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本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 45 頁 共 40 頁 箱體零件的工藝夾具設(shè)計 目 錄 1 引言 1 2生產(chǎn)綱領(lǐng) 3 2.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型 3 2.2 計算生產(chǎn)節(jié)拍 3 3零件分析 5 3.1零件的作用 5 3.2零件的工藝分析 5 4 工藝規(guī)程設(shè)計 7 4.1確定毛坯的制造形式 7 4.2基準(zhǔn)面的選擇 7 4.3制定工藝路線 9 4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12 4.5確定切削用量及基本用時計 14 5 夾具設(shè)計 34 5.1 問題的提出 34 5.2 夾具的設(shè)計 34 結(jié)束語 38 致謝 39 參考文獻(xiàn) 40 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 40 頁 共 35頁 1 引言 四年的大學(xué)生活接近尾聲時，我們進(jìn)行了為期近四個月的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年來我們所學(xué)到的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結(jié)與綜合運用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機(jī)會，而且畢業(yè)設(shè)計也是大學(xué)教學(xué)的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認(rèn)真踏實地做好這次畢業(yè)設(shè)計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設(shè)計還可以培養(yǎng)我們獨立思考，開發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應(yīng)社會也有很大的幫助。機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一。這是因為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會通過機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機(jī)器，是由于機(jī)器既能承擔(dān)人力所不能或不便進(jìn)行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供技術(shù)裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重要任務(wù)，在現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。所以通過大量設(shè)計制造和廣泛使用各種各樣先進(jìn)的機(jī)器，就能大大加強和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。 機(jī)械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學(xué)畢業(yè)的機(jī)械工程及自動化專業(yè)的學(xué)生，要進(jìn)行對本專業(yè)所學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行綜合的運用和掌握，為此我們要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，要自己動手進(jìn)行思考問題，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價值的第一步。 本次設(shè)計是根據(jù)生產(chǎn)的要求，設(shè)計曲軸箱泵體的加工工藝設(shè)計夾具。所用機(jī)床主要是銑床、鉆床以及加工中心等。本次設(shè)計要求是單班制年產(chǎn)2萬臺；夾具設(shè)計須定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。以及節(jié)約勞動力，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的效率。但由于本人的水平有限，結(jié)合生產(chǎn)實際應(yīng)用設(shè)備的能力有限，故沒有能夠做到很詳細(xì)的設(shè)計，而且還有許多地方有待改進(jìn)，請老師給以指導(dǎo)和批評[1]。 2 生產(chǎn)綱領(lǐng) 2.1 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃。（計劃期常為一年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱年產(chǎn)量。） 如附圖所示的曲軸箱泵體，該產(chǎn)品年產(chǎn)量為2萬臺,設(shè)備品率為17%機(jī)械加工廢品率為0.5%,現(xiàn)制定該零件的機(jī)械加工工藝流程。 技術(shù)要求； (1) 鑄件尺寸公差按GB6414-1999CT要求； (2) 未注鑄造圓角R1～2,拔模斜度1o30',未注倒角1ⅹ45 o,未注壁厚2； (3) 鑄件技術(shù)條件JB2702-80-II-~Y2要求； (4) 在(30～40)ⅹ104Pa壓力下作水壓試驗1min,不得漏水和浸潤； (5) 表面噴丸處理； (6) 硬度≥HB80,試樣抗拉強度σb≥270MPa； (7) 壓鑄件材料為ADC12； (8) 帶*標(biāo)記的螺孔及底孔根據(jù)配套要求加工。 生產(chǎn)綱領(lǐng)N N=Qn(1+a%+b%) =20000ⅹ(1+17%+0.5%) =23500(件/年) 年產(chǎn)量為23500(件/年)，現(xiàn)通過計算, 生產(chǎn)綱領(lǐng)對工廠的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織有著決定性的作用，包括各工作點的專業(yè)化程度，加工方法，加工工藝設(shè)備和工裝等。同一種產(chǎn)品，生產(chǎn)綱領(lǐng)不同也會有完全不同的生產(chǎn)過程和專業(yè)化程度，即有著完全不同的生產(chǎn)組織類型。根據(jù)生產(chǎn)專業(yè)化程度的不同，生產(chǎn)組織類型可分為單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)，和大量生產(chǎn)三種，其中成批生產(chǎn)可分為大批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)，下表1是各種生產(chǎn)組織管理類型的劃分，從工藝特點上看單件生產(chǎn)與小批生產(chǎn)相近，大批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)相近，因此在生產(chǎn)中一般按單件小批，中批，大批大量生產(chǎn)來劃分生產(chǎn)類型，這三種類型有著各自的工藝特點。 表1 生產(chǎn)組織管理類型的劃分 生產(chǎn)類型 零件年生產(chǎn)類型（件/年） 重型機(jī)械 中型機(jī)械 輕型機(jī)械 單件生產(chǎn) ≦5 ≦20 ≦100 小批生產(chǎn) ＞5～100 ＞20～200 ＞100～500 中批生產(chǎn) ＞100～300 ＞200～500 ＞500～5000 大批生產(chǎn) ＞300～1000 ＞500～5000 ＞5000～30000 大量生產(chǎn) ＞1000 ＞5000 ＞50000 所以綜上所述，根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可以確定該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)[2]。 2.2 計算生產(chǎn)節(jié)拍 生產(chǎn)節(jié)拍=22天12個月8小時60分單雙班90%/生產(chǎn)綱領(lǐng)=2212860190%/20000=5.7分鐘 3 零件的分析 3.1 零件的作用 箱體是各類機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件連接成一個整體，并使之保持正確的位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來完成規(guī)定的運動。因此，箱體的加工質(zhì)量直接影響機(jī)器的性能、精度和壽命[3]。 3.2 零件的工藝分析 箱體零件的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：（查表1.4-28《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》），箱體共有三組加工面，它們之間有一定的要求?，F(xiàn)分析如下： 3.2.1 以箱體結(jié)合面為中心的加工表面 這組加工表面包括：箱體結(jié)合面、銑鉸孔ф58、攻絲3XM5以及兩個銷孔，其中，主要加工表面為箱體結(jié)合面。 3.2.2 以軸承孔為中心的加工表面 這組加工表面包括：ф50mm 軸承孔、鉆螺紋底孔4-ф11、銑端面、點火器搭子端面兩大面罩螺栓固定搭子端面、攻絲4XM5、各孔口倒角1×45。 3.2.3 以其他平面為中心的加工表面 這組加工表面包括：鉆孔4-ф16、攻絲M5。 3.2.4 以孔ф58mm為中心的加工表面 這組加工表面包括：孔端面、M5的螺紋孔。 3.2.5 以其他表面為加工表面 鉆4-ф16的底孔、攻絲M5 3.2.6 以其他表面為加工表面 鉆斜孔￠8的通孔 3.2.7 這六組加工表面之間有一定的要求，主要是： (1) 結(jié)合面必須位于距離為公差值0.04mm的兩平行平面內(nèi)； (2) 結(jié)合面必須位于距離為公差值0.08mm，且與基準(zhǔn)線A（軸承孔ф50mm端面）成理論正確角度35o的兩平行平面之間； (3) 銷孔必須位于直徑為公差值0.05mm的孔內(nèi)，該孔位于相對于基準(zhǔn)F（結(jié)合面）、A（軸承孔端面）及C（底座軸線）所確定的理想位置上； (4) 保證孔端面距軸承孔端面(56.2±0.1)mm； (5) 保證尺寸86.1 mm和(45±0.05)mm； 由以上分析可知，對于這六組加工表面而言，可以先加工箱體結(jié)合面，然后借助于專用夾具對另外兩組進(jìn)行加工，并保證它們之間的精度要求[1]。 4 工藝規(guī)程設(shè)計 對于機(jī)器中的某一零件，可以采用多種不同的工藝過程完成。在特定條件下，總存在一種相對而言最為合理的工藝規(guī)程，將這工藝規(guī)程用工藝文件形式加以規(guī)定，由此得到的工藝文件統(tǒng)稱工藝規(guī)程[2]。 工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)組織、計劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導(dǎo)工人操作的主要技術(shù)文件，也是工廠和車間進(jìn)行設(shè)計或技術(shù)改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴(yán)格按照規(guī)定的程序和格式進(jìn)行，并隨技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善[3]。 (1) 根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備（包括技術(shù)準(zhǔn)備）。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備工作，例如，技術(shù)關(guān)鍵的分析與研究；刀、夾、量具的設(shè)計、制造或采購；設(shè)備改裝與新設(shè)備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程來展開。 (2) 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。 (3) 新建或擴(kuò)建車間（或工段），其原始依據(jù)也是機(jī)械加工工藝規(guī)程。根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程確定機(jī)床的種類和數(shù)量，確定機(jī)床的布置和動力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量等[3]。 4.1 確定毛坯的制造形式 鑄造性能所涉及的主要是鑄件的質(zhì)量問題，鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須充分考慮適應(yīng)合金的鑄造性能?？s孔，縮松，裂紋，冷隔，澆不足、氣孔等多種鑄造缺陷，造成鑄件很高的廢品率[3]。 零件材料為?？紤]到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于箱體年產(chǎn)量為2萬臺，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，再者，考慮到鑄造方法生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短、適合批量生產(chǎn)，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。為了消除壓鑄后的殘余應(yīng)力，在壓鑄完成后的將鑄件低溫加熱過程中使合金產(chǎn)生強化，以消除應(yīng)力即人工時效[1]。 4.2 基面的選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高，否則，加工工藝規(guī)程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行[1]。 4.2.1 基準(zhǔn)的概念及其分類 基準(zhǔn)是指確定零件上某些點，線，面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，或者說是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面[3]。 按其作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 設(shè)計基準(zhǔn)是指零件設(shè)計圖上用來確定其他點，線，面位置關(guān)系所采用的基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)是指在加工或裝配過程中所使用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)根據(jù)其使用場合的不同，又可分為工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)，測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)四種。 (1) 工序基準(zhǔn) 在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸，形狀，位置的基準(zhǔn)，及工序圖上的基準(zhǔn)。 (2) 定位基準(zhǔn) 在加工時用作定位點基準(zhǔn)。它是工件上與夾具定位元件直接接觸的點，線，面。 (3) 測量基準(zhǔn) 在測量零件已加工表面的尺寸和位置時所采用的基準(zhǔn) (4) 裝配基準(zhǔn) 裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)。 4.2.2 基準(zhǔn)問題的分析 分析基準(zhǔn)時，必須注意以下幾點： (1) 基準(zhǔn)是制訂工藝的依據(jù)，必須是客觀存在的。當(dāng)作為基準(zhǔn)的是輪廓要素，如平面，圓柱面等時，容易直接接觸到，也比較直觀。但是有些作為基準(zhǔn)的是中心要素，如圓心，球心，對稱軸線等時，則無法觸及，然而它們卻也是客觀存在的。 (2) 當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素?zé)o法觸及時，通常由某些具體的表面來體現(xiàn)，這些表面稱為基面。如軸的定位則可以外圓柱面為定位基面，這類定位基準(zhǔn)的選擇則轉(zhuǎn)化為恰當(dāng)?shù)剡x擇定位基面的問題。 (3) 作為基準(zhǔn)，可以是沒有面積的點，線以及面積極小的面。但是工件上代表這種基準(zhǔn)的基面總是有一定接觸面。 (4) 不僅表示尺寸關(guān)系的基準(zhǔn)問題如上所述，表示位精度的關(guān)系也是如此[1]。 4.2.3 定位基準(zhǔn)的選擇 選擇定位基準(zhǔn)時應(yīng)符合兩點要求： (1) 各加工表面應(yīng)有足夠的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合設(shè)計要求； (2) 定位基準(zhǔn)應(yīng)有足夠大的接觸面積和分布面積，以保證能承受打打切削力，保證定位穩(wěn)定可靠。 定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。若選擇未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)被稱為粗基準(zhǔn)。若選擇已加工的表面作為定位基準(zhǔn)，則這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，而精基準(zhǔn)考慮的重點是如何減少誤差。在選擇定位基準(zhǔn)時，通常是保證加工精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準(zhǔn)選擇的順序應(yīng)從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)[1]。 (1) 精基準(zhǔn)的選擇。選擇精基準(zhǔn)的目的是使裝夾方便正確可靠，以保證加工精度。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一基準(zhǔn)的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），為了加工精基準(zhǔn)面才選擇了粗基準(zhǔn)面。對于本箱體，我是以毛坯孔為粗基準(zhǔn)來加工箱體結(jié)合面的。先保證精基準(zhǔn)的表面粗糙度，可以以結(jié)合面作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)。在以后的加工過程中精度就會得到提高。利用以及定位并夾緊，可達(dá)到完全定位及夾緊的目的。 (2) 粗基準(zhǔn)的選擇。對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進(jìn)行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進(jìn)行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設(shè)備等。而箱體零件一般都選擇重要孔（如主軸孔）為粗基準(zhǔn)，但隨著生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準(zhǔn)的共建裝夾方式是不同的。大批生產(chǎn)時，毛坯精度較高，可直接以主軸孔在夾具上定位，采用專用夾具裝夾，但對本箱體來說，如果以軸承孔作為基準(zhǔn)，則無法合理地加工出所要加工的箱體結(jié)合面，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)取以毛坯孔定位，定位并夾緊作為粗基準(zhǔn)，利用孔定位銷ф58使毛坯孔定位；定位并夾緊；利用螺栓頂住缸體結(jié)合面的側(cè)翼，以消除六個自由度，從而達(dá)到完全定位[5]。 4.3 制訂工藝路線 擬訂零件的機(jī)械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作，擬訂工藝路線時主要解決的問題有：選定各加工表面的加工方法；劃分加工階段；合理安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度[6]。 制訂工藝路線時需要考慮的主題要問題有：怎樣選擇定位基準(zhǔn)，怎樣選擇加工方法，怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗等工序。而制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可考慮采用加工中心配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降[6]。 工藝路線一 1. 鑄造，去除澆口、毛刺、飛邊。 2. 噴砂。 3. 鑄檢。 4. 加工箱體結(jié)合面、鉆6-ф48mm的孔。 5. 加工銷孔、軸承孔、攻絲M6。 6. 加工孔、并透4-ф11mm孔。 7. 加工孔。 8. 加工ф50孔。 9. 加工ф55孔。 10. 去刺、清洗、檢入庫。 工藝路線二 1.按圖鑄造 2.清砂 3.按毛坯二級精度檢驗 4.時效HBS187-220 5.粗銑底面保尺寸124 6.粗銑頂面保尺寸56 7.粗銑臺階面保尺寸39 8.粗鏜后端面保尺寸111 9.粗鏜孔保尺寸ф58 10.粗鏜端面保尺寸111 11.粗鏜左右各縱向孔保尺寸ф76 12.調(diào)頭粗鏜端面保尺寸110 13.調(diào)頭精鏜左右各縱向孔保尺寸ф48 14.精鏜端面保尺寸109 15.精鏜左右各縱向孔保尺寸ф75 16.調(diào)頭精鏜端面保尺寸67 17.調(diào)頭精鏜左右各縱向孔保尺寸ф50 18.精鏜端面保尺寸55 19.精鏜孔保尺寸ф55 20.鉆底面4-ф11孔保尺寸?11 21.鉆側(cè)面3-M6孔鉆至5 22.分別對上述螺紋孔M6攻絲 23.孔口倒角 24.鉆橫向6×M6孔鉆至5 25.孔口倒角 26.分別對上述螺紋孔按要求攻絲 27.孔口倒角 28.鉆頂面孔4×3XM5鉆至 29.孔口倒角 30.分別對上述螺紋孔按要求攻絲 31.锪臺階面，鉆M6底孔至?5 32.分別對上述螺紋孔按要求攻絲 33.孔口倒角 34.加工M6-7H的沉孔4-ф16 深1 35.鉆锪側(cè)底面M6-7H的通孔先鉆至5 36.分別對上述螺紋孔按要求攻絲 37.孔口倒角 38.锪平孔φ20 39.鉆擴(kuò)M5的斜孔先鉆至φ7.5 40.分別對上述螺紋孔按要求攻絲 41.孔口倒角 4.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 曲軸箱泵體的材料為硬度≥HB80，試樣抗拉強度σb≥270Mpa。生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用高壓澆注毛坯[7]。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 4.5 確定切削用量及基本工時 在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時間稱為時間定額。合理的時間定額能促進(jìn)工人的生產(chǎn)技能和技術(shù)熟練程度的不斷提高，調(diào)動工人的積極性，從而不斷促進(jìn)生產(chǎn)向前發(fā)展和不斷提高勞動生產(chǎn)率。時間定額是安排生產(chǎn)計劃、成本核算的主要依據(jù)，在設(shè)計新廠時，又是計算設(shè)備數(shù)量、布置車間、計算工人數(shù)量的依據(jù)[2]。 工序I： 鑄造，去除澆口、毛刺、飛邊。 工序II： 噴砂。 工序III：鑄檢。 工序IV ：銑端面加工銷孔、軸承孔、攻絲3XM5。選用加工中心VF-O。本工序采用查表法和計算法確定切削用量。 (1) 加工條件 工件材料：，試樣抗拉強度σb≥270Mpa、高壓澆注。 刀具：復(fù)合刀，加長立銑刀，中心鉆，直鉆，銑鉸刀。 刀具材料：高速鋼（YT15）。 (2) 計算切削用量 銑曲軸箱結(jié)合面 銑端面 (a) 已知箱體結(jié)合面毛坯厚度方向的加工余量為Z=1.5mm，但考慮到箱體結(jié)合面毛坯長度方向不是規(guī)則形狀，因此可以把其考慮為長方形的形狀考慮，又由于高壓澆注的毛坯精度本身就較高，所以只要加工一次就行，ap =1.5mm計。 (b) 進(jìn)給量 根據(jù)?切削用量簡明手冊?表3.5，當(dāng)要求達(dá)到表面粗糙度Ra=1.6um時，圓柱銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.4mm/r～0.6mm/r，而用于盤銑刀時進(jìn)給量應(yīng)該減小一半，=0.2mm/r～0.3mm/r。 kv （4-1） (a) 已知銷孔孔口毛坯厚度方向的加工余量為Z=1.0mm，公差為0.3mm，考慮到其表面粗糙度要求為Ra的最大允許值為6.3um，參照?機(jī)械制造工藝學(xué)?表1-12，只要粗刮加工，此時直徑余量2Z=1.5mm已能滿足加工要求。 所以只要加工一次就行，ap =1.5mm計。 (b) 進(jìn)給量 根據(jù)?機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊 ?表2.44, =0.39mm/r (c) 切削速度 （見《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表2.44）, =60m/min (d) 確定主軸速度 根據(jù)4-2式， （4-2） ≈2123r/min 因為選取的機(jī)床是加工中心,按機(jī)床選取=2123 r/min。所以實際切削速度=60m/min. (e) 切削工時， （4-3） 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， =mm 鏜ф50mm軸承孔 (a) 已知軸承孔毛坯厚度方向的加工余量為Z=1.5mm，考慮到軸承孔的形狀規(guī)則，可以用復(fù)合刀加工，盡管高壓澆注的毛坯精度本身較高，但在此工序需要經(jīng)過半精鏜-精鏜加工才能達(dá)到Ra的最大允許值為0.8um的精度要求。 所以， 半精鏜：2Z=1.1mm 單邊余量Z=0.55mm 一次鏜去全部余量，ap =0.55mm 精鏜：2Z=0.2mm單邊余量Z=0.1mm 一次鏜去全部余量，ap =0.1mm (b) 進(jìn)給量 根據(jù)?機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊 ?表3.24，當(dāng)要求達(dá)到表面粗糙度Ra=0.8um時，粗鏜每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.39mm/r，精鏜每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.013mm/r (c) 計算切削速度 按?機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊?表3.9，粗加工時的切削速度為=46m/min，精加工時的切削速度為=230m/min。 (d) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)4-2式， 半精鏜加工時的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：≈516r/min 精鏜加工時的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：≈2579r/min 因在加工中心上加工，所以無需考慮機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速沒有這一擋。 (e) 切削工時， 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， 半精鏜切削工時，切削工時： =min 精鏜切削工時，切削工時： =min 所以鏜ф50mm軸承孔的總切削工時t =0.159+0.954=1.113min。 所以,孔口￠8mm孔口的總切削工時為t=1.042=2.08min 鉆孔ф55 (a) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.18mm/r (b) 切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/min (c) 確定主軸速度 根據(jù)4-2式， ≈955r/min 因為選取的機(jī)床是加工中心,根據(jù)機(jī)床相關(guān)要求選取n=955r/min。所以實際切削速度=30m/min。 (d) 切削工時， 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， =mm 所以，鉆凸輪軸孔的總切削工時t=0.105min 鉆削孔3XM5底孔ф48 (a) 已知需加工的銷孔加工余量為Z =1.0mm,公差為0.3mm,則ap =1.0mm,加工一次就可以滿足要求。 (b) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表2.4, =0.18mm/r (c) 切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表2.4, =30m/min (d) 確定主軸速度 根據(jù)4-1式， ≈1426r/min (e) 切削工時， 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， =min 所以，鉆削孔ф48通,3XM5底孔ф48的總切削工時t =0.0972=0.194 min 銑鉸銷孔4-ф11mm (a) 根據(jù)曲軸箱泵體工序過程卡有關(guān)資料介紹，在鉸孔時，進(jìn)給量取0.18mm/r，即=0.18mm/r，=30m/min (b) 確定主軸速度 根據(jù)4-2式， ≈1194r/min 根據(jù)有關(guān)資料介紹， 由于選取的機(jī)床是加工中心,根據(jù)加工中心的相關(guān)要求選取n =1194r/min。所以實際切削速度=30m/min。 (c) 切削工時計算： 根據(jù)4-3式， = 所以，銑鉸銷孔4-ф11mm深13的總切削工時t =0.0582=0.116min 攻絲3XM5mm (a) 切削速度的計算 參照有關(guān)手冊可知刀具壽面T =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋, 所以, R =0.2m/s=12m/min 所以 r/min 由于仍在加工中心上加工,所以按相關(guān)要求選取r/min 則 切削速度 m/min （4-4） (b) 計算切削工時 所以攻絲3XM5的總切削工時min 其余兩通孔 工序V：加工銷孔、軸承孔、攻絲M6，及銑端面。以ф50mm毛坯孔箱體結(jié)面定位；選用加工中心VF-O。本工序采用查表法和計算法確定切削用量。 (1) 加工條件 工件材料：，試樣抗拉強度σb≥270Mpa、高壓澆注。 加工要求：加工銷孔、軸承孔、攻絲M6深13mm。銷孔的表面粗糙度要求為Ra的最大允許值為1.6um；鏜ф50mm的曲承孔，表面粗糙度要求為Ra的最大允許值為0.8um；攻絲M6其表面粗糙度要求為Ra的最大允許值為6.3um。機(jī)床：VF-O加工中心。 刀具：復(fù)合刀，加長立銑刀，中心鉆，直鉆，銑鉸刀。 刀具材料：高速鋼（YT15）。 (2) 計算切削用量 鏜ф58mm孔 (a) 已知軸承孔毛坯厚度方向的加工余量為Z=1.5mm，考慮到軸承孔的形狀規(guī)則，可以用復(fù)合刀加工，盡管高壓澆注的毛坯精度本身較高，但在此工序需要經(jīng)過半精鏜-精鏜加工才能達(dá)到Ra的最大允許值為0.8um的精度要求。 所以， 半精鏜：2Z=1.1mm 單邊余量Z=0.55mm 一次鏜去全部余量，ap =0.55mm 精鏜：2Z=0.2mm單邊余量Z=0.1mm 一次鏜去全部余量，ap =0.1mm (b) 進(jìn)給量 根據(jù)?機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊 ?表3.24，當(dāng)要求達(dá)到表面粗糙度Ra=0.8um時，粗鏜每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.39mm/r，精鏜每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.013mm/r (c) 計算切削速度 按?機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊?表3.9，粗加工時的切削速度為=46m/min，精加工時的切削速度為=230m/min。 (d) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 根據(jù)4-2式， 半精鏜加工時的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：≈236r/min 精鏜加工時的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：≈1181r/min 因在加工中心上加工，所以無需考慮機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速沒有這一擋。 (e) 切削工時， 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， 半精鏜切削工時，切削工時： =min 精鏜切削工時，切削工時： =min 所以鏜ф50mm軸承孔的總切削工時t =0.35+2.08=2.43min。 銑端面保證尺寸115.5，銑端面 鉆預(yù)備孔13-A2.5 如上所求：切削工時t=13*0.02=0.26 min (a) 進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, mm/r (b) 切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, m/min 機(jī)床轉(zhuǎn)速 r/min 切削工時 =min 鉆削孔4-ф11通,M6底孔4-ф16(a) 已知需加工的銷孔加工余量為Z =1.0mm,公差為0.3mm,則ap =1.0mm,加工一次就可以滿足要求。 (b) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表2.4, =0.18mm/r (c) 切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表2.4, =30m/min (d) 確定主軸速度 根據(jù)4-1式， ≈1911r/min (e) 切削工時， 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， =min 所以，鉆削孔2-4-ф16通,M6底孔4-ф16的總切削工時t =0.0474+0.0235+0.0352+0.022=0.188+0.115+0.07+0.04=0.343min 攻絲M6mm (a) 切削速度的計算 參照有關(guān)手冊可知刀具壽面T =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋, 所以, R =0.2m/s=12m/min 所以 r/min 由于仍在加工中心上加工,所以按相關(guān)要求選取r/min 則 切削速度 m/min (b) 計算切削工時 切削工時， 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， =min min 加工孔深17，14，12分別用時0.06，0.05，0.04 所以加工銷孔、軸承孔、攻絲M6的總切削工時0.064+0.055+0.042=0.24+0.25+0.08=0.57min 工序VI：銑平面鏜孔及鉆鉸擺桿孔。以一銷孔和箱體結(jié)合面定位；選用加工中心VF-OE。鉆孔；本工序采用查表法和計算法確定切削用量。 (1) 加工條件 工件材料：，試樣抗拉強度σb≥270Mpa、高壓澆注。 加工要求：鉆4-ф16mm,孔以及M6以及預(yù)備孔，其表面粗糙度要求為Ra的最大允許值為2.5um，1.6mm 機(jī)床：加工中心（VF-OE）。 刀具：直鉆。 刀具材料：高速鋼（YT15）。 (2) 計算切削用量 鉆預(yù)備孔A2.5 (a) 進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.18mm/r (b) 切削速度根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/min (c) 確定主軸速度 根據(jù)4-2式， ≈955r/min 因為選取的機(jī)床是加工中心,按機(jī)床選取=955r/min。所以實際切削速度=30m/min. (d) 切削工時， 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， =min 鉆4-ф16mm的孔 考慮到其表面粗糙度要求為Ra的最大允許值為6.3um，參照?機(jī)械制造工藝學(xué)?表1-11，其加工精度為IT11- IT12級，精度要求不是佷高，參照?機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊?表2.3-9，一次鉆銷即可滿足要求。此時加工余量2Z=1.5mm。 (a) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.2mm/r (b) 切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/min (c) 確定主軸速度 ≈1365r/min 因為選取的機(jī)床是加工中心,按機(jī)床選取=3821r/min。所以實際切削速度=84m/min. (d) 切削工時， 根據(jù)4-2式， 式中： mm， mm， mm 所以， =min 所以鉆2-4-ф16mm的孔總切削工時t =0.0952=0.19min。 鉆￠6的孔 加工油堵孔￠6，以一銷孔和箱體結(jié)合面定位； (a) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.2mm/r (b) 切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/min (c) 確定主軸速度 ≈1365r/min (d) 切削工時 =min 所以，鉆結(jié)合面的孔切削工時t =0.06+0.18+0.033=0.273min 鉆￠4的孔 加工油堵孔￠4，以一銷孔和箱體結(jié)合面定位； (a) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.2mm/r (b) 切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/min (c) 確定主軸速度 ≈1365r/min (d) 切削工時 =min 攻絲M6mm深15mm (a) 切削速度的計算 參照有關(guān)手冊可知刀具壽面T =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋, 所以, R =0.2m/s=12m/min 所以 r/min 由于仍在加工中心上加工,所以按相關(guān)要求選取r/min 則 切削速度 m/min (b) 計算切削工時 切削工時， 根據(jù)4-3式， 式中： mm， mm， mm 所以， =min min 所以加工銷孔、軸承孔、攻絲M6深15的總切削工時min 工序VII：銑鏜孔。以銷孔和箱體結(jié)合面定位；選用加工中心TC-229。 (1) 加工條件 工件材料：，試樣抗拉強度σb≥270Mpa、高壓澆注。 加工要求：銑鏜孔，表面粗糙度要求為Ra的最大允許值為1.6um。 機(jī)床： VF-OE。 刀具：盤銑刀,中心鉆。 刀具材料：高速鋼（YT15）。 (2) 計算切削用量 銑缸體結(jié)合面 (a) 已知箱體結(jié)合面毛坯厚度方向的加工余量為Z=1.5mm，但考慮到箱體結(jié)合面毛坯長度方向不是規(guī)則形狀，因此可以把其考慮為長方形的形狀考慮，又由于高壓澆注的毛坯精度本身就較高，所以只要加工一次就行，ap =1.5mm計。 (b) 進(jìn)給量 根據(jù)?切削用量簡明手冊?表3.5，當(dāng)要求達(dá)到表面粗糙度Ra=1.6um時，圓柱銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.4mm/r～0.6mm/r，而用于盤銑刀時進(jìn)給量應(yīng)該減小一半，=0.2mm/r～0.3mm/r。 =0.3mm/r (c) 計算切削速度 按?切削用量簡明手冊?表3.27，切削速度的計算公式 （壽命T=60min） kv 其中：CV = 31, qv = 0.25, xv = 0.1, yv =0.4, uv =0.3, pv =0.1, m = 0.2。修正系數(shù)kv見?切削用量簡明手冊?表1.28， 即 kMv=1.0, kSv=1.0, kKv=1.0, krv=0.8, kBv=0.8。 所以 m/min (d) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 r/min 按機(jī)床說明書（見?切削用量簡明手冊?表3.30），與456.47r/min相近的立式銑床轉(zhuǎn)速為355r/min及510r/min。現(xiàn)取n=510r/min。如果取n=480r/min，則速度損失太大。 所以實際切削速度 ≈96m/min (e) 檢驗機(jī)床功率 根據(jù)?切削用量簡明手冊?表3.23，當(dāng)硬度

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