平衡肘軸工藝規(guī)程制定和工裝設(shè)計(jì)【擴(kuò)φ72孔夾具設(shè)計(jì)】,擴(kuò)φ72孔夾具設(shè)計(jì),平衡肘軸工藝規(guī)程制定和工裝設(shè)計(jì)【擴(kuò)φ72孔夾具設(shè)計(jì)】,平衡,工藝,規(guī)程,制定,制訂,以及,工裝,設(shè)計(jì),72,夾具 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 平衡肘軸工藝規(guī)程制定和工裝設(shè)計(jì) 摘要 某車輛在初樣車試車過程中發(fā)現(xiàn)平衡肘軸有開裂現(xiàn)象。經(jīng)化學(xué)成分分析、金相檢測、宏觀斷口分析、綜合分析等分析檢測手段，最終確定裂紋是在試車過程中形成于連接銷孔底部圓錐面與孔側(cè)圓柱面相交的圓周處，在隨后的試車過程中發(fā)生疲勞擴(kuò)展。本論文針對所分析的結(jié)論，對原始設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行了研究，并作了一定的改進(jìn)，來制定平衡肘軸制作的工藝規(guī)程和工裝的設(shè)計(jì)。平衡軸上外表面存在鍵槽，滾珠槽和外花鍵。內(nèi)孔有內(nèi)花鍵，內(nèi)外表面粗糙度要求較高，種類較多，加工工藝較為復(fù)雜。由于平衡肘軸在坦克行駛中的重要作用，要求表面較硬，所以需要表面滲碳，而且表面粗糙度要求較高，需要外表面磨削加工。工藝過程是改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零件在生產(chǎn)過程中，由毛坯準(zhǔn)備到成品包裝入庫，經(jīng)過企業(yè)各有關(guān)部門或工序的先后順序。工藝設(shè)計(jì)是指編制各種工藝文件盒設(shè)計(jì)工藝裝備等的過程。平衡肘軸作為平衡軸的一種，具有典型軸類零件的特點(diǎn)，并有內(nèi)通孔和花鍵。通過對平衡肘軸工藝規(guī)程的制定和工裝的設(shè)計(jì)，并制定工序卡，能夠深入研究軸類零件內(nèi)外表面的加工方法和熱處理工藝的排序。 關(guān)鍵詞 平衡肘軸；工藝規(guī)程；工裝設(shè)計(jì) 32 Balance Shaft Techniques Procedure and Tooling Design Abstract In the early prototype of a vehicle found during commissioning balanced elbow axis cracking phenomenon. The chemical composition analysis, metallurgical testing, macro-fracture analysis, a comprehensive analysis and other analytical detection methods, and ultimately determine the crack is formed in the testing process in connection with the pin hole at the bottom of the conical surface intersects the bore side circumference of the cylindrical surface, in the subsequent test fatigue occurs during the expansion. This thesis focuses on the analysis of the conclusions of the original design process was studied, and made some improvements, to develop balanced elbow axis making process planning and tooling design. The outer surface of the existence of the balance shaft keyway, the ball groove and the external splines. Bore with internal spline, inside and outside surface roughness is higher, more categories, more complex process. As balance in the tank with the elbow axis of the important role, requiring a hard surface, so it is necessary carburizing, and the surface roughness is higher, the outer surface grinding needs. Production process is to change the shape of the object, size, relative position and nature, making the process of finished or semi-finished products. Process specification refers to products or parts required in the production process, from the preparation to the finished blank packaging and storage, through the business processes of the department or the order. Process design refers to the preparation of a variety of technical documents such as technical equipment box design process. Balance balance shaft axis as an elbow, with the typical characteristics of shaft, and a through-hole and the inner splines. By balancing the elbow axis process specification development and tooling design and develop processes card, can penetrate into the inner and outer surfaces of shaft parts processing methods and heat treatment process of the sort. Keywords Balance Shaft; Process planning；Tooling design 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.1.1 課題來源 1 1.1.2 課題的研究的背景和意義 1 1.1.3 課題的總體內(nèi)容 2 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.3 本章小結(jié) 3 第2章 零件分析 4 2.1 功能及連接情況 4 2.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 4 2.3 零件的技術(shù)要求分析 4 2.4 加工精度要求 4 2.5 熱處理要求 5 2.6 其他要求 5 2.7 本章小結(jié) 5 第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 6 3.1 工藝規(guī)程概念、原則及依據(jù) 6 3.1.1 工藝規(guī)程概念 6 3.1.2 制訂工藝規(guī)程的原則 6 3.1.3 制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù) 6 3.1.4 零件規(guī)程的設(shè)計(jì) 6 3.2 毛坯 8 3.2.1 確定零件毛坯的制造形式 8 3.2.2 影響毛坯選擇的因素 8 3.2.3 毛坯材料的確定 8 3.2.4 毛坯的技術(shù)要求 9 3.3 基準(zhǔn)的選擇 9 3.3.1 粗加工基準(zhǔn)的選擇 9 3.3.2 半精加工基準(zhǔn)的選擇 10 3.3.3 精加工基準(zhǔn)的選擇 10 3.4 工藝規(guī)程的安排 10 3.4.1 工藝規(guī)程的擬定 10 3.4.2 加工階段的劃分 10 3.4.3 加工方法的選擇 11 3.4.4 加工工序安排 11 3.5 加工余量的選擇 12 3.6 切削用量的選擇 12 3.6.1 粗加工時(shí) 12 3.6.2 半精加工時(shí) 12 3.6.3 精加工時(shí) 13 3.6.4 光整加工時(shí) 13 3.7 工序的確定 13 3.8 機(jī)床的選擇與功率核算 24 3.8.1 機(jī)床的選擇 24 3.8.2 機(jī)床功率核算 24 3.9 刀具的選用 24 3.9.1 刀具的選擇 24 3.9.2 依據(jù)原則 24 3.10 本章小結(jié) 26 第4章 夾具的設(shè)計(jì) 27 4.1 定位機(jī)構(gòu) 27 4.2 夾緊機(jī)構(gòu) 27 4.3 導(dǎo)向裝置的選擇 28 4.4 繪制夾具裝配圖 28 4.5 定位誤差設(shè)計(jì) 29 4.5.1 誤差分析 29 4.5.2 定位誤差的計(jì)算 29 結(jié)論 30 致謝 31 參考文獻(xiàn) 32 第1章 緒論 1.1 課題背景 1.1.1 課題來源 內(nèi)蒙古第一機(jī)械制造(集團(tuán))有限公司計(jì)量檢測研究所“平衡肘軸裂紋原因分析”。 1.1.2 課題的研究的背景和意義 平衡肘是履帶式裝甲車的重要部件,它連接著車體和負(fù)重輪,將負(fù)重輪上下運(yùn)動所產(chǎn)生的大量沖擊能量傳遞給扭力軸,以減輕車體所受的沖擊力。隨著裝甲車輛性能的不斷提升,對平衡肘的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。平衡肘在裝甲車行駛時(shí)承受并傳遞著各種垂向、橫向和縱向交變載荷,對疲勞可靠性要求較高。目前,我國還沒有典型路面試驗(yàn)的可靠使用的裝甲車輛載荷譜數(shù)據(jù),因此,對裝甲車輛的載荷譜研究具有重大意義。由于裝甲車類型繁多,行駛路況復(fù)雜,全部測試投資巨大,幾乎不可能。載荷譜測試車輛和路面既要有代表性又要有普遍性,這樣測試才能為設(shè)計(jì)部門提供可靠實(shí)用的數(shù)據(jù),經(jīng)研究選擇某履帶式步兵戰(zhàn)車為這次測試對象,路況選擇環(huán)形路、砂石路、起伏土路三種典型路況。某車輛初樣車在 2007 年年底交車。交車前，2007 年 10 月份在砂石路面試車時(shí)發(fā)現(xiàn)負(fù)重輪掉落，拆車后發(fā)現(xiàn)右七的平衡肘軸與平衡肘體連接處有裂紋，零件的宏觀形貌及裂紋宏觀形貌分別見圖 1-1、圖 1-2。[1]找出裂紋產(chǎn)生原因并有效解決問題，將對最后的交車期限產(chǎn)生影響，有可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，并存在較大的事故隱患。 圖1-1 裂紋宏觀形貌 對失效件進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，零件的材料牌號為某牌號合金鋼，主要加工工藝流程為: 鍛造→機(jī)加→調(diào)質(zhì)→機(jī)加→裝車。為了找出開裂原因，對開裂件進(jìn)行解剖分析[2]。 1.1.3 課題的總體內(nèi)容 本題目是根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的機(jī)械制造方向的培養(yǎng)目標(biāo)和機(jī)械制造中的典型零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程與工藝裝備設(shè)計(jì)要求而擬的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，目的是提高我們理論聯(lián)系工程實(shí)際和工程實(shí)際設(shè)計(jì)能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)知識，分析和解決實(shí)際工程問題的一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能使我們熟悉制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具的能力。通過設(shè)計(jì)過程，熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)資料，學(xué)會使用有關(guān)手冊和數(shù)據(jù)庫。也作為我們未來從事機(jī)械制造技術(shù)工作的一次重要的基本訓(xùn)練。 本課題的的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是明白機(jī)械加工工藝規(guī)程和工藝裝備設(shè)計(jì)，其中機(jī)械加工工藝過程程就是用切削的方法改變毛皮的形狀、尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì)成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝的過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括一下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝設(shè)備、工藝的檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額的等。為了能確切的說明過程，使工件能按照零件圖的技術(shù)要求加工出來，就得制定復(fù)雜的機(jī)械加工工藝規(guī)程來作為生產(chǎn)指導(dǎo)性的技術(shù)文件；夾具是保證零件精度的重要工具夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制定之后按照某一工序的集體要求進(jìn)行的，夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定保證工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本等指標(biāo)衡量。學(xué)習(xí)研究機(jī)械加工過規(guī)程的意思與作用及相關(guān)工裝夾具的設(shè)計(jì)就是本課題的研究目的。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 坦克平衡肘承受由負(fù)重輪所傳遞的隨機(jī)交變載荷,疲勞破壞是其主要失效形式。目前,國內(nèi)坦克設(shè)計(jì)基本采用靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)和測繪仿制的辦法,缺乏構(gòu)件的外載特性及疲勞強(qiáng)度方面的試測與研究,這是國產(chǎn)坦克質(zhì)量不能取得突破性進(jìn)展的重要原因之一?？茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和市場競爭的加劇,迫使機(jī)械產(chǎn)品的更新周期越來越短。于是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期研究和技術(shù)儲備就顯得越來越重要。 對車輛來說,動強(qiáng)度及可靠性研究是前期研究中的重要內(nèi)容,是提高產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)技術(shù)。動強(qiáng)度設(shè)計(jì)考慮了與實(shí)際使用相同或相近的外載及零部件在使用中承受這種外伐的能力(疲勞極限),因此比靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)較符合實(shí)際精況。然而,構(gòu)件的強(qiáng)度所受的應(yīng)力受許多因素的影響,是隨機(jī)變化的。常規(guī)的疲勞設(shè)計(jì)沒有科學(xué)地計(jì)又這種隨機(jī)性,只是憑經(jīng)驗(yàn)把這種隨機(jī)性用一個(gè)安全系數(shù)來包絡(luò)。由于這種設(shè)計(jì)沒有把握構(gòu)件失效的內(nèi)在規(guī)律,產(chǎn)品往往不是不安全就是過笨。所以本題目就是對平衡肘軸的加工工藝的制定和工裝流程的設(shè)計(jì)。 平衡肘軸作為坦克裝甲車上的重要部件，對車輛的行駛有重要作用。所以平衡肘軸應(yīng)屬于國防工業(yè)的一部分。國防工業(yè)的發(fā)展有賴于整于國民經(jīng)濟(jì)，特別是基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展。它是根據(jù)戰(zhàn)爭的需要、隨著生產(chǎn)力的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。在古代的一段很長時(shí)間內(nèi)，武器都是靠手工生產(chǎn)的。到18世紀(jì)末，出現(xiàn)了生產(chǎn)槍炮、彈藥的工廠。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，隨著生產(chǎn)力的不斷增長，戰(zhàn)爭規(guī)模日益擴(kuò)大,武器威力大大提高,彈藥消耗迅速增加，軍事工業(yè)開始作為一個(gè)工業(yè)門類出現(xiàn)于各工業(yè)國，并獲得了較快的發(fā)展。第一次世界大戰(zhàn)期間，主要參戰(zhàn)國的軍事工業(yè)產(chǎn)值已占其整個(gè)工業(yè)產(chǎn)值的15～25%。第二次世界大戰(zhàn)期間，主要參戰(zhàn)國軍事工業(yè)產(chǎn)值的比重則上升到35～60%以上。同時(shí)，由于軍事上的需要，他們都集中最優(yōu)秀的科學(xué)技術(shù)人員，采用最先進(jìn)的手段去研究新的武器裝備和解決戰(zhàn)爭中出現(xiàn)的難題，從而使軍事工業(yè)擁有最尖端的技術(shù)設(shè)備和雄厚的科研力量。很多新技術(shù)首先在軍事工業(yè)得到突破和應(yīng)用。例如聲納、雷達(dá)、噴氣式飛機(jī)、導(dǎo)彈、原子彈，以及電子計(jì)算機(jī)、火箭、核能技術(shù)等。50年代出現(xiàn)了核工業(yè)和航天工業(yè)，電子技術(shù)逐步滲透到各個(gè)領(lǐng)域。軍事技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了整個(gè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，引起了世界新的技術(shù)革命；也使軍事工業(yè)從結(jié)構(gòu)到內(nèi)容發(fā)生了深刻的變化，發(fā)展成為幾乎包括所有尖端技術(shù)及其他高技術(shù)的一個(gè)知識最密集的工業(yè)門類。軍事工業(yè)的發(fā)展有力地促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)各部門的發(fā)展。 1.3 本章小結(jié) 本章主要介紹了平衡肘軸坦克平衡肘軸在受載荷的情況下裂紋的分 析，以及國內(nèi)外的研究前景，從而了解平衡肘軸在坦克行駛過程中的重要作用及受力情況，進(jìn)而對平衡肘軸工藝規(guī)程的制定和工藝設(shè)計(jì)提出了重要要求。 第2章 零件分析 2.1 功能及連接情況 設(shè)計(jì)題目所給定的零件是履帶式車輛行動部分中的平衡肘軸，平衡肘軸的結(jié)構(gòu)為空心軸結(jié)構(gòu)。平衡肘軸與負(fù)重輪軸和軸體共同組成平衡肘，一端安裝于車體的平衡肘支架孔中，另一端與負(fù)重輪連接，在整個(gè)車輛中起聯(lián)接作用。平衡肘軸外圓上φ125.7和φ95.5處用滾針軸承支承，外端部分有花鍵孔，與扭力軸的大端花鍵聯(lián)接，將扭力軸、負(fù)重輪與車體聯(lián)接，負(fù)重輪的上下顛簸運(yùn)動通過平衡肘軸（內(nèi)花鍵）——扭力軸（外花鍵）——車體上的平衡肘支架，通過扭力軸的彈性變形減小車輛行動過程中的沖擊力，起到減震、緩沖的作用，使車輛運(yùn)行平穩(wěn)[3]。 2.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該零件屬于典型的軸類零件，上面分布有外花鍵、內(nèi)花鍵、內(nèi)螺紋、滾珠槽等，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜（見產(chǎn)品零件圖）。 2.3 零件的技術(shù)要求分析 1.零件的技術(shù)要求分析由以下幾方面組成： （1）加工表面的尺寸精度和形狀精度。 （2）加工表面之間以及加工表面和不加工表面之間相互位置精度。 （3）加工表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其它要求。 （4）熱處理及其它要求（如未注倒角、去毛刺等）。 根據(jù)上述幾個(gè)方面的分析對平衡肘軸進(jìn)行分析如下： 2.在φ125.7和φ95.5兩處表面滲碳淬火HRC≥58，滲碳層深1.2～1.8mm。 3.內(nèi)花鍵M=1.25，Z=54，表面粗糙度Ra3.2，齒寬2.213，未注明要求按GB1145-74制造。 4.外花鍵齒厚2.656mm的公差按與其相壓配的平衡肘體花鍵齒厚實(shí)測公差而定，保證配合過盈值0.06～0.10mm。 5.尺寸公差，形位公差，各表面粗糙度等要求詳見產(chǎn)品零件圖，未注明表面粗糙度要求Ra12.5 [4] 。 2.4 加工精度要求 1.尺寸精度： 主要尺寸：φ125.7h60 -0.025 φ95.5-0.100 -0.122 φ115+0.1 -0.1 φ115±0.5 φ1060 -0.2 φ880 -0.5 238 -0.4 0 (大端面到滾珠球槽中心尺寸) φ139.5 0 -0.08 (外花鍵大徑尺寸) φ66.75 -0.08 0 (內(nèi)花鍵小徑尺寸) 其它尺寸公差要求比較低，詳見零件圖. 2.形位公差： 內(nèi)外花鍵相對于φ125.7h60-0.025軸線的圓跳為0.15mm，φ95.5-0.100 -0.122外圓表面相對于φ125.7h60 -0.025軸線的圓跳為0.06mm，未注形位公差按國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 2.5 熱處理要求 在半精加工后進(jìn)行表面滲碳，滲碳層深度1.8~2.2mm，d≥3.6mm。 在精加工后進(jìn)行熱處理[5]，HRC34-45，保護(hù)頂尖孔，不允許有氧化皮。滾珠環(huán)槽和兩處滾針軸承配合面處，淬火HRC≥58。 2.6 其他要求 精加工后，熱處理前進(jìn)行去毛刺及零件清理，然后進(jìn)行中間檢驗(yàn)。拋光后，去毛刺及零件清理，然后進(jìn)行最終檢驗(yàn)。 2.7 本章小結(jié) 本章主要分析了坦克平衡肘軸的主要功能和連接零件的情況，以及平衡肘軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，各部分的技術(shù)要求和技術(shù)要求的分析。并對各個(gè)部位的加工精度要求作了細(xì)致的闡述。并對加工過程中對熱處理的方式進(jìn)行了確定。 第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3.1 工藝規(guī)程概念、原則及依據(jù) 3.1.1 工藝規(guī)程概念 工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn) 品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。正確的工藝規(guī)程是在總結(jié)長期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)理論和必要的工藝試驗(yàn)并考慮具體的生產(chǎn)條件而制訂的。 3.1.2 制訂工藝規(guī)程的原則 制訂工藝規(guī)程的基本原則是所制訂的工藝規(guī)程應(yīng)保證能在一定生產(chǎn)條件下，以最高的生產(chǎn)率、最低的成本、可靠地生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品。為此，應(yīng)盡量做到技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，并且有良好的勞動條件。另外還應(yīng)做到正確、統(tǒng)一、完整和清晰，所用的術(shù)語、符號、計(jì)量單位、編號等都要符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)[6]。 3.1.3 制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù) 1.產(chǎn)品成套的裝配圖和零件工作圖。 2.產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 3.產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。 4.毛坯的生產(chǎn)條件及生產(chǎn)技術(shù)水平和協(xié)作關(guān)系等。 5.工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)能力、技術(shù)水平、外協(xié)條件等。 6.新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用和發(fā)展情況。 7.有關(guān)的工藝手冊和資料以及國家的有關(guān)法規(guī)等。 3.1.4 零件規(guī)程的設(shè)計(jì) 1.零件的結(jié)構(gòu)工藝性的分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，主要進(jìn)行零件的切削加工工藝性分析，這主要有以下幾點(diǎn)： （1）工件應(yīng)便于在機(jī)床或夾具上裝夾，并盡量減少裝夾的次數(shù)。 （2）刀具易接近加工部位，便于進(jìn)刀、退刀、越程和測量，以及便于觀察切削情況等。 （3）盡量減少加工面積及空行程，提高生產(chǎn)率。 （4）盡量減少刀具調(diào)整和走刀次數(shù)。 （5）便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，盡可能減少刀具的種類。 （6）盡量減少工件和刀具的受力變形。 （7）改善加工條件，便于加工，必要時(shí)應(yīng)便于采用多刀、多刀加工。 （8）有適宜的定位基準(zhǔn)，且定位基準(zhǔn)至加工表面的標(biāo)注尺寸應(yīng)便于測量。 （9）熟悉并分析其它制訂工藝規(guī)程的原始資料。 2.確定零件的生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。 （1）單件生產(chǎn) 單件生產(chǎn)是生產(chǎn)的產(chǎn)品品種很多，同一產(chǎn)品的產(chǎn)量很小，各個(gè)工作地的加工對象經(jīng)常改變，而且很少重復(fù)生產(chǎn)。 （2）大量生產(chǎn) 大量生產(chǎn)是指生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地長期只進(jìn)行某一工序的生產(chǎn)。 （3）成批生產(chǎn) 成批生產(chǎn)是指一年中分批輪流生產(chǎn)幾種不同的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，工作地的生產(chǎn)對象周期性的重復(fù)。而每次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品（或零件）的數(shù)量稱為批量。按批量的大小又分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)。 本零件的生產(chǎn)類型劃分與生產(chǎn)綱領(lǐng)有一定的關(guān)系。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，既包括備品和廢品在內(nèi)的該零件的年產(chǎn)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對工藝規(guī)程的制訂有很大影響。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算[7]： N=Qn(1+α%+β%) 式中 N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年） Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量 （臺/年） n——每臺產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺） α%——零件的備品率，一般情況下為3%——5%。 β%——零件的平均廢品率。 按式N=Qn(1+α%+β%)確定生產(chǎn)綱領(lǐng)為1200～2500，零件重量約為48.23Kg屬中型零件。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。 所以本零件屬于成批生產(chǎn)，有它的生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)：要求工件有互換性。毛坯的制造方法及加工余量：采用模鍛件鍛造毛坯。毛坯的精度中等，加工余量中等。 機(jī)床設(shè)備：毛坯的中心孔等加工采用高生產(chǎn)率機(jī)床，加工表面時(shí)用通用機(jī)床，并按加工零件類別分工段排列。 夾具：廣泛采用通用和專用夾具，本零件鉆孔工序時(shí)就采用了專用夾具，往后的工序也用了不少專用夾具，但主要是采用了通用夾具，如三爪卡盤。 刀具與量具：多采用通用刀具和通用量具。 對工人的要求：需要一定熟練程度的工人。 生產(chǎn)率：中。 成本：中。 發(fā)展的趨向：是采用了成組技術(shù)、數(shù)控機(jī)床或柔性制造系統(tǒng)等進(jìn)行加工。 3.2 毛坯 3.2.1 確定零件毛坯的制造形式 先了解毛坯的定義：根據(jù)零件（或產(chǎn)品）所要求的形狀、尺寸等而制制成的供進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對象稱為毛坯。因此在制訂本工藝規(guī)程時(shí)，必須要合理的選擇毛坯，因?yàn)樗绊懙街圃旃に嚭唾M(fèi)用，還有影響到機(jī)械加工工藝、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。它的種類的選擇有以下幾種：（1）軋制件（2）鑄件（3）鍛件（4）焊接件（5）其它毛坯，如沖壓和塑料壓制件等[8]。 3.2.2 影響毛坯選擇的因素 1.零件材料的工藝性及對材料組織的要求。 2.零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。 3.零件對毛坯精度、表面粗糙度和表面層性能的要求。 4.零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。 5.現(xiàn)有生產(chǎn)能力和發(fā)展前途。 3.2.3 毛坯材料的確定 考慮到平衡肘屬于軸類零件，且結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，工作時(shí)要承受很大的載荷，并經(jīng)常要承受交變載荷，沖擊載荷等，適用要求部分表面高硬度，高耐磨損。生產(chǎn)類型屬批量生產(chǎn)，所以該零件采用模鍛毛坯，材料采用鋼20Gr2Ni4較為適宜。20Gr2Ni4淬火硬度可達(dá)到HRC34~45，表面滲碳淬火，硬度可達(dá)到HRC58~62，由于該合金鋼含碳量低，芯部又具有良好的沖擊韌性。它屬于低碳合金鋼，其可塑性、流動性很好，所以它的鍛造性很好，可選擇鍛造。為了節(jié)省原材料，提高毛坯的精度，可采用模鍛，并且毛坯經(jīng)過模鍛后，內(nèi)部纖維對稱于軸線，可以提高材料的強(qiáng)度。 圖3-1 平衡肘毛坯圖 3.2.4 毛坯的技術(shù)要求 1.加工余量 直徑方向加工余量：查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》知單邊余量4.5~5.5mm，選擇5.2mm。 長度方向加工余量：查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》知單邊余量5.5~6.5mm，選擇6mm。 2.鍛件重量 查《金屬材料手冊》知：W=w1+w2+w3+w4 =15.91+17.44+5.93+8.94 =48.23kg 3.鍛件的復(fù)雜參數(shù) 由于該鍛件為同軸線臺階軸，且大小直徑差很小，直徑長度比也不大，鍛件比較簡單，故選擇鍛件為一般復(fù)雜，取復(fù)雜系數(shù)為S2。 4.鍛件材質(zhì)系數(shù) 鍛件材料為20Gr2Ni4，其平均含碳量為0.2％，但合金元素含量在5％~7％之間，大于3％，所以該鍛件材質(zhì)系數(shù)為M2級。 5.分模線形狀 該毛坯屬于圓柱軸類零件，故可選用平直對稱分模線。 6.毛坯的形位公差 根據(jù)鍛件的重量、分模線，鍛件的材質(zhì)系數(shù)M2和鍛件的復(fù)雜系數(shù)S2，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》知： 同軸度錯(cuò)差：1.6mm 模向殘留飛邊：1.7mm 長度偏差： +4.2 -2.1mm 直徑偏差：+4.2 -2.1mm 模鍛件加工面的直線度公差： 由于該鍛件選擇正火處理，所以查表知直線度公差要求是1.4mm。 3.3 基準(zhǔn)的選擇 3.3.1 粗加工基準(zhǔn)的選擇 由于該零件為軸類零件，所以選擇從模鍛后的外圓表面作為粗基準(zhǔn)來劃兩端面打兩端的孔[9]，這樣就為以后的粗加工、半精加工確定了定位基準(zhǔn)，即兩中心孔。 用長外圓表面定位限制了工件、、、四個(gè)方向的自由度，方向由墊板限位，不限制，但可以用夾緊力來防轉(zhuǎn)，屬于不完全定位。 3.3.2 半精加工基準(zhǔn)的選擇 在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，盡量使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，從而保證加工精度，滿足設(shè)計(jì)要求。 由粗基準(zhǔn)確定了兩端中心孔，在后面的粗加工，半精加工可以用兩中心孔為主要定位基準(zhǔn)，一頭用活頂尖，一頭用死頂尖。用兩中心孔限制了工件 五個(gè)方向的自由度，頂尖有很好的對中性，作為半精基準(zhǔn)，能很好地滿足了精度要求。 3.3.3 精加工基準(zhǔn)的選擇 在半精加工過程中，從兩中心孔定位加工出了一定精度的外圓表面，并且在軸心鉆了通孔，所以中心孔就不存在了，所以在精加工時(shí)可以用半精加工后的外圓表面作為精基準(zhǔn)，這時(shí)定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基誰是統(tǒng)一的，定位誤差很小，能很好地滿足零件高精度形位公差的要求。 3.4 工藝規(guī)程的安排 3.4.1 工藝規(guī)程的擬定 工藝過程的擬定是制定工藝規(guī)程的總體布局，其主要任務(wù)是選擇各個(gè)表面的加工方法和加工方案。確定各個(gè)表面的加工順序以及整個(gè)工藝過程中工序數(shù)目的多少等。擬訂工藝路線的合理與否，不但影響到加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且影響到工人、設(shè)備、工藝裝備及生產(chǎn)場地等的合理利用，從而影響生產(chǎn)成本。因此工藝路線擬訂之前，應(yīng)詳細(xì)的分析零件圖，合理確定毛坯的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件[10]，并依據(jù)一般原則來進(jìn)行。這些原則包括各表面加工方法與加工方案的選擇、工序集中與分散程度的確定、工序順序的安排、定位與夾緊方案、基準(zhǔn)的選擇的確定等內(nèi)容。 3.4.2 加工階段的劃分 加工階段劃分的出發(fā)點(diǎn)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)已確定為小批量批生產(chǎn)的情況下和現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，可以考慮采用立式銑床、平面磨床、臥式鏜床等，由于形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還采用了臥式加工中心、搖臂鉆床，坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)磨床等加工。 第一階段為制基準(zhǔn)加工階段：為后續(xù)工序提供一個(gè)適合的定位基準(zhǔn)，取劃平面打中心孔。 第二階段為主要表面粗加工階段，對主要零件表面進(jìn)行粗加工，以及對一些加工余量大的表面進(jìn)行粗加工，為后續(xù)工序進(jìn)一步加工做好準(zhǔn)備，即粗車端面及外圓。 第三階段為主要表面半精加工和次要表面加工，本階段的任務(wù)是為下階段的精加工做準(zhǔn)備和安排一些次要表面的加工。先進(jìn)行主要表面的半精加工，然后進(jìn)行次要表面加工。即半精車外圓----鉆孔---中間檢驗(yàn)---滲碳。 第四階段為精加工階段，主要為保證表面獲得設(shè)計(jì)要求的尺寸、形狀、位置要求和表面粗糙度要求。即精車外圓及內(nèi)孔---車內(nèi)槽及螺紋孔----精車端面及內(nèi)孔----精車錐度及切槽---拉花鍵-----去毛刺及清理零件---中間檢驗(yàn)---熱處理。 第五階段為光整加工階段：主要是對零件形位公差要求高，表面粗糙度要求高的表面進(jìn)行超精加工。即磨花鍵外圓---滾齒---裝卡心軸---磨外圓----拋光---去毛刺及清理零件---最后檢驗(yàn)---拆卸心軸---交庫。 3.4.3 加工方法的選擇 基準(zhǔn)加工階段：劃平面打中心孔選擇搖臂鉆床：ZA55 粗加工階段：粗車外圓及端面選擇普通車床：C630 半精加工階段：半精車外圓選擇數(shù)控車床CKS6145，鉆孔選擇鉆床Z57 精加工階段：精車外圓及內(nèi)孔，車內(nèi)槽及螺紋，精車端面及內(nèi)孔，精車錐度及切槽選擇普通車床CW6163A，拉花鍵選擇臥式拉床7540 光整加工階段：磨花鍵外圓選擇外圓磨床3164A，滾齒選擇滾齒機(jī)Y3180H，拋光選擇普通車床C630。 3.4.4 加工工序安排 1.在模鍛毛坯后進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，即正火。 2.在半精加工后安排了中間檢驗(yàn)工序，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)廢品，防止繼續(xù)進(jìn)行加工造成加工浪費(fèi)，中間檢驗(yàn)后安排滲碳工序，為提高零件表面硬度而進(jìn)行淬火做準(zhǔn)備。 3.在精加工后又安排了去毛刺及清理工序和中間檢驗(yàn)，進(jìn)一步確保工件質(zhì)量，以防止廢品產(chǎn)生，造成后續(xù)工序加工浪費(fèi)，在中間檢驗(yàn)后進(jìn)行熱處理即表面滲碳淬火，使表面硬度達(dá)到設(shè)計(jì)要求和使用要求[11]。 4.在光整加工后進(jìn)行最后檢驗(yàn)，確保零件的每一個(gè)尺寸、形狀、位置公差和表面粗糙度要求等都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保每一個(gè)零件都是合格品[12]。 3.5 加工余量的選擇 根據(jù)已知條件查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》知： (1) 粗加工：直徑余量：2.5mm，占總加工余量的2.5/6=42％； (2) 半精加工：直徑余量：1.8mm，占總加工余量的1.8/6=30％； (3) 精加工：直徑余量：0.6mm，占總加工余量的0.6/6=10％； (4) 光整加工：直徑余量：0.3mm，占總加工余量的0.3/6=5％； 3.6 切削用量的選擇 3.6.1 粗加工時(shí) 1.切削深度：ap =A=（dw-dm）/2=1.4mm 2.進(jìn)給量f：由于所選用刀具屬于硬質(zhì)合金，并且加工余量為2.8mm小于3mm。工件直徑大于100mm，所以查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》知f=0.8~1.0mm/r，根據(jù)機(jī)床說明書選擇f=0.8mm/r。 3.切削速度v：根據(jù)ap、f和刀具材料為硬質(zhì)合金，工件材料強(qiáng)度綜合查表得v=113m/min。 3.6.2 半精加工時(shí) 1.切削深度ap： 由于加工余量為2.3mm，所以半精加工時(shí)得兩次加工。 ap 1=(2/3~3/4)A取ap1=3/4A=2/3*2.3/2=0.85mm ap 2=A-ap1=2.3/2-0.85=0.3mm 2.進(jìn)給量f： 根據(jù)已知條件查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》得f=0.3~0.35mm/r，根據(jù)機(jī)床說明書取f=0.30mm/r。 3.切削速度v： 根據(jù)ap、f及已知條件查表得v=162m/min。 3.6.3 精加工時(shí) 1.切削深度 根據(jù)ap=(dw-dm)/2=0.6/2=0.3mm. 2.進(jìn)給量f 根據(jù)已知條件查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》得f=0.10~0.25mm/r，根據(jù)機(jī)床說明書取f=0.20mm/r。 3.切削速度v： 根據(jù)及已知條件查表得v=178m/min 3.6.4 光整加工時(shí) 1.切削深度ap： ap =（dw-dm）/2=0.3/2=0.15mm 2.工件進(jìn)給量f： 由選定的砂輪的型號、ap等條件查表知f=（0.4~0.6）bs，bs為砂輪的寬度，bs =100mm，取f=0.5bs=50mm/r 3.工件速度vw： 查表得vw=30m/min。 4.磨削速度v： 根據(jù)ap、f、砂輪型號等查表知v=1200~3600m/min根據(jù)機(jī)床說明書取v=1800m/min。 3.7 工序的確定 1.工序一：鍛造 2.工序二：鍛造后正火 3.工序三：銑端面，打中心孔 (1)工件材料：20Gr2Ni4，硬度58～62HBW,鍛造。 (2)本工序選用ZBT8216-1銑床，三抓自定心卡盤、頂尖裝夾，分兩個(gè)工步：工步1為銑端面，工步2打中心孔。加工后表面粗糙度為Ra≤12.5μｍ。 (3)工步1銑端面 1)選擇刀具 ①選擇端面銑刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，可選擇YG6牌號硬質(zhì)合金。 ②銑刀幾何形狀，選擇端面銑刀，，，，， ，=1mm，=170mm。 2)選擇切削用量 ①銑削速度 式中d——銑刀直徑，mm； n——銑刀速度，r/mm。 ②進(jìn)給量 （3-1） 式中——銑刀每分鐘進(jìn)給量，mm/min； ——銑刀轉(zhuǎn)速，r/min； z——銑刀齒數(shù) f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，mm/r； fz——每齒進(jìn)給量，mm/z。 ③背吃刀量:由于表面粗糙度要求不高故背吃刀量可選ap=2.5mm。 ④切削深度：ap =A=（dw-dm）/2=2.8/2=1.4mm。 ⑷工步2鉆頂尖孔 1)選擇刀具：選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，Z5125A,粗鉆時(shí)，鉆頭采用雙頭刃磨法，查《切削》表2.1，2.2，后角，二重刃長度,橫刀長,寬,棱帶長度，，°， 2)選擇切削用量 ①決定進(jìn)給量: f =0.32mm/r ②鉆孔:查表11-266 ，,取 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) 4.工序四：粗車外圓φ139，車外圓φ125，錐面φ115，車φ95, 切表面鍵槽和滾珠槽 ⑴工件材料：20Gr2Ni4，硬度58～62HBW,鍛造。 ⑵本工序選用CA6140，三抓自定心卡盤、頂尖裝夾，分三個(gè)工步：工步1為車外圓Ф140，工步2車Ф125外圓柱面，工步3為車Ф115孔，工步4為粗車φ95.加工后表面粗糙度為Ra≤12.5μｍ。 ⑶工步一：車外圓 1)選擇刀具 ①選擇外圓車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于車床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，可選擇YG6牌號硬質(zhì)合金。 ②車刀幾何形狀（見表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，，，，，，，。 2)選擇切削用量 ①確定切削深度ap，由于粗加工余量僅為2.5mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故ap =（45.2—40.2）/2mm=2.5mm。 ②確定進(jìn)給量f，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6，選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm的情況下，在粗車Ф140、表面粗糙度Ra=12.5mm時(shí)，f =0.8～1.2mm/r，所以選擇f =1.1mm/r ③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命:根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。 ④確定切削速度vc:切削速度vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27 （3-2） 式中=,故vc =71.2m/min，n=501r/min 按CA6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)vc=110m/min。最后決定的車削用量為： 車φ139外圓時(shí) ap =2.5mm，f =1.1mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。 車φ125 ap =2.5mm，f =1.0mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。 車錐面 ap =2.5mm，f =1.0mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。 車φ95 ap =2.5mm，f =0.9mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。 ⑤計(jì)算基本工時(shí) 式中L=l+y+△，l=110mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量y+△=2.1mm，則L=110+2.1mm=112.1mm， 車φ139外圓時(shí)，tm=0.63min 車φ125外圓時(shí)，tm =0.71min 車錐面時(shí)，tm =0.55min 車φ95 外圓時(shí)，tm =0.72min ⑷工步二：切表面鍵槽和滾珠槽 1)選擇刀具：切槽刀。刀頭寬度50mm，刀桿截面20×30mm 2)選擇切削用量 ①確定切削深度ap，由于粗加工余量僅為2.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故ap =（45.2—42）/2mm=2.5mm。 ②確定進(jìn)給量f : f =0.18～0.24mm/r，故選擇f =0.18mm/r。 ③確定切削速度vc:切削速度Vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27 式中=,故vc =87m/min,n=465r/min。 按CA6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)vc =110m/min。最后決定的車削用量為： ap =2.5mm，f =0.060mm/r，n=500r/min，vc =110m/min，tm=0.63min 5.工序五：去應(yīng)力退火 6.工序六：鉆φ24通孔, 擴(kuò)φ66 φ72孔 ⑴工件材料為20Gr2Ni4，硬度58～62HBW,鍛造?？椎闹睆綖?6mm和60mm?？椎木葹镮T10，表面粗糙度Ra=6.3mm。加工機(jī)床為Z3080型搖臂鉆床，進(jìn)行擴(kuò)孔。鉆頭選用高速鋼擴(kuò)孔鉆。 ⑵鉆φ24孔刀具及切削用量： 1)鉆頭:選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆。 2)確定鉆削用量 ①確定進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表3.4.-1可查出f =0.35～0.42mm/r，所以進(jìn)給量f=0.40由于孔深和孔徑之比l/d0=458/24=19，Klf=0.75，故(0.35～0.43mm/r)×0.75＝0.42×0.75=0.32mm/r。 ②確定切削速度v、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T以及切削功率pm，根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得：=17m/min，F(xiàn)=4732N, T=51.69N·m，pm=1.25kw。 ③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率pm=pm×（）=1.25×（13.5／17）×1.06=1.05kW ⑵擴(kuò)φ66孔刀具及切削用量： 1)確定進(jìn)給量 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表3.4-5孔徑>40～50 ，f =1.0～1.3，所以進(jìn)給量選取f =1.2mm/r。 2)確定切削速度v及n 根據(jù)表3.4-34，取v=17.1m/min，根據(jù)搖臂鉆床Z3080使用說明書， n=16～1250，取n=320r/min。 實(shí)際鉆孔速度。 3)加工機(jī)動時(shí)間的計(jì)算： ⑶擴(kuò)φ72孔刀具及切削用量： 1)確定進(jìn)給量 f 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表3.4-5孔徑>50～60，f =1.1～1.3，所以進(jìn)給量選取f =1.2mm/r。 2)確定切削速度v及n 根據(jù)表3.4-34，取v=17.1m/min， 根據(jù)搖臂鉆床Z3080使用說明書n=16～1250，取n=320r/min。 實(shí)際鉆孔速度 3)加工機(jī)動時(shí)間的計(jì)算: 7.工序七：車φ56螺紋及內(nèi)槽 ⑴車螺紋 1)車削用量的選擇 走刀次數(shù)：由于螺距p=4.71，故走刀次數(shù)為9次。 2)切削用量的選擇 ①螺紋直徑大于25，走刀的橫向進(jìn)給量第一次走刀f=0.40mm/r。 ②切削速度v=12～15m/min，選擇v=12m/min。 2 車內(nèi)槽 1)選擇刀具：切槽刀，刀頭寬度50mm，刀桿截面20×30mm。 2)選擇切削用量 ①確定切削深度ap，由于粗加工余量僅為2.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故ap =（45.2—42）/2mm=2.5mm。 ②確定進(jìn)給量f: f =0.18～0.24mm/r，故選擇f =0.18mm/r。 ③確定切削速度vc：切削速度vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27 式中=,故vc =87m/min,n=465r/min。 按CA6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)vc =110m/min。最后決定的車削用量為: ap =2.5mm，f =0.060mm/r，n=500r/min，vc =110m/min。 8.工步八: 拉內(nèi)花鍵 ⑴工件材料：20Gr2Ni4，硬度58～62HBW,鍛造。 ⑵刀具：選用漸開線花鍵拉刀，由于內(nèi)花鍵的模數(shù)m=1.25≤3.5mm，可用一把拉刀。拉床選用臥式拉床L6140A。 ⑶拉削余量的選擇： 1)拉刀的齒升量：平衡肘軸材料為低碳合金鋼，所以前角r0=15 后角a0=2.5～4,刃帶寬ba1=0～0.05。 2)拉削進(jìn)給量f ：據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表11-361得f =0.05～0.15，所以選取f =0.10mm/r。 3)拉削速度v：加工花鍵孔時(shí)根據(jù)表11-360得，v =4～5m/min。 4)拉削余量：拉削長度為175mm，所以拉削余量取1.0mm。 9.工序九：半精車外圓φ139，φ125，錐面φ115，車φ95，鍵槽及滾珠槽 (1)工件材料等同粗車。 (2)工步一：半精車外圓 1)選擇刀具：同粗車。 2)選擇切削用量 ①確定切削深度ap，由于半精加工余量僅為1.8mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故ap =（125—124.4）/2mm=1.8mm。 ②確定進(jìn)給量f :根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6，，在半精車Ф125、表面粗糙度Ra=0.2μm時(shí)，f =0.16～0.20mm/r，f =0.19mm/r。 ③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。 ④確定切削速度vc：切削速度vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27 式中=,故vc =81.2m/min,n=542r/min。 按CA6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)vc =110m/min。最后決定的車削用量為： 車φ139外圓時(shí) ap =1.8mm，f =0.19mm/r，n=520r/min，vc=120m/min。 車φ125 ap =1.8mm，f =0.20mm/r，n=520r/min，vc=120m/min。 車錐面 ap =1.8mm，f =0.18mm/r，n=520r/min，vc=120m/min。 車φ95 ap =1.8mm，f =0.19mm/r，n=520r/min，vc=120m/min。 5)計(jì)算基本工時(shí) 車φ139外圓時(shí)，tm=0.83min 車φ125外圓時(shí)，tm=0.85min 車錐面時(shí)，tm=0.79min 車φ95 外圓時(shí)，tm=72min ⑷工序二：切表面鍵槽和滾珠槽 1)選擇刀具：切槽刀。刀頭寬度50mm，刀桿截面20×30mm。 2)選擇切削用量。 ①確定切削深度ap，由于粗加工余量僅為1.8mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故ap =（45.2—42）/2mm=2.5mm。 ②確定進(jìn)給量f : f=0.18～0.24mm/r，故選擇f =0.18mm/r。 ③確定切削速度vc：切削速度vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27 式中=,故vc =87m/min,n=465r/min。 按CA6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)vc=110m/min。最后決定的車削用量為: ap=1.8mm，f =0.19mm/r，n=520r/min，vc=120m/min，tm=0.63min 10.工序十：精車外圓φ125，錐面，精車φ95，精車滾珠槽 (1)工件材料：同粗車 (2)工步一精車外圓Ф125 1)選擇刀具：同粗車 2)選擇切削用量 ①確定切削深度ap，由于精加工余量僅為0.6mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故ap =0.6mm。 ②確定進(jìn)給量f，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6，在精車Ф125、表面粗糙度ap =0.8mｍ時(shí)，f=0.16～0.25mm/r, f=0.18mm/r。 ③選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。 ④確定切削速度vc:切削速度vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27 式中=,故vc=69.6m/min,n=492r/min。 按CA6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)vc=110m/min。最后決定的車削用量為： 車φ125 ap =0.6mm，f =0.18mm/r，n=500r/min，vc=110m/min。 車錐面 ap =0.6mm，f =0.25mm/r，n=500r/min，vc=110m/min。 車φ95 ap =0.6mm，f =0.20mm/r，n=500r/min，vc=110m/min。 ⑤計(jì)算基本工時(shí) 車φ125外圓時(shí)，tm=0.36min 車錐面時(shí)，tm =0.45min 車φ95 外圓時(shí)，tm =0.53min ⑷工序二：精車滾珠槽 1)選擇刀具：切槽刀，刀頭寬度50mm，刀桿截面20×30mm。 2)選擇切削用量。 ①確定切削深度ap，由于粗加工余量僅為2.0mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故ap =（45.2—42）/2mm=2.5mm。 ②確定進(jìn)給量f : f =0.18～0.24mm/r，故選擇f =0.18mm/r。 ③確定切削速度vc:切削速度Vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27 式中=,故vc =87m/min，n=465r/min。 按CA6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)vc =110m/min。最后決定的車削用量為: ap=0.6mm，f =0.18mm/r，n=500r/min，vc =110m/min，tm =0.55min 11.工序十一：滾齒 ⑴加工條件：滾齒機(jī)型號：YBA3120。 ⑵切削用量：切削用量的選擇應(yīng)根據(jù)被加工齒的模數(shù)、材料、精度、夾具及刀具等情況而定，原則是在保證工件質(zhì)量和合理滾刀壽命前提下，根據(jù)機(jī)床、夾具工件系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的剛性及其生產(chǎn)率等因素確定。 ⑶走刀次數(shù)（背吃刀量）選擇：整個(gè)齒的加工一般不超過2～3次走刀。第一次走刀時(shí)，其背吃刀量取為1.4m（模數(shù)），第二次走刀0.8m。由于外花鍵的模數(shù)m=1.5，查《機(jī)械加工工藝手冊》6-50得，走到次數(shù)為1次，應(yīng)留余量為切至全齒深。 ⑷進(jìn)給量選擇：粗加工是，由于機(jī)床—工件—滾刀系統(tǒng)的剛性不足而使?jié)L到到家產(chǎn)生的振動是限制進(jìn)給量提高的主要因素。根據(jù)機(jī)床剛性可把歷史滾齒機(jī)按表分組。查《機(jī)械加工工藝手冊》得進(jìn)給量f =2～3mm,最終選用進(jìn)給量f =2mm。 ⑸切削速度：根據(jù)上述所取得的走刀次數(shù)、進(jìn)給量和表6.1-33推薦的滾刀壽命，考慮被加工材料性質(zhì)等加工條件，得切削速度v =45m/mim。 ⑹機(jī)動時(shí)間的計(jì)算：采用一次走刀時(shí)，其機(jī)動時(shí)間按如下計(jì)算式計(jì)算：（min） （3-4） 式中 b——齒輪輪齒寬度（mm），b=2.656 l1——滾刀切入長度（mm），l1=3.01 l2——滾刀切出長度（mm），l2=5.21 z——被加工齒輪齒數(shù)，z=92 n0——滾刀轉(zhuǎn)速（r/min），n0=63～315r/mm，8級選擇n0=100 fa——滾刀進(jìn)給量(mm/r)，fa=2mm/r K——滾刀頭數(shù)K=1 最后算出激動時(shí)間=5min。 12.工序十二：中間檢驗(yàn) 13.工序十三：熱處理（滲碳、淬火） 14.工序十四：校準(zhǔn)基準(zhǔn) 15.工序十五：校準(zhǔn)外表面滾珠槽、鍵槽 16.工序