犁刀變速齒輪箱體加工工藝及夾具設計（鉆床+銑床兩套夾具）

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 湖南農(nóng)業(yè)大學東方科技學院 全日制普通本科生畢業(yè)設計 變速齒輪箱體加工工藝及夾具設計 THE BODY OF SPEED CHANGE GEAR BOX PROCESSES CRAFT AND FIXTURE DESIGN 學生姓名： 向繼方 學 號： 200741914220 年級專業(yè)及班級：2007級機械設計制造及其自動化(2)班 指導老師及職稱： 陳志亮 副教授 湖南·長沙 提交日期：20 年 月 湖南農(nóng)業(yè)大學東方科技學院全日制普通本科生 畢業(yè)設計誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設計是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設計不含任何其它個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 畢業(yè)設計作者簽名： 年 月 日 目 錄 摘 要 1 關(guān)鍵詞 1 1 前言 2 2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 2 2.1 零件圖分析 2 2.2 結(jié)構(gòu)工藝分析 2 3 零件毛坯 3 3.1 毛坯材料的選擇 3 3.2 鑄件尺寸公差 3 3.3 鑄件機械加工余量 3 3.4毛坯零件綜合圖 4 4 工藝規(guī)程設計 4 4.1 定位基準的選擇 4 4.2 制訂工藝路線 5 4.3 選擇加工設備及工藝裝備 7 4.4 加工工序設計 9 4.5 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡。 17 5 夾具設計 17 5.1銑R、Q面的夾具設計 17 5.1.1確定設計方案 17 5.1.2夾具操作說明 18 5.1.3 定位精度分析 18 5.1.4.計算夾緊力及切削力并確定螺桿直徑 18 5.2 鉆擴鉸2-Φ9F9孔夾具設計 19 5.2.1 確定設計方案 19 5.2.2 操作說明 20 5.2.3 定位精度分析 20 5.2.4緊力與切削的計算 21 6 結(jié)論 22 參考文獻 23 致 謝 23 附 錄 24 變速齒輪箱體加工工藝及其夾具設計 學 生：向繼方 指導老師：陳志亮 （湖南農(nóng)業(yè)大學東方科技學院，長沙410128） 摘 要：本次設計完成了犁刀變速齒輪箱體的加工工藝的確定及鉆夾具、銑夾具的設計，采用模塊化的設計思想，從零件的多方面分析，快速將需要的模塊聯(lián)系在一起組成一個整體。論文首先對零件進行分析并確定其毛坯材料，然后選擇定位基準，制定工藝路線，選擇加工設備及刀、夾、量具并對每道工序進行分析及計算出時間定額；最后確定夾具設計方案，考慮定位精度及計算出夾緊力與切削力并確定螺桿直徑。本次設計的夾具結(jié)構(gòu)簡單，易于確保精度。 關(guān)鍵詞：變速齒輪箱體；夾具設計；工藝 The Body of Speed Change Gear Box Processes Craft and Fixture Design Student: Xiang jifang Tutor: Chen zhiliang (Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract: This design completed the confirm of processing of and the design of Milling machine fixture and Drilling machine fixture, using the design idea of modularized, analysis from the various parts of the parts, and contact the modules that needed together to form a overall. The paper firstly analyzes parts and determining the blank materials, then select the locating datum, formulate the process route, choose processing equipment and knife, clamp, measuring tools and analysis each procedure and calculated the time norm; Finally confirm the design proposal, consider the precision of positioning and calculate the clamping force and cutting force and determined the screw diameter. The structure of the clamp designed this time is simple and easy to ensure accuracy. Key words:the body of speed change gear box;fixture design; process 1 前言 旋耕機是與拖拉機配套完成耕、耙作業(yè)的耕耘機械。因其具有碎土能力強、耕后地表平坦等特點，而得到了廣泛的應用。犁刀變速齒輪箱體是旋耕機的一個主要零件，它通過傳動齒輪系來傳遞功率的齒輪傳遞組件。它的主要作用是改變傳動方向、改變轉(zhuǎn)動力矩、分配動力。犁刀變速齒輪箱體夾具的合理設計有助于保證箱體精度，確保旋耕機的生產(chǎn)效率、確保其耕作質(zhì)量。 2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 2.1 零件圖分析 犁刀變速齒輪箱體是旋耕機的一個主要零件。旋耕機通過該零件的安裝平面（即附圖1零件圖上的 N面）與手扶拖拉機變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位，四個螺栓固定，實現(xiàn)旋耕機的正確聯(lián)接。 N面上的 4一Φ13mm 孔即為螺栓連接孔，2—Φ10F9孔即為定位銷孔。 圖1 犁刀變速齒輪箱體傳動示意圖 Fig 1 Coulter speed change gear box body drive diagrammatic drawing 如圖1 所示，犁刀變速齒輪箱體 2內(nèi)有一個空套在犁刀傳動軸上的犁刀傳動齒輪 5，它與變速箱的一倒檔齒輪常嚙合（圖中未畫出）。犁刀傳動軸8的左端花鍵上套有嚙合套4，通過撥叉可以軸向移動。嚙合套4和犁刀傳動齒輪5相對的一面都有牙嵌，牙嵌結(jié)合時，動力傳給犁刀傳動軸8.其操作過程通過安裝在SΦ30H9孔中的操作桿3，操作撥叉而得以實現(xiàn)。 2.2 結(jié)構(gòu)工藝分析 由附圖1得知，其材料為HT200.該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減震性，適用于承受較大應力、要求耐磨的零件。 該零件上的主要加工面為N面、R面、Q面和2-Φ80H7孔。 2-Φ80H7孔的尺寸精度、同軸度為Φ0.04mm，與N面的平行度0.07mm，與R及Q面的垂直度Φ0.1mm，以及R相對Q面的平行度為0.055mm，直接影響犁刀傳動軸對N面的平行度時，所以最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來。2—Φ10F9孔的尺寸精度、兩孔距尺寸精度140±0.05mm對R面的平行度0.06mm，影響旋耕機與變速齒輪箱聯(lián)接時的正確定位，從而影響犁刀傳動齒輪與變速箱倒檔齒輪的嚙合精度。 由參考文獻有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟精度及機床能達到的位置精度[1]可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 3 零件毛坯 3.1 毛坯材料的選擇 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年。通過計算，該零件質(zhì)量約為7Kg。由參考文獻中表1-4、表1-3[2]可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型。又由于箱體零件的內(nèi)腔及2-Φ80mm孔均需鑄出，故還應安放型芯。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。 3.2 鑄件尺寸公差 鑄件尺寸公差分為16級，由于是大批量生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型。由工藝人員手冊查得：鑄件尺寸公差等級為CT10級，選取鑄件錯箱值為1.0mm。 3.3 鑄件機械加工余量 對于成批和大量生產(chǎn)的鑄件，加工余量由工藝人員手冊查得，選取MA為G級。各表面的總加工余量如表1所示 表 1 加工表面總余量 Table 1 Process surface total remaining quantity 加工表面 基本尺寸（mm） 加工余量等級 加工余量數(shù)值（mm） 說明 R 面 168 G 4 底面，雙側(cè)加工（取下行數(shù)據(jù)） Q 面 168 H 5 頂面降1級，雙側(cè)加工 N 面 168 G 5 側(cè)面，單側(cè)加工（取上行數(shù)據(jù)） 凸臺面 106 G 4 側(cè)面單側(cè)加工 孔2—Φ80 80 H 3 孔降1級，雙側(cè)加工 由工藝人員手冊可得鑄件主要尺寸公差如表 1-3所示。 表2 主要毛坯尺寸及公差（mm） Table 2 Main finished forms size and tolerance（mm） 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差 CT N 面輪廓尺寸 168 - 168 4 N 面輪廓尺寸 168 4+5 177 4 N 面距孔Φ80 中心尺寸 46 5 51 2.8 凸臺面距孔Φ80 中心尺寸 100+6 4 110 3.6 孔 2—Φ80 Φ80 3+3 Φ74 3.2 鑄件的分型面選擇通過C基準孔軸線，且與R面（或Q面）平行的面。澆冒口位置分別位于C基準孔凸臺的兩側(cè)。 3.4 毛坯零件綜合圖 毛坯零件綜合圖一般包括以下內(nèi)容：鑄造毛坯形狀、尺寸及公差、加工余量與工藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根位置、工藝基準及其它有關(guān)技術(shù)要求等。 　　零件—毛坯綜合圖上技術(shù)條件一般包括下列內(nèi)容： 　?、?合金牌號。 　?、?鑄造方法。 　　⑶ 鑄造的精度等級。 　　⑷ 未注明的鑄造斜度及圓角半徑。 　　⑸ 鑄件的檢驗等級。 　?、?鑄件綜合技術(shù)條件。 　?、?鑄件交貨狀態(tài)：如允許澆冒口殘根大小等。 　?、?鑄件是否進行氣壓或液壓試驗。 　?、?熱處理硬度。 　　零件一毛坯綜合圖附圖2 所示。 　　技術(shù)要求 　　l. 毛坯精度等級 CT為 10級； 　　2. 熱處理：時效處理， 180－200HBS; 　　3. 未注鑄造圓角為 R2－R3，拔模斜度 2°； 　　4. 鑄件表面應無氣孔、縮孔、夾砂等； 　　5. 材料：HT200。 4 工藝規(guī)程設計 4.1 定位基準的選擇 　?、本鶞实倪x擇 　　犁刀變速齒輪箱體的 N面和 2—Φ10F9 孔既是裝配基準，又是設計基準，用它們作精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，實現(xiàn)箱體零件“一面二孔” 的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，N面的面積較大，定位比較穩(wěn)定、夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。 　?、泊只鶞实倪x擇 　　考慮到以下幾點要求，選擇箱體零件的重要孔（2—Φ80mm 孔）的毛坯孔與箱體內(nèi)壁作粗基準： 　?、?保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻； 　?、?裝入箱內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、軸套等）與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙； 　?、?能保證定位準確、夾緊可靠。 　　最先進行機械加工的表面是精基準 N面和 2—Φ10F9孔，這時可有兩種定位夾緊方案： 　　方案一：用一浮動圓錐銷插入Φ80mm 毛坯孔中限制二個自由度；用三個支承釘支承在與 Q面相距 32mm并平行于 Q面的毛坯面上，限制三個自由度；再以 N面本身找正限制一個自由度。這種方案適合于大批大量生產(chǎn)類型中，在加工 N面及其面上各孔和凸臺面及其各孔的自動線上采用隨行夾具時用。 　　方案二：用一根兩頭帶反錐形（一端的反錐可取下，以便裝卸工件）的 　　心棒插入 2—Φ80mm 毛坯孔中并夾緊，粗加工 N面時，將心棒置于兩頭的 V形架上限制四個自由度，再以 N面本身找正限制一個自由度。這種方案雖要安裝一根心棒，但由于下一道工序（鉆擴鉸 2—Φ10F 9 孔）還要用這根心棒定位，即將心棒置于兩頭的 U形槽中限制兩個自由度，故本道工序可不用將心棒卸下，而且這一“隨行心棒”比上述隨行夾具簡單得多。又因隨行工位少，準備心棒數(shù)量就少，因而該方案是可行的。 4.2 制訂工藝路線 　　根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下： N面：粗車 —— 精銑； R面和 Q面：粗銑 —— 精銑；凸臺面：粗銑； 2 —Φ80mm 孔：粗鏜 —— 精鏜； 7級～9 級精度的未鑄出孔：鉆一擴一鉸；螺紋孔：鉆孔一攻螺紋。 　　因 R面與 Q面有較高的平行度要求， 2—Φ80mm 孔有較高的同軸度要求。故它們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來，以保證其位置精度。 根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將 N面、R面、 Q面及2—Φ80mm 孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一階段中又首先加工 N面，后再鏜 2—Φ80mm 孔。 R面及 Q面上的Φ8N8 孔及 4—M13 螺紋孔等次要表面放在最后加工。 初步擬訂加工工藝路線如下表： 表3 初步擬訂加工工藝路線 Table 3 The initial draws up to process craft route 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 涂漆 100 粗車N面 110 鉆擴鉸 2—Φ10F9 孔 ( 尺寸留精鉸余量), 孔口倒角 1 × 45 ° 120 粗銑凸臺面 130 粗銑 R 面及 Q 面 140 粗鏜 孔 2—Φ80, 孔口倒角 1 × 45 ° 150 鉆 孔 Φ20 160 精銑 N 面 170 精鉸 孔 2—Φ10F9 180 精銑 R 面及 Q 面 190 精鏜 孔 2—Φ80H7 200 擴鉸 球形孔 SΦ30H9, 鉆 4—M6 螺紋底孔 , 孔口倒角 1 × 45 °, 攻螺紋 4—M6 210 鉆孔 4—Φ13 220 锪平面 4 —Φ22 230 鉆8- M12螺紋底孔 ,孔口倒角 1 × 45°，鉆鉸孔 2—Φ8N8, 孔口倒角1×45°,攻螺紋 8—M12 240 檢驗 250 入庫 上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序有些問題還值得深思。 　　如粗車 N面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們的慣性力較大，平衡較困難，又由于 N面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削，容易引起工藝系統(tǒng)的振動，故改用銑削加工。 　　工序130應在工序 120前完成，使 R面和 Q面在粗加工后有較多的時間進行自然時效，減少工件受力變形和受熱變形對 2一Φ80mm 孔加工精度的影響。 　　精銑 N面后， N面與 2一Φ10F9 孔的垂直度誤差難以通過精鉸孔糾正，故對這兩孔的加工改為擴鉸，并在前面的工序中預留足夠的余量。 　　4一Φ13mm 孔盡管是次要表面，但在鉆擴鉸2—Φ10F 9孔時，也將4一Φ13mm 孔鉆出，可以節(jié)約一臺鉆床和一套專用夾具，能降低生產(chǎn)成本，而且工時也不長。 　　同理，鉆Φ20mm 孔工序也應合并到擴鉸 SΦ30H9 球形孔工序中。這組孔在精鏜2一Φ80H7 孔后加工，容易保證其軸線與 2—Φ80H7 孔軸線的位置精度。 　　工序 230工步太多，工時太長，考慮到整個生產(chǎn)線的節(jié)拍，應將8 —M12 螺孔的攻螺紋作另一道工序。 修改后的工藝路線如下： 表4 工藝路線 Table 4 Craft route 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 涂漆 100 粗車N面 110 鉆擴鉸 2—Φ10F9 孔, 孔口倒角 1 × 45 °，鉆孔 4—Φ13 120 粗銑 R 面及 Q 面 130 粗銑凸臺面 140 粗鏜 孔 2—Φ80, 孔口倒角 1 × 45 ° 150 精銑N面 160 精擴鉸2—Φ10F9 孔,并提高精度至2-Φ10F7 170 精銑 R 面及 Q 面 180 精鏜粗鏜 孔 2—Φ80H7孔 190 擴鉸球形孔SΦ30H9, 鉆4—M6螺紋底孔 ,孔口倒角 1 × 45 °,攻螺紋 4—M6-6H 200 锪平面 4 —Φ22平面 210 鉆8- M12螺紋底孔 ,孔口倒角 1 × 45°，鉆鉸孔 2—Φ8N8, 孔口倒角1×45° 220 攻螺紋 8—M12-6H 230 檢驗 240 入庫 4.3 選擇加工設備及工藝裝備 　　由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主。輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 　?。?）粗銑 N面 　　考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設計等問題，采用立銑，選擇 X52K立式銑床。選擇直徑 D為Φ200mm 的 C類可轉(zhuǎn)位面銑刀，專用夾具和游標卡尺[3]。 　?。?）精銑 N面 　　由于定位基準的轉(zhuǎn)換，宜采用臥銑，選擇 X62W臥式銑床。選擇與粗銑相同型號的刀具。采用精銑專用夾具及游標卡尺、刀口形直尺。 　?。?）銑凸臺面 　　采用立式銑床 X52K、莫氏錐柄面銑刀、專用銑夾具、專用檢具。粗銑 R及 Q面采用臥式雙面組合銑床，因切削功率較大，故采用功率為 5.5kW的 1T× 32型銑削頭。選擇直徑為Φ160mm 的 C類可轉(zhuǎn)位面銑刀、專用夾具、游標卡尺。 　?。?）精銑 R及 Q面 　　采用功率為 1.5kW的 1TX b 20M 型銑削頭組成的臥式雙面組合機床。精銑刀具類型與粗銑的相同。采用專用夾具。 　?。?）粗鏜 2一Φ80H7 　　采用臥式雙面組合鏜床，選擇功率為 1.5kW的 1TA20鏜削頭。選擇鏜通孔的鏜刀、專用夾具、游標卡尺。 　?。?）精鏜 2—Φ80H7 孔 　　采用臥式雙面組合鏜床，選擇功率為 1.5kW的 1TA 20M鏜削頭。選擇精鏜刀、專用夾具。 　?。?）工序130（鉆擴鉸孔 2—Φ10F 9 至 2—Φ9F 9 孔口倒角 l×45°，鉆孔 4一Φ13mm ） 　　選用搖臂鉆床 Z3025。選用錐柄麻花鉆；錐柄擴孔復合鉆，擴孔時倒角；選用錐柄機用鉸刀、專用夾具、快換夾頭、游標卡尺及塞規(guī)。 　　锪 4—Φ22mm 平面選用直徑為Φ22mm 、帶可換導柱錐柄平底锪鉆，導柱直徑為Φ13mm 。 　?。?）工序190 　　所加工的最大鉆孔直徑為Φ20mm ，擴鉸孔直徑為Φ30mm 。故仍選用搖臂鉆床 Z3025。鉆Φ20mm 孔選用錐柄麻花鉆，擴鉸 SΦ30H9 孔用專用刀具，4—M6 螺紋底孔用錐柄階梯麻花鉆，攻螺紋采用機用絲錐及絲錐夾頭。采用專用夾具。Φ20mm 、 Φ　　30mm 孔徑用游標卡尺測量， 4—M6 螺孔用螺紋塞規(guī)檢驗，球形孔 SΦ30H9 及尺寸 6mm，用專用量具測量，孔軸線的傾斜 30°用專用檢具測量。 　?。?） 8—M12 螺紋底孔及 2—Φ8N8 孔 　　選用搖臂鉆床 Z3025加工。 8—M12 螺紋底孔選用錐柄階梯麻花鉆、選用錐柄復合麻花鉆及錐柄機用鉸刀加工 2 —Φ8N8 孔。采用專用夾具。選用游標卡尺和塞規(guī)檢查孔徑。 　　（10） 8— M12 螺孔 　　攻螺紋選用搖臂鉆。采用機用絲錐、絲錐夾頭、專用夾具和螺紋塞規(guī) 4.4 加工工序設計 　　確定工序尺寸一般的方法是:由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注。當無基準轉(zhuǎn)換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。有基準轉(zhuǎn)換時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。 （1） 工序190粗銑及工序240精銑 N面工序。查有關(guān)手冊平面加工余量表，得精加工余量 Z N精為 l.5mm。已知 N面總余量 Z N總為 5mm。故粗加工余量 Z N粗＝（5－1.5） mm＝ 3.5mm。 圖2 尺寸鏈 Fig 2 Size chain 如圖 2所示，精銑 N面工序中以B孔定位， N面至 B、A孔軸線的工序尺寸即為設計尺寸 XN-B 精 =（46 土 0.05）mmm，則粗銑N面工序尺寸 XN-B 精 精為 47.5mm。 　 查教材表 3-16 平面加工方法，得粗銑加工公差等級為 IT11～13 ，取IT11其公差 TN-B精 = 0.16mm ，所以 XN-B精 =47.5土0.08mm（注 :中心距公差對稱標注）。 　　校核精銑余量 ZN精： 　　ZN精min ＝ XN-精min-XN-B精max ＝[（47.5-0.16）-（ 46＋ 0.05）]mm＝1.29mm 　　故余量足夠。 　　查閱有關(guān)手冊，取粗銑的每齒進給量 fZ＝0.2mm /z；精銑的每轉(zhuǎn)進給量 f＝ 0.05mm /z，粗銑走刀 1次，a p ＝3.5mm；精銑走刀1次， a p＝1.5mm。 　　 取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為 150r／min，取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為 300r／min。又前面已選定銑刀直徑 D為Φ200mm，故相應切削速度分別為 　　粗加工 ：VC =πDn粗/1000= 3.14×200×150/1000m/min = 94.2m/min （1） 　　精加工 ：VC = =πDn精/1000= 3.14×200×300/100m/min = 188.4m/min （2） 　　校核機床功率（一般只校核粗加工工序）： 　　參考有關(guān)資料得：銑削時的切削功率 　　Pc=167.9×10 -5a p0.9 f z0.74 a e znkpm （3） 取 Z=10個齒，n=150/60 =2.5r/s ，a e = 168mm ，a p = 3.5mm ，f z = 0.2mm/z ， k pm=1；將它們代入式中，得 Pm =（167.9 × 10 -5 × 3.5 0.9× 0.2 0.74× 168× 10× 2.5× 1）kw =6.62kw 又從機床 X52K說明書（主要技術(shù)參數(shù)）得機床功率為 7.5KW，機床傳動效率一股取 0.75～0.85，若取ηm ＝0.85，則機床電動機所需功率 P E =Pm/ ηm = 6.62/0.85= 7.79kW ＞ 7.5kW （4） 　　故重新選擇粗加工時的主軸轉(zhuǎn)速為 118r／min 　 VC粗 =πDn粗/1000=3.14×200×118/1000 m/min = 74.1m/min 　　將其代入公式得： 　　Pm =（167.9× 10-5×3.5 0.9× 0.2 0.74×168× 10×（118）/60×1）kW≈ 5.2kW 　　P E = Pm/ηm =5.2/0.85kW ≈ 6.1 kW <7.5 kW 　　故機床功率足夠。 （2） 工序110鉆擴鉸 2-Φ10F9 孔至 2-Φ9F9 ，鉆 4-Φ13mm 孔。 2-Φ9F9孔擴、鉸余量參考有關(guān)手冊取Z 擴=0.9mm，Z鉸=0.1mm由此可算出 Z 鉆 =（9/2-0.9-0.1 ）mm= 3.5mm 4—Φ13mm 孔因一次鉆出，故其鉆削余量為Z鉆 = 13/2mm= 6.5mm 　　各工步的余量和工序尺寸及工差列于表5： 表 5 各工步余量和工序尺寸及公差（ mm ） Table 5 Each work of table treads amount of remaining and sequence size and tolerance 加工表面 加工方法 余 量 公差等級 工序尺寸 2—Φ9F9 鉆孔 3.5 — Φ7 2—Φ9F9 擴孔 0.9（單邊） H10 Φ8.8 2—Φ9F9 鉸孔 0.1（單邊） F9 Φ9 4 —Φ13 鉆孔 6.5 — Φ13 孔和孔之間的位置尺寸如 140±0.05mm 以及140 mm、142 mm、40 mm、4―Φ13mm 孔的位置度要求均由鉆模保證。與 2―Φ80mm 孔軸線相距尺寸 66土 0.2mm因基準重合，無需換算。 沿2―Φ80mm 的孔軸線方向的定位是以兩孔的內(nèi)側(cè)面用自定心機構(gòu)實的。這種方案利用保證兩內(nèi)側(cè)中心面與 R、 Q兩端面的中心面重合，外形對稱，所以 2―Φ9F 9 兩孔連心線至內(nèi)側(cè)中心面的距離尺寸 X G-中 需經(jīng)過計算。其工藝尺寸鏈如圖3所示 圖3 鉆定位孔工藝尺寸鏈 Fig 3 Drill the locating hole craft size chain 圖中，X R一內(nèi)側(cè)為零件圖上 R 面與內(nèi)側(cè)尺寸 mm，是封閉環(huán)。X 內(nèi)側(cè)一中為內(nèi)腔尺寸 92 ± 1 mm 的一半，即為 46±0.5mm ；X R-G為零件圖上銷孔連線與 R 面的尺寸115 ± 0.1 mm。用概率法計算如下： 　　XR一內(nèi)側(cè)＝mm= 37.45 ± 0.55mm 　 XR一內(nèi)側(cè)＝ XR一G－X內(nèi)側(cè)-中－XG一中 　　XG一中=XR一G－X內(nèi)側(cè)-中－XR一內(nèi)側(cè) 　　=（115－46－37.45 ）mm 　　= 31.55 mm 　　T2r-內(nèi)側(cè)=T2R-G+T2內(nèi)側(cè)-中+T2G-中 　　TG一中 = （T2r-內(nèi)側(cè)—T2R-G—T2內(nèi)側(cè)-中）1/2 　　=（1.12-0.22-12 ）1/2mm 　　= 0.412mm 　　故 XG一中=31.55 ± 0.206mm =31.55 ± 0.2mm 參考Z3025機床技術(shù)參數(shù)表，取鉆孔Φ4-13mm 的進給量 f＝0.4 mm ／r，取鉆孔 2－Φmm 的進給量f＝0.3mm ／r 。 　　參考有關(guān)資料，得鉆孔Φ13mm 的切削速度 Vc ＝0.445m/s＝26.7m ／min ，由此算出轉(zhuǎn)速為 　　n =1000v/πd=1000×26.7/3.14×13r/min =654 r/min （5） 　　按機床實際轉(zhuǎn)速取 n ＝630r/min ，則實際切削速度為 　　Vc = 3.14×13×630/1000m/min ≈ 25.7m/min 　　同理，參考有關(guān)資料得鉆孔Φ7mm的v= 0.435 m /s= 26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為： 　　n=1000v/πd = 1000×26.1/3.14×7r/min=1187 r/min （6） 　　按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=1000 r/min，則實際切削速度為： 　　Vc =3.14×7×1000/1000 m/min≈22m /min 　　查有關(guān)資料得： 　　Ff=9.81 × 42.7d0f0.8KF（ N ） （7） 　　M=9.81 × 0.021d0f0.8KM（ N·m ） （8） 　　分別求出鉆 Φ 13 mm 孔的 F f 和及鉆孔Φ7 mm 的 F f 和 M 如下： 　　F f =9.81 × 42.7 × 13 × 0.4 0.8 × 1=2616N 　　M=9.81 × 0.021 × 13 2 × 0.4 0.8 × 1=16.72N·m 　　F f =9.81 × 42.7 × 7 × 0.3 0.8 × 1=1119N 　　M=9.81 × 0.021 × 7 2 × 0.3 0.8 × 1= 4N·m 　　擴孔 2 —Φ 8.8 mm ，參考有關(guān)資料，并參考機床實際進給量，取 f= 0.3mm/r （因擴的是盲孔，所以進給量取得較小）。 　　參考有關(guān)資料，擴孔切削速度為鉆孔時的（1/2～1/3），故取擴 =1/2× 22 m /min ＝ 11 m /min 由此算出轉(zhuǎn)速 n=1000v/πd =1000×11/3.14×8.8r/min =398 r/min 。 按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=400r/min 。 　　參考有關(guān)資料，鉸孔的進給量取f= 0.3mm/r（因鉸的是盲孔所以進給量取得較?。? 同理，參考有關(guān)資料，取鉸孔的切削速度為Vc = 0.3m/s= 18m/min 。 由此算出轉(zhuǎn)速 n=1000v/πd =1000×18/3.14×9r/min =636.9 r/min 。按機床實際轉(zhuǎn)速取為 n=630r/min 。則實際切削速度為 Vc = πdn/1000m/min = 3.14×9×630/1000=17.8m/min 。 （3）工序 140 粗鏜，參考資料[2]得粗鏜以后的直徑為Φ79.5 mm ，故兩孔的精鏜余量為： ZA精=ZB精 = （80-79.5）/2=0.25mm 　　又已知 ZA總 =ZB總 = 3mm ， 故 ZA粗 =ZB粗 =(3-0.25) mm= 2.75 mm 　　精鏜及精鏜工序的余量工序尺寸及公差列于表6 表6 鏜孔余量和工序尺寸及公差（ mm ） Table 6 Tang hole remaining measures with the sequence size and the tolerance 加工表面 加工方法 余量 精度等級 工序尺寸及公差 2—Φ80 粗鏜 2.75 H10 Φ79.50+0.120 2—Φ80 粗鏜 0.25 H7 Φ79.50+0.050 因粗、精鏜孔時都以 N 面及兩銷釘定位，故孔與 N 面之間的粗鏜工序尺寸47.5 ± 0.08mm ，精鏜工序尺寸46 ± 0.05mm 及平行度 0.07mm ，與一銷孔之間的尺寸 66 ± 0.2 mm ，均系基準重合，所以不需做尺寸鏈計算。 　　兩孔的同軸度Φ0.04mm 由機床保證。 　　與 R 及 Q 面的垂直度Φ0.1 mm 是間接獲得的。在垂直方向，它由2—Φ80mm 孔軸線與 N 面的平行度0.07mm 及 R 和 Q 面對 N 面的垂直度來保證。取一極限位置如圖1—11 所示計算精銑 R 及 Q 面工序中 Q 面對 N 面的垂直度公差X Q-N 垂 。 　　圖中，Y孔-Q垂為孔軸線對 Q 面的垂直度Φ0.1 mm ，它是封閉環(huán)；Y孔-N 垂為 Q面對 N 面在 168mm 長度上的垂直度， Y孔-N平為孔軸線對N面的平行度 0.07mm 。 　　因在精銑 R 和 Q 面及精鏜 2-Φ80mm 孔兩工序中，面和孔軸線的位置都做到極限位置的情況很少，故用概率法計算此尺寸鏈，使加工方便。 　　由于 Y孔-Q垂 = (Y2孔-N平+Y2Q-N垂)1/2 　　所以 YQ-N垂 = （Y2孔-Q垂- Y2孔-N平）1/2 　　 = (0.12-0.072) 1/2　≈ 0.07mm 　　在圖中 , 因為 ∠ BAC = ∠ EDF 　　所以 CB/CA=FE/FD 　　則 XQ-N垂 =FE= CB*FD/CA=0.07×(46+55)/168mm≈0.04 mm 　　同理 ,R 面與 N 面的垂直度公差也應為 0.04mm 。 　　2—Φ80mm 孔軸線與 R 面的垂直度Φ0.1mm 在水平方向是由 R 面對定位銷孔連線的平行度 0.06mm 及 2—Φ80mm 孔對定位銷孔連線的垂直度保證的。取一極限位置，如圖 4所示，計算精鏜 2—Φ80mm 孔工序中2—Φ80mm 孔軸線對定位銷孔連線的垂直度公差為 Y孔-G垂 。 圖4 Q面對N面的垂直度尺寸鏈 Fig4 The Q faces the vertical degree of N surface size chain 圖5 孔對銷孔連線的垂直度尺寸鏈 Fig5 Hole vs the vertical degree that sells a hole on-line size chain 　　圖中，Y孔-R垂 為孔軸線對R面的垂直度Φ0.1mm ，它是封閉環(huán)；XR-G 平 為 R 面對定位銷孔連線的平行度 0 .06mm ，由于△ ABC ≌△ EFH ，所以 Y R-G平 =X G-R平 。同理，也用概率法計算此尺寸鏈如下： 　　因為 Y孔-R垂 =(Y2R-G平+Y2孔-G垂)1/2 　　所以 Y 孔-G垂 =(Y2孔-R垂-Y2R-G平) 1/2 　　 = (0.12-0.062) 1/2mm≈ 0.08mm Y孔-G垂受兩定位銷孔與定位銷配合間隙而引起的轉(zhuǎn)角誤差的影響如圖 6所示。 圖 6 定位副的轉(zhuǎn)角誤差 Fig6 Clamping the revolution of the pair corner error 參考有關(guān)夾具設計資料[6]設計兩定位銷如下： 　　按零件圖給出的尺寸，兩銷孔為 2一Φ10F9，即 2×Φ10+0.040+0.013 mm ；中心距尺寸為 140 ±0.05mm 。取兩定位銷中心距尺寸為 140 ± 0.015mm 。 　　按基軸制常用配合，取孔與銷的配合為 F9 ／ h9 ， 　　即圓柱銷為Φ10h9= 100-0.036mm 。 　　查有關(guān)夾具資料 ,取菱形銷的 b= 4mm ，B= 8mm 。 　　由于a=RLD +Rld =（0.05+0.015）×2/2mm = 0.065mm 　　所以，菱形銷最小間隙為： X2min=2ab/D2min=2×0.065×4/（10+0.013）mm=0.052mm 　　菱形銷的最大直徑為： 　　 d 2max=D 2min-X 2min=(10.013-0.052)mm = 9.9612 mm 故菱形銷為 d2= Φ9.961h 9mm=Φ9.961 mm= Φ10+0.039-0.075mm 　　下面計算轉(zhuǎn)角誤差 　　 tan Δα =（ X1Max+X2Max ）/2L （9） 　　 = ｛（0.049+0.036）+（0.049+0.075）｝／2×140mm 　　 =0.00074 mm 　　由Δα引起的定位誤差 Y孔-G定＝ 168tan Δα，故該方案也不可行。 　　同理，該轉(zhuǎn)角誤差也影響精銑 R 面時 R 同對兩銷孔連線的平行度 0.06mm ，此時定位誤差也大于工件公差，即0.118mm＞0.06mm，故該方案也不可行。 　　解決上述定位精度問題的方法是盡量提高定位副的制造精度。如將 2-Φ10F9 提高精度至 2-Φ10F7 ，兩孔中心距尺寸 140 ± 0.05mm ，提高精度至 140 ± 0.03mm ，并相應提高兩定位銷的徑向尺寸及兩銷中心距尺寸的精度，這樣定位精度能大大提高，所以工序160 “精擴鉸孔 2-Φ10F9 并提高精度至 2-Φ10F7 ”對保證加工精度有著重要作用。此時，經(jīng)誤差計算和公式校核，可滿足精度要求。 　　粗鏜孔時因余量為 2.75mm ，故 a p ＝ 2.75mm 。 　　查有關(guān)資料得：取 Vc ＝ 0.4m/s ＝ 24m/min 　　取進給量為 f ＝ 0.2mm/r 。 　　n=1000v/πd= 1000×24/（3.14×79.5）r/min=96r/min 　　查有關(guān)資料得： 　　Fc =9.81 × C Fc* apxFc* f* y Fc *VcnFc*KFC （10） 　 Pc = Fc × Vc × 10-3 （11） 取 C Fc =180，XFC =1，y FC =0.75， n FC =0，K FC =1 也可查閱教材表2-1 和表2-5、表2-6 得到。 則 Fc =9.81 × 180 × 2.75 × 0.2 0.75 × 0.4 0 × 1=1452.3（N） 　　Pc =1452.3 × 0.4 × 10 -3 =0.58kW 　　取機床效率為0.85，則所需機床功率為058/0.85 kW= 0.68 kW <1.5 kW ，故機床功率足夠。 　　精鏜孔時，因余量為 0.25mm ，故 a p = 0.25mm 。 　　查有關(guān)資料，取Vc = 1.2m/s= 72m/min, 取 f= 0.12mm/r 。 　　n= 1000v/πd =1000×72/（3.14×80）r/min ≈ 287(r/min) 　?。?）工序130銑凸臺面工序 　　凸臺面因要求不高，故可以一次銑出，其工序余量即等于總余量 4mm 。 　　凸臺面距孔 SΦ30H9 球面中心 60+0.2mm 。，這個尺寸是在擴鉸孔 SΦ30H9 時直接保證的。球面中心（設計基準）距 2-Φ80mm 孔軸線（工藝基準）100±0.05mm 則為間接保證的尺寸。本工序工藝基準與設計基準不重合，有基準不重合誤差。 銑凸臺面對應保證的工序尺寸為凸臺面距 2-Φ80mm 孔軸線的距離 X D-B 。其工藝尺寸鏈如圖2-1-14 所示。 圖7 銑凸臺面工藝尺寸鏈 Fig7 Milling convex stand the surface craft size chain 　 圖中 X S-B ＝100 ±0.05mm ，X S-D = 60+0.2 mm ， 用豎式法計算如下：得X D-B =106+0.5-0.3 mm 表7 豎直法計算 Table 7 Lengthways keep a law computing 基本尺寸 上偏差 下偏差 增環(huán)106 19.01 -0.3 減環(huán)0 0 -0.2 封閉環(huán)100 +0.5 -0.5 本工序的切削用量及其余次要工序設計略。 　?。?）時間定額計算 　　下面計算工序110的時間定額。 機動時間。參考有關(guān)資料，得鉆孔的計算公式為： tj=（l+l1+l2）/fn （12） l1=D*cotkr/2+（1～2） 　　l2=1～4，鉆盲孔時 l2 =0 。 　　對于鉆孔 4-Φ13mm ： 　　l 1 =[（13/2）cot( 1180/2) +1.5]mm=5.4mm， l=19.5mm，取 l2 =3mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式，得： t j =（19.5+5.4+3）/（0.4×630）min=0.11min 　　4 tj =4 × 0.11(min)=0.44min 　　鉆孔 2-Φ7mm ：l1 = （7/2）cot( 1180/2)+1.5 ≈ 3.6mm 　　l =11.5mm ， l 2 =0 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式，得： t j =（11.5+3.6+0）/0.3× 1000min=0.05min 　　2t j =2 ×0.05(min)=0.1min 參考有關(guān)資料，得擴孔和鉸孔的計算公式為： t j = （l+l1+l2）/fn 　　 l 1 = （D-d1）*cotkr/2+（1～2） 　　擴盲孔和鉸盲時 l 2 =0 對于擴孔 2-Φ8.8mm ： l1 = （8.8-7）cot60°/2 +1.5 ≈ 2mm 　　 l =11.5mm ， l 2 =0 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式，：得 t j =（ 11.5+2+0）/（0.3×400）min=0.11min 　　 2 t j =2 × 0.11min=0.22min 鉸孔 2-Φ9mm ： l1 = [（ 9-8.8）cot45°/2 +1.5 ]mm=1.6mm 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式，得： tj = （ 11.5+1.6+0）/（0.3×630）min ≈ 0.07min 　　 總機動時間 tj （即基本時間 t b ）為： 　　 tb =（ 0.44+0.1+0.22+0.14 ）min=0.9 min 其余時間計算略。 4.5 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡。 工藝文件詳見后圖，工序卡見后表 5 夾具設計 5.1 銑R、Q面的夾具設計 5.1.1 確定設計方案 根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，又因R面與Q面又較高的平行度要求，故該加工宜采取工序集中原則，即分別在一次裝夾下將兩面同時加工出來，以保證其位置精度；則粗銑R及Q面采用臥式雙面組合銑床，因切削功率較大，故采用功率為5.5KW的1T×32型銑削頭(參考文獻[1]表3.2-43)。選擇直徑為Φ160mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀。 從對工件的結(jié)構(gòu)分析，若工件以N面朝下放置在支承板上，定位夾緊都比較穩(wěn)定，可靠，容易實現(xiàn)。故工件以N面在夾具上定位，限制了三個自由度，其余三個自由度也必須限制。用一根兩頭帶反錐形的心棒插入2-Φ80mm毛坯孔中并加緊。將心棒兩端的軸頸放入兩U形槽中定位，限制一個移動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度。此外以2-Φ80mm毛坯孔的兩內(nèi)側(cè)面在自定心機構(gòu)上定位，限制一個移動自由度。這種方案定位可靠，加緊也很方便，用一鉸鏈壓板在工件R80mm外圓上即可。 5.1.2 夾具操作說明 在組合機床上加工時，工件依靠夾具上的定位支承系統(tǒng)，獲得對于刀具及其導向的正確位置，還需要依靠夾具上的加緊機構(gòu)，來消除工件因受到切削力或工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動，使工件在加工中能繼續(xù)保持定位所得的正確位置。夾緊機構(gòu)通常由三部分組成：夾緊動力部分，中間傳動機構(gòu)和夾緊元件。這三部分起著不同的作用，夾緊動力部分用于產(chǎn)生力源，并將作用力傳動中間傳動機構(gòu)；中間傳動機構(gòu)改變作用力的方向和大小，即作為增力機構(gòu)，同時能產(chǎn)生自鎖作用，以保證在加工過程中，但力源消失時工件在切削力或振動的作用下仍然能可靠壓緊；夾緊元件則用以承受由中間傳動機構(gòu)傳遞的夾緊力，并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊作用。 5.1.3 定位精度分析 4-Φ13mm孔及2-Φ9F9孔是在一次裝夾下完成加工的，它們之間的位置精度由鉆模保證。因4-Φ13mm孔的位置度為Φ0.5mm，與其有關(guān)的夾具尺寸如140mm、142mm