箱体零件选用下底面作为粗基准。以下底面作为粗基准加工上盖接合面和后侧面,可以为后续工序准备好精基准。
3.7.2.精基准的选择
选择精基准时应从整个工艺过程来考虑如何保证零件的尺寸精度和位置精度,并使装夹方便可靠。精基准的选择一般遵循以下原则:
(1)、基准重合原则,应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准。
(2)、基准统一原则,在工件某一表面作基准定位,可以方便地加工大多数(或全部)其余表面时,应尽早地将这个基准加工出来,并达到一定精度,以后大多数(或全部)工序均匀以它为精度进行加工。
(3)、互为基准原则,对某些位置精度要求搞的表面,可以采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度,这就是互为基准原则。
(4)、自为基准原则,对一些精度要求很高的表面,在精度加工时,为了保证加工精度,要求加工余量小而且均匀,这时可以已经精加工过的表面自身作为定位基准,这就是自为基准原则。
(5)、便于装夹原则,所选择得精度,尤其是主要定位面,应有足够大的面积和精度,以保证定位基准,可靠,同时还应使加紧机构简单、操作方便。这就是便于装夹原则。
根据该箱体零件的技术要求和装配要求,选择上盖结合面和后侧面作为精基准进行加工,然而这两个平面是需要加工的表面,因此首先要加工这两个面。选择上盖接合面和后侧面作精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工,即遵循了“基准统一”的原则。由于上盖接合面和后侧面又是作为设计是选用的基准,因此选用它们作为基准又遵循了“基准重合”的原则。选用上盖结合面作基准时,采用一面两孔的方式定位,夹紧稳定可靠。
3.8工序的分散与集中
本零件是单件小批量生产,可以选择工序集中原则来安排齿轮箱的加工工序。这样就可在工件的一次装夹中,加工好工件的多个平面。因此可以较好地保证这些表面之间的相互位置精度,同时可以减少装夹的次数和辅助时间,并减少工件在机床之间的搬运次数和工作量,有利于缩短生产周期。选用工序集中原则,还可以减少机床和夹具的数量,并相应地减少操作工人,节省车间面积,简化生产计划和生产组织管理工作。
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4. 加工顺序的安排
选择零件各表面的加工方法,不仅对零件的加工质量有着重大的影响,还对零件的生产率和制造成本有着极大的影响,在设计工艺路线时,各表面由于精度和表面质量的要求,一般不可能只用一种方法一次加工就能达到要求。对于主要表面,往往需要经过几次加工,由粗到精逐步达到要求。一般按照粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段。
4.1机械加工顺序
(1) 遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准——上盖接合面和后侧面。 (2) 遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,再安排精加工工序。
(3) 遵循“先主后次”原则,先加工主要表面——上盖接合面和后侧面,后加工次 要表面——左右端面和四角端面。
(4) 遵循“先面后孔”原则,先铣削上盖接合面,再钻接合面上的孔,先铣削吊耳凸台面,再钻孔。
4.2 热处理工序
先对铸件毛坯进行正火处理,以提高其金属性能。
4.2.1辅助工序
在热处理之后、粗加工之前对铸件涂底漆,以防止工件生锈;精加工之后,安排去毛刺、清洗和终检工序。
4.2.2机床的选用及工艺设备选用
在单件小批量生产前提下,为了满足工序集中的原则,可以选用高效专用设备和组合机床,该零件多选用加工中心完成加工过程,其中就有四轴联动的加工中心。在加工的初始阶段选用了通用的立式铣床,这些要提出机床特征并注明机床的型号。工艺设备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片上写出它们的名称,如钻头、千分尺、塞规和铣床夹具等。该零件的加工采用专用夹具。
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4.3 确定加工方案
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上,表2列出了反向齿轮箱的工艺路线。
表2.2 反向齿轮箱工艺路线、设备及工装的选用 加工表面 上盖结合面 前端面 吊耳上凸台面 左右侧面 上盖接合面Φ12mm孔 Φ16mm沉头孔 Φ47mm轴承孔 Φ35mm轴承孔 前端面Φ12mm孔 Φ35mm吊耳孔 表面粗糙度Ra/um 1.6 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 1.6 1.6 1.6 3.2 加工方案 粗铣-半精铣-精铣 粗铣 粗铣 粗铣 钻 锪 粗镗-半精镗-精镗 粗镗-半精镗-精镗 扩铰 粗镗-精镗 4.4 确定加工路线
在综合考虑上述工作结果和工序顺序安排原则的基础上,将反向齿轮器箱体零件的工
艺路线填入机械加工工艺卡片中。卡片见附页。
5 三号夹具设计
为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具,经过与老师协商,决定设计三号夹具。该工序要加工两个不同尺寸的轴承孔,且轴承孔有同轴度要求,故在设计夹具是考虑利用转位工作台进行。另外还要加工吊耳孔,其与上盖结合面有平行度要求,最后加工前端面上的孔
5.1 定位方式和定位元件的选择
完成该箱体的加工一共需要三个不同的夹具,根据工艺规程设计,三号夹具用在以上盖结合面为定位面加工左右两端面的轴承孔,吊耳孔和前端面上的孔。由于上盖结合面已
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经精加工,且是设计基准,故根据“基准重合”原则可以设为精基准,利用上盖结合面上有4个孔中的两个孔,采用一面两销定位方式进行加工。
一面两孔组合定位常用于加工箱体、杠杆、盖板等零件,易做到基准统一,保证工件的位置精度,又有利于夹具的设计与制造。工件的定位平面一般是加工过的精基面,两孔可以是工件结构上原有的,也可以是为定位需要而专门设置的工艺孔。一面两孔定位时相应的定位元件是一面两销,两定位销可以有以下两种:(1)两个圆柱销(图1);(2)一个圆柱销和一个削边销(图2)。
图5.1 两个圆柱销
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