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中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 目 錄 一、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 2 二、零件的分析 2 1．零件的結(jié)構(gòu)分析 2 2．零件的技術(shù)要求分析 3 三、確定毛坯、畫毛坯—零件綜臺(tái)圖 3 1．鑄件尺寸公差 4 2．鑄件機(jī)械加工余量 4 3．零件—毛坯綜合圖 4 四、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 1．定位基準(zhǔn)的選擇 5 2．制定工藝路線 6 3．選擇加工設(shè)備及工藝裝備 8 4．加工工序設(shè)計(jì) 9 五、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 5.1 夾具總體方案擬定 5 5.2 確定夾緊力及螺桿直徑 6 5.3 定位精度分析 8 六、參考文獻(xiàn) 19 一、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 如零件圖所示為犁刀變速齒輪箱體，該產(chǎn)品年產(chǎn)量為10000臺(tái)，現(xiàn)制定該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 技術(shù)要求 (1)鑄件應(yīng)消除內(nèi)應(yīng)力。 (2)未注明鑄造圓角為及R2~R3。 (3)鑄件表面不得有粘砂、多肉、裂紋等缺陷。 (4)允許有非聚集的孔眼存在，其直徑不大于5mm，深度不大于3mm，相距不小于30mm，整個(gè)鑄件上孔眼數(shù)不多于10個(gè)。 (5)未注明倒角為。 (6)所有螺孔锪錐孔至螺紋外徑。 (7)去毛刺，銳邊倒鈍。 (8)同一加工平面上允許有直徑不大于3mm，深度不大于15mm，總數(shù)不超過(guò)5個(gè)孔眼，兩孔之間距不小于10mm，孔眼邊距不小于3mm。 (9)涂漆按NJ226—31執(zhí)行。 (10)材料HT200。 犁刀變速齒輪箱體年產(chǎn)量為10000件／年，現(xiàn)通過(guò)計(jì)算，該零件質(zhì)量約為7kg。根據(jù)教材表1—5生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 二、.零件的分析 2.1零件的結(jié)構(gòu)分析 犁刀變速齒輪箱體是旋耕機(jī)的一個(gè)主要零件。旋耕機(jī)通過(guò)該零件的安裝平面(零件圖上的N面)與手扶拖拉機(jī)變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位，四個(gè)螺栓固定，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)的正確連接。N面上的mm孔即為螺栓連接孔，F(xiàn)9孔即為定位銷孔。 如圖1所示，犁刀變速齒輪箱體2內(nèi)有一個(gè)空套在犁刀傳動(dòng)軸上的犁刀傳動(dòng)齒輪5，它與變速箱的一倒擋齒輪常嚙合(圖中末畫出)。 犁刀傳動(dòng)軸8的左端花鍵上套有嚙合套4，通過(guò)撥叉可以軸向移動(dòng)，嚙合套4和犁刀傳動(dòng)齒輪5相對(duì)的一面都有牙嵌，牙嵌結(jié)合時(shí)，動(dòng)力傳給犁刀傳動(dòng)軸8。其操作過(guò)程通過(guò)安裝在SH9孔中的操縱桿3，操縱撥叉而得以實(shí)現(xiàn)。 圖1 犁刀變速齒輪箱傳動(dòng)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——犁刀傳動(dòng)齒輪6——軸承 7——右臂殼體 8——犁刀傳動(dòng)軸 9——鏈輪 2.2零件的技術(shù)要求分析 由零件圖知，其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大應(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—H7孔。 N面的平面度0．05mm直接影響旋耕機(jī)與拖拉機(jī)變速箱的接觸精度及密封。 2—H7孔的同鈾度0．04mm，與N面的平行度0．07mm，與R面及Q面的垂直度0．1mm以及R面相對(duì)Q面的平行度0．055mm，直接影響犁刀傳動(dòng)軸對(duì)N面的平行度及犁刀傳動(dòng)齒輪的嚙合精度、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(shí)，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來(lái)。 2—l0F9孔的兩孔距尺寸精度(1400．05)mm以及(1400．05)mm對(duì)R面的平行度0．06mm，影響旋耕機(jī)與變速箱連接時(shí)的正確定位，從而影響犁刀傳動(dòng)齒輪與變速箱倒擋齒輪的嚙合精度。 三、確定毛坯、畫毛坯—零件綜臺(tái)圖 根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件，又已知零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件／年，該零件質(zhì)量約為7kg，可知，其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。又由于箱體零件的內(nèi)腔及2—80mm的孔需鑄出。故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。 3.1鑄件尺寸公差 鑄件尺寸公差分為16級(jí)，由于是大量生產(chǎn)，毛坯制造方法采用砂型機(jī)器造型，由工藝人員手冊(cè)查得，鑄件尺寸公差等級(jí)為CTl0級(jí)，選取鑄件錯(cuò)箱值為1．0mm。 3.2鑄件機(jī)械加工余量 對(duì)成批和大量生產(chǎn)的鑄件加工余量由工藝人員手冊(cè)查得，選取MA為G級(jí)，各表面的總余量見(jiàn)表1。由工藝人員手冊(cè)可得鑄件主要尺寸公差見(jiàn)表2。 鑄件的分型面選擇通過(guò)C基準(zhǔn)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(zhǔn)孔凸臺(tái)的兩側(cè)。 表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(jí) 加工余量數(shù)值（mm） 說(shuō)明 R面 168 G （），取4.0 底面，雙側(cè)加工，取下行數(shù)據(jù) Q面 168 H ()，取5.0 頂面降1級(jí)，雙側(cè)加工 N面 168 G ()，取5.0 側(cè)面，單側(cè)加工，去上行數(shù)據(jù) 凸臺(tái)面 106 G ()，取4.0 側(cè)面單側(cè)加工 2-φ80mm孔 80 H ()，取3.0 孔降1級(jí)，雙側(cè)加工 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φ80孔中心尺寸 46 mm 5.0 mm 51mm 2.8 mm 凸臺(tái)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 3.3零件—毛坯綜合圖 零件—毛坯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(zhǔn)及其他有關(guān)技術(shù)要求等。零件—毛坯綜合圖如圖2所示。 零件—毛坯綜合圖上技術(shù)條件一般包括下列內(nèi)容。 (1)合金牌號(hào)。 (2)鑄造方法。 (3)鑄造的精度等級(jí)。 (4)末注明的鑄造斜度及圓角半徑。 (5)鑄件的檢驗(yàn)等級(jí)。 (6)鑄件綜合技術(shù)條件。 (7)鑄件交貨狀態(tài)。如允許澆冒口殘根大小等。 (8)鑄件是否進(jìn)行氣壓或液壓試驗(yàn)。 (9)熱處理硬度。 四、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 (1)精基準(zhǔn)的選擇。 犁刀變速齒輪箱體的N面和2—10F9孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實(shí)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(zhǔn)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(jiǎn)單、可靠，操作方便。 (2) 粗基準(zhǔn)的選擇。 考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇箱體零件的重要孔(280mm孔)毛坯孔與箱體內(nèi)壁作粗基準(zhǔn)。 ①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； ②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； ②能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)N面和2—10F9孔，這時(shí)可有兩種定位夾緊方案。 方案一：用一浮動(dòng)圓錐銷插入80mm毛坯孔中限制兩個(gè)自由度；用三個(gè)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(gè)自由度；再以N面本身找正限制一個(gè)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(tái)面及其各孔的自動(dòng)線上采用隨行夾具時(shí)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—mm毛坯孔中并夾緊，粗加工N面時(shí)，將心棒置于兩頭的V形架上限制四個(gè)自由度，再以N面本身找正限制一個(gè)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(kuò)鉸2—F9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(gè)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(jiǎn)單得多。又因隨行工位少，準(zhǔn)備心棒數(shù)量少，因而該方案是可行的。 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)到的經(jīng)濟(jì)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(tái)面：粗銑； 2-80mm孔：粗鏜—粗鏜； 7級(jí)9級(jí)精度的未注出孔：鉆—擴(kuò)—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(shí)加工出來(lái)，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。 初步擬定加工工藝路線見(jiàn)表3。 表3 初步加工工藝路線 工序號(hào) 工序內(nèi)容 鑄造 時(shí)效 涂漆 1 粗車N面 2 鉆擴(kuò)鉸2-10F9孔（尺寸留精鉸余量），孔口倒角145 3 粗銑凸臺(tái)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R面及Q面 10 精鏜2-80H7孔 11 擴(kuò)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(yàn) 16 入庫(kù) 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(wèn)題還值得進(jìn)一步討論。 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(shí)，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(dòng)，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(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少工件受力變形和受熱變形對(duì)mm孔加工精度的影響。 精銑N面后，N面與F9 孔的垂直度誤差難以通過(guò)精鉸孔糾正，故對(duì)這兩孔的加工改為擴(kuò)鉸，并在前面的工序中預(yù)留足夠的余量。 4—13mm孔盡管是次要表面，但在鉆擴(kuò)鉸2—10F9孔時(shí)，也將4—13mm孔鉆出，可以節(jié)約一臺(tái)鉆床和一套專用夾具，能降低生產(chǎn)成本，而且工時(shí)也不長(zhǎng)。 同理，鉆20mm孔工序也應(yīng)合并到擴(kuò)鉸S30H9球形孔工序中。這組孔在精鏜2—80H7孔后加工，容易保證其軸線與2—80H7孔軸線的位置精度。 工序140工步太多，工時(shí)太長(zhǎng)，考慮到整個(gè)生產(chǎn)線的節(jié)拍，應(yīng)將8—M12螺孔的攻螺紋作另一道工序。 修改后的工藝路線見(jiàn)表4。 表4 修改后的工藝路線 工序號(hào) 工序內(nèi)容 簡(jiǎn)要說(shuō)明 1 鑄造 2 時(shí)效 消除內(nèi)應(yīng)力 3 涂底漆 防止生銹 4 粗銑N面，鉆擴(kuò)鉸2-10F9至9F9，孔口倒角145，鉆4-13 先加工基準(zhǔn)面，留精精擴(kuò)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(kuò)鉸2-10F9孔，并提高至2-φ10F7 粗加工結(jié)束精加工開(kāi)始，提高工藝基準(zhǔn)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-M12-6H 先加工面，后加工孔，工序分散，平衡節(jié)拍 8 銑凸臺(tái)面,鉆20孔，擴(kuò)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(yàn) 11 入庫(kù) 4.3選擇加工設(shè)備及工藝裝備 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 (1)粗銑N面。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題，采用立銑，選擇X52K立式銑床。選擇直徑D為200mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀，專用夾具和游標(biāo)卡尺。 (2)精銑N面。由于定位基準(zhǔn)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(hào)的刀具。采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺。 (3)銑凸臺(tái)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lT32型銑削頭。選擇直徑為160mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺。 (4)精銑R及Q面。采用功率為1．5kw的1TXb20M型銑削頭組成的臥式雙面組合機(jī)床。精銑刀具類型與粗銑的相同。采用專用夾具。 (5)粗鏜2—80H7。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(biāo)卡尺。 (6)精鏜2—80H7孔。采用臥式雙面組合鏜床，選擇功率為1．5kW的1TA20M鏜削頭。選擇精鏜刀、專用夾具。 (7)工序20(鉆擴(kuò)鉸孔2—10F9至2—9F9，孔口倒角1，鉆孔4—l 3mm)。選用搖臂鉆床Z3025。選用錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時(shí)倒角。選用錐柄機(jī)用鉸刀、專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。 锪4—22mm平面選用直徑為22mm、帶可換導(dǎo)柱錐柄平底锪鉆，導(dǎo)柱直徑為 13mm。 (8)工序100。所加工的最大鉆孔直徑為20mm，擴(kuò)鉸孔直徑為30mm。故仍選用搖臂鉆床Z3025。鉆20mm孔選用錐柄麻花鉆，擴(kuò)鉸S30H9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(jī)用絲錐及絲錐夾頭。采用專用夾具。20mm、30mm孔徑用游標(biāo)卡尺測(cè)量，4—M6螺孔用螺紋塞規(guī)檢驗(yàn)，球形孔S30H9及尺寸mm，用專用量具測(cè)量，孔軸線的傾斜30用專用檢具測(cè)量。 (9)8—M12螺紋底孔及2—8N8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(fù)合麻花鉆及錐柄機(jī)用鉸刀加工2—48N8孔。采用專用夾具。選用游標(biāo)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(jī)用絲錐、絲錐夾頭、專用夾具和螺紋塞規(guī)。 4.4加工工序設(shè)計(jì) 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(biāo)注。當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，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(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。 (1)工序10粗銑及工序60精銑N面工序。 查有關(guān)手冊(cè)平面加工余量表，得精加工余量為1.5mm。已知N面總余量為 5mm。故粗加工余量＝(5—1．5)mm＝3.5mm。 如圖3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(shè)計(jì)尺寸＝(46土0．05)mm，則粗銑N面工序尺寸為47．5mm。 查教材表4—9平面加工方法，得粗銑加工公差等級(jí)為IT11~13，取IT11，其公差＝0．16mm，所以＝(47.5士0.08)mm(中心距公差對(duì)稱標(biāo)注)。 校核精銑余量： ＝＝[(47.5—0.16)(46+0.05)]mm＝1.29mm 查閱有關(guān)手冊(cè)，取粗銑的每齒進(jìn)給量＝0.2mm／z；精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量＝0.05mm／z，粗銑走刀1次＝mm；精銑走刀1次，＝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為200mm，故相應(yīng)切削速度分別為 粗加工 =94.2m/min 精加工 =188.4m/min 校核機(jī)床功率（一般只校核粗加工工序）； 參考有關(guān)資料，銑削時(shí)的切削速度功率為 取Z=10個(gè)齒，n==2.5r/s，=168mm，=3.5mm，=0.2mm/z，=1； 將其帶入式中，得 168102.51kW6.62kW 又從機(jī)床x52K說(shuō)明書(主要技術(shù)參數(shù))得機(jī)床功率為7．5kW，機(jī)床傳動(dòng)效率一般取75~0．85，若取＝0.85，則機(jī)床電動(dòng)機(jī)所需功率＝Pc／＝6.62／0.85＝7.79kW＞7.5kW。 故重新選擇粗加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為118r/min（第一檔速），則 =74.1m/min 將其帶入公式得 168101kW5.2kW kW6.1kW7.5kW 故機(jī)床功率足夠。 （2）工序20鉆擴(kuò)鉸2—10F9孔至2—9F9，鉆4—13mm孔。 2—9F9孔擴(kuò)、鉸余量參考有關(guān)手冊(cè)?。?.9mm，＝0.1mm，由此可以算出： =(9／2—0.9—0.1)mm＝3.5m 4—13mm孔因一次鉆出，故其鉆削余量為＝13／2mm＝6.5mm 各工步的余量和工序尺寸及公差見(jiàn)表5。 表5 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(jí) 工序尺寸及公差 2-9F9 鉆孔 3.5mm － 7mm 2-9F9 擴(kuò)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(140士0.05)mm，以及mm、mm、mm、4—13mm孔的位置度要求均由鉆模保證。與2—80mm孔軸線相距尺寸(66土0.2)mm因基準(zhǔn)重合，無(wú)需換算。 沿2—80mm的于L軸線方向的定位是以兩孔的內(nèi)側(cè)面用自定心機(jī)構(gòu)實(shí)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(duì)稱，所以2—9F9兩孔連心線至內(nèi)側(cè)中心面的距離尺寸需經(jīng)過(guò)計(jì)算。其工藝尺寸鏈如圖4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(92土1)mm的一半，即為(46士0.5)mm；為零件圖上銷孔連線與及R面的尺寸(115土0.1)mm。用概率法計(jì)算如下 。 =mm37.450.55mm =—— =—— =（115-46-37.45）mm =31.55mm =++ = = =0.412mm 故 =31.550.26mm31.550.2mm 參考Z3025機(jī)床技術(shù)參數(shù)表，取鉆孔4—l 3mm的進(jìn)給量＝0．4mm／r，取鉆孔2—9mm的進(jìn)給量＝0．3mm／r。 參考有關(guān)資料，得鉆孔如3mm的切削速度9c＝0．445m／s＝26．7m／min，由此算出轉(zhuǎn)速為 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n＝630r／min，則實(shí)際切削速度為 同理，參考有關(guān)資料得鉆孔7mm的v＝0.435m／s＝26.1m／min，由此算出轉(zhuǎn)速為 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n＝1000r／min，則實(shí)際切削速度為 查有關(guān)資料得 分別求出鉆13mm孔的及鉆孔7mm的和M如下。 ＝9．8l42．7130.lN＝26l 6N M＝9．81o．02l13”0．lNm＝16．72Nm ＝9．8142．771N＝1119N 擴(kuò)孔 2—8．8mm，參考有關(guān)資料，并參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量，取=0.3mm/r(因擴(kuò)的是盲孔，所以進(jìn)給量取得較小)。 參考有關(guān)資料，擴(kuò)孔切削速度為鉆孔時(shí)的1／2—1／3，故取擴(kuò)=1/222 m／min=11m/min 由此算出轉(zhuǎn)速為 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速?。?00r／min。 參考有關(guān)資料，鉸孔的進(jìn)給量?。?．3mm／r(因鉸的是盲孔，所以進(jìn)給量取得較小)。同理，參考有關(guān)資料，取鉸孔的切削速度為＝0．3m／s＝18m／min。由此算出轉(zhuǎn)速為 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取為n＝630r／min。則實(shí)際切削速度為 (3)工序50粗鏜，得粗鏜以后的直徑為79．5mm，放兩孔的精鏜余量為 又已知，故。 精鏜及精鏜工序的余量工序尺寸及公差見(jiàn)表6。 表6 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(jí) 工序尺寸及公差 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(shí)都以N面及兩銷釘定位，故孔與N面之間的粗鏜工序尺寸(47．50．08)mm，精鏜工序尺寸(460．05)mm及平行度0．07mm，與一銷孔之間的尺寸(660．2)mm，均系基準(zhǔn)重合，所以不需做尺寸鏈計(jì)算。 兩孔的同軸度0．04mm由機(jī)床保證。 與R及Q面的垂直度 0．1mm是間接獲得的。在垂直方向，它由 mm孔軸線與N面的平行度0．07mm及R和Q面對(duì)N面的垂直度來(lái)保證。取一極限位置如圖5所示計(jì)算精銑R及Q面工序中Q面對(duì)N面的垂直度公差。 圖中，為孔軸線對(duì)Q面的垂直度 0．1mm，它是封閉環(huán)；為Q面對(duì)N面在168mm長(zhǎng)度上的垂直度，為了L軸線對(duì)N面的平行度0．07mm。 因在精銑R和Q面及精鏜2— 80mm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(jì)算此尺寸鏈，使加工方便。 因?yàn)椋? 所以： = 0.07mm 在圖中，因?yàn)?，所以：，則 ： = 同理，R面與N面的垂直度公差也應(yīng)為0．04mm。 2—80mm孔軸線與R]面的垂直度0．1mm在水平方向是由R面對(duì)定位銷孔連線的平行度0．06mm及2—80mm孔對(duì)定位銷孔連線的垂直度保證的。取一極限位置，如圖6所示，計(jì)算精鏜2—80mm孔工序中2—80mm孔軸線對(duì)定位銷孔連線的垂直度公差為。 圖中，為孔軸線對(duì)R面的垂直度0．1mm，它是封閉環(huán)；為R面對(duì)定位銷孔連線的平行度0.06mm，由于，所以＝。同理，也用概率法計(jì)算此尺寸鏈如下。 因?yàn)? 所以 = 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7所示。參考有關(guān)夾具設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)兩定位銷如下。 按零件圖給出的尺寸，兩銷孔為F9，即mm；中心距尺寸為(1400.05)mm。取兩定位銷中心距尺寸為(1400.015)mm。 按基軸制常用配合，取孔與銷的配合為F9h9，即圓柱銷為h9＝ mm。 查有關(guān)夾具資料，取菱形銷的b＝4mm、B＝8mm。由于 ： a== 因此，菱形銷最小間隙為： 菱形銷的最大直徑為： =9.9612mm 故菱形銷為： = 下面計(jì)算轉(zhuǎn)角誤差。 tan = = =0.00074mm 由引起的定位誤差，故該方案也不可行。 同理，該轉(zhuǎn)角誤差也影響精銑R面時(shí)R同對(duì)兩銷孔連線的平行度0.06mm，此時(shí)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(wèn)題的方法是精良提高定位副的制造精度。如將提高精度至 ，兩孔中心距尺寸 (1400.05 )mm，提高精度至（1400.03）mm，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(kuò)鉸孔并提高精度至”對(duì)保證加工精度有著重要作用。此時(shí)，經(jīng)誤差計(jì)算和公式校核，可滿足精度要求。 粗鏜孔時(shí)因余量為：2.75mm，故。 查有關(guān)資料取 取進(jìn)給量為： 查有關(guān)資料得： 取=180，也可查閱教材有關(guān)資料得到。 則： = ==0.58Kw 取機(jī)床效率為0.85，則所需機(jī)床功率為，故機(jī)床功率足夠。精鏜孔時(shí)，因余量為0.25mm，故。 查有關(guān)資料，取取。 （4）工序40銑凸臺(tái)面工序。凸臺(tái)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(tái)面距孔球面中心這個(gè)尺寸是在擴(kuò)鉸孔時(shí)直接保證的。球面中心（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）距孔軸線（工藝基準(zhǔn)）（1000.05）mm則為間接保證的尺寸。本工序工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，有基準(zhǔn)不重合誤差。 銑凸臺(tái)面對(duì)應(yīng)保證的工序尺寸為凸臺(tái)面距2—480mm孔軸線的距離。其工藝尺寸鏈如圖8所示。圖中＝(100土0.05)mm，＝，用豎式法計(jì)算(見(jiàn)表7)，得＝。 本工序的切削用量及其余次要工序設(shè)計(jì)略。 (5)時(shí)間定額計(jì)算。計(jì)算工序20的時(shí)間定額。 ①機(jī)動(dòng)時(shí)間。參考有關(guān)資料，得鉆孔的計(jì)算公式為： ，鉆盲孔時(shí)＝0。 對(duì)鉆孔 4—13mm有： ，，。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的及n代入公式，得 對(duì)鉆孔 4—7mm有： ，，。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的及n代入公式，得： 參考有關(guān)資料，得擴(kuò)孔和鉸孔的計(jì)算公式為： 擴(kuò)盲孔和鉸盲時(shí)。 對(duì)擴(kuò)孔2—8．8mm有： ，， 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的及n代入公式，得： 對(duì)鉸孔2—9mm有： 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的及n代入公式，得： ?總機(jī)動(dòng)時(shí)間 (即基本時(shí)間)為： ＝(0.44十0.1十0.22十0.14)min=0.9min 其余時(shí)間計(jì)算略。 4.5填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和機(jī)械加工工序卡工藝文件 5、 夾具的設(shè)計(jì) 5.1夾具總體方案擬定 本次設(shè)計(jì)的夾具為第8道工序銑凸臺(tái)面的專用夾具。 確定設(shè)計(jì)方案: 這道工序所加工的凸臺(tái)面因其與N面有夾角為30，為斜面。故其主定位面應(yīng)設(shè)計(jì)成斜面。 從對(duì)工件結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)。但由于工件凸臺(tái)面與N面成一定角度。故支撐板亦應(yīng)該與其呈一定角度。 本道工序，因?yàn)閱毋娡古_(tái)面，定位方案較為簡(jiǎn)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(gè)自由度，其余三個(gè)自由度由N面上的13孔來(lái)限制保證，一個(gè)短圓柱銷限制兩個(gè)自由度，一個(gè)菱形銷限制一個(gè)自由度。即由一個(gè)圓柱銷和一個(gè)菱形銷可以限制其余的自由度。 夾具設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足加工需要，且操作方便的前提下，盡量使夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。故本道工序夾具采用手動(dòng)夾緊。 5.2確定夾緊力級(jí)螺桿直徑 由參考文獻(xiàn)查表，應(yīng)為夾具的夾緊力與切削力方向相反，所以，實(shí)際所需的夾緊力與切削力與夾緊力之間的關(guān)系為： =KF 式中，K為安全系數(shù)。由參考文獻(xiàn)可知，當(dāng)夾緊力與切削力相反時(shí)，取K=3。由之前的計(jì)算，可知，最大的切削力為大背吃刀量粗銑凸臺(tái)面時(shí)的力，所需機(jī)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(xiàn)查表 知，一個(gè)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。 5.3定位精準(zhǔn)分析 凸臺(tái)面的位置基準(zhǔn)是80孔軸線，但本夾具是以N面定位，故存在基準(zhǔn)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?yàn)?-13孔的位置度為 ，與其有關(guān)的夾具尺寸如140mm、142mm的尺寸公差參考文獻(xiàn)[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 。 六、參考文獻(xiàn) [1] 王先逵，機(jī)械制造工藝學(xué)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2 [2] 于大國(guó)，機(jī)械制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)教程，北京，國(guó)防工業(yè)出版社，2011.3 [3] 王光斗 王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)上海，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000.11 [4] 李益民，機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 22