【文章內容簡介】 此為了提高生產率減少機械加工余量 ,應采用金屬模機械造型。又由于箱體零件的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組支承孔均需鑄出 , 故還應安放型芯 ,此外為消除殘余應力 ,鑄造后還應安排時效處理。 3 X6020B 變速箱體的機械加工工藝規(guī)程設計 變速箱體機械加工時的主要問題 作為箱體零件的變速箱體 ,其主要的加工表面是平面及其孔系。一般情況下 ,平面的加工精度要比孔系的加工精度容易實現。因此 ,對于變速箱來說 ,機械加工過程中的主要問題是如何實現孔的加工精度 ,如何 處理好孔與平面之間的相互關系。由于該變速箱體為中批量加工生產 ,因此滿足其生產率的要求也是箱體加工過程中應考慮的主要因素。 孔和平面的加工順序 箱體類零件的機械加工應遵循“先面后孔”的原則。即先加工箱體上的基準平面 ,再以基準平面定位加工其它平面 ,然后再加工孔系。變速箱體加工自然也應遵循這個原則。這樣處理的原因主要是平面的面積大 ,定位時穩(wěn)定可靠 ,且夾緊牢固 ,因而容易保證孔的加工精度。其次是 ,先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸部分 ,為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件 ,而且這樣做便于對刀及調整 ,同時也利于保護刀 具 ,防止打刀和崩刃。 粗 ,精加工分階段進行 對變速箱體的主要表面加工時應將粗 ,精加工分階段進行 ,這是因為箱體的結構形狀復雜 ,主要表面的加工精度較高。將粗 ,精加工分階段進行可以消除 ,由粗加工所產生的內應力、切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響 ,有利于保證箱體的加工精度。同時 ,還能根據粗 ,精加工的不同要求來合理選用設備 ,有利于提高生產率。 孔系加工方案的選擇 加工變速箱體的孔系時 ,應選擇能滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。這里除了考慮加工精度和加工效率以外 ,還應該考慮影響經濟效益的 因素。在滿足精度要求及生產率的條件下 ,應該擇價格最低的機床。 根據該箱體的加工精度和生產率要求 ,宜選用在專用鏜床上采用鏜模法鏜孔和在搖臂鉆床上采用鉆模法鉆孔 ,擴孔 ,鉸孔的加工方案。 機體機械加工時定位基準的選擇 .粗基準的選擇 粗基準的選擇應滿足以下要求 : 1) 保證各主要支承孔的加工余量均勻。 2) 保證裝入箱體內的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求 ,應選擇箱體的主要支承孔作為主要基準。即以Ⅰ、Ⅲ支承孔和③作為粗基準限制工件的六個自由度。由于是以孔作為粗基準來加工精基準面的 ,因 此當用精基準面定位加工Ⅰ、Ⅲ組支承孔時 ,就能保證其有足夠的加工余量。由于孔與壁的位置是同一型芯鑄成的 ,因而孔的余量均勻 ,也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 精基準的選擇 : 從保證箱體的孔與孔 ,孔與平面 ,平面與平面之間的位置關系考慮。精基準的選擇應能保證箱體在整個加工過程中基本上都用統(tǒng)一的定位基準。從原始零件圖樣可知 ,該箱體的底平面 1 與 1 個主要支承孔平行 ,且它的面積大 ,又是箱體部件的裝配基準面。因此它是理想的精基準 .用它來限制工件的三個自由度 ,然后再利用其它表面配合一起限制工件的六個自由度 ,因此 ,它能滿足整個的過程中都能采用統(tǒng)一定位基準的要求。 制訂工藝路線 在確定加工方案時 ,依據參考文獻 [2]表 平面加工方案：因為變速箱體的主要加工面的表面粗糙度分別為 aR ， aR ，aR 因此需采用粗銑→精銑可以達到精度要求 IT7~IT9，表面粗糙度要求aR ~ aR 。 三個支承孔的加工方案 :粗鏜 → 半精鏜 →精鏜。 可以達到精度要求 IT7~IT8，表面粗糙度要求 aR ~ aR 。 孔徑 15~20 mm， IT8~9 ， aR ~ aR 的小孔 ,采用鉆→（擴）→鉸的加工方案。 擬定工藝路線的出發(fā)點，應當是在保證零件質量的前提下 ,力求有高的生產率和低的生產成本。由于該變速箱體的生 產類型為中批生產 ,故需其工序適當集中 ,加工設備應以一般的普通加工機床為主 ,輔以高效率的專用機床 ,夾具則應以專用夾具為主 ,盡量采用高效快速的裝夾方法。 工藝方案 I: 工序 1:鑄造 工序 2:時效 工序 3:上底漆 工序 4:粗銑 5面 工序 5:精銑 5面 工序 6:粗銑 6 面 工序 7:精銑 6 面 工序 8:粗、精銑 3 面 工序 9:粗鏜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組支承孔 工序 10:精鏜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組支承孔 工序 11:鉆、擴、鉸 ? 20H8 孔 工序 12:鉆 、鉸 ? 30H7, 鉆 4M12 底孔 鉆 4? 17 鉆 8M4底孔 ? 33 鉆 4M6底孔 ? 5 鉆 M8 底孔 ? 擴 ? 10 26凹坑 鉆 3? 8 鉆、鉸 ? 10H8 鉆 M10底孔 ? 鉆 9M6底孔 ? 5 工序 13: 刮 ? 26 17凹坑 刮 M10 底孔 ? 刮 ? 32 4凹坑 工序 14:攻螺紋 M46H. M66H. M86H M106H M126H 工序 15:檢驗 工序 16:入庫 工藝方案Ⅱ : 工序 1: 鑄造 .時效 .上底漆 工序 2: 劃線 工序 3: 粗銑 1 面 工序 4: 粗、精銑 3 面 工序 5: 粗、精銑 4 面 工序 6: 粗、精銑 6 面 工序 7: 粗銑 2 面 工序 8: 精銑 1 面 工序 9: 精銑 2 面 工序 10:粗、半精鏜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ孔 工序 11:精鏜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以及 ? 100H8,? 80 5 工序 12:鉆、擴、鉸 2? 20H8 工序 13:鉆 1面上的孔 :鉆擴鉸 ? 30H7 鉆 4M12 底孔 ? ,鉆 4? 17 刮 ? 26 17凹坑 鉆 8M4 底孔 ? , 4M6 底孔 ? 5 工序 14:鉆 4面上的孔 :鉆 ? 13 22 凹坑 鉆 M8底孔 ? , 擴 ? 10 26凹孔 工序 15:鉆 5面上孔 :鉆 3? 8 工序 16:鉆 6面上孔，鉆鉸 ? 10H8 鉆 M10 底孔 ? 工序 17：鉆 3 面上孔 9M6底孔 ? 5 工序 18：攻絲 M46H M66H M86H M106H M126H 工序 19：檢驗 工藝方案的比較分析 : 兩種加工方案所選取的粗基準和精基準不同，由前面基準選取的確定和分析，可知方案Ⅱ的以Ⅰ、Ⅲ 組支承孔和平面③作為粗基準，以面積最大的底平面①作為精基準，更能滿足整個加工過程中都能采用統(tǒng)一定位基準的要求。 鏜孔時方案Ⅰ只安排了粗、精鏜兩步工序，而方案Ⅱ中還安排了半精鏜，有利于提高鏜孔的精度，達到圖紙對零件的要求，但要求工序適當集中，故粗鏜和半精鏜合二為一作為一道工序。 另外，在鉆孔時，方案Ⅰ工序雖然集中，但在某一道工序中太過于集中，使其中的某一道工序的工作量太 大。工時較多不利于流水線式作業(yè)，而方案Ⅱ采用加工某一個面上的孔作為一道工序，裝夾可靠，有利于流水線作業(yè)。故此次設計采用工藝方案Ⅱ。 ` 變速箱體的主要加工面 4 確定機械加工余量，工序尺寸及其公差 平面 根據參考文獻 [2], 表 , 表 ,表 , 表 ,表 ，采用尺寸公差等級 CT9 級，加工余量等級 MAF 級 . 表 (單位 :mm) 平面 總加工余量 毛坯尺寸 公差 精銑余量 粗銑余量 5面 90 ? 1 3面 2? 242 ? 2? 2 2? 2面 37 ? 6面 2? 207 ? 2? 1 2? 孔 根據參考文獻 [2]，表 [5]表 22，各公差等級標準公差計算式： IT7： 16i IT11:100i IT12: 160i IT8: 25i 基本尺寸≤ 500mm 時，標準公差因子的計算式： i = + 計 算后列表 于下： 表 a (單位 :mm) 孔 精鏜 余量 尺 寸 公 差 半精鏜余量 IT11 尺寸公差 粗鏜 余量 IT12尺寸 公差 毛坯 尺寸 左 762H? ?? ?? 5 ?? ? 752H? ?? ?? 5 ?? ? 762H? ?? ?? 5 ?? ? 右 780J? ?? ?? 5 ?? ? 862J? ?? ?? 5 ?? ? 780J? ?? ?? 5 ?? ? 鉆、擴、鉸孔的加工尺寸如表所 示 : 表 (單位 :mm) 孔 鉆 擴 鉸 2 820H? 18? ? 820H? 730H? 28? ? 730H? 810H? ? ? 810H? 5 確定切削用量、工時定額、切削力及切削功率 切削用量的選擇原則 切削用量主要包括主軸轉速 ,進給速度和背吃刀量。選擇切削用量時，就是在保證加工質量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機床性能和刀具性能，使切削效率最高，加工成本最低。 粗加工切削用量的選擇原則 粗加工時加工精度與表面光潔度要求不高 ,毛坯余量較大。因此 ,選擇粗加工的切削用量時 ,要盡可能保證較高的單位時間金屬切除量 (金屬切除率 )和必要的刀具耐用度 ,以提高生產效率和降低加工成本。 金屬切除率可以用下式計算 : 1 0 0 0???? PW afvZ 式中 : WZ —— 單位時間內的金屬切除量（ smm/3 ） V —— 切削速度（ sm/ ） f —— 進給量（ rmm/ ） pa —— 切削深度（ mm ） 提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的吃刀深度 pa ；其次根據機床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進給量 f ；最后確定一個最佳的切削速度 V。 選用較大的 pa 和 f 以后，刀具耐用度 t顯然也會下降，但要比 V 對 t 的影響小得多，只要稍微降低一下 V 便可以使回升到規(guī)定的合理數值，因此，能使 V、 f 、 pa 的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大 pa 可使走刀次數減少，增大 f 又有利于斷屑。因此，根據以上原則選擇粗加工切削用量 對于提高生產效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。 切削深度的選擇 粗加工時切削深度應根據工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝 系統(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應當盡量將粗加工余量一次切掉。只有當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。 進給量的選擇： 粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此，進給量應根據工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應考慮到機床進給機構的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的 剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應適當減小進給量。 切削速度的選擇： 粗加工時，切削速度主要是受刀具耐用度和機床功率的限制。合理的切削速度一般不需要經過精確計算，而是根據生產實踐經驗和有關資料確定。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度。 精加工時切削用量的選擇原則： 精加工時加工精度和表面質量要求較高，加工余量要小且較均勻。因此，選擇精加工的切削用量時 應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產效率。 切削深度的選擇： 精加工時的切削深度應根據粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質量。 進給量的選擇： 精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。進給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質量下降。 切削速度的選擇： 切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理 的幾何參數，以盡可能提高切削速度。只有當切削速度受到工藝條件限制面不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產生范圍。 由此可見，精加工時應選用較小的吃刀深度 pa 和進給量 f ，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V，以保證加工精度和表面質量，同時滿足生產率