wh212减速机壳体加工工艺及夹具设计及及

1、WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计摘要： 本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。通过对WH212减速器箱体零件图的分析及结构形式的了解，从而对减速器进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。然后再对减速器箱体的底孔、轴承孔的加工进行夹具设计与精度和误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。 Abstract This Paper requires that with quality beg development, with benefits seek to li

2、ve on to store , under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing , have raised productivity and reduced production cost, is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing. Through knowing and analysis the configuration of the cas

3、ing part drawing for WH212 gear reducer, so as to analysis the process, make process explanation and analysis the technical requirement and the precision of gear reducer. Then, carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of bearing hole and the

4、base hole of the casing of gear reducer, this technology and the design result of clamping apparatus can apply in production requirement.关键词： 减速器 加工工艺 定位 夹具设计Key phrase: gear reducer , processing technology , Fixed position ，Tongs design第一章WH212减速机机壳加工工艺第一节箱体的结构特点、材料、毛坯及热处理一 箱体的结构特点箱体是机器和部件的基础零件,由它将

5、机器和部件中许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能协调地运动.常见的箱体零件有:各种形式的机床主轴箱.减速箱和变速箱等.各种箱体类零件由于功用不同,形状结构差别较大,但结构上也存在着相同的特点 :1.尺寸较大箱体通常是机器中最大的零件之一,它是其他零件的母体,如大型减速箱体长达56m,宽34m,重5060吨,正因为它是一个母体,所以它是机器整体的最大零件.2.形状复杂 其复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及在空间的相互位置,为确保零件的载荷与作用力,尽量缩小体积.有时为了减少机械加工量或减轻零件的重量,而又要保证足够的刚度,常在铸造时减小壁的厚度,再在必要的地方加筋板.凸

6、台.凸边等结构来满足工艺与力的要求.3.精度要求有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，这些平面和孔的加工质量将直接影响机器的装配精度，使用性能和使用寿命。4有许多紧固螺钉定位箱孔。这些孔虽然没有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有时给加工带来很大的困难。由于箱体有以上共特点，故机械加工劳动量相当大，困难也相当大，例如减速箱体在镗孔时，要如何保证位置度问题，都是加工过程较困难的问题。二箱体的材料、毛坯及热处理1、毛坯种类的确定。常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。

7、例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。（3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本减速器是大批量的生产，材料为HT2040用铸造成型。2毛坯的形状及尺寸的确定：毛坯的尺寸等于

8、零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增

9、加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。3毛坯的材料热处理长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是HT2040，HT2547，当载荷较大时，采用HT3054，HT3561高强铸铁。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、

10、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。第 二 节 减速机箱体加工工艺过程及分析冶金矿山机械中应用最多的减速机是平行轴孔圆柱齿轮卧式的，箱体是分离式结构。毛坯常用HT15或HT2040灰口铸铁制作，但在一些轻载荷的机器中所用的减

11、速器体积小、结构简单。如蜗杆、蜗轮减速机。其毛坯的材料常用HT2040灰口铸铁制作。减速箱箱体为了减轻重量常将上盖分为轴承座和罩盖两部分。轴承采用铸件，结构简单，制造方便。减速器箱体的主要技术要求。分离的减速器箱体的主要加工部位有：轴承支承孔、结合面、端面、底座（装配基面），上平面、螺栓孔、螺纹孔等。对这些加工部位的技术要求有：1、减速器箱体、机盖的上平面与结合面及机体的底面与结合面必须平行，其误差一超过1000mm2、减速器箱体结合面的表面粗糙度Ra植不超过两结合面间隙不超过,取。3、轴承支承孔的轴线必须在结合面上，其误差不超过。4、轴承支承孔的尺寸公差一般为HT，表面粗糙度Ra小于m，圆柱

12、度误差不超过孔径公差的一半，孔距精度允许公差为.5、减速器箱体的底面是安装基准，保证精度为.6、减速器箱体各表面上的螺孔均有位置度要求，其位置度公差为二、减速器箱体的机械加工工艺过程。图1-1图1-2分析图1-1和图1-2可知。1、主要孔装轴承支承孔2-2、主要平面底座的底面和结合面，箱盖的结合面和顶部为孔面，支承孔的端面等。3、其他加工其他主要连接孔、螺孔、销钉孔以及一些特别的凸台面等。轴承支承孔通常在镗床上镗削；加工连接孔、螺孔、销钉在钻床上进行，主要平面通常在龙门铣削，支承孔端面可以在镗孔同一次安装中加工出来。减速器箱体的机械加工过程取决于精度要求、批量大小、结构特点、尺寸重量、大小等因

13、素。此处还应考虑车间的条件，中间有无热处理工序。 由图可知，减速器箱体整个加工工艺过程分为两大阶段，先对箱盖和机体分别进行加工，而后合箱对整体箱进行加工。第一阶段主要完成平面、紧固孔、油塞孔和油标的加工，为整体合箱做准备。第二阶段为合装好的箱体上加工轴承孔及其端面，第二阶段加工完成后，还应拆箱，为了保证轴承孔加工精度和拆装后的重复精度，应在两阶段之间安排钳工工序，钻铰二定位销孔，并打入定位销。三、零件图分析1.两轴孔的圆度公差，圆柱度公差为;2.上箱体结合面对E面的位置度公差为;3.110的轴心线对C、D端面的垂直度公差为，对另一轴心线的垂直度为;4.110的轴心线对A、B的垂直度公差为;5.

14、下箱体结合面对C面的位置度公差为 ;6.铸件人工时效处理； 7.零件材料TH-40;8.箱体做煤油参漏试验。四、减速器加工的工艺路线拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。在拟定时应充分调查研究。多提几个方案，加以分析比较确定一个最合理方案。拟定工艺路线要考虑解决以下几个问题：采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度以及需留的加工余量(参考参数)表（1-1）1.加工方法的选择加工表面 加工方法表面粗糙度表面光洁度公差等级形状公差加工余量说 明外圆粗 车半精车精 车细 车粗 磨精 磨研 磨251345677867891014IT12IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT5IT8IT

15、7IT6IT5IT6IT511101088776764515指尺寸在直径180以下,长度在500以下,铸件的直径余量内孔钻 孔扩 孔粗 镗半精镗精 镗细 镗粗 铰精 铰粗 磨精 磨研 磨2513452456679105667679101014IT13IT11IT10IT9IT10IT9IT9IT8IT8IT7IT7IT6IT8IT7IT8IT7IT6IT7IT61089887687767654 指孔径在180以下,铸件直径的余量.L/d2L/d=210时,加工误差增加2倍平面粗刨,粗铣精刨,精铣细刨,细铣粗 磨半精磨精 磨研 磨25 1346786779791014IT14IT11IT10IT

16、9IT6IT9IT7IT6IT7IT6IT5 1191098686757552指平面最大尺寸500以下的铸件的平面余量在选择各表面的加工方法时，要综合考虑以下因素（1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（选择时见表1-1）（2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在 小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。（3）要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车

17、削，高速精铣等。（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法（参考表1-1）。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。2加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：(1) 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为

18、半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra80100m。(2)半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra10m(3)精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度

19、,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤.精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra10m.(4)光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及

20、运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。(1)工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易

21、于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。(2)工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单

22、的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。4加工顺序的安排 零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。在安排加工顺序时常遵循以下原则：(1)机械加工工序安排1)先粗后精，先粗加工，其次半精加工，最后安排 精加工和光整加工。2）先加工基准面后加工其它面。首先以粗基准定位加工出精基准，然后以精基准定位加工其它表面。例如，轴类零件通常都是先加工出两端面的顶针孔然，然后以顶针孔定位加工其它表面。箱体、底座、支架类零件，其上的平面较大

23、，用平面定位比较稳定可靠，因此一般都是先加工平面，在加工孔，称之为“先面后孔”原则。3）先主后次。先安排主要的表面的加工。主要表面指装配基准面，工作表面等；次要表面指键槽、紧固用的螺孔和光孔等。这些表面一般都与主要表面有相互位置精度要求，通常放在主要表面的半精加工之后。精加工之前。这样可以保护主要表面的光洁。此外，为了保证加工质量要求，有些特殊零件的表面的最后精加工必须安排在部件装配之后或总装过程进行。如内燃机连杆的精镗应放在连杆盖组装后进行。用作两个连接件定位销孔，应在总装时，将两个连接件相配在一起，钻削、铰削加工，然后装上销子。(2)热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的安排主要取决于热

24、处理的目的。有以下几种情况：1)退火与正火通常安排在粗加工之前。他们的主要目的是改善材料的切削加工性能和消除内应力。2)调质一般安排在粗加工之后，半精加工之前进行。调质使零件获的较好的综合机械性能也可使金属组织细化致密，为以后淬火和 氮化减少变形作预备处理。3)时效处理。一般铸件通常安排在粗加工之后。高精度复杂铸件应在半精加工之前后各安排一次。刚性差的精密零件应在粗加工、半精加工、精加工多次安排时效处理。时效处理的目的是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力，稳定零件精度。4)淬火。分整体淬火，表面淬火和渗碳淬火。一般安排在精加工与半精加工之间进行。表面淬火之前常要进行调质及正火处理。淬火的目的

25、是为了使零件获得高的硬度和耐磨性。5）淡化。安排在精细磨之前。淡化前还需要安排调质处理，淡化能提高零件硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。6）发兰。表面镀层等表面处理。应安排在工艺过程之后。(3)辅助工序的安排检验工序是重要的辅助工序，除每道工序操作者自检外，还应在下列加工阶段，专门安排检验工序。1)粗加工阶段结束之后；2)重要的工序的前后；3)工件从一个车间转到另一个车间时；4)工件全部加工完毕后。 辅助工序还有去毛刺、清洗、涂防锈油、油漆等，应分别安排于工艺过程所需之处。减速器WH212机盖的工艺过程工序号工序名称工 序 内 容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统，冒孔，型砂，飞边，飞刺等3热处理

26、人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆 5粗铣、半精铣以结合面、主轴孔为定位基准，加紧工件，铣顶部平面与凸台，保证尺寸3mm专用铣床 6粗铣、半精铣以已加工的顶面及侧面做定位基准，装夹工件（专用工装），铣结合面，保证尺寸210（注意周边尺寸）。留磨削余量专用铣床7钻钻4-13mm孔,刮平4-28mm。钻4-11mm孔，刮平4-25mm.专用钻床8钻以结合面及主轴孔定位，钻、攻2-M8螺纹、锪，钻、攻2-M10 x1螺纹，钻、攻5-M6深15螺纹专用钻床 9磨以顶面及一侧定位，装夹工件，磨结合面至图样尺寸210专用磨床 10检验检查各部尺寸及精度减速器WH212机座的工艺过程工序号工序名称工 序 内

27、 容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统，冒孔，型砂，飞边，飞刺等3热处理人工时效处理涂漆非加工面涂防锈漆粗铣、半精铣以底面及侧面定位，装夹工件。铣结合面，留磨削余量（注意尺寸14和30mm）专用铣床粗铣、半精铣以结合面及轴承孔定位，装夹工件铣底面。保证高度尺寸160(工艺尺寸)专用铣床钻钻低面4-19mm孔,其中两个铰至+(工艺用)刮平36专用钻床钻以底面及销钉定位，钻4-11刮背面25，钻4-13刮背面28专用钻床钻以两个工艺孔及底面定位，加紧工件，钻、铰25mm测油孔，锪56mm深2mm.钻、攻3-M6深10mm，钻、攻底孔，刮平25mm专用钻床10磨以一面两孔定位，装夹工件。磨结合面保证尺

28、寸160专用磨床11钳工箱体底部用煤油做参漏试验12检查检查各部尺寸及精度减速器WH212箱体的工艺过程工序号工序名称工 序 内 容工艺装备 1钳将箱盖，箱体对准合箱，用4-M10,4-M12的螺栓，螺母紧固 2 钻铰2- 6mm，1：50锥，装入锥销专用钻床 3钳将箱盖，箱体做标记编号 4粗铣、半精铣以底面与两孔定位，按底面一边找正。夹紧工件，兼顾一面的加工尺寸，铣另一端面，保证尺寸230 专用铣床 5粗铣、半精铣以底面与两孔定位，按底面一边找正。夹紧工件，兼顾一面的加工尺寸，铣另一端面，保证尺寸285 专用铣床 6粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗2-110轴承孔，留加工余

29、量。保证两轴中心线的垂直度公差保证结合面与轴承孔的位置度公差为专用镗床 7半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗2-110轴承孔，留加工余量。保证两轴中心线的垂直度公差保证结合面与轴承孔的位置度公差为 专用镗床 8精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，按结合面精确对刀（保证结合面与轴承孔的位置度公差为）精镗2-110mm专用镗床 9钻用底面与两销钉定位用钻摸板钻、攻蜗杆轴承孔端面螺孔专用钻床 10钻钻、攻蜗轮轴承孔端面螺孔专用钻床 11钻用带有锥度的直径为120130mm的90度的钻锪钻锪轴承孔内边缘倒角4-1x45度专用钻床 12钳拆箱、清理飞边、毛刺13钳合箱、装锥

30、销紧固 14检验检查个部尺寸及精度 15入库入库第三节 主要表面的加工一、箱体的平面加工箱体平面的粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工。刨削箱体平面的主要特点是：刀具结构简单；机床调整方便；在龙门刨床上可以用几个刀架，在一次安装工件中，同时加工几个表面，于是，经济地保证了这些表面的位置精度。箱体平面铣削加工的生产率比刨削高。在成批生产中，常采用铣削加工。当批量较大时，常在多轴龙门铣床上用几把铣刀同时加工几个平面，即保证了平面间的位置精度，又提高了生产率。二、主轴孔的加工由于主轴孔的精度比其它轴孔精度高，表面粗糙度值比其它轴孔小，故应在其它轴孔加工后再单独进行主轴孔的精加工（或光整加工）。目前机

31、床主轴箱主轴孔的精加工方案有：精镗浮动镗；金刚镗珩磨；金刚镗滚压。上述主轴孔精加工方案中的最终工序所使用的刀具都具有径向“浮动”性质，这对提高孔的尺寸精度、减小表面粗糙度值是有利的，但不能提高孔的位置精度。孔的位置精度应由前一工序（或工步）予以保证。从工艺要求上，精镗和半精镗应在不同的设备上进行。若设备条件不足，也应在半精镗之后，把被夹紧的工件松开，以便使夹紧压力或内应力造成的工件变形在精镗工序中得以纠正。三、孔系加工车床箱体的孔系，是有位置精度要求的各轴承孔的总和，其中有平行孔系和同轴孔系两类。平行孔系主要技术要求是各平行孔中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺寸精度和平行精度根据生产类型的

32、不同，可以在普通镗床上或专用镗床上加工。单件小批生产箱体时，为保证孔距精度主要采用划线法。为了提高划线找正的精度，可采用试切法，虽然精度有所提高，但由于划线、试切、测量都要消耗较多的时间，所以生产率仍很低。坐标法加工孔系，许多工厂在单件小批生产中也广泛采用，特别是在普通镗床上加装较精密的测量装置（如数显等）后，可以较大地提高其坐标位移精度。必须指出，采用坐标法加工孔系时，原始孔和加工顺序的选定是很重要的。因为，各排孔的孔距是靠坐标尺寸保证的。坐标尺寸的积累误差会影响孔距精度。如果原始孔和孔的假定顺序选择的合理，就可以减少积累误差。成批或大量生产箱体时，加工孔系都采用镗模。孔距精度主要取决于镗模

33、的精度和安装质量。虽然镗模制造比较复杂，造价较高，但可利用精度不高的机床加工出精度较高的工件。因此，在某些情况下，小批生产也可考虑使用镗模加工平行孔系。同轴孔系的主要技术要求是各孔的同轴度精度。成批生产时，箱体的同轴孔系的同轴度大部分是用镗模保证，单件小批生产中，在普通镗床上用以下两种方法进行加工：1.从箱体一端进行加工 加工同轴孔系时，出现同轴度误差的主要原因是：当主轴进给时，镗杆在重力作用下，使主轴产生挠度而引起孔的同轴度误差；当工作台进给时，导轨的直线度误差会影响各孔的同轴度精度。对于箱壁较近的同轴孔，可采用导向套加工同轴孔。对于大型箱体，可利用镗床后立柱导套支承镗杆。2.从箱体两端进行

34、镗孔 一般是采用“调头镗”使工件在一次安装下，镗完一端的孔后，将镗床工作台回转1800，再镗另一端的孔。具体办法是：加工好一端孔后，将工件退出主轴，使工作台回转1800，用百（千）分表找正已加工孔壁与主轴同轴，即可加工另一孔。“调头镗”不用夹具和长刀杆，镗杆悬伸长度短，刚性好。但调整比较麻烦和费时，适合于箱体壁相距较远的同轴孔。 定位基准的选择在制定工艺过程时，选择定位基准的主要目的是为了保证加工表面的位置精度。因此选择定位基准的总原则应该是从有较高位置精度要求的表面中进行选择。定位基准的选择包括粗基准和精基准的选择。 一、粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，

35、使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择的原则是：1.选择应加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。2.选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。3.应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余

36、量。4.应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。5.粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 箱体粗基准选择要求：在保证各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均匀；装入箱体内的旋转零件应与箱体内壁有足够间隙；此外还应保证定位、夹紧可靠。为了满足上述要求，一般选箱体的主要孔的毛坯孔作为粗基准。减速箱体加工的第一个面是盖或底座的结合面，由于 分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同的部分上很不规则，因而在加工盖和底座的结合面时无法

37、用主要孔的毛坯作粗基准。而是用顶面与底面作为粗基准。这样可以保证结合面加工后凸缘的厚度叫均匀。二、精基准的选择选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准确、牢固、方便。精基准选择的原则是：基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则。应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证

38、了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。箱体上孔与孔、孔与平面、平面与平面之间都有较高的位置精度要求，这些要求的保证与精基准的选择有很大

39、的关系。为此，通常优先考虑“基准统一”原则。使具有相互位置精度要求的大部分工序，尽可能用同一组基准定位。以避免因基准转换过多而 带来的积累误差，并且由于采用同一基准，使所用夹具具有相似的结构形式，可减少夹具设计与制造工作量、降低成本。例如车床主轴箱可以选用装配基面的底面做定位基准，在大批量生产中，则选用主轴箱顶面和 两定位销为定位基准。分离式减速箱体的结合面与装配基面底面有一定的尺寸精度和位置精度，轴承孔轴线应对结合面上，与底面也有尺寸精度和相互位置精度要求，故加工底座结合面时，选底面为精基准，箱体和箱后的轴承孔加工仍以底面为主要定位基准。若箱体尺寸较小而批量很大时，可与底面上的两定位孔组成典

40、型的一面两孔定位方式。这样既符合“基准统一”原则，又符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与结合面重合度及与装配基面的尺寸精度和平行度。 第五节 工艺尺寸的计算加工余量的确定查机械加工余量与公差手册1.顶面与结合面的加工余量磨削余量 025 IT8 表面粗糙度 半精铣余量 IT10 表面粗糙度 粗铣余量 2x5 IT11 表面粗糙度 2.下箱体结合面与底面的加工余量（查表4-34，4-37）磨削余量 025 IT8 表面粗糙度 半精铣余量 IT10 表面粗糙度 粗铣余量 2x5 IT11 表面粗糙度 3箱体左右端面的加工余量半精铣余量 IT10 表面粗糙度 粗铣余量 2x5 IT11 表面

41、粗糙度 4箱体前后端面的加工余量半精铣余量 IT10 表面粗糙度 粗铣余量 2x5 IT11 表面粗糙度 5两轴承孔的加工余量精镗 IT7 表面粗糙度 半精镗 IT9 表面粗糙度 粗镗 5 IT11 表面粗糙度 二、尺寸链的计算两中心面与底面的尺寸链计算尺寸链图 N=A+A =160+120则 N=280N=+N=+ =-=-=所以的尺寸及公差为2.观油孔的尺寸链的计算尺寸链图 N=+=N-=+ = = -=+ =+ =的尺寸为三、切削用量的选择(查机械加工工艺手册)加工对象加工方法加工步骤刀 具切削深度(mm)切削速度(m/s)进给量(mm/r)(mm/z)走刀长度（mm）备注机盖上平面粗铣

42、1圆柱铣刀YG6280半精铣2圆柱铣刀YG6280机盖结合面粗铣1圆柱铣刀YG6335半精铣2圆柱铣刀YG6335磨3砂轮0020750028733524-163机盖结合面平面孔钻削加工1麻花钻3032钻削加工2麻花钻1416机盖上平面孔钻削加工1麻花钻2022钻削加工2麻花钻2730钻削加工3麻花钻15 18功丝4丝锥2022功丝5丝锥2730功丝6丝锥1518机座结合面粗铣1圆柱铣刀YG6335半精铣2圆柱铣刀YG6335磨3砂轮0020750028733524-163机座底面粗铣1圆柱铣刀YG6280半精铣2圆柱铣刀YG6280机座底面孔钻削加工1麻花钻2528铰孔（两工艺用）2铰刀25

43、0151528机座结合面孔钻削加工1麻花钻3032钻削加工2麻花钻1416加工测油孔钻削加工1麻花钻2225铰孔2铰刀2225锪孔3锪刀88钻削加工4麻花钻1012功丝5丝锥1012放油孔钻削加工1麻花钻3030功丝2丝锥22222轴承端面（左右）粗铣1端面铣刀180半精铣2端面铣刀180轴承端面（前后）粗铣1端面铣刀180半精铣2端面铣刀180镗轴承孔粗镗1镗刀54半精镗2镗刀54精镗3镗刀54端面螺纹孔（蜗杆）钻削加工1麻花钻2525功丝2丝锥2525端面螺纹孔（蜗轮）钻削加工1麻花钻2525功丝2丝锥2525轴承孔倒角锪孔1锪刀11四、切削的工时定额粗铣取53半精铣结合面的基本时间粗铣半

44、精铣磨结合面（见工艺手册表）当加工两个面时钻13孔 L=30mm r/min当加工两组孔时t=钻孔11 L=14mm r/min 当加工两组孔时t=钻19孔 L=25 r/min=min钻攻5-m6 钻L=18mm =3mm =0 =960r/min=攻 L=15 r/min v=min=钻攻2-M8钻L=20 r/min=攻 v=minL=20mm =钻攻2-M10钻 L=25mm r/min =攻L=25mm v=min钻铰25 f=r v=min(见机械加工工艺手册表;实切削速度v=铰孔25 f= v=21m/min(按工艺手册表实切削速度v=锪沉头孔f=r L=8 =钻攻M6L=10m

45、m =L=10mm v=min=钻攻M16 L=25mm =L=22 =铣端面 v=r Z=20 相关手册查工艺手册表取r/minv=因为有四面，所以t=半精铣t=因为有四面，所以t=镗孔110 f =r相关手册r=100m/min取L=53 =两个孔加工的机动时间t=半精镗 f=r v=100取L=53 =两个孔的机动时间t= f=r v=100m/mint=镗前后轴承孔同上钻攻M12钻 L=28 n =960r/min=攻L=25 n=195r/min v=min=与四面轴承孔端面的孔一样，钻时 ;攻时。锪轴承倒角：由查表可知n=68r/min v=minL=2mm =第二章 夹具设计第一

46、节设计减速器19底孔夹具设计任务 设计在成批生产条件下,在专用立式钻床上减速器底孔19的钻床夹具.设计任务分析1、19为自由尺寸,可一次钻削保证.该孔在轴线方向的设计基准是以钻套的中心线.径线的设计基准是以轴承孔与另一端面.2、面铣结合面是前一工序已完成的尺寸,本工序的后续工序是以孔19为底孔钻结合面孔,4-11,4-13. 3、专用钻床的最大钻孔直径为25mm.主轴端面到工作台面的最大距离H=700mm,工作台面尺寸为375x500mm2, 其空间尺寸完全满足夹具的布置和加工范围的要求。 4、本工序是对四个孔进行加工，采取移动的夹具，钻模板选用旋式；使用快换钻套。二设计方案论证1、定位基准的

47、选择工序结合面是已加工过的平面，且又是本工序要加工的孔19mm的设计基准，按照基准重合原则选择它作为定位基准是比较恰当的。若定位元件采用110的轴承孔，则基准不重合。因此，选择结合面与轴承端面作为定位比较合理。2、夹紧结构的确定当定位心轴水平放置时，在专用钻床上钻19 mm孔的钻前力和扭矩力均由重力与外力来承担，这时工件的夹紧可以有两种方案：在箱体的底面上，采用压板压紧，夹紧力与切削力处于平行状态。这种结构复杂，装卸工件比较麻烦。在箱体的底面上采用螺纹夹紧装置，加紧力与切削力平行，这种结构简单。装卸工件比较容易。三、切削力及夹紧力的计算刀具：麻花钻，dw=19mm,则F= (切削手册)查表得：

48、d0=19mm,ae=195, af =, ap =, Fz =所以：F= 19=79401N查表可得，铣削水平分力，垂直分力，轴向力与圆周分力的比值：FL/ FE=, FV / FE =, FX / Fe =故FL= FE =79401=63521N FV= FE=79401=47640N FX = FE=79401=42082N在计算切削力时，必须考虑安全系数，安全系数 K=K1K2K3K4 式中：K1 基本安全系数， K2加工性质系数， K3刀具钝化系数， K2断续切削系数，则F/=K FH=63521 =211366N选用螺旋板夹紧机构，故夹紧力 fN=12 F此，夹具的制造误差应当保

49、证被加工工件的尺寸误差在考虑上述两项误差之后。仍在允许的尺寸公差范围之内于是就有不等式 （2）、基本尺寸按工件相应尺寸的平均值标注并采用双向对称偏差的原则。为了便于尺寸计算和误差分析，并尽可能避免计算中的错误，凡是夹具上与被加工主件尺寸相应的尺寸，其基本尺寸均应按工件尺寸的平均尺寸标注，其公差取工件尺寸公差的1/21/5标注。底面与结合面的尺寸为160，选用尺寸偏差时为160.2.与加工要求没有直接关系的加具尺寸公差的制订 与加工要求无直接关系的尺寸是指不直接与零件加工尺寸相对应的夹具尺寸。他们的尺寸公差无法从工件上相对应的尺寸来确定。但他们的公差也并非对加工精度没有影响。 属于这种夹具公差的

50、多为夹具内部结构配合尺寸公差，如定位元件与夹具体、可换钻套与衬套、导向套与刀具、铰链连接的轴与孔、夹具机构上各零件的配合尺寸公差等。这类尺寸公差主要是根据零件的功用和装配要求，直接根据国家标准规定的公差配合来选用的。如夹具中起导向作用并相对滑动的连接副一般选用;有相对活动而无导向作用的连接副一般选用、；铰链连接则按基轴制选用、等间隙配合。七、工序精度分析 在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。影响原始尺寸25的各项误差分析1、重合,故产生定位误差。定位尺寸160mm定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，这里I的方向与加工方向是一致的，所以=,因为平面

51、定位。所以故2、的垂直度所引起的夹具安装误差，对工序尺寸25的影响均小，既可以忽略不计。面到钻套座孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一，。通常不超过.。偏移用概率法相加总误差为：098137mm从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。第二节 镗床夹具设计 镗床夹具又称镗模它主要用于加工相体，支架等工件上的单孔或孔系。镗模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一般车床、铣床和摇臂钻床上，加工有较高精度要求的孔或孔系。镗床夹具，除具有定位元件、加紧机构和夹具体等基本部分外，还有引导刀具的镗套。而且还像钻套布置在钻模板上一样，镗套也按照被加工孔或孔系的坐标位置，布置

52、在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔的几何形状精度。因此，镗套、镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元件。一、结构分析加工工件为减速器箱体工件，要求加工两直径均为110mm的同轴孔。工件的装配基准为底面和两工艺孔，本工序所加工的孔为7级精度，各孔均有一定的平行度、同轴度要求，装配基面及定位孔已精加工过。使用专用机床、粗、半精、精镗110H7mm孔。由于采用专用机床同时加工出各孔，所以中心与底面的距离要求为280mm，因此，底面和工艺孔是110 H7mm孔的工序基准。根据基准面重合的原则，选定底面定位基准，限制三个自由度，工序孔限制三个自由度，实现定位。由于定位基准是经过加工过的光平面，故定位元件等用

53、夹具体把两个定位元件做成一体，工件放在上面，使重力与加紧方向一致。二、夹具的结构类型镗床夹具按其结构特点，使用机床和镗套位置的不同，有以下分类方法。按使用机床类别分，可分为万能镗床夹具、多轴组合机床镗床夹具、精密镗床夹具，以及一般通用机床镗床夹具。按夹具的结构特点分，可分为卧式镗床夹具和立式镗床夹具等。按镗套的位置分布，可分为单支承前引导的镗床夹具，即镗套为于被加工孔的前方；单支承后引导的镗床夹具。本夹具属于单支承后引导的镗床夹具，本就加以说明介绍。单支承后引导的镗床夹具，既镗套位于被加工孔的后方，介于工件与机床主轴之间，主要用于加工D90mm。但根据有两种类型：1、镗削D的方式，则在加工这种

54、较长的孔时，刀具的悬伸长度h必然很大，起码应大于L.由于刀具悬伸长度大，所以刀具易引偏，严重时会使镗杆与镗套蹩住，否则须增加镗套长度，以保证足够的导引刚度。但这样将导致整个镗套部分的结构庞大。上述两种的单支承引导的镗杆与机床主轴作刚性联接，这样，要使镗套中心对准机床主轴中心，不容易做到很准确，而且还需要技术水平较高的工人能胜任。三、夹紧力大小的确定原则夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。计算夹

55、紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。式中W计算出的理论夹紧力；W实际夹紧力；K安全系数，通常k=3.当用于粗加工时，k=3,用于精加工时k=2.这里应注意三个问题：（一）切削力在加工过程中往往方向、大小在变化，在计算机中应按最不利的加工条件下求得的切削力或切削合力计算。如图2-1所示切削方向进行静力平衡，求出理论夹紧力，再乘以安全系数即为实际夹紧力，图中W为夹紧力，N1、N1为镗孔各方向镗削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力将使夹紧力变大，在列

56、静平衡方程式时，我们应按不利的加工条件下，即N1时求夹紧力。既（二）在分析受力时，往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生夹紧力最大的一个方程，然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为 W=;水平方向可以列出：,f 为工件与定位件间的摩擦系数，一般,即W=10KN；对o点取矩可得下式比较上面三种情况，选最大值，既W=10KN。（三）上述仅是粗略计算的应用注意点，可作大致参考。由于实际加工中切削力是一个变值，受工件材料性质的不均匀、加工余量的变动、刀具的钝化等因素影响，计算切削力大小的公式也与实际不可能完全一致，故夹紧力不可能通过这种计算而得到结果。生产中也有根据一定生产实际经验而

57、用类比法估算夹紧力的，如果是一些关键性的重要夹具，则往往还需要通过实验的方法来确定所需夹紧力。表2-1，削边销尺寸参考表（mm） d3668820202525323240405050 Bd-1d-2d-3d-4d-5d-5- b1233345- 2 3 4 5 5 6 8 14 图2-2 图2-3四、定位销尺寸确定与高度计算1、定位销尺寸的确定 以一面两销（一圆柱销和一削边销及一平面支承）实现定位。这是增加两孔连心线方向上的间隙并减小转角误差的有效措施，如图2-2，为使工作在极端情况下能装到定位销上，可把碰到工件孔壁的部分削去，只留下一部分圆柱面。这样在连心线方向上，仍有减小第二销直径的作用。

58、但在垂直于连心线的方向上，由于定位销直径减小，故工件的转角误差没有增大，有利于保证加工精度。(1)确定定位销中心距及尺寸公差（如图2-3）取 故销间距为（2）确定圆柱销尺寸及公差取按表2-1选削边销的b及B之值取；B=d-2=19-2=17mm（4）确定削边销的直径尺寸及公差公差配合取为,其下偏差为故削边销直径为（5）计算定位误差由于两孔定位有旋转角度误差a,使加工尺寸产生定位误差和，应考虑较大值对加工尺寸的影响。两个方向上的偏转其值相同。因此，只对一个方向偏转误差进行计算。式中中心线与圆柱销中心线交点至左端面的距离中心线与圆柱销中心线交点至右端面的距离由于转角误差很小，不计工件左右端面的旋转

59、对定位误差的影响，故较大的定位误差尚小于工件公差的三分之一；此方案可取。2定位销高度的计算 确定定位销高度时，要注意防止卡住现象，当安装比较笨重的工件时，不太可能将工件托平后同时装入定位销，而是将工件一边支在夹具支承面上，逐渐套入两销。这时，如定位销高度选择不当，将使工件卡在定位销边缘上而装不进去。避免产生卡住的最大高度，可按下列计算。图2-4定位装置为一面两销，第一个定位销的最大工作高度为 第二个定位销的最大高度为 式中d定位销直径；定位副最小间隙。为了装卸工件方便，可使削边销低于圆柱销35mm结论：通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更

60、深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、镗钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。参 考 文 献1梁炳文主编，机械加工工艺与窍门精选，机械工业出版社。2周增文 张亮蜂等编著，机械加工工艺基础，中南大学出版社。3郑文虎编 ，机械加工实用经验，国防工业出版社。4李喜桥编 ，加工工艺学，北京航空航天大学出版社。5杨方主编 ，机械加工工艺基础，西北工业大学出版社。6陈宏均主编，实用机械加工工艺手册，机械工业出版社。7王绍俊主编，机械制造工艺设计手册，哈尔滨工业大学出版社。8王生力主编，重型机械制造工艺学，冶金工业出版社1986年。9谢明