【正文】 由于實(shí)際加工中切削力是一個(gè)變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動(dòng)、刀具的鈍化等因素影響，計(jì)算切削力大小的公式也與實(shí)際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過這種計(jì)算而得到結(jié)果 。這時(shí)應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個(gè)方程，然后求出所需的夾緊力。 `kWW? 式中 W`—— 計(jì)算出的理論夾緊力； W—— 實(shí)際夾緊力； K—— 安全系數(shù)，通常 k=~， k=~3,用于精加工時(shí) k=~2. 這里應(yīng)注意三個(gè)問題： （一）切削力在加工過程中往 往方向、大小在變化，在計(jì)算機(jī)中應(yīng)按最不利的加工條件下求得的切削力或切削合力計(jì)算。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。 當(dāng)鏜削 ~1?DL的通孔或不通孔時(shí)，刀具雖然仍是懸掛式，但導(dǎo)柱直徑 d 則應(yīng)小于所鏜孔經(jīng) D. 如果這時(shí)仍采用上述 dD 的方式，則在加工這種較長(zhǎng)的孔時(shí)，刀具的懸 伸長(zhǎng)度 h 必然很大，起碼應(yīng)大于 ，所以刀具易引偏，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鏜桿與鏜套蹩住，否則須增加鏜套長(zhǎng)度，以保證足夠的導(dǎo)引剛度。但根據(jù) DL 有兩種類型： 鏜削 DL 1 的通孔或小型箱體的不通孔時(shí)，刀具采用懸臂式，而導(dǎo)柱直徑大于鏜孔經(jīng)這種型式的特點(diǎn)為： 因?yàn)樗M孔的長(zhǎng)度很短，既刀具的懸伸長(zhǎng)度很短，而導(dǎo)柱直徑又大于鏜孔徑、所以刀具的剛性很好，加工精度也高。 按夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分，可分為臥式鏜床夾具和立式鏜床夾具等。 根據(jù)基準(zhǔn)面重合的原則，選定底面定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)自由度，工序孔限制三個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)定位。 結(jié)構(gòu)分析 加工工件為減速機(jī)箱體工件，要求加工兩直徑均為 φ 110mm的同軸孔。鏜模不僅廣泛用于一般鏜床和鏜孔 組合機(jī)床上 也可以用在一般車床、銑床和搖臂鉆床上，加工有較高精度要求的孔或孔系。 面到鉆 套座孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一， ? 。 工序精度分析 在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。 屬于這種夾具公差的多為夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)配合尺寸公差，如定位元件與夾具體、可換鉆套與襯套、導(dǎo)向套與刀具、鉸鏈連接的軸與孔、夾具機(jī)構(gòu)上各零件的配合尺寸公差等。 。 夾具的公差 制訂夾具公差的基本原則和方法 （ 1）滿足誤差不等式并有精度儲(chǔ)備的原則 零件加工中受工藝系統(tǒng)各種誤差因素的影響而使加工尺寸產(chǎn)生一定的誤差，設(shè)除夾具本身之外工藝系統(tǒng)其他各誤差環(huán)節(jié)所造成的總和，同時(shí)考慮到要維持夾具的使用精度，在壽命期內(nèi)應(yīng)留出允許的磨損公差為 △ ，夾具的制造誤差 ?jz應(yīng)當(dāng)保證被加工工件的錢巍： 減速機(jī)箱體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 22 尺寸誤差在考慮上述兩項(xiàng)誤差之后。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺(tái)?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：麻花鉆， dw=19mm, 則 F= Fz (《切削手冊(cè)》 ) 查表得： d0=19mm,ae=195, af =, ap =, δ Fz = 所以： F=( 192 20 ) 247。 夾緊結(jié)構(gòu)的確定 當(dāng)定位心軸水平放置時(shí)，在專用鉆床上鉆φ 19 mm孔的鉆前力和扭矩力均由重力與外力來承擔(dān)，這時(shí)工件的夾緊可以有兩種方案： 在箱體的底面上，采用壓板壓緊，夾緊力與切削力處于平行狀態(tài)。 本工序是對(duì)四個(gè)孔進(jìn)行加工，采取移動(dòng)的夾具，鉆模板選用旋式；使用快換鉆套。一個(gè)是設(shè)計(jì)在成批生產(chǎn)條件下，在專用立式鉆床上減速機(jī)底孔φ 19 的鉆床夾具，第二個(gè)加工工件為減速機(jī)箱體工件兩直徑均為 φ 110mm的同軸孔。 （ 3）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)夾緊裝置，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)制 J2NN~、夾具制造費(fèi)用較高。這類夾具作為機(jī)床附件已經(jīng)商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、萬能分度頭、機(jī)用虎鉗、項(xiàng)尖、中心 架、跟刀架、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、電磁吸盤等。 IT11 表面粗糙度 尺寸鏈的計(jì)算 兩中心面與底面的尺寸鏈計(jì)算 尺寸鏈圖 N=A1 +A2 =160+120 則 N=280 ?s N=?s A1 +?x A2 ?s N=+ = ?x A1 =?x A1 ?s A2 = = 江蘇大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 所以 ?s 的尺寸及公差為 280? 。 IT10 表面粗糙度 粗銑余量 2x5177。 IT10 表面粗糙度 粗銑余量 2x5177。 IT8 表面粗糙度 半精銑余量 177。分離式減速箱體的結(jié)合面與裝配基面底面有一定的尺寸精度和位置精度，軸承孔軸線應(yīng)對(duì)結(jié)合面上，與底面也有尺寸精度和相互位置精度要求，故加工底座結(jié)合面時(shí)，選底面為精基準(zhǔn)，箱體和箱后的軸承孔加工仍以底面為主要定位基準(zhǔn)。為此，通常優(yōu)先考慮 “基準(zhǔn)統(tǒng)一 ”原則。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。 自為基準(zhǔn)原則。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原 則。 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)確、牢固、方便。為了滿足上述要求，一般選箱體的主 要孔的毛坯孔作為粗基準(zhǔn)。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨 性。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表 面間的尺寸、位子符合圖紙要求。保證兩軸中心線的垂直度公差專用鏜床 江蘇大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 保證結(jié)合面與軸承孔的位置度公差為 7 半精鏜 以底面定位，以加工過的端面找正，裝夾工件，半精鏜 2 ? 110 ?? 軸承孔，留加工余量~。磨結(jié)合面保證尺寸 160177。 表 21 減速機(jī) WH212 機(jī)座的工藝過程 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 工藝裝備 1 鑄造 2 清砂 清除澆注系統(tǒng)，冒孔，型砂，飛邊，飛刺等 錢巍： 減速機(jī)箱體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 12 3 熱處理 人工時(shí)效處理 4 涂漆 非加工面涂防銹漆 5 粗銑、半精銑 以底面及側(cè)面定位，裝夾工件。 (3) 輔助工序的安排 檢驗(yàn)工序是重要的輔助工序，除每道工序操作者自檢外，還應(yīng)在下列加工階段，專門安排檢驗(yàn)工序。淡化前還需要安排調(diào)質(zhì)處理，淡化能提高零件硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗蝕性。表面淬火之前常要進(jìn)行調(diào)質(zhì)及正火處理。時(shí)效處理的目的是消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件精度。 3)時(shí)效處理。有以下幾種情況： 1) 退火與正火通常安排在粗加工之前。 此外，為了保證加工質(zhì)量要求，有些特殊零件的表面的最后精加工必須安排在部件裝配之后或 總裝過程進(jìn)行。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等。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。 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。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。 (2)工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。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。在實(shí)際生活中，對(duì)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(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。一般不能糾 正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為 IT5~IT6， 表面粗糙度為 ~μ m。粗糙度為 Ra80~100μm。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(shí)，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。 （ 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(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 擬定工藝路線要考慮解決以下幾個(gè)問題： 加工方法的選擇 在選擇各表面的加工方法時(shí)，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。 。 110 ?? 的軸心線對(duì) C、 D 端面的垂直度公差為 ，對(duì) 另一軸心線的垂直度為 。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。 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。 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。 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。 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(duì)毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實(shí)效處理，對(duì)某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后 要再進(jìn)行時(shí)效處理。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(shí)，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。 在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。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。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。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。 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)。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。在確定毛坯時(shí)，一般要 綜合考慮以下幾個(gè)因素： （ 1）依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。但調(diào)整比較麻煩和費(fèi)時(shí)，適合于箱體壁相距較遠(yuǎn)的同軸孔。對(duì)于大型箱體，可利用鏜床后立柱導(dǎo)套支承鏜桿。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。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。 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(cè)量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較大地提高其坐標(biāo)位移精度。 孔系加工 箱體的孔系，是有位置精度要求的各軸承孔的總和，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。 錢?。?減速機(jī)箱體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 4 上述主軸孔精加工方案中的最終工序所使用的刀具都具有徑向“浮動(dòng)”性質(zhì)，這對(duì)提高孔的尺寸精度、減小表面粗糙度值是有利的，但不能提高孔的位置精度。在成批生產(chǎn)中，常采用銑削加工。 由于箱體有 以上共特點(diǎn)，故機(jī)械加工勞動(dòng)量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大，例如減速箱體在鏜孔時(shí)，要如何保證位置度問題，都是加工過程較困難的問題。 減速機(jī)箱體上有許多 軸孔， 這些軸承支承孔 ， 必須具備較高的尺寸精度、幾何形狀精度及較低的表面粗糙度值 ， 否則將直接影響到軸的外圓與孔的配合精度 ， 使軸的旋轉(zhuǎn)精度降低。 但 由 于所用設(shè)備昂貴 ， 金屬切削機(jī)床上的加工工藝的發(fā)展前景在很大程度上與擴(kuò)大有效采用現(xiàn)有工藝方法的范圍緊密相關(guān) 。采用電子技術(shù)管理切削加工過程 ， 提高了對(duì)毛坯質(zhì)量和精度的要求。 在先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家中 ， 毛坯生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)表明今后毛坯生產(chǎn)決定性的發(fā)展方向是力圖在經(jīng)濟(jì)合理的范圍內(nèi) ， 使毛坯接近成品零件的尺寸形狀。 機(jī)器制造工藝和組織的遠(yuǎn)景發(fā)展的概念是考慮在集管理、信息和技術(shù)為體的 基礎(chǔ) 上建立全盤自動(dòng)化工廠 ， 將最終產(chǎn) 品 的各個(gè)加工階段連接起來。 機(jī)械 加 工 工藝 的 發(fā) 展 前 景 機(jī)械制造是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門科技進(jìn)步的基礎(chǔ)。 五、擬定工藝路線的一般原則 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，大體可分為兩個(gè)步驟。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，錢?。?減速機(jī)箱體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 2 基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類。若加工余量過小，則既不能消除上道工序的各種缺陷和誤差，又不能補(bǔ)償本工序加工時(shí)的裝夾誤差，造成廢品。 在工件上留加工余量的目的是為了切除上一道工序所留下來的加工誤差和表面缺陷，如鑄件表面冷硬層、氣孔、夾砂層，鍛件表面的氧化皮、脫碳層、表面裂紋，切削加工后的內(nèi)應(yīng)力層和表面粗糙度等。 三、 加工余量 為了加工出合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬的厚度，稱為加工余量。 1．單件生產(chǎn) 單個(gè)地生產(chǎn)某個(gè)零件，很少重復(fù)地生產(chǎn)。 一、工序 工序是工藝過程的基本組成單位。 ......................................................................................... 5 毛坯的形狀及尺寸的確定： .......................................................................... 5 毛坯的材料熱處理 .................