變速器軸承外殼工藝規(guī)程分析及鉆銑夾具設(shè)計【銑上端面】【鉆5-φ10.5mm孔】,銑上端面,鉆5-φ10.5mm孔,變速器,軸承,外殼,工藝,規(guī)程,分析,夾具,設(shè)計,上端,mm,妹妹 XX學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 課 題： 變速器軸承外殼工藝規(guī)程分析及鉆銑夾具設(shè)計【2副】 專 題： 專 業(yè)： 機(jī)械制造及自動化 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時 間： 摘 要 本設(shè)計是基于變速器軸承外殼零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。變速器軸承外殼零件的主要加工表面是及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞：變速器軸承外殼類零件；工藝；夾具； ABSTRACT The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements. Key words: Angle gear seat parts; fixture; III 目 錄 摘 要 II ABSTRACT III 第1章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 1 1.1 零件的分析 1 1.1.1 零件的作用 1 1.1.2 零件的工藝分析 1 1.2 變速器軸承外殼加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 2 1.3 變速器軸承外殼加工定位基準(zhǔn)的選擇 2 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 2 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 2 1.4 變速器軸承外殼加工主要工序安排 3 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5 1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 6 1.7確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 6 1.8 時間定額計算及生產(chǎn)安排 15 第2章 銑上端面夾具設(shè)計 18 2.1 工序尺寸精度分析 18 2.2 定位方案確定 18 2.3 切削力及夾緊力的計算 18 2.4定位元件確定 21 2.5 定位誤差分析計算 21 2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22 第3章 鉆孔夾具設(shè)計 23 3.1 研究原始質(zhì)料 23 3.2 定位、夾緊方案的選擇 23 3.3切削力及夾緊力的計算 23 3.4 誤差分析與計算 24 3.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 25 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 26 結(jié) 論 27 參考文獻(xiàn) 28 致　　謝 30 27 第1章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是變速器軸承外殼。變速器軸承外殼的主要作用是傳動連接作用，保證減速器能正常運(yùn)行，并保證部件與其他部分正確安裝。因此變速器軸承外殼零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 圖1 變速器軸承外殼 1.1.2 零件的工藝分析 由變速器軸承外殼零件圖可知。變速器軸承外殼是一個軸類零件，它的外表面上有2個平面需要進(jìn)行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下： （1）以φ76mm孔中心軸線為中心的加工表面。這一組加工表面包括：上下兩個外圓端面，5個φ10.5的孔以及其上下兩個端面。 （2）鉆M6-7H螺紋孔。 （3）以φ24mm孔中心軸線為中心的加工表面。這一組加工表面包括：一個φ24mm的孔的外圓端面，一個φ24H8mm的孔，零件內(nèi)側(cè)一個φ28的凹面，以及φ8埋頭孔及其兩個端面。 這兩組加工表面之間有著一定的加工要求，主要是： φ70孔的下端面及φ10.5孔的下端面相對于基準(zhǔn)D跳動度不超過0.08； φ10.5孔的下端面相對于基準(zhǔn)D平行度不0.04超過； 零件內(nèi)圓面粗糙度為25，其余各面粗糙度要求是6.3。 （3）其它是各個端面及孔倒角等 1.2 變速器軸承外殼加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該變速器軸承外殼零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于變速器軸承外殼來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 變速器軸承外殼孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機(jī)床。 1.3 變速器軸承外殼加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要支承的加工余量均勻； （2）保證裝入變速器軸承外殼的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速器軸承外殼的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證變速器軸承外殼孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速器軸承外殼在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速器軸承外殼零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是變速器軸承外殼的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c變速器軸承外殼的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。 1.4 變速器軸承外殼加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。變速器軸承外殼加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到變速器軸承外殼加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，結(jié)合面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。對于變速器軸承外殼，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將變速器軸承外殼加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 工藝路線： 工序1：鑄造毛坯。 工序2：時效處理。 工序3：劃線。 工序4：銑上端面工件上端面并倒角。 工序5：粗車、精車φ80h8外圓、兩端面。 工序6：粗鏜、精鏜φ76E8內(nèi)圓面、φ66內(nèi)圓面。 工序7：锪平5個φ10.5孔的上端面。 工序8：鉆、擴(kuò)、絞5個φ10.5孔。 工序9：锪平φ24H8孔的端面。 工序10：鉆、擴(kuò)、絞φ24H8孔。 工序11：鏜R14工件內(nèi)圓凹面。 工序12：锪平φ8埋頭孔外端面。 工序13：鉆φ8埋頭孔。 工序14：鉆、擴(kuò)、絞M6-H7螺紋孔，攻絲。 工序15：去毛刺。 工序:16：檢驗(yàn)入庫。 先加工工件上下兩個端面，在分別以上下兩個端面為工序基準(zhǔn)加工5個φ10.5孔及其上下端面，這樣可以盡量減少因基準(zhǔn)不重合造成的定位誤差。加工5個φ10.5孔時，以工件上端面定位，以φ10.5孔下端面為加工面，盡量靠近設(shè)計基準(zhǔn)，以減少誤差。 工藝路線二： 工藝路線： 工序1：鑄造毛坯。 工序2：時效處理。 工序3：劃線。 工序4：粗車、精車工件上端面并倒角。 工序5：粗鏜、精鏜φ76E8內(nèi)圓面、φ66內(nèi)圓面。 工序6：銑上端面。 工序7：粗車、精車φ80h8外圓、兩端面。 工序8：鉆、擴(kuò)、絞5個φ10.5孔。 工序9：锪平φ24H8孔的端面。 工序10：鉆、擴(kuò)、絞φ24H8孔。 工序11：鏜R14工件內(nèi)圓凹面。 工序12：锪平φ8埋頭孔外端面。 工序13：鉆φ8埋頭孔。 工序14：鉆、擴(kuò)、絞M6H7螺紋孔，攻絲。 工序15：去毛刺。 工序16：清洗。 工序:17：檢驗(yàn)。 工序18：入庫。 先加工工件上下兩個端面，在分別以上下兩個端面為工序基準(zhǔn)加工5個φ10.5孔及其上下端面，這樣可以盡量減少因基準(zhǔn)不重合造成的定位誤差。加工5個φ10.5孔時，以工件上端面定位，以φ10.5孔下端面為加工面，盡量靠近設(shè)計基準(zhǔn)，以減少誤差。 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)該方案一比較合理。 綜合選擇方案一： 工藝路線： 工序1：鑄造毛坯。 工序2：時效處理。 工序3：劃線。 工序4：粗車、精車工件上端面并倒角。 工序5：粗鏜、精鏜φ76E8內(nèi)圓面、φ66內(nèi)圓面。 工序6：銑上端面。 工序7：粗車、精車φ80h8外圓、兩端面。 工序8：鉆、擴(kuò)、絞5個φ10.5孔。 工序9：锪平φ24H8孔的端面。 工序10：鉆、擴(kuò)、絞φ24H8孔。 工序11：鏜R14工件內(nèi)圓凹面。 工序12：锪平φ8埋頭孔外端面。 工序13：鉆φ8埋頭孔。 工序14：鉆、擴(kuò)、絞M6H7螺紋孔，攻絲。 工序15：去毛刺。 工序16：清洗。 工序:17：檢驗(yàn)。 工序18：入庫。 先加工工件上下兩個端面，在分別以上下兩個端面為工序基準(zhǔn)加工5個φ10.5孔及其上下端面，這樣可以盡量減少因基準(zhǔn)不重合造成的定位誤差。加工5個φ10.5孔時，以工件上端面定位，以φ10.5孔下端面為加工面，盡量靠近設(shè)計基準(zhǔn)，以減少誤差。 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 (1)毛坯種類的選擇 零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為HT150、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇鑄造成型。 (2)確定毛坯的加工余量 根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-5，“變速器軸承外殼”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT150，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。 （2）面的加工余量。 根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。 1.6選擇加工設(shè)備及刀、量具 由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以所選設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)車。起生產(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)床加工生產(chǎn)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳遞，由于工件質(zhì)量較大，故需要輔助工具來完成。 平端面確定工件的總長度?？蛇x用量具為多用游標(biāo)卡尺（mm）,測量范圍0～1000mm（參考文獻(xiàn)[2]表6—7）。采用車床加工，床選用臥式車床CA6140（參考文獻(xiàn)[2]表4—3），專用夾具。鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲所選刀具見（參考文獻(xiàn)[2]第五篇金屬切削刀具，第2、3節(jié)），采用相匹配的鉆頭，專用夾具及檢具。 1.7確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 工序1、2、3、4無切削加工，無需計算 工序4. 粗車、精車工件上端面并倒角 已知工件材料： HT150，型材，有外皮，機(jī)床CA6140普通車床，工件用卡盤固定。 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》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孔帶倒棱型前刀面，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，可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 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)計手冊》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，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 （1-2） 由于切削時進(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)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實(shí)際切削速度為： == （1-5） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時間的功率為： =1.7=1.2 （1-6） 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，機(jī)床主軸允許功率為=，，故所選切削用量可在C620—1機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為： =3.75，=，==，= 工序5 粗鏜、精鏜φ76E8內(nèi)圓面、φ66內(nèi)圓面。 所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C6140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孔帶倒棱型前刀面，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，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 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)計手冊》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，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時進(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)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實(shí)際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，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： =1.25，=，==，= ⑥.計算基本工時 （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=126+= == 2.5.1 銑上端面 （1） 選擇切削深度：參考［Ⅲ］中107頁可知切削深度ap=2mm （2） 選擇進(jìn)給量：參考［Ⅲ］中108表3-28選擇每齒進(jìn)給量af=0.35mm （3） 選擇切削速度：查［Ⅲ］中113頁表3-30選取v=0.25m/s （4） 確定刀具參數(shù)：根據(jù)［Ⅲ］中270頁表5-41選擇D=100mm,齒數(shù)Z=12 （5）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選取nw=47.5r/min 實(shí)際切削速度： （6）計算切削工時 由文獻(xiàn)［10］中2-82頁表7-7查得 2. 精銑上端面 (1) 選擇切削深度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77可知切削深度ap=1mm (2) 選擇進(jìn)給量：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-77選取每齒進(jìn)給量af=0.1mm (3) 選擇切削速度：參考文獻(xiàn)［10］表2.1-81選取v=0.35m/s (4) 確定刀具參數(shù)：參考文獻(xiàn)［10］選擇刀具D=100mm,齒數(shù)Z=12,d=32,B=50 (5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按機(jī)床選?。簄w=75r/min 實(shí)際切削速度： 工序7 粗車、精車φ80h8外圓、兩端面。所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于C6140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孔帶倒棱型前刀面，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，可在一次走刀內(nèi)完成，故 == ②.確定進(jìn)給量 根據(jù)《切削加工簡明實(shí)用手冊》可知：表1.4 刀桿尺寸為，，工件直徑～400之間時， 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)計手冊》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，，，=時，徑向進(jìn)給力：=950。 切削時的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時進(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)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。 根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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 （3-12） ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125 這時實(shí)際切削速度為： == （3-14） ⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率 切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。 由《切削用量簡明使用手冊》表1.25，=～，，，切削速度時， = 切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時，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： =1.25，=，==，= ⑥.計算基本工時 （3-15） 式中=++，= 由《切削用量簡明使用手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量+=，則=126+= == 工序50 鏜R14工件內(nèi)圓凹面 該工序與工序20的計算方法完全一樣，在此不一一計算。 工序 調(diào)質(zhì)不需計算切削計算。 (3)鉆，擴(kuò)，鉸φ10.5的孔 1)鉆孔Φ10mm： 選擇Φ10mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6） （《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16） （《切削》表2.15）硬度200－217 按機(jī)床選?。ā豆に嚒繁?.2－5） 實(shí)際切削速度： 基本工時：（《工藝》表6.2－5） 2)擴(kuò)孔Φ10.3mm： 選擇Φ10.3mm高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（《工藝》表3.1－8）由《切削》表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ10.3mm孔時的進(jìn)給量，并由《工藝》表4.2－16取擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時的切削速度 由《切削》表2.15得，故： 按機(jī)床選取 基本工時： 3)鉸Φ10.5mm孔： 選擇Φ10.5mm高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表3.1－17） 由《切削》表2.24得，， 由《工藝》表4.2－16得 按機(jī)床選取 基本工時： (4)鉆，擴(kuò)，鉸φ24的孔 1)鉆孔Φ22mm： 選擇Φ22mm高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6） （《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16） （《切削》表2.15）硬度200－217 按機(jī)床選?。ā豆に嚒繁?.2－5） 實(shí)際切削速度： 基本工時：（《工藝》表6.2－5） 2)擴(kuò)孔Φ23mm： 選擇Φ23mm高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（《工藝》表3.1－8）由《切削》表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ23mm孔時的進(jìn)給量，并由《工藝》表4.2－16取擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時的切削速度 由《切削》表2.15得，故： 按機(jī)床選取 基本工時： 3）鉸Φ24mm孔： 選擇Φ24mm高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀（《工藝》表3.1－17） 由《切削》表2.24得，， 由《工藝》表4.2－16得 按機(jī)床選取 基本工時： 160 去毛刺 無切削計算 170 清洗 無切削計算 180 檢驗(yàn) 無切削計算 190 油封、入庫 無切削計算 1.8 時間定額計算及生產(chǎn)安排 假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬件。一年以240個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417件。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于1.14min。 參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時） 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： 其中： —單件時間定額 —基本時間（機(jī)動時間） —輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序：粗、精銑結(jié)合面 機(jī)動時間： 輔助時間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.43，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此應(yīng)布置兩臺機(jī)床同時完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺機(jī)床時， 即能滿足生產(chǎn)要求 工序：粗銑平面 機(jī)動時間： 輔助時間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.HT150，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。 工序：銑端面 機(jī)動時間： 輔助時間：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.HT150，取工步輔助時間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表2.5.48， 單間時間定額： 因此布置一臺機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。 第2章 銑上端面夾具設(shè)計 2.1 工序尺寸精度分析 本工序銑上端面夾具設(shè)計，保證尺寸屬于批量生產(chǎn)。為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。 本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。 2.2 定位方案確定 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。 根據(jù)工件的加工要求，該工件必須限制工件的六個自由度，現(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及基準(zhǔn)選擇的合理性。 （1） 必須限制Z向的移動及X向的轉(zhuǎn)動。 （2） 為了保證必須保證Z向的轉(zhuǎn)動，X向的移動，Y向的轉(zhuǎn)動。 2.3 切削力及夾緊力的計算 刀具：銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 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夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。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可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。 c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)簡單； （2）擴(kuò)力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動壓板，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計算易得： 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 2.4定位元件確定 綜上分析：為了限制六個自由度，其中的Z移動Z轉(zhuǎn)動X移動X轉(zhuǎn)動用兩個V型塊限制，Y移動由右端V型塊上帶有一擋塊擋的右端面限制，Y的轉(zhuǎn)動由的外圓柱面上的夾緊力限制。 2.5 定位誤差分析計算 注：V型塊夾角α=90°。 基準(zhǔn)位移誤差： 工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對一批工件來說，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準(zhǔn)位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出： ΔY== 基準(zhǔn)不重合誤差： 從圖（b）中設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設(shè)計基準(zhǔn)的變化量為，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=。 從圖(c)中可知，設(shè)計基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準(zhǔn)變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差. ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207 ΔD=0.00207＜T 即滿足要求 2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。 第3章 鉆孔夾具設(shè)計 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工鉆5個φ10.5mm孔，加工時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，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。 3.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工因此，定位、夾緊方案有： 方案：應(yīng)用一面即零件底面，一個為活動V型塊來定位。 夾緊方式；手動螺旋加緊。 3.3切削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：臺式鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得： 切削力公式： 式中D=10.5MM 查表得： 其中： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 所以 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取，， 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 螺旋夾緊力： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 螺旋夾緊力： 由計算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 3.4 誤差分析與計算 該夾具以中心通孔軸線來作為定位基準(zhǔn)，加工孔雖然沒有任何尺寸公差要求，但為了盡量增強(qiáng)零件的適用性，要盡量減少加工誤差。 由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可得： （1）定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 （2）夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： （3）磨損造成的加工誤差：通常不超過 （4）夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即。 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具的加工誤差較小，實(shí)用性強(qiáng)。 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖6.1 可換鉆套 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖6.2 固定襯套 鉆模板選用固定式鉆模板，用4個沉頭螺釘和2個錐銷定位于夾具體上。 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，該工件不但可以采用心軸夾緊、定位，還可設(shè)計圓環(huán)套來夾緊，但由于心軸的夾緊有可能破壞其定位，不選用該方式，而設(shè)計圓環(huán)套不易裝、取工件，也不選用，為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、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，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 結(jié) 論 通過畢業(yè)設(shè)計，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計方法和步驟，不僅是對所學(xué)知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計的整個過程。 在整個設(shè)計過程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計，也是最難的一次。在設(shè)計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計。 本設(shè)計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進(jìn)一步深入，具體如下： （1）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。 （2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。 （3）系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，在與計算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。 （4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。 參考文獻(xiàn) [1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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