0059-工藝夾具-東方紅拖拉機變速箱箱體工藝及夾具設(shè)計

0059-工藝夾具-東方紅拖拉機變速箱箱體工藝及夾具設(shè)計,工藝,夾具,東方紅,拖拉機,變速箱,箱體,設(shè)計 學(xué)位論文附錄二 ：中文翻譯 通過夾具布局設(shè)計和夾緊力的優(yōu)化控制變形摘 要工件變形必須控制在數(shù)值控制機械加工過程之中。夾具布局和夾緊力是影響加工變形程度和分布的兩個主要方面。在本文提出了一種多目標(biāo)模型的建立，以減低變形的程度和增加均勻變形分布。有限元方法應(yīng)用于分析變形。遺傳算法發(fā)展是為了解決優(yōu)化模型。最后舉了一個例子說明，一個令人滿意的結(jié)果被求得， 這是遠(yuǎn)優(yōu)于經(jīng)驗之一的。多目標(biāo)模型可以減少加工變形有效地改善分布狀況。關(guān)鍵詞：夾具布局；夾緊力； 遺傳算法；有限元方法1 引言夾具設(shè)計在制造工程中是一項重要的程序。這對于加工精度是至關(guān)重要。一個工件應(yīng)約束在一個帶有夾具元件，如定位元件，夾緊裝置，以及支撐元件的夾具中加工。定位的位置和夾具的支力，應(yīng)該從戰(zhàn)略的設(shè)計，并且適當(dāng)?shù)膴A緊力應(yīng)適用。該夾具元件可以放在工件表面的任何可選位置。夾緊力必須大到足以進(jìn)行工件加工。通常情況下，它在很大程度上取決于設(shè)計師的經(jīng)驗，選擇該夾具元件的方案，并確定夾緊力。因此，不能保證由此產(chǎn)生的解決方案是某一特定的工件的最優(yōu)或接近最優(yōu)的方案。因此，夾具布局和夾緊力優(yōu)化成為夾具設(shè)計方案的兩個主要方面。 定位和夾緊裝置和夾緊力的值都應(yīng)適當(dāng)?shù)倪x擇和計算，使由于夾緊力和切削力產(chǎn)生的工件變形盡量減少和非正式化。 夾具設(shè)計的目的是要找到夾具元件關(guān)于工件和最優(yōu)的夾緊力的一個最優(yōu)布局或方案。在這篇論文里， 多目標(biāo)優(yōu)化方法是代表了夾具布局設(shè)計和夾緊力的優(yōu)化的方法。 這個觀點是具有兩面性的。一，是盡量減少加工表面最大的彈性變形； 另一個是盡量均勻變形。 ANSYS軟件包是用來計算工件由于夾緊力和切削力下產(chǎn)生的變形。遺傳算法是MATLAB的發(fā)達(dá)且直接的搜索工具箱，并且被應(yīng)用于解決優(yōu)化問題。最后還給出了一個案例的研究，以闡述對所提算法的應(yīng)用。2 文獻(xiàn)回顧隨著優(yōu)化方法在工業(yè)中的廣泛運用，近幾年夾具設(shè)計優(yōu)化已獲得了更多的利益。夾具設(shè)計優(yōu)化包括夾具布局優(yōu)化和夾緊力優(yōu)化。King 和 Hutter提出了一種使用剛體模型的夾具-工件系統(tǒng)來優(yōu)化夾具布局設(shè)計的方法。DeMeter也用了一個剛性體模型，為最優(yōu)夾具布局和最低的夾緊力進(jìn)行分析和綜合。他提出了基于支持布局優(yōu)化的程序與計算質(zhì)量的有限元計算法。李和melkote用了一個非線性編程方法和一個聯(lián)絡(luò)彈性模型解決布局優(yōu)化問題。兩年后， 他們提交了一份確定關(guān)于多鉗夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工力的夾緊力優(yōu)化的方法。他們還提出了一關(guān)于夾具布置和夾緊力的最優(yōu)的合成方法，認(rèn)為工件在加工過程中處于動態(tài)。相結(jié)合的夾具布局和夾緊力優(yōu)化程序被提出，其他研究人員用有限元法進(jìn)行夾具設(shè)計與分析。蔡等對menassa和devries包括合成的夾具布局的金屬板材大會的理論進(jìn)行了拓展。秦等人建立了一個與夾具和工件之間彈性接觸的模型作為參考物來優(yōu)化夾緊力與，以盡量減少工件的位置誤差。Deng和melkote 提交了一份基于模型的框架以確定所需的最低限度夾緊力，保證了被夾緊工件在加工的動態(tài)穩(wěn)定。大部分的上述研究使用的是非線性規(guī)劃方法，很少有全面的或近全面的最優(yōu)解決辦法。所有的夾具布局優(yōu)化程序必須從一個可行布局開始。此外，還得到了對這些模型都非常敏感的初步可行夾具布局的解決方案。夾具優(yōu)化設(shè)計的問題是非線性的，因為目標(biāo)的功能和設(shè)計變量之間沒有直接分析的關(guān)系。例如加工表面誤差和夾具的參數(shù)之間（定位、夾具和夾緊力）。以前的研究表明，遺傳算法（ GA ）在解決這類優(yōu)化問題中是一種有用的技術(shù)。吳和陳用遺傳算法確定最穩(wěn)定的靜態(tài)夾具布局。石川和青山應(yīng)用遺傳算法確定最佳夾緊條件彈性工件。vallapuzha在基于優(yōu)化夾具布局的遺傳算法中使用空間坐標(biāo)編碼。他們還提出了針對主要競爭夾具優(yōu)化方法相對有效性的廣泛調(diào)查的方法和結(jié)果。這表明連續(xù)遺傳算法取得最優(yōu)質(zhì)的解決方案。krishnakumar和melkote 發(fā)展了一個夾具布局優(yōu)化技術(shù)，用遺傳算法找到夾具布局，盡量減少由于在整個刀具路徑的夾緊和切削力造成的加工表面的變形。定位器和夾具位置被節(jié)點號碼所指定。krishnakumar等人還提出了一種迭代算法，盡量減少工件在整個切削過程之中由不同的夾具布局和夾緊力造成的彈性變形。Lai等人建成了一個分析模型，認(rèn)為定位和夾緊裝置為同一夾具布局的要素靈活的一部分。Hamedi 討論了混合學(xué)習(xí)系統(tǒng)用來非線性有限元分析與支持相結(jié)合的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ ANN ）和GA。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用來計算工件的最大彈性變形，遺傳算法被用來確定最佳鎖模力。Kumar建議將迭代算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來發(fā)展夾具設(shè)計系統(tǒng)。Kaya用迭代算法和有限元分析，在二維工件中找到最佳定位和夾緊位置，并且把碎片的效果考慮進(jìn)去。周等人。提出了基于遺傳算法的方法，認(rèn)為優(yōu)化夾具布局和夾緊力的同時，一些研究沒有考慮為整個刀具路徑優(yōu)化布局。一些研究使用節(jié)點數(shù)目作為設(shè)計參數(shù)。一些研究解決夾具布局或夾緊力優(yōu)化方法，但不能兩者都同時進(jìn)行。 有幾項研究摩擦和碎片考慮進(jìn)去了。碎片的移動和摩擦接觸的影響對于實現(xiàn)更為現(xiàn)實和準(zhǔn)確的工件夾具布局校核分析來說是不可忽視的。因此將碎片的去除效果和摩擦考慮在內(nèi)以實現(xiàn)更好的加工精度是必須的。在這篇論文中，將摩擦和碎片移除考慮在內(nèi)，以達(dá)到加工表面在夾緊和切削力下最低程度的變形。一多目標(biāo)優(yōu)化模型被建立了。一個優(yōu)化的過程中基于GA和有限元法提交找到最佳的布局和夾具夾緊力。最后，結(jié)果多目標(biāo)優(yōu)化模型對低剛度工件而言是比較單一的目標(biāo)優(yōu)化方法、經(jīng)驗和方法。3 多目標(biāo)優(yōu)化模型夾具設(shè)計一個可行的夾具布局必須滿足三限制。首先，定位和夾緊裝置不能將拉伸勢力應(yīng)用到工件；第二，庫侖摩擦約束必須施加在所有夾具-工件的接觸點。夾具元件-工件接觸點的位置必須在候選位置。為一個問題涉及夾具元件-工件接觸和加工負(fù)荷步驟，優(yōu)化問題可以在數(shù)學(xué)上仿照如下： 這里的表示加工區(qū)域在加工當(dāng)中j次步驟的最高彈性變形。其中是的平均值；是正常力在i次的接觸點；是靜態(tài)摩擦系數(shù)；fhi是切向力在i次的接觸點；pos(i)是i次的接觸點；是可選區(qū)域的i次接觸點；整體過程如圖1所示，一要設(shè)計一套可行的夾具布局和優(yōu)化的夾緊力。最大切削力在切削模型和切削力發(fā)送到有限元分析模型中被計算出來。優(yōu)化程序造成一些夾具布局和夾緊力，同時也是被發(fā)送到有限元模型中。在有限元分析座內(nèi)，加工變形下，切削力和夾緊力的計算方法采用有限元方法。根據(jù)某夾具布局和變形，然后發(fā)送給優(yōu)化程序，以搜索為一優(yōu)化夾具方案。圖1 夾具布局和夾緊力優(yōu)化過程4 夾具布局設(shè)計和夾緊力的優(yōu)化4.1 遺傳算法遺傳算法（ GA ）是基于生物再生產(chǎn)過程的強勁，隨機和啟發(fā)式的優(yōu)化方法?；舅悸繁澈蟮倪z傳算法是模擬“生存的優(yōu)勝劣汰“的現(xiàn)象。每一個人口中的候選個體指派一個健身的價值，通過一個功能的調(diào)整，以適應(yīng)特定的問題。遺傳算法，然后進(jìn)行復(fù)制，交叉和變異過程消除不適宜的個人和人口的演進(jìn)給下一代。人口足夠數(shù)目的演變基于這些經(jīng)營者引起全球健身人口的增加和優(yōu)勝個體代表全最好的方法。遺傳算法程序在優(yōu)化夾具設(shè)計時需夾具布局和夾緊力作為設(shè)計變量，以生成字符串代表不同的布置。字符串相比染色體的自然演變，以及字符串，它和遺傳算法尋找最優(yōu)，是映射到最優(yōu)的夾具設(shè)計計劃。在這項研究里，遺傳算法和MATLAB的直接搜索工具箱是被運用的。 收斂性遺傳算法是被人口大小、交叉的概率和概率突變所控制的 。只有當(dāng)在一個人口中功能最薄弱功能的最優(yōu)值沒有變化時，nchg達(dá)到一個預(yù)先定義的價值ncmax ，或有多少幾代氮，到達(dá)演化的指定數(shù)量上限nmax， 沒有遺傳算法停止。有五個主要因素，遺傳算法，編碼，健身功能，遺傳算子，控制參數(shù)和制約因素。 在這篇論文中，這些因素都被選出如表1所列。表1 遺傳算法參數(shù)的選擇由于遺傳算法可能產(chǎn)生夾具設(shè)計字符串，當(dāng)受到加工負(fù)荷時不完全限制夾具。這些解決方案被認(rèn)為是不可行的，且被罰的方法是用來驅(qū)動遺傳算法，以實現(xiàn)一個可行的解決辦法。1夾具設(shè)計的計劃被認(rèn)為是不可行的或無約束，如果反應(yīng)在定位是否定的。在換句話說，它不符合方程（2）和（3）的限制。罰的方法基本上包含指定計劃的高目標(biāo)函數(shù)值時不可行的。因此，驅(qū)動它在連續(xù)迭代算法中的可行區(qū)域。對于約束（4），當(dāng)遺傳算子產(chǎn)生新個體或此個體已經(jīng)產(chǎn)生，檢查它們是否符合條件是必要的。真正的候選區(qū)域是那些不包括無效的區(qū)域。在為了簡化檢查，多邊形是用來代表候選區(qū)域和無效區(qū)域的。多邊形的頂點是用于檢查。“inpolygon ”在MATLAB的功能可被用來幫助檢查。4.2 有限元分析ANSYS軟件包是用于在這方面的研究有限元分析計算。有限元模型是一個考慮摩擦效應(yīng)的半彈性接觸模型，如果材料是假定線彈性。如圖2所示，每個位置或支持，是代表三個正交彈簧提供的制約。圖2 考慮到摩擦的半彈性接觸模型在x ， y和z 方向和每個夾具類似，但定位夾緊力在正常的方向。彈力在自然的方向即所謂自然彈力，其余兩個彈力即為所謂的切向彈力。接觸彈簧剛度可以根據(jù)向赫茲接觸理論計算如下：隨著夾緊力和夾具布局的變化，接觸剛度也不同，一個合理的線性逼近的接觸剛度可以從適合上述方程的最小二乘法得到。連續(xù)插值，這是用來申請工件的有限元分析模型的邊界條件。在圖3中說明了夾具元件的位置，顯示為黑色界線。每個元素的位置被其它四或六最接近的鄰近節(jié)點所包圍。圖3 連續(xù)插值這系列節(jié)點，如黑色正方形所示，是（37，38，31和30 ），（9，10 ，11 ， 18，17號和16號）和（ 26，27 ，34 ， 41，40和33 ）。這一系列彈簧單元，與這些每一個節(jié)點相關(guān)聯(lián)。對任何一套節(jié)點，彈簧常數(shù)是：這里，kij 是彈簧剛度在的j -次節(jié)點周圍i次夾具元件，Dij 是i次夾具元件和的J -次節(jié)點周圍之間的距離，ki是彈簧剛度在一次夾具元件位置,i 是周圍的i次夾具元素周圍的節(jié)點數(shù)量為每個加工負(fù)荷的一步，適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件將適用于工件的有限元模型。在這個工作里，正常的彈簧約束在這三個方向（X ， Y ， Z ）的和在切方向切向彈簧約束，（X ， Y ）。夾緊力是適用于正常方向（Z）的夾緊點。整個刀具路徑是模擬為每個夾具設(shè)計計劃所產(chǎn)生的遺傳算法應(yīng)用的高峰期的X ，Y ，z切削力順序到元曲面，其中刀具通行證。在這工作中，從刀具路徑中歐盟和去除碎片已經(jīng)被考慮進(jìn)去。在機床改變幾何數(shù)值過程中，材料被去除，工件的結(jié)構(gòu)剛度也改變。 因此，這是需要考慮碎片移除的影響。有限元分析模型，分析與重點的工具運動和碎片移除使用的元素死亡技術(shù)。在為了計算健身價值，對于給定夾具設(shè)計方案，位移存儲為每個負(fù)載的一步。那么，最大位移是選定為夾具設(shè)計計劃的健身價值。遺傳算法的程序和ANSYS之間的互動實施如下。定位和夾具的位置以及夾緊力這些參數(shù)寫入到一個文本文件。那個輸入批處理文件ANSYS軟件可以讀取這些參數(shù)和計算加工表面的變形。 因此， 健身價值觀，在遺傳算法程序，也可以寫到當(dāng)前夾具設(shè)計計劃的一個文本文件。當(dāng)有大量的節(jié)點在一個有限元模型時，計算健身價值是很昂貴的。因此，有必要加快計算遺傳算法程序。作為這一代的推移，染色體在人口中取得類似情況。在這項工作中，計算健身價值和染色體存放在一個SQL Server數(shù)據(jù)庫。遺傳算法的程序，如果目前的染色體的健身價值已計算之前，先檢查；如果不，夾具設(shè)計計劃發(fā)送到ANSYS，否則健身價值觀是直接從數(shù)據(jù)庫中取出。嚙合的工件有限元模型，在每一個計算時間保持不變。每計算模型間的差異是邊界條件，因此，網(wǎng)狀工件的有限元模型可以用來反復(fù)“恢復(fù)”ANSYS 命令。5 案例研究一個關(guān)于低剛度工件的銑削夾具設(shè)計優(yōu)化問題是被顯示在前面的論文中，并在以下各節(jié)加以表述。5.1 工件的幾何形狀和性能工件的幾何形狀和特點顯示在圖4中，空心工件的材料是鋁390與泊松比0.3和71Gpa的楊氏模量。外廓尺寸152.4mm127mm*76.2mm.該工件頂端內(nèi)壁的三分之一是經(jīng)銑削及其刀具軌跡，如圖4 所示。夾具元件中應(yīng)用到的材料泊松比0.3和楊氏模量的220的合金鋼。圖4 空心工件5.2 模擬和加工的運作舉例將工件進(jìn)行周邊銑削，加工參數(shù)在表2中給出?；谶@些參數(shù)，切削力的最高值被作為工件內(nèi)壁受到的表面載荷而被計算和應(yīng)用，當(dāng)工件處于330.94 n（切）、398.11 N （下徑向）和22.84 N （下軸） 的切削位置時。整個刀具路徑被26個工步所分開，切削力的方向被刀具位置所確定表2加工參數(shù)和條件。5.3 夾具設(shè)計方案夾具在加工過程中夾緊工件的規(guī)劃如圖5所示。圖5 定位和夾緊裝置的可選區(qū)域一般來說， 3-2-1定位原則是夾具設(shè)計中常用的。夾具底板限制三個自由度，在側(cè)邊控制兩個自由度。這里，在Y=0mm截面上使用了4個定點（L1，L2 ， L3和14 ），以定位工件并限制2自由度；并且在Y=127mm的相反面上，兩個壓板（C1,C2）夾緊工件。在正交面上，需要一個定位元件限制其余的一個自由度，這在優(yōu)化模型中是被忽略的。在表3中給出了定位加緊點的坐標(biāo)范圍。表3 設(shè)計變量的約束由于沒有一個簡單的一體化程序確定夾緊力，夾緊力很大部分（6673.2N）在初始階段被假設(shè)為每一個夾板上作用的力。且從符合例5的最小二乘法，分別由4.43107 N/m 和5.47107 N/m得到了正常切向剛度。5.4 遺傳控制參數(shù)和懲罰函數(shù)在這個例子中，用到了下列參數(shù)值：Ps=30, Pc=0.85, Pm=0.01, Nmax=100和Ncmax=20.關(guān)于f1和的懲罰函數(shù)是這里fv可以被F1或代表。當(dāng)nchg達(dá)到6時，交叉和變異的概率將分別改變成0.6和0.1.5.5 優(yōu)化結(jié)果連續(xù)優(yōu)化的收斂過程如圖6所示。且收斂過程的相應(yīng)功能（1）和（2）如圖7、圖8所示。優(yōu)化設(shè)計方案在表4中給出。圖6 夾具布局和夾緊力優(yōu)化程序的收斂性遺傳算法 圖7 第一個函數(shù)值的收斂圖8第二個函數(shù)值的收斂性表4 多目標(biāo)優(yōu)化模型的結(jié)果 表5 各種夾具設(shè)計方案結(jié)果進(jìn)行比較，5.6 結(jié)果的比較 從單一目標(biāo)優(yōu)化和經(jīng)驗設(shè)計中得到的夾具設(shè)計的設(shè)計變量和目標(biāo)函數(shù)值，如表5所示。單一目標(biāo)優(yōu)化的結(jié)果，在論文中引做比較。在例子中，與經(jīng)驗設(shè)計相比較，單一目標(biāo)優(yōu)化方法有其優(yōu)勢。最高變形減少了57.5 ，均勻變形增強了60.4 。最高夾緊力的值也減少了49.4 。從多目標(biāo)優(yōu)化方法和單目標(biāo)優(yōu)化方法的比較中可以得出什么呢？最大變形減少了50.2 ，均勻變形量增加了52.9 ，最高夾緊力的值減少了69.6 。加工表面沿刀具軌跡的變形分布如圖9所示。很明顯，在三種方法中，多目標(biāo)優(yōu)化方法產(chǎn)生的變形分布最均勻。與結(jié)果比較，我們確信運用最佳定位點分布和最優(yōu)夾緊力來減少工件的變形。圖10示出了一實例夾具的裝配。圖9沿刀具軌跡的變形分布圖10 夾具配置實例6 結(jié)論本文介紹了基于GA和有限元的夾具布局設(shè)計和夾緊力的優(yōu)化程序設(shè)計。優(yōu)化程序是多目標(biāo)的：最大限度地減少加工表面的最高變形和最大限度地均勻變形。ANSYS軟件包已經(jīng)被用于健身價值的有限元計算。對于夾具設(shè)計優(yōu)化的問題，GA和有限元分析的結(jié)合被證明是一種很有用的方法。 在這項研究中，摩擦的影響和碎片移動都被考慮到了。為了減少計算的時間，建立了一個染色體的健身數(shù)值的數(shù)據(jù)庫，且網(wǎng)狀工件的有限元模型是優(yōu)化過程中多次使用的。 傳統(tǒng)的夾具設(shè)計方法是單一目標(biāo)優(yōu)化方法或經(jīng)驗。此研究結(jié)果表明，多目標(biāo)優(yōu)化方法比起其他兩種方法更有效地減少變形和均勻變形。這對于在數(shù)控加工中控制加工變形是很有意義的。參考文獻(xiàn)1、 King LS，Hutter（ 1993年） 自動化裝配線上棱柱工件最佳裝夾定位生成的理論方法。De Meter EC (1995) 優(yōu)化機床夾具表現(xiàn)的Min - Max負(fù)荷模型。2、 De Meter EC (1998) 快速支持布局優(yōu)化。Li B, Melkote SN (1999) 通過夾具布局優(yōu)化改善工件的定位精度。3、 Li B, Melkote SN (2001) 夾具夾緊力的優(yōu)化和其對工件的定位精度的影響。4、 Li B, Melkote SN (1999) 通過夾具布局優(yōu)化改善工件的定位精度。5、 Li B, Melkote SN (2001) 夾具夾緊力的優(yōu)化和其對工件定位精度的影響。6、 Li B, Melkote SN (2001) 最優(yōu)夾具設(shè)計計算工件動態(tài)的影響。7、 Lee JD, Haynes LS (1987) 靈活裝夾系統(tǒng)的有限元分析。8、 Menassa RJ, DeVries WR (1991) 運用優(yōu)化方法在夾具設(shè)計中選擇支位。9、 Cai W, Hu SJ, Yuan JX (1996) 變形金屬板材的裝夾的原則、算法和模擬。10、 Qin GH, Zhang WH, Zhou XL (2005) 夾具裝夾方案的建模和優(yōu)化設(shè)計。11、Deng HY, Melkote SN (2006) 動態(tài)穩(wěn)定裝夾中夾緊力最小值的確定。12、Wu NH, Chan KC (1996) 基于遺傳算法的夾具優(yōu)化配置方法。13、Ishikawa Y, Aoyama T(1996) 借助遺傳算法對裝夾條件的優(yōu)化。14、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 一項關(guān)于空間坐標(biāo)對基于遺傳算法的夾具優(yōu)化問題的作用的調(diào)查。15、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 夾具布局優(yōu)化方法成效的調(diào)查。16、Kulankara K, Melkote SN (2000) 利用遺傳算法優(yōu)化加工夾具的布局。17、Kulankara K, Satyanarayana S, Melkote SN (2002) 利用遺傳算法優(yōu)化夾緊布局和夾緊力。18、Lai XM, Luo LJ, Lin ZQ (2004) 基于遺傳算法的柔性裝配夾具布局的建模與優(yōu)化。19、Hamedi M (2005) 通過一種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法混合的系統(tǒng)設(shè)計智能夾具。20、Kumar AS, Subramaniam V, Seow KC (2001) 采用遺傳算法固定裝置的概念設(shè)計。21、Kaya N (2006) 利用遺傳算法優(yōu)化加工夾具的定位和夾緊點。22、Zhou XL, Zhang WH, Qin GH (2005) 遺傳算法用于優(yōu)化夾具布局和夾緊力。23、Kaya N, ztrk F (2003) 碎片位移和摩擦接觸的運用對工件夾具布局的校核。62畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）說 明 書題 目 東方紅拖拉機變速箱箱體工藝 及夾具設(shè)計 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱殼體共 頁第 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工40粗、精銑上頂面HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式升降臺銑床X61401夾具編號夾具名稱切削液銑夾具無工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件5.49min工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時機動輔助01粗銑上頂面保尺寸301 200硬質(zhì)合金端銑刀65513.21625.240.2502精銑沙丘能夠頂面保尺寸 200硬質(zhì)合金端銑刀85783.6123.420.24四川理工學(xué)院 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 頁第 1 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工50鉆、攻上頂面螺紋鉆、鉸銷孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式三工位鉆、攻、鉸組合機床1夾具編號夾具名稱切削液攻絲夾具、鉆夾具煤油工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時機動輔助01鉆上頂面所有的孔直徑20的高速鋼鉆頭、直徑8.5鉆頭、圓柱塞規(guī)。19512.250.571010.6鉆11.8孔高速鋼鉆頭、圓柱塞規(guī)。40013.60.255.910.1302擴的孔擴孔鉆40027.250.570.910.1803攻螺紋孔絲錐M10，螺紋塞規(guī)11250.250.72510.02104鉸 直徑22的絞刀、圓柱塞規(guī)。1006.91.60.110.3 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1 頁第 頁 車間工序號工序名稱材料牌號機加工60粗銑大小端面HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式雙面銑床夾具編號夾具名稱切削液銑夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時01粗銑大端面直徑250硬質(zhì)合金端銑刀65513.0462機動4輔助0.24粗銑小端面保尺寸 直徑250硬質(zhì)合金端銑刀65513.046240.24 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1頁第1 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工70銑窗口面及對面HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)單面臥式組合銑床夾具編號夾具名稱切削液銑夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時機動輔助01銑窗口面保尺寸直徑為200的硬質(zhì)合金端銑刀6540.820.37510.9機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1 頁第 1 頁四對軸承孔軸線平行度誤差0.06mm、同軸度誤差不大于0.02:100各孔表面粗糙度Ra3.2車間工序號工序名稱材料牌號機加工80粗鏜軸承孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式鏜床T611B1夾具編號夾具名稱切削液鏜床夾具無工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時01粗鏜至和至的孔單刃硬質(zhì)合金鏜刀規(guī)格60300.76.51機動1輔助02粗鏜至和至的孔單刃硬質(zhì)合金鏜刀規(guī)格6331.50.76.51103粗鏜至和至的孔單刃硬質(zhì)合金鏜刀規(guī)格80.27.40.76.511機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1 頁第 1 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工110半精銑大、小端面HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式雙面組合銑床夾具編號夾具名稱切削液銑夾具無工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時01半精銑大端面保尺寸304直徑為250mm的硬質(zhì)合金端銑刀65510.2711機動3輔助02半精銑大端面保尺寸直徑為250mm的硬質(zhì)合金端銑刀65510.27112.7機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1頁第1 頁四對軸承孔的平行度誤差0.06mm、同軸度誤差不大于0.02車間工序號工序名稱材料牌號機加工120精鏜軸承孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式鏜床T611B1夾具編號夾具名稱切削液鏜夾具無工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時01精鏜和成單刃硬質(zhì)合金鏜刀規(guī)格38190.30.51機動3.4輔助02精鏜和成單刃硬質(zhì)合金鏜刀規(guī)格6323.70.30.51203精鏜和成單刃硬質(zhì)合金鏜刀規(guī)格6323.70.30.51204精鏜、和的孔成單刃硬質(zhì)合金鏜刀規(guī)格6323.70.30.512.305從小端面鉆的孔至大端面鉆頭直徑為22 內(nèi)排屑深孔鉆1006.90.431117.5機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1頁第1 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工130加工小端面所有孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)四工位移動工作臺組合鉆床夾具編號夾具名稱切削液鉆夾具、攻夾具煤油工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時01鉆小端面的孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭、直徑8.5的高速鋼鉆頭、195140.43111機動0.5輔助02擴在鉸的孔選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆27521.30.571.3510.2103鉸的孔選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絞刀1007.81.60.1510.304攻絲M10M10 1的粗柄帶頸機用絲錐1116.7機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1 頁第 1 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工140加工大端面所有孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)四工位移動工作臺組合鉆床夾具編號夾具名稱切削液鉆、攻絲夾具煤油工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時01鉆孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭400170.286.751機動0.24輔助02鉆和攻之前的孔和的高速鋼鉆頭195140.435.2510.203攻的螺紋孔M10 1.5的粗柄帶頸機用絲錐1117.2704攻的螺紋孔M12 1.5的粗柄帶頸機用絲錐1117.2705鉸之前鉆深17的孔標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭40014.40.25.7510.35鉸深17的孔高速鋼絞刀27521.30.210.2510.09 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1 頁第 1 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工150鉆窗口面孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)二工位組合鉆床夾具編號夾具名稱切削液工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時01窗口面鉆孔8.5的高速鋼鉆頭195140.43111機動0.5輔助02窗口面攻絲M10的絲錐1117.27 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號設(shè)計者：趙世莉產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體共 1 頁第 1 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工160鉆攻錐螺紋和B向視圖的孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)搖臂鉆床Z304016夾具編號夾具名稱切削液鉆夾具、攻絲夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時機動輔助01鉆底面錐螺紋底孔及B向視圖的孔麻花鉆直徑18.3、38、23的高速鋼40014.40.2102底面錐螺紋Z1/2攻絲絲錐Z1/21403錐螺紋Z1 1/4攻絲底面絲錐Z1 1/413四川理工學(xué)院機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號共 2 頁產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體第 1 頁材料牌號HT200毛坯種類機械砂型鑄造毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)1備 注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備工 藝 裝 備工 時準(zhǔn)終單件10鑄機器砂型鑄造鑄造20時效人工時效，溫度（500550）30劃線劃加工線鉗工40銑粗、精銑頂平面機加X6140銑夾具、端銑刀20050鉆鉆、擴、鉸上頂面所有孔加工機加移動工作臺組合鉆床鉆夾具、攻絲夾具、直徑20的高速鋼鉆頭、直徑8.5鉆頭、圓柱塞規(guī)、絲錐M10、擴孔鉆、高速鋼鉆頭、圓柱塞規(guī)、螺紋塞規(guī)、直徑22的絞刀。60銑粗銑大小端面機加雙面銑床直徑250硬質(zhì)合金端銑刀、銑夾具70銑銑窗口面保尺寸及凸臺機加X6140直徑為200的硬質(zhì)合金端銑刀、銑夾具80鏜粗鏜軸承孔機加T611B單刃硬質(zhì)合金鏜刀、鏜夾具90鉗去毛刺鉗工銼刀100檢檢驗并做簡單的清洗110銑精銑大小端面尺寸保尺寸機加雙面銑床銑夾具、端銑刀200120鏜精鏜軸承孔和鉆的孔機加T611B單刃硬質(zhì)合金鏜刀、鏜夾具、直徑為22內(nèi)排屑深孔鉆130鉆鉆、擴、鉸、攻小端面所有的孔機加移動工作臺組合鉆床高速鋼鉆頭、8.5高速鋼鉆頭、高速鋼擴孔鉆、高速鋼絞刀、M10 1的絲錐、鉆夾具、攻絲夾具四川理工學(xué)院機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號共2 頁產(chǎn)品名稱東方紅拖拉機零（部）件名稱變速箱箱體第 2 頁材料牌號HT200毛坯種類機械砂型鑄造毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)1備 注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備工 藝 裝 備工 時準(zhǔn)終單件140鉆鉆、擴、鉸大端面所有的孔機加移動工作臺組合鉆床標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭、和的高速鋼鉆頭、M10絲錐、M12絲錐、標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭150鉆鉆窗口面孔機加組合鉆床8.5的高速鋼鉆頭、M10的絲錐160鉆鉆、攻B向視圖及兩錐螺紋孔機加組合鉆床直徑18.3、38、23的高速鋼麻花鉆、絲錐Z1/2、絲錐Z1 1/4170鉗去毛刺、清洗鉗工銼刀180檢總檢入庫畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 機械制造業(yè)是一個國家技術(shù)進(jìn)步和社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，無論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)， 還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各式各樣的機械設(shè)備。這次畢業(yè)設(shè)計就是選擇了這樣一個課 題對東方紅拖拉機的變速箱箱體加工工藝路線和其中粗鏜軸承孔工序的夾具設(shè)計 進(jìn)行研究。在機加工工藝編制方面，主要通過仔細(xì)分析產(chǎn)品零件圖和相關(guān)技術(shù)要求， 查閱箱體類零件相關(guān)資料，考慮了的工藝結(jié)構(gòu)要求、批量要求、經(jīng)濟性、可行性等多 方面因素，最終安排了 18 個工序來完成變速箱體的加工，其中包括各道工序的加工方 法，機床、刀具、夾具、輔具、量具的選擇，基準(zhǔn)面的選取，定位和夾緊方案的擬定。 另外，在夾具設(shè)計方面，主要就粗鏜軸承孔這個工序進(jìn)行了夾具方案的分析，計算和 最終敲定。 關(guān)鍵字：軸承孔 工序卡 工藝路線 夾具設(shè)計 Abstract II ABSTRACT Machinery manufacturing is one of the pillar industries which show a nations development of technology and society. Both traditional and burgeoning industries cant be separated from verities of mechanical equipment. This disquisition had just selected such a taskto study the machining process rout and the fixture for heavy boring shafting bearing holes of Dongfanghong tractor. In the aspect of machining craft， part drawing and the technological request were thought over， with the help of some information about the machining craft of parts such as boxes it is arranged to produce the part in eighteen steps which include the information on what means to use， which machine tools， what fixtures， assist tools and measure tools needed in each step. Then selected datum plane for each step， studied out orientation and clamping scheme for each step. in the aspect of fixture designing，I had designed a set of fixture for the heavy boring of the shafting bearing holes. After some analyzing and calculating， Keyword: bearing holes Operation sheet Process route Fixture designing 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT .II 第 1 章 緒論 1 1.1 機械制造行業(yè)的地位和發(fā)展 .1 1.2 設(shè)計的選題意義 .1 1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容和目的 .2 1.4 本章小結(jié) .2 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 3 2.1 零件的分析 .3 2.1.1 零件的作用 3 2.1.2 零件的工藝分析 3 2.1.3 工藝路線的安排 4 2.2 毛坯的選擇 .4 2.3 基準(zhǔn)的選擇 .4 2.4 制定工藝路線 .5 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .7 2.6 工序的切削用量及工時的確定 .10 2.7 本章小結(jié) .43 第 3 章 粗鏜軸承孔夾具設(shè)計 .44 3.1 夾具的作用及設(shè)計條件 .44 3.1.1 夾具在現(xiàn)代機械加工中應(yīng)用得相當(dāng)廣泛，它能夠起到下列作用 44 3.1.2 機床夾具作用實現(xiàn)必須滿足三個條件 44 3.2 夾具設(shè)計計算 .44 3.2.1 確定工件定位方式 45 3.2.2 確定刀具導(dǎo)引方式和導(dǎo)引元件 45 3.2.3 確定工件夾緊方式，選擇或設(shè)計夾緊機構(gòu)，計算夾緊力 46 3.3 本章小結(jié) .47 第 4 章 結(jié)論 .48 參 考 文 獻(xiàn) 49 致 謝 .50 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒論 機械加工工藝規(guī)程必須保證零件的加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求， 同時還應(yīng)該具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。因此，機械加工工藝規(guī)程設(shè)計是一項重要的 工作，要求設(shè)計者必須具有豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和廣博的機械制造工藝基礎(chǔ)理論知識。 在指定工藝規(guī)程時，應(yīng)根據(jù)零件的產(chǎn)量和現(xiàn)有的設(shè)備條件，綜合考慮加工質(zhì)量、 生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的要求，經(jīng)過反復(fù)分析比較，確定最優(yōu)或最適合的方案。 1.1 機械制造行業(yè)的地位和發(fā)展 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)行業(yè)，工藝工作是機械工業(yè)的基礎(chǔ)工作。加強工藝管 理、提高工藝水平、是機電產(chǎn)品提高質(zhì)量、降低消耗的根本措施。近年來，我國加工 工藝技術(shù)發(fā)展迅速，取得大量成果，為了總結(jié)經(jīng)驗在大學(xué)最后的一學(xué)期總結(jié)性的做機 械加工工藝編制及夾具設(shè)計。 我國的機械制造業(yè)經(jīng)過 50 多年，特別是近 20 年的發(fā)展，已形成了品種繁多、門 類齊、布局合理的機械制造工業(yè)體系。許多科研院所、大專院校和企業(yè)研制出了一大 批成套技術(shù)裝備和多種高精尖產(chǎn)品，有些已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。通過對這些產(chǎn) 品的研發(fā)，我國已建立起了自己的人才培養(yǎng)和軟件控制技術(shù)開發(fā)基地以及高精加工設(shè) 備生產(chǎn)基地，從而使我國的國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平迅速提高，國防尖端武 器的生產(chǎn)、 “神州六號”的成功發(fā)射與回收、人們生活用品的質(zhì)量提高，有力地說明了 我國機械制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。 1.2 設(shè)計的選題意義 目前，國內(nèi)外汽車和發(fā)動機廠家的變速箱體生產(chǎn)大多數(shù)采用流水線專用組合機床， 定位方式有所不同，有以凸臺面定位的，國外大多數(shù)采用一面雙銷定位，軸承孔和撥 叉孔等的加工一般采用粗鏜精鏜來完成，國外也有較先進(jìn)的采用先粗鏜，再高速 鉸來加工，提高了生產(chǎn)效率和精度，但需要更精密的機床和控制，技術(shù)難度比較大。 毛坯一般都用鑄件。 選擇這樣的一個題目來研究，可以促使學(xué)生充分調(diào)動本科四年來學(xué)的大部分知識， 并嘗試將這些知識綜合運用并和實踐經(jīng)驗相結(jié)合，培養(yǎng)自覺查手冊，設(shè)計遵循行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)，生產(chǎn)不僅要考慮質(zhì)量還要考慮經(jīng)濟性等一個工藝人員必須具備的素質(zhì)。有利于加 快學(xué)生適應(yīng)生產(chǎn)崗位的步伐，有利于高等教育和企業(yè)人才需求的銜接。 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 2 1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容和目的 此次設(shè)計的分兩部分完成： 1、零件工藝規(guī)程部分，各種類型的機械零件，由于其結(jié)構(gòu)形狀、精度、表面質(zhì)量、 技術(shù)條件和生產(chǎn)數(shù)量等要求各不相同，所以針對某一零件的具體要求，在生產(chǎn)實際中 要綜合考慮機床設(shè)備、生產(chǎn)類型、經(jīng)濟效益等諸多因素，確定一個合理的加工方案， 并合理安排加工順序，經(jīng)過一定的加工工藝過程，才能制造出符合要求的零件。 2、夾具設(shè)計部分，把工件迅速的固定在正確的位置上，完成切削加工、檢驗、裝 配、焊接、和熱處理等工作所使用的工藝裝備稱為夾具。把機床上使用來完成工件裝 夾任務(wù)所使用的工藝裝備稱為機床夾具。在機械制造的切削加工、檢驗、裝配、焊接 和熱處理等工藝過程中，要使用大量的夾具來安裝加工對象，使其占有正確的位置， 以保證零件和產(chǎn)品的加工質(zhì)量，并提高生產(chǎn)率，從而提高其經(jīng)濟性。 1.4 本章小結(jié) 本章主要明確了畢業(yè)設(shè)計的目的、設(shè)計的重要性，清楚了設(shè)計所要涉及的東西。 并簡單介紹了機械制造行業(yè)的在現(xiàn)代國民經(jīng)濟中的地位和作用，主要介紹了這次畢業(yè) 設(shè)計的選題意義和任務(wù)。以便我能在機械制造中發(fā)揮正確的作用。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目所給的零件是東方紅拖拉機變速箱箱體，箱體是機器的基礎(chǔ)零件，其作用是 將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位 置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力、改變速度、完成機器或部件的預(yù)定功能。要求箱體 零件要有足夠的剛度和強度，良好的密封性和散熱性。因此，箱體零件的加工質(zhì)量直 接影響機器的性能、精度和壽命。 2.1.2 零件的工藝分析 此變速箱的外形復(fù)雜、體積大，有許多要求高的孔和平面。而主要加工表面是頂 面和大、小端面以及軸孔，軸孔之間有相當(dāng)高的位置和形狀的要求 。現(xiàn)分析： 1、結(jié)構(gòu)特點如下： （1） 外形基本上是由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組 合式兩種； （2） 結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜。內(nèi)部常為空腔形，某些部位有“隔墻” ，箱體壁薄且厚 薄不均。 （3） 箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系； （4） 箱體上的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承 支承孔和精度要求較低的緊固用孔。 2、技術(shù)要求如下： （1） 軸承支承孔的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度要求。 （2） 位置精度包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的 同軸度，以及孔端面對孔軸線的垂直度等。 （3） 此外，為滿足箱體加工中的定位需要及箱體與機器總裝要求，箱體的裝配 基準(zhǔn)面與加工中的定位基準(zhǔn)面應(yīng)有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配 基準(zhǔn)面之間應(yīng)有一定距離尺寸精度的要求。 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 4 2.1.3 工藝路線的安排 車床主軸箱要求加工的表面很多。在這些加工表面中，平面加工精度比孔的加工 精度容易保證，于是，箱體中主軸孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成為工 藝關(guān)鍵問題。因此，在工藝路線的安排中應(yīng)注意三個問題： 1、工件的時效處理 箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜壁厚不均勻，鑄造內(nèi)應(yīng)力較大。由于內(nèi)應(yīng)力會引起變形，因此鑄造 后應(yīng)安排人工時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力減少變形。一般精度要求的箱體，可利用粗、精 加工工序之間的自然停放和運輸時間，得到自然時效的效果。但自然時效需要的時間 較長，否則會影響箱體精度的穩(wěn)定性。 對于特別精密的箱體，在粗加工和精加工工序間還應(yīng)安排一次人工時效，迅速充 分地消除內(nèi)應(yīng)力，提高精度的穩(wěn)定性。 2、安排加工工藝的順序時應(yīng)先面后孔 由于平面面積較大定位穩(wěn)定可靠，有利與簡化夾具結(jié)構(gòu)減少安裝變形。從加工難 度來看，平面比孔加工容易。先加工批平面，把鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷切 除，在加工分布在平面上的孔時，對便于孔的加工和保證孔的加工精度都是有利的。 因此，一般均應(yīng)先加工平面。 3、粗、精加工階段要分開 箱體均為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切 削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布也會引起工件變形， 因此，對加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進(jìn)行，有利于把已加工后由于各 種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。 2.2 毛坯的選擇 根據(jù)一般箱體類零件可知選用材料為 HT200，確定毛坯為鑄件又已知零件生產(chǎn)綱 領(lǐng)為 5000 件/年，其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法采用砂型機器造型及公差 等級為 10 級。為了消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。 2.3 基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 對于箱體類零件而言，一般以較大的平面為基準(zhǔn)。根據(jù)此零件依據(jù)粗基準(zhǔn)的選用 原則：以平整且面積較大的表面作為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。因此，選用 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 箱體的大端面做為粗基準(zhǔn)，用大端面和兩個直徑為 100 的孔來定位，主要是根據(jù)一般 箱體類零件采用一面兩銷的定位原則。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選用原則主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合是 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。對此零件應(yīng)盡量使“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一” 。 2.4 制定工藝路線 由于生產(chǎn)類型為大批量，年產(chǎn)量為 5000 件，箱體類零件外型比較復(fù)雜，工序比較 多，需用到組合鉆床加工小孔，再配以專用夾具，使工序盡量集中來提高生產(chǎn)率，同 時也要保證精度要求等。 工藝路線方案一： 工序 1：機械砂型鑄件毛坯 工序 2：人工時效，溫度（500-550），消除應(yīng)力并上漆 工序 3：劃粗加工線 工序 4：以大端面和兩直徑為 110 的毛坯孔定位，銑左右平面保尺寸 205.和尺 寸 ，用雙面銑床025 工序 5：以 C 視圖矩 的中心線為 1390.5的平面定位，粗、精銑上平面保04.16 ，用臥式銑床 6.03 工序 6：在加工中心上面加工頂面的兩銷孔和三個 的孔以及所有的螺紋底05.2 孔 工序 7：以上平面和兩定位銷孔定位，粗銑大小端面，用雙面銑床 工序 8：定位不變粗鏜 至 和 至 的孔，粗鏜 至04.165904.12904.12 和 至 的孔（從大端） ，粗鏜 至 和 至 的孔，1901.39.30.39 粗鏜 至 和 至 及 至 的三孔（從小端）6.5403.8701.3 工序 9：去毛刺 工序 10：清洗并做檢查 工序 11：精銑大端面保尺寸 364，以上平面和兩定位銷孔定位，用臥式銑床 工序 12：定位不變，精銑小端面保尺寸 ，用臥式銑床6.03 工序 13：定位不變精鏜 和 成，精鏜 和 成（從大04.164.204.1201.3 端） ，精鏜 和 成，精鏜 、 和 的孔成（從小端）01.3.0306.503.81.3 工序 14：以上平面和兩銷孔定位，鉆、擴、鉸、攻大端面所有的孔 工序 15：定位不變，鉆、擴、鉸、攻小端面所有的孔 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 6 工序 16：加工底面錐螺紋孔和 B 向視圖的孔 工序 17：加工 C 向視圖孔保尺寸 工序 18：去毛刺、清洗 工序 19：總檢并入庫 備注：箱體類零件一般采用一面兩銷定位，尺寸箱體傳動軸孔同軸度一般用加工 中心和 專機保證。 2、工藝路線方案二： 工序 1：機器砂型鑄造毛坯 工序 2：人工時效，溫度（500550），上漆 工序 3：劃粗加工線 工序 4：粗、精銑頂平面至 ，以大端面和兩個 的毛坯孔定位6.0310 工序 5：鉆、鉸 銷孔，鉆、擴、鉸、攻頂平面所有的孔，以大端面和兩04.12 個 的毛坯孔定位10 工序 6：粗銑大、小端面，以頂平面和兩銷孔定位 工序 7：銑窗口面及對面分別保尺寸 和 ，以上定面和兩銷孔定位5.0202 工序 8：以頂平面和兩銷孔定位，粗鏜 至 和 至 的孔，粗416904.19 鏜 至 和 至 的孔（從大端） ，粗鏜 至 和01.2901.39.3 至 的孔，粗鏜 至 和 至 及 至 的三孔9.6 6.503.8701. （從小端） 工序 9：去毛刺 工序 10：檢驗并做簡單的清掃 工序 11：精銑大、小端面保尺寸 ，以頂平面和兩銷孔定位6.03 工序 12：以頂平面和兩銷孔定位，精鏜 和 成，精鏜 和04.104.201.2 成，精鏜 并倒角（從大端） ，精鏜 和 成，精鏜 、01.3741.39.266.5 和 的孔成，鉆、擴、鉸 的孔至大端面（從小端）.801.3 05.23 工序 13：以頂平面和兩銷孔定位，在組合機床上加工小端面所有的孔成 工序 14：定位不變，在組合機床上加工大端面的所有孔成 工序 15：以大端面和兩個 的孔定位，在組合機床上面加工窗口面孔01.3 工序 16；定位不變，在組合機床上面加工兩錐孔和 B 向視圖孔 工序 17：去毛刺 工序 18：總檢并入庫 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 3、工序的比較：方案一涉及到的機床設(shè)備比較多，選用大端面作為粗基準(zhǔn)是非常 正確的選擇。方案二工序比較集中，易保證孔的同軸度和位置度要求，涉及到的機床 設(shè)備要少些 方案二采用了在鏜床上銑大小端面，減少了工件的裝夾次數(shù)，提高了經(jīng)濟 效益。從多方面考慮采用方案二更合理。 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “東方紅拖拉機變速箱”零件材料選用 HT200，硬度 HBS 為（143269）HB， 年產(chǎn)量是 5000 件，屬于大批量生產(chǎn)，采用砂型機器造型，鑄件的尺寸公差登記選用 10 級。 根據(jù)上述資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛 坯尺寸如下： 上頂面的鑄件基本尺寸為 363 在 250620 之間，根據(jù)鑄件的尺寸公差等級 10 級 確定加工余量 Z=7mm，就是在高度方向上毛坯尺寸比零件尺寸多 7mm，查表 3.1-26。 在大端面和小端面處的基本尺寸在 250620 之間，所以也同樣選用加工余量 Z=7mm，因為兩邊都需保證表面粗糙度 Ra6.3，因此，在長度方向上的總加工余量 2Z=14mm，查表 3.1-26。 根據(jù)在窗口面處的鑄件基本尺寸選擇加工余量 Z=5mm，在寬度方向離 的01.3 毛坯尺寸是 210，其余加工部分的表面加工余量為 3mm 或者 4 mm，查表 3.1-26。 查表 3.1-26，凡是 65 以上的孔都是鑄造的通孔，鑄件的加工余量 2Z=14mm， 孔的公差等級都介于 IT6IT8 之間，確定工序尺寸余量為： 毛坯孔為 146：粗鏜至 159 時的加工余量 2Z=13mm；精鏜 成時的加04.16 工余量 2Z=1mm。 毛坯孔為 96 的孔 ：粗鏜至 109 時的加工余量 2Z=13mm；精鏜 成時01.3 的加工余量 2Z=1mm。 毛坯孔 106 的孔：粗鏜至 119 時的加工余量 2Z=13mm：精鏜 成時的04.2 加工余量 2Z=1mm。 毛坯孔為 66 的孔：粗鏜至 79 時的加工余量 2Z=13mm；精鏜 成時的加03.8 工余量 2Z=1mm。 毛坯孔為 53 的孔：粗鏜至 64 時的加工余量 2Z=11mm；精鏜 成時的06.1 加工余量 2Z=1mm。 由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此，所規(guī)定的加工余量其實是 名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大及最小之分。 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 8 由于本工序規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此，在計算最大、 最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式確定。 圖 1.1 工序間尺寸公差分布圖04.16 鏜削公差：按照機械加工工藝手冊第一卷表 5.2-7 粗鏜的加工精度為 1 IT7IT8，取 IT8 級查表 3.1-21 尺寸公差可得 1.8mm ，ES=0.9，EI=-0.9。 精鏜是選用高速鋼刀具，查表 11.4-2 臥式鏜床的加工精度0.020.05，取 2 0.03。臥式鏜床的鏜削用量查表 11.4-1 可得 ap=0.61.2，本工序取雙邊為 1mm，粗 鏜時 ap=58 ，取雙邊為 6.5 mm。 毛坯名義尺寸：160-2 7=146（mm） 毛坯最大尺寸： 16027.9146.（mm） 毛坯最小尺寸； =145.1（mm） 粗鏜后最大尺寸：160 .5.2（mm） 粗鏜后最小尺寸： 160219（mm） 精鏜后尺寸為 在圖紙的尺寸公差范圍內(nèi)，即 。. 04.16 最后，將上述的工序間的尺寸及公差調(diào)整成下表 1-1，東方紅拖拉機變速箱箱體毛 坯圖見附圖 1.2。 表 1-1 加工余量計算表 加工 毛坯孔04.16粗鏜 精鏜 最大 146.9 159.25 加工前尺寸 最小 145.1 159 最大 146.9 159.25 160.02 加工后尺寸 最小 145.1 159 160 最大 6.75 0.52 加工余量（單邊） 6.5 最小 6.5 0.5 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 尺寸公差 0.90.5/2 0.02/2 圖 1.2 零件毛坯鑄造圖 2.6 工序的切削用量及工時的確定 工序 4：粗、精銑頂平面 粗銑上頂面保尺寸 301 1 (1)刀具的選擇 此平面是鑄造出的表面，用端銑刀加工，采用硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)表 9.2-14 及 硬質(zhì)合金端銑刀標(biāo)準(zhǔn) GB5342-85 選擇銑刀直徑 d=200mm，齒數(shù) z=18， 銑刀幾何參數(shù) 可根據(jù)表 9.2-27 選擇， ， ， =-5， =20， ， =30，0r8ark5rkr =1mm。sb (2)銑削用量 確定銑削深度 pa，由于表面粗加工余量被確定為 6mm，故可一次走刀完成，所以 =6mm。pa 確定每齒進(jìn)給量 f：根據(jù)表 9.4-3，T611B 鏜床功率為 7.5KW，故每齒進(jìn)給量 =0.200.29 mm/z，取 =0.2 mm/z。f fa 確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)表 9.4-6、9.4-7 得銑刀后刀面磨損限度取 2 m，耐用度 T=240 min。 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 10 確定銑削速度 v表 及銑削功率 mp：根據(jù)表 9.4-13 中查出 v表 和 mp得： 表 =54 /in =4.32KW 同時可得出鑄鐵硬度為 190HB，銑削寬度 wa=150 ，而實際的工件硬度為 200HB，實際要銑削的寬度為 250 ，故可根據(jù)表 9.4-11 查出修正系數(shù)： mvk=1.0 mkp=1.0 svk=1.0 a=0.92 a=1.5 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 rv 為：rv =541.0.924.68/in 計算出刀具轉(zhuǎn)速 n及進(jìn)給量速度 f ；1049.683/min3.250rvnrd 1.ffaz 根據(jù)銑床工藝手冊表 3.1-74 和 3. 1-75 ?。?5n/mir 20/infv 得 1nv .19framz （3）校驗機床功率 考慮工件材料硬度及實際銑削寬度的銑削功率為 4.210.5648mpkw 此外銑削功率還與銑削速度有關(guān)，有表查出的 54/minv表 ，現(xiàn)實際上選用的 故in/5vr 9.表vr 根據(jù)表 9.4-11，考慮銑削速度變化對銑削功率的影響，由于 0.9vmkp，故實際銑 削功率 6.481.7.5mrpkw 切削工時的確定：利用作圖法得出銑削的總行程 ，而查表 9.4-33 得出21L ，故 =478+71=549mm，L72121L 所以 12549.min0mtif 精銑上頂面保 .63 2 (1)刀具的選擇 此平面是鑄造出的表面，用端銑刀加工，采用硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)表 9.2-14 及 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 硬質(zhì)合金端銑刀標(biāo)準(zhǔn) GB5342-85 選擇銑刀直徑 d=200mm，齒數(shù) z=18， 銑刀幾何參數(shù) 可根據(jù)表 9.2-27 選擇， ， ， =-5， ， ， 0r8a20rk5rk ， ， 。30rkmbr12k (2)銑削用量 確定銑削深度 pa，由于表面加工余量被確定為 1mm，故可一次走刀完成，所以 。ap1 確定每齒進(jìn)給量 f：根據(jù)表 9.4-3，X6140 銑床功率為 7.5KW，故每齒進(jìn)給量f =0.200.29 /mz，取 fa=0.2 /mz。 確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)表 9.4-6、9.4-7 得銑刀后刀面磨損限度取 2 ，耐用度 T=240 in。 確定銑削速度 v表 及銑削功率 mp：根據(jù)表 9.4-13 中查出 v表 和 mp得： 表 =58 /i =2.9KW 同時可得出鑄鐵硬度為 190HB，銑削寬度 wa=150 ，而實際的工件硬度為 200HB，實際要銑削的寬度為 250 ，故可根據(jù)表 9.4-11 查出修正系數(shù)： mvk=1.0 mkp=1.0 svk=1.0 a=0.92 a=1.5 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 rv 為：rv =581.0.9253.6/in 計算出刀具轉(zhuǎn)速 n及進(jìn)給量速度 f ；1053.68/min.420rvnrd 9.ffaz 根據(jù)銑床工藝手冊表 3.1-74 和 3.1-75 ?。?5n/mir 30/infv 得 7nv .2framz （3）校驗機床功率 考慮工件材料硬度及實際銑削寬度的銑削功率為 4.210.5648mpkw 此外銑削功率還與銑削速度有關(guān)，有表查出的 54/minv表 ，現(xiàn)實際上選用的 故in/5vr 9.表vr 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 12 根據(jù)表 9.4-11，考慮銑削速度變化對銑削功率的影響，由于 0.9vmkp，故實際銑 削功率 6.481.7.5mrpkw 切削工時的確定：利用作圖法得出銑削的總行程 ，而查表 9.4-33 得出21L ，故 =478+71=549mm，L72121L 所以 125493.6min0mtif 工序 5：鉆、鉸 銷孔及鉆、擴、鉸、攻頂平面所有的孔4. 鉆、擴、鉸 的孔 1 05.3 第一步：鉆孔 （1）鉆頭的選擇 選用 20m標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭并磨出雙錐和修磨橫刃。修磨后的鉆頭幾何參數(shù)按表 10.2-19 及表 10.2-14 取為： ， ， ， ， 1827025mb5.4 ， ，l= 5mm。10ab. （2）鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 f：根據(jù)表 10.4-1 可查出 f表 = 0.47.86/mr，由于孔深與孔徑 之比 /ld=34/20=1.7， lfk=1.7，故 f表 =（0.470.86） 1.7=0.80.97 。按 Z535 立式鉆床說明書，取 =0.85 /mr。 根據(jù)表 10.4-4，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量 f1.75 /r。根據(jù)表 10.4-5 取f =5，由于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力 maxF=15690N，允許的進(jìn)給量 f1.8 /mr。 由于所選擇的進(jìn)給量 f遠(yuǎn)小于 f和 ，故所選 f可用。 2）確定切削速度 v、軸向力 F、扭矩 M 及切削功率 mp：用不同刀具材料進(jìn)行鉆、 擴、鉸孔的 、F 、 M、 mp均可按表 10.4-9 及表 10.4-11 進(jìn)行計算。但根據(jù)實際條件， 可直接在表 10.4-17 中利用插入法查出，即13/inv表 7850N表 1.7N表 1.60PKW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同進(jìn)行修正。 切削速度的修正系數(shù)可由表 10.4-10 查出：0.8mvk 1.0lvk 則 38.4/minl 表 表 1.2/i140nrd表 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 按 Z535 機床說明書取 195/minr 這時實際切削速度為 v為3.1420.2/i0dnv 切削力及扭矩的修正系數(shù)可由表 10.4-12 查出：.6MFK 故 7850132N 7.1068.7MNMA （3）校驗機床功率，切削功率 mp為/mMpn表 = .695/18.06=1.82KW 機床有效功率 4.3EpKW 由于 Em ，故選擇的鉆削用量可用。 （4）切削工時的確定 由表 10.4-43 機動時間計算公式： 1mflltn 而 cot32frdtk 1l取 2 342950. 0t45 6in 13m 第二步：擴孔 擴孔鉆的選擇 選用 21.8m標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆，其幾何參數(shù)選擇為： 0r， 01a，45rk ， 0， f。 擴孔切削用量 根據(jù)表 10.4-6， (.708).f表 =0.490.56/r ，根據(jù) Z535 機床說明書，取 0.57/fmr。 1）確定進(jìn)給量：根據(jù)表 10.4-34 取 2v表 ，而由于切削條件與實際切削速 度尚需乘以下修正系數(shù)表 10.4-10 得：0.8mvk 1.06apvk（ 1.80/.562pr ） 故 25.23/min表 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 14 1023.40.7/.18vnrmd表 根據(jù) Z535 機床說明書，選擇 inn這時實際擴孔速度 v為3.42.71.25/1010v 切削工時的確定 由表 10.4-43 擴孔時加工機動時間計算公式：1wfmlltnA 而 cot32frdtk 1l取 2 34.7205 1.70t45 .18in . 第三步：鉸孔 （1）絞刀的選擇 選用 2m標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絞刀，其幾何參數(shù) 0r， 08a， 5rk。 （2）鉸孔的切削用量 1）確定進(jìn)給量 f：根據(jù)表 10.4-7 查出 1.326f表 ，由于孔的精度等級為 8 級， 所以取 1.3，按 Z535 機床說明書取 .6/fmr。 2）確定切削速度 v及 n，根據(jù)表 10.4-39 取 8./inv表 ，切削速度的修正系數(shù) 可按表 10.4-10 查出： 0.8mvk 1.04apvk（ 21.7/025.8pr ） 故 21.47.5/min表 18./i3.2nr表d 根據(jù) Z535 機床說明書，選擇 10n。這時實際鉸孔速度 v為：.146.9/mi00v （3）確定切削工時 由表 10.4-43 得鉸孔時加工機動時間計算公式： 得 1wfmlltn 而 cot32mf rdlk 1l取 10 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 34.106 21.8cot453.min 3. 根據(jù)以上計算，切削用量如下： 鉆孔： 20d， .85/fmr， 195/inr， 12.5/minv 擴孔： 1.， 07， 40， 7 鉸孔： ， 2d， /in， 6./i 鉆、鉸 0.42 銷孔 2 第一步：鉆孔 （1）鉆頭的選擇 選用 .8m標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉆頭并磨出雙錐和修磨橫刃，修磨后的鉆頭幾何參數(shù)按 表 10.2-19 及表 10.2-14 取為： 2110， 1270， 55，b 2 ， 0a27， b1 ， l2 m。 （2）鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 f：根據(jù)表 10.4-1 可查出 f表 = 0.31.57/mr，由于孔深與孔徑 之比 /ld=17/11.8=1.5，故 表 =（0.310.57） 0.75=0.230.43 。按 Z535 立式鉆 床說明書，取 f=0.25 /mr。 根據(jù)表 10.4-4，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量 f1.0 /r。根據(jù)表 10.4-5，由于 機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力 axF=15690N，允許的進(jìn)給量 1.8 m。 由于所選擇的進(jìn)給量 f遠(yuǎn)小于 f和 ，故所選 f可用。 2）確定切削速度 v、軸向力 F、扭矩 M 及切削功率 p：用不同刀具材料進(jìn)行鉆、 擴、鉸孔的 、F 、M、 mp均可按表 10.4-9 及表 10.4-11 進(jìn)行計算。但根據(jù)實際條件， 可直接在表 10.4-17 中利用插入法查出，即 17/inv表 1865N表 6.94N表 0.39PKW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同進(jìn)行修正。 切削速度的修正系數(shù)可由表 10.4-10 查出：0.8mvk 1.0lvk 則 78.496/minl 表 表 1/i3.14.nrd表 按 Z535 機床說明書取 0n 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 16 這時實際切削速度為 v為3.14.8014./min0dnv 切削力及扭矩的修正系數(shù)可由表 10.4-12 查出：.6MFK 故 185097.N 6.94107.36MNM 3）校驗機床功率，切削功率 mp為/mMpn表 = 0.941.06 =0.41KW 機床有效功率 4.583.6EpKW 由于 Em ，故選擇的鉆削用量可用。 （3）切削工時的確定 由表 10.4-43 機動時間計算公式： 1fmlltnA 而 cot32frdtk 1l取 2 7.92405 1.8t45 .6in 7.9m 第二步：鉸孔 （1）絞刀的選擇 選用 GB1132-84 的 12m標(biāo)準(zhǔn)高速鋼絞刀，其幾何參數(shù)根據(jù)表 10.2-57 得：05r ， 0a， 5rk。 （2）鉸孔的切削用量 1）確定進(jìn)給量 f：根據(jù)表 10.4-7 查出 1.02/fmr表 ，由于孔的精度等級為 8 級，所以取較小的進(jìn)給量，按 Z535 機床說明書取 .f。 2）確定切削速度 v及 n，根據(jù)表 10.4-39 取 8/inv表 ，切削速度的修正系數(shù)可 按表 10.4-10 查出： 0.8mvk 1.06apvk（ 12./05.8pr ） 故 1.67.4/min表 98/i3.2nr表d 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 根據(jù) Z535 機床說明書，選擇 195/minr。這時實際鉸孔速度 v為：3.142957.300dnv （3）確定切削工時 由表 10.4-43 得鉸孔時加工機動時間計算公式： 得 1wfmlltnA 而 cot32mf rdlk 1l取 1074.30295 1.8t50.1in 4.3 根據(jù)以上計算，切削用量如下： 鉆孔： .8dm ， 0.25/fr ， 0/minr ， 13.6/minv 鉸孔： 12 ， 1 ， 195n ， 75 攻 06MH的螺紋孔 3 （1）確定刀具 查表 16.2-4 采用標(biāo)準(zhǔn) GB3464-83M10 1 的粗柄帶頸機用絲錐。幾何參數(shù)0dm ， p， 20lm， 15l。 （2）確定切削用量 根據(jù)表 160.2-15 查得切削速度 /inv，查表 16.2-16 得扭矩 6.3MN。 由表 13.2-16 得功率 1.30.20mMpkmd （3）確定攻螺紋機動時間 由公式： 1()mltpn 205() 6.4in 工序 6：以頂平面和兩銷孔定位，在臥式鏜床上粗銑大端面至 371，粗銑小端面至 365 粗銑大端面保尺寸 371 1 (1)刀具的選擇 此平面是鑄造得表面，用端銑刀加工，采用硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)表 9.2-41 及硬 質(zhì)合金端銑刀標(biāo)準(zhǔn) GB5342-85 選擇銑刀直徑 d=250mm，齒數(shù) z=16， 銑刀幾何參數(shù)可 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 18 根據(jù)表 9.2-27 選擇， ， ， ， =10， r =60， rk=30，50a00rsb =1mm。 (2)銑削用量 確定銑削深度 pa，由于表面粗加工余量被確定為 6 m，故可一次走刀完成，所以pa =6 m。 確定每齒進(jìn)給量 fa：根據(jù)表 9.4-3 得銑床功率為 7.5KW，故每齒進(jìn)給量f =0.200.29 /z，取 f=0.2 /mz。 確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)表 9.4-6、9.4-7 得銑刀后刀面磨損限度取 2 ，耐用度 T=240 in。 確定銑削速度 v表 及銑削功率 mp：根據(jù)表 9.4-13 中查出 v表 和 mp得： 表 =54 /i =4.32KW 同時可得出鑄鐵硬度為 190HB，銑削寬度 wa=150 ，而實際的工件硬度為 200HB，實際要銑削的寬度為 250 ，故可根據(jù)表 9.4-11 查出修正系數(shù)： mvk=1.0 mkp=1.0 svk=1.0 a=0.92 a=1.5 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 rv 為：rv =541.0.924.68/in 計算出刀具轉(zhuǎn)速 n及進(jìn)給量速度 f ；1049.683/min3.250rvnrd 1.ffaz 根據(jù)銑床工藝手冊表 3.1-74 和 3.1-75 取：65n/mir 20/infv 得 1nv .19framz 校驗機床功率 考慮工件材料硬度及實際銑削寬度的銑削功率為 4.3210.5648mpkw 此外銑削功率還與銑削速度有關(guān)，有表查出的 54/minv表 ，現(xiàn)實際上選用的5/inrv 故 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 510.94rv表 根據(jù)表 9.4-11，考慮銑削速度變化對銑削功率的影響，由于 0.9vmkp，故實際銑 削功率 6.481.7.5mrpkw 切削工時的確定：利用作圖法得出銑削的總行程 12L ，而查表 9.4-33 得出127L ，故 12L=478+71=549mm， 所以 549.min0mtif 粗銑小端面保尺寸 365 2 (1)刀具的選擇 此平面是進(jìn)行過一次銑的表面，用端銑刀加工，采用硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)表 9.2-41 及硬質(zhì)合金端銑刀標(biāo)準(zhǔn) GB5342-85 選擇銑刀直徑 d=250mm，齒數(shù) z=16， 銑刀 幾何參數(shù)可根據(jù)表 9.2-27 選擇，r 0=-5，a 0=9，a 0=13， =10， r =60， r=5， rk=30， sb=1mm。 (2)銑削用量 確定銑削深度 pa，由于表面粗加工余量被確定為 6 m，故可一次走刀完成，所以pa =6 m。 確定每齒進(jìn)給量 fa：根據(jù)表 9.4-3 得銑床功率為 7.5KW，故每齒進(jìn)給量f =0.200.29 /z，取 f=0.2 /mz。 確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)表 9.4-6、9.4-7 得銑刀后刀面磨損限度取 2 ，耐用度 T=240 in。 確定銑削速度 v表 及銑削功率 mp：根據(jù)表 9.4-13 中查出 v表 和 mp得： 表 =54 /i =4.32KW 同時可得出鑄鐵硬度為 190HB，銑削寬度 wa=150 ，而實際的工件硬度為 200HB，實際要銑削的寬度為 205 ，故可根據(jù)表 9.4-11 查出修正系數(shù)： mvk=1.0 mkp=1.0 svk=1.0 a=0.92 a=1.5 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 rv 為：rv =541.0.924.68/in 計算出刀具轉(zhuǎn)速 n及進(jìn)給量速度 f ； 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 20 1049.683/min3.250rvnrd 1.ffaz 根據(jù)銑床工藝手冊表 3.1-74 和 3.1-75 ?。?5n/mir 20/infv 得 1nv .19framz （3）校驗機床功率 考慮工件材料硬度及實際銑削寬度的銑削功率為 4.210.5648mpkw 此外銑削功率還與銑削速度有關(guān)，有表查出的 54/minv表 ，現(xiàn)實際上選用的5/inrv 故10.94表 根據(jù)表 9.4-11，考慮銑削速度變化對銑削功率的影響，由于 0.9vmkp，故實際銑 削功率 6.481.7.5mrpkw 切削工時的確定：利用作圖法得出銑削的總行程 12L ，而查表 9.4-33 得出125L ，故 12L=370+54=424mm， 所以 4.min0mtif 工序 7：銑窗口面及端面 (1)刀具的選擇 此窗口面選用硬質(zhì)合金端銑刀加工，根據(jù)表 9.2-41 及硬質(zhì)合金端銑刀標(biāo)準(zhǔn) GB5342-85 選擇銑刀直徑 d=200mm，齒數(shù) z=12， 銑刀幾何參數(shù)可根據(jù)表 9.2-27 選擇， r0=5，a 0 =8， =-5 ， r =60， r=5， rk=30， sb=1mm。 (2)銑削用量 確定銑削深度 pa，由于表面粗加工余量被確定為 5 m，故可一次走刀完成，所以p =5 m。 確定每齒進(jìn)給量 f：根據(jù)表 9.4-3 得 X6142 銑床功率為 7.5KW，故每齒進(jìn)給量fa =0.250.38 /z，取 fa=0.38 /mz。 確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)表 9.4-6、9.4-7 得銑刀后刀面磨損限度取 2 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 m，耐用度 T=240 min。 確定銑削速度 v表 及銑削功率 mp：根據(jù)表 9.4-13 中查出 v表 和 mp得： 表 =46 /i =3.7KW 同時可得出鑄鐵硬度為 190HB，銑削寬度 wa=150 ，而實際的工件硬度為 200HB，實際要銑削的寬度為 158 ，故可根據(jù)表 9.4-11 查出修正系數(shù)： mvk=0.88 mkp=1.11 svk=1.0 a=1.0 a=1.0 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 rv 為：rv = 460.81.40.5/in 計算出刀具轉(zhuǎn)速 n及進(jìn)給量速度 f ；1040.56./min3.2rvnrd8.9ffaz 根據(jù)銑床工藝手冊表 3.1-74 和 3.1-75 ?。?5n/mir 20/infv 得 40.82nv .37framz （3）校驗機床功率 考慮工件材料硬度及實際銑削寬度的銑削功率為 .710.4.1mpkw 此外銑削功率還與銑削速度有關(guān)，有表查出的 46/minv表 ，現(xiàn)實際上選用的5/inrv 故40.82.96表 根據(jù)表 9.4-11，考慮銑削速度變化對銑削功率的影響，由于 0.9vmkp，故實際銑 削功率 10.758.23.69mrpkw 切削工時的確定：利用作圖法得出銑削的總行程 12L ，而查表 9.4-33 得出124L ，故 12L=220+44=264mm， 所以 640.9minmtif 工序 8：粗鏜 0. 至 15和 0.4 至 19的孔，粗鏜 0.12 至 9和 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 22 0.13 至 9的孔（從大端） ，粗鏜 0.13 至 9和 0.9261 至 的孔，粗 鏜 .65 至 4和 0.38 至 79及 . 至 的三孔（從小端） ，銑左右兩平 面，分別保尺寸 25和 2 粗鏜 0.1 至 和 0.41 至 19的孔 1 （1）刀具的選擇 兩孔有較高的同軸度要求，故采用兩把組合鏜刀一次加兩孔，查表 11.2-2 單刃鏜 刀得規(guī)格 201BHL， 4f，材料為硬質(zhì)合金。 粗鏜時的加工余量單邊被確定為 6 m，可在一次走刀內(nèi)完成，故 6pam。 （2）確定鏜削用量 根據(jù)表 11.4-1 得 35/inv，因為鏜此兩孔時有鏜套支撐，故取30/minv ；再由表的 0.1fr，根據(jù)實際條件取 0.7/fr。 由公式 1 d 計算出刀具轉(zhuǎn)速0306/min.459vnr 根據(jù)工藝手冊1 表 3.1-41，臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速取 n 63/minr，則求的實際切 削速度 63.13./in0v （3）確定切削工時 根據(jù)工藝手冊1 表 2.5-3，鏜削的機動時間的計算： 123illtifnf 其中 1238tanprlk 235 取 l 0l 而 取兩孔中最大的值 30 所以 30851min.76it 粗鏜 10.2 至 9和 0.13 至 9的孔 2 （1）刀具的選擇 兩孔有較高的同軸度要求，故采用兩把組合鏜刀一次加兩孔，查表 11.2-2 單刃鏜 刀得規(guī)格 1670BHL， 4f，材料為硬質(zhì)合金。 粗鏜時的加工余量單邊被確定為 6 m，可在一次走刀內(nèi)完成，故 6pam。 （2） 確定鏜削用量 根據(jù)表 11.4-1 得 2035/inv，因為鏜此兩孔時有鏜套 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 支撐，故取 30/minv；再由表的 0.31/fmr，根據(jù)實際條件取 0.7/fmr。 由公式 1 d 計算出刀具轉(zhuǎn)速0306/in.459vnr 根據(jù)工藝手冊表 3.1-41，臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速取 n 63/mir，則求的實際切削 速度 63.13./min0v （3）確定切削工時 根據(jù)工藝手冊表 2.5-3，鏜削的機動時間的計算： 123illtifnf 其中 1238tanprlk 235 取 l 0l 而 取兩孔中最大的值 30 所以 30851min.76it 粗鏜 10.3 至 9和 0.926 至 1的孔 3 （1）刀具的選擇 兩孔有較高的同軸度要求，故采用兩把組合鏜刀一次加兩孔，查表 11.2-2 單刃鏜 刀得規(guī)格 1670BHL， 4f，材料為 rW8C4V的硬質(zhì)合金。 粗鏜時的加工余量單邊被確定為 6 m，可在一次走刀內(nèi)完成，故 6pam。 （2） 確定鏜削用量 根據(jù)表 11.4-1 得 235/inv，因為鏜此兩孔時有鏜套支撐，故取30/minv ；再由表的 0.1fr，根據(jù)實際條件取 0.7/fr。 由公式 1 d 計算出刀具轉(zhuǎn)速03087./min.49vnr 根據(jù)工藝手冊表 3.1-41，臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速取 n80/mir，則求的實際切削 速度 803.127./inv 第 2 章 工藝規(guī)程的編制 24 （3）確定切削工時 根據(jù)工藝手冊表 2.5-3，鏜削的機動時間的計算： 123illtifnf 其中 1238tanprlk 235 取 l 0l 而 取兩孔中最大的值 30 所以 3085.min.7it 工序 11：以頂平面和兩銷孔定位，用雙面銑床精銑大端面和小端面保尺 0.63 精銑大端面保尺寸 364 1 (1)刀具的選擇 此平面是進(jìn)行過一次粗銑的表面，用端銑刀加工，采用硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)表 9.2-41 及硬質(zhì)合金端銑刀標(biāo)準(zhǔn) GB5342-85 選擇銑刀直徑 d=250mm，齒數(shù) z=22， 銑刀 幾何參數(shù)可根據(jù)表 9.2-27 選擇，r 0=0，a 0=8， =-5， r =30， kr=5，rk =15， sb=1mm。 (2)銑削用量 確定銑削深度 pa，由于表面粗加工后余量被確定為 1mm，故可一次走刀完成，所 以 pa=1 m。 確定每齒進(jìn)給量 fa：根據(jù)表 9.4-3 銑床功率為 7.5KW，故每齒進(jìn)給量f =0.5 1 /z，根據(jù)表面粗糙度要求取 f=0.6 /mz。 確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度：根據(jù)表 9.4-6、9.4-7 得銑刀后刀面磨損限度取 1.5 ，耐用度 T=240min。 確定銑削速度 v表 及銑削功率 mp：根據(jù)表 9.4-13 中查出 v表 和 mp得： 表 =40 /in =4.32KW 同時可得出鑄鐵硬度為 190HB，銑削寬度 wa=150 ，而實際的工件硬度為 200HB，實際要銑削的寬度為 220 ，故可根據(jù)表 9.4-11 查出修正系數(shù)： mvk=0.88 mkp=1.11 svk=1.0 a=0.92 a=1.5 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 rv 為：rv = 40.81.52.8/in 計算出刀具轉(zhuǎn)速 n及進(jìn)給量速度 f ； 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 1052.867/min3.40rvnrd .ffaz 根據(jù)銑床工藝手冊表 3.1-74 和 3.1-75 取：65n/mir 380/infv 得 1nv .27framz （3）校驗機床功率 考慮工件材料硬度及實際銑削寬度的銑削功率為 4.210.94.mpkw 此外銑削功率還與銑削速度有關(guān)，有表查出的 40/minv表 ，現(xiàn)實際上選用的5/inrv 故1.340表 根據(jù)表 9.4-11，考慮銑削速度變化對銑削功率的影響，由于 1.2vmkp，故實際銑 削功率 4.125.8mrpkw 由于機床有效功率 Ep 為： 10.758.2.Epkw 故選擇的銑削用量可在該機床上使用。 切削工時的確定：利用作圖法得出銑