張秋臣

摘 要：本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是拖拉機(jī)變速箱殼體的加工工藝設(shè)計(jì)，摒棄傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)線模式，以通用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床甚至加工中心代替專用、組合機(jī)床，合理調(diào)整工序，注意其節(jié)拍，合理集中和分散工序，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，以適應(yīng)多品種小批量的市場模式，增強(qiáng)競爭力。

關(guān)鍵詞：加工工藝規(guī)程；柔性化生產(chǎn)；工序的集中和分散；切削用量；定位基準(zhǔn)

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）04-014-01

制造技術(shù)是一個(gè)永恒的主題，是設(shè)想、概念、科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)和手段，是國家經(jīng)濟(jì)和國防實(shí)力的體現(xiàn)，是國家工業(yè)化的關(guān)鍵。工藝技術(shù)是制造技術(shù)的重要組成部分，提高工藝技術(shù)水平是機(jī)電產(chǎn)品提高質(zhì)量、增強(qiáng)國際市場競爭力的有力措施。

傳統(tǒng)大批大量生產(chǎn)方式廣泛采用高效率的專用組合機(jī)床，按流水線排列進(jìn)行生產(chǎn)，可以極大地降低產(chǎn)品成本，具有很高的產(chǎn)能。但是，這些適用于大批、大量生產(chǎn)的傳統(tǒng)的生產(chǎn)線，都有很大的剛性（專用性），很難迅速改變原有的生產(chǎn)對象，適應(yīng)市場發(fā)展的需求。發(fā)展適應(yīng)多品種、中小批量、高效率、低成本和具有快速響應(yīng)市場能力的以先進(jìn)的制造技術(shù)和組織方式為基礎(chǔ)的生產(chǎn)系統(tǒng)是未來的發(fā)展趨勢。本設(shè)計(jì)以中國第一拖拉機(jī)制造廠的東方紅拖拉機(jī)變速箱殼體為研究對象，考慮到變速箱殼體為拖拉機(jī)中的重要部件，產(chǎn)品要求精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而選擇做拖拉機(jī)變速箱殼體加工工藝的設(shè)計(jì)對自己是個(gè)挑戰(zhàn)又是個(gè)鍛煉。

一、工藝性分析

1.變速箱殼體零件的工藝特點(diǎn)

變速箱內(nèi)裝有輸入軸、輸出軸、其他傳動軸和齒輪等。通過改變安裝在這些軸上的滑移齒輪和固定齒輪的傳動比，來改變拖拉機(jī)的行進(jìn)速度。從而可知，變速箱體的主要功用就是支撐個(gè)傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并且保證拖拉機(jī)變速箱體部件與其相連接的其他部件的正確安裝。變速箱體的主要技術(shù)要求如下：（1）軸承孔的尺寸精度和幾何形狀精度。（2）軸承孔孔距公差。（3）中心線間的平行度公差。（4）端面對軸承孔的垂直度公差，（5）軸承孔的同軸度公差。（6）裝配基面的平面度公差。（7）各主要加工表面的粗糙度。（8）各螺紋孔的位置度。

2.毛坯的工藝性

由于灰鑄鐵具有良好的鑄造性和切削性以及較好的耐磨性和減震性，同時(shí)價(jià)格低廉，因此箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件。本箱體材料選用HT150.鑄件表面涂以醇酸底漆。

二、機(jī)械加工工藝路線的編制

1.定位基準(zhǔn)的選擇

對主要定位基準(zhǔn)進(jìn)行分析。

作為一個(gè)薄壁殼體腔型零件，它的形狀復(fù)雜，剛度差，易變形，但加工精度又要求較高。故應(yīng)先加工出定位面，再以定位面為基準(zhǔn)面進(jìn)行精加工，以達(dá)到高精度。擬定的加工路線首先是選擇粗基準(zhǔn)，將四個(gè)定位面加工出來如前所述，在變速箱的主要技術(shù)要求中，軸承孔的尺寸精度和幾何形狀精度、軸承孔孔距公差、中心線間的平行度公差等要求主要考慮用機(jī)床來保證其精度；軸承孔的同軸度公差主要體現(xiàn)在鏜軸承孔的加工方面，解決方案是依次鏜出同心孔，也是考慮用機(jī)床的精度來保證軸承孔的同軸度。

對于各主要加工表面的粗糙度和各螺紋孔的位置度，由于其加工表面粗糙度要求不甚高，機(jī)床加工過程即能保證；在攻螺紋之前先鉆出各個(gè)螺紋相應(yīng)的各個(gè)孔，所以各螺紋孔的位置度是在鉆孔的時(shí)候確定的，在鉆孔的時(shí)候采用數(shù)控機(jī)床或者安裝鉆模板的普通鉆床來保證它們之間的位置度并提高鉆孔效率，所以在攻絲的時(shí)候考慮直接用搖臂鉆床來攻絲。

裝配基面的平面度公差涉及到密封問題，平面度不夠的裝配基面是大平面潤滑油漏油的重要原因之一。在對前、后端面的加工中采用粗、精銑，直到達(dá)到要求。

端面對軸承孔的垂直度公差是一個(gè)比較重要的技術(shù)要求。變速箱體后端面要與后橋殼體相連，它們之間有一對中央齒輪傳動副傳動這里，首先以四個(gè)定位面和前平面上不加工的平面定位，粗銑前、后端面；而后，以前、后端面定位，粗鏜前后面的孔。之后再精銑前、后端面并鏜孔，從而使端面對軸承孔的垂直度公差得到保證。另外，在基準(zhǔn)選擇的時(shí)候還要注意其它一些問題，比如在選擇粗基準(zhǔn)的時(shí)候還要考慮是否能夠合理分配各加工表面的加工余量；粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用，以免出現(xiàn)重復(fù)裝夾產(chǎn)生的誤差。精基準(zhǔn)選擇方面盡量考慮選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，達(dá)到基準(zhǔn)重合；選擇各加工表面都能共同使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即統(tǒng)一基準(zhǔn)。

2.加工順序的合理安排

機(jī)械加工工序的安排首先是要保證零件的尺寸精度、幾何形狀精度和加工要素的位置精度。爾后要求合理安排生產(chǎn)節(jié)拍，做到工序集中和工序分散相結(jié)合，提高生產(chǎn)率。

三、機(jī)床的選擇原則及方法

1.選擇各工序加工設(shè)備：變速箱殼體作為箱體零件有兩個(gè)端面需要加工，在前后端面和上平面上有一系列的孔系，由于這里采用將鉆孔、攻絲、鏜孔、銑平面分開加工，對于精加工中的精銑和精鏜孔，采用數(shù)控臥式鏜銑床。對于前后平面上的孔系的加工，采用立式數(shù)控鉆床進(jìn)行加工，對其表面的攻絲統(tǒng)一放到后面工序，由搖臂鉆床來完成，避免了復(fù)雜的換裝刀具的過程。而其底面的鉆孔、攻絲和锪球面，由于工序不多，放在立式鉆床上即可完成。2.機(jī)床參數(shù)的選擇：（1）變速箱殼體外形尺寸比較大，要求機(jī)床工作臺尺寸足夠加工本零件。選擇比典型零件大一些的工作臺，留出安裝夾具所需的空間，還應(yīng)工作臺有足夠的承載能力。（2）確保所選機(jī)床坐標(biāo)軸的行程足夠加工零件。（3）選擇主軸的轉(zhuǎn)速范圍。

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