變速箱體數(shù)控加工工藝規(guī)劃與仿真研究(畢業(yè)論文)

1、中國科技大學(xué)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）學(xué) 院 專 業(yè) 變速箱體數(shù)控加工工藝規(guī)劃與仿真研究 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 指導(dǎo)教師 二零一一年六江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)論文變速箱體數(shù)控加工工藝規(guī)劃與仿真江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)院名稱：機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 變速箱體數(shù)控加工工藝規(guī)劃與仿真 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求:(1) 搜集資料，學(xué)習(xí)加工中心專用夾具設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)，了解數(shù)控編程流程和數(shù)控夾具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。(2) 根據(jù)加工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)夾具。（3）設(shè)計(jì)夾具主要加工工藝。二、完成后應(yīng)交的作業(yè)（包括各種說明書、圖紙等）（

2、1）夾具安裝使用說明書一份。（2） 畢業(yè)設(shè)計(jì)1份。三、完成日期及進(jìn)度四、主要參考資料（包括書刊名稱、出版年月等）:1. 王啟平。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。哈爾濱；哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，19882. 劉守勇。機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具。北京；機(jī)械工業(yè)出版社，1994.73. 張龍勛。機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。北京；機(jī)械工業(yè)出版社 19934. 林文煥，陳本通。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。北京；國防工業(yè)出版社，19875. 王昆等。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。武漢；高等教育出版社，19956. 徐發(fā)仁。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。重慶；重慶大學(xué)出版社，1996.77. 柯明陽。機(jī)械制造工藝學(xué)，北京；北京航天航空大學(xué)出版社，19958. 邱宣懷。機(jī)

3、械設(shè)計(jì)。第四版。北京；高等教育出版社，19979. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南。北京，化學(xué)工業(yè)出版社，200610. 中文AutoCAD2006機(jī)械設(shè)計(jì)。北京；機(jī)械工業(yè)出版社，200511. P.L.Jacobs.Stereolithograghy and Other RP&M Techologies.ASME Press,199612. KALPAKJAN.Manufacturing Engineering and Technology.AddisoWesley Publish Company,199513. P.L.Jacobs.stereolithograghy and Oth

4、er RP&M Techologies.ASME Press,199614. G.Zong,et al.Direct Selective Laser Sintering of High Temperature Materials,Processing of the Solid Freefrom Fabriacation Symposition. University of Texas,1992 系(教研室)主任： （簽章） 年 月 日 學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)： （簽章） 年 月 日摘 要犁刀變速齒輪箱體是旋耕機(jī)的一個(gè)主要零件。旋耕機(jī)通過該零件的安裝平面與手扶拖拉機(jī)變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位

5、，四個(gè)螺栓固定，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)的正確聯(lián)接。犁刀變速齒輪箱體的質(zhì)量直接影響到機(jī)器的性能。本次設(shè)計(jì)先進(jìn)行了犁刀變速齒輪箱體的零件分析，通過對參考文獻(xiàn)進(jìn)行的分析與研究，闡述了工藝規(guī)程和制造技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容；在技術(shù)路線中，論述箱體的加工工藝，機(jī)械加工余量，加工順序的安排和基本工時(shí)計(jì)算。關(guān)鍵詞 犁刀變速箱 定位基準(zhǔn) 加工余量AbstractThe coulter gear of changing speed is a major element of the machine of rotary tillage.The machine of rotary tillage is linked through th

6、e rear of the gearbox of walking tractor and the installation plane of this element,using two cylinders to sell location and 4bolrs to fix in order to realize the correct coupling of the machine of rotary tillage. The quality of the coulter gear casing of changing speed put a direct influence on the

7、 performance of machine.This design goes on the element analysis of the coulter gear casing of changing speed first,through the research and analysis of the bibliographical reference,then it have elaborated procedur and made the related contents such as technology;In technical route,it discussed mac

8、hining surplus and the processing technology of casing ,the process of the sequential arrangement and the calculation of the basic man-hour Keywords; the coulter gear casing of changing speed; location standard; mental allowance目 錄目錄 摘要 Abstract 目錄 第一章 緒論 11 箱體零件的主要技術(shù)要求 12箱體類零件的加工工藝分析 第二章 零件的功用與結(jié)構(gòu)分析

9、 2.1 零件的功用 2.2 零件的工藝分析 221零件主要加工表面尺寸 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，確定切削用量及工序設(shè)計(jì) 3.1鑄件尺寸公差 3.2鑄件機(jī)械加工余量3.3 確定切削用量及工序計(jì)算 第四章 夾具設(shè)計(jì) 4.1夾具的組成 4.2夾具的分類4.3夾具的作用4.4定位誤差及其分析與計(jì)算 結(jié)束語 參考資料 致謝第一章 緒論箱體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，軸、軸承、齒輪等有關(guān)零件按規(guī)定的技術(shù)要求裝配到箱體上，連接成部件或機(jī)器，使其按規(guī)定的要求工作，因此箱體零件的加工質(zhì)量不僅影響機(jī)器的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。11 箱體零件的主要技術(shù)要求箱體類零件中以機(jī)床主軸箱

10、的精度要求最高。 21.主要平面的形狀精度和表面粗糙度 箱體的主要平面是裝配基準(zhǔn)，并且往往是加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，所以，應(yīng)有較高的平面度和較小的表面粗糙度值，否則，直接影響箱體加工時(shí)的定位精度，影響箱體與機(jī)座總裝時(shí)的接觸剛度和相互位置精度。 一般箱體主要平面的平面度在0.10.03mm，表面粗糙度Ra2.50.63m，各主要平面對裝配基準(zhǔn)面垂直度為0.1/300。2.孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度 3箱體上的軸承支承孔本身的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度都要求較高，否則，將影響軸承與箱體孔的配合精度，使軸的回轉(zhuǎn)精度下降，也易使傳動(dòng)件（如齒輪）產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。一般機(jī)床主軸箱的主軸支承孔的尺寸

11、精度為IT6，圓度、圓柱度公差不超過孔徑公差的一半，表面粗糙度值為Ra0.630.32m。其余支承孔尺寸精度為IT7IT6，表面粗糙度值為Ra2.50.63m。 43.主要孔和平面相互位置精度 5同一軸線的孔應(yīng)有一定的同軸度要求，各支承孔之間也應(yīng)有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否則，不僅裝配有困難，而且使軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況惡化，溫度升高，軸承磨損加劇，齒輪嚙合精度下降，引起振動(dòng)和噪聲，影響齒輪壽命。支承孔之間的孔距公差為 0.120.05mm，平行度公差應(yīng)小于孔距公差，一般在全長取0.10.04mm。同一軸線上孔的同軸度公差一般為0.040.01mm。支承孔與主要平面的平行度公差為0.10.05m

12、m。主要平面間及主要平面對支承孔之間垂直度公差為0.10.04mm。12箱體類零件的加工工藝分析1.21 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求分析一般來說，箱體零件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，內(nèi)部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。對箱體類零件的技術(shù)要求分析，應(yīng)針對平面和孔的技術(shù)要求進(jìn)行分析。1平面的精度要求  箱體零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般為平面，本箱體各孔系和平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為G面、H面和P面，其中G面和H面還是箱體的裝配基準(zhǔn)，因此它有較高的平面度和較小表面粗糙度要求。2孔系的技術(shù)要求箱體上有孔間距和同軸度要求的一系列孔，稱為孔系。為保證箱體孔與軸承外圈配合及軸的回轉(zhuǎn)精度，孔的尺寸精度為IT7，孔的幾何形狀誤差

13、控制在尺寸公差范圍之內(nèi)。為保證齒輪嚙合精度，孔軸線間的尺寸精度、孔軸線間的平行度、同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線的垂直度誤差，均應(yīng)有較高的要求。3孔與平面間的位置精度  箱體上主要孔與箱體安裝基面之間應(yīng)規(guī)定平行度要求。本箱體零件主軸孔中心線對裝配基面（G、H面）的平行度誤差為0.04mm。4表面粗糙度  重要孔和主要表面的粗糙度會(huì)影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度，本箱體零件主要孔表面粗糙度為0.8m，裝配基面表面粗糙度為1.6m。1.22  箱體類零件的材料及毛坯箱體零件的材料常用鑄鐵，這是因?yàn)殍T鐵容易成形，切削性能好，價(jià)格低，且吸振性和耐磨性較好。根據(jù)需

14、要可選用HT150350，常用HT200。在單件小批量生產(chǎn)情況下，為縮短生產(chǎn)周期，可采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。某些大負(fù)荷的箱體有時(shí)采用鑄鋼件。在特定條件下，可采用鋁鎂合金或其它鋁合金材料。鑄鐵毛坯在單件小批生產(chǎn)時(shí)，一般采用木模手工造型，毛坯精度較低，余量大；在大批量生產(chǎn)時(shí)，通常采用金屬模機(jī)器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當(dāng)減小。單件小批生產(chǎn)直徑大于50mm的孔，成批生產(chǎn)大于30mm的孔，一般都鑄出預(yù)孔，以減少加工余量。鋁合金箱體常用壓鑄制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必經(jīng)切削加即可使用。3  箱體類零件的加工工藝過程箱體零件的主要加工表面是孔系和裝配基準(zhǔn)面。如何保證這些表面的加工精

15、度和表面粗糙度，孔系之間及孔與裝配基準(zhǔn)面之間的距離尺寸精度和相互位置精度，是箱體零件加工的主要工藝問題。箱體零件的典型加工路線為：平面加工孔系加工次要面（緊固孔等）加工。1.23  箱體類零件的加工工藝過程分析    一、主要表面的加工方法選擇    箱體的主要加工表面有平面和軸承支承孔。    箱體平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和銑削，也可采用車削。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用各種組合銑床對箱體各平面進(jìn)行多刀、多面同時(shí)銑削；尺寸較大的箱體，也可在多軸龍門銑床上進(jìn)行組合銑削，可有效提高箱體平面加

16、工的生產(chǎn)率。箱體平面的精加工，單件小批量生產(chǎn)時(shí)，除一些高精度的箱體仍需手工刮研外，一般多用精刨代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工刮研；當(dāng)生產(chǎn)批量大而精度又較高時(shí)，多采用磨削。為提高生產(chǎn)效率和平面間的位置精度，可采用專用磨床進(jìn)行組合磨削等。   箱體上公差等級為IT 7級精度的軸承支承孔，一般需要經(jīng)過34次加工?？刹捎脭U(kuò)一粗鉸一精鉸，或采用粗鏜半精鏜一精鏜的工藝方案進(jìn)行加工(若未鑄出預(yù)孔應(yīng)先鉆孔）。以上兩種工藝方案，表面粗糙度值可達(dá)Ra0. 81. 6m。鉸的方案用于加工直徑較小的孔，鏜的方案用于加工直徑較大的孔。當(dāng)孔的加工精度超過IT 6級，表面粗糙度值Ra小于0. 4m時(shí)，還應(yīng)增加一道精密加

17、工工序，常用的方法有精細(xì)鏜、滾壓、珩磨、浮動(dòng)鏜等。二、箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇1粗基準(zhǔn)的選擇  粗基準(zhǔn)的選擇對零件主要有兩個(gè)方面影響，即影響零件上加工表面與不加工表面的位置和加工表面的余量分配。為了滿足上述要求，一般宜選箱體的重要孔的毛坯孔作粗基準(zhǔn)。本箱體零件就是宜主軸孔和距主軸孔較遠(yuǎn)的軸孔作為粗基準(zhǔn)。本箱體不加工面中，內(nèi)壁面與加工面（軸孔）間位置關(guān)系重要，因?yàn)橄潴w中的大齒輪與不加工內(nèi)壁間隙很小，若是加工出的軸承孔與內(nèi)壁有較大的位置誤差，會(huì)使大齒輪與內(nèi)壁相碰。從這一點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)選擇內(nèi)壁為粗基準(zhǔn)，但是夾具的定位結(jié)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)以內(nèi)壁定位。由于鑄造時(shí)內(nèi)壁和軸孔是同一個(gè)型心澆鑄的，以軸孔為粗基準(zhǔn)可

18、同時(shí)滿足上述兩方的要求，因此實(shí)際生產(chǎn)中，一般以軸孔為粗基準(zhǔn)。2精基準(zhǔn)的選擇  選擇精基準(zhǔn)主要是應(yīng)能保證加工精度，所以一般優(yōu)先考慮基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)同一原則，本零件的各孔系和平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)為為G、H面和P蓋，因此可采用G、H面和P三面作精基準(zhǔn)定位。三、箱體加工順序的安排箱體機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)遵循以下原則：1先面后孔的原則  箱體加工順序的一般規(guī)律是先加工平面，后加工孔。先加工平面，可以為孔加工提供可靠的定位基準(zhǔn)，再以平面為精基準(zhǔn)定位加工孔。平面的面積大，以平面定位加工孔的夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，反之則夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位也不可靠。由于箱體上的孔分布在平面上，先加工平

19、面可以去除鑄件毛坯表面的凹凸不平、夾砂等缺陷，對孔加工有利，如可減小鉆頭的歪斜、防止刀具崩刃，同時(shí)對刀調(diào)整也方便。2先主后次的原則  箱體上用于緊固的螺孔、小孔等可視為次要表面，因?yàn)檫@些次要孔往往需要依據(jù)主要表面（軸孔）定位，所以這些螺孔的加工應(yīng)在軸孔加工后進(jìn)行。對于次要孔與主要孔相交的孔系，必須先完成主要孔的精加工，再加工次要孔，否則會(huì)使主要孔的精加工產(chǎn)生斷續(xù)切削、振動(dòng)，影響主要孔的加工質(zhì)量。3孔系的數(shù)控加工由于箱體零件具有加工表面多，加工的孔系的精度高，加工量大的特點(diǎn)，生產(chǎn)中常使用高效自動(dòng)化的加工方法。過去在大批、大量生產(chǎn)中，主要采用組合機(jī)床和加工自動(dòng)線，現(xiàn)在數(shù)控加工技術(shù)，如加工

20、中心、柔性制造系統(tǒng)等已逐步應(yīng)用于各種不同的批量的生產(chǎn)中。車床主軸箱體的孔系也可選擇在臥式加工中心上加工，加工中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)，使得一次裝夾可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑、攻螺紋等加工，減少了裝夾次數(shù)，實(shí)行工序集中的原則，提高了生產(chǎn)率。13 夾具的組成(1)定位元件：確定工件在夾具中位置的元件。 (2)導(dǎo)向元件：用以引導(dǎo)刀具或調(diào)整刀具相對于夾具位置的元件。 如：鉆套、對刀塊。(3)夾緊元件：使工件在加工過程中保持在夾具中既定位置的元件。(4)連接元件：用以確定夾具在機(jī)床上的位置并與機(jī)床相連接。(5)夾具件：基礎(chǔ)件，用于安裝其它元件，使其形成整體。(4)其它輔件：夾緊用的扳手，操作手柄，分度機(jī)構(gòu)等。第

21、二章 零件的功用與結(jié)構(gòu)分析2.1 零件的功用犁刀變速齒輪箱體是旋耕機(jī)的一個(gè)主要零件。旋耕機(jī)通過該零件的安裝平面（零件圖上的N面與手扶拖拉機(jī)變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位，四個(gè)螺栓固定，實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)的正確聯(lián)接N面上的4-13mm孔即為螺栓聯(lián)接孔，2-10F9孔為定位銷孔。 犁刀變速齒輪箱體2內(nèi)有一個(gè)空套在犁刀傳動(dòng)軸上的犁刀傳動(dòng)齒輪5，它與變速箱的一倒檔齒輪常嚙合。犁刀傳動(dòng)軸8的左端花鍵上套有嚙合套4，通過撥叉可以軸向移動(dòng)。嚙合套4和犁刀傳動(dòng)齒輪5相對的一面都有牙嵌，牙嵌結(jié)合時(shí)，動(dòng)力傳給犁刀傳動(dòng)軸8。其操作過程通過安裝在S30H9孔中的操縱桿3操縱撥叉而得以實(shí)現(xiàn) 2.2 零件的工藝分析材料HT20

22、0，主要加工面有：N面、R面、Q面、2-80H7孔。 N面的平面度0.05mm。 2-80H7孔的尺寸精度、同軸度0.04mm，與N面的平行度0.07mm，與R及Q面的垂直度0.1mm，以及R相對Q面的平行度0.055mm。 2一10F9孔的尺寸精度、兩孔距尺寸精度140±0.05mm以及140±0.05mm對R面的平行度0.06mm。 圖2.1 傳動(dòng)示意圖1一左臂殼體2一犁刀變速齒輪箱體3一操縱桿4一嚙合套 5一犁刀傳動(dòng)齒輪 6一軸承7一右臂 殼體8一犁刀傳動(dòng)軸9一鏈輪221零件主要加工表面尺寸 1.主要孔： 2-Ø80H7 2-Ø10F9 8M12螺

23、紋底孔 4-Ø132.主要平面：N面 R面 Q面等3.其他加工部分 凸臺(tái)等第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，確定切削用量及工序設(shè)計(jì)根據(jù)零件材料 HT200確定毛坯為鑄件，又已知零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為 6000件年，該零件質(zhì)量約為 7Kg，可知，其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。又由于箱體零件的內(nèi)腔及 2 Ø 80mm 的孔需鑄出。故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。 鑄件尺寸公差 鑄件尺寸公差分為 16級，由于是大量生產(chǎn)，毛坯制造方法采用砂型機(jī)器造型，由工藝人員手冊查得，鑄件尺寸公差等級為 CT10級，選取鑄件錯(cuò)箱值為 1.0mm。 鑄件機(jī)械加工余

24、量 對成批和大量生產(chǎn)的鑄件加工余量由工藝人員手冊查得，選取 MA為 G級，各表面的總余量如表3 1所示。 表 3 1各加工表面總余量 加工表面 基本尺寸（ mm ） 加工余量等級 加工余量 數(shù)值（ mm ） 說 明 R 面 168 G 4 底面，雙側(cè)加工（取下行數(shù)據(jù)） Q 面 168 H 5 頂面降 1 級，雙側(cè)加工 N 面 168 G 5 側(cè)面，單側(cè)加工（取上行數(shù)據(jù)） 凸臺(tái)面 106 G 4 側(cè)面單側(cè)加工 孔 2 Ø80 80 H 3 孔降 1 級，雙側(cè)加工 由工藝人員手冊可得鑄件主要尺寸公差如表 3 2所示。 表 3 2 主要毛坯尺寸及公差（ mm） 主要面尺寸 零件尺寸 總余量

25、 毛坯尺寸 公差 CT N 面輪廓尺寸 168 168 4 N 面輪廓尺寸 168 4+5 177 4 N 面距孔 Ø 80 中心尺寸 46 5 51 2.8 凸臺(tái)面距孔 Ø80 中心尺寸 100+6 4 110 3.6 孔 2 Ø80 Ø80 3+3 Ø74 3.2 鑄件的分型面選擇通過 C基準(zhǔn)孔軸線，且與 R面（或 Q面）平行的面。澆冒口位置分別位于 C基準(zhǔn)孔凸臺(tái)的兩側(cè)。 零件毛坯綜合圖 零件毛坯綜合圖一般包括以下內(nèi)容：鑄造毛坯形狀、尺寸及公差、加工余量與工藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根位置、工藝基準(zhǔn)及其他有關(guān)技術(shù)要求等。 零件

26、毛坯綜合圖上技術(shù)條件一般包括下列內(nèi)容： 合金牌號。 鑄造方法。 鑄造的精度等級。 未注明的鑄造斜度及圓角半徑。 鑄件的檢驗(yàn)等級。 鑄件綜合技術(shù)條件。 鑄件交貨狀態(tài)：如允許澆冒口殘根大小等。 鑄件是否進(jìn)行氣壓或液壓試驗(yàn)。 熱處理硬度。     技術(shù)要求 l. 毛坯精度等級 CT為 10級； 2. 熱處理：時(shí)效處理， 180 200HBS; 3. 未注鑄造圓角為 R2 R3，拔模斜度 2°； 4. 鑄件表面應(yīng)無氣孔、縮孔、夾砂等； 5. 材料： HT200。 制訂工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下： N面：粗車 精銑；

27、R面和 Q面：粗銑 精銑；凸臺(tái)面：粗銑； 2 Ø 80mm 孔：粗鏜 精鏜； 7級 9 級精度的未鑄出孔：鉆一擴(kuò)一鉸；螺紋孔：鉆孔一攻螺紋。 因 R面與 Q面有較高的平行度要求， 2 Ø 80mm 孔有較高的同軸度要求。故它們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來，以保證其位置精度。 根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將 N面、 R面、 Q面及 2 Ø 80mm 孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一階段中又首先加工 N面，后再鏜 2 Ø 80mm 孔。 R面及 Q面上的 Ø 8N8

28、孔及 4 M13 螺紋孔等次要表面放在最后加工。 初步擬訂加工工藝路線如下： 工序號 工 序 內(nèi) 容   鑄造   時(shí)效   涂漆 10 粗車 N 面 20 鉆擴(kuò)鉸 2 Ø 10F9 孔 ( 尺寸留精鉸余量 ), 孔口倒角 1 × 45 ° 30 粗銑凸臺(tái)面 40 粗銑 R 面及 Q 面 50 粗鏜 孔 2 Ø80, 孔口倒角 1 × 45 ° 60 鉆 孔 Ø20 70 精銑 N 面 80 精鉸 孔 2 Ø 10F9 90 精銑 R 面及 Q 面 100 精鏜 孔 2 Ø8

29、0H7 110 擴(kuò)鉸 球形孔 S Ø30H9, 鉆 4 M6 螺紋底孔 , 孔口倒角 1 × 45 °, 攻螺紋   4 M6 120 鉆孔 4 Ø13 130 锪平面 4 Ø22 140 鉆 8 M12 螺紋底孔 , 孔口倒角 1 × 45 °, 鉆鉸孔 2 Ø8N8, 孔口倒角   1 × 45 °, 攻螺紋 8 M12 150 檢驗(yàn) 160 入庫 上述方案遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但某些工序有些問題還值得進(jìn)一步討論。 如粗車 N面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床

30、上加工時(shí)，它們的慣性力較大，平衡較困難，又由于 N面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削，容易引起工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，故改用銑削加工。 工序 40應(yīng)在工序 30前完成，使 R面和 Q面在粗加工后有較多的時(shí)間進(jìn)行自然時(shí)效，減少工件受力變形和受熱變形對 2一 Ø 80mm 孔加工精度的影響。 精銑 N面后， N面與 2一 Ø 10F 9 孔的垂直度誤差難以通過精鉸孔糾正，故對這兩孔的加工改為擴(kuò)鉸，并在前面的工序中預(yù)留足夠的余量。 4 一 Ø 13mm 孔盡管是次要表面，但在鉆擴(kuò)鉸 2 Ø 10F 9 孔時(shí)，也將 4一 Ø 13mm 孔鉆出，可以節(jié)約一臺(tái)

31、鉆床和一套專用夾具，能降低生產(chǎn)成本，而且工時(shí)也不長。 同理，鉆 Ø 20mm 孔工序也應(yīng)合并到擴(kuò)鉸 S Ø 30H9 球形孔工序中。這組孔在精鏜 2一 Ø 80H7 孔后加工，容易保證其軸線與 2 Ø 80H7 孔軸線的位置精度。 工序 140工步太多，工時(shí)太長，考慮到整個(gè)生產(chǎn)線的節(jié)拍，應(yīng)將 8 M12 螺孔的攻螺紋作另一道工序。 修改后的工藝路線如下： 序號 工 序 內(nèi) 容 簡要說明   鑄造     時(shí)效 消除內(nèi)應(yīng)力   涂底漆 防止生銹 10 粗銑 N 面 先加工基準(zhǔn)面 20 鉆擴(kuò)鉸 2 Ø 10F

32、9 孔至 2 Ø 9F9, 孔口倒角 留精擴(kuò)鉸余量   1 × 45 °, 鉆孔 4 Ø13   30 粗銑 R 面及 Q 面 先加工面 40 銑凸臺(tái)面   50 粗鏜 孔 2 Ø80, 孔口倒角 1 × 45 ° 后加工孔粗加工結(jié)束 60 精銑 N 面 精加工開始 70 精鉸 孔 2 Ø 10F9 至 2 Ø 10F7 （工藝要求） 提高工藝基準(zhǔn)精度 80 精銑 R 面及 Q 面 先加工面 90 精鉸 孔 2 Ø80H7 后加工孔 100 鉆 孔 Ø20

33、, 擴(kuò)鉸球形孔 SØ30H9, 鉆 4 M6 螺紋 次要表面在后面加   底孔 , 孔口倒角 1 × 45 °, 攻螺紋 4 M6 6H 工 110 锪平面 4- Ø22   120 鉆 8-M12 螺紋底孔 , 孔口倒角 1 × 45 °, 鉆鉸孔     2 Ø8N8, 孔口倒角 1 × 45 °   130 攻螺紋 8-M12-6H 工序分散 , 平衡節(jié)拍 140 檢驗(yàn)   150 入庫   1. 確定切削用量工序10：精銑N面毛

34、坯尺寸外形175mm×150mm, 由資料得，選擇立式銑床，刀具Ø 200mm可轉(zhuǎn)位面銑刀。因?yàn)槊驺姷赌懿捎幂^大直徑的銑刀，提高效率。心軸短，剛度較好能采用較大的進(jìn)給量，工作更為穩(wěn)定，可以從不同方向同時(shí)銑工件的幾個(gè)平面，壽命也較長。因此可以查出n主軸轉(zhuǎn)速=118r/minD=200mm ap=3.5mm 取f=2mm/r實(shí)際切削速度n=Dn1000=3.14×200×1181000=74.1mm/min切削工時(shí)計(jì)算：t=l+l1+l2nf =177+30118×2=0.88minl1+l2=30再根據(jù)資料并帶入公式算出各工序切削用量第四章 夾具

35、設(shè)計(jì)夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。夾具的組成 (1)定位元件：確定工件在夾具中位置的元件。 (2)導(dǎo)向元件：用以引導(dǎo)刀具或調(diào)整刀具相對于夾具位置的元件。 如：鉆套、對刀塊。 (3)夾緊元件：使工件在加工過程中保持在夾具中既定位置的元件。(4)連接元件：用以確定夾具在機(jī)床上的位置并與機(jī)床相連接。(5)夾具件：基礎(chǔ)件，用于安裝其它元件，使其形成整體。(4)其它輔件：夾緊用的扳手，操作手柄，分度機(jī)構(gòu)等夾具的分類1、 分類方法：1)按夾具的應(yīng)用范圍：通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合 夾具、隨行夾具；2)按加工類型：

36、車床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、 數(shù)控機(jī)床夾具等；3)按夾緊力來源：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電磁夾具、 真空夾具。 機(jī)床夾具通常按夾具的應(yīng)用范圍進(jìn)行分類夾具的作用(1)保證加工精度，降低工人等級 加工精度包括：尺寸精度、幾何形狀精度、表面相互位置精度。使用夾具最有利于保證表面相互位置精度。如：在搖臂鉆加工孔系 夾具：可達(dá)0.100.20mm 劃線找正：0.41.0mm(2) 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本 無找正，對刀等時(shí)間，工件裝卸迅速，從而大大減少了工件安裝的輔助時(shí)間，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)多件加工，多工位加工，特別適用于加工時(shí)間短，輔助時(shí)間長的中、小工件的加工。(3) 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍

37、擴(kuò)大機(jī)床的功能，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。如在車床上利用鏜夾具，進(jìn)行鏜孔。利用銑夾具，進(jìn)行銑槽。 (4) 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)工件在夾具上的定位定位方式用六點(diǎn)定位原理進(jìn)行定位分析時(shí)，以定位點(diǎn)來消除自由度，在實(shí)際應(yīng)用中，不可能是點(diǎn)，而應(yīng)該是各種定位元件，工件的定位表面有各種形式：如平面，內(nèi)孔，外圓，成型面，組合表面等，對這些表面應(yīng)采用不同的方法來實(shí)現(xiàn)。定位設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做的工作及步驟：A）根據(jù)加工零件的工序要求合理布置支承點(diǎn)B）正確考慮定位方法C）選用恰當(dāng)?shù)亩ㄎ辉?常用定位方式與定位元件工件常用定位表面：以平面定位以內(nèi)孔定位以外圓表面定位 以平面定位：基本支承： 固定支承可調(diào)支承自位支承輔助支承基本支

38、承：限制自由度，真正起定位作用輔助支承：不限制自由度，起預(yù)定位、增加工件和夾具剛性等作用3 定位誤差及其分析與計(jì)算1、定位誤差 把工件上被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對于定位元件工作表面在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，稱為“定位誤差”。定位誤差產(chǎn)生原因a.一批工件彼此在尺寸、形狀及相互位置上均存在差異，而夾具定位元件也有制造誤差。b.工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，或工件的定位基準(zhǔn)與定位元件的工作表面之間存在間隙。c.工件用夾具定位加工時(shí)，只按定程法（即調(diào)整法）加工一批工件，如果按逐件試切法加工，則根本不存在定位誤差。（僅有加工誤差等）誤差來源：a.基準(zhǔn)不重合誤差b.定位元件制造誤差c.基準(zhǔn)位移誤差定位

39、誤差大小計(jì)算（1） 畫出被加工零件定位時(shí)的兩個(gè)極限尺寸的位置 （2） 從圖形中的幾何關(guān)系，找出零件圖上被加工尺寸方向上設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量（最大值與最小值之差）。因此，工序二尺寸A的定位誤差A(yù)為： A=(H+H)(H-H) = 2H上述的誤差完全是由于定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的，可稱這類定位誤差為“基準(zhǔn)不重合誤差”。為提高定位精度，設(shè)計(jì)夾具時(shí)盡量使定位基準(zhǔn)與加工表面之設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。但定位精度雖然提高了，有時(shí)使得夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件安裝不便, 穩(wěn)定性和可靠性變差。生產(chǎn)中只要在滿足工藝的要求前提下，如果能降低工序成本，基準(zhǔn)不重合的定位方案，也允許選用。 定位元件制造誤差 由于夾具定位元件和工件定

40、位基準(zhǔn)本身有制造誤差，也可能使工件被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在加工尺寸方向上產(chǎn)生變動(dòng)而形成定位誤差。 工件定位基準(zhǔn)和夾具定位元件本身的制造誤差，也是直接影響定位精度的。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，除應(yīng)盡量滿足基準(zhǔn)重合原則外，還應(yīng)根據(jù)加工零件的精度要求，合理規(guī)定定位元件的制造精度和限制加工零件上與定位基準(zhǔn)有關(guān)的公差值。定位誤差的計(jì)算1、定位誤差計(jì)算的方法工件定位誤差的實(shí)質(zhì)是工件上被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對于定位元件工作表面在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，因此，計(jì)算定位誤差時(shí)，首先要找出工序尺寸的工序基準(zhǔn)；然后求其在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量。定位誤差計(jì)算的方法：幾何法微分法用幾何方法計(jì)算定位誤差工件在使用心軸、銷、定

41、位時(shí)，常會(huì)考慮留有間隙而需要進(jìn)行定位誤差計(jì)算。(以兩孔定位為例）左端：孔徑 ，公差為TD1；銷徑 ，公差為Td1；最小間隙為1。 右端：孔徑公差為TD2；銷徑公差為Td2；最小間隙為2 先單獨(dú)分析左端圓銷1的定位情況。銷與孔之間的最大間隙為：1 1 TD1 Td1 。 1將使一批工件安裝時(shí)孔的中心偏離銷的中心。其中偏心位移誤差范圍，是以 1為直徑的圓，圓心即為銷的中心O1 再分析削邊銷2定位情況： 由于削邊銷不限制X 的移動(dòng)自由度，而限制Z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，所以孔2與削邊銷2的中心偏移范圍為： 在X方向： x 1 1 TD1 Td1 在Y方向： y 2 2 TD2 Td2 。綜合誤差孔1、2的中心

42、偏移誤差組合起來，將引起工件的兩種定位誤差(1)    縱向定位誤差：即在兩孔聯(lián)心線方向的最大可能移動(dòng)量（ x ）。 x 1 1 TD1 Td1 （相當(dāng)于第一孔定位誤差） (2)   角度定位誤差：即工件繞O1和O2的最大偏轉(zhuǎn)角 。 角度定位誤差：由上式看出，欲減小，可以從兩方面著手：（i）提高孔與銷的加工精度，減小配合間隙；（ii）增大孔間距。故在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能選距離較遠(yuǎn)的兩孔；若工件上無合適的兩孔而需另設(shè)工藝孔時(shí)，兩工藝孔也應(yīng)布置在具有最大距離的適當(dāng)部位。 工件在夾具中的夾緊一、工件夾緊的基本要求 夾得穩(wěn)：不破壞穩(wěn)定的正

43、確定位，以作平衡，剛度足夠； 夾得牢：夾緊力要合適，過大工件變形或損傷，影響加工精度，過小工件加工中易移動(dòng)或產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)，夾緊裝置應(yīng)保證自鎖，即原始夾緊力去除后，工件能保持夾緊狀態(tài)；夾得快：機(jī)構(gòu)簡單、緊湊、操作安全、省力、迅速方便。確定夾緊方案一般應(yīng)與定位問題同時(shí)考慮，為達(dá)到以上三個(gè)要求，正確設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，首先必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)。 二、夾緊力方向的確定1.夾緊力方向的確定 不破壞定位的準(zhǔn)確性，朝向是定位基準(zhǔn)； 夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能小； 夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小夾緊力大小與夾緊力方向直接有關(guān)，在考慮夾緊方向時(shí)，只要滿足夾緊條件，夾緊力越小越好。2.夾

44、緊力作用點(diǎn)的選擇 夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的平面內(nèi) 夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部件上 夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面3.夾緊力大小的估算 夾緊力要合適，過大工件變形或損傷，影響加工精度，過小工件加工中易移動(dòng)或產(chǎn)生振動(dòng)。估算夾緊力的方法：首先：將工件視為分離體，分析作用在工件上的各種力；再根據(jù)力系平衡條件，確定保持工件平衡所需的最小夾緊力；最后將乘以一合適的安全系數(shù)，以此作為所需的夾緊力典型夾緊機(jī)構(gòu)常見的有斜楔、偏心、螺旋和鉸鏈等夾緊機(jī)構(gòu)，斜楔、偏心、螺旋是利用機(jī)械摩擦的斜楔自鎖原理。斜楔夾緊的特點(diǎn)：(1)斜楔機(jī)構(gòu)簡單，有增力作用。一般擴(kuò)力比（約為3） ，愈小增力作用愈大。 (2)斜楔

45、夾緊行程小，且受斜楔升角影響。增大可加大行程，但自鎖性能變差。(3) 夾緊和松開要敲擊大、小端，操作不方便。 手動(dòng)操作的簡單斜楔夾緊很少應(yīng)用，而在常見的夾緊裝置中，改變夾緊力方向和作為增力機(jī)構(gòu)時(shí)則應(yīng)用較多。如氣液壓夾緊時(shí)，斜楔上作用的動(dòng)力源是不間斷的，所以不必自鎖，可增大到1530°。螺旋夾緊螺旋夾緊結(jié)構(gòu)簡單，增力比大，自鎖性好，夾緊可靠，所以在夾具中得到最廣泛的應(yīng)用。螺旋夾緊力的計(jì)算公式：式中： P原始作用力； L手柄長度； r螺桿下端（或壓塊）與工件接觸處的當(dāng)量摩 擦半徑； r平均螺旋作用中徑之半；（作用中徑為d平均）；螺旋升角； 螺桿下端（或壓塊）與工件接觸處的摩擦角

46、； 螺旋配合面的摩擦角（常取8°30）。3.偏心夾緊 螺旋夾緊的主要缺點(diǎn)安裝、拆卸工件的輔助時(shí)間太長，而偏心夾緊是一種快速的夾緊機(jī)構(gòu)。常用的有圓偏心和曲線偏心兩種，可做成平面凸輪的形狀。因圓偏心機(jī)構(gòu)簡單，制造方便，較曲線偏心應(yīng)用廣泛。在設(shè)計(jì)圓偏心時(shí)，應(yīng)注意以下三個(gè)問題：a）自鎖條件；b）保證足夠的夾緊力；c）保證足夠的夾緊距離（指偏心輪工作部分與工件間接觸點(diǎn)的最大垂直位移）。偏心夾緊必須保證自鎖條件偏心夾緊必須保證自鎖，否則就不能應(yīng)用。D/e值反映了偏心輪的偏心特性，它可用來表示偏心輪工作的可靠性；此值大，自鎖性能好，但結(jié)構(gòu)尺寸也大。滿足偏心輪D/e1420的條件時(shí)，機(jī)構(gòu)即能自鎖4.多件夾緊 加工時(shí)采取多件夾緊，可以大大提高生產(chǎn)率，尤其在小件加工時(shí)應(yīng)用更為廣泛。 按夾緊力的方向及作用情況，多件夾緊可分為兩種：(1)連續(xù)式夾緊由一個(gè)力的來源，以同樣大小的夾緊力，依次連續(xù)朝同一方向由一個(gè)工件傳遞到其他工件。 使用連續(xù)式夾緊 ，沿夾緊方向，每個(gè)工件與定位夾緊元件接觸處的誤差，必定要傳到另一工件上。如此累積，使最后一個(gè)工件沿此方向的定位精度非常低。因此，連續(xù)式多件夾緊只適用于被加工表