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- 0 -機 械 制 造 工 程 學(xué)課 程 設(shè) 計說 明 書題 目 ： 錐 齒 輪 座 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 及 φ 52H7 孔 夾 具 設(shè) 計班 　 　 級 ： 　姓 　 　 名 ： 　學(xué) 號 ：指 導(dǎo) 教 師 ： 　完 成 日 期 ： 　 任 務(wù) 書一、設(shè)計題目:錐齒輪座機械加工工藝規(guī)程及鉆 φ52H7 孔夾具設(shè)計二、原始資料(1) 被 加 工 零 件 的 零 件 圖 1 張(2) 生 產(chǎn) 類 型 :（ 中 批 或 大 批 大 量 生 產(chǎn) ）三、上交材料1． 所 加 工 的 零 件 圖 1張2． 毛 坯 圖 1張3． 編 制 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 1套4． 繪 制 夾 具 裝 配 圖 （ A0 或 A1） 1 張5． 課 程 設(shè) 計 說 明 書 . 1 份四、進(jìn)度安排本 課 程 設(shè) 計 要 求 在 1 周 內(nèi) 完 成 ， 具 體 細(xì) 節(jié) 內(nèi) 容 聽 從 老 師 安 排 務(wù) ， 必在 周 五 早 上 進(jìn) 行 答 辯 。五、指導(dǎo)教師評語綜 合 評 定 成 績 ： 指導(dǎo)教師　　　　　　　I 目 錄1 錐 齒 輪 座 的 工 藝 分 析 及 生 產(chǎn) 類 型 的 確 定 ..............11.1 錐 齒 輪 座 的 作 用 .............................11.2 錐 齒 輪 座 的 技 術(shù) 要 求 ..........................21.3 錐 齒 輪 座 工 藝 分 析 ............................22 確 定 毛 坯 、 繪 制 毛 坯 簡 圖 .........................42.1 選 擇 毛 坯 ....................................42.2 確 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 機 械 加 工 余 量 ............42.3 繪 制 錐 齒 輪 座 毛 坯 的 鑄 造 簡 圖 ..................53.擬 定 錐 齒 輪 座 工 藝 路 線 ............................63.1 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ..............................63.1.1 精 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ..........................63.1.2 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇 ..........................63.2 各 面 、 孔 加 工 方 法 的 確 定 ......................63.3 加 工 階 段 的 劃 分 ..............................73.4 工 序 的 集 中 與 分 散 ............................73.5 工 序 順 序 的 安 排 ..............................73.5.1 機 械 加 工 工 序 ...........................73.5.2 熱 處 理 工 序 .............................93.5.3 輔 助 工 序 ...............................93.6 確 定 加 工 路 線 ................................94 機 床 設(shè) 備 及 工 藝 裝 備 的 選 用 .......................114.1 機 床 設(shè) 備 的 選 用 .............................114.2 工 藝 裝 備 的 選 用 .............................115 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 公 差 的 確 定 .................126 切 削 用 量 、 時 間 定 額 的 計 算 .......................136.1 切 削 用 量 的 計 算 .............................136.1.1 擴 孔 工 步 ..............................136.1.2 粗 鉸 工 步 ..............................136.1.3 精 鉸 工 步 ..............................136.2 時 間 定 額 的 計 算 .............................146.2.1 基 本 時 間 的 計 算 ......................14jt6.2.2 輔 助 時 間 的 計 算 ......................15f6.2.3 其 他 時 間 的 計 算 ........................156.2.4 單 件 時 間 的 計 算 ......................16djt7 夾 具 設(shè) 計 .......................................177.1 問 題 的 提 出 .................................177.2 夾 具 設(shè) 計 ...................................177.2.1 定 位 方 案 .............................177.2.2 夾 緊 機 構(gòu) .............................177.2.3 定 位 誤 差 分 析 .........................187.2.4 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計 算 ..................188 參 考 文 獻(xiàn) ........................................2101 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 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 配 對 錐 齒 輪 座 ， 因 此 主 要 的工 作 表 面 為 Φ 90mm 和 Φ 52mm 的 兩 個 孔 。圖 1-111.2 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 級表 面 粗 糙 度 Raμm形 位 公 差/mmΦ80mm 孔 Φ80 IT13 6.3Φ73mm 的孔Φ73 IT13 6.3Φ90mm 孔 Φ90H7 IT7 1.6Φ52mm 孔 Φ52H7 IT7 1.6兩 端 面 164 IT13 6.32Φ80mm 孔的 外 圓 面Φ100f7 IT7 1.6φ52mm 孔軸 線 101mm的 端 面Φ101 5.??IT93.2錐 銷 孔 Φ8 IT9 1.6Φ52mm 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 ：（ 1） Φ52mm 孔 和 Φ90mm 孔 兩 尺 寸 屬 于 空 間 尺 寸 ， 加 工 過 程 中 難以 測 量 ， 因 而 兩 尺 寸 的 加 工 精 度 難 以 保 證 ；（ 2） 安 裝 齒 輪 的 兩 個 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 效 果 。為 此 ， 通 過 對 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 。31.3 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 ， φ 90mm 孔 和 φ 52mm 孔 的 中 心 線 是 主 要 的 設(shè) 計 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 φ 90mm 孔 為 中 心 加 工 表 面這 一 組 加 工 表 面 包 括 ， φ 80mm 的 端 面 和 倒 角 及 內(nèi) 孔φ 73mm、 φ 90mm 的 孔 及 退 刀 槽 ， φ 120mm 的 孔 ， M5 的 內(nèi) 螺 紋 ， M8 的內(nèi) 螺 紋 ， M8 錐 銷 孔 。2.φ 52mm 孔 為 中 心 的 加 工 表 面這 一 組 加 工 表 面 包 括 ： φ 52mm 的 端 面 ， 孔 和 倒 角 及 M6 的 內(nèi) 螺 紋 。這 兩 組 的 加 工 表 面 有 著 一 定 的 位 置 要 求 ， 主 要 是 ：1.φ 52mm 孔 的 中 心 線 與 φ 90mm 中 心 線 垂 直 度 公 差 為 0.012；2.φ 52mm 孔 端 面 與 φ 90mm 孔 中 心 線 的 距 離 為 119mm。由 以 上 分 析 可 知 ， 對 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 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 床 上 加 工 。2 確 定 毛 坯 、 繪 制 毛 坯 簡 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 算 和 查 詢資 料 可 知 ， 毛 坯 重 量 約 為 1.45kg。 生 產(chǎn) 類 型 為 大 批 量 ， 可 采 用 金 屬型 鑄 造 毛 坯 。 由 于 各 個 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 效 進(jìn) 行 處 理 。4零 件 基 本 尺 寸 在 150—170 之 間 ， 由 表 2-1 可 知 ， 差 得 該 鑄 件 的2.2 確 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 機 械 加 工 余 量尺 寸 公 差 等 級 CT 為 10 級 。 由 表 2-5 可 知 ， 機 械 加 工 余 量 等 級MA 為 G 級 ， 故 CT=10 級 ， MA 為 G 級 。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 級機 械 加 工余 量 /mm尺 寸 公 差 備 注上 下 端 面 164G 4 4頂 面 降 一級 ， 雙 側(cè)加 工Φ 52mm 的端 面 119 G 4 3.2 單 側(cè) 加 工Φ 52mm 孔 Φ 52 H 4 2.8孔 降 一 級 ，雙 側(cè) 加 工Φ 73mm 孔 Φ 73 H 4 3.2孔 降 一 級 ，雙 側(cè) 加 工表 2-2 由 參 考 文 獻(xiàn) 可 知 ， 鑄 件 主 要 尺 寸 的 公 差 如 下 表 ：5主 要 加 工 表 面 零 件 尺 寸 /mm 總 余 量 /mm 毛 坯 尺 寸 /mm上 下 端 面1646 170Φ 52mm 的 端 面1196 125Φ 52mm 的 孔Φ 52 6 46Φ 73mm 的 孔 Φ 73 3 Φ 702.3 繪 制 錐 齒 輪 座 毛 坯 的 鑄 造 簡 圖由 表 2-1 和 表 2—2 所 得 結(jié) 果 ， 繪 制 毛 坯 簡 圖 如 圖 2-2 所 示 。6圖 2—273.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) 。 基 面 選 擇 是 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 中 的 重 要 工 作 之 一 。 基 面 選 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 問 題 百 出 ， 更 有 甚 者 ， 還 會 造 成 零 件 的 大 批 報 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 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 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 φ 52mm 孔 的 中 心 線和 φ 90mm 孔 的 中 心 線 作 為 精 基 準(zhǔn) 。3.1.2 粗 基 準(zhǔn) 的 選 擇對 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 ， 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 不 加 工 表 面 的 時 候 ， 則 應(yīng) 當(dāng) 選 擇 與加 工 表 面 要 求 相 對 位 置 精 度 較 高 的 不 加 工 表 面 作 為 粗 基 準(zhǔn) ， 從 零 件 的 分析 得 知 ， 錐 齒 輪 座 以 下 底 面 作 為 粗 基 準(zhǔn) 。3.2 各 面 、 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8加 工 表 面 尺 寸 精 度 等 級 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 —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9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 IT9 1.6 鉆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 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 床 配 以 專 用 工 、 夾 具 ， 以 提高 生 產(chǎn) 率 ； 而 且 運 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 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 位 置 精 度 要 求 。3.5 工 序 順 序 的 安 排3.5.1 機 械 加 工 工 序由 于 設(shè) 計 加 工 方 案 時 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 械 加 工 工 序 如 下 ：10工 序 00 粗 車 下 端 面工 序 05 粗 車 內(nèi) 孔 Φ 73 孔工 序 10 粗 車 Φ 90 孔工 序 15 粗 車 Φ 120 孔工 序 20 粗 車 上 端 面工 序 25 粗 車 外 圓 面 Φ 100工 序 30 粗 車 Φ 80 孔工 序 35 半 精 車 Φ 90 內(nèi) 孔 ， 切 退 刀 槽 3*0.5工 序 40 半 精 車 Φ 100 外 圓 面 ， 切 3*1 退 刀 槽工 序 45 粗 銑 右 端 面工 序 50 擴 —粗 鉸 —精 鉸 Φ 52 內(nèi) 孔工 序 55 鉆 孔 4—M8 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 4—M8工 序 60 鉆 孔 4—M5 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 4—M5工 序 65 鉆 孔 3—M6 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 3—M6工 序 70 鉆 孔 M3 螺 紋 底 孔 Φ 2 通 孔 ， 后 攻 絲工 序 75 磨 Φ 90 內(nèi) 孔工 序 80 磨 Φ 100 外 圓工 序 85 磨 Φ 52 內(nèi) 孔又 因 為 工 序 集 中 有 利 于 采 用 搞 生 產(chǎn) 率 機 床 ； 減 少 工 件 裝 夾 次 數(shù) ， 節(jié) 省 裝夾 工 作 時 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 化 了 生 產(chǎn) 計 劃 和 組 織 工 作 ； 所 以 最 終 制 定 機 械 加 工工 序 如 下 ：工 序 00 鑄 造 毛 坯工 序 05 時 效 ， 硬 度 要 求 HBS187~220工 序 10 粗 車 下 端 面 ， 粗 車 內(nèi) 孔 Φ 73 孔 ， 粗 車 Φ 90 孔 ， 粗 車Φ 120 孔工 序 15 粗 車 上 端 面 ， 粗 車 外 圓 面 Φ 100， 粗 車 Φ 80 孔工 序 20 半 精 車 Φ 90 內(nèi) 孔 ， 切 退 刀 槽 3*0.5工 序 25 半 精 車 Φ 100 外 圓 面 ， 切 3*1 退 刀 槽工 序 30 粗 銑 右 端 面11工 序 35 擴 —粗 鉸 —精 鉸 Φ 52 內(nèi) 孔工 序 40 鉆 孔 4—M8 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 4—M8工 序 45 鉆 孔 4—M5 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 4—M5工 序 50 鉆 孔 3—M6 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 3—M6工 序 55 鉆 孔 M3 螺 紋 底 孔 Φ 2 通 孔 ， 后 攻 絲工 序 60 去 毛 刺工 序 65 磨 Φ 90 內(nèi) 孔工 序 70 磨 Φ 100 外 圓工 序 75 磨 Φ 90 內(nèi) 孔工 序 80 磨 Φ 52 內(nèi) 孔工 序 85 終 檢3.5.2 熱 處 理 工 序加 工 之 前 進(jìn) 行 時 效 處 理 。 時 效 處 理 指 合 金 工 件 經(jīng) 固 溶 處 理 ， 冷 塑 性 變 形 或 鑄造 、 鍛 造 后 ， 在 較 高 的 溫 度 放 置 或 室 溫 保 持 其 性 能 ， 形 狀 ， 尺 寸 隨 時 間 而 變 化 的熱 處 理 工 藝 。3.5.3 輔 助 工 序在 半 精 加 工 后 ， 安 排 去 毛 刺 和 中 間 檢 驗 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 為 ： 熱 處 理 （ 時 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—212工序號工 序 內(nèi) 容 工 藝 裝 備00 鑄 造05 時 效 ， 硬 度 要 求 HBS187~22010 粗 車 下 端 面 ， 粗 車 內(nèi) 孔 Φ 73 孔 ， 粗車 Φ 90 孔 ， 粗 車 Φ 120 孔 端 面 車 刀 ， 內(nèi) 孔 車 刀 ， 盲 孔車 刀 ， 游 標(biāo) 卡 尺15 粗 車 上 端 面 ， 粗 車 外 圓 面 Φ 100， 粗車 Φ 80 孔 外 圓 車 刀 ， 端 面 車 刀 ， 盲 孔車 刀 ， 游 標(biāo) 卡 尺20 半 精 車 Φ 90 內(nèi) 孔 ， 切 退 刀 槽 3*0.5 盲 孔 車 刀 ， 切 槽 刀 ， 游 標(biāo) 卡尺25 半 精 車 Φ 100 外 圓 面 ， 切 3*1 退 刀槽 端 面 車 刀 ， 切 槽 刀 ， 游 標(biāo) 卡尺30 粗 銑 右 端 面 端 銑 刀 ， 游 標(biāo) 卡 尺35 擴 —粗 鉸 —精 鉸 ?擴 孔 鉆 ， 鉸 刀 ， 卡 尺 ， 塞 規(guī)40 鉆 孔 4—M8 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 4—M8 Φ 6.7 的 麻 花 鉆 ， M8 絲 錐 ，游 標(biāo) 卡 尺 ， 螺 紋 塞 規(guī)45 鉆 孔 4—M5 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 4—M5 Φ 4 麻 花 鉆 ， M5 絲 錐 ， 游 標(biāo)卡 尺 ， 螺 紋 塞 規(guī)50 鉆 孔 3—M6 螺 紋 底 孔 ， 攻 絲 3—M6 Φ 5 麻 花 鉆 ， M6 絲 錐 ， 游 標(biāo)卡 尺 ， 螺 紋 塞 規(guī)55 鉆 孔 M3 螺 紋 底 孔 Φ 2 通 孔 Φ 2 麻 花 鉆 ， M3 絲 錐1360 去 毛 刺65 磨 Φ 90 內(nèi) 孔 砂 輪 ， 內(nèi) 徑 千 分 尺70 磨 Φ 100 外 圓 砂 輪 ， 外 徑 千 分 尺75 磨 Φ 52 內(nèi) 孔 砂 輪 ， 內(nèi) 徑 千 分 尺80 終 檢4 機 床 設(shè) 備 及 工 藝 裝 備 的 選 用4.1 機 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 床 ， 也 可 選 用通 用 設(shè) 備 。 所 選 用 的 通 用 設(shè) 備 應(yīng) 提 出 機 床 型 號 ， 所 選 用 的 組 合 機 床 應(yīng) 提出 機 床 特 征 ， 如 “四 面 組 合 機 床 ”。 主 要 以 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 要 寫 出 它 們的 名 稱 ， 如 “鉆 頭 ”、 “百 分 表 ”、 “車 床 夾 具 ”等 。刀 具 、 量 具 以 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 。145 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 公 差 的 確 定此 處 只 對 對 第 35 道 工 序 進(jìn) 行 相 關(guān) 計 算 。由 表 1-20 可 以 依 次 確 定 各 工 序 的 加 工 精 度 等 級 為 ： 精 鉸 ： IT7;粗 鉸 ： IT10;擴 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 孔 ：0.300mm。毛 坯 為 空 心 ， 通 孔 ， 孔 內(nèi) 要 求 尺 寸 精 度 等 級 介 于 IT7， 由 表 2-28 可 查 得 工 序 尺 寸 及 余 量 ：擴 孔 ： Φ 50 2z=1.75mm3.?粗 鉸 : Φ 51.75 2z=0.18mm120.精 鉸 ： Φ 51.93 2z=0.07mm.?6 切 削 用 量 、 時 間 定 額 的 計 算6.1 切 削 用 量 的 計 算計 算 工 序 35—擴 、 粗 鉸 、 精 鉸 φ 52mm 孔 。6.1.1 擴 孔 工 步 1） 背 吃 刀 量 的 確 定取 雙 邊 被 吃 刀 量 а p=2.75mm。2） 進(jìn) 給 量 的 確 定由 表 5-22 和 表 4-9， 選 取 該 工 步 的 每 轉(zhuǎn) 的 進(jìn) 給 量 =1.20mm/r。f3） 切 削 速 度 的 計 算由 表 5-24， 按 工 件 材 料 為 灰 鑄 鐵 的 條 件 選 取 ， 切 削 速 度 可 以 取 為72m/min。 由 公 式 （ 5-1） 可 求 得 該 工 序 鉆 頭 轉(zhuǎn) 速10/nvd??=458.62r/min,參 照 表 4-9 所 列 Z5505 型 立 式 鉆 床 的 主 軸 轉(zhuǎn) 速 ， 取 轉(zhuǎn)速 =500r/min。 再 將 此 轉(zhuǎn) 速 帶 入 公 式 （ 5-1） ， 可 求 出 該 工 序 的 實 際 鉆削 速 度 ：=500r/min 50mm/1000=78.5m/min。/1vd????6.1.2 粗 鉸 工 步1)背 吃 刀 量 的 確 定15取 雙 面 被 吃 刀 量 а p=0.18mm。進(jìn) 給 量 的 確 定2)由 表 5-31 和 表 4-9， 選 取 該 工 步 的 每 轉(zhuǎn) 的 進(jìn) 給 量=1.20mm/r。f3)切 削 速 度 的 計 算由 表 5-31， 按 工 件 材 料 為 灰 鑄 鐵 的 條 件 選 取 ， 切 削 速 度 可 以 取 為6m/min。 由 公 式 （ 5-1） 可 求 得 該 工 序 鉆 頭 轉(zhuǎn) 速0/nvd??=37.5r/min,參 照 表 4-9 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 際 鉆 削速 度 =47r/min 51mm/1000=6m/min。0vd???6.1.3 精 鉸 工 步1) 背 吃 刀 量 的 確 定取 雙 面 被 吃 刀 量 а p=0.07mm。2) 進(jìn) 給 量 的 確 定由 表 5-31 和 表 4-9， 選 取 該 工 步 的 每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 =0.90mm/r。f3) 切 削 速 度 的 計 算由 表 5-31， 按 工 件 材 料 為 灰 鑄 鐵 的 條 件 選 取 ， 切 削 速 度 可 以 取v為 3m/min。 由 公 式 （ 5-1） 可 求 得 該 工 序 鉆 頭 轉(zhuǎn) 速0/nvd??=37.5r/min,參 照 表 4-9 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 際 鉆 削速 度 =47r/min 51mm/1000=6m/min。10vd???6.2 時 間 定 額 的 計 算6.2.1 基 本 時 間 的 計 算jt1） 擴 孔 工 步根 據(jù) 表 5-41， 本 工 序 時 間 可 由 公 式 求 得 。j 12()/Lfnlfnt??式 中 =59mm； =2~4mm； ， 取 = ll11co(~2)2rDdl????r， 2.4mm； =4mm；?1?=1.20mm/r； n=78.5r/min。 將 上 述 結(jié) 果 帶 入 公 式 ， 則 該 工 序 的 基f本 時 間 t=(59+2.4+4)/1.20mm/r / 78.5r/min=41.66s162） 粗 鉸 工 步根 據(jù) 表 5-41， 鉸 圓 柱 孔 的 基 本 時 間 可 由 公 式求 得 。 式 中 、 由 表 5-42 按j 2()/Lfnlfnt??1l2= 、 а p=0.18mm 條 件 查 得 =0.37mm； =15mm； 而r?? l=59mm； =1.20mm/r； n=6m/min。 將 上 述 結(jié) 果 代 入 公 式 ， 則 該 工 序 的lf基 本 時 間 t=(59+0.37+15)/1.20mm/r / 6m/min=172.15s。3） 精 鉸 工 步根 據(jù) 表 5-41， 鉸 圓 柱 孔 的 基 本 時 間 可 由 公 式求 得 。 式 中 、 由 表 5-42 按j 2()/Lfnlfnt??1l2= 、 а p=0.07mm 條 件 查 得 =0.19mm； =13mm； 而 =59mm；r?? ll； n=6m/min。 將 上 述 結(jié) 果 代 入 公 式 ， 則 該 工 序 的 基 本 時 間.9/frt=(59+0.19+13)/0.90mm/r / 6m/min=222.8s。6.2.2 輔 助 時 間 的 計 算ft輔 助 時 間 與 基 本 時 間 之 間 的 關(guān) 系 為 =(0.15 0.2) ， 該 零f jtft~jt件 取 =0.15 ,則 該 工 序 的 輔 助 時 間 為 ：ftj擴 孔 孔 工 步 的 輔 助 時 間 ： =0.15 17.5=2.6s；f?粗 鉸 孔 工 步 的 輔 助 時 間 ： =0.15 64.2=9.6s；t精 鉸 工 步 的 輔 助 時 間 ： =0.15 62.2=9.3s；f6.2.3 其 他 時 間 的 計 算除 了 作 業(yè) 時 間 （ 基 本 時 間 與 輔 助 時 間 之 和 ） 以 外 ， 每 道 工 序 的 單 件 時間 還 包 括 布 置 工 作 地 時 間 、 休 息 與 生 理 需 要 時 間 和 準(zhǔn) 備 與 終 結(jié) 時 間 。 由于 該 錐 齒 輪 座 的 生 產(chǎn) 類 型 大 批 生 產(chǎn) ， 分 攤 到 每 個 工 件 上 的 準(zhǔn) 備 與 終 結(jié) 時間 甚 微 ， 可 以 忽 略 不 計 ； 布 置 工 作 地 時 間 是 作 業(yè) 時 間 的 2% 7%，bt~休 息 與 生 理 需 要 時 間 是 作 業(yè) 時 間 的 2% 4%,本 工 件 均 取 3%， 則 各 工xt~序 的 其 他 時 間 （ + ） 可 按 關(guān) 系 式 （ 3%+3%） （ + ） 計 算 ， 他 們b ?jft分 別 為 ：擴 孔 孔 工 步 的 其 他 時 間 ： + =6% （ 17.5+2.6） =1.2s；btx粗 鉸 孔 工 步 的 其 他 時 間 ： + =6% （ 59.2+9.6） =4.2s；17精 鉸 工 步 的 其 他 時 間 ： + =6% （ 57.1+9.3） =4.0s；btx?6.2.4 單 件 時 間 的 計 算djt工 序 VI 的 單 件 時 間 為 三 個 工 步 單 價 時 間 的 和 ， 其 中dj擴 孔 工 步 =41.66+2.6+1.2=45.46s；dj粗 鏜粗 鉸 工 步 =172.15+9.6+4.2=185.95s；jt精 鏜精 鉸 工 步 =57.1+9.3+4.0=70.4s；dj鉸因 此 ， 工 序 35 的 單 件 時 間= + + =45.46+185.95+70.4=301.81s。djtj粗 鏜 djt精 鏜 j鉸將 上 述 零 件 的 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 的 結(jié) 果 ， 填 入 工 藝 文 件 。7 夾 具 設(shè) 計夾 具 是 一 種 能 夠 使 工 件 按 一 定 的 技 術(shù) 要 求 準(zhǔn) 確 定 位 和 牢 固 夾 緊 的工 藝 裝 備 ， 它 廣 泛 地 運 用 于 機 械 加 工 ， 檢 測 和 裝 配 等 整 個 工 藝 過 程 中 。在 現(xiàn) 代 化 的 機 械 和 儀 器 的 制 造 業(yè) 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 制 造成 本 ， 一 直 都 是 生 產(chǎn) 廠 家 所 追 求 的 目 標(biāo) 。 正 確 地 設(shè) 計 并 合 理 的 使 用 夾 具 ，是 保 證 加 工 質(zhì) 量 和 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 從 而 降 低 生 產(chǎn) 成 本 的 重 要 技 術(shù) 環(huán) 節(jié) 之 一 。同 時 也 擴 大 各 種 機 床 使 用 范 圍 必 不 可 少 重 要 手 段 。根 據(jù) 老 師 給 定 的 題 目 ， 設(shè) 計 工 序 35—擴 、 粗 鉸 、 精 鉸 Φ 52mm 孔 。本 專 用 夾 具 將 用 于 Z550 立 式 鉆 床 的 加 工 。 刀 具 為 擴 孔 鉆 、 套 式 機 用鉸 刀 等 ， 制 造 夾 具 體 毛 坯 的 材 料 為 HT200。 通 過 鑄 造 得 到 。7.1 問 題 的 提 出本 夾 具 主 要 用 于 工 序 35—擴 、 粗 鉸 、 精 鉸 Φ 52 孔 。 由 于 工 序 較 多 ，工 藝 要 求 相 對 較 高 ， 加 工 相 對 復(fù) 雜 。 本 夾 具 的 設(shè) 計 工 程 中 應(yīng) 主 要 考 慮 以下 四 點 ：（ 1） 怎 樣 限 制 零 件 的 自 由 度 ： 一 個 長 圓 柱 銷 限 制 5 個 自 由 度 ， 定 位銷 限 制 1 個 自 由 度 。18（ 2） 怎 樣 夾 緊 :設(shè) 計 夾 具 由 螺 旋 夾 緊 工 件 。（ 3） 設(shè) 計 的 夾 具 怎 樣 排 削 :此 次 加 工 利 用 擴 孔 鉆 和 鉸 刀 ， 排 削 通 過 鉆模 板 與 工 件 之 間 的 間 隙 排 削 。（ 4） 怎 樣 使 夾 具 使 用 合 理 ， 便 于 裝 卸 。7.2 夾 具 設(shè) 計7.2.1 定 位 方 案工 件 以 Φ 90mm 孔 軸 線 為 定 位 基 準(zhǔn) ， 采 用 定 位 心 軸 和 定 位 銷 組 合 的定 位 方 案 。 其 中 定 位 心 軸 限 制 工 件 五 個 自 由 度 ， 定 位 銷 限 制 一 個 自由 度 。 綜 上 ， 該 定 位 方 案 可 行 。7.2.2 夾 緊 機 構(gòu)采 用 手 動 螺 旋 快 速 夾 緊 機 構(gòu) 夾 緊 工 件 。7.2.3 定 位 誤 差 分 析定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 確 定 。 夾 具 的 主 要 定 位 元 件 為 一 個 支 承 釘和 一 個 心 軸 ， 定 位 基 準(zhǔn) 與 工 序 基 準(zhǔn) 相 重 合 ， 所 以 基 準(zhǔn) 不 重 合 誤 差 △b=0， 由 于 存 在 間 隙 ， 定 位 基 準(zhǔn) 會 發(fā) 生 相 對 位 置 的 變 化 即 存 在 基 準(zhǔn) 位 移 誤差 。 由 表 2-3 鑄 件 尺 寸 公 差 ， 基 準(zhǔn) 位 移 誤 差 為 2.8／ √2.所 以 定 位 誤差 為 1.98mm。7.2.4 切 削 力 及 夾 緊 力 的 計 算各 工 序 中 ， 鉸 孔 過 程 受 力 最 大 ， 所 以 只 計 算 該 工 序 切 削 力 即 可 。鉸 孔 時 的 切 削 力 ： HBStP6.04.02.19??式 中 P─ ─ ─ 切 削 力t─ ─ ─ 鉆 削 深 度 , 59mmS─ ─ ─ 每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 , 0.9mm19D─ ─ ─ 鉸 孔 鉆 直 徑 , Φ 50mmHB─ ─ ─ 布 氏 硬 度 ， 187HBS 所 以tP6.04.02.19??= 173（ N）鉸 孔 的 扭 矩 ：DPHBSt???4.06.075.031.式 中 t─ ─ ─ 鉆 削 深 度 , 59mmS─ ─ ─ 每 轉(zhuǎn) 進(jìn) 給 量 , 0.9mmD─ ─ ─ 鉸 刀 直 徑 , Φ 50mmHB─ ─ ─ 布 氏 硬 度 ， 187HBS DPt???4.06.05.03.=600（ N·M）鉆 孔 夾 緊 力 ：dtdfLQWgz 132)(??????式 中 φ ─ ─ ─ 螺 紋 摩 擦 角─ ─ ─ 平 頭 螺 桿 端 的 直 徑d1─ ─ ─ 工 件 與 夾 緊 元 件 之 間 的 摩 擦 系 數(shù) ,0.16f─ ─ ─ 螺 桿 直 徑z20─ ─ ─ 螺 紋 升 角?Q ─ ─ ─ 手 柄 作 用 力L ─ ─ ─ 手 柄 長 度則 所 需 夾 緊 力 dtdfLQWgz 132)(??????=766（ N）根 據(jù) 手 冊 查 得 該 夾 緊 力 滿 足 要 求 ， 故 此 夾 具 可 以 安 全 工 作 。8.參 考 文 獻(xiàn)萬宏強教授(西安工業(yè)大學(xué))主編.機械制造工程學(xué).西安 . 西安電子科技大學(xué)出版社，2011.9