x6020b卧式升降台铣床变速箱机械加工工艺规程及部分工序的夹具设计与此工序的nc指令的编写

x6020b卧式升降台铣床变速箱机械加工工艺规程及部分工序的夹具设计与此工序的nc指令的编写内容摘要：

此为了提高生产率减少机械加工余量 ,应采用金属模机械造型。 又由于箱体零件的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组支承孔均需铸出 , 故还应安放型芯 ,此外为消除残余应力 ,铸造后还应安排时效处理。 3 X6020B 变速箱体的机械加工工艺规程设计 变速箱体机械加工时的主要问题 作为箱体零件的变速箱体 ,其主要的加工表面是平面及其孔系。 一般情况下 ,平面的加工精度要比孔系的加工精度容易实现。 因此 ,对于变速箱来说 ,机械加工过程中的主要问题是如何实现孔的加工精度 ,如何 处理好孔与平面之间的相互关系。 由于该变速箱体为中批量加工生产 ,因此满足其生产率的要求也是箱体加工过程中应考虑的主要因素。 孔和平面的加工顺序 箱体类零件的机械加工应遵循“先面后孔”的原则。 即先加工箱体上的基准平面 ,再以基准平面定位加工其它平面 ,然后再加工孔系。 变速箱体加工自然也应遵循这个原则。 这样处理的原因主要是平面的面积大 ,定位时稳定可靠 ,且夹紧牢固 ,因而容易保证孔的加工精度。 其次是 ,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸部分 ,为提高孔的加工精度创造条件 ,而且这样做便于对刀及调整 ,同时也利于保护刀 具 ,防止打刀和崩刃。 粗 ,精加工分阶段进行 对变速箱体的主要表面加工时应将粗 ,精加工分阶段进行 ,这是因为箱体的结构形状复杂 ,主要表面的加工精度较高。 将粗 ,精加工分阶段进行可以消除 ,由粗加工所产生的内应力、切削力、夹紧力和切削热对加工精度的影响 ,有利于保证箱体的加工精度。 同时 ,还能根据粗 ,精加工的不同要求来合理选用设备 ,有利于提高生产率。 孔系加工方案的选择 加工变速箱体的孔系时 ,应选择能满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。 这里除了考虑加工精度和加工效率以外 ,还应该考虑影响经济效益的 因素。 在满足精度要求及生产率的条件下 ,应该择价格最低的机床。 根据该箱体的加工精度和生产率要求 ,宜选用在专用镗床上采用镗模法镗孔和在摇臂钻床上采用钻模法钻孔 ,扩孔 ,铰孔的加工方案。 机体机械加工时定位基准的选择 .粗基准的选择 粗基准的选择应满足以下要求 : 1) 保证各主要支承孔的加工余量均匀。 2) 保证装入箱体内的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求 ,应选择箱体的主要支承孔作为主要基准。 即以Ⅰ、Ⅲ支承孔和③作为粗基准限制工件的六个自由度。 由于是以孔作为粗基准来加工精基准面的 ,因 此当用精基准面定位加工Ⅰ、Ⅲ组支承孔时 ,就能保证其有足够的加工余量。 由于孔与壁的位置是同一型芯铸成的 ,因而孔的余量均匀 ,也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 精基准的选择 : 从保证箱体的孔与孔 ,孔与平面 ,平面与平面之间的位置关系考虑。 精基准的选择应能保证箱体在整个加工过程中基本上都用统一的定位基准。 从原始零件图样可知 ,该箱体的底平面 1 与 1 个主要支承孔平行 ,且它的面积大 ,又是箱体部件的装配基准面。 因此它是理想的精基准 .用它来限制工件的三个自由度 ,然后再利用其它表面配合一起限制工件的六个自由度 ,因此 ,它能满足整个的过程中都能采用统一定位基准的要求。 制订工艺路线 在确定加工方案时 ,依据参考文献 [2]表 平面加工方案：因为变速箱体的主要加工面的表面粗糙度分别为 aR ， aR ，aR 因此需采用粗铣→精铣可以达到精度要求 IT7~IT9，表面粗糙度要求aR ~ aR。 三个支承孔的加工方案 :粗镗 → 半精镗 →精镗。 可以达到精度要求 IT7~IT8，表面粗糙度要求 aR ~ aR。 孔径 15~20 mm， IT8~9 ， aR ~ aR 的小孔 ,采用钻→（扩）→铰的加工方案。 拟定工艺路线的出发点，应当是在保证零件质量的前提下 ,力求有高的生产率和低的生产成本。 由于该变速箱体的生 产类型为中批生产 ,故需其工序适当集中 ,加工设备应以一般的普通加工机床为主 ,辅以高效率的专用机床 ,夹具则应以专用夹具为主 ,尽量采用高效快速的装夹方法。 工艺方案 I: 工序 1:铸造 工序 2:时效 工序 3:上底漆 工序 4:粗铣 5面 工序 5:精铣 5面 工序 6:粗铣 6 面 工序 7:精铣 6 面 工序 8:粗、精铣 3 面 工序 9:粗镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组支承孔 工序 10:精镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组支承孔 工序 11:钻、扩、铰  20H8 孔 工序 12:钻 、铰  30H7, 钻 4M12 底孔 钻 4 17 钻 8M4底孔  33 钻 4M6底孔  5 钻 M8 底孔  扩  10 26凹坑 钻 3 8 钻、铰  10H8 钻 M10底孔  钻 9M6底孔  5 工序 13: 刮  26 17凹坑 刮 M10 底孔  刮  32 4凹坑 工序 14:攻螺纹 M46H. M66H. M86H M106H M126H 工序 15:检验 工序 16:入库 工艺方案Ⅱ : 工序 1: 铸造 .时效 .上底漆 工序 2: 划线 工序 3: 粗铣 1 面 工序 4: 粗、精铣 3 面 工序 5: 粗、精铣 4 面 工序 6: 粗、精铣 6 面 工序 7: 粗铣 2 面 工序 8: 精铣 1 面 工序 9: 精铣 2 面 工序 10:粗、半精镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ孔 工序 11:精镗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以及  100H8, 80 5 工序 12:钻、扩、铰 2 20H8 工序 13:钻 1面上的孔 :钻扩铰  30H7 钻 4M12 底孔  ,钻 4 17 刮  26 17凹坑 钻 8M4 底孔  , 4M6 底孔  5 工序 14:钻 4面上的孔 :钻  13 22 凹坑 钻 M8底孔  , 扩  10 26凹孔 工序 15:钻 5面上孔 :钻 3 8 工序 16:钻 6面上孔，钻铰  10H8 钻 M10 底孔  工序 17：钻 3 面上孔 9M6底孔  5 工序 18：攻丝 M46H M66H M86H M106H M126H 工序 19：检验 工艺方案的比较分析 : 两种加工方案所选取的粗基准和精基准不同，由前面基准选取的确定和分析，可知方案Ⅱ的以Ⅰ、Ⅲ 组支承孔和平面③作为粗基准，以面积最大的底平面①作为精基准，更能满足整个加工过程中都能采用统一定位基准的要求。 镗孔时方案Ⅰ只安排了粗、精镗两步工序，而方案Ⅱ中还安排了半精镗，有利于提高镗孔的精度，达到图纸对零件的要求，但要求工序适当集中，故粗镗和半精镗合二为一作为一道工序。 另外，在钻孔时，方案Ⅰ工序虽然集中，但在某一道工序中太过于集中，使其中的某一道工序的工作量太 大。 工时较多不利于流水线式作业，而方案Ⅱ采用加工某一个面上的孔作为一道工序，装夹可靠，有利于流水线作业。 故此次设计采用工艺方案Ⅱ。 ` 变速箱体的主要加工面 4 确定机械加工余量，工序尺寸及其公差 平面 根据参考文献 [2], 表 , 表 ,表 , 表 ,表 ，采用尺寸公差等级 CT9 级，加工余量等级 MAF 级 . 表 (单位 :mm) 平面 总加工余量 毛坯尺寸 公差 精铣余量 粗铣余量 5面 90  1 3面 2 242  2 2 2 2面 37  6面 2 207  2 1 2 孔 根据参考文献 [2]，表 [5]表 22，各公差等级标准公差计算式： IT7： 16i IT11:100i IT12: 160i IT8: 25i 基本尺寸≤ 500mm 时，标准公差因子的计算式： i = + 计 算后列表 于下： 表 a (单位 :mm) 孔 精镗 余量 尺 寸 公 差 半精镗余量 IT11 尺寸公差 粗镗 余量 IT12尺寸 公差 毛坯 尺寸 左 762H   5   752H   5   762H   5   右 780J   5   862J   5   780J   5   钻、扩、铰孔的加工尺寸如表所 示 : 表 (单位 :mm) 孔 钻 扩 铰 2 820H 18  820H 730H 28  730H 810H   810H 5 确定切削用量、工时定额、切削力及切削功率 切削用量的选择原则 切削用量主要包括主轴转速 ,进给速度和背吃刀量。 选择切削用量时，就是在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床性能和刀具性能，使切削效率最高，加工成本最低。 粗加工切削用量的选择原则 粗加工时加工精度与表面光洁度要求不高 ,毛坯余量较大。 因此 ,选择粗加工的切削用量时 ,要尽可能保证较高的单位时间金属切除量 (金属切除率 )和必要的刀具耐用度 ,以提高生产效率和降低加工成本。 金属切除率可以用下式计算 : 1 0 0 0 PW afvZ 式中 : WZ —— 单位时间内的金属切除量（ smm/3 ） V —— 切削速度（ sm/ ） f —— 进给量（ rmm/ ） pa —— 切削深度（ mm ） 提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。 但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。 所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度 pa ；其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量 f ；最后确定一个最佳的切削速度 V。 选用较大的 pa 和 f 以后，刀具耐用度 t显然也会下降，但要比 V 对 t 的影响小得多，只要稍微降低一下 V 便可以使回升到规定的合理数值，因此，能使 V、 f 、 pa 的乘积较大，从而保证较高的金属切除率。 此外，增大 pa 可使走刀次数减少，增大 f 又有利于断屑。 因此，根据以上原则选择粗加工切削用量 对于提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。 切削深度的选择 粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺 系统的刚性来确定。 在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切掉。 只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。 进给量的选择： 粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。 因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。 选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。 在工艺系统的 刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。 切削速度的选择： 粗加工时，切削速度主要是受刀具耐用度和机床功率的限制。 合理的切削速度一般不需要经过精确计算，而是根据生产实践经验和有关资料确定。 切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。 如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。 精加工时切削用量的选择原则： 精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且较均匀。 因此，选择精加工的切削用量时 应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。 切削深度的选择： 精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。 通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。 进给量的选择： 精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。 进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。 切削速度的选择： 切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。 一般选用切削性能高的刀具材料和合理 的几何参数，以尽可能提高切削速度。 只有当切削速度受到工艺条件限制面不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生范围。 由此可见，精加工时应选用较小的吃刀深度 pa 和进给量 f ，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度 V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率。