箱體加工工藝規(guī)程及鏜Φ52孔夾具設(shè)計(jì)
箱體加工工藝規(guī)程及鏜Φ52孔夾具設(shè)計(jì),箱體,加工,工藝,規(guī)程,52,夾具,設(shè)計(jì)
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT 3
1 箱體Ⅰ加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 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
1.2零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 2
1.2.1孔和平面的加工順序 2
1.2.2孔系加工方案選擇 2
1.3箱體箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.2精基準(zhǔn)的選擇 3
1.4箱體I加工主要工序安排 4
2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
2.1頂面的加工余量 7
2.2前后端面上螺孔M5螺紋孔 7
2.3鏜孔的加工余量 7
2.4兩側(cè)面加工余量 7
3確定切削用量及基本工時(shí) 7
3.1銑下底面 8
3.2鉆、鉸4-Φ9定位孔 9
3.2.1鉆孔 9
3.2.2鉸定位孔 10
3.3 粗鏜Φ52的孔 10
3.4 精鏜Φ52的孔 11
4 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 13
4.1銑下底面 13
4.2鉆、鉸定位孔 13
4.3鉆、攻3-M5螺紋孔 14
4.4粗鏜Φ52主軸孔 14
5 鏜Φ52孔系專用夾具設(shè)計(jì) 15
5.1工件加工工藝分析 15
5.2定位方案及定位元件設(shè)計(jì) 15
5.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì) 17
5.4 鏜模和導(dǎo)向原件的選擇與設(shè)計(jì) 17
5.5 定位誤差分析 20
5.6鏜削力與夾緊力計(jì)算 21
5.7夾具精度的計(jì)算 22
5.8 夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 23
結(jié)論 24
參 考 文 獻(xiàn) 25
致 謝 26
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
箱體
共
12
頁(yè)
第
6
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
90
粗鏜
HT150
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄件
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
臥式鏜床
T68
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗鏜φ52-φ40孔，單邊留量0.5
鏜刀，游標(biāo)卡尺
421
3.78
0.21
3
2
0.17
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽 字
日 期
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
箱體
共
12
頁(yè)
第
9
頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
120
精鏜
HT150
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄件
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
臥式鏜床
T68
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
精鏜φ52-φ40孔
鏜刀，游標(biāo)卡尺
764
4.21
0.18
0.5
1
0.17
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
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日 期
標(biāo)記
處數(shù)
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日 期
設(shè)計(jì)說(shuō)明書
箱體的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)
摘 要
箱體的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)貼近實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)。該零件結(jié)構(gòu)有一定復(fù)雜性，有兩個(gè)主軸孔，并且有底面的大平面，因此零件毛坯采用灰鑄鐵鑄造成形，箱體零件是一種典型零件，因此其加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)也具有典型性。在加工過(guò)程中，采用先面后孔的加工路線，以保證工件的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一、準(zhǔn)確。為了消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響，整個(gè)工藝過(guò)程中主要是先加工基準(zhǔn)面，在加工其他的平面和孔，達(dá)到零件圖上的要求。
對(duì)各平面加工時(shí)，首先是考慮定位，以保證平面的尺寸精度、相互位置精度和表面粗糙度，同時(shí)提高了生產(chǎn)率。箱體零件的軸孔是箱體零件的關(guān)鍵，因此我采用專用夾具——臥式鏜床鏜孔來(lái)保證各孔系的尺寸精度、平行度、同軸度等要求，對(duì)其他的油孔、螺紋孔、緊固孔的加工可放到最后進(jìn)行。
箱體的主要加工部位為兩端面和軸孔。為了滿足零件要求，采用鏜床夾具來(lái)進(jìn)行加工，將大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。
關(guān)鍵詞：夾具，鏜模，余量，誤差，精度
III
ABSTRACT
I worm me the process of order and fixture design is a graduate close to the actual design. Parts of the structure of a certain complexity, there are two spindle hole, and a large flat bottom, so parts of rough forming a gray iron foundry, cabinet parts is a typical parts, so its processing procedures and fixture design also has typical . In the process, using surface after the first hole of the processing line, to ensure that the workpiece positioning benchmark unified and accurate. In order to eliminate the rough caused by stress, cutting force, the clamping force and cutting heat on the accuracy of processing, the whole process is the first major processing base level, in the processing of the plane and the other hole, reaching parts of the map Requirements.
On the plane processing, the first is to consider positioning, to ensure that the plane the size of accuracy, precision and location of each other surface roughness, while improving productivity. Parts of the box-axis is the key parts box, so I used special fixture - Boring horizontal boring machine to ensure the accuracy of the size of the hole, parallel, coaxial, and other requirements on other hole, thread Hole, fastening holes into the final processing can be carried out.
I worm me the main processing sites at both ends of the shaft and the hole. To meet the requirements of spare parts, used for milling and boring machine fixture fixture for processing, will greatly improve product quality and productivity.
Key words: fixture, boring mode, margin of error,
IV
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT 3
1 箱體Ⅰ加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 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
1.2零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 2
1.2.1孔和平面的加工順序 2
1.2.2孔系加工方案選擇 2
1.3箱體箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.1粗基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.2精基準(zhǔn)的選擇 3
1.4箱體I加工主要工序安排 4
2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7
2.1頂面的加工余量 7
2.2前后端面上螺孔M5螺紋孔 7
2.3鏜孔的加工余量 7
2.4兩側(cè)面加工余量 7
3確定切削用量及基本工時(shí) 7
3.1銑下底面 8
3.2鉆、鉸4-Φ9定位孔 9
3.2.1鉆孔 9
3.2.2鉸定位孔 10
3.3 粗鏜Φ52的孔 10
3.4 精鏜Φ52的孔 11
4 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 13
4.1銑下底面 13
4.2鉆、鉸定位孔 13
4.3鉆、攻3-M5螺紋孔 14
4.4粗鏜Φ52主軸孔 14
5 鏜Φ52孔系專用夾具設(shè)計(jì) 15
5.1工件加工工藝分析 15
5.2定位方案及定位元件設(shè)計(jì) 15
5.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì) 17
5.4 鏜模和導(dǎo)向原件的選擇與設(shè)計(jì) 17
5.5 定位誤差分析 20
5.6鏜削力與夾緊力計(jì)算 21
5.7夾具精度的計(jì)算 22
5.8 夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 23
結(jié)論 24
參 考 文 獻(xiàn) 25
致 謝 26
1 箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1 零件的分析
1.1.1零件的作用
題目給出的零件是箱體。箱體的主要作用是支承各傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證箱體各部件的正確安裝。因此箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響箱體內(nèi)各個(gè)部件的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。箱體安裝軸主要是實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。在兩個(gè)軸的端面都有擋蓋，兩個(gè)軸相互垂直安裝，實(shí)現(xiàn)其能量傳遞。
1.1.2零件的工藝分析
由箱體零件圖可知：這是一個(gè)簿壁殼體零件，它的外表面上有六個(gè)平面需要進(jìn)行加工，支承孔系在分別在前后和左右端面上。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?，F(xiàn)分析如下：
（1）以Φ130端面面為主要加工表面，這一組加工表面是底面，和4-Φ9的孔
（2）以底面和4-Φ9孔為主要加工表面，這一組加工表面包括：底面的銑Φ22和Φ132所在的孔系及其端面，Φ32端面和M16螺紋孔3-M5螺紋孔
1.2零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，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(duì)于箱體來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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。
由于生產(chǎn)量也相當(dāng)大，怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是箱體加工過(guò)程中的主要考慮因素。
1.2.1孔和平面的加工順序
箱體零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。箱體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
箱體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗先加工基準(zhǔn)面的原則，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。這樣處理還有一個(gè)好處就是在粗加工以后零件表面有應(yīng)力集中的現(xiàn)象，粗精分開可以在粗加工以后進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力。
1.2.2孔系加工方案選擇
箱體孔系加工方案，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)選擇最經(jīng)濟(jì)的機(jī)床。
根據(jù)箱體零件圖所示的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在臥式鏜床上上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用鏜模法鏜孔
在大批量生產(chǎn)中，箱體體孔系加工一般都在鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過(guò)鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。
采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。
（2）用臥式鏜孔
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不大能適應(yīng)這種要求，而臥式鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。
綜合以上的特點(diǎn)，本零件孔的加工采用臥式鏜床鏜孔。
1.3箱體箱體加工定位基準(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）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙；
（3）保證Φ52和Φ40兩個(gè)孔相互位置要求。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇變速箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。但是從箱體的零件結(jié)構(gòu)上看，兩個(gè)主軸孔作為主要基準(zhǔn)是不行的，為了能實(shí)現(xiàn)要求，在加工兩個(gè)孔的時(shí)候都選用底面作為基準(zhǔn)，以減少定位基準(zhǔn)不重合所帶來(lái)的精度誤差。也就是以底面和底面兩個(gè)孔限制6個(gè)自由度。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。
1.3.2精基準(zhǔn)的選擇
從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證箱體I在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從箱體零件圖分析可知，它的底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(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)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(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后和左右端面，雖然它是箱體的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c箱體的主要支承孔系垂直和平行。如果用來(lái)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(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
1.4箱體I加工主要工序安排
對(duì)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)。箱體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以Φ178端面定位粗、精加工底平面。第二個(gè)工序是加工定位用的4個(gè)地腳孔。由于底平面加工完成后一直到箱體加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，底面上的6工藝孔的需要鉸。
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。螺紋頂孔在鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于箱體，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。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200mg。
根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將箱體加工工藝路線確定如下：
方案一：
鑄造
時(shí)效處理
油漆
銑頂面及φ70臺(tái)面
銑底面
鉆底面4-φ9孔，锪平臺(tái)φ9（做為后工序夾具定位孔）
粗銑136兩側(cè)面，單邊留量0.5mm
粗鏜φ52-φ40孔，單邊留量0.5
粗鏜φ54-φ47孔，單邊留量0.5
銑左側(cè)4個(gè)U型槽
精銑136兩側(cè)面
精鏜φ52-φ40孔
精鏜φ54-φ47孔
1）鉆攻頂面上4XM5深10螺紋孔；
2）鉆攻D面上3XM5深20螺紋孔；
鉆攻E向，4XM5深10螺紋孔
檢驗(yàn)
方案二：
鑄造
時(shí)效處理
油漆
銑頂面及φ70臺(tái)面
銑底面
粗銑136兩側(cè)面，單邊留量0.5mm
粗鏜φ52-φ40孔，單邊留量0.5
粗鏜φ54-φ47孔，單邊留量0.5
銑左側(cè)4個(gè)U型槽
精銑136兩側(cè)面
精鏜φ52-φ40孔
精鏜φ54-φ47孔
鉆底面4-φ9孔，锪平臺(tái)φ9
1）鉆攻頂面上4XM5深10螺紋孔；
2）鉆攻D面上3XM5深20螺紋孔；
鉆攻E向，4XM5深10螺紋孔
檢驗(yàn)
根據(jù)以上的分析，這兩個(gè)工序過(guò)程的區(qū)別在于，方案一在加工完底面后，直接加工底面的4-Φ9孔，然后以其中4-Φ9孔作為定位基準(zhǔn)加工其余的各個(gè)端面和孔，這樣為后續(xù)的加工提供了基準(zhǔn)，綜合考慮我們選擇方案一，具體的加工路線如下
鑄造
時(shí)效處理
油漆
銑頂面及φ70臺(tái)面
銑底面
鉆底面4-φ9孔，锪平臺(tái)φ9（做為后工序夾具定位孔）
粗銑136兩側(cè)面，單邊留量0.5mm
粗鏜φ52-φ40孔，單邊留量0.5
粗鏜φ54-φ47孔，單邊留量0.5
銑左側(cè)4個(gè)U型槽
精銑136兩側(cè)面
精鏜φ52-φ40孔
精鏜φ54-φ47孔
1）鉆攻頂面上4XM5深10螺紋孔；
2）鉆攻D面上3XM5深20螺紋孔；
鉆攻E向，4XM5深10螺紋孔
檢驗(yàn)
24
2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“箱體”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
2.1頂面的加工余量
根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-24，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。
2.2前后端面上螺孔M5螺紋孔
毛坯為實(shí)心，鑄件。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-20，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
螺孔M5
鉆孔Φ4：攻絲M5
2.3鏜孔的加工余量
根據(jù)工序要求，前后和左右端面配合孔加工分為粗鏜、精鏜兩個(gè)工序完成，各個(gè)工序余量如下：
粗鏜：
Φ52孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-48,其余量值為；
Φ47孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-48,其余量值為3,mm；Φ
2.4兩側(cè)面加工余量
由工序要求，兩側(cè)面需進(jìn)行粗、精銑加工。各工序余量如下：
鏜：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-2，其余量值為3mm。
3確定切削用量及基本工時(shí)
3.1銑下底面
機(jī)床：立式銑床X51
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
銑削深度：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（式3.1）
式中： ———— 銑削速度
———— 切削圓周直徑
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-81，取
代入（式3.1）得：
， 取n=650r/min
實(shí)際銑削速度：
式中：n為轉(zhuǎn)速
進(jìn)給量：
（式3.2）
式中： ———— 每齒進(jìn)給量
———— 齒輪齒數(shù)
———— 主軸轉(zhuǎn)數(shù)
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-73，取
帶入（式3.2）得：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
（式3.3）
式中： ———— 進(jìn)給量
————主軸轉(zhuǎn)數(shù)
代入（式3.2）得：
：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
（式3.4）
式中： ———— 銑刀直徑
———— 銑刀寬度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-81,
代入（式3.4）得：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
3.2鉆、鉸4-Φ9定位孔
3.2.1鉆孔
機(jī)床：立式鉆床
刀具：麻花鉆
切削深度： 鉆刀直徑取Φ14
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-39，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
（式3.5）
式中： ———— 鉆孔的孔徑
———— 鉆頭的主偏角
由實(shí)際鉆孔知道，取16mm,所以代入（式3.5）得：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
3.2.2鉸定位孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-58，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-60，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
（式3.6）
式中： ———— 鉆孔的孔徑
———— 鉸刀的主偏角
———— 擴(kuò)，較前孔的直徑
經(jīng)查手冊(cè)得：=17.85mm，則代入（式3.6）得：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
定位孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間。
3.3 粗鏜Φ52的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：高速鋼刀具
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
（式3.7）
式中： ————切削深度
————鏜刀的主偏角
則代入（式3.7）得：
刀具切出長(zhǎng)度： ， 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
3.4 精鏜Φ52的孔
機(jī)床：臥式鏜床
刀具：高速鋼刀具
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66。
因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，代入（式3.7）得：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
則：本工序用的時(shí)間：
4 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該臥掄箱的年產(chǎn)量為1萬(wàn)件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于20.9件。設(shè)每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于22.9min。
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為：
（大量生產(chǎn)時(shí)）
因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：
（式4-1）
式中：————單件時(shí)間定額
————基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
————輔助時(shí)間：用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)
—布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值
所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間
4.1銑下底面
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，這又是毛坯面加工，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-46，所以取裝卸工件時(shí)間可以忽略。則。
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-48，
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
，
因此一臺(tái)機(jī)器能滿足生產(chǎn)要求。
4.2鉆、鉸定位孔
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-43，
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
4.3鉆、攻3-M5螺紋孔
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
鉆孔的輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。
則。
攻絲輔助時(shí)間：參照鉆孔輔助時(shí)間，取裝卸工件輔助時(shí)間為，工步輔助時(shí)間為。則
：參照鉆孔值，取
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
4.4粗鏜Φ52主軸孔
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則。
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-39，
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
因此應(yīng)布置六臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成本工序的加工。當(dāng)布置六臺(tái)機(jī)床時(shí)，。
即能滿足生產(chǎn)要求。
注：其他的孔面的加工的時(shí)間額定見工藝過(guò)程卡。
5 鏜Φ52孔系專用夾具設(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。在加工箱體零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工主軸孔的夾具一套。主軸孔的加工將用在組合鏜床上加工，刀具為硬質(zhì)合鏜刀W18Cr14C對(duì)箱體的孔進(jìn)行鏜孔加工。
本工序?yàn)殓MΦ52孔的工序，為了保證其加工精度，在鏜孔前所有的表面均已加工達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置精度要求。
5.1工件加工工藝分析
Φ52孔在零件上是一個(gè)水平的長(zhǎng)孔長(zhǎng)度為136.并且和Φ40孔同心，因此加工的時(shí)候2個(gè)孔要一起鏜加工方可保證同軸度要求，此孔系的水平距離136mm為自由公差，中心線到底面的尺寸為尺寸為80孔內(nèi)壁粗糙度要達(dá)，所以位置精度要還是高，靠臥式鏜床可以加工達(dá)到精度。
鏜模要保證以下精度：
中心線到底面的距離為80，孔內(nèi)壁粗糙度要達(dá)。
5.2定位方案及定位元件設(shè)計(jì)
根據(jù)零件結(jié)構(gòu)分析可得，因?yàn)楣ぜ酌媸枪ぜ脑O(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是裝配基準(zhǔn)。所以以底平面為主要的定位面，則采用經(jīng)典的一面兩銷定位，底面將限制工件Z方向的移動(dòng)、X方向上的旋轉(zhuǎn)、Y方向上的旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度。一個(gè)圓柱銷限制X方向和Y方向的移動(dòng)，另一個(gè)削邊銷則限制Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
這樣可以限制工件的六個(gè)自由度,實(shí)現(xiàn)完全定位?？紤]到盡可能的減小工件裝夾時(shí)的轉(zhuǎn)角誤差，同時(shí)使工件能順利裝卸，故在工件的加工側(cè)面使用四個(gè)彈簧壓塊進(jìn)行壓緊。
由于圓柱銷和削邊銷都已經(jīng)是夾具的標(biāo)準(zhǔn)件，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化因此我們直接根據(jù)孔的大小選擇標(biāo)準(zhǔn)件即可
我們的孔徑為9，在這里我們選擇最下面的14-18范圍的內(nèi)的圓柱銷，
然后我們?cè)谶x擇一個(gè)這么大的B型的定位銷，也叫削邊銷
具體的尺寸如下
5.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì)
由于該工序?yàn)榭准庸ぃ阽M削時(shí)，切向力垂直于底座，可以幫助工件夾緊。根據(jù)工件加工分析，孔有很長(zhǎng)一段距離需要鏜削加工，所以軸向力只有用2個(gè)移動(dòng)壓板組成壓緊和工件自身的重力一起產(chǎn)生的摩擦力來(lái)克服。
根據(jù)壓緊力作用點(diǎn)的選擇原則，我們壓緊力作用點(diǎn)要在主要的支撐面上，最好壓緊力和切削力相同，我們工件定位的主要下底面，因此我們壓緊是從定位的正下方壓緊比較合理，如果壓緊在臺(tái)階面上，我們所加工的面，會(huì)在壓緊的上面，這樣就成為一個(gè)懸臂機(jī)構(gòu)，這樣對(duì)加工是不利的，為了防止這種情況發(fā)送生，我們直接在底端面處采用一個(gè)移動(dòng)壓板壓緊。
5.4 鏜模和導(dǎo)向原件的選擇與設(shè)計(jì)
鏜模主要用于加工箱體、支座等零件上的孔或孔系。由于箱體類零件的孔系加工精度要求較高，鏜模的制造精度通常比鉆模高。鏜模的結(jié)構(gòu)類型主要決定于引導(dǎo)鏜刀桿的方法,按照鏜模架的位置可分為4種類型。①單向前支承鏜模：鏜模架在工件的前方，鏜刀桿與機(jī)床主軸是剛性聯(lián)接，用于加工盲孔。②單向后支承鏜模：鏜模架在工件的后方，鏜刀桿與機(jī)床主軸也是剛性聯(lián)接，用于加工小箱體上的通孔。③前后雙向支承鏜模：在工件的前、后方各有一鏜模架。鏜刀桿與機(jī)床主軸是浮動(dòng)聯(lián)接，完全由鏜模支承，其回轉(zhuǎn)精度與機(jī)床無(wú)關(guān)。這是使用最普遍的一種類型，用以加工箱體上孔徑較大的長(zhǎng)孔和不同箱壁上同一軸線的幾個(gè)孔。采用前后雙向支承以加工箱體的一個(gè)鏜模。④單向雙前支承鏜模:在工件前方裝有兩個(gè)鏜模架以支承鏜刀桿,鏜刀桿與機(jī)床主軸也采用浮動(dòng)聯(lián)接，用于無(wú)法采用前后雙向支承的場(chǎng)合。
的孔徑比較小因此我們采用后單支撐鏜模，
其結(jié)構(gòu)如下圖
鏜模的下端采用2個(gè)銷定位到夾具體上，然后用2個(gè)螺釘把鏜模固定到夾具體上，中間的孔為我們放鏜套和鏜套襯套的孔，M12的螺釘為鏜套螺釘孔
鏜套，鏜套襯套，鏜套螺釘均已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，我們可以根據(jù)自己的需要選擇適合的鏜套和鏜套螺釘，
鏜套種類有以下2種
選擇A型鏜套，查鏜套的選擇的表格
標(biāo)準(zhǔn)為 JB/T8046.1-1999 A型鏜套 A60X75X45
鏜套襯套的標(biāo)準(zhǔn)
JB/T 8046.2-1999 鏜套用襯套 75H6%x45或75H7%x45
鏜套螺釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)
JB/T 8046.3-1999 鏜套螺釘 M12
整個(gè)鏜模部分結(jié)構(gòu)如下圖
5.5 定位誤差分析
1 基準(zhǔn)不重合誤差
在加工過(guò)程中，定位基準(zhǔn)為底平面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心線，所以基準(zhǔn)不重合，并且兩基準(zhǔn)的垂直距離為mm，有公差0.180mm的要求，另外根據(jù)給出的零件圖上這兩個(gè)主軸孔還有圓度公差的要求為0.015mm ,故基準(zhǔn)不重合所帶來(lái)的誤差0.105mm。
2 一面兩銷定位誤差
(1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入（式5-5）得： =
=
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式5-6）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
則：
5.6鏜削力與夾緊力計(jì)算
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]可查得：
鏜削力計(jì)算公式為：
圓周分力 ：
（式5-7）
式中： ———— 切削深度
———— 進(jìn)給量
———— 材料硬度
由前面計(jì)算和查表可得：，
mm，
代入得（式5-7）得： =6690.95N
而徑向受力為：
代入以上數(shù)據(jù)得： =394.92N
在鏜削中受到的扭矩為：
==25897.23N
5.7夾具精度的計(jì)算
夾具精度計(jì)算是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗(yàn)夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有：
（1）因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差Δdw。
（2）因夾具在機(jī)床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差Δa。
（3）因刀具相對(duì)夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差Δt。
（4）因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差Δg。
為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項(xiàng)誤差的總和應(yīng)不超過(guò)工序尺寸（或位置要求）的公差Δk。即
Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk
上式稱為誤差計(jì)算不等式，其中各項(xiàng)誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個(gè)，則只有在每個(gè)工序尺寸的誤差計(jì)算不等式都能滿足要求時(shí)，所設(shè)計(jì)的夾具才能保證加工要求。
在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定以后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算，在是合計(jì)過(guò)程中，取鏜桿與鏜套的配合性質(zhì)為H7/h6。同時(shí)為了保證中心線與底面的平行度要求，鏜套中心線應(yīng)與夾具體底面平行，其平行度公差為0.02/100。
(1) 工件定位誤差△dw的確定
根據(jù)前面定位誤差分析可得，誤差為+0.025mm。
(2) 夾具安裝誤差△a的確定
因孔的的加工長(zhǎng)度為260mm。故安裝誤差為:
△a=260=0.052mm
(3) 對(duì)刀誤差△t的確定
鏜桿與鏜套的配合性質(zhì)為H7/h6。所以：
鏜孔，鏜套為65，鏜桿為65，△t=0.044mm。
各項(xiàng)誤差按概率發(fā)相加，為：
綜上所述,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足加工精度要求。
5.8 夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
夾具的裝配圖見圖號(hào)JJZP-1，夾具的設(shè)計(jì)思路：根據(jù)需要鏜的孔分析，在零件圖的底面有四個(gè)工藝孔，所以在鏜Φ52的時(shí)候采取一面兩銷的定位，從裝配圖就可以分析得到，一面指的與夾具體接觸的支撐面，同時(shí)用圓柱銷和削邊銷共同限制工件的6個(gè)自由度，夾緊用的是移動(dòng)壓板進(jìn)行夾緊。
結(jié)論
箱體零件，與其它箱體零件的工藝規(guī)程制訂、鉆床夾具和加工軸孔的鏜床夾具的設(shè)計(jì)具有很多相似性。通過(guò)對(duì)箱體I箱體零件加工工藝的制訂和夾具的設(shè)計(jì)，使我自己在大學(xué)四年對(duì)機(jī)械加工的知識(shí)有了更全面的掌握。
箱體零件工藝規(guī)程制訂過(guò)程中，所需內(nèi)容包括零件工藝分析、加工路線的確定、切削用量的確定、工時(shí)定額的計(jì)算、加工余量的確定、定位誤差的分析，夾具設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。這是我學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)的一次大綜合的運(yùn)用。通過(guò)對(duì)鉆床夾具和鏜床夾具的設(shè)計(jì)，讓我鞏固了工件在夾具中的定位、夾緊以及夾具精度的計(jì)算等知識(shí)，雖然在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，遇到了不少的困難，但通過(guò)分析，解決了這些問(wèn)題，讓我學(xué)習(xí)到了不少的東西。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容都用電子文檔形式，增加了我的編輯電子文檔的操作熟練度，同時(shí)也提高了CAD操作熟練度，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，自己也收集了很多關(guān)于機(jī)械方面的電子書籍。
??? 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我不僅學(xué)習(xí)到了許多新知識(shí)，而且很好的將以前學(xué)過(guò)的知識(shí)的復(fù)習(xí)和總結(jié)。同時(shí)也存在一些問(wèn)題需要解決，但是最重要的是培養(yǎng)了我分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，有利于以后實(shí)際工作的需要。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李洪主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京：北京出版社，1991.9:20-50,100-132,287-312.
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致 謝
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，從剛開始的毫無(wú)頭緒，到最后的順利完工，一路走來(lái)頗為艱辛。在此，要十分感謝盧宗彪老師對(duì)我的教導(dǎo)，從開始的給課題，到后來(lái)的修改，找不足，再修改，再找不足等等……。感謝盧宗彪老師給了我十分大的幫助，不但及時(shí)地發(fā)現(xiàn)我的不足之處，還給出正確的指導(dǎo)。
時(shí)光荏苒，終于在經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的努力后，完成了這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，盧宗彪老師給了我很大的幫助和指導(dǎo)。在這里我向他表示衷心的感謝，在我遇到難題無(wú)法解決時(shí)，是他耐心細(xì)致的講解使我的一個(gè)一個(gè)難題迎刃而解，盧宗彪老師認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度，干凈利落的辦事作風(fēng)，也深深地讓我敬佩。正是由于盧宗彪老師諄諄的教誨，才使我能順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
因此，我要衷心感謝老師這一路上的譖譖教誨，使這大學(xué)里最后一次設(shè)計(jì)能夠順利成功的完成， 這與老師的幫助與指導(dǎo)是分不開的。
由于本人水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤疏忽之處，希望各位老師能予批評(píng)和指出。
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