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畢業(yè)論文 - 1 - “萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾 具設(shè)計(jì) 第1章 引言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題名稱是萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉機(jī)加工藝及工裝設(shè)計(jì)。萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉位 于傳動(dòng)軸的端部，主要作用之一是傳遞扭矩，使汽車(chē)獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車(chē)后 橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng) 叉就是將萬(wàn)向節(jié)叉和滑動(dòng)花鍵副的一部分組合起來(lái)，使其成為一個(gè)零件，其特征是該 萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉為采用管材制作的萬(wàn)向節(jié)叉與滑動(dòng)套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端部呈叉 形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個(gè)十字銷(xiāo)孔，用于安裝十字萬(wàn)向節(jié)；在管內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，這種呈整 體式結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)叉，不僅加工容易、成本低，而且強(qiáng)度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬(wàn) 向節(jié)叉滑動(dòng)套合件相比，有了成倍的提高。它的研究和使用可以簡(jiǎn)化萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的 結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對(duì)萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉的研究有極大的實(shí)際意義。 本課題的研究及論文的撰寫(xiě)是在焦老師的悉心指導(dǎo)下完成的。焦老師在百忙中給 我們講解論文中的細(xì)節(jié)以及論文中所涉及的工藝分析，還有他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度也是我 學(xué)習(xí)的榜樣。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)本專業(yè)有了更加深刻的了解，在以后的工作 中也具有重要意義。 畢業(yè)論文 - 2 - 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給定的零件是解放牌汽車(chē)底盤(pán)傳動(dòng)軸上的萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉，它位于傳動(dòng)軸的 端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車(chē)獲得前進(jìn)的動(dòng)力；二是當(dāng)汽車(chē)后橋鋼板彈簧處 在不同的狀態(tài)時(shí)，由本零件可以調(diào)整傳動(dòng)軸的長(zhǎng)短及其位置。零件的兩個(gè)叉頭部位上 有兩個(gè) mm 的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的作用。39027.1 零件 65mm 外圓內(nèi)為 50mm 花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力之 用。 2.2 零件的材料 萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉的材料選用 45 鋼，屬于優(yōu)等碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后有良好的綜 合機(jī)械性能和加工工藝性能，零件材料的選擇主要是考慮到滿足使用要求，同時(shí)兼顧 材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性，45 鋼滿足以上要求，所以選用 45 鋼。 45 鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能 屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 延伸率 布氏硬度 =550MN/ms2b=750 MN/m2s=20% HB=235 2.3 零件的工藝分析 2.3.1. 結(jié)構(gòu)分析 該零件由兩個(gè)叉頭和一個(gè)圓套筒內(nèi)有的花鍵孔組成，類(lèi)似套筒類(lèi)零件，各部分作 用如下： a. 零件的兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)直徑為 mm 的孔，用以安裝滾針軸承和0.27139 十字軸相聯(lián)，起萬(wàn)向連軸節(jié)的作用； b. 在叉頭和花鍵孔套筒相聯(lián)結(jié)的筋條起過(guò)渡聯(lián)結(jié)和加強(qiáng)零件剛性作用，防止零 件受阻變形； c. 外圓為 65mm，內(nèi)圓 50mm 花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用以傳 遞動(dòng)力。 畢業(yè)論文 - 3 - 2.3.2 加工表面的技術(shù)要求分析 萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉共有兩組加工表面，他們相互間 有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： a. 以 39mm 孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個(gè) mm 的孔及其倒角，尺寸為 的與兩個(gè)39027.1 1807. 孔 mm 相垂直的平面，還有在平面上的四個(gè) M8 螺孔。其中，主要加工表39027.1 面為 mm 的兩個(gè)孔。. b. 以 50mm 花鍵孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括： mm 十六齒方齒花鍵孔，55mm 階梯孔，以及5039. 65mm 的外圓表面和 M601mm 的外螺紋表面。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： (1) mm 花鍵孔與 mm 二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為 100：0.2；5039. 027.1 (2) 39mm 二孔外端面對(duì) 39mm 孔垂直度公差為 0.1mm； (3) mm 花鍵槽寬中心線與 39mm 中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為 2。39.0 由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助 于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精確要求。 2.3.3. 表面處理內(nèi)容及作用 由于零件受正反向沖擊性載荷，容易疲勞破壞，所以采用表面噴砂處理，提高表 面硬度，還可以在零件表面造成殘余壓應(yīng)力，以抵消部分工作時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而 提高疲勞極限。 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求 3.1.1 工藝要求 制定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的一個(gè)重要組成部分。一個(gè)零件 可以采用不同的工藝過(guò)程制造出來(lái)，但正確與合理的工藝過(guò)程應(yīng)滿足以下基本要求： （1） 保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合圖紙和技術(shù)要求條件所規(guī)定的要求； （2） 保證提高生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件； 畢業(yè)論文 - 4 - （3） 保證經(jīng)濟(jì)性的合理。 3.1.2 技術(shù)依據(jù) （1）. 產(chǎn)品零件圖和裝配圖，技術(shù)條件； （2）. 毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件； （3）. 年生產(chǎn)綱領(lǐng) （4）. 本車(chē)間生產(chǎn)條件（包括設(shè)備，工人技術(shù)等級(jí)，勞動(dòng)場(chǎng)合條件等） ； （5）. 工藝技術(shù)條件，手冊(cè)等。 3.2 生產(chǎn)類(lèi)型的確定 計(jì)算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的公式： N=Q*n(1+&%)(1+%) 其中： Q=5000 輛/年（產(chǎn)品的年產(chǎn)量） n=1 件/輛（每輛汽車(chē)該零件的數(shù)量） &=4（零件的備品率） =1（零件的廢品率） 則 N=5000 x1x(1+4%)x(1+1%)=5252（件） 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定該零件為成批生產(chǎn)。 3.3 確定毛坯的制造形式 零件材料為 45 鋼?？紤]到汽車(chē)在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作 過(guò)程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維不被切 斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為 5252 件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件 的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對(duì)提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。 模鍛毛坯具有以下特點(diǎn)： 1. 其輪廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量減少； 2. 其制造周期短，生產(chǎn)率高，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 3.4 制定工藝路線及方法 3.4.1 加工方法的選擇 零件各表面加工方法的選擇，不但影響加工質(zhì)量，而且也要影響生產(chǎn)率和成本。 同一表面的加工可以有不同的加工方法，這取決于表面形狀，尺寸，精度，粗糙度及 零件的整體構(gòu)型等因素。 畢業(yè)論文 - 5 - 主要加工面的加工方法選擇： （1） 兩個(gè) mm 孔及其倒角可選用加工方案如下：39027.1 a) 該零件的批量不是很大，考慮到經(jīng)濟(jì)性，不適用于鉆-拉方案 b) 該零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用鉆- 鏜方案。 （2） 尺寸為 mm 的兩個(gè)與孔 mm 相垂直的平面根據(jù)零件外形及尺寸807.39027.1 的要求，選用粗銑-磨得方案 （3） 50mm 花鍵孔因孔徑不大，所以不采用先車(chē)后拉，而采用鉆-擴(kuò)-拉方案。 （4） 65mm 外圓和 M60 x1 外螺紋表面均采用車(chē)削即可達(dá)到零件圖紙的要求 3.4.2 基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者， 還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 3.4.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般的軸類(lèi)零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對(duì)本零件來(lái)說(shuō)， 如果以 65mm 外圓（或 62mm 外圓）表面作基準(zhǔn)（四點(diǎn)定位） ，則可能造成這一組內(nèi) 外圓柱表面與零件的叉部外形不對(duì)稱。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加 工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與 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)） ，現(xiàn)選擇叉部?jī)蓚€(gè) mm 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個(gè)短 V 形塊支承這兩個(gè)39027.1 mm 的外輪廓作主要定位面，以消除 四個(gè)自由度，再用一對(duì)自動(dòng). xy 定心的窄口卡爪，夾持在 65mm 外圓柱面上，用以消除 兩個(gè)自由度，達(dá)到完全z 定位。 3.4.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)， 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 畢業(yè)論文 - 6 - 3.4.3. 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)適時(shí)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。由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專 用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便 使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方 案： 3.4.3.1 工藝路線方案一 工序 車(chē)外圓 62mm，60mm，車(chē)螺紋 M601mm。 工序 兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔 43mm，锪沉頭孔 55mm。 工序 倒角 560。 工序 鉆 Rc1/8 底孔。 工序 拉花鍵孔。 工序 粗銑 39mm 二孔端面。 工序 精銑 39mm 二孔端面。 工序 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩個(gè) 39mm 孔至圖樣尺寸并锪倒角 245。 工序 鉆 M8mm 底孔 6.7mm，倒角 120。 工序 攻螺紋 M8mm 底孔 6.7mm，倒角 120。 工序 沖箭頭。 工序 檢查。 3.4.3.2 工藝路線方案二 工序 粗銑 39mm 二孔端面。 工序 精銑 39mm 二孔端面。 工序 鉆 39mm 二孔（不到尺寸） 。 工序 鏜 39mm 二孔（不到尺寸） 。 工序 精鏜 39mm 二孔，倒角 245。 工序 車(chē)外圓 62mm，60mm，車(chē)螺紋 M601mm 工序 鉆、鏜孔 43mm，并锪沉頭孔 55mm。 工序 倒角 560。 工序 鉆 Rc1/8 底孔。 工序 拉花鍵孔。 工序 鉆 M8mm 螺紋底孔 6.7mm 孔，倒角 120。 工序 攻螺紋 M8mm 底孔 6.7mm，倒角 120。 工序 沖箭頭。 畢業(yè)論文 - 7 - 工序 檢查。 3.4.3.3 工藝路線方案三 工序 車(chē)端面及外圓 62mm，60mm，車(chē)螺紋 M601mm。 工序 鉆、擴(kuò)花鍵底孔 43mm，并锪沉頭孔 55mm。 工序 內(nèi)花鍵孔 560倒角。 工序 鉆錐螺紋 Rc1/8 底孔。 工序 拉花鍵。 工序 粗銑 39mm 二孔端面。 工序 鉆、擴(kuò) 39mm 二孔及倒角。 工序 精、細(xì)鏜 39mm 二孔。 工序 磨 39mm 二孔端面，保證尺寸 1180-0.07mm。 工序 鉆叉部四個(gè) M8mm 螺紋底孔并倒角。 工序 攻螺紋 4-M8mm，Rc1/8。 工序 沖箭頭。 工序 終檢。 3.4.3.4 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工以花鍵孔為中心的一組表面，然 后以此為基面加工 39mm 二孔；而方案二則與此相反，先是加工 39mm 孔，然后 再以此二孔為基準(zhǔn)加工花鍵孔及其外表面。兩相比較可以看出，先加工花鍵孔后再 以花鍵孔定位加工 39mm 二孔，這時(shí)的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比 較方便。但方案一中的工序 35 雖然代替了方案二中的工序 10、15、20，減少了裝 夾次數(shù)，但在一道工序中要完成這么多工作，除了選用專門(mén)設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（但在 成批生產(chǎn)時(shí)，在能保證加工精度的情況下，應(yīng)盡量不選用專用組合機(jī)床）外，只能 選用轉(zhuǎn)塔機(jī)床。而轉(zhuǎn)塔車(chē)床目前大多適用于粗加工，用來(lái)在此處加工 39mm 二孔 是不合適的。 通過(guò)仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)方案 二還有其他問(wèn)題，主要表現(xiàn)在 39mm 兩個(gè)孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定： 39mm 二孔中心線應(yīng)與 55mm 花鍵孔垂直，垂直公差為 100：0.2；39mm 二孔與 其外端面應(yīng)垂直，垂直度公差為 0.1mm。由此可以看出：因?yàn)?39mm 二孔的中心線 要求與 55mm 花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測(cè)量 39mm 孔時(shí)應(yīng)以花鍵孔為 基準(zhǔn)。這樣做，能保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合。在上述工藝路線制訂中也是這 樣做了的。同理，39mm 二孔與其外端面的垂直度（0.1mm）的技術(shù)要求在加工與 測(cè)量時(shí)也應(yīng)遵循上述原則。但在已制訂的工藝路線中卻沒(méi)有這樣做：39mm 孔加工 時(shí)，以 55mm 花鍵孔定位（這是正確的） ；而 39mm 孔的外端面加工時(shí)，也是以 55mm 花鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準(zhǔn)重合的原 畢業(yè)論文 - 8 - 則，造成了不必要的基準(zhǔn)不重合誤差。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng) 39mm 二孔的外端面以花鍵 孔為基準(zhǔn)加工時(shí)，如果兩個(gè)端面與花鍵孔中心線已保證絕對(duì)平行的話（這是很難得） ，那么由于 39mm 二孔中心線與花鍵孔仍有 100：0.2 的垂直公差，則 39mm 孔 與其外端面的垂直度誤差就會(huì)很大，甚至?xí)斐沙疃鴪?bào)廢。這就是由于基準(zhǔn)不重 合而造成的惡果。方案三解決了上述問(wèn)題，因此，最后的加工路線確定如下： 工序 車(chē)端面及外圓 62mm，60mm，車(chē)螺紋 M601mm。以 兩個(gè)叉耳外輪廓及 65mm 外圓為粗基準(zhǔn)，選用 C620-1 臥式車(chē)床， 專用夾具裝夾。 工序 鉆、擴(kuò)花鍵底孔 43mm，并锪沉頭孔 55mm。以 62mm 外圓為 基準(zhǔn)，選用 C365L 轉(zhuǎn)塔車(chē)床。 工序 內(nèi)花鍵孔 560倒角。選用 C620-1 車(chē)床加專用夾具。 工序 鉆錐螺紋 Rc1/8 底孔。選用 Z525 立式鉆床及專用鉆模。這里安排 鉆 RC1/8 底孔主要是為了下道工序拉花鍵時(shí)消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè) 置的一個(gè)定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪 廓消除回轉(zhuǎn)自由度。 工序 拉花鍵孔。利用花鍵內(nèi)底孔、 55mm 端面及 RC1/8 錐紋孔定位，選 用 L6120 臥式拉床加工。 工序 粗銑 39mm 二孔端面，以花鍵孔定位，選用 X63 臥式銑床加工。 工序 鉆、擴(kuò) 39mm 二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用 Z550 立式 鉆床加工。 工序 精、細(xì)鏜 39mm 二孔。選用 T740 型臥式金剛鏜床及用夾具加工， 以花鍵內(nèi)孔及端面定位。 工序 磨 39mm 二孔端面，保證尺寸 1180-0.07mm，以 39mm 孔及花鍵孔定位，選用 M7130 平面磨床及專用夾具加工。 工序 鉆叉部四個(gè) M8mm 螺紋底孔并倒角。選用 Z4012 立式及 專用夾具加工，以花鍵孔及 39mm 孔定位。 工序 攻螺紋 4-M8mm，Rc1/8。 工序 沖箭頭。 工序 終檢。 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)附表 1“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片” 3.5 機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 “萬(wàn)向節(jié)滑動(dòng)叉”零件材料為 45 鋼，硬度 207241HBS，毛坯重量約為 6Kg，生 產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 根據(jù)上述原是資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸如下： 畢業(yè)論文 - 9 - 1.外圓表面（62mm 及 M601mm） 考慮其加工長(zhǎng)度為 90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工表面直徑為 65mm，為簡(jiǎn)化模鍛 毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為 65mm。62mm 表面為自由尺寸公差， 表面粗糙度值要求為 Rz200m,只要求粗加工，此時(shí)直徑余量 2Z=3mm 已能滿足加工 要求。 2.外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（M601mm 端面） 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) （以下簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè) ）表 2.2-14，其 中鍛件重量為 6Kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為 S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)取 M1，鍛件輪廓尺寸 （長(zhǎng)度方向）180315mm，故長(zhǎng)度方向偏差為 mm。5.170 長(zhǎng)度方向的余量查工藝手冊(cè)表 2.22.5，其余量值規(guī)定為 2.02.5mm，現(xiàn)取 2.0mm。 3.兩內(nèi)孔 39mm（叉部） 毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于 IT7IT8 之間，參照工藝手冊(cè) 表 2.3-9 及表 2.3-12 確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：25mm 鉆孔：37mm 2Z=12mm 擴(kuò)鉆：38.7mm 2Z=1.7mm 精鏜：38.9mm 2Z=0.2mm 細(xì)鏜： mm 2Z=0.1mm39027.1 4.花鍵孔（16- mm mm mm）5.416.05048. 要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。 內(nèi)孔尺寸為 mm，見(jiàn)圖樣。參照工藝手冊(cè)表 2.3-9 確定孔的加工余量16.0 分配： 鉆孔：25mm 鉆孔：41mm 擴(kuò)鉆：42mm 拉花鍵孔（16- mm mm mm）5039.416.05048. 花鍵孔要求外徑定心，拉削時(shí)的加工余量參照工藝手冊(cè)表 2.3-19 取 2Z=1mm。 5. mmmm 二孔外端面的加工余量（加工余量的計(jì)算長(zhǎng)度為 mm）3027.1 1807. （1）按照工藝手冊(cè)表 2.2-25，取加工精度 F2，鍛件復(fù)雜系數(shù) S3， 鍛件重 6Kg，則二孔外端面的單邊加工余量為 2.03.0mm，取 Z=2mm。鍛件的公差按 工藝手冊(cè)表 2.2-14，材質(zhì)系數(shù)取 M1，復(fù)雜系數(shù) S3，則鍛件的偏差為 mm。.170 （2）磨削余量：?jiǎn)芜?0.2mm（見(jiàn)工藝手冊(cè)表 2.3-21 ） ，磨削公差即零件公差- 0.07mm。 （3）銑削余量：銑削的公差余量（單邊）為： 畢業(yè)論文 - 10 - Z=2.0-0.2=1.8（mm） 銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為 IT11 級(jí)，因此可知本工序的加工 公差為-0.22mm（入體方向） 。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量 其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加 工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予確定。 39mm 二孔外端面尺寸加工余量和工序 間余量及公差分布見(jiàn)圖。 毛坯名義尺寸 118+2x2=122 118+0.2x2=118.4 最大余量 118 最小余量 最大余量 最小余量 磨 粗銑 -0.07/2 -0.02/2 -0.7 +1.3 39mm 孔外端面工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法） 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 118+22=122（mm） 毛坯最大尺寸： 122+1.32=124.6（mm） 毛坯最小尺寸： 122-0.72=120.6（mm） 粗銑后最大尺寸： 118+0.22=118.4（mm） 粗銑后最小尺寸： 118.4-0.22=118.18（mm） 磨后尺寸與零件圖尺寸應(yīng)相符，即 1180-0.07mm 最后，將上述計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成表 1。 表 1 加工余量計(jì)算表(mm) 畢業(yè)論文 - 11 - 鍛件毛坯 （39mm 二端面， 零件尺寸 1180- 0.07） 粗銑二端面 磨二端 面 最大 124.6 118.4加工前 尺寸 最小 120.6 118.18 最大 124.6 118.4 118加工后 尺寸 最小 120.6 118.18 117.93 最大 3.1 0.2加工余量（單邊） 2 最小 1.21 0.125 加工公差 +1.3-0.7 -0.22/2 -0.07/2 3.6 確定切削用量及基本工時(shí) 工序：車(chē)削端面、外圓及螺紋。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。 3.6.1 加工條件 工件材料：45 鋼正火， b=0.60GPa、模鍛。 加工要求：粗車(chē) 60mm，斷面及 60mm、62mm 外圓，Rz200m；車(chē)螺紋 M601mm。 機(jī)床：C620-1 臥式車(chē)床。 刀具：刀片材料 YT15，刀桿尺寸 1625mm2， r=90， r0=15， 0= 12，r =0.5mm。60螺紋車(chē)刀：刀片材料：W18Cr4V。 3.6.2 計(jì)算切削用量 （1）粗車(chē) M601mm 端面 1） 已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為 mm，考慮 7的模鍛拔1.5072 模斜度，則毛坯超過(guò)年度方向的最大加工余量 Zmax=7.5mm。但實(shí)際上，由于以后還要 鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個(gè) 40mm 芯部待以后鉆孔時(shí)加工 掉，故此時(shí)實(shí)際端面最大加工余量可按 Zmax=5.5mm 考慮，分兩次加工， p=3mm 計(jì)。 長(zhǎng)度加工公差按 IT12 級(jí)，取-0.46mm（入體方向） 2） 進(jìn)給量 f 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) （第三版） （以下簡(jiǎn)稱切削手冊(cè) ） 表 1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為 16mm25mm， p3mm 以及工件直徑為 60mm 時(shí) 工 序加 工 尺 寸 及 公 差 畢業(yè)論文 - 12 - f=0.50.7mm/r 按 C620-1 車(chē)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)切削手冊(cè)表 1.30）取 f=0.5mm/r 3） 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)表 1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽 命選 T=60min） 。 Vc=Cv/Tm pXvfYvkv（m/min） 其中：Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù) Kv 見(jiàn)切削手冊(cè)表 1.28，即 kmv=1.44，k sv=0.8，k kv=1.04，k krv=0.81，k Bv=0.97。 所以 Vc=242/60 0.230.150.50.351.440.81.040.810.97 =108.6（m/min） 4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/d w=532（m/min） 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)工藝手冊(cè)表 4.2-8） ，與 532r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/min 及 600r/min?，F(xiàn)選取 nw=600r/min。如果選 nw=480r/min，則速度損 失太大。 所以實(shí)際切削速度 v=122m/min。 5） 切削工時(shí)，按工藝手冊(cè)表 6.2-1。 l=65-40/2=12.5（mm） ，l 1=2mm，l 2=0，l 3=0 tm=l1+l2+l3/nwfi=12.5+2/600*0.5=0.096（min） （1） 粗車(chē) 62mm 外圓，同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 1） 切削深度 單邊余量 Z=1.5mm，可一次切除。 2） 進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊(cè)表 1.4，選用 f=0.5mm/r。 3） 計(jì)算切削速度 見(jiàn)切削手冊(cè)表 1.27 Vc=Cv/Tm pXvfYvkv =116 （m/min） 4） 確定主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/d w =568 （r/min） 按機(jī)床選取 n=600r/min 所以實(shí)際切削速度 V=dn/1000=65x600/1000=122(m/min) 5） 檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力 Fc 按切削手冊(cè)表 1.29 所示公式計(jì) 算 Fc= C Fc Fc Fc FcKFcaxpyfvnc 其中：C Fc=2795，X Fc=1.0，Y Fc=0.75，n Fc=-0.15， =(b/650) =0.94MpKF kkr=0.89 畢業(yè)論文 - 13 - 所以 Fc=27951.50.5 0.75122-0.150.940.89 =1012.5（N） 切削時(shí)消耗功率 Pc 為 Pc=FcVc/6x =2.06(Kw)410 由切削手冊(cè)表 1.30 中 C620-1 機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知，C620-1 主電動(dòng)機(jī)功率為 7.8kW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 600r/min 時(shí)，主軸傳遞的最大功率為 5.5kW，所以機(jī)床功率足夠， 可以正常加工。 6） 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力 Fc=1012.5N，徑向切削力 Fp按切 削手冊(cè)表 1.29 所示公式計(jì)算 Fp= CFp Fp Fp FpKFpaxpyfvnc 其中：C Fp=1940，x Fp=0.9，y Fp=0.6，n Fp=-0.3 =(b/650) =0.897MpKnF Kkr=0.5 所以 Fp=19401.5 0.90.50.6122-0.30.8970.5 =195（N） 而軸向切削力 Ff= CFf Ff FpKFpaxfvnc 其中：C Ff =2880，x Ff=1.0，y Ff=0.5，n Ff=-0.4 kM=(b/650) =0.923nF kk=1.17 軸向切削力 Ff=28801.50.50.5122-0.40.9231.17 =480（N） 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) =0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu) 的作用力為 F=Ff+（F c+Fp） =480+0.1（1012.5+195）=600（N） 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為 3530N（見(jiàn)切削手冊(cè)表 1.30） ， 故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 7） 切削工時(shí) t=l+l1+l2/nf 其中 l=90，l 1=4，l 2=0 所以 t=90+4/6000.5=0.31（min） （2） 車(chē) 60mm 外圓柱面 p=1mm f=0.5mm/r（切削手冊(cè)表 1.6，Ra=6.3m，刀夾圓弧半 徑 rs=1.0mm） Vc=Cv/Tm pXvfYvkv 畢業(yè)論文 - 14 - 其中：C v=242 m=0.2,T=60 xv=0.15,yv=0.35,kM=1.44,kk=0.81 Vc=159(m/min) n=843(r/min) 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 n=770r/min 則此時(shí) v=145m/min 切削工時(shí) t=（l+l 1+l2）/nf 其中：l=20 l 1=4 l2=0 所以 t=（20+4）/7700.5=0.062（min） （3） 車(chē)螺紋 M601mm 1）切削速度的計(jì)算 見(jiàn)切削用量手冊(cè) （艾興、肖詩(shī)綱編，機(jī)械工業(yè)出版社， 1985）表 21，刀具壽命 T=60min，采用高速螺紋車(chē)刀，規(guī)定粗車(chē)螺紋時(shí) p =0.08，走 刀次數(shù) i=2 Vc=Cv/Tm pXvfYvkv 其中：C v=11.8，m=0.11，x v=0.70，y v=0.3，螺距 t1=1 kM=（0.637/0.6） 1.75=1.11，k k=0.75 所以粗車(chē)螺紋時(shí)： Vc=21.57(m/min) 精車(chē)螺紋時(shí) Vc=36.8(m/min) 2）確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車(chē)螺紋時(shí) n1=1000vc/D=100021.57/60=114.4（r/min） 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 n=96r/min 實(shí)際切削速度 v c=18m/min 精挑螺紋時(shí) n1=1000vc/D=100036.8/60=195（r/min） 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 n=184r/min 實(shí)際切削速度 v c=34m/min 3）切削工時(shí) 取切入長(zhǎng)度 l1=3mm 粗車(chē)螺紋工時(shí) t1 =（l+ l 1） /nf*i=0.75(min) 精車(chē)螺紋 t2 =（l+ l 1） /nf*i=0.18 所以車(chē)螺紋的總工時(shí)為 t=t1+t2=0.93（m/min） 畢業(yè)論文 - 15 - 工序：鉆、擴(kuò)花鍵底孔 43mm 及锪沉頭孔 55mm，選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車(chē)床 C365L。 1. 鉆孔 25mm f=0.41mm/r （見(jiàn)切削手冊(cè)表 2.7） v=12.25m/min （見(jiàn)切削手冊(cè)表 2.13 及表 2.14，按 5 類(lèi)加 工性考慮） nS=1000v/d W=100012.25/25=155（r/min） 按機(jī)床選取 nW=136r/min（按工藝手冊(cè)表 4.2-2） 所以實(shí)際切削速度 v=d WnW/1000=10.68（m/min） 切削工時(shí) t=（l+l 1+l2）/n Wf=3(min) 其中：切入 l1=10mm，切出 l2=4mm l=150mm 2. 鉆孔 41mm 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆 同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為 f=（1.21.8）f 鉆 v=（1/21/3）v 鉆 式中 f 鉆 、v 鉆 ---加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量。 現(xiàn)已知 f 鉆 =0.56mm/r （切削手冊(cè)表 2.7） v 鉆 =19.25m/min （切削手冊(cè)表 2.13） 并令 f=1.35f 鉆 =0.76mm/r 按機(jī)床選取 f=0.76mm/r v=0.4v 鉆 =7.7m/min nS =1000v/D=59(r/min) 按機(jī)床選取 nW=58r/min 所以實(shí)際切削速度為 v=41*58/1000=7.47(m/min) 切削工時(shí) l 1=7mm，l 2=2mm，l=150mm t=(150+7+2)/0.76x59=3.55(min) 3擴(kuò)花鍵底孔 43mm 根據(jù)切削手冊(cè)表 2.10 規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò) 43mm 孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床 規(guī)格選 f=1.24mm/r 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為 v=0.4v 鉆 畢業(yè)論文 - 16 - 其中 v 鉆 為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。 故 V=0.4 19.25=7.7（m/min） nS =1000*7.7/*43=57(r/min) 按機(jī)床選取 n W=58r/min 切削工時(shí)切入 l1=3mm， ，切出 l 2=1.5mm t=(150+3+1.5)/58*1.24=2.14(min) 4 锪圓柱式沉頭孔 55 根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的 1/2-1/3，故 f=1/3f 鉆 =1/3 0.6=0.2（mm/r） 按機(jī)床取 0.21mm/r v=1/3v=1/3 25=8.33（m/mm） nS =1000v/D=48(r/min) 按機(jī)床選取 nW=44r/min，所以實(shí)際切削速度 v=Dn W /1000=8.29(m/min) 切削工時(shí) 切入 l 2=2mm，l 2=0，l=8mm t=（l+l 1+l2）/nf=1.08(min) 在本工步中，加工 55mm 沉頭空的測(cè)量長(zhǎng)度，由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合， 故需要進(jìn)行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應(yīng)保證尺寸 45mm。 尺寸鏈如下圖所示，尺寸 45mm 為終結(jié)環(huán)，給定尺寸 185mm 及 45mm，由于基準(zhǔn)不 重合，加工時(shí)應(yīng)保證尺寸 A A=185-45=140（mm） 規(guī)定公差值。因終結(jié)環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，即 T（45） =T（185 ） +T（140） 現(xiàn)由于本尺寸鏈較簡(jiǎn)單，故分配公差采用等公差法。尺寸 45mm 按自由尺寸取公差 等級(jí) IT16，其公差 T（45） =1.6mm，并令 T（185） =T（140） =0.8 mm 45 A 185 55mm 孔深的尺寸換算 工序：43mm 內(nèi)孔 530倒角，選用臥式車(chē)床 C620-1。由于最后的切削寬度 很大，故按成形車(chē)削制定進(jìn)給量。根據(jù)手冊(cè)及機(jī)床取 f=0.08mm/r （見(jiàn)切削手冊(cè)表 1.8） 當(dāng)采用高速鋼車(chē)刀時(shí)，根據(jù)一般材料，確定切削速度 v=16m/min 則 n s=1000v/D=100016/43=118（r/min） 畢業(yè)論文 - 17 - 按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 nW=120r/min，則此時(shí)切削速度為 v=Dn W/1000=16.2（m/min） 切削工時(shí) l=5mm l1=3mm t=（l+l 1）/n Wf=0.83（min） 工序：鉆錐螺紋 Rc1/8 底孔（8.8mm） f=0.11mm/r （切削手冊(cè)表 2.7） v=25m/min （切削手冊(cè)表 2.13） 所以 n=1000v/D=100025/8.8=904（r/min） 按機(jī)床選取 nW=680r/min （切削手冊(cè)表 2.35） 實(shí)際切削速度 v=Dn/1000=8.8680/1000=18.8（m/min） 切削工時(shí) l=11mm，l 1=4mm，l 2=3mm t=（l+l 1+l2）/n Wf=0.24(min) 工序：拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為 0.06mm，拉削 速度 v=0.06m/s（3.6m/min） 切削工時(shí) t= Zblk/1000vf Zz 式中 Z b-----單面余量 3.5mm（由 43mm 拉削到 50mm） ； l-----拉削表面長(zhǎng)度，140mm； -----考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取 1.2； k-----考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取 1.4； v-----拉削速度（m/min） ； fZ----拉刀單面齒升； z-----拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，z=l/p； p-----拉刀齒距。 p=（1.251.5） =1.35 =16mml140 所以 拉刀同時(shí)工作齒數(shù) z=l/p=140/169 所以 t=3.51401.21.4/10003.60.069=0.42（min） 工序：粗銑 39mm 二孔端面，保證尺寸 118.40-0.22mm fz=0.08mm/齒 （參考切削手冊(cè)表 3-3） 切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定 v=0.45m/s 即 27m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d W=225mm，齒數(shù) z=20。則 畢業(yè)論文 - 18 - ns=1000v/d W=100027/225=38（r/min） 現(xiàn)采用 X63 臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)工藝手冊(cè)表 4.2-39） ，取 nW =37.5r/min，故實(shí)際切削速度為 v=d WnW/1000=22537.5/1000=26.5（m/min） 當(dāng) nW =37.5r/min 時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 fm應(yīng)為 fm=fzznW=0.082037.5=60（m/min） 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，剛好有 fm=60m/min，故直接選用該值。 切削工時(shí)：由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤(pán)不必銑過(guò)整個(gè)工件，利用作圖法，可得出 銑刀的行程 l+l1+l2=105mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tm=（l+l 1+l2）/f M=105/60=1.75(min) 工序： 鉆、擴(kuò) 39mm 二孔及倒角。 1. 鉆孔 25mm 確定進(jìn)給量 f：根據(jù)切削手冊(cè)表 2.7，當(dāng)鋼 b800MPa，d 0=25mm 時(shí)，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工 25mm 孔時(shí)屬于低鋼度零件，故進(jìn)給量應(yīng) 乘系數(shù) 0.75，則 f=（0.390.47）0.75=0.290.35（mm/r） 根據(jù) Z535 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 f=0.25mm/r。 切削速度：根據(jù)切削手冊(cè)表 2.13 及表 2.14，查得切削速度 v=18m/min。所以 ns=1000v/d W=100018/25=229（r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 nW=195r/min，故實(shí)際切削速度為 v=d WnW/1000=25195/1000=15.3（m/min） 切削工時(shí) l=19mm l1=9mm l2=3mm tW1= （l+l 1+l2）/n Wf=19+9+3/195*0.25=0.635（min） 以上為鉆一個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間。故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為 tM=tM12=0.6352=1.27（min） 2. 擴(kuò)鉆 37mm 孔 利用 37mm 的鉆頭對(duì) 25mm 的孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，擴(kuò) 鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 f=（1.21.8）f 鉆 =（1.21.8）0.650.75 =0.5850.87（mm/r） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選取 f=0.57mm/r v=（1/21/3）v 鉆 =（1/21/3）12 =6 4（m/min） 則主軸轉(zhuǎn)速為 n=51.634r/min 并按機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 nW=68r/min。 畢業(yè)論文 - 19 - 實(shí)際切削速度為 v=d WnW/1000=25195/1000=15.3（m/min） 切削工時(shí)（一個(gè)孔）：l=19mm， l 1=6mm， l 2=3mm t1=（19+6+3）/n Wf=0.72(min) 當(dāng)擴(kuò)鉆兩個(gè)孔時(shí)，機(jī)動(dòng)工時(shí)為 t=0.722=1.44（min） 3. 擴(kuò)孔 38.7mm 采用刀具：38.7 專用擴(kuò)孔鉆。 進(jìn)給量：f=（0.91.2）0.7 （切削手冊(cè)表 2.10） =0.630.84（min/r） 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 f=0.72mm/r。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取 n=68r/min，其切削速度 v=8.26m/min。 機(jī)動(dòng)工時(shí) l=19mm， l 1=3mm， l 2=3mm t1=(19+3+3)/nf=0.51(min) 當(dāng)加工兩個(gè)孔時(shí) tm=0.512=1.02（min） 4. 倒角 245雙面 采用 90锪鉆。 為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同： n=68r/min 手動(dòng)進(jìn)給。 工序：精、細(xì)鏜 mm 二孔，選用機(jī)床：T740 金剛鏜床。39027.1 （1）精鏜孔至 38.9mm，單邊余量 Z=0.1mm，一次鏜去全部余量， p =0.1mm。 進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定金剛鏜床的切削速度為 v=100m/min，則 nW=1000v/D=1000100/39=816（r/min） 由于 T740 金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無(wú)級(jí)調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。 切削工時(shí)：當(dāng)加工一個(gè)孔時(shí) l=19mm， l 1=3mm， l 2=4mm t1=（l+l 1+l2）/n Wf=0.32（min） 所以加工兩個(gè)孔時(shí)的機(jī)動(dòng)時(shí)間為 t=0.322=0.64（min） （2）細(xì)鏜孔至 mm。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)39027.1 工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精鏜相同 畢業(yè)論文 - 20 - p=0.05mm； f=0.1mm/r； nW=816r/min，v=100m/min； t=0.64min 工序：磨 39mm 二孔端面，保證尺寸 1180-0.07mm （1）選擇砂輪。見(jiàn)工藝手冊(cè)第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 WA46KV6P35040127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 46#，硬度為中軟 1 級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6 號(hào) 組織，平型砂輪，其尺寸為 35040127（DBd） 。 （2）切小用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速 n 砂 =1500r/min（見(jiàn)機(jī)床說(shuō)明書(shū)） ，v 砂 =27.5m/s。 軸向進(jìn)給量 fa=0.5B=20mm（雙行程） 工作速度 vW=10m/min 徑向進(jìn)給量 fr=0.015mm/雙行程 （3）切削工時(shí)。當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí) t1=2LbZbk/1000v fa fr (見(jiàn)工藝手冊(cè)表 6.2-8) 式中 L-----加工長(zhǎng)度 73mm； b-----加工寬度，68mm； Zb----單面加工余量，0.2mm； k-----系數(shù)，1.10； v-----工作臺(tái)移動(dòng)速度（m/min） ； fa----工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量（mm） ； fr----工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（mm） 。 t1=273681.1/100010200.015 =10920/3000=3.64（min） 當(dāng)加工兩端面時(shí) tm=3.642=7.28（min） 工序：鉆螺紋底孔 4-6.7mm 并倒角 120。 f=0.20.50=0.1（mm/r） （切削手冊(cè)表 2.7） v=20m/min （切削手冊(cè)表 2.13 及表 2.14） 所以 n s=1000v/D=100020/6.7=950（r/min） 按機(jī)床取 nW=960r/min，故 v=20.2m/min。 切削工時(shí)（4 個(gè)孔） l=19mm， l 1=3mm， l 2=1mm tm=（l+l 1+l2）/n Wf= 畢業(yè)論文 - 21 - 倒角仍取 n=960r/min。手動(dòng)進(jìn)給。 工序：攻螺紋 4-M8mm 及 Rc1/8 由于公制螺紋 M8mm 與錐螺紋 Rc1/8 外徑相差無(wú)幾，故切削用量一律按 加工 M8 選取 v=0.1m/s=6m/min 所以 n s=238r/min 按機(jī)床選取 nW=195r/min，則 v=4.9m/min。 機(jī)動(dòng)工時(shí) l=19mm， l 1=3mm， l 2=3mm 攻 M8 孔 t m1=（l+l 1+l2）*2/nf*4=1.02(min) 攻 Rc1/4 孔 l=11mm， l 1=3mm， l 2=0mm tm2=（l+l 1+l2）/nf*2=0.15(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，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并 填入機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片，見(jiàn)工藝單。 第 4 章 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 指導(dǎo)老師要求設(shè)計(jì)第道工序鉆錐螺紋 Rc1/8 底孔（8.8mm）和第道工序 粗銑 39mm 二孔端面的銑床夾具。道工序?qū)⒂糜诹⑹姐@床 Z525，刀具為 8.8mm 麻 花鉆頭。道工序夾具將用于 X63 臥式銑床。刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對(duì) 工件的兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。 4.1 問(wèn)題的提出 本夾具主要用來(lái)粗銑 39mm 二孔的兩個(gè)端面，這兩個(gè)端面對(duì) 39mm 孔及花鍵孔都 有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng) 強(qiáng)度，而精度則不是主要問(wèn)題。 4.2 夾具設(shè)計(jì) 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，39mm 二孔端面應(yīng)對(duì)花鍵孔中心線有平行度及對(duì)稱度要求，其設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的自動(dòng)定心夾 具。但這種自動(dòng)定心夾具在結(jié)構(gòu)上將過(guò)于復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位 基面。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對(duì)兩個(gè) 39mm 孔端面同時(shí)進(jìn)行 畢業(yè)論文 - 22 - 加工。 4.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，225mm，z=20 F= CF FF F FZ/dF F（見(jiàn)切削手冊(cè)表 3.28）xpayzuenw 其中：C F=650，ap =3.1mm，x F=1.0，f z=0.08mm，y F=0.72， e=40mm （在加工面上測(cè)量的近似值）u F=0.86，d 0=225mm，q F=0.86，w F=0，z=20 所以 F=6503.10.08 0.72400.8620/2250.86 =1456（N） 當(dāng)用兩把刀銑削時(shí)，F(xiàn) 實(shí) =2F=2912（N） 水平分力：F H=1.1F 實(shí) =3203（N） 垂直分力：F v=0.3F 實(shí) =873（N） 在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=K1K2K3K4。 其中：K 1為基本安全系數(shù) 1.5； K2為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1； K3為刀具鈍化系數(shù) 1.1； K4為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1。 所以 F=KF H=1.51.11.11.13203=6395（N） 夾緊力的計(jì)算 采用聯(lián)動(dòng)移動(dòng)壓板式夾緊，利用螺栓和螺母的擰緊來(lái)夾緊工件。 由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 2-18 可知用扳手的六角螺母產(chǎn)生的夾緊力 F=1303X9.8=12769.4N，大于切削力的水平分力。此時(shí)夾緊力大于切削力，故本夾具可 以安全工作。 4.2.3 定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一花鍵軸， 該定位花劍軸的尺寸與公差現(xiàn)歸定位與本零件在工作時(shí)與其相配花鍵軸的尺寸與公差 相同，即 1643H1150H85H10mm。 （2）零件圖樣規(guī)定 mm 花鍵孔鍵槽寬中心線與 mm 兩孔中心線0.395 39027.1 轉(zhuǎn)角公差為 2。由于 39mm 孔中心線應(yīng)與其外端面垂直，故要求 39mm 二孔端面之 垂線應(yīng)與 50mm 花鍵孔鍵槽寬中心線轉(zhuǎn)角公差為 2。此項(xiàng)技術(shù)要求主要應(yīng)由花鍵槽 寬配合中的側(cè)向間隙保證。 已知花鍵孔鍵槽寬為 mm，夾具中定位花鍵軸鍵寬為 mm，因此當(dāng)零件安048. 502.6 裝在夾具中時(shí)，鍵槽處的最大側(cè)向間隙為 b max=0.048-（-0.065）=0.113（mm） 由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角 為 tan=b max /R=0.113/25=0.00452 畢業(yè)論文 - 23 - 所以 =0.258 即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。 （3）計(jì)算 39mm 二孔外端面銑加工后與花鍵孔中心線的最大平行度誤差。 零件花鍵孔與定位心軸外徑的最大間隙為： max=0.048-（-0.083）=0.131（mm） 當(dāng)定位花鍵軸的長(zhǎng)度取 100mm 時(shí)，則由上述間隙引起的傾角為 0.131/100。此即為 由于定位問(wèn)題而引起的 39mm 孔端面對(duì)花鍵孔中心線的最大平行度誤差。由于 39mm 孔外端面以后還要進(jìn)行磨削加工，故上述平行度誤差值可以允許。 4.2.4.銑床夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀（與塞尺配合使 用） ；同時(shí)，夾具體表面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)窗工作臺(tái)上有一正確的安裝 位置，以利于銑削加工。 銑床夾具的裝配圖及具體零件圖分別見(jiàn)圖紙。 4.2.5 鉆床夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，減低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。鉆床 是 z525，刀具為高速鋼麻花鉆。 在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知選心軸定位限制 4 個(gè)自由度，端面加擋板再限制一個(gè)自由度，再 用一個(gè)固定圓柱銷(xiāo)限制一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度達(dá)到完全定位。 切削力及加緊力計(jì)算 刀具為高速鋼麻花鉆，直徑為 8.8，f=0.11mm/r ，V=26m/min，n=904r/min 計(jì)算公式為： ，由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.34 可以查的kvfdCFfcff nyzff0 =1102， =0.867， =0.772， =0.124。cff f f 計(jì)算得此時(shí)的切削力為 1200N。 這時(shí)的力是在豎直方向上的，由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.34 可以計(jì)算得此時(shí)的扭矩 為 3.9n.m。它距離加緊位置大約 50mm，計(jì)算此時(shí)的切削力為 78N。 在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)為安全系數(shù) K= 4321K 其中： 為基本安全系數(shù) 1.51K 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.12 為刀具鈍化系數(shù) 1.13 畢業(yè)論文 - 24 -