機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計犁刀變速齒輪箱體零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

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1、夾具課程設(shè)計 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：設(shè)計犁刀變速齒輪箱體零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 班級：機械設(shè)計制造及其自動化1021 組別：第一組 姓名： 指導(dǎo)教師： 學(xué)校： 日期：20

2、11-6-27 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 題目：設(shè)計犁刀變速齒輪箱體零件的機械加工工藝規(guī)程及銑凸臺面工序的專用夾具 內(nèi)容： 1) 零件——毛坯合圖 1張 2) 機械加工工藝規(guī)程卡片 1套 3) 夾具裝配總圖 1張 4) 夾具零件圖 1套 5) 課程設(shè)計說明書 1份 原始資料：該零件圖樣一張;生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件∕年；每

3、日1班。 摘要 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務(wù)時間。 關(guān)鍵詞： 工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夾緊力 Abstract Enable producing the targe

4、t in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it co

5、nfirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and meas

6、uring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keyword: The process worker one workers step the surplus of processing

7、 orient the scheme clamp strength 摘要 3 Abstract 4 第1章 緒言 7 第2章 零件工藝的分析 8 2.1 零件的作用 8 2.2 零件的工藝分析 9 第3章 確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 10 第4章 擬定梨刀箱體加工的工藝路線 11 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 11 4.2 制定工藝路線 12 第5章 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 14 第6章 確定切削用量及基本工時 15 6.1 加工工序設(shè)計1、粗銑、精銑N面工序 15 6.2 工序鉆擴鉸2-φ10F9孔至2-φ9F9，鉆4-φ13

8、mm孔加工工序 16 6.3 工序粗鏜、工序7精鏜2-φ80H7孔工序 18 6.4、工序粗銑R面及Q面和工序80，精銑R面及Q面 23 6.5 工序精擴鉸2-φ10F9孔，提高精度至2-φ10F7 24 6.6 工序8 銑凸臺面 25 6.7 鉆φ20孔，擴鉸Sφ30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，空口倒角為145，攻螺紋6-M6-6H4 26 6.8 工序9 锪4-φ22mm平面 27 6.9 鉆8-M12mm螺紋底孔，孔口倒角145，鉆鉸2-φ8N8，孔口倒角145 28 6.10 攻螺紋8-M12-6H 29 6.11 時間定額計算 29 第7章

9、專用夾具的設(shè)計 32 7.1 確定夾緊力及螺桿直徑 33 7.2 定位精度分析 34 第8章 加工刀具表格及數(shù)控程序代碼 35 8.1加工刀具表格 35 8.2 數(shù)控程序代碼 35 第9章 結(jié)論 41 參考文獻 42 第1章 緒言 箱體零件是機器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個整體,使這些零件保持正確的相對位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作.因此,箱體零件的制造精度將直接影響機器或部件的裝配質(zhì)量,進而影響機器的使用性能和壽命.因而箱體一般具有較高的技術(shù)要求. 由于機器的結(jié)構(gòu)特點和箱體在機器中的不同功用,箱體零件具有多種不同的結(jié)構(gòu)型式,其共同特點是:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,

10、箱壁薄而不均勻,內(nèi)部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等. 箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件.因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性,減震性以及良好的鑄造性能和切削性能,價格也比較便宜.有時為了減輕重量,用有色金屬合金鑄造箱體毛坯(如航空發(fā)動機上的箱體等).在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短生產(chǎn)周期有時也采用焊接毛坯. 毛坯的鑄造方法,取決于生產(chǎn)類型和毛坯尺寸.在單件小批生產(chǎn)中,多采用木模手工造型;在大批量生產(chǎn)中廣泛采用金屬模機器造型,毛坯的精度較高.箱體上大于30—50mm的孔,一般都鑄造出頂孔,以減少加工余量. 第2章 零件

11、工藝的分析 2.1 零件的作用 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―φ13㎜孔即為螺栓連接孔，2―φ10F9孔為定位銷孔。 如圖所示，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，它與變速箱的一倒擋齒輪常嚙合。犁刀傳動軸8的左端花鍵上有嚙合套4，通過拔叉可以軸向移動。嚙合套4和犁刀傳動軸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孔中的操縱桿3操縱拔叉而得以實現(xiàn)。 犁刀變速齒輪箱傳動示意圖 1——

12、左臂殼體 2——犁刀變速齒輪箱體 3——操縱桿 4——嚙合套 5——犁刀傳動齒輪6——軸承 7——右臂殼體 8——犁刀傳動軸 9——鏈輪 2.2 零件的工藝分析 加工表面分析 加工表面 尺寸及偏差/㎜ 公差及精度等級 表面粗糙度Ra/μm 形位公差/㎜0 N面 460.5 IT10 3.2 2―φ10F9孔 IT9 1.6 4―φ13孔 Φ13 IT13以下 12.5 R―Q面 IT9～IT10 3.2

13、 凸臺面 IT12～IT13 12.5 無 2―φ80孔 IT17 3.2 φ20 Φ20 IT13以下 ≥12.5 無 φ30H9球形孔 IT9 3.2 無 4―M6螺紋孔 M6―6H深14 IT13以下 無 8―M2螺紋孔 M12―6H深22 IT13以下 無 2―φ8N8 IT8 3.2 4―φ22平面 φ22深18 無 1.25 無 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

14、應(yīng)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。 N面的平面度0.05mm直接影響旋耕機與拖拉機變速箱的接觸精度及密封。 2- φ80H7孔的尺寸精度、同軸度0.04mm，與N面的平行度0.07mm，與R及Q面的垂直度0.1mm，以及R相對Q面的平行度0.055mm，直接影響犁刀傳動軸對N面的平行度及犁刀傳動齒輪的齒合精度、左臂殼體及右臂殼體孔軸線的同軸度等。因此，在加工它們時，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1400.05mm以及1400.05mm對R面的平行度0.06mm，影響旋耕

15、機與變速箱聯(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齒合精度。 由參考文獻（1）中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟精度及機床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 第3章 確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。確定零件生產(chǎn)類型根據(jù)參考文獻【8】可知： ………（1） 式中 N—零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件∕年），N=6000； Q—產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺∕年）； a—備品率，取3%； b—廢品率，取0.5%。 查參考文獻【13】表1—3知，屬于輕型零件 查參考文獻【13】表1—4知，屬于大批生產(chǎn) 毛坯的鑄造方法為砂

16、型機器造型。又由零件2-φ80mm空均需鑄出，故還應(yīng)安放型芯，此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后還應(yīng)進行人工時效處理。 參考文獻【1】表2.3-6，該鑄件的公差等級CT為8~10級，加工余量MA等級為G級，故取CT為10級，MA為 G 級。 鑄件的分型面應(yīng)選擇通過C孔基準(zhǔn)軸線，且與R面和Q面平行的平面，澆口位置分別位于C基準(zhǔn)孔凸臺的兩側(cè)。 參考文獻【1】表2.3-5， 用查表法確定各表面的加工余量如下表所示。 表2-1 各加工表面的加工余量 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 （4.0~5

17、.0），取4.0 底面，雙側(cè)加工，取下行數(shù)據(jù) Q面 168 H (5.0~6.0))，取5.0 頂面降1級，雙側(cè)加工 N面 168 G (4.0~5.0)，取5.0 側(cè)面，單側(cè)加工，去上行數(shù)據(jù) 凸臺面 106 G (3.0~4.0)，取4.0 側(cè)面單側(cè)加工 2-φ80mm孔 80 H (2.5~3.5)，取3.0 孔降1級，雙側(cè)加工 由參考文獻【1】機械加工工藝手冊表2.3-9可得主要毛坯尺寸及公差如下表所示。 表2-2 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量（公差+余量） 毛坯尺寸 公差C

18、T N面輪廓尺寸 168 — 168 4 N面輪廓尺寸 168 4.0+5.0 177 4 N面距φ80孔中心尺寸 46 5.0 51 2.8 凸臺面距φ80孔中心尺寸 100+6 4.0 110 3.6 2-φ80mm孔 φ80 3.2+3.0，取6.0 φ74 3.2 第4章 擬定梨刀箱體加工的工藝路線 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：犁刀變速齒輪箱體的N面和2-φ10F9孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計基準(zhǔn)，用他們做精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實現(xiàn)箱體零件“一面一孔”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

19、工藝路線尊選了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，N面的面積比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇箱體零件的重要孔（即2-φ80mm孔）的毛坯孔與箱體內(nèi)壁做粗基準(zhǔn)：第一，在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；第二，裝入箱體的旋轉(zhuǎn)零件（如 齒輪、軸套等）與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙；此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 最先進行機械加工的表面是精基準(zhǔn)N面和2-φ10F9孔，這時有兩種定位方案： 方案一 用一浮動圓錐銷伸入一2-φ80mm毛坯孔中限制二個自由度；用三個支撐釘支承在與Q面相距32mm并平行與Q面的毛坯面上，限制

20、三個自由度；再以N面本身找正限制一個自由度。這種方案適合大批大量生產(chǎn)類型中，在加工N面及其面上的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（一端的反錐可取下，以便裝卸工件）的心軸插入2-φ80mm毛坯孔中并夾緊，粗加工N面時，將心軸置于兩頭的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個心軸，但由于下一道工序（鉆擴鉸2-φ10F9孔）還要用到這根心軸定位，即將心軸置于兩頭的U形槽中限制兩個自由度，故本道工序可不用將心軸卸下，而且這一“隨行心軸”比上述隨行夾具簡單得多。又因隨行工位少，準(zhǔn)備的心軸就少，因而該方案是可行的。 方案三

21、用兩根制造精度相同的錐銷安裝在2-φ80mm孔的兩側(cè)定位，此時可以同時限制工件的五個自由度；再以N面本身找正限制一個自由度。這種方案工件裝拆方便方便，但是由于工件連續(xù)裝卸，影響孔的定位精度，且銷軸的夾緊裝置較為復(fù)雜。 方案四 在鏜銑加工中心上加工時，采用R面、Q面定位，可以同時限制六個自由度，再以N面本身找正限制一個自由度，加工N面及其上的孔；之后在加工R面（Q面）上的孔時采用N面和Q面（R面）定位，同時限制六個自由度，保證定位精度。夾緊時采用專用夾具夾緊，凸臺面的銑削采用一般方式方式銑削。此方案可行，但須制造專用夾具。 4.2 制定工藝路線 根據(jù)各表面的加工要求和各種加工方法能達(dá)到的

22、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—粗鏜；7級~9級精度的未注出孔：鉆—擴—鉸；螺紋孔；鉆孔—攻螺紋孔。 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-M12螺紋孔等次要表面放在最后加工。

23、 初步擬定加工工藝如下： 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 涂漆 10 粗車N面 20 鉆擴鉸2-φ10F9孔（尺寸留精鉸余量），孔口倒角145 30 粗銑凸臺面 40 粗銑R面及Q面 50 粗鏜2-φ80mm孔，孔口倒角145 60 鉆φ20mm孔 70 精銑N面 80 精鉸2-φ10F9孔 90 精銑R面及Q面 100 精鏜2-φ80H7孔 110 擴鉸Sφ30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，孔口倒角145，攻螺紋4-M6 120 鉆4-φ13mm孔 130 刮4-φ22mm平面 140 鉆8-M12螺紋底孔，孔口

24、倒角145，鉆鉸2-φ8N8孔，孔口倒角145，攻螺紋8-M12 150 檢驗 160 入庫 上述方案遵循了工藝路線擬定的一般原則，但某些工序有些問題。分析如下： 如粗車N面，因工件和夾具的尺寸比較大，在臥式車床上加工時，他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，車雪中出現(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40應(yīng)在工序30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-φ80mm孔加工精度的影響。 精銑N面后，N面與2-φ10F9孔的垂直度誤差難以通過精鉸孔矯正，故對這兩孔的加工改為擴鉸，并在前面的工序

25、中預(yù)留足夠的余量。 4-φ13mm孔盡管是次要表面，但是在鉆擴鉸2-φ10F9孔時，也將4-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(yīng)合并到擴鉸Sφ30H9球形孔工序中。這組孔在精鏜2-φ80H7孔后加工，容易保證其軸線與2-φ80孔軸線的位置精度。 工序140中工步太多，工時太長，考慮到整個生產(chǎn)線的節(jié)拍，應(yīng)將8-M12螺紋孔的攻螺紋做為另一道工序。 修改后的工藝路線如下： 序號 工序內(nèi)容 簡要說明 1 鑄造 2 時效 消除內(nèi)應(yīng)力 3 涂底漆 防止生銹 4 粗銑N面，鉆擴鉸2-φ10

26、F9至φ9F9，孔口倒角145，鉆4-φ13 先加工基準(zhǔn)面，留精精擴鉸余量 5 粗銑R面及Q面，粗鏜2-φ80孔，空口倒角145 先加工面，后加工孔 6 精銑N面，精擴鉸2-φ10F9孔，并提高至2-φ10F7 粗加工結(jié)束精加工開始，提高工藝基準(zhǔn)精度 7 精銑R面及Q面，精鏜2-φ80H7孔，鉆8-M12螺紋底孔，孔口倒角145，鉆鉸2-φ8N8，孔口倒角145，攻螺紋8-M12-6H 先加工面，后加工孔，工序分散，平衡節(jié)拍 8 銑凸臺面 次要表面在后面加工 9 鉆φ20孔，擴鉸Sφ30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，孔口倒角145，攻螺紋4-M6-6H 工序分

27、散，平衡節(jié)拍 10 锪4-φ22平面 11 檢驗 12 入庫 第5章 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 由于生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，且加工對象非孔即面，采用鏜銑類機床實為方便，為最大限度的滿足生產(chǎn)，選用臥式加工中心TH6350和立式加工中心KT1300V進行加工。工件在機床上只需變換夾緊姿態(tài)即可。經(jīng)查詢機床手冊，TH6350其參數(shù)如下： 工作臺尺寸(長/寬)mm ：500/500； 允許負(fù)載：500k；主軸錐孔：ISO5；主軸電機：7.5/11K；轉(zhuǎn)速范圍：28-3150r/min；選刀方式：隨機近選；刀庫容量：40Pc；最大刀具重量8Kg； 最大刀具尺

28、寸：￠130/300mm ；移動范圍(X/Y/Z)：700/550/600；進給軸電機：220N.m；定位精度：0.04mm ；重復(fù)定位精度：0.02mm。 KT1300V其參數(shù)如下： 工作臺尺寸(長/寬)mm：420/720；最大工作行程(X/Y/Z)mm:510/410/460；主軸孔錐孔：CAT40;主軸轉(zhuǎn)速范圍：20-5000r/min;定位精度：mm；重復(fù)定位精度:mm;刀庫容量：24；數(shù)控系統(tǒng)：FANUC;主軸電機：5.5kw；進給軸電機：220N.m； 粗銑N面。根據(jù)機床的參數(shù)結(jié)合參考文獻【8】，由表21-26，選取直徑為φ160mm的可轉(zhuǎn)位三面刃銑刀，通用的專用夾具夾具以

29、及游標(biāo)卡尺等量具。 精銑N面。選擇與粗銑相同型號的銑削刀具，仍用通用的專用夾具夾具，游標(biāo)卡尺及刀口形直尺。 銑凸臺面。采用莫氏錐柄面銑刀,其直徑為D=63mm，專用銑夾具、專用檢具。 粗銑R面、Q面。參考文獻【8】，由表21-26，選取直徑為φ160mm的三面刃銑刀、專用夾具及游標(biāo)卡尺。 精銑R面、Q面。刀具與粗銑刀具相同，采用專用夾具。 粗鏜2-φ80mm孔。選擇精鏜刀，專用夾具。 參考文獻【1】，由表4.3-9可得，工序20鉆擴鉸2-φ10F9孔口倒角145，鉆4-φ13mm孔選用直柄麻花鉆，直柄擴孔復(fù)合鉆，直柄機用鉸刀，擴孔時倒角。選用通用夾具，游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。 刮4-φ2

30、2mm孔平面。由參考文獻【1】，表4.3-38可知，選用帶可換導(dǎo)柱錐柄平底锪鉆，導(dǎo)柱直徑為φ13mm。 工序8中所加工的最大鉆孔直徑為φ20mm，擴鉸孔直徑為φ30mm，故采用立式加工中心KT1300V.鉆φ20mm孔選用錐柄麻花鉆（參考文獻【10】表10-175），擴鉸孔Sφ30H9孔時采用錐柄機用鉸刀（【10】表10-192）；4-M6螺紋底孔采用錐柄階梯麻花鉆（參考文獻【10】表410-175）攻螺紋采用長柄機用絲錐（參考文獻【10】表10-246）及絲錐夾頭。采用專用夾具φ20mm、φ30mm孔徑用游標(biāo)卡尺測量，4-M6螺紋用螺紋塞規(guī)檢驗，球形Sφ30H9及尺寸60+0.2，用專用測

31、量檢具，孔軸線的30用專用檢具測量。 8-M12螺紋底孔及2-φ8N8孔 由參考文獻【1】，表4.3-16，選用錐柄階梯麻花鉆，2-φ8N8選用錐柄復(fù)合麻花鉆及錐柄機用鉸刀，采用專用夾具。選用游標(biāo)卡尺及塞規(guī)檢查孔徑。 由參考文獻【1】表4.6-3知，8-M12螺紋攻螺紋選用機用絲錐及絲錐夾頭，專用夾具和螺紋塞規(guī)。 第6章 確定切削用量及基本工時 6.1 加工工序設(shè)計1、粗銑、精銑N面工序 查參考文獻【2】，由表3、2-25平面加工余量表，知精加工余量ZN精為1.5mm。已知N面總余量ZN總為5mm。故粗加工余量ZN粗=5－1.5=3.5mm.。加工N面工序中以N面自己為基準(zhǔn)，將3

32、.5mm的粗加工余量和1.5mm的精加工余量切除，存在工藝尺寸鏈和基準(zhǔn)不重合誤差。 查參考文獻【2】由表1-8平面的經(jīng)濟加工精度表知，粗加工公差等級為IT11~IT13級，取IT=12.其公差T粗=0.25mm，所以精加工距B面中心的距離為47.50.125精加工余量Z精校核如下： Z精= （47.5－0.125）－（46＋0.05）=1.325mm 故余量充足。 查參考文獻【1】由表9、2-14知，依據(jù)鑄件材料為HT200，粗加工斷續(xù)切削采用可轉(zhuǎn)位三面刃銑刀刀具，機床功率5.5KW,則可查出粗加工每齒的進給量為f精=0.2mm/z；取精銑的每轉(zhuǎn)

33、進給量為=0.5mm/r。粗銑每走刀一次，ap =3.5mm；精銑每走刀一次，ap =1.5mm； 考慮到數(shù)控加工中心的主軸電機可以實現(xiàn)無級變速，此處取轉(zhuǎn)速為150r/min，取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，又前面的銑刀直徑D為φ200mm，故相應(yīng)的切削速度分別為 V粗=πDn/1000=31.4200150/1000=94.2m/min V精=πDn/1000=3.14200300/1000=188.4m/min 校核該機床的功率如下： 查參考文獻【1】，由表2.4-96知，切削功率的計算式如下： 取

34、z=8個齒，n==2.5r/mm,=168mm,=3.5mm/r，=02.mm/r，=1 將它們代入式中，得： =5.296KW 由機床參考數(shù)據(jù)知機床功率為5.5KW,若取其效率為0.8，則5.50.8=4.4KW<5.296KW. 故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速為120r/min,則： V粗=πDn/1000=3.14200120/1000=75.36m/min 將其代入公式得： 故機床功率足夠。 6.2 工序鉆擴鉸2-φ10F9孔至2-φ9F9，鉆4-φ13mm孔加工工序 2-φ10F9孔的擴、鉸余量： 參考文獻【1】，由表2.3-48取Z擴=0.9mm, Z

35、鉸 =0.1mm，由此可算出Z鉆=－0.9－0.1=3.5mm。 4-φ13mm孔因一次鉆出，故其鉆削余量為Z鉆==6.5mm。 各工步的余量和工序尺寸及公差列于表2-3 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸及公差 2-φ9F9 鉆孔 3.5 － φ7 2-φ9F9 擴孔 0.9 H10 φ 2-φ9F9 鉸孔 0.1 F9 φ 4-φ13 鉆孔 6.5 － φ13 孔和孔之間的位置尺寸如1400.05，以及140mm,142mm,40mm,4-φ13mm孔的位置度要求均有鉆模保證。與2-φ80mm孔軸線相距尺寸6602mm因基準(zhǔn)

36、重合，無需換算。 沿孔2-φ80孔的軸線方向的定位是以N面為基準(zhǔn)確定軸心線的位置，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)實現(xiàn)的。 使用這種專用夾具能夠保證兩孔內(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-φ9F9兩孔連心線至內(nèi)側(cè)中心面的距離尺寸需經(jīng)過計算。其尺寸工藝鏈如圖所示。 圖中，為零件圖上R面與內(nèi)側(cè)尺寸mm，是封閉環(huán)。為內(nèi)腔尺寸921mm的一半，即為460.05mm。用概率法計算如下： =mm=37.450.55mm 因為 =－－ 所以

37、 =－－ =115－46－37.45mm =31.55mm 又 =＋＋ 所以 = =0.412mm 故 =31.550.206mm=31.550.2mm 參考文獻【1】由表2.4-38知，并參考機床說明書，取鉆4-φ13mm孔的進給量f=0.4mm/r；取鉆2-φ7mm孔的進給量f=

38、0.3mm/r。 參考文獻【1】 由表2.4-41知，用插入法求得鉆φ13mm孔的切削速度v=0.4445mm/s=26.7mm/min,由此計算出轉(zhuǎn)速為 n==r/min≈654r/min 故機床實際轉(zhuǎn)速取n=630r/min，則實際的切削速度為 v=m/min≈25.7m/min 同理，用插入法求得鉆φ7mm孔的v=0.435m/s=26.1m/min，由此計算出轉(zhuǎn)速為： n==r/min=1187r/min 此處取機床實際轉(zhuǎn)速為n=1000r/min，則實際的切削速度為

39、v=m/min≈22m/min 參考文獻【1】，由表2.4-69，得： (N) 分別求出鉆φ13mm孔的和M及鉆φ7孔的和M如下： =2616N =16.72Nm =1119N =4 Nm 它們均小于機床的最大進給力5000N和機床的最大扭矩220Nm，故機床剛度滿足要求。 擴2-φ8．8mm孔，參考文獻【1】，

40、由表2.4-50知，參考機床進給量，取f=0.3mm/r（因擴的是盲孔，所以進給量取得較?。?。 參考文獻【4】，由表3-54，擴孔的切削速度為（~），故取==22m/min=11/min。 由此算出轉(zhuǎn)速n==r/min=398r/min。此處取機床實際轉(zhuǎn)速為n=400r/min。 參考文獻【1】，由表2.4-85，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?。? 參考文獻【1】，由表2.4-60，取鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉(zhuǎn)速n==r/min=636.9r/min。此處取實際轉(zhuǎn)速為n=630r/min，故實際切削速度為v==m/mi

41、n=17.8m/min。 6.3 工序粗鏜、工序7精鏜2-φ80H7孔工序 查參考文獻【2】表3.2-10可知粗鏜加工后孔的直徑為φ79.5mm，故兩孔的精鏜余量===0.25mm。 又已知==3mm 故==(3－0.25)=2.75mm。 粗鏜及精鏜工序的加工余量和工序尺寸及公差列于表2-4。 表2-4 鏜孔余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 加工前尺寸 加工單邊余量 加工后尺寸 精度等級 工序尺寸及公差 2-φ80 粗鏜 φ74 2.75 Φ79.5 H11(0.19) φ 2-φ80 精鏜 φ79.5

42、 0.25 φ80 H7(0.03) φ 因粗、精鏜孔時都以N面及兩銷孔定位，故孔與N面之間的粗鏜工序尺寸47.50.08mm，精鏜工序尺寸460.05mm及平行度0.07mm，與一銷孔之間的尺寸660.2mm，均系基準(zhǔn)重合，所以不需要做尺寸鏈計算。 兩孔的同軸度φ0.04mm由機床保證 與R面、Q面的垂直度φ0.1mm是間接獲得的。在垂直方向上，它由2-φ80mm孔軸線與N面的平行度0.07mm及R面和Q面工序中對N面的垂直度來保證。取一極限位置（如下圖所示）計算精銑R面及Q面工序中Q面對N面的垂直度公差。 圖中，為孔軸線對Q面的垂直度φ0.1mm，它是封閉環(huán)；為孔軸線對N面

43、的平行度0.07mm，為 Q面對N面在168mm長度上的垂直度。 因在精銑R面和Q面及精鏜2-φ80mm孔兩工序中，面和孔軸心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，使加工容易。 因為 所以 = ≈0.07mm 在圖中，因為 ∠BAC=∠EDF 所以 = 則 =FE==mm 同理，R面與Q面的垂直度公差也應(yīng)為0.04mm。 2-φ80mm孔軸線與R面的垂直度φ0.1mm在水平方向上是由

44、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（如下圖所示）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 R B C Q A F E 168 D N 55 46 圖中，為孔軸線對R面的垂直度φ0.1mm，它是封閉環(huán)；為R面對定位銷孔連線的平行度0.06mm，由于ΔABC≌ΔEFH，所以，=。同理，也用概率法計算此尺寸鏈如下： 因為

45、 所以 =mm =0.08mm 受兩定位銷孔與定位銷孔配合間隙而引起的轉(zhuǎn)角誤差的影響如下圖所示。 H R E F 168 B G 168 C A Q QQ 下面分析定位副的定位精度。 參考文獻【6】，設(shè)計兩定位銷如下： 按零件圖給出的尺寸，兩銷孔為2-φ1

46、0F9，即2-φmm；中心距尺寸為1400.05mm。 取兩定位銷中心距尺寸為1400.015mm。 按基軸制常用配合，取孔與銷的配合為，即圓柱銷為φ10h9=φmm。 Δα G R Q 查參考文獻【6】表1-6知，取菱形銷的b=4mm，B=8mm。 因為 a==mm =0.065mm 所以，菱形銷最小間隙為： ==0.052mm 菱形銷的最大直徑為： =(10.013-0.052)mm

47、=9.961mm 故菱形銷為 =φ9.961h9mm=φmm=φ 下面計算轉(zhuǎn)角誤差： == ≈0.0007mm 由Δα引起的定位誤差=168tanΔα=1680.0007mm≈0.118mm 該項誤差大于工件誤差，即0.118m>0.08mm，故該方案是不可行的。 同理，該轉(zhuǎn)角誤差也影響精銑R面時R面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0.018mm>0.06mm，故該方案是不可行的。 解決上述問題的方法是盡量提高定位副的制造精度。如將2-φ10F9孔提高精度

48、至2-φ10F7，兩孔中心距尺寸1400.05mm提高精度至1400.03mm，并相應(yīng)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70“精擴鉸2-φ10F9孔并提高精度至2-φ10F7”對保證加工精度有著重要的作用。此時，經(jīng)誤差計算平方和公式校核，可滿足精度要求。 粗鏜孔時因余量為2.75mm，故=2.75mm。 查參考文獻【7】由表5-29，取v=0.4m/s=24m/min。 取取進給量為f=0.2mm/r。 =r/min=96r/min 查參考文獻【1】，由表2.4-21得：

49、 取 =180，=1，=0.75，=0，=1 則 =1452.3N 1452.30.4=0.58kW 取機床效率為0.8，則，150.8=12kW>0.58kW，故機床功率足夠。 精鏜孔時，因余量為0.25mm，故=0.25mm。 查參考文獻【7】，由表5-29知，取v=1.2m/s=72m/min，取f=0.12mm/r。 =r/min≈287r/min 6.4、工序粗銑R面及Q面和

50、工序80，精銑R面及Q面 查參考文獻【12】，由表5-49，知精加工的余量為==1mm,已知，R-Q面的加工余量為：=4mm,=5mm,于是，粗加工的余量為=3m,=4m。精銑R面及Q面之時，R面和Q面互為基準(zhǔn)，設(shè)計尺寸與工藝尺寸重合，不存在基準(zhǔn)不重合誤差。 查參考文獻【11】，由表30-73，知，取粗銑的每齒進給量為=0.2mm；取精銑的每轉(zhuǎn)進給量為f=0.5mm/r；=3mm，=4mm;粗銑走刀1次，精銑走刀1次，==1.0mm。 查參考文獻【11】，由表7-10，取粗細(xì)的主軸轉(zhuǎn)速為118r/min，精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。又前面已選定三面刃銑刀，銑刀直徑為D=160mm,

51、故相應(yīng)的切削速度分別為： ====59.283m/min ====111.1m/min 查參考文獻【1】，由表2.4-96，知切削功率的計算式如下： 取z=8個齒，n=11860=1.966r/s,=101mm, =3mm, =4mm, =0.2mm/z，將它們帶入式中： =7

52、.514Kw 由機床的功率為11Kw,假設(shè)機床的功率為0.8，則有110.8=8.8kW,8.8kW>7.514kW，故機床的功率滿足。 6.5 工序精擴鉸2-φ10F9孔，提高精度至2-φ10F7 由工序20已將孔2-φ10F9加工至2-φ9F9,則此工序的精擴鉸余量為0.1mm。 查參考文獻【1】，由表2.3-48，知孔的擴、鉸余量分別為：=0.9mm,=0.1mm。 查參考文獻【1】，由表2.4-52，知擴孔的進給量f=0.3mm/r（因為擴的是盲孔，所以進給量取得較小） 同粗加工，擴孔的速度=11m/min。由此計算出轉(zhuǎn)速為： n===389.243r/min 此處為

53、方便計算取n=400r/min。 查參考文獻【1】，由表2.4-58，知，取鉸孔的進給量為f=0.1mm/r。(受加工余量的限制) 查參考文獻【1】，由表2.4-60，知，取鉸孔的切削速度為v=0.1mm/s=6m/min。因此，算出n===191.083r/min。此處為方便計算，取轉(zhuǎn)速為200r/min，則實際的切削速度為v===6.28m/min。 6.6 工序8 銑凸臺面 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Sφ30H9孔球面中心mm，這個尺寸是在擴鉸Sφ30H9時直接保證的。球面中心（設(shè)計基準(zhǔn)）距2-φ80mm空軸線（工藝基準(zhǔn)）10

54、00.05mm則為間接保證的尺寸。本工序工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，有基準(zhǔn)不重合誤差。 銑凸臺面時應(yīng)保證的工序尺寸為凸臺面距2-φ80mm孔軸線的距離XD-B.其工藝尺寸鏈如下圖所示。 B S D 圖中XS-B=1000.5mm， XS-D=mm，用豎式法計算如下： 基本尺寸 上偏差 下偏差 増環(huán)106 +0.5 -0.3 減環(huán)6 +0.2 0 封閉環(huán)100 +0.5 -0.5 所以 =mm 查參考文獻【1】，由表2.3-59知，銑平面的背吃刀量=4mm；

55、查參考文獻【2】，由表30-13知，取粗銑每齒的進給量f=0.2mm/z； 查參考文獻【1】，由表3.1-74知，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為n=118r/min; 由之前的工序設(shè)計知，銑刀的直徑為D=63mm，故相應(yīng)的切削速度為 v===23.342mm/min 校核機床的功率： 查參考文獻【11】，由表30-17知，切削功率的計算式如下： 取z=4個齒，n=11860=1.966r/s,=168mm,=4mm， =0.25mm/z，=1, 將它們帶入式中：

56、 =0.046kW 由機床的參數(shù)知，機床功率為5.5kW，假設(shè)機床的效率為0.8，則5.50.8=4.4kW，0.046kw<4.4kW，故機床的功率足夠。 6.7 鉆φ20孔，擴鉸Sφ30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，空口倒角為145，攻螺紋6-M6-6H4 查參考文獻【10】，由表11-266知，取鉆φ20孔時的進給量為f=0.32mm/r，取鉆4-M6螺紋底孔時的進給量為f=0.13mm/r。 查參考文獻【10】，由表11-266，用插入法算得鉆孔φ20mm時的切削速度為v=25.67m/min，由此算出轉(zhuǎn)速為 n==

57、=408.76r/min 取實際的轉(zhuǎn)速為n=440r/min，則實際的切削速度為 v===25.12m/min 同理，用插入法求得鉆4-M6螺紋底孔切削速度為v =34m/nin，由此算出轉(zhuǎn)速為： n===1804.7r/min 此處取實際轉(zhuǎn)速為n=1800r/min，故實際的切削速度為v===33.9m/min。 查參考文獻【1】，由表2.4-69，知 分別求出鉆φ20mm孔的和M及鉆4-M6螺紋底孔時的和M如下：

58、 =3351.1N =32.96Nm =477.5N =1.45Nm 他們均小于機床的最大進給力5000N和最大的扭矩220Nm。 擴鉸Sφ30mm球形孔時，采用專用的擴鉸球孔刀具，最大的切削余量為5mm（單邊余量） 查參考文獻【10】，由表11-278，知，鉸孔的余量為0.3mm，則擴孔的余量為4.7mm； 查參考文獻【1】，由表2.4-52，知，,擴孔的進給量取f=1.1mm/r； 查參考文獻【1】，由表2..4-58，知，鉸孔的

59、進給量取f=1.5mm/r； 查參考文獻【1】，由表3-54，擴孔的切削速度為（~），故取v=25.12=12.56m/min 由此算出轉(zhuǎn)速為n===133.33r/min,此處取n=135r/min。 查參考文獻【10】，由表11-283用插入法算出鉸孔的切削速度為v=11.5m/min。由此算出轉(zhuǎn)速為n===122.08r/min。此處取機床的實際轉(zhuǎn)速為n=125r/min,則實際的且削速度為v===11.78m/min。 攻螺紋6-M6-6H螺紋時，采用機用絲錐，查參考文獻【1】，由表2.4-105知，切削的進給量f=1mm/r; 查參考文獻【11】，由表40-7，知切削速度為

60、： v=.。 查參考文獻【11】表40-7，知耐用度為T=90；螺紋螺距為P=1mm，系數(shù)m=0.9，=64.8，=1.2， =0.5，=6mm,=0.98，將它們帶入式中如下： v==9.mm/min 由此，可計算出主軸的轉(zhuǎn)速為n===504.2r/min,此處取n=500r/min。 6.8 工序9 锪4-φ22mm平面 依照之前的設(shè)計，此工序采用直徑為φ22mm的選用帶可換導(dǎo)柱錐柄平底锪鉆，導(dǎo)柱直徑為φ13mm 查參考資料【1】，由表2.4-87，用插入法計算出進給量為：f=0.12mm/r,切削速度為v=0

61、.3m/s=18m/min。 其切削余量為4.5mm,則可計算出機床主軸轉(zhuǎn)速為: n===260.567r/min 此處取n=260r/min。 6.9 鉆8-M12mm螺紋底孔，孔口倒角145，鉆鉸2-φ8N8，孔口倒角145 查參考文獻【1】，由表2.4-38，知，取鉆8-M12螺紋底孔的進給量f=03mm/r；其切削余量為5.1mm。 查參考資料【1】，由表2.4-41，用插入法計算出鉆8-M12螺紋底孔的切削速度為v=0.33m/s=19.8m/min≈20m/min。 由此算出，n===630r/min 為達(dá)到表面質(zhì)量的要求，將鉆鉸2-φ8N8改為鉆擴鉸2-φ8N8

62、； 查參考文獻【1】，由表2.3-48，取=0.45mm，=0.05mm，由此可算出，鉆孔的余量為=－0.45-0.05=3.5mm 查參考文獻【1】，由表2.4-38，取鉆2-φ8N8孔時的進給量f=0.3mm/r； 查參考文獻【1】，由表2.4-41，用插入法求得，鉆2-φ8N8時的切削速度v=0.37m/s=22.2m/min，由此計算出轉(zhuǎn)速為 n===1010r/min 查參考文獻【1】，由表2.4-69，得： 代入計算數(shù)據(jù)得：

63、 =1119.159N =3.853Nm 他們均小于機床的最大進給力500Kg和機床的最大扭矩220Nm，故機床滿足要求。 擴孔2-φ8N8時，查參考文獻【1】，由表2.4-5，取機床的進給量為f=0.3r/min。 參考文獻【4】，由表3-54，知，擴孔的切削速度為（~），故取=22.2=11.1m/min 由此計算出轉(zhuǎn)速為，n===447.472r/min。在此處取n=450r/min 。 查參考文獻【1】，由表2.4-58，取鉸孔的進給量f=0.3mm/r； 查參考文獻【1】，由表2.4-60，知，取鉸孔的

64、切削速度為v=0.26m/s=15.6m/min，由此算出轉(zhuǎn)速為n===621.019r/min，此處取n=620r/min。 6.10 攻螺紋8-M12-6H 攻螺紋8-M12-6H螺紋時，采用機用絲錐，查參考資料，由表2.4-105知，切削的進給量f=1.75mm/r； 查參考文獻【1】，由表2.4-113，知切削速度為： v=.。 查表2.4-114，知耐用度為T=1800，查表2.4-114，知耐用度為T=1800；螺紋螺距為P=0.5mm，系數(shù)m=0.6，=1.2，=0.9， =6.2，=6mm,將它們帶入式中如下： v=≈0.

65、0783m/s=4.7m/min 則計算出主軸轉(zhuǎn)速為n===127.475r/min,此處取n=125r/min 6.11 時間定額計算 工序1粗銑N面，鉆擴鉸2-φ10F9至φ9F9，孔口倒角145，鉆4-φ13的時間定額計算 （1）由之前的工序設(shè)計可知，粗加工時N面的切削余量為3.5mm，背吃刀量）=3.5mm，每齒進給量為f=0.2mm/r，齒數(shù)z=10，主軸轉(zhuǎn)速為n=150r/mm，走刀一次，采用面銑刀對稱銑削，刀具主偏角<90。 查參考文獻【7】，由表5-43，知銑削的基本時間計算式為：

66、 mm 參數(shù)說明： —所銑平面的輪廓長度； —每齒進給量； D—銑刀直徑； —所銑平面的輪廓寬度。 計算過程如下： mm mm 鉆擴鉸2—10F9孔（尺寸留精鉸余量），孔口倒角145鉆4-φ13mm孔 查參考文獻【7】，由表5-41，得鉆孔基本時間的計算式如下： ； =1～4mm； ； 參數(shù)說明： f—進給量； n—機床主軸轉(zhuǎn)速； —刀具主偏角；