减速电机箱体加工的组合机床总体设计及夹具设计.doc

毕业设计说明书题目：减速电机箱体加工的组合机床总体设计及夹具设计 完整CAD，三维模型设计图纸请联系本人，参见豆丁备注。毕业生姓名：专业：机械设计制造及自动化学号：指导教师：所属系（部）：机电系二一四年六月减速电机箱体加工的组合机床总体设计及夹具设计摘 要本次设计的题目是“减速电机箱体加工的组合机床总体设计及夹具设计”。由于组合机床可以同时进行多刀位加工，实行工序高度集中，这样就大大缩短了辅助时间和加工时间。组合机床在自动化生产中得到越来越多的使用。根据本设计的要求，首先仔细分析被加工零件的特征，将工序适当集中在一起；其次有步骤的进行总体设计，工艺方案的拟订，切削用量的确定，三图的设计；最后进行夹具的设计。关键词：组合机床 夹具 AbstractThe graduate project is entitled cutting parameter"the design of modular machine tool and spindle box of the speed reduction motor box double-sided processing". As modular machine tool can carry out multitool bit processing and its procedure is highly centralized ,it can save a lot of auxiliary time and processing time . Modular machine tools are used more and more In the automatic production. According to the requirements of this design, we should analysis the characteristics of the processing parts and come these processes together Reasonably at first. Secondly, we can do the whole design by steps, decide process scheme and cutting parameter, and design "the three picture".Finally, we can design the fixture .Keywords: Modular machine tool  Fixture 目 录绪论1第一章 概 述2第一节 组合机床的组成2第二节 组合机床的类型3第二章 组合机床通用部件及其选用6第一节 通用部件的类型6第二节 常用通用部件7第三节 通用部件的选用7第三章 组合机床总体设计9第一节 工艺方案的拟定9第二节 组合机床配置形式及结构方案的确定21第三节 组合机床总体设计“三图”23第四章 夹具设计 第一节 组合机床夹具概述36一、组合机床夹具的定义和作用36二、组合机床夹具的特点36三、研究夹具的目的和意义37四、夹具的基本结构和工作原理38第二节 定位支承系统39一、定位装置及机构39二、导向装置及机构41第三节 定位误差分析43一、工序基准不重合误差43二、基准位置误差43三、定位误差分析43第四节 夹紧机构44一、夹紧机构的概述44二、设计夹紧机构时应符合的要求44三、夹紧动力45四、夹紧力的确定45五、夹紧力的计算46 六、关于夹紧力的一些讨论外文资料48致谢60 iv太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书绪论毕业设计是按照教学计划的规定，必须进行的一个重要的综合性教学环节，使学生所学的知识在实践中得到具体应用。通过这次设计，能使学生全面了解和掌握一些机械设备方面的知识，便于使自己形成一套设计的思维模式，而且使所学的知识系统化地由理论转向实践，以培养学生对知识的综合运用能力，为毕业后走上工作岗位打下一个良好的基础。同时通过认真的设计，可以提高学生分析和解决问题的能力，以便更好的适应社会。本设计的主要内容有：组合机床的概述、组合机床通用部件及其选用、组合机床总体设计、组合机床主轴箱设计、组合机床技术设计五个部分。本设计以提高生产率和保证加工精度为目的，以较充足的专业课知识为基础，结合毕业设计任务书，在收集和参考大量资料的前提下独立完成。设计基本上做到：图纸绘制基本符合国家标准，做到布局合理，图纸也基本能够正确、完整、清晰的表达出零件的形状及尺寸。计算说明书的条理较清晰，语言通顺流畅，图表和公式的编辑也基本符合毕业论文撰写规范。在设计过程中，尽量采用通用部件，为组合机床的生产提供便利条件。其中主轴箱的设计是重点，也是难点。主轴箱设计应充分考虑被加工零件的形状及加工要求，合理布置传动及齿轮的位置。尤其在齿轮设计上，更要反复验算转速，努力作出最合理的设计方案。在这次设计中，韩老师给予了我们很大的帮助。在她的指导下，一个又一个的难题被攻克，我们的设计水平有了很大的提高。由于本人的水平十分有限，缺少实践经验，设计中难免有错误和不当之处，恳请各位老师批评指正。第一章 概 述在大批量生产中为了提高生产率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而且尽可能使辅助时间和加工时间重合，使每个工位安装多个工件的同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用组合机床。组合机床是用已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的高效专用机床，生产率比通用机床高几倍至几十倍，可以进行钻、镗、铰、攻丝、车削、铣削、车孔端面等工序，随着组合机床的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。1911年，美国为加工汽车零部件研制了组合机床。在发展初期，各机床制造厂都执行自己的通用部件标准。为方便用户使用和维修，提高互换性，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定机床通用部件标准化的原则，并规定了部件间联系尺寸。1973年ISO公布了第一批组合机床通用部件标准，它包括了汽车、农业、纺机和仪表工业。1978年、1983年又第二次作了增补。目前，我国组合机床的通用部件约占70%90%。组合机床广泛应用于大批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门缝纫机等制造业。主要加工箱体零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等，一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，但也采用组合机床来保证其加工质量。目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化的柔性方向发展。第一节 组合机床的组成组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专机。如图1-1所示为典型的双面复合式单工位组合机床。其组成是：侧底座1、滑台2、镗削头3、夹具4、多轴箱5、动力箱6、立柱7、垫铁8、立柱底座9、中间底座10、液压装置11、电气控制设备12、刀工具13等。通过控制系统，在两次装卸工件间隔时间内完成一个自动工作循环。图中各个部件都是具有一定独立功能的部件，并且大都是已经系列化、标准化和通用化的通用部件。通常夹具4、中间底座10、和多轴箱5是根据工件的尺寸形状和工艺要求设计的专用部件，但其中的绝大多数零件如定位夹紧元件、传动件等也都是标准件和通用件。 图1-1双面复合式组合机床通用部件是组成组合机床的基础。用来实现机床切削和进给运动的通用部件，如单轴工艺切削头（即镗削头、钻削头、铣削头等）、传动装置（驱动切削头）、动力箱（驱动多轴箱）、进给滑台（机械或液压滑台）等为动力部件。用以安装动力部件的通用部件如侧底座、立柱、立柱底座等称为支承部件。第二节 组合机床的类型根据所选的通用部件的规格大小以及结构和配制形式等方面的差异，将组合机床分为大型组合机床和小型组合机床两大类。习惯上滑台台面宽度B250mm的为大型组合机床，滑台B250mm的为小型组合机床。根据大型组合机床的配制形式，可以将其分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机床三类。1.具有固定夹具的单工位组合机床单工位组合机床特别适用于加工大、中型箱体类零件。在整个加工循环中，夹具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。这类机床加工精度高，但生产率低。按照组成部件的配置形式及动力部件的进给方向，单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复合式四种类型。1）卧式组合机床 卧式组合机床的刀具主轴水平布置，动力部件沿水平方向进给，按工件要求的不同，可配置成单面、双面或多面的形式。2）立式组合机床 立式组合机床的刀具主轴垂直布置，动力部件沿垂直方向进给。一般只有单面配置形式。3）倾斜式组合机床 倾斜式组合机床的动力部件倾斜布置，沿倾斜方向进给。可配置成单面、双面或多面的形式，以加工工件上的倾斜表面。4）复合式组合机床 复合式组合机床是上述两种或三种形式的组合。2.具有移动夹具的多工位组合机床多工位组合机床的夹具和工件可按预订的工作循环，作间歇的移动或转动，以便依次在不同工位上对工件进行不同工序的加工。这类机床生产率高，但加工精度不如单工位组合机床，多用于大批量生产中对中小型零件的加工。按照夹具和工件的输送方式不同，可分为移动式工作台、回转式工作台、中央立柱式工作台和鼓轮式工作台四种类型。1）移动工作台组合机床 可移动工作台组合机床以先后在两个工位上从两面对工件进行加工，夹具和工件可随工作台直线移动来实现工位的变换。2）回转工作台组合机床 回转工作台组合机床在每一个工位上可以同时加工一个或几个工件，其上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。由于这种机床适宜于对中小型工件进行多面、多工序加工，具有专门的装卸工位，使装卸工件的辅助时间和机动时间重合，所以能够达到较高的生产率。3）中央立柱式组合机床 中央立柱式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。在环形回转工作台上周围以及中央立柱上均可布置动力部件，在各个工位上，对工件进行多工序加工。4）鼓轮式组合机床 股轮式组合机床上的夹具和工件安装在绕垂直轴线回转的工作台上，并随其作周期转动以实现工位的变换。在鼓轮的两端布置动力部件，从两面对工件进行加工。3.转塔式组合机床转塔式组合机床的特点是几个主轴箱安装在转塔式工作台上，各个主轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。按主轴箱是否做进给运动，可将这类机床分为：1）只实现主运动的转塔式主轴箱组合机床 主轴箱安装在回转工作台上，主轴由电动机通过主轴箱内的传动装置带动作旋转运动；工件安装在滑台的回转工作台上（如果不需工件转位时，可直接安装在滑台上），由滑台带动作进给运动。2）既实现主运动又可随滑台作进给运动的转塔式主轴箱组合机床 这类机床的工件固定不动（也可以做周期转位），转塔式主轴箱安装在滑台上并随滑台作进给运动。转塔式组合机床可以完成一个工件的多工序加工，因而可以减少机床台数和占地面积，适宜于中，小批量生产。第二章 组合机床通用部件及其选用通用部件是组合机床的基础。部件通用化程度的高低标志着组合机床的技术水平。在组合机床设计中，选择通用部件是重要内容之一。第一节 通用部件的类型一、通用部件的分类按通用部件在组合机床上的作用，可分为下列几类：1.动力部件 动力部件是组合机床的主要部件，它为刀具提供主运动和进给运动。动力部件包括动力滑台及其相配套的动力箱和各种单轴头，如铣削头、钻削头、镗孔车端面头等，其它部件均以选定的动力部件为依据来配套选用。2.支撑部件 支撑部件是组合机床的基础部件，它包括侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等，用于支撑和安装各种部件。组合机床各种部件之间的相对位置精度、机床的刚度要求主要由支撑部件保证。3.输送部分 输送部件用于带动夹具和工件的移动和转动，以实现工位的变换，因此，要求较高的定位精度。输送部件主要有移动工作台和回转工作台。4.控制部件 控制部件用于控制组合机床按预定的加工程序进行循环工作，它包括可编程控制器（PLC）、各种液压元件、操纵板、控制挡铁和按钮台等。5.辅助部件 辅助部件包括用于实现自动夹紧工件的液压或气动装置、机械扳手、冷却和润滑装置、排销装置以及上下料的机械手等。二、通用部件的型号、规格及配套关系按通用部件标准，动力滑台的主参数为其工作台面宽度，其它通用部件的主参数取与其配套的滑台主参数来表示。例如，1HY32M1B表示台面宽度为320mm，经过一次重大改进，采用镶钢导轨的精密液压滑台；TX40A表示于台面宽度为400mm的滑台配套，主轴径向轴承采用短圆柱滚子轴承，用于精加工的铣削头。等效采用国际标准设计的“1字头”通用部件，按精度分为：普通级、精密级和高精度级三种精度等级。“1字头”滑台采用双矩形闭式导轨，纵向用双矩形的外侧导向，斜镶条调整导轨间隙；压板与支承导轨组成辅助导轨副，防止倾覆力矩过大导致滑鞍（动导轨）与滑座（支承导轨）分离。这种导轨制造工艺简单，导向精度高，刚度好。滑座导轨材料有两种，分别在型号后面加A、B以区别，A表示滑座导轨材料为HT300，高频淬火，淬火硬度为4248HRC；B表示滑座为镶钢导轨，淬火硬度为48HRC以上。数控机械滑台是1HJ系列机械滑台的派生产品，采用了大连组合机床研究所研制的ZHS-ACO4D交流伺服系统，能自动变换进给速度和工作循环，在较大的范围内实现自动调速、位置控制、程序控制。适合多种小批量柔性生产。带光电编码器的交流伺服电动机采用SPWM控制技术，7502400r/min为恒功率调速；运动通过一级定比齿轮减速驱动滚珠丝杠，驱动滑鞍移动，开环系统伺服电动机的转角误差为±0.072°，由光栅尺组成的全闭环系统，滑鞍位置精度可达±2m。第二节 常用通用部件1.动力滑台 动力滑台是有滑座、滑鞍和驱动装置等组成、实现直线进给运动的动力部件。 根据驱动和控制方式不同，滑台可分为液压滑台、机械滑台和数控滑台三种类型。2.主轴部件 主轴部件又称单轴头或工艺切削头，其端部安装刀具，尾部连接传动装置即可进行切削。如进行铣削、镗削、钻削及攻螺纹等单轴加工工序。每种主轴部件均采用刚性主轴结构。在加工时，刀杆（或刀具）一般不需要导向装置，加工精度主要由主轴部件本身以及滑台的精度保证。3.主运动驱动装置 主运动驱动装置主要有两大类：一类是与通用主轴部件配套使用的主运动传动装置；另一类是与主轴箱（专用部件）相配的动力箱。4.工作台 工作台是多工位组合机床的输送部件，它用来将被加工工件转换到另一个工位。工作台按运动方式的不同可分为分度回转工作台和多工位移动工作台；按传动方式的不同可分为机械传动、液压传动及气压传动等多种型式。5.支承部件 组合机床的支承部件往往是通用和专用两部分的组合。有中间底座、侧底座和立柱及立柱侧底座三种。6.自动线通用部件 组合机床自动线是由组合机床及工件输送装置、转位装置、排屑装置等辅助设备和检测装置、电气、液压控制设备等组成。第三节 通用部件的选用1.通用部件选用的方法和原则 选用的基本方法是：根据所需的功率、进给力、进给速度等要求，选择动力部件及其配套部件。选用原则如下：1）切削功率应满足加工所需的计算功率。2）进给部件应满足加工所需的最大计算进给力、进给速度和工作行程及工作循环的要求，同时还需考虑装刀、调刀的方便性。3）动力箱与多轴箱尺寸应相适应和匹配。4）应满足加工精度的要求。5）尽量按通用部件的匹配关系选用有关通用部件。2.通用部件的选用1）动力部件品种的确定。2）动力部件规格的确定。对于支承部件如侧底座、立柱等通用部件，可选与动力滑台规格相配套的相应规格。第三章 组合机床总体设计组合机床总体设计，通常是根据与用户签订的合同和协议书，针对具体加工零件，拟定工艺和结构方案，并进行方案图样和有关技术文件的设计。第一节 工艺方案的拟定零件的加工工艺方案将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，我们必须认真分析被加工零件图，并深入现场了解相关零件的形状、大小，材料、硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精度、表面粗糙度、以及现场所采用的定位、夹紧方法、工艺过程、所采用的刀具及切削用量、生产率要求、现场的环境和条件等等。如条件允许，还应广泛收集国内外有关技术资料，制定合理的工艺方案。一、制定工艺方案1.选择合理、可靠的的工艺方案 根据被加工零件的材料，加工的尺寸、形状、结构特点、加工精度、表面粗糙度以及生产率要求等，结合组合机床的工艺范围及所能达到的加工精度，选择合理可靠的的工艺方案，以保证机床有稳定的加工质量和较高的生产率。2.粗精加工分开原则 粗加工时的切削负荷大，切削产生的热变形、较大夹压力引起的工件变形以及切削振动等，对精加工工序十分不利，影响加工尺寸精度和表面粗糙度。因此，在拟订工件一个连续的多工序工艺过程时，应选择粗精加工工序分开的原则。3.工序集中原则 工序集中是近代机械加工主要发展的方向之一。组合机床正是基于这个原则上发展而来的，即运用多刀（相同或不同刀具）集中在一台机床上完成一个或几个工件的不同表面的复杂工艺过程，从而有效的提高生产率。因此，拟订工艺方案时，在保证加工质量和操作维修方便的前提下，应适当提高工序集中，以便减少机床台数、占地面积和节省人力，取得理想的效益。但是，工序过于集中会使机床结构太复杂，增加机床设计和制造的难度，机床使用调整不便，甚至影响机床使用性能。如刀具数过多，停机效率增大，反而会影响机床生产率，切削负荷过大，当工件刚度不足而产生变形会影响加工质量。所以我们在选择时要全面的考虑因素。4.定位基准的选择原则 粗基准的选用要求是：保证能迅速可靠的加工精基准；保证各加工表面有足够的加工余量，并尽量使主要加工表面加工余量均匀；保证各加工表面与不加工表面之间的相对位置精度。同时须考虑定位基准、夹紧可靠，夹具结构简单、操作方便。因此，应选择毛坯上平整、光洁、尺寸较大，没有浇注、冒口的不加工表面或加工余量小的表面做粗基准。二、确定组合机床的工艺方案1.零件的分析题目所给的零件是减速电机箱体，零件材料为:QT450-10，硬度为160-210HBS。该零件是箱体类零件，它将机器和部件中的轴、轴承、齿轮等有关零件按一定的相互关系装配成一个整体，并保持正确的相互位置，传递转矩和改变转速来完成规定的运动。另外，该箱体中的零件和组件之间的装配精度在很大程度上决定于箱体的加工精度。该零件外形规矩，呈箱形，其结构特点是壁厚而不均匀，空腔，结构复杂，加工部位多，加工难度大，箱体上有许多精度要求较高的轴承孔和平面，外表面上有很多基准面和支承面。该箱体上有一系列的孔，它们之间的相互位置精度要求有较高的孔的组合，称为孔系。这些孔大都是轴承的支承孔，因此它的尺寸精度，位置精度，几何精度及表面光洁度都要求较高，若轴承与箱体支承孔的配合不良，将会影响到轴的旋转精度，如果同一中心线的几个孔不同心，将使轴的装配困难，即使装配完成，运转情况也必然恶劣，轴承寿命短，温度急剧增大而引起变形，如果相邻的中心距偏大，则会影响齿轮的啮合精度，工作时产生噪音，震动，降低机器寿命。2毛坯的分析由于该零件为减速电机箱体，结构复杂，壁厚不均匀，所以采用铸造。其材料为QT450-10。该材料有如下优越性：材料强度利用率可达70%-90%，球墨铸铁强度和韧性远超过灰铸铁。另外，由于该零件生产为大批量生产，零件尺寸不大结构较复杂，查机械加工余量手册表1-3，可选金属模机械砂型和金属型浇铸两种毛坯制造方法，但考虑到金属砂型铸铁的加工余量小，生产率较高的特点，结合大批量生产的纲领，故选金属型砂型铸造，其精度等级为CT810，加工余量等级为G，生产率高。球墨铸铁对金属容易产生缩孔、缩松、皮下气孔和夹渣等缺陷，因此在工艺上应采取以下措施：1）在热节上安置冒口、冷铁，以便对铸件进行补缩，同时应增加铸型刚度，防止因铸件外形扩大所造成的缩孔和缩松。2）应降低铁水的含硫量和残余镁量，以防止皮下气孔。3）应加强挡渣措施，以防止产生夹渣缺陷。3零件的工艺分析该零件图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。本零件的加工面有上顶面、下底面、支承孔、端面、小孔及螺纹。参考有关手册，其加工方法选择如下：（1）上顶面、下底面的加工上下面的加工精度要求不高，表面粗糙度为6.3。查工艺简明手册表1.428只需进行粗铣即可。（2）右端面的加工右端面要求表粗糙度为6.3，其与端面的圆跳动为0.025，查工艺简明手册表1.48和表1.128可知，平面的公差等级为7级，需进行粗铣、精铣加工。（3）中间壁136端面的加工该面要求表面粗糙度为6.3，圆跳动为0.025，查工艺简明手册表1.47和表1.428可知加工等级为6级，需进行精加工，粗镗和精镗。（4）与轴相关的各孔的加工粗糙度为6.3的孔及孔内端面只需粗镗，而粗糙度为3.2时则需进行粗镗、精镗；与轴承配合精度达到7级的需进行粗镗、半精镗、精镗；与轴承配合精度达到8级的需进行粗镗、半精镗；此外有圆跳动的需进行粗镗、半精镗、精镗。（查工艺简明手册表1.47和表1.128）。（5）各面孔及螺纹的加工根据螺纹选择合适的钻头加工。4.定位基准和加压部位的选择组合机床一般为工序集中的多刀加工，不但切削负荷大，而且工件受力方向一直在变化。因此，正确选择定位基准和夹压部位是保证加工精度的重要条件。对于毛坯基准选择要考虑有关工序加工余量的均匀性，对于光滑表面定位基准的选择要考虑基面与加工部位间位置尺寸关系，使它有利于保证加工精度。定位夹压部位的选择应在足够的夹紧力下使工件产生的变形最小，并且夹具易设置导向和通过刀具。5.影响工艺方案的因素(1) 加工的工序内容和加工精度 这是制定机床工艺方案的主要依据。显然，面加工和孔加工、不同尺寸的平面和孔径加工以及不同的加工精度要求，直接影响着工艺方法的选择和工步数及工艺路线的确定。(2) 被加工零件的特点 如工件的材料硬度、加工部位的结构形状、工件刚性、定位基准面的特点等，对组合机床工艺方案的拟订都有着重要影响。(3) 工件的刚性 当工件的刚性不足时工序不能太集中。(4)厂方车间制造能力 如工具制造能力。三、工艺规程设计 1.定位基准的选择原则 定位基准的选择与工艺过程的制定是密切相关的。合理的选用定位基准对保证加工精度和确定加工顺序都有决定性的影响，它是工艺过程制定过程中要求解决的主要问题之一。 选择工艺基面的原则如下： 1）应当尽量选用设计基面作为在组合机床上用的定位基面，这样就能减少误差积累，有利于保证加工精度。 2）选择的定位基面应确保工件稳定定位。定位的支撑面应该大一些，力求采用以加工表面做为定位面基准，而且必须选取那些与加工表面有一定关系的毛面作为定位基面。 3）选择基面是要保证在一次安装下，能对尽可能多的面进行加工，这样便于有效地集中加工工序，提高机床的生产效率，保证加工部位间的精度要求。 4）统一基面原则即在各台机床上采用共同的定位基面来加工工件不同面上的孔，或对同一个面上的孔完成不同的工序。 5）选择定位面应考虑夹紧方便，夹具结构简单。 当被加工零件不具备理想的工艺基面时，可以在机床夹具上增加辅助支撑机构。 选择定位基面还需要考虑三个问题： （1）用定位基准面作为加工的精基准面时，才有利于经济合理的达到零件的加工精度要求。 （2）为加工精基准面，应采用定位基准面作为粗基准。 2.粗基准的选择 一般情况下，粗基准的选择也就是第一道工序的定位基准的选择，这个工序是加工后续工序的精基准。在粗基准选择时，主要考虑四个方面： 1）选择要求加工表面的余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。 2）某些表面不需要加工，则应选择其中与加工表面有相互位置关系要求的表面为粗基准。 3）选择比较平整、光滑，有足够大面积的表面为粗基准，不允许有浇注冒口的残迹和飞边，以确保安全，可靠，误差小。 4）粗基准在一般情况下只允许在第一道工序中使用一次，尽量避免重复使用。 本次设计的零件属于薄壁零件，应尽量使壁厚均匀，所以粗基准选择不加工的两个面作为粗基准，做出两个工艺孔。如图所示： 3. 精基准的选择 （1）精基准的选择原则 选择精基准时，应尽量将重点放在如何减小定位误差，提高加工精度，以及使工件安装准确，可靠，方便。因此精基准选择应遵循下列原则： 1）基准重合的原则。 应尽量选择设计基准作为精基准。这样可以避免因基准不重合而产生的误差，影响工件的加工精度特别是零件的最后精加工工序，为保证加工精度要求，更应该注意这一点。 2）基准统一的原则。 应用统一的基准进行各个工序的加工。采用统一的基准有一系列优点：使用同一基准定位加工大多数表面，避免因基准转换而带来的误差，有利于保证各个基面的相互位置精度，而且简化了夹具的设计制造工作，从而简化了夹具的生产周期。 3）互为基准，反复加工的原则。 当两个表面相互位置精度要求较高时，两个表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间的相互位置精度。 4）自为基准的原则。 当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀时，可以选择加工表面本身为精基准以保证加工质量和提高生产率。 此外，还应能使工件装夹稳定可靠，夹具简单。 （2）精基准的确定 为了方便加工和保证位置度要求，箱体类零件一般采用一面两孔的基本定位方式。经过分析零件图可以看出，本箱体的设计基准有两个： 第一，中心孔的设计基准都是以两个工艺孔为设计基准的。 其次，中心孔附近的螺纹孔都是以中心孔为设计基准的。 所以，在加工箱体时，应该先以两个工艺孔和其所在的面为基准，加工出中心孔，再根据中心孔的位置，在钻模板上做出以中心孔为设计基准的螺纹孔。然而在加工这些螺纹孔时仍然要以两个工艺孔和其所在的面为基准，这样做不仅符合基准统一原则，保证了中心孔之间和中心孔与工艺孔之间的位置度要求，而且符合基准重合原则，有效的保证了轴的同轴度的要求和轴与面的垂直度要求。简化了夹具，并且使装夹的位置有利于组合机床一次加工出更多的有相互位置关系的孔，提高了生产率。如图： 4. 加工方法的确定 加工方法的确定要根据每个加工表面的技术要求，选择零件的加工方案。方法的选择必须在保证零件达到图纸要求方面是合理的，在生产率方面是高效的，加工成本方面是经济合理的。 一般平面的加工，精度不是要求很高，用铣削加工完全可以达到技术要求。不重要的孔，如连接孔等，用铰削即可达到要求。所以在钻出工艺孔后要进行扩铰，以提高其定位精度。 5. 加工阶段的划定 由于箱体零件加工信息量不多，许多孔面加工精度要求不高。本次加工的零件只在加工两个工艺孔时有加工阶段的划分。 加工工艺孔分为钻和绞。 6. 加工工序的安排 安排加工工序顺序应遵循以下原则： 1）先粗后精 先安排粗加工，再安排半精加工，最后安排精加工。 2）先基准面后其它面 基准面是加工其它面和保证精度要求的基础，所以作为精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工。 3）先主要表面加工后次要表面加工 基准面加工好后，接着要对精度要求高的主要表面进行粗加工和半精加工，并穿插进行一些次要表面的加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，这样可以避免已加工表面在运输中碰伤，有利于保证精度。 4）先面后孔原则 安排加工工序时，要根据具体情况兼顾上述原则进行。具体到这次设计加工的箱体零件，应该先把定位基面加工出来，然后以此为定位基准加工工艺孔。再以工艺孔和其所在的面为基准，加工其余孔等后续工序。 另外，因为该零件材料是QT450-10，在机加工之前，还应安排时效处理，否则，毛坯铸件的内应力得不到释放会引起零件的变形，影响加工精度。除了安排上述工序外，还应考虑某些辅助工序的安排，如检验工序，它是保证产品质量的重要措施之一。在本零件的加工过程中，除了各工序的例行检查外，在全部加工完成之后，还应安排终检。针对图纸要求的尺寸精度，形状精度和位置精度及表面粗糙度进行检查，同时测量零件的质量涂防锈漆等。 7.制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能够得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用专用机床与专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一工序 粗刨下底面，粗刨上顶面工序 粗精铣右端面工序 粗精铣轴136右侧端面工序 粗镗各轴孔工序 精镗各轴孔工序 钻攻左右两端面螺纹孔工序钻中间壁螺纹孔工序 钻顶面螺纹孔和吊钩孔工序 铣凸台工序钻凸台、放油孔工序钻4-17.5工序终检工艺路线方案二工序 粗铣下底面，粗铣上顶面工序 粗精铣右端面工序 粗精铣轴136右侧端面；粗镗轴108圆柱面及左端面工序 人工时效工序 粗镗各轴孔工序精镗各轴孔工序钻攻左右两端面螺纹孔工序 钻中间壁螺纹孔工序 钻顶面螺纹孔和吊钩孔工序钻锪凸台、放油孔工序钻4-17.5工 序 终检工艺方案的分析与比较上述两个方案的特点在于：方案一采用了刨床加工零件的表面，加工效率低；其次，方案二在工序中间加入了人工时效，这样可以消除零件在切削加工中产生的内应力，减少精加工之后的变形，稳定切削加工所获得的各项精度。两种方案都有划线的工序，可以作为找正的依据，合理分配各表面的加工余量，确定加工表面与不加工表面的相互位置关系，这对形状较复杂、余量不均匀的铸件的安装尤为重要。因此，箱体在加工之前划线是必要的。在该箱座零件中所需加工的孔径小于40时一般不铸出，而采用钻扩铰的工艺，对于已铸出的孔，可采用粗、精镗的工艺，这在两套方案中都有所体现。而对于那些要求加工精度不高的螺纹孔、紧固孔及放油孔则放在最后加工，这样可以防止由于面或孔在加工过程中出现问题（如发现气孔或夹杂物等）时，浪费这一部分的工时。整个加工过程中，无论是粗加工阶段还是精加工阶段，都应遵循“先面后孔”的原则，就是先加工平面而后以面定位，再加工孔。这是因为：第一，面是整个箱座的装配基准；第二，平面的面积较孔的面积大，以面定位使零件装夹稳定，可靠。因此，以面定位加工孔，有利于提高定位精度和加工精度。根据以上两套方案分析，决定采用第二套方案，同时对其稍作修改，确定最终方案如下：铸造时效检验铸件各部件尺寸工序 粗铣下底面，粗铣上顶面工序 粗精铣右端面工序 粗精铣轴136右侧端面；粗镗轴108圆柱面及左端面工序 粗镗各轴孔工序 人工时效工序精镗各轴孔工序钻攻左右两端面螺纹孔工序 钻中间壁螺纹孔工序 钻顶面螺纹孔和吊钩孔工序钻锪凸台、放油孔工序钻4-17.5工 序终检8.刀具的选择和加工余量的确定（1）刀具的选择：由资料得知，普通高速钢刀具制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，能锻造，制造复杂的道具比较容易，而且高速钢材料性能较硬质合金和陶瓷稳定，在自动机床上使用较可靠，具有一定的硬度和耐磨性，高的强度和韧性，良好的塑性和耐磨性，因此广泛用于制造各种较复杂的工具，所以钻头用高速钢材料的刀具。由切削用量手册表2-1得：钻头几何形状为标准钻头，由加工余量手册得：刀具钻头直径高速钢麻花钻10.2mm（2）加工余量的确定：1）毛坯变成成品的过程中，在某加工表面切除的金属层的总厚度称为该表面的加工总工作量。每一道工序所切除的金属层的厚度称为工序间的加工余量。 由此可见，加工总量 = 各工序余量之和。 即： 式中： 总的加工余量 n 工序； i 第i道工序； 加工余量的大小对零件的加工质量和生产率有影响。加工余量过大，不仅加大了机加工的工作量，降低了生产率，而且浪费了材料，提高了加工成本。但加工余量过小时不能保证消除前工序的各种误差和表面缺陷，易产生废品。 确定加工余量的原则是在保证加工质量的前提下，尽量减小加工余量。 确定加工余量的三种方法是：分析计算法，查表法，经验法。一般常用查表法。 2）选择工序间加工余量应遵循的原则 a.应采用最小加工余量，以求缩短加工时间，并降低零件的制造费用。 b.加工余量应能保证得到图纸上所规定的表面粗糙度及精度。 c.决定加工余量时应考虑热处理时的变形，否则可能产生废品。 d.决定加工余量时应考虑到加工的方法和设备，以及加工过程中零件可能发生的变形。 e.决定加工余量时应考虑到被加工零件的大小，零件越大，则加工余量越大。 四、加工余量的确定该箱体的材料为QT450-10，硬度160-210HBS，生产类型为大批生产，采用金属砂型铸造毛坯。根据上述原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，尺寸公差及毛坯尺寸如下：（1）箱体下底面的加工余量查实用机械加工工艺师手册表2.24，由于材料为QT45010，且选用金属型砂型铸造，故选择尺寸公差等级为9级，加工余量数值取5.5mm，查机械加工余量手册表547可见粗铣上顶面时z=2.5mm，故下底面加工余量数值为5.5。（2）上顶面的加工余量查实用机械加工工艺师手册表2.24，由于材料为QT45010，且选