設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

《設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》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《設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（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、學校代碼：115171 學 號：201250616107 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 機械制造技術基礎課程設計 題 目設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 學生姓名 魏振山

2、 專業(yè)班級 機械設計制造及其自動化1221班 學 號 201250616107 系 （部） 機械工程學院 指導教師（職稱） 杜可可 (教授) 完成時間 2013 年 6 月 16日 機械制造技術基礎課程設計 機械制造技術基礎課程 設計說明書 機械制造技術基礎課程 設計任務書 題目：設計犁刀變速齒輪箱體零件的機械加工工藝

3、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) 課程設計說明書 1份 原始資料：該零件圖樣一張;生產(chǎn)綱領為6000件∕年；每日1班。 學生姓名 魏振山 專業(yè)班級 機

4、械設計制造及其自動化1221班 學 號 201250616107 系 （部） 機械工程學院 指導教師（職稱） 杜可可 (教授) 完成時間 2013 年 6 月 16日 機械制造技術基礎課程設計 目錄 摘 要 1 第1章 前言 2 第2章 零件工藝的分析 3 2.1 零件的作用 3 2.2 零件的工藝分析 4 第3章 確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 8 第4章 擬定梨刀箱體加工的工藝路線

5、9 4.1 定位基準的選擇 9 4.2 制定工藝路線 9 第5章 選擇加工設備及刀具、夾具、量具 11 第6章 確定切削用量及基本工時 12 6.1 切削用量的確定 12 6.2 時間定額計算 25 第7章 專用夾具的設計 29 7.1 確定夾緊力及螺桿直徑 29 7.2 確定夾緊力及螺桿直徑 29 7.3 定位精度分析 30 第8章 數(shù)控加工程序及裝備 31 8.1 數(shù)控加工程序 31 8.2 數(shù)控加工刀具 36 結 論 37 參考文獻 38 致 謝 39

6、 摘要 本次課程設計是在完成了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計是我們能夠運用制造工藝學中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具有了設計一個中等復雜程度的零件（犁刀變速齒輪箱體）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，也熟悉和運用有關手冊﹑圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會，為以后的畢業(yè)設計幾未來從事的工作打下良好的基礎。 由于能

7、力有限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。 關鍵詞：工藝規(guī)程，設計，專用夾具 第1章 前言 箱體零件是機器或部件的基礎零件,它把有關零件聯(lián)結成一個整體,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要求. 由于機器的結構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構型式,其共同特點是:結構形狀復雜,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.

8、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 零件的工藝分析 2.1 零件的作用 犁刀變速齒輪箱體是旋耕機的一個重要的機械裝置如圖2-1所示。旋耕機

9、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―13㎜孔即為螺栓連接孔，2―10F9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，牙嵌結合時，動力傳給犁刀傳動軸8.其操作過程通過安裝在S30H9孔中的操縱桿3操縱拔叉而得以實現(xiàn)。 圖2-1 犁刀變速齒輪箱傳動示意圖 1——左臂殼體 2——犁刀變速齒輪箱體 3——操縱桿 4——嚙合套 5——犁刀

10、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 圖2-2 犁刀變速齒輪箱箱 由圖2-2得知箱體材料為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。 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.

11、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。 表2-1 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(㎜) N面 460.5 IT10 3.2 2―φ10F9孔 IT9 1.6 4―φ1

12、3孔 Φ13 IT13以下 12.5 R―Q面 IT9～IT10 3.2 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 由參考文獻（1）中有關面和孔加工的經(jīng)濟精度及機床能達到的位置精

13、度可知，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。 第3章 確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 圖2-3 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（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型機器造型。又由零件2-φ80mm空均需鑄出，故還應安放型芯，此外，為消除殘余應力，鑄造

14、后還應進行人工時效處理。 參考文獻【1】表2.3-6，該鑄件的公差等級CT為810級，加工余量MA等級為G級，故取CT為10級，MA為 G 級。 鑄件的分型面應選擇通過C孔基準軸線，且與R面和Q面平行的平面，澆口位置分別位于C基準孔凸臺的兩側。 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3-1 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 （），取4.0 底面，雙側加工，取下行數(shù)據(jù) Q面 168 H ()，取5.0 頂面降1級

15、，雙側加工 N面 168 G ()，取5.0 側面，單側加工，去上行數(shù)據(jù) 凸臺面 106 G ()，取4.0 側面單側加工 2-φ80mm孔 80 H ()，取3.0 孔降1級，雙側加工 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3-2 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量（公差加余量） 毛坯尺寸 公差CT N面輪廓尺寸 168 mm — 168mm 4 mm N面輪廓尺寸 168 mm 4.0+5.0 mm 177mm 4 mm N面距φ8

16、0孔中心尺寸 46 mm 5.0 mm 51mm 2.8 mm 凸臺面距φ80孔中心尺寸 100+6 mm 4.0 mm 110mm 3.6 mm 2-φ80mm孔 φ80 mm 3.2+3.0，取6.0 mm φ74mm 3.2 mm 第4章 擬定梨刀箱體加工的工藝路線 4.1 定位基準的選擇 擬定工藝路線的第一步是選擇定位基準。為使所選的定位基準能夠保證整個機械加工工藝過程順利進行，通常應先考慮如何選擇來加工各表面，然后考慮如何選擇粗基準作為精基準的表面先加工出來。 1.精基準的選擇 精基準的選擇：犁刀變速齒輪箱體的N面和2-10F9孔既是裝

17、配基準，又是設計基準，用他們做精基準，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，這樣使工藝路線尊選了“基準統(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。 2.粗基準的選擇 粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇箱體零件的重要孔（即2-80mm孔）的毛坯孔與箱體內(nèi)壁做粗基準：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，裝入箱體的旋轉零件（如 齒輪、軸套等）與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙；此外還應能保證定位準確、夾緊可靠。 最先進行機械加工的表面是精基準N面和2-1

18、0F9孔，這時有兩種定位方案： 方案一 用一浮動圓錐銷伸入一2-80mm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2-80mm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2-10F9孔）還要用到這根心軸定位，即將心軸置于兩頭的U

19、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，準備的心軸就少，因而該方案是可行的。 方案三 用兩根制造精度相同的錐銷安裝在2-80mm孔的兩側定位，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

20、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； 2-80mm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，2-80mm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

21、，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2-80mm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2-80mm孔。R面及Q面上的8N8孔及4-M12螺紋孔等次要表面放在最后加工。 初步擬定加工工藝如下： 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 涂漆 1 粗車N面 2 鉆擴鉸2-10F9孔（尺寸留精鉸余量），孔口倒角145 3 粗銑凸臺面 4 粗銑R面及Q面 5 粗鏜2-80mm孔，孔口倒角145 6 鉆20mm孔 7 精銑N面 8 精鉸2-10F9孔 9 精銑

22、R面及Q面 10 精鏜2-80H7孔 11 擴鉸S30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，孔口倒角145，攻螺紋4-M6 12 鉆4-13mm孔 13 刮4-22mm平面 14 鉆8-M12螺紋底孔，孔口倒角145，鉆鉸2-8N8孔，孔口倒角145，攻螺紋8-M12 15 檢驗 16 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應在工序30前完成，使R

23、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，并在前面的工序中預留足夠的余量。 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

24、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： 工序號 工序內(nèi)容 簡要說明 1 鑄造 2 時效 消除內(nèi)應力 3 涂底漆 防止生銹 4 粗銑N面，鉆擴鉸2-10F9至9F9，孔口倒角145，鉆4-13 先加工基準面，留精精擴鉸余量 5 粗銑R面及Q面，粗鏜2-80孔，空口倒角145 先加工面，后加工孔 6 精銑N面，精擴鉸2-10F9孔，并提高至2-φ10F7 粗加工結束精加工開始，提高工藝基準精度 7 精銑R面及Q面，精鏜2-80H7孔，鉆8-M12螺紋底孔，孔口倒角145，鉆鉸2-8N8，孔口倒角145，攻螺紋8-M1

25、2-6H 先加工面，后加工孔，工序分散，平衡節(jié)拍 8 銑凸臺面,鉆20孔，擴鉸S30H9球形孔，鉆4-M6螺紋底孔，孔口倒角145，攻螺紋4-M6-6H 次要表面在后面加工,工序分散，平衡節(jié)拍 9 锪4-22平面 10 檢驗 11 入庫 第5章 加工設備以及加工裝備的選用 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

26、許負載：500k；主軸錐孔：ISO5；主軸電機：7.5/11K；轉速范圍：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;主軸轉速范圍：20-5000r/min;定位精度：mm；重復定位精度:mm;刀庫容量：24；數(shù)控系統(tǒng)：FANUC;主軸

27、電機：5.5kw；進給軸電機：220N.m； 粗銑N面。根據(jù)機床的參數(shù)結合參考文獻【8】，由表21-26，選取直徑為160mm的可轉位三面刃銑刀，通用的專用夾具夾具以及游標卡尺等量具。 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160mm的三面刃銑刀、專用夾具及游標卡尺。 精銑R面、Q面。刀具與粗銑刀具相同，采用專用夾具。 粗鏜2-80mm孔。選擇精鏜刀，專用夾具。 參考文獻【1】，由表4.3-9可得，

28、工序20鉆擴鉸2-10F9孔口倒角145，鉆4-13mm孔選用直柄麻花鉆，直柄擴孔復合鉆，直柄機用鉸刀，擴孔時倒角。選用通用夾具，游標卡尺及塞規(guī)。 刮4-22mm孔平面。由參考文獻【1】，表4.3-38可知，選用帶可換導柱錐柄平底锪鉆，導柱直徑為13mm。 工序8中所加工的最大鉆孔直徑為20mm，擴鉸孔直徑為30mm，故采用立式加工中心KT1300V.鉆20mm孔選用錐柄麻花鉆（參考文獻【10】表10-175），擴鉸孔S30H9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

29、-246）及絲錐夾頭。采用專用夾具20mm、30mm孔徑用游標卡尺測量，4-M6螺紋用螺紋塞規(guī)檢驗，球形S30H9及尺寸，用專用測量檢具，孔軸線的30用專用檢具測量。 8-M12螺紋底孔及2-8N8孔 由參考文獻【1】，表4.3-16，選用錐柄階梯麻花鉆，2-8N8選用錐柄復合麻花鉆及錐柄機用鉸刀，采用專用夾具。選用游標卡尺及塞規(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 確定切削用量以及工時定額 6.1 切削用量的確定 1. 加工工序設計、粗銑、精銑N面工序 查參考文獻【2】，由表3、2-25平面加工

30、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，將3.5mm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，粗加工公差等級為級，取.其公差，所以精加工距B面中心的距離為47.50.125精加工余量校核如下： 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；取精銑的每轉進給量為=0.5mm/r。

31、粗銑每走刀一次，；精銑每走刀一次，； 考慮到數(shù)控加工中心的主軸電機可以實現(xiàn)無級變速，此處取轉速為150r/min，取精銑的主軸轉速為300r/min，又前面的銑刀直徑D為200mm，故相應的切削速度分別為 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z=8個齒， 將它們代入式中，得： 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 故重新選擇主軸轉速為120r/min,則： 將其代入公式得： 故機床功率足夠。 2. 工序

32、鉆擴鉸2-10F9孔至2-9F9、鉆4-13mm孔加工工序 2-10F9孔的擴、鉸余量： 參考文獻【1】，由表2.3-48取，由此可算出。 4-φ13mm孔因一次鉆出，故其鉆削余量為。 表6-1 各工步的余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸及公差 2-9F9 鉆孔 3.5mm － 7mm 2-9F9 擴孔 0.9mm H10 mm 2-9F9 鉸孔 0.1mm F9 mm 4-13 鉆孔 6.5mm － 13mm 孔和孔之間的位置尺寸如1400.05，以及140mm,142mm,40mm,4-13mm孔

33、的位置度要求均有鉆模保證。與2-80mm孔軸線相距尺寸6602mm因基準重合，無需換算。 沿孔2-80孔的軸線方向的定位是以N面為基準確定軸心線的位置，孔軸線方向的定位是以兩孔的內(nèi)側面用自定心機構實現(xiàn)的。 使用這種專用夾具能夠保證兩孔內(nèi)側中心面與R、Q兩端面的中心面重合，外形對稱。所以，2-9F9兩孔連心線至內(nèi)側中心面的距離尺寸需經(jīng)過計算。其尺寸工藝鏈如下圖所示。 圖中，為零件圖上R面與內(nèi)側尺寸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： 因為

34、 所以 又 所以 故 參考文獻【1】由表2.4-38知，并參考機床說明書，取鉆4-13mm孔的進給量f=0.4mm/r；取鉆2-7mm孔的進給量f=0.3mm/r。 參考文獻【1】 由表2.4-41知，用插入法求得鉆13mm孔的切削速度v=0.4445mm/s=26.7mm/min,由此計算出轉速為 n 故機床實際轉速取n=630

35、r/min，則實際的切削速度為 同理，用插入法求得鉆φ7mm孔的v=0.435m/s=26.1m/min，由此計算出轉速為： n 此處取機床實際轉速為n=1000r/min，則實際的切削速度為 參考文獻【1】，由表2.4-69，得： 分別求出鉆φ13mm孔的和M及鉆7孔的和M如下：

36、 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2-8.8mm孔，參考文獻【1】，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， 由此算出轉速。此處取機床實際轉速為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

37、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。由此算出轉速。此處取實際轉速為，故實際切削速度為 3.工序粗鏜、工序7精鏜2-80H7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79.5mm，故兩孔的精鏜余量 。 又已知 。 故 。 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6-2 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

38、差 2-80 粗鏜 74mm 2.75mm 79.5mm H11(0.19) mm 2-80 精鏜 79.5mm 0.25mm 80mm H7(0.03) mm 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，均系基準重合，所以不需要做尺寸鏈計算。 兩孔的同軸度0.04mm由機床保證與R面、Q面的垂直度0.1mm是間接獲得的。在垂直方向上，它由2-80mm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

39、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0.1mm，它是封閉環(huán)；為孔軸線對N面的平行度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2-80mm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 在圖中，因為 ∠BAC=∠EDF 所以

40、 則 同理，R面與Q面的垂直度公差也應為0.04mm。 2-80mm孔軸線與R面的垂直度φ0.1mm在水平方向上是由R面對定位銷孔連線的平行度0.06mm及2-80mm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2-80mm孔工序中2-80mm孔軸線對定位銷孔連線的垂直度公差。 R 圖中，為孔軸線對R面的垂直度0.1mm，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，。

41、同理，也用概率法計算此尺寸鏈如下： 因為 所以 受兩定位銷孔與定位銷孔配合間隙而引起的轉角誤差的影響如下圖所示。 下面分析定位副的定位精度。 參考文獻【6】，設計兩定位銷如下： 按零件圖給出的尺寸，兩銷孔為2-10F9，即2-mm；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10h9=。 查參考文獻【6】表1-6知，取菱形銷的b=4mm，B=8mm。 因為 ,

42、 所以，菱形銷最小間隙為： 菱形銷的最大直徑為： 故菱形銷為 下面計算轉角誤差： 由Δα引起的定位誤差 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孔提高精度至2-φ10F7，兩孔中心距尺寸14

43、00.05mm提高精度至1400.03mm，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。 查參考文獻【1】，由表2.4-21得： 取 ， ，，， 則

44、 取機床效率為0.85，則，，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。 4.工序粗銑R面及Q面和工序8、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,已知，R-Q面的加工余量為：,于是，粗加工的余量為。精銑R面及Q面之時，R面和Q面互為基準，設計尺寸與工藝尺寸重合，不存在基準不重合誤差。 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

45、轉進給量為f=0.5mm/r；，;粗銑走刀1次，精銑走刀1次，。 查參考文獻【11】，由表7-10，取粗細的主軸轉速為118r/min，精銑的主軸轉速為300r/min。又前面已選定三面刃銑刀，銑刀直徑為D=160mm,故相應的切削速度分別為： ====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

46、下： 取z=8個齒，n=11860=1.966r/s,=101mm, =3mm, =4mm, =0.2mm/z，將它們帶入式中： 由機床的功率為11kw,假設機床的功率為0.8，則有110.8=8.8kw,8.8kw>7.514kw，故機床的功率滿足。 5.工序精擴鉸2-10F9孔，提高精度至2-10F7 由工序20已將孔2-10F9加工至2-9F9,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

47、的是盲孔，所以進給量取得較?。? 同粗加工，擴孔的速度=11m/min。由此計算出轉速為： 。 此處為方便計算取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。此處為方便計算，取轉速為200r/min，則實際的切削速度為。 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S30H9孔球面中心mm，這個尺寸是在擴鉸S30H9時直接保證的。球面中心（設計基準）

48、距2-80mm空軸線（工藝基準）1000.05mm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。 銑凸臺面時應保證的工序尺寸為凸臺面距2-80mm孔軸線的距離XD-B.其工藝尺寸鏈如下圖所示。 B S D 圖中， ，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 查參考文獻【1】，由表2.3-59知，銑平面的背吃刀量=4mm；

49、 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，取粗銑的主軸轉速為n=118r/min; 由之前的工序設計知，銑刀的直徑為D=63mm，故相應的切削速度為 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：

50、 由機床的參數(shù)知，機床功率為5.5kw，假設機床的效率為0.8，則5.50.8=4.4kw，0.046kw<4.4kw，故機床的功率足夠。 7.鉆20孔、擴鉸S30H9球形孔、鉆4-M6螺紋底孔、空口倒角為145、攻螺紋6-M6-6H 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20mm時的切削速度為v=25.67m/min，由此算出轉速為 取實際的轉速為n=440r/min，則實際

51、的切削速度為 同理，用插入法求得鉆4-M6螺紋底孔切削速度為v =34m/nin，由此算出轉速為： 此處取實際轉速為n=1800r/min，故實際的切削速度為。 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：

52、 他們均小于機床的最大進給力5000N和最大的扭矩220Nm。 擴鉸S30mm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 由此算出轉速為,此處取n=135r/min。 查參考文獻【10】，

53、由表11-283用插入法算出鉸孔的切削速度為v=11.5m/min。由此算出轉速為。此處取機床的實際轉速為n=125r/min,則實際的且削速度為。 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： 。 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： 由此，可計算出主軸的轉速為,此處取n=500r/min。 8

54、.工序9 锪4-22mm平面 依照之前的設計，此工序采用直徑為22mm的選用帶可換導柱錐柄平底锪鉆，導柱直徑為13mm 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=0.3m/s=18m/min。 其切削余量為4.5mm,則可計算出機床主軸轉速為: 此處取n=260r/min。 9.鉆8-M12mm螺紋底孔，孔口倒角145，鉆鉸2-8N8，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

55、-M12螺紋底孔的切削速度為v=0.33m/s=19.8m/min≈20m/min。 由此算出， 為達到表面質量的要求，將鉆鉸2-φ8N8改為鉆擴鉸2-φ8N8； 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2-8N8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2-8N8時的切削速度v=0.37m/s=22.2m/min，由此計算出轉速為 查參考文獻【1】，由表2.4-69，得：

56、 代入計算數(shù)據(jù)得： 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2-8N8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 由此計算出轉速為，。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

57、； 查參考文獻【1】，由表2.4-60，知，取鉸孔的切削速度為v=0.26m/s=15.6m/min，由此算出轉速，此處取n=620r/min。 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： 。 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：

58、 則計算出主軸轉速為,此處取n=125r/min 6.2 時間定額計算 工序1粗銑N面，鉆擴鉸2-10F9至9F9，孔口倒角145，鉆4-13的時間定額計算 （1）由之前的工序設計可知，粗加工時N面的切削余量為3.5mm，背吃刀量），每齒進給量為f=0.2mm/r，齒數(shù)z=10，主軸轉速為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：

59、 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： 鉆擴鉸2—10F9孔（尺寸留精鉸余量），孔口倒角145鉆4-13mm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—機床主軸轉速； —

60、刀具主偏角； D—鉆孔直徑； =1～4，盲孔時=0。 Ⅰ、鉆4-φ13mm孔的計算： 則基本時間： Ⅱ、鉆擴鉸2-10F9 鉆2-7孔： 代入上述計算式，有 即 于是，基本時間 擴孔2-8.8:

61、參考文獻【7】，由表5-41，知擴孔和鉸空的計算公式為： 參數(shù)說明： f—進給量； n—機床主軸轉速； —刀具主偏角； d1—擴、鉸前的孔徑（mm）; D—擴、鉸后的孔徑(mm)； =2～4，盲孔時=0。 ≈2.5㎜ 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式，得: 鉸2-φ9mm的孔：

62、 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式，得 總機動時間也就是基本時間為： （2）輔助時間。參考文獻【7】時間定額的組成所示計算。 各工步的輔助時間為：粗銑N面0.12、鉆4-￠13㎜孔0.092、鉆2-￠7㎜孔0.0208、擴2-￠8.8㎜孔0.048、鉸2-￠9㎜孔0.0288。 裝卸工件時間參考文獻【1】表2.5-42取2.5。 所以 輔助時間 （3）作業(yè)時間。 （4）布置作業(yè)地時間。 （5）休息和生理需要時間。 （6）準備與終結時間。參考文獻【1】表2.5-44，取各部分時間為： 中等件 ；

63、深度定位 ； 使用回轉夾具 ； 試鉸刀 。 由題目已知生產(chǎn)批量為6000件，則： (7)單件時間定額。 其余工作時間的計算均與上述情況相似，其詳細計算過程在此處略去。 第7章 專用夾具的設計 7.1 夾具總體方案擬定 本次設計的夾具為第8道工序銑凸臺面的專用夾具。 確定設計方案: 這道工序所加工的凸臺面因其與N面有夾角為30，為斜面。故其主定位面應設計成斜面。 從對工件結構形狀分析，若工件以N面放在支撐板上，定位夾緊都比較穩(wěn)定，可靠，也容易實現(xiàn)。但由于工件凸臺

64、面與N面成一定角度。故支撐板亦應該與其呈一定角度。 本道工序，因為單銑凸臺面，定位方案較為簡單。定位方案采用“一面兩孔”方案。工件以N面在夾具上定位，限制三個自由度，其余三個自由度由N面上的13孔來限制保證，一個短圓柱銷限制兩個自由度，一個菱形銷限制一個自由度。即由一個圓柱銷和一個菱形銷可以限制其余的自由度。 夾具設計時，在滿足加工需要，且操作方便的前提下，盡量使夾具設計簡單。故本道工序夾具采用手動夾緊。 7.2 確定夾緊力及螺桿直徑 由參考文獻【3】，查表1-2-11，應為夾具的夾緊力與切削力方向相反，所以，實際所需的夾緊力與切削力與夾緊力之間的關系為：

65、 =KF 式中，K為安全系數(shù)。由參考文獻【6】，可知，當夾緊力與切削力相反時，取K=3。由之前的計算，可知，最大的切削力為大背吃刀量粗銑凸臺面時的力，所需機床的功率為=0.046kW,其切削速度為V=23.342 mm/min=0.39mm/s,由公式 P=FV WL=FL1/L2 L1=70mm L2=43mm 知，WL=0.19kN 查參考文獻【3】，由表1-24 知，一個M10的螺桿能滿足條件，但此處為增大安全裕度，均取M16的螺桿。 7.3 定位精度分析 凸臺面的位置基準是80孔軸線，但本夾具是以N面

66、定位，故存在基準不重合誤差，在垂直方向上的定位誤差 其中。 本工序其他影響加工的尺寸為13孔精度。因為4-13孔的位置度為 ，與其有關的夾具尺寸如140mm、142mm的尺寸公差參考文獻[3]表1-10-1，取工件公差的1/4，即夾具尺寸公差為 則140mm的公差 142mm的公差 。 第8章 數(shù)控加工程序及裝備 8.1 數(shù)控加工程序 數(shù)控程式： 主程式：O0001 N05 G54 G90 G95 G21; N10 T0101 M06; N15 G65 P0002 L1 A150; 粗銑N面 N20 T0202 M06; N25 G65 P0003 L1 A630 B81 C0 I0.3; 鉆 2-10孔 N30 T0303 M06; N