【正文】 可缺少的工藝裝備[12]。20世紀(jì)80年代以后，夾具在制造業(yè)中不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)的機(jī)械加工領(lǐng)域，而且擴(kuò)大到了檢驗(yàn)、焊接等多種生產(chǎn)過(guò)程[13]。隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法發(fā)生了重大變革，由一次裝夾多面加工代替了傳統(tǒng)的多次裝夾和多次加工，由大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量的生產(chǎn)。隨著機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐步被中小批量生產(chǎn)模式所取代，機(jī)械制造系統(tǒng)欲適應(yīng)這種變化需具備較高的柔性。夾具元件多功能模塊化，能單獨(dú)使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進(jìn)一步增加，如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調(diào)節(jié)的綜合功能，可以一件單獨(dú)使用，也可以幾件組裝在一起使用，T形基礎(chǔ)、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機(jī)床的高效性能[16]。它是由一系列統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結(jié)構(gòu)、可重復(fù)使用的夾具，供單件或中小批量生產(chǎn)使用。為了便于夾具與機(jī)床定位連接，夾具基體有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的定位連接位置，使之專(zhuān)用、組合夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代化加工設(shè)備的需要[17]。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，傳統(tǒng)人工設(shè)計(jì)夾具的方法已無(wú)法滿足現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)的需要。因而，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)（CAFD）技術(shù)[18]。此后20世紀(jì)70年代前期Раковнц院士發(fā)表了10篇有關(guān)在工藝裝備和夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)的文章。隨著CAFD技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，對(duì)組合夾具的設(shè)計(jì)和構(gòu)形自動(dòng)化、智能化提出了更高的要求[19]。由它將機(jī)器和部件中許多零件連接成一個(gè)整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運(yùn)動(dòng)。各種渦輪減速器箱體類(lèi)零件由于功用不同,形狀結(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)上也存在著相同的特點(diǎn)。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式，即節(jié)省時(shí)間又能達(dá)到技術(shù)要求。為以后的一面兩銷(xiāo)定位加工做好準(zhǔn)備。（4）然后再來(lái)加工一些次要的面，只要粗銑65的左右端面和36即可。（6）加工好孔后再來(lái)鏜和孔，因?yàn)榇丝着c孔有位置要求，所以放在后面來(lái)加工，以來(lái)找正要鏜孔的中心線，即可達(dá)到加工要求。（8）加工4M87H螺紋孔，由參考文獻(xiàn)[20]，采用鉆、倒角、攻絲三工步加工。（9）加工M126H螺紋孔，由參考文獻(xiàn)[20]、倒角、攻絲。 選擇毛坯由該零件圖要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因?yàn)榱慵侵信可a(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。由于mm和mm的孔需要鑄造出來(lái)，故還需要安放型心。由參考文獻(xiàn)[21]可知，查得該鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為8~10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為H~G級(jí)。177。177。177。結(jié)果為：外圓角半徑：r=3；內(nèi)圓角半徑：R=5。 確定毛坯的熱處理方式毛坯應(yīng)安排人工時(shí)效處理，以消除殘余的應(yīng)力，從而可以改善加工性能本零件的毛坯圖如圖21所示：圖21渦輪減速器箱體毛坯圖 機(jī)械加工工藝路線的制訂 選擇定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。在工件工序圖中，用來(lái)確定本工序加工表面位置的基準(zhǔn)，加工表面與工序基準(zhǔn)之間，一般有兩次核對(duì)位置要求：一是加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的形狀位置要求，如平行度，垂直度等。否則，加工工藝過(guò)程會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。為了方便地加工出精基準(zhǔn)，使精基準(zhǔn)面獲得所需加工精度，選擇粗基準(zhǔn)，以便于工件的準(zhǔn)確定位。粗基準(zhǔn)一般只允許使用一次[22]。2. 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇原則：選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從整個(gè)工藝過(guò)程來(lái)考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并要達(dá)到使用起來(lái)方便可靠。本零件精基準(zhǔn)選擇，采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。 制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，是應(yīng)該使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效益，工藝簡(jiǎn)單、工序集中，盡量降低成本。工序2 鉆414锪平24的孔。工序4 銑前后65的凸臺(tái)面。工序6 粗鏜74孔、45176。工序7 鉆、擴(kuò)、鉸孔，孔口倒角145176。工序9 精擴(kuò)鉸孔。攻螺紋M126H。工序12 鉆4M87H螺紋底孔，攻螺紋4M87H。工序2 鉆414锪平24的孔。工序4 銑前后65的凸臺(tái)面。工序6 鉆、擴(kuò)、鉸孔，孔口倒角145176。粗鏜132孔。工序9 精鏜孔和132的孔。攻螺紋M126H。工序12 鉆4M87H螺紋底孔，攻螺紋4M87H。方案一是先加工74孔、45176。然后以底面為基準(zhǔn)經(jīng)過(guò)尺寸鏈換算找正的中心線再來(lái)加工孔孔，而方案二則與此相反，先鉆、擴(kuò)、鉸孔，倒角45176。因此，選擇方案二是比較合理的。粗鏜74孔、45176。攻螺紋M126H鉆4M107H螺紋底孔，攻螺紋4M107H鉆4M87H螺紋底孔，攻螺紋4M87H檢驗(yàn)入庫(kù)消除內(nèi)應(yīng)力防止生銹先加工面先粗加工后精加工后加工孔 加工工藝過(guò)程的分析1. 保證相互位置精度多道工序的加工都是以大孔、小孔以及平面組合定位，這種方法減少了工件的安裝誤差，能獲得很高的相互位置精度，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造精度容易保證的主要是孔定位基準(zhǔn)的夾具是心軸和定位銷(xiāo)。2. 防止變形的工藝措施前機(jī)體在加工過(guò)程中，常由于夾緊力、切削力和切削熱、熱處理等因素的影響而產(chǎn)生變形，使加工精度降低，防止變形注意以下幾點(diǎn)：（1）與減少切削力和切削熱的影響。（2）減少夾緊力的影響，工藝上可采取一些措施。夾緊力不應(yīng)集中于工件的某一點(diǎn)，使應(yīng)力分布在比較大的面積上，以使工件單位面積上所受力較小，從而減少變形。 選擇加工設(shè)備與工藝裝備由于生產(chǎn)類(lèi)型為中批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。2. 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具（1）銑刀選擇硬質(zhì)合金銑刀。3. 選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。測(cè)量范圍100mm~125mm的外徑千分尺。測(cè)量范圍50mm~125mm的內(nèi)徑千分尺即可。根據(jù)參考文獻(xiàn)[24]、加工的寬度為60mm。2. 確定孔的加工（1）mm毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7~IT8之間。粗鏜：mm 2Z=精鏜：mm（2）mm毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7~IT8之間。粗鏜：mm 2Z=精鏜：mm（3）mm毛坯為實(shí)心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT6~IT7之間。鉆孔：mm 2Z=2mm擴(kuò)孔：mm 2Z=鉸孔：mm（4）鉆414mm锪平24mm的孔毛坯為實(shí)心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8~IT9之間。鉸孔：414mm 锪平：424mm（5）鉆M126H螺紋底孔，孔口倒角245176。由參考文獻(xiàn)[24]。攻絲:： M126H（6）鉆4M107H螺紋底孔，攻螺紋4M107H毛坯為實(shí)心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8~IT9之間。鉆孔： 2Z=攻絲：M10（7）鉆4M87H螺紋底孔，攻螺紋4M87H毛坯為實(shí)心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8~IT9之間。鉆孔：4 2Z=攻絲：4M87H 確定切削用量及基本時(shí)間切削用量包括背吃刀量ap、進(jìn)給量f和切削速度v。1. 工序40切削用量及基本時(shí)間的確定本工序?yàn)殂姷酌?。選擇硬質(zhì)合金YG8端面銑刀直徑d=200mm，齒數(shù)z=10。（1）切削用量1）確定每齒進(jìn)給量fz，根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]，工藝系統(tǒng)剛性為中等。2）選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]，用硬質(zhì)合金端面銑刀粗加工灰鑄鐵。3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fM根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]，依據(jù)銑刀直徑d=200mm，齒數(shù)z=10，銑削深度ap=3mm，耐用度T=300min時(shí)，故相應(yīng)的切削速度為：式中 d——銑刀直徑，mm； T——耐用度，mm； ap——銑削深度，mm； fz——每齒進(jìn)給量，mm/r； ae——銑削寬度，mm； z——銑刀齒數(shù)。則切削速度為：=再根據(jù)公式： =根據(jù)X62W型臥式萬(wàn)能銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=95r/min，則實(shí)際切削速度為：=60m/min工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為：fMz=fzzn=1095=190mm/min4）校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[27]：式中z=10，n=150/60=，=60mm，ap=3mm，=，kpm=1。（2）基本時(shí)間根據(jù)參考文獻(xiàn)[28]，銑底面的基本時(shí)間為：式中 Tj——基本時(shí)間，s； ——切削加工長(zhǎng)度，mm； ——刀具切入長(zhǎng)度，mm； ——刀具切出長(zhǎng)度，mm；fM——工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，mm。工時(shí)定額是指完成零件一道工序的時(shí)間定額，也稱為單件時(shí)間定額。則銑底面的基本時(shí)間為：==輔助時(shí)間為：=== 其它時(shí)間為：+=2[（）]=2[（+）]=總單件時(shí)間定額：Td=+++=++=2. 工序50切削用量及基本時(shí)間的確定本工序?yàn)殂@414mm的孔和锪424的沉頭孔。（1）確定鉆孔414mm的切削用量1）確定進(jìn)給量f根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]，查取進(jìn)給量f=。=再有公式：初步算出：=448r/min根據(jù)機(jī)床Z3025主軸轉(zhuǎn)速表，選擇n=500r/min，所以實(shí)際速度：=22m/min（2）確定锪424的沉頭孔的切削用量1）確定進(jìn)給量f根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]，查取進(jìn)給量f=。其中=，D為孔的直徑（mm），得=3mm，i=4，=1~4mm，當(dāng)鉆中心孔或盲孔時(shí)=0，所以取=0。所選擇的刀具為硬質(zhì)合金YG8端面銑刀，其直徑=100mm，齒數(shù)z=10,mm,齒數(shù)z=10。（1）切削用量1）確定每齒進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]，查得粗銑和精銑每齒進(jìn)給量=~，現(xiàn)取粗銑=，精銑=。根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]，查取耐用度T=130min。根據(jù)X61W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，查取n=255r/min，則實(shí)際切削速度：===粗銑工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為fM= fzzn=10255=510mm/min精銑工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為fM= fzzn =10255=612mm/min根據(jù)X61W型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表，選擇粗銑fM=510mm/min，精銑fM=620mm/min，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為粗銑=, 精銑=。（2）基本時(shí)間1）粗銑98mm凸臺(tái)左右側(cè)面基本時(shí)間：==27s2）粗銑工件的左側(cè)面基本時(shí)間：Tj===3）精銑98mm凸臺(tái)左側(cè)面基本時(shí)間：==4）精銑工件左側(cè)面基本時(shí)間：==總基本時(shí)間：=27+++=輔助時(shí)間：==其它時(shí)間：+=2[（+）]=單件時(shí)間定額：Td =+++=++=4. 工序70切削用量及基本時(shí)間的確定本工序?yàn)殂娗昂?5的凸臺(tái)面。所選擇的刀具為硬質(zhì)合金YG8端面銑刀，銑刀直徑 d=80mm，z=10。（1）切削用量1）確定每齒進(jìn)給量根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]，查得每齒進(jìn)給量=~，現(xiàn)取=。3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fM根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]所知，依據(jù)銑刀直徑d=80mm，銑削寬度=65mm，銑削深度ap=3mm，耐用度T=120min時(shí)。根據(jù)X62W型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，n=300r/min。4）校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[27],得切削功率為: 取z=10，n=300/60=5r/s，=65mm，=3mm，=，=1將它們帶入上式中得：kW又由參考文獻(xiàn)[28]，則=＜故機(jī)床功率足夠。根據(jù)選擇銑刀的基本形狀刀具選擇：選擇硬質(zhì)合金YG8端面銑刀，d=50mm，z=8。（1）切削用量1）確定