變速箱體零件機械加工工藝及專用機床夾具設計CAD圖紙+說明書

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摘 要 在整個畢業(yè)設計過程中，綜合應用工程圖學，機械設計、機械制造工藝學、機械幾何精度設計等相關(guān)理論知識。本設計為變速箱箱體零件的加工工藝規(guī)程及專用夾具設計。在工藝規(guī)程設計過程中，詳細分析箱體零件的技術(shù)要求，變速箱箱體的主要加工表面是平面及孔系，一般來說保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易，因此，本設計遵循先面后孔的原則，并明確劃分粗、精加工階段。在進行鏜孔專用夾具設計中，闡述了定位方案的選擇、夾緊機構(gòu)的設計、鏜模主要零件設計，運用AutoCAD完成此專用夾具的裝配圖和夾具零件圖。 關(guān)鍵詞：變速箱；加工工藝；夾具設計； ABSTRACT In the whole process of graduation design, the comprehensive application engineering graphics, mechanical design,mechanical manufacturing technology, mechanical geometry precision design and related theory knowledge. This design for gear-box parts processing procedure and special fixture design. In process planning process, a detailed analysis of the technical requirements of the case accessories, gear-box main processing surface is flat and hole department, generally guarantee machining precision of the plane than guarantee hole machining precision of the department, therefore, this design to follow the principle of after make face first, and clearly hole diameter, finishing stage division. Special fixture design in boring, expounds the positioning of the choice, clamping mechanism design, boring major parts design, mould using AutoCAD complete this special jig's drawings and fixture detail drawings. Keywords: transmission; Processing craft; Fixture design; 第一章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1零件的分析 箱體類零件時機器及其部件的基礎件，變速箱箱體的主要作用是支撐各傳動軸、軸承、套、和齒輪，并且保證各軸幾間的中心距及平行度，按規(guī)定的傳動關(guān)系變速并協(xié)調(diào)地運動。因此變速箱的加工質(zhì)量不但影響箱體的轉(zhuǎn)配精度和運動精度，而且影響整個機器的工作精度、使用性能和壽命。因此研究箱體類零件有重要意義。 表1-1 加工表面技術(shù)要求 加工表面 尺寸公差 （mm） 公差及精度等級 表面粗糙 度（Ra） 行為公差 （mm） I平面 230 IT12 6.3 II平面 230 IT12 6.3 III平面 4 IT12 3.2 IV平面 4 IT12 3.2 2Xφ72J7 φ72 IT7 1.6 φ92H7 φ92 IT7 1.6 φ80J7 φ80 IT7 1.6 φ62J7 φ62 IT7 1.6 2Xφ30H7 φ30 IT7 1.6 2Xφ22H7 φ22 IT7 1.6 φ13-φ26 階梯孔 φ13-φ26 IT12 6.3 各螺紋孔 M10/M16 該變速箱箱體零件結(jié)構(gòu)較為簡單，屬典型的箱體零件，為實現(xiàn)傳動軸齒輪安裝后在箱體上安裝后能正常嚙合工作，所以各支撐孔系加工精度要求較高：為保證變速箱體尺寸穩(wěn)定性，箱體需進行時效處理。 由變速箱零件圖可知，該零件有4個平面需要進行加工其中上下平面要求粗糙度6.3，左右平面要求加工粗糙度要求均為3.2，需保證加工平面相對于φ72J7與φ80J7 的共同軸線的垂直度要求為0.03;左右支撐孔端面以及上平面一系列的螺紋孔，底面4×φ13-φ26階梯孔，這些加工面要求精度均不高，我通過一般的銑床、鉆床可保證加工精度要求。2×φ72J7、φ92H7、φ80J7等支撐孔要求加工精度相對較高，表面粗糙度為1.6，但也可利用一般精度鏜床與設計高精度鏜一起保證孔系加工精度，這樣既不需用高精度機床又可提高生產(chǎn)效率。由此可見，該零件機械加工工藝性較好。 1.2 確定毛坯繪制毛坯圖 1.2.1 選擇毛坯制造類型 變速箱箱體生產(chǎn)要求時10000件，屬于大批量生產(chǎn)，采用鑄造的方式制作毛坯，選擇金屬型鑄造，選擇材料為HT200，硬度195HBS，此材料強度、耐磨性均良好，尺寸保存性良好，減震性良好，鑄造工藝性良好，且此材料價格便宜，滿足零件使用、經(jīng)濟要求。 1.2.2 確定毛坯尺寸及公差 由《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表2-1，按大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件，制造方法為金屬型鑄造，查到公差等級CT為8-10級，選擇9級公差。 由《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表2-5，按金屬型鑄造方法查到灰鑄鐵的要求機械加工余量等級為D-F，選擇F級。零件設計尺寸最大輪廓為396，由《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表2-4查得要求的機械加工余量(RMA)為2.5mm.在由《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表2-3，按9級鑄造公差查得各尺寸的鑄造公差值，見下表： 表1-2 毛坯尺寸公差 毛坯鑄件基本尺寸/mm 鑄件尺寸公差值/mm 230 2.8 326 3.2 26 1.8 22 1.7 17 1.7 4 1.5 φ62 2 φ80 2.2 φ72 2.2 φ92 2.2 φ42 2 φ30 1.8 φ22 1.7 毛坯各部分尺寸及公差設計計算： I—II平面尺寸230：由于上下表面雙側(cè)均要求加工，應由《機械制造技術(shù)基礎課程設指導教程》公式2-1 R=F+2RMA+CT/2 式中 R—鑄件基本尺寸； F—零件設計尺寸； RMA—要求的機械加工余量； CT—鑄件各尺寸公差。 則R=230+2×2.5+2.8/2=236.4mm 則毛坯尺寸為236.4±1.4由于零件需進行時效處理，且上下平面表面粗糙度要要為6.3，需進行粗銑-半精銑則把加工余量放大一點，上下表面均增加1.8mm機械加工余量,則尺寸為238±1.4 尺寸17：屬于當側(cè)加工，由公式： R=F+RMA+CT/2=17+2.5+1.7/2=20.35 同理表面需要進行銑削加工，增加1.8mm左右余量,則毛坯尺寸為22±0.85 長度尺寸326：由于左右凸臺面均需要進行加工，由公式, R=F+2MRA+CT/2=326+2×2.5+3.2/2=332.6 左右表面粗糙度要求為3.2需要進行粗銑-精銑加工，所以需稍微增大表面機 加工余量，由粗銑，精銑機械加工余量考慮，兩面均增加0.8mm左右機械加工余量，則尺寸為334±1.6 左、右壁厚尺寸22、26：凸臺面屬于單側(cè)加工由公式 左R=F+RMA+CT/2=22+2.5+1.7/2=25.35 右R=R+RMA+CT/2=26+2.5+1.8/2=29.4 同理左右平面需經(jīng)粗銑、精銑加工加工，需適當增加平面機械加工余量兩平面均加0.8 mm左右，則鑄件尺寸左壁為26±0.85，右壁30±0.9 各加工孔鑄造尺寸：由于孔屬于雙側(cè)加工，由公式R=F-2RMA-CT/2進行計算， φ72鑄造尺寸：R=F-2RMA-CT/2=72-2×2.5-2.2/2=65.9 則φ72鑄造尺寸為φ65.9±1.1 φ92鑄造尺寸：R=F-2RMA-CT/2=92-2×2.5-2.2/2=85.9 則φ72鑄造尺寸為φ85.9±1.1 φ42鑄造尺寸：R=F-2RMA-CT/2=42-2×2.5-2/2=36 則φ42鑄造尺寸為φ36±1 φ80鑄造尺寸：R=F-2RMA-CT/2=80-2×2.5-2.2/2=73.9 則φ80鑄造尺寸為φ73.9±1.1 φ62鑄造尺寸：R=F-2RMA-CT/2=62-2×2.5-2/2=56 則φ62鑄造尺寸為φ56±1 2×φ30鑄造尺寸： R=F-2RMA-CT/2=30-2×2.5-1.8/2=24.1 則φ30鑄造尺寸為φ24.1±0.9 2×φ22鑄造尺寸： R=F-2RMA-CT/2=22-2×2.5-1.7/2=16.15 則φ22鑄造尺寸為φ16.15±0.85 底座孔鑄成實心。繪制毛坯圖（見附圖） 圖1-2 變速箱鑄造毛坯簡圖 59 第二章 擬定零件加工工藝路線 2.1 定位基準的選擇 工件在機床上用夾具進行夾緊加工時，用來決定工件相對于刀具的位置的這些表面稱為定位基準。定位基準分為粗基準和精基準。 1.粗基準的選擇原則 （1）以不需要加工表面作為粗基準。當必須保證工件上加工表面與不需要加工表面之間的位置要求時，應以不需要加工的表面作為粗基準，若工件上有很多不需要加工的表面，則應以其中與加工表面的位置精度要求較高表面作為粗基準。 （2）以平整且面積較大的表面作為粗基準.。選擇沒有澆口，冒口或飛邊等缺陷的較大表面。 （3）以工件上要求余量均勻的重要表面作為粗基準。 （4）粗基準只能使用一次，應避免重復使用。這樣可避免產(chǎn)生較大的定位誤差，避免使加工表面間出現(xiàn)較大的位置誤差，只有在重復使用某一粗基準時，所產(chǎn)生的定位誤差在允許的誤差范圍內(nèi)時，粗基準才可以重復使用 粗基準的選擇基本要求：（1）保證各重要支撐孔的加工余量均勻；（2）保證裝入箱體零件與箱壁有一定的間隙。為滿足要求，選擇變速箱主要支撐孔系為主要基準，在以另一個主要支撐孔定位限制第五個自由度，由于是以孔作為粗基準加工精準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支撐孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔與箱壁的位置是同一型芯鑄出的，因此，孔的余量均勻間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2．精基準的選擇原則 選擇精基準時，應盡量考慮如何保證加工精度和保證裝夾方便，一般應遵循如下原則： （1）“基準重合”原則即用設計基準作為精基準，以便消除基準不重合誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則，即盡可能在多數(shù)工序中采用同一基準定位，目的是減少減少設計和制造的費用，并減少基準交換所帶來的定位誤差。 （3）“自為基準”原則，即當精加工或廣整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準。目的是保證高的位置精度。 （4）“互為基準”原則，即當兩個加工面相互位置精度要求較高時，以兩個需要加工的表面互相作為基準反復加工以獲得較高的位置精度和均勻的加工余量。 （5）選定位準確、穩(wěn)定、夾緊簡單的表面為精基準，目的是便于工件的安裝和加工。 箱體類零件是機械制造業(yè)中加工工序多、勞動量大、精度要求高的關(guān)鍵零件，這類零件一般都有精度要求較高的孔需要加工，又常常要在幾臺機床上幾次安裝下進行，大多數(shù)箱體零件采用“一面兩孔”定位方式，即利用零件上的一個平面和該平面上的兩個孔作為定位基準。一個孔插入圓柱銷，一個孔插入菱形銷。 本設計選用的定位基準為箱體的大底面為定位平面，限制3個自由度，支撐座上四個孔一個插入圓柱銷，限制2個自由度，一個插入菱形銷，限制1個自由度 2.2 表面加工方法的確定 各表面加工方案的確定見下表： 表2-1 加工方案確定 加工表面 公差及精度等級 表面粗糙度 （Ra） 加工方案 I平面 IT12 6.3 粗銑-半精銑 II平面 IT12 6.3 粗銑-半精銑 III凸臺面 IT12 3.2 粗銑-精銑 IV凸臺面 IT12 3.2 粗銑-精銑 2Xφ72J7 IT7 1.6 粗鏜-半精鏜-精鏜 φ92H7 IT7 1.6 粗鏜-半精鏜-精鏜 φ80J7 IT7 1.6 粗鏜-半精鏜-精鏜 φ62J7 IT7 1.6 粗鏜-半精鏜-精鏜 2Xφ30H7 IT7 1.6 擴-鉸 2Xφ22H7 IT7 1.6 擴-鉸 φ13-φ26 階梯孔 IT12 6.3 鉆-锪 各螺紋孔 鉆 -攻螺紋 英制螺紋孔 鉆-鉸-攻螺紋 2.3 加工階段劃分和及工順序安排 2.3.1 加工階段劃分 該箱體零件各孔與孔系的加工精度與位置精度，所以將加工階段劃分為粗加工、精加工幾個階段。 粗加工階段，首先先將精基準（底面）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；半精加工，精加工主要是對孔和孔系進行精鏜加工。 2.3.2 加工順序安排 1、機械加工工序 （1）遵循“先基準，后其它”原則，首先加工精基準—箱體底平面。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要平面，后加工次要平面 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工平面-左右平面，后加工孔-各孔系φ72J7，2×φ30孔等。 2、熱處理工序 變速箱箱體要保證尺寸的穩(wěn)定性應進行時效處理，時效處理安排在鑄造之后。 3、輔助工序 如在工序中安排檢驗工序，精加工后安排去毛刺、總檢工序。 工藝路線的擬定 擬定工藝路線出發(fā)點事使零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度等得到保證。工藝路線的擬定需要做兩方面的的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)來確定加工工序和工藝內(nèi)容，依據(jù)工序的集中和分散程度來劃分工藝；二是選擇工藝基準，即主要選擇定位基準和檢驗基準。 在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件下，結(jié)合實際情況可以考慮采用萬能、組合機床和專用夾具，并盡可能采用工序集中原則，通過減少工件安裝次數(shù)來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應盡量考慮經(jīng)濟精度以便使生產(chǎn)成本盡量減低。 2.3.3 擬定工藝路線 綜上所述擬定工藝路線（一） 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準 機床設備 1 鑄 鑄造 2 清砂 清砂 3 熱處理 人工時效處理 表2-2工藝路線(一) 4 涂裝 箱體內(nèi)外不需要加工表面均涂紅色底漆 5 銑 以上表面為定位基準，按線找正，裝夾工件，粗銑—半精銑底面，在以下表面定位裝夾工件，粗銑—半精銑上表面，保證尺寸230 上表面、下表面 X53k 6 鉆 鉆—锪 4×φ13—φ26孔，并且機鉸—手鉸兩個工藝孔 底平面 Z3040 7 銑 粗銑—精銑III、IV平面，保證尺寸326 底面、兩個工藝孔 X6132 8 鏜 粗鏜φ80J7、φ92H7、φ62J7、φ42J7、 2Xφ72J7孔 底面、兩個工藝孔 T68 9 檢 中間檢驗 10 劃線 劃III、IV平面及上平面各加工孔及螺紋孔中心線 11 鉆 鉆—擴—鉸2×φ30和2×φ22孔 底面、兩個工藝孔 組合機床 12 鉆 鉆—攻螺紋上平面8×M10螺紋孔和中間螺紋孔 底平面 組合機床 13 鉆 鉆—攻螺紋右平面7×M10螺紋孔 左平面 組合機床 14 鉆 鉆—攻螺紋左凸臺面5×M10和2×M16螺紋孔 右平面 組合機床 15 鉆 鉆—鉸-攻后平面英制螺紋孔 前端面 組合機床 16 鏜 以底平面和兩工藝孔為定位基準裝夾工件，半精鏜—精鏜φ80J7—φ92H7孔系和φ62孔系6個孔 底面、兩個工藝孔 T68 17 鉗 修銼飛邊、毛刺 18 洗 清洗 清洗機 19 檢 檢驗各尺寸 20 入庫 工藝路線二 表2-3 工藝路線（二） 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準 機床設備 1 鑄 鑄造 2 清砂 清砂 3 熱處理 人工時效處理 4 涂裝 箱體內(nèi)外不需要加工表面均涂紅色底漆 5 銑 以上表面為定位基準，按線找正，裝夾工件，粗銑—半精銑底面，在以下表面定位裝夾工件，粗銑—半精銑上表面，保證尺寸230 上表面、下表面 X53k 6 銑 粗銑—精銑III、IV平面，保證尺寸326 底面、兩個工藝孔 X6132 7 鉆 鉆—锪 4×φ13—φ26孔，并且機鉸—手鉸兩個工藝孔 底平面 Z3040 8 鏜 粗鏜φ80J7、φ92H7、φ62J7、φ42J7、 2Xφ72J7孔 底面、兩個工藝孔 T68 9 檢 中間檢驗 10 劃線 劃III、IV平面及上平面各加工孔及螺紋孔中心線 11 鉆 擴—鉸2×φ30和2×φ22孔 底面、兩個工藝孔 組合機床 12 鉆 鉆—攻螺紋上平面8×M10螺紋孔和中間螺紋孔 底平面 組合機床 13 鉆 鉆—攻螺紋右平面7×M10螺紋孔 左平面 組合機床 14 鉆 鉆—攻螺紋左凸臺面5×M10和2×M16螺紋孔 右平面 組合機床 15 鉆 鉆—鉸-攻后平面英制螺紋孔 前端面 組合機床 16 鏜 以底平面和兩工藝孔為定位基準裝夾工件，半精鏜φ80J7—φ92H7孔系和φ62孔系6個孔 底面、兩個工藝孔 T68 17 鏜 以底平面和兩工藝孔為定位基準裝夾工件，精鏜φ80J7—φ92H7孔系和φ62孔系 底面、兩個工藝孔 T68 18 鉗 修銼飛邊、毛刺 19 洗 清洗 清洗機 20 檢 檢驗各尺寸 21 入庫 對比兩種工藝路線，不同處1：工藝路線一工序7、8中工藝路線二進行對換，2：工藝路線一工序18半精鏜精鏜工序工藝路線二進行分割為半精鏜工序和精鏜兩個工序。 工藝路線一的好處在于先加工底面孔和兩工藝孔，這遵循了先基準后一般的原則，半精鏜—精鏜一個工序這樣一次裝夾避免增加更多的誤差（而且精鏜余量較小，裝夾精度要求很高） 工藝路線二的好處：工序6為銑削加工工序，工序7也為銑削加工，這樣加工效率就提高了，把鏜孔半精加工和精加工設計兩個工序這樣粗精分開這樣遵循了先粗后精的原則。 綜合考慮選用工藝路線一進行加工 2.4機床設備的選用及工藝裝備的選用 （1）機床設備的選用 在大批生產(chǎn)的條件下，可以選用高效的專用設備和組合機床，也可以選用通用設備，所選用的設備應提出機床型號，所選用的組合機床應提出機床特征，如“四面組合鉆床”（多工位的特點） （2）工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具、夾具和量具。大批量生產(chǎn)中所有的夾具均為專用夾具。 2.5 機械加工余量、工序尺寸和公差的確定 工序6：粗銑—半精銑上下平面 確定各工序余量：由《機械加工工藝設計手冊》表8-29查得半精銑機械加 余量為1.5mm. 本工藝加工順序：1）以上表面定位，粗銑底面，保證尺寸17mm+1.5mm=18.5mm； 2）以上表面定位，半精銑底面至尺寸17mm； 3）以底面定位，粗銑上表面，保證尺寸230mm+1.5mm=231.5mm； 4）以底面定位，半精銑上表面至尺寸230mm； 工序7：鉆—锪—鉸4×φ13—φ26底座階梯孔 確定各工序余量：由《機械加工工藝設計手冊》表8—17查得鉸孔直徑上械加工余量為0.3mm，則鉆孔直徑為13mm-0.3 mm =12.7 mm 加工順序：1）鉆孔工步 以底面定位，鉆4Xφ12.7 mm孔，鉆孔后尺寸，由由《機械加工工藝設計手冊》表4-1查得鉆孔后能達到公差等級IT11-IT12,取IT11級，再由《公差》查得IT11標準公差為0.11mm，則鉆孔保證尺寸φ12.7±0.055； 2）锪孔工步 锪4Xφ26孔，保證深度尺寸4mm； 3）鉸孔工步 鉸4Xφ13孔到零件設計尺寸。 工序8：粗銑—精銑左右平面 由《機械加工工藝設計手冊》表8-29查得精銑機械加工余量為1.5mm； 加工順序：①以底面和兩孔定位，粗銑右平面保證尺寸26mm+1.5mm=27.5mm，：由《機械加工工藝設計手冊》表8—31查得粗銑厚度公差 為-0.43—+0.63則粗銑加工后又平面尺寸為,在精銑右平面至設計尺寸； ②粗銑左平面保證尺寸22mm+1.5mm=23.5mm，粗銑厚度公差為-0.43—+0.63則粗銑加工后又平面尺寸為 ,在精銑左平面至設計尺寸。 工序10、工序17：粗鏜—半精鏜—精鏜2×φ72J7，φ92H7，φ80J7，φ62J7，φ42J7孔 由《機械加工工藝設計手冊》表8—17查得φ72J7，φ62J7，φ42J7半精鏜孔直徑上械加工余量為1.0mm，精鏜孔械加工余量為0.1mm，φ92H7，φ80J7半精鏜孔直徑上械加工余量為1.3mm，精鏜孔械加工余量為0.1mm。 則粗鏜孔后各孔后零件尺寸為零件設計尺寸加半精鏜余量和精鏜機械加工余量。則 φ72J7孔：72－1－0.1=φ70.9 φ92H7孔：92－1.3－0.1=φ90.6 φ80J7孔：80－1.3－0.1=φ78.6 φ62J7孔：62－1－0.1=φ60.9 φ42孔：42－1－0.1=φ40.9 由《機械加工工藝設計手冊》表4-1查得粗鏜孔公差為IT11-IT12，取IT11進行計算，由《公差》查得粗鏜孔后公差值分別為：φ72粗鏜孔后公差為0.19，φ92粗鏜孔后公差為0.22，φ80粗鏜孔后公差為0.22，φ62粗鏜孔后公差為0.19，φ42粗鏜孔后公差為0.16，則粗鏜孔后尺寸為：φ70.9±0.095，φ90.6±0.11，φ78.6±0.11，φ60.9±0.095，φ40.9±0.08 半精加工后尺寸為零件設計設計尺寸加上加上精鏜加工余量。則半精加工后各 尺寸為： φ72J7孔：72－0.1=φ71.9 φ92H7孔：92－0.1=φ91.9 φ80J7孔：80－0.1=φ79.9 φ62J7孔：62－0.1=φ61.9 φ42孔：42－0.1=φ41.9 由《機械加工工藝設計手冊》表4-1查得半精鏜孔公差為IT7-IT9，取IT9進行計算，由《公差》查得半精鏜孔后公差值分別為：φ72半精鏜孔后公差為0.030，φ92半精鏜孔后公差為0.035，φ80半精鏜孔后公差為0.035，φ62半精鏜孔后公差為0.030，φ42半精鏜孔后公差為0.025，則半精鏜孔后尺寸為：φ71.9±0.015，φ91.9±0.0185，φ79.9±0.0185，φ61.9±0.015，φ41.9±0.0125 精鏜后達到零件設計尺寸即φ72J7，φ92H7，φ80J7，φ62J7，φ42 工序13：擴—粗鉸—精鉸2Xφ30H7，2Xφ22H7 由《機械加工工藝設計手冊》表8-17查得φ30擴孔余量為1.2mm，粗鉸余量為0.3，精鉸0.1mm, φ22則擴孔余量為0.8mm，粗鉸余量為0.2mm，精鉸余量0.1mm，則鉆孔后尺寸分別為： φ30：30－0.3－0.1=φ29.6 φ22：22－0.2－0.1=φ21.7 由《機械加工工藝設計手冊》表4-1查得擴孔精度為IT9-IT10級去IT10級進行計算，由《公差》查得φ30擴孔后基本公差值為0.1mm，φ22擴孔后基本公差值為0.084mm,則鉆孔后尺寸分別為φ29.6±0.055，φ21.7±0.042； 粗鉸后各孔尺寸： φ30：30－0.1=φ29.9 φ22：22－0.1=φ21.9 由《機械加工工藝設計手冊》表4-1查得粗鉸后公差等級為IT9級，由《公差》查得φ30鉸孔后基本公差值為0.062mm，φ22鉸孔后基本公差值為0.052，則粗鉸孔后各孔尺寸分別為φ29.9±0.031，φ21.9±0.026； 精鉸孔后達到零件設計尺寸及φ30H7，φ22H7 工序14，工序15，工序16：鉆—攻各螺紋孔 由《機械加工工藝設計手冊》表8-52查得M10攻螺紋前鉆頭直徑為8.5mm，M16攻螺紋前鉆頭直徑為13.9mm，鉆孔后攻螺紋到設計尺寸。 2.6 切削用量、時間定額計算 2.6.1 切削用量計算 工序6：粗銑—半精銑上下表面 本工序共4個工步分別為： 工步1：以上表面定位，粗銑底面， 工步2：以上表面定位，半精銑底面； 工步3：以底面定位，粗銑上表面； 工步4：以底面定位，半精銑上表面 四個工步均在同一機床上完成加工，工步1與工步3均為粗銑一次走刀完成，因此兩個工步所用的切削速度v和進給量f是一樣的，工步2與工步4均為半精銑一次走刀完成，因此兩個工步所用的切削速度v和進給量f是一樣的，背吃刀量均相同。 （1）背吃刀量的確定：工步1背吃刀量為底面加工總余量—半精銑余量，即=4mm-1.5mm=2.5mm；工步2背吃刀量為底面半精銑機械加工余量，即=1.5mm；工步3背吃刀量為上平面加工總余量—半精銑余量，即=4mm-1.5mm=2.5mm;工步4背吃刀量為上平面半精銑機械加工余量1.5mm，即=1.5mm (2) 進給量的確定：粗銑由《機械加工工藝設計手冊》表2.4-73，機床功率按5—10KW，工裝夾具系統(tǒng)剛度按中等條件選取粗銑每齒進給量為0.15～0.30mm/z，選取0.3 mm/z，半精銑進給量由《機械加工工藝設計手冊》表2.4-73選取f=2.0mm/r (3)切削速度計算：由《機械加工工藝設計手冊》表2.4-82，選取粗加工切削速度為0.27m/s，即16.2m/min，半精銑加工切削速度為0.32m/s，即19.2m/min 轉(zhuǎn)速n計算公式如下： 式中 n—轉(zhuǎn)速（r/min）； v—切削速度(m/min)。 求得轉(zhuǎn)速分別為： 粗銑：==64.5 (r/min) 精銑：==76 (r/min) 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-15 X53k主軸轉(zhuǎn)速，分別選取60r/min與75r/min由計算實際切削速度公式： 式中 v—切削速度（m/min）； N—主軸轉(zhuǎn)速（r/min）； D—工件直徑（mm）。 粗銑實際切削速度： =60×3.14×80/1000=15m/min 半精銑實際切削速度：=76×3.14×80/1000=18.8m/min 工序8：鉆—锪—鉸4×φ13—φ26孔 （1）鉆孔工步 ①背吃刀量的確定 取=12.7/2=6.35mm ②進給量確定 由《機械加工工藝設計手冊》表9-32查得鉆孔進給量為0.26～0.32mm/r取0.3mm/r ③切削速度的計算 由《機械加工工藝設計手冊》表9-36查得切削速度為0.35m/s即21m/min,由公式n=1000v/πd求得鉆頭需要轉(zhuǎn)速： n==527r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6搖臂鉆床Z3040的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=500r/min在由公式v=nπd/1000計算實際切削速度， v==19.94m/min （2）锪孔工步 ①背吃刀量= =6.65mm ②進給量由《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》查得進給量f=0.15mm/r； ③切削速度由《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表5-32查得切削速度v=20m/min由公式n=1000v/πd可求得轉(zhuǎn)速為： n= =245 (r/min) 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6Z3040選擇250r/min，由公式v=nπd/1000計算實際切削速度 v==20.4 (m/min) (3)鉸孔工步 ①背吃刀量的確定 =0.3/2 (mm) ②進給量確定 由《機械加工工藝手冊》表2.4-58.選取工步每轉(zhuǎn)進給量為1.0mm/r ③切削速度的計算 由《機械加工工藝手冊》表2.4-59.選取0.15m/s，即9m/min由公式n=1000v/πd求機床需要轉(zhuǎn)速， n==220.5 (r/min) 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6搖臂鉆床Z3040的主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=250r/min在由公式v=nπd/1000計算實際切削速度， n==7.9 (m/s) 工序9：粗銑—精銑左右平面 本工序共4個工步分別為，工步①：粗銑左平面；工步②：精銑左平面，工步③：粗銑右平面；工步④：精銑右平面。四個工步中工步①與工步③均為粗銑平面，則它們的切削速度和進給量相同，工步工步②④均為精銑平面，則它們的切削速度，進給量和背吃刀量相同。 (1) 背吃刀量計算 工步①背吃刀量為總余量—精銑余量即=4mm-1.5mm=2.5mm，工步②背吃刀量為精銑余量即=1.5mm，工步③背吃刀量為總余量—精銑余量即=4mm-1.5mm=2.5mm，工步④背吃刀量為精銑余量即=1.5mm (2) 進給量的確定 由《機械加工工藝手冊》表2.4-73，由機床功率5-10kw，工藝系統(tǒng)剛度為中等剛度，查得粗銑進給量為0.15～0.30mm/z取0.3mm/z.精銑由《機械加工工藝手冊》表2.4-73查得取1.0mm/r (3) 切削速度計算 刀具/z為80/10，由《機械加工工藝手冊》表2.4-82查得粗加工切削速 為0.27m/s，即16.2m/min,精加工切削速度為0.39m/s即0.39m/s即23.4m/min， 由公式n=求機床需要轉(zhuǎn)速： 粗銑需要轉(zhuǎn)速：n==64.5(r/min) 精銑需要轉(zhuǎn)速：n==93.2(r/min) 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-15 X53k主要轉(zhuǎn)速分別取60r/min和95r/min，由公式v=nπd/1000計算實際切削速度： ==15m/min ==23.9m/min 工序10：粗鏜2×φ72J7兩孔系 本工序共6個工步，即加工6個孔。 背吃刀量計算：背吃刀量= 則： φ42孔背吃刀量：=2.45mm φ72孔背吃刀量：=2.45mm φ62孔背吃刀量：=2.45mm φ80孔背吃刀量：=2.3mm φ92孔背吃刀量：=2.3mm (1)進給量計算 由《機械加工工藝手冊》表2.4-66查得加工6個孔進給量均取0.30mm/s (2)切削速度計算 由《機械加工工藝手冊》表2.4-66查得高速鋼刀具切削速度為0.2-0.4m/s,取0.3m/s,即v=18m/min,由公式n=1000v/πd求粗鏜各孔機床需要轉(zhuǎn)速： φ72孔粗鏜所需轉(zhuǎn)速：n= =80r/min φ62孔粗鏜所需轉(zhuǎn)速：n==92r/min φ80孔粗鏜所需轉(zhuǎn)速：n= =72r/min φ92孔粗鏜所需轉(zhuǎn)速：n= =62r/min φ42孔粗鏜所需轉(zhuǎn)速：n==136r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表3.1-41鏜床型號T68轉(zhuǎn)速分別選擇加工轉(zhuǎn)速80 r/min，80 r/min,80 r/min,64 r/min,125 r/min； 由公式v=nπd/1000計算實際切削速度：： φ72孔實際切削速度：v= =18 φ62孔實際切削速度：v= =15.6 φ80孔實際切削速度：v= =20 φ92孔實際切削速度：v= =18 φ42孔實際切削速度：v= =16.5 工序13：擴—粗鉸—精鉸2×φ30H7，2×φ22H7孔 （1）背吃刀量計算 φ30孔： 擴孔為總余量—粗鉸余量—精鉸余量即 =6﹣0.3-0.1=5.6mm;粗鉸孔背吃刀量為粗鉸機械機械加工余量即=0.3mm，精鉸背吃刀量為精鉸余量即=0.1mm. （2）進給量f計算 擴孔進給量由《機械加工工藝手冊》表2.4-52查得擴孔 進給量φ30孔取1.0mm/r，φ22孔取0.8mm/r；粗鉸進給量由《機械加工工藝手冊》 2.4-58查得φ30孔與φ22粗鉸進給量均為2mm/r；精鉸進給量由《機械加工工藝手 冊》表2.4-58查得φ30孔與φ22精鉸進給量均為1.0mm/r. （3）切削速度計算 ①擴孔切削速度由《機械加工工藝手冊》表2.4-53查得 φ30取0.35m/s，即21m/min；擴φ22孔切削速度取0.37m/s，即22.2m/min由公式 n=1000v/πd求得各孔擴孔時需要的轉(zhuǎn)速： φ30 擴孔時需要轉(zhuǎn)速：n= =226r/min φ22 擴孔時需要轉(zhuǎn)速：n= =327r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6 Z3040轉(zhuǎn)速分別選擇250r/min和320r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度： φ30擴孔實際切削速度：v==23.2m/min φ22擴孔實際切削速度：v= =21.7m/min ②粗鉸切削速度由《機械加工工藝手冊》表2.4-59查得加工 φ30粗鉸切削速度與φ22粗鉸切削速度均為0.13m/s,即7.8m/min,由公式n=1000v/πd求得各個孔粗鉸加工需要轉(zhuǎn)速： φ30粗鉸加工需要轉(zhuǎn)速：n= =83r/min φ22粗鉸加工需要轉(zhuǎn)速：n==114r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6 Z3040轉(zhuǎn)速分別選擇80 r/min和125r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度： φ30粗鉸實際切削速度：v= =7.5 m/min φ22粗鉸實際切削速度：v==8.6m/min ③精鉸切削速度由《機械加工工藝手冊》表2.4-59查得加工 φ30精鉸切削速度與φ22粗精鉸切削速度均為0.04m/s,即2.4m/min,由公式n=1000v/πd求得各個孔精鉸加工需要轉(zhuǎn)速： φ30精鉸加工需要轉(zhuǎn)速：n= =25r/min φ22精鉸加工需要轉(zhuǎn)速：n==34r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6 Z3040轉(zhuǎn)速分別選擇 25r/min和40r/min則由公式n=1000v/πd求得實際切削速度分別為： φ30精鉸實際切削速度v= ==2.4m/min φ22精鉸實際切削速度v= ==2.76m/min 鉆、攻螺紋M10螺紋孔工序 （1）鉆孔工步 ①背吃刀量=8.5/2=4.25 ②進給量由《機械加工工藝手冊》表2.4-38查得進給量取0.3mm/r ③切削速度由《機械加工工藝手冊》表2.4-41查得取0.45m/s,即27m/min,則鉆孔時需要轉(zhuǎn)速： n= ==1011r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6 Z3040轉(zhuǎn)速選擇1250r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度： v==33.4m/min (2)攻螺紋工步 ①進給量 攻螺紋時進給量為加工螺紋螺距即f=1.2mm/r ②切削速度為由《機械加工工藝手冊》表2.4-105查得切削速度為0.133m/s 即7.98m/min則則由公式n=1000v/πd求得加工螺紋需要轉(zhuǎn)速： n= ==254r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6 Z3040轉(zhuǎn)速選擇1250r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度： v===7.85m/min 鉆—攻M16螺紋工序 鉆孔工步：①背吃刀量=13.9/2=6.95mm ②進給量的選取 由《機械加工工藝手冊》表2.4-41查得取0.4m/s,即24m/min,則鉆孔時需要轉(zhuǎn)速： n= ==601r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6 Z3040轉(zhuǎn)速選擇630r/min則實際切削速度為： v===27.4m/min 攻螺紋工步①進給量為加工螺紋螺距 即2mm/r；②切削速度為由《機械加工工藝手冊》表2.4-105查得去切削速度為0.258m/s 即15.48m/min則加工螺紋需要轉(zhuǎn)速： n= ==308r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表4-6 Z3040轉(zhuǎn)速選擇250r/min則實際切削速度為： v===12.56m/min 工序17：半精鏜—精鏜2×φ72J7孔系 （1）背吃刀量 半精鏜：=半精鏜余量/2=1.0/2=0.5mm 精鏜：=精鏜余量/2=0.1/2=0.05mm (2)進給量得確定 由《機械加工工藝手冊》表2.4-66查得φ80，φ92，φ72三孔半精加工進給量為0.2mm/r精加工進給量0.05mm/r；φ62，φ42兩孔半精加工進給量為0.15mm/r,精加工進給量0.05mm/r (3)切削速度計算 由《機械加工工藝手冊》表2.4-66查得半精加工切削速度為1.93m/s,即115m/min;精鏜加工切削速度取v=2.04m/s,即122.4m/min則由公式n=1000v/πd求得半精加工需要轉(zhuǎn)速為： φ80孔：n==457r/min φ92孔：n==398r/min φ72孔：n==508r/min φ62孔：n==590r/min φ42孔：n==872r/min 由《機械加工工藝手冊》表3.1-41參照 T68主軸轉(zhuǎn)速半精鏜各孔分別選擇φ80取500r/min，φ92取400r/min，φ72取500，φ62取630r/min，φ42取800r/min則由公式v=nπd/1000計算實際切削速度： φ80孔：v==125.6 m/min φ92孔：v==115.5 m/min φ72孔：v==113 m/min φ62孔：v==122 m/min φ42孔：V==105 m/min 精加工需要轉(zhuǎn)速由公式n= 計算得： φ80孔：n= =487 r/min φ92孔：n= =423 r/min φ72孔：n= =541 r/min φ62孔：n= =628 r/min φ42孔：n= =928r/min 由《機械加工工藝手冊》表3.1-41參照 T68主軸轉(zhuǎn)速半精鏜各孔分別選擇φ80取500r/min，φ92取400r/min，φ72取500，φ62取630r/min，φ42取1000r/min則實際切削速度： φ80孔：v==125.6 m/min φ92孔：v==115.5 m/min φ72孔：v===113 m/min φ62孔：v==122 m/min φ42孔：v==131.8 m/min 2.6.2 時間定額計算 工序6：粗銑—半精銑上下平面 (1)基本時間計算 ①粗銑—半精銑上平面基本時間計算 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表5-43查得銑平面（對稱銑削主偏角=）基本時間計算公式： 式中 —基本時間； F—進給量； L—走刀長度。 由于上平面四周均為一次走刀完成，則走刀長度L為四周長度之和即L=732mm，計算公式為： +（1～3） 式中 d—銑刀直徑； —銑削寬度； 其中銑刀直徑為80mm，銑削寬度=24mm，則 =4mm 取=2mm；前以取出粗銑加工進給量f=3mm/r，加工轉(zhuǎn)速為n=60r/min，半精銑加工進給量f=2mm/r，加工轉(zhuǎn)速為n=75r/min，則粗銑加工工作臺水平進給速度=fn=3×60=180mm/min,半精銑加工工作臺水平進給速度=fn=2×75=150mm/min；則粗銑加工基本時間為： ===4.08min 半精銑加工基本時間為： ===4.88min 則加工上平面所用基本時間：=+=4.08+4.88=8.96min； ②粗銑—半精銑下平面基本時間計算 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導 教程》表5-43銑削基本時間計算公式=()/，下平面需要進行2次走刀完成切削工作，則切削總長度L=2×396=792mm，計算公式為+（1～3）式中銑刀直徑d=80mm，銑削寬度=30mm，則=5mm；取=2mm；前以取出粗銑加工進給量f=3mm/r，加工轉(zhuǎn)速為n=60r/min，半精銑加工進給量f=2mm/r，加工轉(zhuǎn)速為n=75r/min，則粗銑加工工作臺水平進給速度=fn=3×60=180mm/min，半精銑加工工作臺水平進給速度=fn=2×75=150mm/min；則粗銑下平面基本時間為： ===4.4min 半精銑下平面基本時間為： ===5.32min 則加工下平面基本時間： =+=4.4+5.32=9.72min 本工序的基本加工時間：=+=8.96+9.72=18.68min （2）輔助時間 輔助時間一般取基本時間的15%-20%，取15%計算，則 =15%=15%×18.68=2.8min (3)布置工作地時間 布置工作地時間一般取作業(yè)時間2%-7%,取2%計算，則 =2%（+）=2%(18.69+2.8)=0.43min (4)作息生理時間 作息生理時間一般取作業(yè)時間2%-4%,取2%計算，則 =2%（+）=2%(18.69+2.8)=0.43min 則本工序單件時間定額為： =18.69+2.8+0.43+0.43=22.34min 工序8：粗銑—精銑左右平面 (1)基本時間計算 ①根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表5-43查得銑平面（不對稱銑削主偏角=）基本時間計算公式：=()/，加工左平面時刀具移動總長度估算為L=500mm，計算公式+（1～3）式中銑刀直徑為d=80mm，取=0.05d=0.05×80=4mm則 +2=25mm； 取=4mm，前以取出粗銑加工進給量f=3mm/r，加工轉(zhuǎn)速為n=60r/min，精銑加工進給量f=1mm/r，加工轉(zhuǎn)速為n=90r/min，則粗銑加工工作臺水平進給速度=fn=3 mm/r×60r/min=180mm/min，精銑加工工作臺水平進給速度=fn=2×90=180mm/min；則粗銑左平面基本時間為： ===2.93min 精銑加工基本時間為： ===5.86min 則加工左平面基本時間:=+=2.93+5.86=8.79min ②加工右平面時間 根據(jù)公式=()/計算，式中刀具移動長度L估算為L=500mm，選用銑刀與切削用量均與加工左平面相同，則基本時間定額也相同，即==8.97min； 則本工序所以基本時間：=+=8.97+8.97=17.94min （2）輔助時間 輔助時間一般取基本時間的15%-20%，取15%計算，則 =15%=15%×17.94=2.64min (3)布置工作地時間 布置工作地時間一般取作業(yè)時間2%-7%,取2%計算，則 =2%（+）=2%(17.94+2.64)=0.4min (4)作息生理時間 作息生理時間一般取作業(yè)時間2%-4%,取2%計算，則 =2%（+）=2%(18.69+2.8)=0.4min 則本工序單件時間定額為： =17.68+2.64+0.4+0.4=21.12min 工序7：鉆—锪—鉸4×φ13—φ26底座階梯孔 (1) 基本時間計算 ①鉆孔基本時間定額計算 由《機械制造技術(shù)基礎課程設計 指導教程》表5-39查得鉆孔基本時間定額計算公式：式中鉆孔深度L=17mm， 計算公式+(1～2)式中鉆孔直徑D=13mm，=則+(1～2)=4.8mm；前以取出鉆孔進給量f=0.3mm/r，n=530r/min，則鉆孔基本時間： =0.15min ②锪孔基本時間定額計算 由公式計算，式中取=2mm，前已取出f=0.15mm/r，n=275r/min，則=0.15min ③鉸孔基本時間定額計算 由公式計算，式中鉸孔深度L=14，計算公式+（1～2） 式中鉸孔后直徑D=13mm,鉸孔前直徑d=12.7mm,kr=，則+（1～2）≈1mm；切出長度由《機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程》表5-42取22mm,前已取出f=1mm/r，n=195r/min則=0.2min 則本工序基本時間為：=++=0.15+0.15+0.2=0.5min （2）輔助時間 輔助時間一般取基本時間的15%-20%，取15%計算，則 =15%=15%×0.5=0.1min (3)布置工作地時間 布置工作地時間一般取作業(yè)時間2%-7%,取2%計算，則 =2%（+）=2%(0.5+0.1)=0.01min (4)作息生理時間 作息生理時間一般取作業(yè)時間2%-4%,取2%計算，則 =2%（+）=2%(