4 磨Φ100外圓夾具設(shè)計(jì)
4.1 磨床夾具設(shè)計(jì)要求說明
利用本夾具主要用來加工磨Φ100外圓，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在磨床主軸上的專用夾具，所以零件在磨床上加工用專用夾具。
4.2 磨床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求
當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。
當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。
工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。
（2）夾具與機(jī)床主軸的連接
磨床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式磨床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。
心軸類磨床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與磨床前、后頂尖安裝使用。
4.3 定位機(jī)構(gòu)
圖4-2 定位機(jī)構(gòu)
由零件圖可知：在對(duì)磨Φ100外圓行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。磨Φ100外圓時(shí)為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷再加兩個(gè)浮動(dòng)支撐調(diào)節(jié)螺栓的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即底平面。
4.4 夾緊機(jī)構(gòu)
選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下：
1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；
2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。
3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。
4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。
分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋機(jī)構(gòu)，受力簡(jiǎn)圖如下：
圖4-3 受力簡(jiǎn)圖
原動(dòng)力計(jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4.5 零件的磨床夾具的加工誤差分析
為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 銷的定位誤差 ：
圖4-4 銷的定位
工件以圓孔在動(dòng)配合心軸上定位，工件便會(huì)因自重始終使圓孔下母線和心軸上母線保持固定邊接觸．此時(shí)，工件上加工平面M 的工序基準(zhǔn)(定位圓孔中心線)向下產(chǎn)生偏移， 由點(diǎn)移至點(diǎn)．因此，工序基準(zhǔn)的極限位置變動(dòng)量()就是加工尺寸h所產(chǎn)生的定位誤差．故有：
因?yàn)椋?
，
所以：
式中：一定位圓孔直徑公差；
一定位心軸直徑公差；
一定位圓孔的最大直徑；
一定位心軸的最小直徑；
一定位圓孔與定位心軸問的最小配合間隙。
上述推導(dǎo)過程中，等式是不成立的．因?yàn)辄c(diǎn)是工件軸心線與心軸軸心線的重合點(diǎn)，并不是定位基準(zhǔn)的一個(gè)極限位置點(diǎn)，實(shí)際上工件會(huì)因自重(或其它外力)始終使圓孔上母線與心軸上母線保持接觸，加之最小配合問隙的存在，使工件定位基準(zhǔn)(工件孔的軸心線)必然會(huì)向下移動(dòng)，而不會(huì)與定位心軸的軸心線重合．
下面導(dǎo)出工件以圓孔定位時(shí)定位誤差計(jì)算中基準(zhǔn)位移誤差的正確的計(jì)算公式．
如上圖所示，工件以內(nèi)孔D在圓柱心軸(或圓柱定位銷)上定位，是心軸(或定位銷)的軸心，即限位基準(zhǔn)，C是對(duì)刀位置尺寸， 由于定位副有制造公差和配合間隙，使得定位基準(zhǔn)(上件內(nèi)孔軸線)與限位基準(zhǔn)(心軸軸線)不能重合，在夾緊力．或工件自重的作用下，定位基準(zhǔn)相對(duì)于限位基準(zhǔn)下移了一段距離，因而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差．當(dāng)工件孔的直徑為最大()， 定位銷的直徑為最小()，定位基準(zhǔn)的位移量Y為最大()此時(shí)，定位基準(zhǔn)的極限下移點(diǎn)為；工件孔的直徑為最小()，定位銷的直徑為最大() 時(shí)，定位基準(zhǔn)的位移量Y為最小()此時(shí)，定位基準(zhǔn)的極限下移點(diǎn)為．因此：
式中：
一定位圓孔直徑公差；
一定位心軸(或定位銷)直徑公差。
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
4.7 零件的磨床專用夾具簡(jiǎn)單使用說明
為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
1
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
10
車
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
車床
CA6150
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗車下端面，粗車內(nèi)孔Φ73孔，粗車Φ90孔，粗車Φ120孔
端面車刀，內(nèi)孔車刀，盲孔車刀，游標(biāo)卡尺
1200
120
0.48
3
1
0.696
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
1
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
2
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
15
車
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
車床
CA6150
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗車上端面，粗車外圓面Φ100，粗車Φ80孔
端面車刀，內(nèi)孔車刀，盲孔車刀，游標(biāo)卡尺
125
50
0.7
3
1
0.348
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
3
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
20
車
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
車床
CA6150
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
半精車Φ90內(nèi)孔，切退刀槽3*0.5
端面車刀，內(nèi)孔車刀，盲孔車刀，游標(biāo)卡尺
1200
97
0.28
3
1
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
4
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
25
車
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
車床
CA6150
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
半精車Φ100外圓面，切3*1退刀槽
端面車刀，內(nèi)孔車刀，盲孔車刀，游標(biāo)卡尺
1200
97
0.28
1
1
0.26
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
5
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
30
粗銑
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
銑床
X52K
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑右端面
端銑刀，游標(biāo)卡尺
1200
120
0.15
0.5
1
0.138
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
6
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
35
擴(kuò)鉸
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z550
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
擴(kuò)φ52孔,保證尺寸如圖
專用夾具、游標(biāo)卡尺、擴(kuò)孔鉆
124
20.2
1.3
4.5
1
0.40
0.06
2
粗鉸φ51.9孔,保證尺寸
專用夾具、內(nèi)徑千分表、鉸刀
63
10.3
1.2
0.4
1
0.98
0.15
3
精鉸φ52孔,保證尺寸
專用夾具、內(nèi)徑千分表、鉸刀
47
7.7
0.9
0.1
1
1.71
0.26
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
7
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
40
鉆
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z550
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆孔4—M8螺紋底孔，
Φ6.7的麻花鉆，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
1600
2.44
0.33
3.4
1
0.50
2
攻絲4—M8
M8絲錐
350
0.9
1.25
9.5
1
0.13
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
8
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
45
鉆
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z550
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆孔4—M5螺紋底孔，
Φ4麻花鉆，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
800
15.3
0.1
3.4
1
11.3
2
攻絲4—M5
M5絲錐
293
0.72
0.1
9.5
1
15
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
9
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
50
鉆
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z550
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆孔3—M6螺紋底孔
Φ5麻花鉆，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
1300
2.1
0.25
2.5
1
0.06
2
攻絲3—M6
M6絲錐
350
6.9
1
9.5
1
0.08
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
10
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
55
鉆
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
鉆床
Z550
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆孔M3螺紋底孔Φ2通孔
Φ2麻花鉆，M3絲錐
2900
27.3
0.1
1.5
1
0.40
0.06
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
11
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
65
磨
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
磨床
M6132
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
磨Φ90內(nèi)孔
專用夾具,砂輪
1500
115
20
0.0157
1
0.3
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
12
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
70
磨
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
磨床
M6132
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
磨Φ100外圓
專用夾具,砂輪
1500
27.5
20
0.015
1
0.3
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
13
頁
第
13
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
75
磨
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
磨床
M6132
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
乳化液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
磨Φ52內(nèi)孔
專用夾具,砂輪
480
135
0.2
0.3
1
0.31
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
2
頁
第
1
頁
材 料 牌 號(hào)
HT200
毛 坯 種 類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺(tái) 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號(hào)
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工時(shí)/min
準(zhǔn)終
單件
00
鑄造
鑄造
05
時(shí)效
時(shí)效，硬度要求HBS187~220
10
粗車
粗車下端面，粗車內(nèi)孔Φ73孔，粗車Φ90孔，粗車Φ120孔
金工車間
二
CA6150
端面車刀，內(nèi)孔車刀，盲孔車刀，游標(biāo)卡尺
15min
15min
15
粗車
粗車上端面，粗車外圓面Φ100，粗車Φ80孔
金工車間
二
CA6150
外圓車刀，端面車刀，盲孔車刀，游標(biāo)卡尺
18min
18min
20
半精車
半精車Φ90內(nèi)孔，切退刀槽3*0.5
金工車間
二
CA6150
盲孔車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺
10min
10min
25
半精車
半精車Φ100外圓面，切3*1退刀槽
金工車間
二
CA6150
端面車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺
11min
11min
30
粗銑
粗銑右端面
金工車間
二
X52K
端銑刀，游標(biāo)卡尺
5min
5min
35
擴(kuò)鉸
擴(kuò)—粗鉸—精鉸52孔
金工車間
二
Z550
擴(kuò)孔鉆，鉸刀，卡尺，塞規(guī)
15min
15min
40
鉆孔
鉆孔4—M8螺紋底孔，攻絲4—M8
金工車間
二
Z550
Φ6.7的麻花鉆，M8絲錐，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
15min
15min
45
鉆孔
鉆孔4—M5螺紋底孔，攻絲4—M5
金工車間
二
Z550
Φ4麻花鉆，M5絲錐，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
5min
5min
50
鉆孔
鉆孔3—M6螺紋底孔，攻絲3—M6
金工車間
二
Z550
Φ5麻花鉆，M6絲錐，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
5min
5min
55
鉆孔
鉆孔M3螺紋底孔Φ2通孔
金工車間
二
Z550
Φ2麻花鉆，M3絲錐
5min
5min
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
錐齒輪座
零件名稱
錐齒輪座
共
2
頁
第
2
頁
材 料 牌 號(hào)
HT200
毛 坯 種 類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺(tái) 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號(hào)
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工時(shí)/min
準(zhǔn)終
單件
60
去毛刺
去毛刺
65
磨
磨Φ90內(nèi)孔
金工車間
二
M6132
砂輪，內(nèi)徑千分尺
5min
5min
70
磨
磨Φ100外圓
金工車間
二
M6132
砂輪，外徑千分尺
5min
5min
75
磨
磨Φ52內(nèi)孔
金工車間
二
M6132
砂輪，內(nèi)徑千分尺
5min
5min
80
終檢
終檢
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械制造基礎(chǔ)
課程設(shè)計(jì)說明書
機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)
摘 要
本文是有關(guān)錐齒輪座工藝步驟的說明和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法的具體闡述。工藝設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)機(jī)械制造技術(shù)工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)后，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識(shí)對(duì)零件進(jìn)行加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。
據(jù)資料所示,錐齒輪座是一個(gè)典型的交叉孔零件，主要應(yīng)用在混凝土拖泵中的導(dǎo)向輪部件上，其上要安裝兩個(gè)配對(duì)錐齒輪，加工精度要求較高。在設(shè)計(jì)錐齒輪座機(jī)械加工工藝過程時(shí)要通過查表法準(zhǔn)確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機(jī)床加工設(shè)備以及相應(yīng)的加工刀具，進(jìn)給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：機(jī)械加工、工藝規(guī)程、專用夾具、錐齒輪座
目錄
第1章 錐齒輪座的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1
1.1 錐齒輪座的作用 1
1.2錐齒輪座的技術(shù)要求 2
1.3錐齒輪座的工藝分析 3
第2章 確定毛坯及繪制毛坯簡(jiǎn)圖 4
2.1選擇毛坯 4
2.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 4
2.3繪制錐齒輪座毛坯的鑄造簡(jiǎn)圖 5
第3章 擬定錐齒輪座工藝路線 6
3.1定位基準(zhǔn)的選擇 6
3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇 6
3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 6
3.2面與孔加工方法的確定 6
3.3加工階段的劃分 7
3.4工序的集中與分散 7
3.5工序順序的安排 7
3.5.1機(jī)械加工工序 7
3.5.2熱處理工序 8
3.5.3輔助工序 8
3.6確定加工路線 9
第4章 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 10
4.1機(jī)床設(shè)備的選用 10
4.2工藝裝備的選用 10
第5章 加工余量、工序尺寸和公差的確定 10
第6章 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算 11
第7章 磨Φ100外圓夾具設(shè)計(jì) 29
7.1 磨床夾具設(shè)計(jì)要求說明 29
7.2 磨床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 29
7.3 定位機(jī)構(gòu) 29
7.4 夾緊機(jī)構(gòu) 30
7.5 零件的磨床夾具的加工誤差分析 32
7.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 34
7.7 零件的磨床專用夾具簡(jiǎn)單使用說明 35
參考文獻(xiàn) 37
第1章 錐齒輪座的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1 錐齒輪座的作用
錐齒輪座是一個(gè)典型的交叉孔零件（見圖1—1），主要應(yīng)用在混凝土拖泵中導(dǎo)向輪部件上，其上要安裝兩個(gè)配對(duì)錐齒輪座，因此主要的工作表面為Φ90mm和Φ52mm的兩個(gè)孔。
圖1-1
1.2錐齒輪座的技術(shù)要求
錐齒輪座的技術(shù)要求見表1-1
表1-1 錐齒輪座技術(shù)要求
加工表面
尺寸及偏差
mm
公差及精度等級(jí)
表面粗糙Raμm
形位公差mm
Φ80mm孔
Φ80
IT13
6.3
Φ73mm孔
Φ73
IT13
6.3
Φ90mm孔
Φ90
IT7
1.6
Φ52mm孔
Φ52
IT7
1.6
垂直于Φ90mm孔，公差為0.05
兩端面
164
IT13
6.3
Φ80mm孔的外圓面
Φ100
IT7
1.6
φ52mm孔軸線101mm的端面
Φ101
IT9
3.2
錐銷孔
Φ8
IT8
1.6
Φ52mm孔端面
Φ82
IT13
6.3
從錐齒輪座技術(shù)要求表來看，加工錐齒輪座主要存在以下加工難點(diǎn)：
（1）Φ52mm孔和Φ90mm孔兩尺寸屬于空間尺寸，加工過程中難以測(cè)量，因而兩尺寸的加工精度難以保證；
（2）安裝齒輪的兩個(gè)交叉孔的中心線必須相交處于同一基準(zhǔn)平面內(nèi)，才能確保錐齒輪的傳動(dòng)效果。
為此，通過對(duì)該零件的加工工藝性分析，找出了合理的加工方法，保證零件的加工質(zhì)量。
1.3錐齒輪座的工藝分析
分析可知本零件材料為灰口鑄鐵，HT200。該零件具有較高的強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性，減震性，適應(yīng)于承受較大的應(yīng)力，要求耐磨的零件。錐齒輪座具有兩組工作表面，他們之間有一定的位置要求。
由零件圖可知，φ90mm孔和φ52mm孔的中心線是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：
1.以φ90mm孔為中心加工表面
這一組加工表面包括，φ80mm的端面和倒角及內(nèi)孔φ73mm、φ90mm的孔及退刀槽，φ120mm的孔，M5螺紋孔，M8螺紋孔，φ8錐銷孔。
2.φ52mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ52mm的端面，孔和倒角及M6螺紋孔。
這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是：
1.φ52mm孔的中心線與φ90mm中心線垂直度公差為0.05；
2.φ52mm孔端面與φ90mm孔中心線的距離為119mm。
由以上分析可知，對(duì)這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(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。另外考慮到零件的精度不高可以在普通機(jī)床上加工。
第2章 確定毛坯及繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.1選擇毛坯
根據(jù)零件查資料知：零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計(jì)算和查詢資料可知，毛坯重量約為11.7kg。生產(chǎn)類型為大批量，可采用砂型鑄造毛坯。由于各個(gè)孔都需要預(yù)先鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效進(jìn)行處理。
2.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
零件基本尺寸在150—170之間，由表1.70可知，查得該鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為10級(jí)。由表1.70可知，機(jī)械加工余量等級(jí)MA為G級(jí)，選取CT=9級(jí)，MA為G級(jí)。
表2-1用查表法確定各加工表面的總余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等級(jí)
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差
備注
上下端面
164
G
8
2.8
頂面降一級(jí)，雙側(cè)加工
Φ52mm的端面
119
G
3.5
2.5
單側(cè)加工
Φ52mm孔
Φ52
G
5
2.8
孔降一級(jí)，雙側(cè)加工
Φ73mm孔
Φ73
G
5
3.2
孔降一級(jí)，雙側(cè)加工
圓Φ82mm
Φ82mm
G
0
2.2
圓Φ155mm
Φ155mm
G
0
2.5
表2-2 鑄件主要尺寸的公差
主要加工表面
零件尺寸/mm
總余量/mm
毛坯尺寸/mm
上下端面
164
8
172
Φ52mm的端面
119
3.5
122.5
Φ52mm的孔
Φ52
5
Φ47
Φ73mm的孔
Φ73
5
Φ68
圓Φ82mm
Φ82mm
0
Φ82
圓Φ155mm
Φ155mm
0
Φ155
2.3繪制錐齒輪座毛坯的鑄造簡(jiǎn)圖
由表2-1和表2—2所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如圖2-2所示。
圖2—2 工件毛胚圖
第3章 擬定錐齒輪座工藝路線
3.1定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)?；孢x擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇φ52mm孔的中心線和φ90mm孔的中心線作為精基準(zhǔn)。
3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)一般的箱體類零件來說，以底面作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個(gè)不加工表面的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知，錐齒輪座以下底面作為粗基準(zhǔn)。
3.2面與孔加工方法的確定
根據(jù)錐齒輪座零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表3-1：
表3-1 錐齒輪座各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度 Ra/μm
加工方案
Φ80mm孔
IT13
6.3
粗車
Φ73mm孔
IT13
6.3
粗車
Φ90mm孔
IT7
1.6
粗車—半精車—磨
Φ52mm孔
IT7
1.6
擴(kuò)—粗鉸—精鉸
兩端面
IT13
6.3
粗車
Φ80mm孔的外圓面
IT7
1.6
粗車—半精車
距Φ52mm孔軸線101mm的端面
IT9
3.2
粗車—半精車
Φ52mm孔端面
IT13
6.3
粗銑
錐銷孔
IT8
1.6
鉆—粗絞—精絞
3.3加工階段的劃分
該錐齒輪座的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成面加工和孔加工兩個(gè)階段。加工過程中，首先加工面，然后加工各孔，最后加工各細(xì)節(jié)部分（攻絲、拉槽等）。
3.4工序的集中與分散
該零件選用工序集中原則安排錐齒輪座的加工工序。該錐齒輪座的生產(chǎn)類型是大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
3.5工序順序的安排
3.5.1機(jī)械加工工序
由于設(shè)計(jì)加工方案時(shí)要遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則 、“先粗后精”原則、“先主后次”原則、“先面后孔”原則。制定機(jī)械加工工序如下：
表3-1 錐齒輪座各表面加工方案
工序1
粗車下端面
工序2
粗車內(nèi)孔Φ73孔
工序3
粗車Φ90孔
工序4
粗車Φ120孔
工序5
粗車上端面
工序6
粗車外圓面Φ100
工序7
粗車Φ80孔
工序8
半精車Φ90內(nèi)孔，切退刀槽3*0.5
工序9
半精車Φ100外圓面，切3*1退刀槽
工序10
粗銑右端面
工序11
擴(kuò)—粗鉸—精鉸Φ52內(nèi)孔
工序12
鉆孔4—M8螺紋底孔，攻絲4—M8
工序13
鉆孔4—M5螺紋底孔，攻絲4—M5
工序14
鉆孔3—M6螺紋底孔，攻絲3—M6
工序15
鉆孔M3螺紋底孔Φ2通孔
工序16
磨Φ90內(nèi)孔
工序17
磨Φ100外圓
工序18
磨Φ52內(nèi)孔
因?yàn)楣ば蚣杏欣诓捎酶闵a(chǎn)率機(jī)床；減少工件裝夾次數(shù)，節(jié)省裝夾工作時(shí)間；有利于保證各加工面的相互位置精度；減少工序數(shù)目，縮短了工藝路線，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃和組織工作；所以最終制定機(jī)械加工工序如下：
表3-1 錐齒輪座各表面加工方案
工序1
鑄造
工序2
時(shí)效，硬度要求HBS187~220
工序3
粗車下端面，粗車內(nèi)孔Φ73孔，粗車Φ90孔，粗車Φ120孔
工序4
粗車上端面，粗車外圓面Φ100，粗車Φ80孔
工序5
半精車Φ90內(nèi)孔，切退刀槽3*0.5
工序6
半精車Φ100外圓面，切3*1退刀槽
工序7
粗銑右端面
工序8
擴(kuò)—粗鉸—精鉸Φ52內(nèi)孔
工序9
鉆孔4—M8螺紋底孔，攻絲4—M8
工序10
鉆孔4—M5螺紋底孔，攻絲4—M5
工序11
鉆孔3—M6螺紋底孔，攻絲3—M6
工序12
鉆孔M3螺紋底孔,攻絲M3
工序13
去毛刺
工序14
磨Φ90內(nèi)孔
工序15
磨Φ100外圓
工序16
磨Φ52內(nèi)孔
工序17
終檢
3.5.2熱處理工序
加工之前進(jìn)行時(shí)效處理。
3.5.3輔助工序
在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。
綜上所述，該錐齒輪座工序的安排順序?yàn)椋簾崽幚恚〞r(shí)效處理）——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——主要表面精加工。
3.6確定加工路線
在綜合考慮上述工序安排的原則基礎(chǔ)上，由表3-2列出錐齒輪座的工藝路線：
表3—2
工
序
號(hào)
工序內(nèi)容
工藝裝備
1
鑄造
2
時(shí)效，硬度要求HBS187~220
3
粗車下端面，粗車內(nèi)孔Φ73孔，粗車Φ90孔，粗車Φ120孔
端面車刀，內(nèi)孔車刀，盲孔車刀，游標(biāo)卡尺
4
粗車上端面，粗車外圓面Φ100，粗車Φ80孔
外圓車刀，端面車刀，盲孔車刀，游標(biāo)卡尺
5
半精車Φ90內(nèi)孔，切退刀槽3*0.5
盲孔車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺
6
半精車Φ100外圓面，切3*1退刀槽
端面車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺
7
粗銑右端面
端銑刀，游標(biāo)卡尺
8
擴(kuò)—粗鉸—精鉸
擴(kuò)孔鉆，鉸刀，卡尺，塞規(guī)
9
鉆孔4—M8螺紋底孔，攻絲4—M8
Φ6.7的麻花鉆，M8絲錐，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
10
鉆孔4—M5螺紋底孔，攻絲4—M5
Φ4麻花鉆，M5絲錐，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
11
鉆孔3—M6螺紋底孔，攻絲3—M6
Φ5麻花鉆，M6絲錐，游標(biāo)卡尺，螺紋塞規(guī)
12
鉆孔M3螺紋底孔Φ2通孔
Φ2麻花鉆，M3絲錐
13
去毛刺
14
磨Φ90內(nèi)孔
砂輪，內(nèi)徑千分尺
15
磨Φ100外圓
砂輪，外徑千分尺
16
磨Φ52內(nèi)孔
砂輪，內(nèi)徑千分尺
17
終檢
第4章 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用
4.1機(jī)床設(shè)備的選用
在大批生產(chǎn)條件下，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備。所選用的通用設(shè)備應(yīng)提出機(jī)床型號(hào)，所選用的組合機(jī)床應(yīng)提出機(jī)床特征，如“四面組合機(jī)床”。主要已由表3.2給出。
4.2工藝裝備的選用
工藝裝配主要包括刀具、夾具和量具。在工藝卡片中應(yīng)簡(jiǎn)要寫出它們的名稱，如“鉆頭”、“百分表”、“車床夾具”等。
刀具、量具已在3.2給出。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所選用的夾具均為專用夾具。
第5章 加工余量、工序尺寸和公差的確定
對(duì)工序進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
由表1-20可以依次確定各工序的加工精度等級(jí)為：精鉸：IT7;粗鉸：IT10;擴(kuò)孔：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.030mm; 粗鉸：0.120mm; 擴(kuò)孔：0.300mm。
毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求尺寸精度等級(jí)介于IT7，由表2-28可查得工序尺寸及余量：
擴(kuò)孔：Φ51.5 2z=4.5mm
粗鉸: Φ51.9 2z=0.4mm
精鉸：Φ52.0 2z=0.1mm
37
第6章 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算
工序3 粗車下端面，粗車內(nèi)孔Φ73孔，粗車Φ90孔，粗車Φ120孔
1、加工條件
（1）選擇刀具
1） 選擇直頭焊接式外圓車刀
2）依據(jù)，根據(jù)表1.1，車床CA6140的中心高度，所以選擇的刀桿尺寸BxH=16mmX25mm，刀片的厚度為4.5mm。
3）依據(jù)，根據(jù)表1.2，粗車毛坯為45鋼，可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具。
4）依據(jù)，根據(jù)表1.3，車刀幾何形狀如表12
表12 車刀幾何形狀角度
刀角名稱
符號(hào)
范圍
取值
主偏角
kr
30～45
45
副偏角
10～15
15
前角
5～10
10
后角
5～8
5
刃傾角
0
0
倒棱前角
-10～ -15
-10
倒棱寬度
0.4［（0.3~0.8）f］
1
0.4~0.8
0.5
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度ap 由于粗加工余量?jī)H為3mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
ap=3mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.4，在粗車鋼料，刀桿的尺寸為16mmX25mm，ap=2.9mm，以及工件直徑小于40mm時(shí)，
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書得其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為。
依據(jù)，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度=570~670MPa，，，， (預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.0，故實(shí)際進(jìn)給力為
N
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為1.0mm（1.0~1.4），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =110m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
式中，根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=420mm,故
min
工序4 粗車上端面，粗車外圓面Φ100，粗車Φ80孔
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃傾角=，刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為3mm，可在一次走刀內(nèi)完成，故
=3mm
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表1.4
刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時(shí)，
進(jìn)給量=0.5～1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：
=0.7
確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—30，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174～207時(shí)，，，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。
切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為：
=950=1111.5 （3-2）
由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200～219的鑄件，，，切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見表1.28），故：
==63
===120
根據(jù)CA6140車床說明書選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為：
==
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25，=～，，，切削速度時(shí)，
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：
=1.7=1.2 （3-6）
根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：
=3，=，==，=
式中，l=263mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=268mm,故
min
工序5 半精車Φ90內(nèi)孔，切退刀槽3*0.5
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
查，得半精車余量ap=1.0mm
1）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =158m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
式中，l=263mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=268mm,故
min
工序6 半精車Φ100外圓面，切3*1退刀槽
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）、背吃刀量ap
查，得半精車余量ap=1.0mm
1）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
2）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3）、切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=0.8，=1.0，=1.0，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算
故 =158m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
式中，l=45mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=47mm,故
min
工序7 粗銑右端面
1、加工條件：工件材料為45鋼，。
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
（2）選擇切削用量
1）、確定切削深度 由于精加工余量?jī)H為0.5mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
依據(jù)，得精車余量ap=0.5mm
2）、進(jìn)給量
依據(jù)，根據(jù)表1.6，加工材料為碳鋼，當(dāng)表面粗糙度為，（預(yù)計(jì)）時(shí)，。
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為=3530N。
查，根據(jù)表1.21，當(dāng)鋼的強(qiáng)度，，，，=100m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力為=375N。
依據(jù)，根據(jù)表1.29-2，切削時(shí)的修正系數(shù)為，，，故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的進(jìn)給量可用
3）、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù)，根據(jù)表1.9，車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm（0.4~0.6），車刀的壽命T=60min。
4）、確定切削速度
依據(jù)，根據(jù)表1.28，可查得切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故
=0.94
依據(jù)，根據(jù)表1.27，切削速度的計(jì)算為
故 =224m/min
r/min
依據(jù)，根據(jù)CA6140車床的使用說明書，選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
式中，l=75mm, 根據(jù)，根據(jù)表1.26，車削時(shí)的入切量以及超切量,則L=80mm,故
min
工序8 擴(kuò)—粗鉸—精鉸Φ52內(nèi)孔
計(jì)算工序8—擴(kuò)、粗鉸、精鉸φ52mm孔。
(1)擴(kuò)孔工步
1）背吃刀量的確定
取雙邊被吃刀量аp=4.5mm。
2）進(jìn)給量的確定
查《機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明速查手冊(cè)》表8.11，該工步的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量=1.3~1.5mm/r。
3）切削速度的計(jì)算
由表8.5，按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，鉆削速度可以取為14~26m/min,而擴(kuò)孔切削速度。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=123.67r/min,參照表36所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=125r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度：
=125r/min51.5mm/1000=20.2m/min。
(2)粗鉸工步
1)背吃刀量的確定
取雙面被吃刀量аp=0.4mm。
進(jìn)給量的確定
2)由表8.15，選取該工步的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量=1.2mm/r。
3)切削速度的計(jì)算
由表8.6，按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為8.5m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=52.4r/min,參照表36所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=63r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=63r/min51.9mm/1000=10.26m/min。
(3)精鉸工步
1) 背吃刀量的確定
取雙面被吃刀量аp=0.1mm。
2) 進(jìn)給量的確定
由表8.15，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.90mm/r。
3) 切削速度的計(jì)算
由表8.6，按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度可以取為3m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速=37.5r/min,參照表36所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=47r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=47r/min52mm/1000=7.67m/min。
時(shí)間定額的計(jì)算
基本時(shí)間的計(jì)算
1）擴(kuò)孔工步
根據(jù)表6.2-5，本工序時(shí)間可由公式求得。式中=59mm；=2~4mm；，取= ，2.4mm；=4mm；
=1.30mm/r；n=125r/min。將上述結(jié)果帶入公式，則該工序的基本時(shí)間t=(59+2.4+4)/1.30mm/r / 125r/min=24.17s
2）粗鉸工步
根據(jù)表6.2-5，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中、由表6.2-5按=、аp=0.4mm條件查得=0.37mm；=15mm；而=59mm；=1.20mm/r；n=63r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間t=(59+0.37+15)/1.20mm/r / 63r/min=59.02s。
3）精鉸工步
根據(jù)表6.2-5，鉸圓柱孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中、由表6.2-5按=、аp=0.1mm條件查得=0.19mm；=13mm；而=59mm；；n=47r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間t=(59+0.19+13)/0.90mm/r / 47r/min=102.39s。
輔助時(shí)間的計(jì)算
輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為=(0.150.2)，該零件取=0.15,則該工序的輔助時(shí)間為：
擴(kuò)孔孔工步的輔助時(shí)間：=0.1524.17=3.62s；
粗鉸孔工步的輔助時(shí)間：=0.1559.02=8.85s；
精鉸工步的輔助時(shí)間：=0.15102.39=15.35s；
其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于該錐齒輪座的生產(chǎn)類型大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可以忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%7%，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%4%,本工件均取3%，則各工序的其他時(shí)間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）（+）計(jì)算，他們分別為：
擴(kuò)孔孔工步的其他時(shí)間：+=6%（24.17+3.62）=1.66s；
粗鉸孔工步的其他時(shí)間：+=6%（59.02+8.85）=4.07s；
精鉸工步的其他時(shí)間：+=6%（102.39+15.35）=7.06s；
單件時(shí)間的計(jì)算
工序VI的單件時(shí)間為三個(gè)工步單價(jià)時(shí)間的和，其中
擴(kuò)孔工步=24.17+3.62+1.66=29.45s；
粗鉸工步=59.02+8.85+4.07=71.94s；
精鉸工步=102.39+15.35+7.06=124.8s；
因此，工序8的單件時(shí)間=++=29.45+71.94+124.8=226.19s。將上述零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。
工序9 鉆孔4—M8螺紋底孔，攻絲4—M8
機(jī)床：搖臂鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.3-9硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。
工序1、鉆孔
鉆孔前鑄件為實(shí)心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。
鉆削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，有：
，
按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-31取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1，鉆孔數(shù)為2個(gè)
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
(2)、攻2-M8螺紋通孔
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：，加工數(shù)為2
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：。
工序10 鉆孔4—M5螺紋底孔，攻絲4—M5
鉆螺紋底孔
取
（）
所以 （）
按機(jī)床選取= （）
所以實(shí)際切削速度 （）
切削工時(shí)（一個(gè)孔）：
攻螺紋
根據(jù)表4-32選取
所以 （293）
按機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度
所以切削時(shí)間（一個(gè)孔）：
工序11 鉆孔3—M6螺紋底孔，攻絲3—M6
⑵．鉆螺孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-39，，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，由式（1.8）有：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.5）有：
③、攻螺紋孔
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：高速鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間，由式（1.5）有：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
這些工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是：
工序12 鉆孔M3螺紋底孔,攻絲M3
1)背吃刀量的確定 =1.5mm。
2)進(jìn)給量的確定 參照《課程設(shè)計(jì)》表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r。
3)切削速度的計(jì)算 參照《課程設(shè)計(jì)》表5-22，切削速度v可取為20m/min。由公式n=1000v/d可求得鉆頭的鉆速n=2123.4r/min, 參照《課程設(shè)計(jì)》表4-9所列Z4006型臺(tái)式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=2900r/min。在將此轉(zhuǎn)速代入公式n=1000v/d中可求的實(shí)際的切削速度v=27.3m/min。
工序14 磨Φ90內(nèi)孔
機(jī)床 M114W萬能外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127
2)切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
工件速度 ＝18m/min切削深度 ?。?.0157mm/st
縱向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
3)切削工時(shí)
式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量
K---系數(shù) V---工作臺(tái)移動(dòng)速度
--工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
--工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
＝0.3(min)
工序15 磨Φ100外圓
機(jī)床 M114W萬能外圓磨床
1)選擇砂輪。見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第三章中磨料A46KV6P 35040127
其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127
2)切削用量的選擇。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表33-42有
砂輪輪速n=1500r/min (見機(jī)床說明書) v=27.5m/s
工件速度 ＝10m/min 切削深度 ?。?.015mm/st
軸向進(jìn)給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程)
3)切削工時(shí)
式中 D---被加工直徑 b----加工寬度 Z--單邊加工余量
K---系數(shù) V---工作臺(tái)移動(dòng)速度
--工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
--工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
＝0.53(min)
工序16 磨Φ52內(nèi)孔
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm 一次切除。
2) 進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取f=0.2mm/r
3) 計(jì)算切削速度
其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊(cè)》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以
1.440.81.040.810.97=134m/min
4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns== 458r/min
按機(jī)床說明書(見《工藝手冊(cè)》表4.2-8,與458r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。
所以實(shí)際切削速度==
5) 切削工時(shí)，按《工藝手冊(cè)》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)==22.5mm; =4mm; =0mm;
t=i==0.31(min)
最后，將以上各工序切削用量，工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝綜合卡片，見所附卡片。
第7章 磨Φ100外圓夾具設(shè)計(jì)
7.1 磨床夾具設(shè)計(jì)要求說明
利用本夾具主要用來加工磨Φ100外圓，加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在磨床主軸上的專用夾具，所以零件在磨床上加工用專用夾具。
7.2 磨床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求
當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。
當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。
工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。
（2）夾具與機(jī)床主軸的連接
磨床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式磨床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。
心軸類磨床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與磨床前、后頂尖安裝使用。
7.3 定位機(jī)構(gòu)
圖4-2 定位機(jī)構(gòu)
由零件圖可知：在對(duì)磨Φ100外圓行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。磨Φ100外圓時(shí)為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷再加兩個(gè)浮動(dòng)支撐調(diào)節(jié)螺栓的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即底平面。
7.4 夾緊機(jī)構(gòu)
選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下：
1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；
2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。
3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。
4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。
分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋機(jī)構(gòu)，受力簡(jiǎn)圖如下：
圖4-3 受力簡(jiǎn)圖
原動(dòng)力計(jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
7.5 零件的磨床夾具的加工誤差分析
為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 銷的定位誤差 ：
圖4-4 銷的定位
工件以圓孔在動(dòng)配合心軸上定位，工件便會(huì)因自重始終使圓孔下母線和心軸上母線保持固定邊接觸．此時(shí)，工件上加工平面M 的工序基準(zhǔn)(定位圓孔中心線)向下產(chǎn)生偏移， 由點(diǎn)移至點(diǎn)．因此，工序基準(zhǔn)的極限位置變動(dòng)量()就是加工尺寸h所產(chǎn)生的定位誤差．故有：
因?yàn)椋?
，
所以：
式中：一定位圓孔直徑公差；
一定位心軸直徑公差；
一定位圓孔的最大直徑；
一定位心軸的最小直徑；
一定位圓孔與定位心軸問的最小配合間隙。
上述推導(dǎo)過程中，等式是不成立的．因?yàn)辄c(diǎn)是工件軸心線與心軸軸心線的重合點(diǎn)，并不是定位基準(zhǔn)的一個(gè)極限位置點(diǎn)，實(shí)際上工件會(huì)因自重(或其它外力)始終使圓孔上母線與心軸上母線保持接觸，加之最小配合問隙的存在，使工件定位基準(zhǔn)(工件孔的軸心線)必然會(huì)向下移動(dòng)，而不會(huì)與定位心軸的軸心線重合．
下面導(dǎo)出工件以圓孔定位時(shí)定位誤差計(jì)算中基準(zhǔn)位移誤差的正確的計(jì)算公式．
如上圖所示，工件以內(nèi)孔D在圓柱心軸(或圓柱定位銷)上定位，是心軸(或定位銷)的軸心，即限位基準(zhǔn)，C是對(duì)刀位置尺寸， 由于定位副有制造公差和配合間隙，使得定位基準(zhǔn)(上件內(nèi)孔軸線)與限位基準(zhǔn)(心軸軸線)不能重合，在夾緊力．或工件自重的作用下，定位基準(zhǔn)相對(duì)于限位基準(zhǔn)下移了一段距離，因而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差．當(dāng)工件孔的直徑為最大()， 定位銷的直徑為最小()，定位基準(zhǔn)的位移量Y為最大()此時(shí)，定位基準(zhǔn)的極限下移點(diǎn)為；工件孔的直徑為最小()，定位銷的直徑為最大() 時(shí)，定位基準(zhǔn)的位移量Y為最小()此時(shí)，定位基準(zhǔn)的極限下移點(diǎn)為．因此：
式中：
一定位圓孔直徑公差；
一定位心軸(或定位銷)直徑公差。
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
7.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。
（4）應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
7.7 零件的磨床專用夾具簡(jiǎn)單使用說明
為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。
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