用 HT30~54， HT35~61 高強(qiáng)鑄鐵。 箱體的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鑄造能力的限制）時，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鑄 — 焊、鑄 — 煅 — 焊、煅 — 焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。 毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實(shí)效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后 要再進(jìn)行時效處理。 毛坯鑄造時，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的箱體毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。 減速機(jī) 箱體 的主要技術(shù)要求 分離的減速機(jī)箱體的主要加工部位有：軸承支承孔、結(jié)合面、端面、底座（裝配基面），上平面、螺栓孔、螺紋孔等。對這些加工部位的技術(shù)要求有： 減速機(jī)箱體、機(jī)蓋的上平面與結(jié)合面及機(jī)體的底面與結(jié)合面必須平行，其誤差一超過 減速機(jī)箱體結(jié)合面的表面粗糙度 Ra 值不超過兩結(jié)合面間隙不超過 ， 取。 軸承支承孔的軸線必須在結(jié)合面上，其誤差不超過177。 。 軸承支承孔的尺寸公差一般為 HT，表面粗糙度 Ra 小于 m，圓柱度誤差不超過孔徑公差的一半，孔距精度允許公差為177。 ~177。 . 減速機(jī)箱體的底面是安裝基準(zhǔn)，保證精度為 . 減速機(jī)箱體各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差為 江蘇大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 減速機(jī)箱體的機(jī)械加工工藝過程 圖 21 減速機(jī)機(jī)座 零件 圖 圖 22 減速機(jī)機(jī)蓋零件圖 錢?。?減速機(jī)箱體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 8 主要孔 裝軸承支承孔 2φ ＋ 主要平面 底座的底面和結(jié)合面，箱蓋的結(jié)合面和頂部為孔面，支承孔的端面等。 其他加工其他主要連接孔、螺孔、銷釘孔以及一些特別的凸臺面等。 軸承支承孔通常在鏜床上鏜削；加工連接孔、螺孔、銷釘在鉆床上進(jìn)行，主要平面通常在龍門銑削，支承孔端面可以在鏜孔同一次安裝中加工出來。 減速機(jī)箱體的機(jī)械加工過程取決于精度要求、批量大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸重量、大小等因素。此處還應(yīng)考慮車間的條件，中間有無熱處理工序。 由圖可知，減速機(jī)箱體整個加工工藝過程分為兩大階段，先對箱蓋和機(jī)體分別進(jìn)行加工，而后合箱對整體箱進(jìn)行加 工。第一階段主要完成平面、緊固孔、油塞孔和油標(biāo)的加工，為整體合箱做準(zhǔn)備。第二階段為合裝好的箱體上加工軸承孔及其端面，第二階段加工完成后，還應(yīng)拆箱，為了保證軸承孔加工精度和拆裝后的重復(fù)精度，應(yīng)在兩階段之間安排鉗工工序，鉆鉸二定位銷孔，并打入定位銷。 零件圖分析 ＋ ，圓柱度公差為 。 E 面的位置度公差為 。 110 ?? 的軸心線對 C、 D 端面的垂直度公差為 ，對 另一軸心線的垂直度為 。 110 ?? 的軸心線對 A、 B 的垂直度公差為 。 C 面的位置度公差為 。 ； TH40。 。 減速機(jī)加工的工藝路線 擬定工藝路線是制定工藝過程的關(guān)鍵性的一步。在擬定時應(yīng)充分調(diào)查研究。多提幾個方案，加以分析比較確定一個最合理方案。 擬定工藝路線要考慮解決以下幾個問題： 加工方法的選擇 在選擇各表面的加工方法時，要綜合考慮以 下因素 （ 1）要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 （ 2）根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生江蘇大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在 小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 （ 3）要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 （ 4）要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方 法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法（參考表 11）。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表 面粗糙度為 m， 并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車 —— 半精車 —— 淬火 —— 粗磨。 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： (1) 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕 大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11~IT12。粗糙度為 Ra80~100μm。 (2)半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公 差等級為 IT9~IT10。表面粗糙度為 Ra10~ m (3)精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量 ， 主要目的是保證零件的形狀位置幾精度 ， 尺寸精度及表面粗糙度 ， 使各主要表面達(dá)到圖紙要求 .另外精加工工序安排在最后 ， 可防止或減少工件精加工表面損傷 . 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為 IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~ m. (4)光整加工階段 對某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改善很少。一般不能糾 正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為 IT5~IT6， 表面粗糙度為 ~μ m。 錢?。?減速機(jī)箱體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 10 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實(shí)際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū) 分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 (1)工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采 用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 (2)工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡 單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 加工順序的安排 零件的加工過程通常包括機(jī)械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序。在安排加工順序時常遵循以下原則： (1) 機(jī)械加工工序安排 1) 先粗后精，先粗加工，其次半精加工，最后安排 精加工和光整加工。 2) 先加工基準(zhǔn)面后加工其它面。首先以粗基準(zhǔn)定位加工出精基準(zhǔn)，然后以精基準(zhǔn)定位加工其它表面。例 如，軸類零件通常都是先加工出兩端面的頂針孔然，然后以頂針孔定位江蘇大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 加工其它表面。箱體、底座、支架類零件，其上的平面較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，因此一般都是先加工平面，在加工孔，稱之為“先面后孔”原則。 3) 先主后次。先安排主要的表面的加工。主要表面指裝配基準(zhǔn)面，工作表面等；次要表面指鍵槽、緊固用的螺孔和光孔