【正文】 面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度。 在零件的夾具設(shè)計中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)，進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。 關(guān)鍵詞 主軸箱；加工工藝；工序；專用夾具 IV Abstract This article is to the body parts 3 d modelling and parts machining process route design, and according to the requirements of machining process for fixture design. 3 d modelling mainly expressed the moulding process of the parts, and can according to the parts 3 d drawings of nc machining program automatically generate parts. The main spindle box, a box body parts, the main processing surface is flat and hole. Its processing route, long processing time, processing cost is higher, the machining precision of parts request also is higher. According to the machining process requirement, follow the principle of surface hole after first, and will be in the plane of the hole and processing into rough machining and finish machining stage to ensure the machining accuracy. Crude benchmark, the benchmark choice on bottom as the bottom with two hole as a benchmark, to determine the processing technology and processing required in the various process parameters. In parts of fixture design, mainly according to the parts processing process requirements, the analysis should limit the freedom degree, and according to the surface features of parts positioning element selected, then analysis the selected ponents can limit should be the limit of degrees of freedom. Determine the positioning ponents also need to select after clamping device, the structure of special fixture is determined in the end. Key words spindle box。 Process。機(jī)械加工工藝是實現(xiàn) 產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，合理的機(jī)械加工工藝過程是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。機(jī)械加工工藝文件的合理性也會受到企業(yè)各方面因素的制約，比如企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、工人的技術(shù)水平及夾具的設(shè)計水平等，其中較為重要的是夾具的生產(chǎn) 和設(shè)計。 好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。 所以對機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計具有十分重要的意義。 該課題主要是為了培養(yǎng)我們開發(fā)、設(shè)計和創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品的能力，要求我們能夠結(jié)合常規(guī)機(jī)床與零件加工工藝，針對實際使用過程中存在的金屬加工中所需要的三維造型、機(jī)床的驅(qū)動及工件夾緊問題，綜合所學(xué)的機(jī)械三維造型、機(jī)械理論設(shè)計與方法、機(jī)械加工工藝及裝備等知識，對高效、快速夾緊裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，從而實現(xiàn)金屬加工機(jī)床驅(qū)動與夾緊的半自動控制。從中鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，并希望通過畢業(yè)設(shè)計能養(yǎng)成一種嚴(yán) 謹(jǐn)、務(wù)實、求真、奮進(jìn)的工作態(tài)度，不僅是對生活的一種感悟，而且為參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 國內(nèi)外的發(fā)展概況 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。 由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。同時為了減少工人的勞動強(qiáng)度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的行程進(jìn)行設(shè)計，以期 以最短的夾緊行程，達(dá)到最佳的夾緊效果。 特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在機(jī)床技術(shù)向高速 、 高效 、 精密 、 復(fù)合 、 智能 、 環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。并能根據(jù)零件的加工工序要求，分析零件的定位方式、金屬切削加工過程中的機(jī)床工作臺驅(qū)動、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)理論知識，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個零件的加工工藝路線經(jīng)濟(jì)，工件定位方案合理，來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計 。 主軸箱箱體工藝工裝設(shè)計 3 2 零件的造型 根據(jù) C6150 車床主軸箱箱體的零件圖，進(jìn)行箱體零件的形體分析，進(jìn)而分析零件的作圖步驟，先選取左視圖為第一造型平面確定平面坐標(biāo)系，布圖（畫各圖基準(zhǔn)線），繪制主體結(jié)構(gòu)。 線框的生成，根據(jù)零件圖的大小，運用畫線及平移生成圖示距離的外形輪廓，選中剪切功能鍵，將多余的線條裁掉，如圖 所示。 實體的生成，選中繪制好的面域，然后做拉伸，拉伸的長度為 650mm，如圖 所示。 此過程僅例舉部分圖樣生成過程，使用拉伸命令分別拉伸各特征面域創(chuàng)建個部分的三維實體，包括拉伸、繪制連接板、軸孔、圓角等 ，并且運用差集繪制出孔。 左箱殼的生成，隱藏上半部分繪圖時的圖層，然后繪制左箱殼的外形圖。 選中圓面做拉伸，依次選中側(cè)面的各圓面分別做拉伸，拉伸高度為 60mm。 零件 各部分拼接（使用命令：移動、對齊、 USC）。 做并集，在確保上步各部分已經(jīng)移動到準(zhǔn)確的位置并對齊之后，點擊并集按鈕先選一部分實體模型，再選中另一部分實體模型右擊即可并集，如圖 所示。 同上，運用拉伸、移動和差集做箱體的最后一部分右箱殼，然 后將右箱殼移動到相應(yīng)的位置，打開各實體圖層，運用并集將所有部分形成一個整體，并且進(jìn)行倒圓角等處理，如圖 所示。 同時它將機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運動或動力。 因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度、性能和壽命。 圖 零件展開圖 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好?，F(xiàn)分析如下： 1）該零件為機(jī)床主軸箱，主要加工部位為平面和孔系，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求又高，加工時應(yīng)注意選擇定位基準(zhǔn)及夾緊力。 3）箱體上 A 面與 D 面的垂直度公差為 4）箱體上 C 面與 D 面的垂直 度公差為 5）箱體上 D 面與 W 面的垂直度公差為 。 9）Ⅳ軸軸孔內(nèi)表面對基準(zhǔn) H 的平行度公差為 ；Ⅳ軸各軸孔表面對基準(zhǔn) C的同軸度公差為φ 。每孔內(nèi)表面相對側(cè)母線的平行度公差為。 12）Ⅳ軸軸孔的軸線對基準(zhǔn) W 的平行度公差為 。 14）Ⅵ軸軸孔的軸線對基準(zhǔn) N 的平行度公差為 。 16）鑄件人工時效處理。 1）鑄件必須進(jìn)行時效處理，以消除應(yīng)力。 2）為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，該零件主要定位基準(zhǔn)，集中在 D 面和 W 面上。對直徑較小的孔、應(yīng)采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法。 主軸箱箱體工藝工裝設(shè)計 9 4）為提高孔的加工精度，應(yīng)將粗鏜、半精鏜和精鏜分開進(jìn)行。 6）孔的尺寸精度檢驗，使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測量。 7）同一軸線上各孔的同軸度，可采用檢驗心軸進(jìn)行檢驗。 C6150 車床主軸箱箱體作為主傳動系的支承零件，各傳動軸間要求一定的位置精度，因此，加工此箱體的主要任務(wù)是保證各孔系間的相互位置精度。 根據(jù) C6150 車床主軸箱箱體零件圖可知，其主要加工面是進(jìn)行導(dǎo)軌面的加工、表面加工、孔加工、鉆孔、攻絲，孔的精度要求高。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 4 工藝規(guī)程設(shè)計 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費用、零件生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，而且也與零件的機(jī)械加工工藝和質(zhì)量密切相關(guān)。 毛坯選擇時，應(yīng)全面考慮以下因素： 1）零件的材料及機(jī)械性能要求； 2）零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸； 3）生產(chǎn)類型，它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經(jīng)濟(jì)性； 4） 現(xiàn)有生產(chǎn)條件； 5）充分考慮利用新工藝、新材料、新技術(shù)的可能性。最常用的是HT200~400，當(dāng)載荷較大時，采用 HT300~540 高強(qiáng)鑄鐵。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。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。 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。特別是主要加工面要求更高。 圖 毛坯圖 主軸箱箱體工藝工裝設(shè)計 11 該零件為箱體類，且外型尺寸較大，材料為 HT200，零件的形狀較復(fù)雜，因此不能用鍛造，只能用鑄件，采用砂型鑄造毛坯（如圖 所示）（適用于形狀復(fù)雜的毛坯，良好的耐磨性、抗震性、切削加工性和鑄造性能）。根據(jù)零件主要的加工表面的粗糙度查參考文獻(xiàn)《機(jī)械制造工藝簡明手冊》確定各表面加工余量。為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)使箱體壁厚盡量均勻，箱體澆鑄后應(yīng)安排時效或退火工序。為了提高箱體加工精度的穩(wěn)定性 ，采用時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力。定位基準(zhǔn)選擇正確、合理，可以保證零件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。 主軸箱定位基準(zhǔn)的選擇，直接關(guān)系到箱體上各個平面與平面之間、孔與平面之間、孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證。 該箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均，剛性不 好，而加工精度要求又高，故箱體重要加工表面都要劃分粗、精加工兩個階段，這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)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。具體選擇時應(yīng)考慮下列原則： ① 重要表面 原則 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。 ③ 余量最小 原則 如果零件上每個表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以避免該表面在加工時因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 ⑤ 平整光潔 原則 以便工 件定位可靠、夾緊方便。大批大量生產(chǎn)時，由于毛坯精度高，可以直接用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產(chǎn)率高。 該主軸箱箱體為單件小批量生產(chǎn)，在單件小批量生產(chǎn)時，由于毛坯精度低， 所以以劃線找正法安裝。加工該箱體時，按所劃的線找正安裝工件，則體現(xiàn)的是以主軸孔作為粗基準(zhǔn)。一般應(yīng)考慮以下原則： 1) 基準(zhǔn)重合原則 即選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 3) 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而 均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。 為了保證箱體零件孔與孔、孔與平面、