教案
授课主要内容或板书设计
无锡职业技术学院
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畢業設計（論文）任務書 機電工程系機械設計製造及其自動化專業09機本班姓名：畢業設計（論文）時間：2013 年 3 月11 日至2013 年 6 月21 日畢業設計（論文）題目：制動鼓孔系加工專用機床主傳動系統設計 畢業設計（論文）任務 一、本畢業設計課題應達到的目的 本課題為機械加工的專用設備，用於汽車制動系統中零件-制動鼓孔系加工。通過設計培養學生獨立進行專用機床設計、計算的能力，使之熟悉專用機床設計的一般步驟，提高學生的工程意識、工程實踐能力和科技寫作水準。 能夠結合題目搜集資料，查閱相關文獻；具有扎實的機械設計，專用機床設計知識；具有較強的獨立設計能力。 設計內容包括零件的分析，機械加工方案的制定，專用機床總體方案的選擇，方案的優化與比較，部件設計，關鍵件的計算、校核，零件工作圖設計等內容。 二、主要技術參數 1．生產綱領：10萬 2．零件材料：HT200 3．廢品率：1% 4．備品率：5% 三、本畢業設計課題任務的內容和要求 設計內容包括零件的分析，機械加工方案的制定，專用機床總體方案的選擇，方案的優化與比較，部件設計，關鍵件的計算、校核，零件工作圖設計等內容。 要求：1、搜集資料，查閱文獻，現場實習，熟悉當前相關研究動態，完成開題報告。 2、論證和擬定總體方案（結構組成佈局及聯繫尺寸圖、控制方式等）（圖、表）。 3、具體機構的設計，關鍵件的計算、校核等。 4、裝配圖與零件圖（主傳動系統）。 5、撰寫設計計算說明書（不少於1.8萬字）；相關外文翻譯（不少於3千漢字）。 四、對本畢業設計課題成果的要求 （1）開題報告一份。 （2）圖紙不少於折合3張A0圖紙。 （3）完成設計說明書一份。
一般减速箱，为了制造与装配的方便，常做成可分离的，如图8-70所示。 （一）分离式箱体的主要技术要求 1．对合面对底座的平行度误差不超过0.5/1000； 2．对合面的表面粗糙度值小于Ral.6μm，两对合面的接合间隙不超过0.03mm； 3．轴承支承孔必须在对合面上，误差不超过±0.2mm； 4．轴承支承孔的尺寸公差为H7，表面粗糙度值小于Ral.6μm，圆柱度误差不超过孔径公差之半，孔距精度误差为±0.05~0.08mm。 (二）分离式箱体的工艺特点 分离式箱体的工艺过程如表8-10、表8-11、表8-12所示。 表8-10箱盖的工艺过程 序号工序内容定位基准 10 铸造 20 时效 30 涂底漆 40 粗刨对合面凸缘A面
50 刨顶面 对合面60 磨对合面顶面 70 钻结合面联接孔对合面、凸缘轮廓 80 钻顶面螺纹底孔、攻螺纹对合面二孔 90 检验 表8-11底座的工艺过程 序号工序内容定位基准 10 铸造 20 时效 30 涂底漆 40 粗刨对合面凸缘B面50 刨底面对合面 60 钻底面4孔、锪沉孔、铰2个工艺孔对合面、端面、侧面 70 钻侧面测油孔、放油孔、螺纹底孔、锪沉 孔、攻螺纹 底面、二孔 80 磨对合面底面 90 检验 表8-12箱体合装后的工艺过程
由表可见，分离式箱体虽然遵循一般箱体的加工原则，但是由于结构上的可分离性，因而在工艺路线的拟订和定位基准的选择方面均有一些特点。 1.加工路线 分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于：整个加工过程分为两个大的阶段。第一阶段先对箱盖和底座分别进行加工，主要完成对合面及其它平面，紧固孔和定位孔的加工，为箱体的合装作准备；第二阶段在合装好的箱体上加工孔及其端面。在两个阶段之间安排钳工工序，将箱盖和底座合装成箱体，并用两销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和拆装后的重复精度。 2.定位基准 (1)粗基准的选择分离式箱体最先加工的是箱盖和箱座的对合面。分离式箱体一般不能以轴承孔的毛坯面作为粗基准，而是以凸缘不加工面为粗基准，即箱盖以凸缘A面，底座以凸缘B面为粗基准。这样可以保证对合面凸缘厚薄均匀，减少箱体合装时对合面的变形。 (2)精基准的选择分离式箱体的对合面与底面(装配基面)有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；轴承孔轴线应在对合面上，与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。为了保证以上几项要求，加工底座的对合面时，应以底面为精基准，使对合面加工时的定位基准与设计基准重合；箱体合装后加工轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，并与底面上的两定位孔组成典型的“一面两孔”定位方式。这样，轴承孔的加工，其定位基准既符合“基准统一”原则，也符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与对合面的重合度及与装配基面的尺寸精度和平行度。 分离式箱体的工艺特点 分离式箱体的工艺过程如表8-10、表8-11、表8-12所示。 表8-10箱盖的工艺过程
箱体零件加工及加工工艺 专业机械设计制造及其自动化年级 2013级 姓名王婷 指导教师李强 2015年5月25日
天津理工大学成人高等教育本科毕业设计（论文）任务书 1.课题名称：箱体零件加工及加工工艺 2.题目类型：论文题目来源：自拟 3.设计（论文）的主要内容，主要技术指标及基本要求： 1、保证箱体零件加工质量； 2、合适一般现场条件，能显著提高生产效率： 3、降低生产成本，适宜性强： 4.设计（论文）的软、硬件环境（资料、参考文献、实验条件及设备等）： [1] 李洪．机械加工工艺手册．北京出版社，2005.9． [2] 徐宏海．机械制造工艺．化学工业出版社，2006．8． [3] 周虹编．数控加工工艺与编程．人民邮电出版社，2006．9． [4] 弈继昌．机械制造工艺学及夹具设计．中国人民出版社，2007．5． [5]张耀宸．机械加工工艺设计手册．航空工业出版社，2008．8． [6]陈宏钧．金属切削速查速算手册．机械工业出版社，2009．5． [7]刘建亭．机械制造基础．机械工业出版社，2009．10． [8]华茂发．数控机床加工工艺．机械工业出版社，2010．3． [9]肖继德，陈宁平．机床夹具设计．机械工业出版社，2010．8． [10]周虹．数控原理与编程实训．人民邮电出版社，2010．11. 学生姓名王婷年级专业2013级指导教师李强 教师职称任务下达日期2015.3.1 完成日期2015.5.25
目录 引言 (4) 第1章零件图解析 (5) 1.1箱体零件作用 (5) 1.2箱体零件的材料及其力学性能 (5) 1.3箱体零件的结构工艺分析 (5) 第2章毛坯的分析 (5) 2.1毛坯的选择 (5) 2.2毛坯图的设计 (6) 第3章工艺路线拟定 (6) 3.1定位基准的选择 (6) 3.2加工方法的确定 (6) 第4章加工顺序的安排 (7) 4.1工序的安排 (7) 4.2工序划分的确定 (8) 4.3热处理工序的安排 (8) 4.4拟定加工工艺路线 (9) 4.5加工路线的确定 (9) 4.6加工设备的选择 (9) 4.7刀具的选择 (10) 4.8选择夹具及量具确定装夹方案 (10) 第5章工艺设计 (10) 5.1加工余量，工序尺寸，及其公差的确定 (10) 5.2确定切削用量及功率的校核 (11) 第6章数控加工路线的分析 (13) 结论 ......................... 错误！未定义书签。参考文献 .......................... 错误！未定义书签。附表1 ............................. 错误！未定义书签。附表2 ............................. 错误！未定义书签。致谢 .. (18)
学院 毕业设计 (论文) 专业 班级 学生姓名 学号 课题箱体零件的加工工艺及工艺装备设计 指导教师 2009 年 6 月 10 日
摘要 本次毕业设计以齿轮泵箱盖为设计对象，主要设计任务有两项：第一项齿轮泵箱盖零件加工工艺规程的设计；第二项是齿轮泵箱盖零件的工装夹具的设计。在箱盖零件加工工艺规程的设计中，首先对零件进行分析，根据零件的材料，生产纲领及其它来确定毛坯的制造形式；其次进行加工基面的选择与工艺路线的制订；最后进行加工余量、工序尺寸及切削用量等的计算与确定。在工装夹具部分的设计中，首先是定位基准的选择，根据各自工序的不同特点来进行定位基准的选择；其次进行切削力及夹紧力的计算；最后进行误差分析。 关键词: 工艺规程定位夹具
目录 1绪论 (3) 2工艺设计说明 (4) 2.1零件分析 (4) 2.1.1零件的作用 (4) 2.1.2零件的工艺分析 (4) 2.2工艺规程设计 (5) 2.2.1确定毛坯的制造形式 (5) 2.2.2基面的选择 (6) 2.2.3制定工艺路线 (7) 2.2.4机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 (10) 2.2.5确定切削用量及基本定时 (12) 3专用夹具设计 (21) 3.1 问题的指出及夹紧方案的确定 (21) 3.2 专用夹具设计 (21) 3.2.1专用夹具设计简图如下 (21) 3.2.2夹紧力的确定 (22) 3.2.3切削力及夹紧力的计算 (23) 3.2.4定位基准的选择 (23) 3.2.5 定位误差分析 (24) 3.2.6夹具设计及操作的简要说明 (24) 4设计总结 (25) 参考文献 (26) 致谢.................................... 错误！未定义书签。附录一英文科技文献翻译................. 错误！未定义书签。附录二工艺过程卡及工序卡............... 错误！未定义书签。附录三毕业设计任务书................... 错误！未定义书签。附录四本科毕业设计（论文）开题报告..... 错误！未定义书签。
典型零件加工工艺(轴类，盘类，箱体类，齿轮类等 实际中，零件的结构千差万别，但其基本几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。很少有零件是由单一典型表面所构成，往往是由一些典型表面复合而成，其加工方法较单一典型表面加工复杂，是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。 第一节轴类零件的加工 一轴类零件的分类、技术要求 轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。 根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： ⑴尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。 ⑵几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 ⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 ⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1．轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2．轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。 调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式主要有以下三种。 1．采用两中心孔定位装夹 一般以重要的外圆面作为粗基准定位，加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准；尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准，并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准，它自身质量非常重要，其准备工作也相对复杂，常常以支
箱体零件的加工工艺 姓名：宋国萍 班级：机械071 班级学号：49 指导教师：李丽 箱体零件的加工工艺 摘要： 在箱体类零件各加工表面中，通常平面的加工精度比较容易保证，而精度要求较高的支承孔的加工精度以及孔与孔之间、孔与平面之间的互相位置精度则较难保证。所以，再制定箱体类零件加工工艺过程的时，应将如何保证孔的精度为重点来考虑。 精度与表面粗糙度要求，目的是保证安装在孔内的轴承和轴的回转精度；平面的平面度和平直度，其目的在于保证装配后整机的接触面接触刚度和导向面的定位精度；孔系的位置精度是箱体类零件最主要的技术要求，其中包括孔与孔的位置精度箱体类零件加工表面的主要问题是平面和孔。其技术要求主要体现在三个方面：孔的尺寸和孔与平面位置精度，箱体定位基准的选择。 Abstract In the box-type parts of machined surface, usually the processing plane is easier to ensure accuracy, but the supporting high precision machining precision holes and holes with the holes between the hole and the mutual position between the plane more difficult to ensure the accuracy of . Therefore, re-enacted box parts machining process time should be how to ensure the accuracy of holes focus to consider. Accuracy and surface roughness requirements, the purpose is to ensure that the bearings installed in the hole and shaft of the rotary precision; plane flatness and straightness, the purpose is to ensure assembly of the contact surface after the machine-oriented surface of the contact stiffness and positioning accuracy; the location of the holes is a box-type parts precision of the most important technical requirements, including the location of hole and hole box parts machined surface accuracy of the main problems is the plane and holes. Its technical requirements is mainly reflected in three aspects: the hole size and hole position accuracy with the plane, the choice of the base box location. 关键词： 箱体。。。。。。Box 基准。。。。。。Benchmark. 孔。。。。。。Hole
11 目录 1 引言 (2) 2 课程设计的目的 (2) 3 箱体的工艺分析 (3) 3.1箱体的结构及其工艺性分析 (3) 3.2箱体的技术要求分析 (3) 4 毛坯的选择 (3) 5 箱体机械加工工艺路线的制定 (4) 5.1定位基准的选择 (4) 5.1.1 精基准的选择 (4) 5.1.2 粗基准的选择 (4) 5.2拟定工艺路线 (4) 5.2.1 加工方法的选择和加工阶段的划分 (4) 5.2.2 工艺路线的拟定 (5) 5.3加工余量和工序尺寸的拟定 (6) 5.3切削用量的确定 (7) 6 夹具设计设计 (15) 6.1确定设计方案 (16) 6.2选择定位方式及定位元件 (16) 6.3确定导向装置 (16) 6.4定位误差的分析与计算 (16) 6.5设计夹紧机构 (16) 7 致谢 (16) 参考文献 (17)
1 引言 工艺综合课程设计是机械类专业的一门主干专业基础课，内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，必须通过实践性教学环节才能使我们对该课程的基础理论有更深刻的理解，也只有通过实践才能培养我们理论联系实际的能力和独立工作能力。因此，工艺综合课程设计应运而生，也成为机械类专业的一门重要实践课程。 2 课程设计的目的 工艺综合课程设计旨在继承前期先修基础课程的基础上，让我们完成一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下。 （1）在结束了机械制造基础等前期课程的学习后，通过本次设计使我们所学到的知识得到巩固和加深。培养我们全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。 （2）通过设计提高我们的自学能力，使我们熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。 （3）通过设计使我们树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。 （4）通过编写设计说明书，提高我们的技术文件整理、写作及组织编排能力，为我们将来撰写专业技术及科研论文打下基础。 箱体零件图模型
箱体类零件加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件，轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上，连接成部件或机器，使其按规定的要求工作，因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度，而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。 图1 某车床主轴箱体简图
箱体类零件的结构特点和技术要求分析 图3所示零件为某车床主轴箱体类零件，属于中批生产，零件的材料为HT200铸铁。一般来说，箱体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析，应针对平面和孔的技术要求进行分析。 1．平面的精度要求箱体零件的设计基准一般为平面，本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。 2．孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。 3．孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面（G、H面）的平行度误差为0.04mm。 4．表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm，装配基面表面粗糙度为1.6μm。 箱体类零件的材料及毛坯 箱体零件的材料常用铸铁，这是因为铸铁容易成形，切削性能好，价格低，且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150～350，常用HT200。在单件小批量生产情况下，为缩短生产周期，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下，可采用铝镁合金或其它铝合金材料。 铸铁毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度较低，余量大；在大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都铸出预孔，以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必经切削加即可使用。 箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。 箱体零件的典型加工路线为：平面加工－孔系加工－次要面（紧固孔等）加工。 图1车床主轴箱体零件，其生产类型为中小批生产；材料为HT200；毛坯为铸件。该箱体的加工工艺路线如表1。 表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程
箱体孔系加工和常用工艺装备 一、箱体零件孔系加工 箱体上一系列相互位置有精度要求的孔的组合，称为孔系。孔系可分为平行孔系「图8-35（a）〕、同轴孔系［图8-35（b）」和交叉孔系［图8-35（c）］。孔系加工不仅孔本身的精度要求较高，而且孔距精度和相互位置精度的要求也高，因此是箱体加工的关键。孔系的加工方法根据箱体批量不同和孔系精度要求的不同而不同，现分别予以讨论。 （一）平行孔系的加工 平行孔系的主要技术要求是各平行孔中心线之间及中心线与基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度。生产中常采用以下几种方法 1．找正法 找正法是在通用机床上借助辅助工具来找正要加工孔的正确位置的加工方法。这种方法加工效率低，一般只适用于单件小批生产。根据找正方法的不同，找正法又可分为以下几种： （l）划线找正法。加工前按照零件图在毛坯上划出各孔的位置轮廓线，然后按划线一一进行加工。划线和找正时间较长，生产率低，而且加工出来的孔距精度也低，一般在±0.5 mm 左右。为提高划线找正的精度，往往结合试切法进行。即先按划线找正镗出一孔再按线将主轴调至第二孔中心，试镗出一个比图样要小的孔，若不符合图样要求，则根据测量结果更新调整主轴的位置，再进行试镗、测量、调整，如此反复几次，直至达到要求的孔距尺寸。此法虽比单纯的按线找正所得到的孔距精度高，但孔距精度仍然较低且操作的难度较大，生产效率低，适用于单件小批生产。 （2）心轴和块规找正法。镗第一排孔时将心轴插人主轴孔内（或直接利用镗床主轴），然后根据孔和定位基准的距离组合一定尺寸的块规来校正主轴位置，如图8-36所示。校正时用塞尺测定块规与心轴之间的间隙，以避免块规与心轴直接接触而损伤块规。镗第二排孔时，分别在机床主轴和加工孔中插入心轴，采用同样的方法来校正主轴线的位置，以保证孔心距的精度。这种找
毕业设计（论文） 题目变速箱壳体孔系加工专用机床设计（左主轴箱） 2014年6月 5 日
变速箱壳体孔系加工专用机床设计（左主轴箱） 摘要 组合机床是一种专用高效自动化技术装备，因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。本次设计的是钻变速箱体左端面孔组合机床，主要完成组合机床的多轴箱设计。通过分析比较，确定了选用卧式单工位组合机床以加工零件左端面孔系；为确保加工精度，采用一面两销的定位方式；为实现无极调速，安全可靠，选择液压组合滑台；根据零件的大小及被加工孔位置确定主轴箱的轮廓尺寸；通过计算确定主轴和传动轴的直径；齿轮模数是通过类比法确定；齿轮齿数和中间传动轴的位置是由计算、作图和多次试凑相结合的办法确定；计算主轴、传动轴的坐标并进行中心距的验算，确定部分轴上采用变位齿轮；轴上的齿轮套、键等零件按轴号选择相应的标准件。 关键词：组合机床；多轴箱；主轴；传动轴；齿轮
Abstract Combination machine tools is a kind of special high automation technology and equipment, and therefore is widely used in automobiles, tractors, internal combustion engines and compressors many industrial production field. This design is to drill the left side face of gear case combination machine tools, the main spindle box of modular machine tool design. Through analysis and comparison, to determine the selection of horizontal simplex bit left side face of combination machine tools for machining parts is; In order to ensure the machining accuracy, using a two pin positioning way; In order to achieve the infinite speed, safe and reliable, choose hydraulic combination sliding table; According to the size of the parts and processed hole location to determine the outline of the spindle box size; Through the calculate and determine the main shaft and the diameter of the shaft; Gear modulus is determined by analogy method; The gear teeth and the position of the intermediate shaft is by calculating, drawing and the combination of trial and error method to determine many times; Calculate the coordinates of main shaft, the shaft and calculating the center distance, determined in the light of the deflection of shaft gear; Shaft of the gear set, key parts such as press shaft, select the corresponding standard. Key words: combination machine tools; Spindle box; Main shaft; Transmission shaft; gear
提高孔加工的精度的方法 对于钳工专业而言，钻孔是其中最重要的加工操作，它是一种确定孔系和孔位置准确度的方式。钻削加工时，操作者可以利用理论联系实际的方法分析出孔的中心位置、确定钻床主轴线和被加工工件表面的垂直度以及做好麻花钻刃磨的质量提升工作，从而达到不断提升钻孔工艺以及提高钳工操作能力的目的，希望本文能够使更多的人掌握钳工孔加工精度的方法 在钳工专业的基本实习训练中，孔加工是相对比较难掌握的基本操作之一。在孔加工实习训练中反映问题最多的是单孔的直径控制和多孔的孔距精度控制，特别是对孔距的精度控制最为突出。在实践中，如果是成批量的生产加工，可以通过制做工卡具来实现对孔距的控制，这样不仅能满足产品的技术要求，还能极大地提高工作效率。但在小批量的生产加工中，对孔和孔距的形状和位置精度控制，则要通过划线、找正等方法来予以保证。? 一、钳工孔加工实习课题训练中容易出现的问题：? 1、钻孔时孔径超出尺寸要求，一般是孔径过大；? 2、孔的表面粗糙度超出规定的技术要求；? 3、孔的垂直度超出位置公差要求；? 4、孔距（包括边心距和孔距）超出尺寸公差的要求；? 二、孔加工中出现问题的主要原因分析：? 1、钻头刃磨时两个主切削刃不对称，在钻削过程中，使钻头的径向受力；? 2、对钻削的切削速度选择不当；? 3、钻削时工件未与钻头保持垂直；?
4、未对孔距尺寸公差进行跟踪控制；? 三、提高孔加工精度的方法：? 在孔加工的课题训练中，对于前三个问题，需要加强练习。比如主切削刃的不对称问题，在刃磨时，要对砂轮面进行检查，如果砂轮的磨削面不平整，应及时进行修整，刃磨的角度应保持一致。对于不同的孔径，要选择相应的切削速度。在钻孔过程中，自始至终都要避免钻头的径向受力。钻孔时，不仅要保证平口钳的上平面与钻头的垂直，也要保证夹持工件时夹持面与加工表面的垂直。夹持要牢固，避免在钻孔过程中，由于夹持不牢使工件发生滑陷。这些都需要在实习的过程中让学生慢慢体会和认真掌握的。? 最容易出现也是最难掌握的问题是孔距精度的控制问题，在这里作一下重点阐述。传统的孔的位置精度的检查是靠划出“检查圆”和“检查框”的方法。“检查圆”它是在钻孔划线完毕后，用划规以样冲眼为中心，划出比需要加工孔的直径大的“检查圆”，作为钻孔时检查位置是否准确的参照基准。由于划规在旋转中其确定圆心的脚尖与样冲眼的接触中会产生滑动，使划规划的“检查圆”容易产生误差。“检查框”是利用高度游标卡尺在孔的十字中心线上划出等距的方格，是在钻孔的初期样冲眼灭失时，用来替代样冲眼检查孔位置是否正确的依据，“检查框”确定的找正基准可以保证钻孔的中心与样冲眼定位的中心重合，保证划线精度，也避免了划“检查圆”的误差。这两种保证孔位置精度的做法在教学中很难被学生掌握。在多年的钳工实习教学实践中，对于孔距的控制我采用的是“跟踪控制法”。所谓“跟踪控制”，就是从划线开始，到加工结束，每一道加工工序都要通过认真的检查来保证孔距的精度要求在加工者的控制之中。做到前道加工工序是后一道加工工序的精度控制前提，后一道加工序是前一道加工工序的精度控制保证。一环扣一环，从
职业技术学院机械加工工序卡片工序名称粗精铣上盖结合 面 工序号 3 零件名称变速箱箱体零件号01 零件重量30kg 同时加工件数 5 材料毛坯 牌号硬度型号重量HT150 HBS150 铸件33kg 设备夹具辅助工具名称型号 专用夹具 双轴立式转盘铣床 安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度 mm 走刀次 数 切削深 度mm 进给量mm/ min 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 基本工 时min 1 粗铣平面至15.5mm 硬质合金 铣刀 卡尺427 1 3 120 660 80.5 1.3 精铣平面至14mm保 证82.15 1 1.5 90 780 160 设计者指导老师共 16 页第 1 页
职业技术学院 机械加工工序卡片 工序名称 上盖面钻铰孔及攻螺纹 工序号 4 零件名称 变速箱箱体 零件号 01 零件重量 30kg 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 HT150 HBS150 铸件 33kg 设备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式三工位钻铰组合机床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度mm 走刀次数 切削深度mm 进给量mm/ r 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 基本工 时min 1 1 安装工件 上盖面钻2-Φ11.8 孔 钻头 26.5 1 5.9 0.2 440 1 6.3 钻8-Φ8.4孔 钻头 1 4.2 0.2 406 10.7 铰孔2-Φ12 铰刀 1 0.1 0.5 160 60.3 攻8-M10-6H 螺纹 丝锥 1 1.5 280 9 设计者 指导老师 共 16 页 第 2 页
33 echnique T 工 艺 行星轮减速器（见图1）是大型装载机行走驱动重要部件，具有结构紧凑，承载能力大，传动精度和效率高的特点，可以实现运动的合成与分解。由于行星轮架制造技术要求极高，严重制约其发展和国产化，是公认的技术难题。轮架（见图2）为铸造合金钢；轮盘、弧板 为球墨铸铁。几何精度和位置精度要求颇高，加工难度大。 图2 轮架结构 1.轮盘 2.轮架 3.弧板 1. 重要加工要素分析 （1）基准圆A 、电动机座孔和中部齿轮孔尺寸要求高，是行星轮架的关键要素，为确保其加工尺寸以及形位公差等要求，机床的回转精度、几何精度要求高，而且工件装夹找正要尽量减少人为误差，加工过程必须按粗加工、半精加工、精加工三步进行。 （2）该行星轮架为组合体，轮架上基准圆A 与轮盘上基准圆B 同轴度是该工件的又一关键特 征，其同轴度要求高，如果将轮架上基准圆A 与轮盘上基准圆B 分别加工到位，装配后是很难达到同轴度要求的；因此，在加工轮盘B 基准圆时应留余量0.5mm ，待装配后，再以基准圆A 找正，基准圆 A 的台阶面找平，将基准圆 B 加工到位。 （3）三组齿轮轴承孔是行星轮架的又一关键要素，尺寸精度及形位公差要求特别高。而且轮架上三个齿轮轴承定位孔与轮盘上三个相对应的齿轮 轴承定位孔的同轴度要求高，在轮架加工时，如果将该孔精加工到位，再精加工轮盘上三个轴承定位孔时，由于机床主轴Z 轴的运动误差与机床X 轴、 Y 轴的重复定位误差的累积，加工出来的孔很难同时既满足形状公差又满足与轮架上轴承孔相对应的 同轴度公差。通过分析改变加工方式：采用精加工轮架上三个轴承定位孔时，先预留0.5mm ，待装配 后，与轮盘上轴承定位孔同时进行精加工，减少加工过程中误差。 2. 误差分析 （1）机床精度对孔系位置度影响：当机床几何轴X 、Y 轴运动时，3个孔中心半径R 的实际尺寸增加或减少ΔR =±0.02m m ，在计算中，取 R =0.02mm ，假想圆心角为120°不变，则三个孔中心距相应的增量为 ΔL =2(R +ΔR )sin(θ/2)－L =2×(254+0.02)×sin(120/2)－ 439.94 =0.035mm 当三个孔圆心角θ的实际角度增加或减少Δθ=±1'时，半径R =254mm ，则3个中心距相应增加量为 ΔL =2R sin(θ/2＋Δθ)－L 五粮液普什模具有限公司 （四川宜宾 644007） 余正江 行星轮架孔系加工 图1 行星轮减速器总成 2 3 1 A －A
粗精铣上盖结合工序号3大连职业技术学院机械加工工序卡片工序名称面01 零件号变速箱箱体零件名称 530kg 同时加工件零件重 材毛 重硬牌型HT150 铸HBS15033kg 设辅助工夹名型 专用夹具双轴立式转盘铣床 进给量主轴转速走刀长度切削速度基本工切削深走刀次量具安装工步安装及工步说明刀具时m/min min 度mm mm 数mm/ min r/min 80.5 660 15.5mm 粗铣平面至3 1 120 硬质合金1.3 427 卡尺1 保精铣平面至14mm 铣刀160 1 1.5 90 780 82.15 证 页1 第页16 共指导老师设计者． 及钻铰孔上盖面工序号大连职业技术学院机械加工工序卡片工序名称4攻螺纹 01零件名零件变速箱箱130kg 零件重同时加工件 毛材牌重型硬 HT150 HBS15033kg铸设夹辅助工型名立式三工位钻铰组专用夹具合机床
走刀长度走刀次基本工切削速度切削深进给量主轴转速安装工步安装及工步说明刀具量具min mm 数度mm 时mm/ r r/min m/min 安装工件 1 钻头11.80.2 Φ440 孔16.3 1 5.9 上盖面钻2-1 8-钻Φ8.4孔1 4.2 钻头0.2 406 10.7 26.5 12 2-0.1 1 铰孔0.5 160 60.3 Φ铰刀8-M10-6H 1 攻1.5 280 螺纹9 丝锥 指导老师16 共页第页2 设计者 大连职业技术学院机械加工工序卡片工序名称粗铣前后端面工序号5 01变速箱箱零件零件名 1同时加工件30kg 零件重 毛材 重牌型硬HT150 33kg铸HBS150 辅助工夹设名型专用夹组合机 走刀切削深度进给量主轴转速切削速度基本工走刀次数量具刀具安装工步安装及工步说明长度时m/min mm min mm/min r/min mm 专用粗铣前后端面至硬质合1.3 110 413.5 110 1 2 320 1 372mm 金铣刀量具 1 指导老师设计者页3 第页16 共 粗铣两侧窗口面及工序号6大连职业技术学院机械加工工序卡片工序名称凸台面
学习情境4：箱体类零件机械加工工艺文件的制订 一、零件的工艺分析 汽车变速箱箱体，它是汽车的基础零件之一，它把变速箱中的轴和齿轮等零件和机构联结为一个整体，使这些零件和机构保持正确的相对位置，以便使其上的各个机构和零件能正确，协调一致的工作。变速箱箱体的加工质量直接影响变速器的装配质量，进而影响汽车的使用性能和寿命。本零件生产类型为中批生产。下面对该零件进行精度分析。对于形状和尺寸（包括形状公差、位置公差）较复杂的零件，一般采取化整体为部分的分析方法，即把一个零件看作由若干组表面及相应的若干组尺寸组成的，然后分别分析每组表面的结构及其尺寸、精度要求，最后再分析这几组表面之间的位置关系。由零件图样，具体技术要求分析如下： 平面的加工： ①上盖结合面的加工：其表面粗糙度为Ra3.2μm，平面度为 0.15mm；②前后端面的加工：其表面粗糙度为Ra3.2μm，前端 面T1对O1轴线的端面全跳动为0.08mm。后端面T2对O1轴线的端面圆跳动为0.1mm，前后端面尺寸为371±0.02mm； ③两侧窗口面及凸台面的加工：取力窗口面粗糙度为Ra3.2μm， 对O2轴的平行度为0.08mm，其公差等级为IT7~IT9,平面度为 0.1mm。右侧窗口面的粗糙度值为Ra3.2μm，平面度为0.15mm对 O2轴的平行度为150：0.03； ④倒档轴孔内端面的加工：其表面粗糙度值为Ra6.3μm，保证尺
寸为102.5mm，20mm。 其中上盖结合面，前后端面，两侧窗口面为主要加工表面。上盖结合面作为后面工序的主要定位面，最后还要用于装配箱盖；前面T1为变速箱的安装基面；后端面T2为安装轴承端盖用；两侧窗口面用于安装窗口盖。 孔的加工： ①小孔： ⑴上盖结合面： 8个M10-6H的螺纹孔：分布于上盖接合面上，两侧中间两组螺纹孔中心线的距离为180mm，另外两组中心线距离为204± 0.05vmm ,两侧相邻螺纹孔中心线距离为170mm。 2个φ12mm的工艺孔：分布于上盖接合面上，一、工艺孔倒前端面的距离为60mm，两工艺孔中心线前后相距250mm，左右相距240mm，粗糙度为Ra1.6μm，对G..A.H位置度公差为0.15mm。 ⑵前后端面：8个M10-6H的螺纹孔：φ110mm孔周围的四个螺纹 孔均匀分布在φ130mm的圆上，一螺纹孔的中心线于对称线夹角为45o，对F.A的位置度公差为φ0.15mm。另外四个分布在φ82mm 的圆上，螺纹孔的中心线与对称线夹角为26o、25o、50o、50o，对F.B 的位置度公差为φ0.15mm。 1个8mm的孔：位于竖直对称线的下部，其中心线距O1轴65mm。 4个φ17mm的孔：对F.A的位置度公差为φ0.15mm，水平线上两孔中心线距离270mm，其中一个孔中心线与O1轴水平距离135mm，
目录 摘要.................................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................. II 引言 (1) 第1章零件图解析 (2) 1.1箱体零件作用 (2) 1.2箱体零件的材料及其力学性能 (2) 1.3箱体零件的结构工艺分析 (2) 第2章毛坯的分析 (3) 2.1毛坯的选择 (3) 2.2毛坯图的设计 (3) 第3章工艺路线拟定 (4) 3.1定位基准的选择 (4) 3.2加工方法的确定 (4) 第4章加工顺序的安排 (7) 4.1工序的安排 (7) 4.1.1加工阶段的划分 (7) 4.1.2基面先行原则 (7) 4.1.3先粗后精 (7) 4.1.4先住后次 (7) 4.1.5先面后孔 (8) 4.2工序划分的确定 (8) 4.3热处理工序的安排 (8) 4.4拟定加工工艺路线 (8) 4.5加工路线的确定 (9) 4.6加工设备的选择 (9) 4.7刀具的选择 (10) 4.8选择夹具及量具确定装夹方案 (10) 4.8.1夹具的选择 (10) 4.8.2量具的选择 (11) 第5章工艺设计 (12)
7、1 问题的提出 本夹具要用于钻Φ25孔，钻Φ25孔之前我们其他孔系都还没有加工，所以定位比较困难，又因为我们的孔和其他面没有位置度要求，因此我们采用已经加工好的底面和侧面定位即可满足要求，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证各面的各加工精度，提高生产效率，降低劳动强度。 7、2 夹具设计 1．定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。由零件图可知，用Φ 60 圆弧一端面定位并用压板夹紧，再用两可调螺钉组成的 v 形上定位限制六个自由度。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的钩型压板作为夹紧机构。 7、3 切削力及夹紧力的计算 切削刀具：高速钢麻花钻头，则 7、4 定位误差分析定位元件尺寸及公差确定。 (1) 夹具的主要定位元件为一平面和两 v 形块，面与面配合。（2）工件的工序基准为端
面和圆柱面，故端面的平面度和圆柱面的援助度对定位误差影响最大.则其定位误差为：Td=Dmax-Dmin 本工序采用一平面，两 v 形块，工件始终平面，而定位块的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件在定位块正上方呦倾斜，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 7、5夹具设计及简要操作说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了压板和压紧螺钉夹紧方式。本工序为钻Φ25mm 孔，切削力大，所以选用夹紧力大一些装置就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构紧凑,承受较大的夹紧力。