WG20型蝸桿減速箱體加工工藝規(guī)程及夾具設計【含11張cad圖紙+文檔全套資料】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 寧 畢業(yè)設計報告(論文) 報告(論文)題目 蝸桿減速箱體工藝 及工裝設計 作者所在系別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 機械設計與制造及自動化 作者所在班級 B13113 作 者 姓 名 王瑋 作 者 學 號 20134011321 指導教師姓名 黃衛(wèi) 指導教師職稱 副教授 完 成 時 間 2017 年 5 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 摘 要 通過對蝸桿減速箱體的加工工藝路線的確定，該零件的加工以底面作為基準是合適的，本加工工藝方案滿足粗基準選擇的基本要求及精基準選擇的四項原則。本夾具為專用夾具，該夾具的特點是針對性強、結構緊湊、操作簡便、生產率高。在本次設計中，夾具的設計滿足機床夾具總體方案設計的基本要求，充分保證零件加工質量，具有較高的生產效率和較低的制造成本以及具有良好的結構工藝性。本次畢業(yè)設計的主要內容是機械加工工藝規(guī)程編制和工序專用夾具設計。我能綜合運用機械制造技術基礎和其它課程的基本理論和方法，為了能夠完成蝸桿減速箱體機械加工工藝及鉆床夾具的設計任務，綜合運用所學的知識，應用正確的設計方法，制訂了蝸桿減速箱體的機械加工工藝規(guī)程。結合工藝設計內容，熟練應用工藝計算方法，對相關工藝內容進行了正確的分析設計和計算，如切削力、切削功率、切削速度、工藝參數、定位誤差、夾緊力等。 關鍵詞 機械加工 工藝規(guī)程 專用夾具 蝸桿減速箱體 III Abstract The graduation design is the main content of the machining process planning preparation and special fixture design process. I can comprehensive use of mechanical manufacturing technology and other basic curriculum of basic theory and method, in order to be able to complete the turbine speed reducer machining technology and drilling machine fixture design task, the integrated use of knowledge, and apply the correct design method, and developed a turbine speed reducer of the machining process planning. Combine craft design content, skilled in the application process calculation method, the relevant process the content analysis of the correct design and the computation, such as process parameters, cutting force and cutting power, cutting speed, positioning error, clamping force, etc. Through the turbine speed reducer to the processing technology of the determination of the route, the parts processing to the underside as the benchmark is reasonable, the processing technology solutions to meet the basic requirements of basic selection coarse and fine basic selection of the four principles. This fixture for drilling machine use special jig, this fixture is characteristic of the targeted, compact construction, simple operation, high productivity. In this design, the design of the machine tool fixtures meet fixture basic requirements of the overall design, fully guarantee the quality of parts processing, has the high production efficiency and lower cost of manufacture and good structure technology . Key Words Machining Process specification Special fixture Turbine gear unit housing 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第1章 緒論 1 1.1 蝸桿減速箱體綜述 1 1.2 蝸桿減速箱體國內外發(fā)展概況 1 1.2.1 蝸桿減速箱體機械加工工藝發(fā)展概況 1 1.2.2 蝸桿減速箱體夾具發(fā)展概況 2 第2章 零件的機械加工工藝規(guī)程設計 3 2.1 蝸桿減速箱體的工藝分析 3 2.1.1 蝸桿減速箱體的作用 3 2.1.2 蝸桿減速箱體的工藝分析 3 2.2 選擇毛坯 4 2.3 確定鑄件機械加工余量、毛坯尺寸和公差 4 2.4 設計毛坯圖 5 2.4.1 確定圓角半徑 5 2.4.2 確定毛坯的熱處理方式 5 2.5 機械加工工藝路線的制訂 6 2.5.1 選擇定位基準 6 2.5.2 制訂工藝路線 6 2.5.3 加工工藝過程的分析 8 2.5.4 選擇加工設備與工藝裝備 8 2.5.5 確定工序尺寸 9 2.5.6 確定切削用量及基本時間 10 第3章 鉆3×M6-6H螺紋底孔攻螺紋M6-6H夾具的設計 23 3.1 確定設計任務、明確加工要求 23 3.2 定位方案的確定 23 3.3 夾緊機構的設計 23 3.4 切削力和夾緊力的計算 23 3.5 定位誤差的分析與計算 24 3.5.1 定位元件尺寸及公差確定 24 3.5.2 定位誤差計算 24 3.6 夾具體的設計 24 3.7 夾具與機床連接元件的選擇 25 3.8 夾具的使用說明 25 3.9 夾具的結構特點 25 第4章 銑側面夾具設計 26 4.1 指出存在的問題 26 4.2 夾具設計 26 4.2.1 夾具體設計 26 4.2.2 定位基準的選擇 26 4.2.3 定位方案和元件設計 26 4.2.4 定位誤差的計算 27 4.2.5 夾緊力計算 28 4.2.6 夾緊機構的設計 29 4.2.7 定向鍵與對刀裝置設計 30 4.2.8 確定夾具體結構尺寸和總體結構 31 4.2.9 夾具設計及操作的簡要說明 32 結 論 33 致 謝 34 參考文獻 35 第1章 緒論 1.1 蝸桿減速箱體綜述 蝸桿減速箱體類零件是機器的基礎零件，它將機器或部件中的軸、套、齒輪等有關零件組裝成一個整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關系協(xié)調地傳遞運動或動力。因此，蝸桿減速箱體的加工質量將直接影響機器的精度、性能和壽命。 常見的減速器箱體類零件有：機床主軸箱、機床進給箱、變速蝸桿減速箱體、減速器箱體、發(fā)動機缸體和機座等。蝸桿減速箱體的結構形式雖然多種多樣，但仍有共同的主要特點：形狀復雜、壁薄且不均勻，內部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般機床制造廠用于蝸桿減速箱體類零件的機械加工勞動量約占整個產品加工量的15%~20%。 對工件進行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不受外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。用夾具裝夾工件時，工件相對于夾具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致，穩(wěn)定的保證工件的加工精度。同時使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產率。在批量生產中使用夾具后，由于勞動生產率的提高、廢品率下降等原因，明顯的降低了生產成本。每個工件增加的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經濟效益就愈明顯。 1.2 蝸桿減速箱體國內外發(fā)展概況 1.2.1 蝸桿減速箱體機械加工工藝發(fā)展概況 機械加工工藝及夾具設計隨著科技的發(fā)展，并且與計算機技術、數控技術、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術結合為制造系統(tǒng)，形成現代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素?，F代加工逐漸演變?yōu)榧苫南到y(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們全方位的認知現代科技知識。 制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，直接體現了一個國家的生產力水平，對產品質量有著重大的影響。而工藝與裝備是制造業(yè)的基礎，工藝是人、機料等軟、硬要素集成的一項基礎工程，它貫穿于產品生產的全過程。工業(yè)發(fā)達國家極為重視工藝與裝備問題，21世紀裝備制造應是中國與發(fā)達國家競爭的主要領域之一。自建國以來，特別是改革開放30多年來，我國機械制造業(yè)取得了較快發(fā)展，制造工藝取得了長足進步。但與西方先進工業(yè)國家相比，還存在著明顯差距，我國的裝備制造業(yè)發(fā)展速度相對緩慢，裝備制造業(yè)工藝水平與國際先進水平相比，在技術方面仍有一定差距，主要表現為“兩低”、“兩高”，即產品精度和生產效率低，工藝成本和環(huán)境污染高。因此，要充分認識機械制造工藝在振興我國裝備制造業(yè)中的基礎性作用。 在機械制造工藝不斷發(fā)展的今天，其在國外表現出全球化、自動化、環(huán)?；?、虛擬化、網絡化等發(fā)展趨勢。而我國的現代機械制造加工工藝主要沿著“廣義制造”的方向發(fā)展，具體的發(fā)展方向可以歸納為四個方面和多個大項目。這四個方面體現為現代設計技術、現在成形和改性技術、現代加工技術、制造系統(tǒng)和管理技術，大項目則包括分層制造技術、微納米制造技術、高速加工技術等。當前，我國工藝發(fā)展的重點是并行設計、創(chuàng)新設計、改性技術與現代成形、材料成形過程仿真和優(yōu)化等。 1.2.2 蝸桿減速箱體夾具發(fā)展概況 夾具的發(fā)展歷程，大約可以分為三個階段：第一個階段，主要表現在夾具與人的結合上，這時夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工效率提高；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊；第三階段，表現為夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。 隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產品的更新?lián)Q代越來越快，傳統(tǒng)的大批量生產模式逐步被中小批量生產模式所取代，機械制造系統(tǒng)欲適應這種變化需具備較高的柔性。國外己把柔性制造系統(tǒng)（FMS）作為開發(fā)新產品的有效手段，對機床夾具提出了新的要求，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟以及計算機輔助夾具設計等方向發(fā)展。 機床夾具設計時工藝裝備設計的一個重要的組成部分。設計質量的高低，應以能穩(wěn)定地保證工件的加工質量、生產效率高、成本低、排屑方便、操作安全省力、制造維護容易等為衡量指標。因此，只有充分應用夾具設計的基本原理和知識，正確掌握夾具設計的基本方法，才能設計出先進、合理和實際的機床專用夾具。 夾具設計自動化，也是現代夾具發(fā)展的趨勢之一。隨著市場競爭日益激烈，傳統(tǒng)人工設計夾具的方法已無法滿足現代制造業(yè)生產的需要。20世紀70年代后期，隨著計算機技術的普及、CAD的出現，由于夾具的圖形不大、結構比一般機械設備的結構簡單，因此自然而然地想到將CAD技術用于夾具設計。因而，出現了計算機輔助夾具設計（CAFD）技術。 第2章 零件的機械加工工藝規(guī)程設計 2.1 蝸桿減速箱體的工藝分析 2.1.1 蝸桿減速箱體的作用 畢業(yè)設計所給定的零件是蝸桿減速箱體。由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調地運動。各種蝸桿減速箱體類零件由于用途不同,形狀結構差別較大,但結構上也存在著相同的特點。 2.1.2 蝸桿減速箱體的工藝分析 該零件有三組加工面,但是沒有位置要求,還有五組孔,其中有兩組孔有位置和精度要求，機械加工工藝分析如下： （1）零件的底面是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個面，此面將作為粗基準，表面粗糙度。根據表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術要求。 （2）加工底面4個13孔，它是以底面為基準而加工的，它將作為精基準來完成以后孔的加工，為達到題目要求我采取鉆四個孔锪平上面的4個26大孔工序過程。為以后的一面兩銷定位加工做好準備。 （3）按照先面后孔的加工理論，我以底面為基準面并采用兩個定位銷構成一面兩銷原理來粗銑和精銑工件的左側面和80的左右端面，即可達到技術要求。 （4）加工3×M10-7H螺紋孔，由參考文獻[20]查可知底孔為8.5mm，又因為本孔是螺紋孔，考慮到工藝要求采取鉆、攻絲二工步加工。 （5）加工3×M6-7H螺紋孔，由參考文獻[20]查可知底孔為5mm，采用鉆、倒角、攻絲三工步加工。在加工的適當工藝過程中對產品進行質量檢查，以滿足工藝要求。 按照以上加工過程來加工零件即可完成本零件的技術要求。 2.2 選擇毛坯 由該零件圖要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批量生產，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。 2.3 確定鑄件機械加工余量、毛坯尺寸和公差 根據零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計算和查詢資料可知，生產類型為中批量生產，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于60mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效進行處理。 由參考文獻[21]可知，查得該鑄件的尺寸公差等級CT為8~10級，加工余量等級MA為H~G級。綜上所述毛坯主要加工表面的總余量及尺寸允許偏差見表2-1所示： 表2-1 主要加工表面的總余量 主要加工表面 公稱尺寸（mm） 加工余量等級 加工余量數值（mm） 底面 60的孔 100的外圓端面 32的孔 100的凸臺端面 上端面 20 60 5 32 55 15 H H H H G H 3 4 4 5 3 3.5 2.4 設計毛坯圖 2.4.1 確定圓角半徑 鑄件的內外圓角半徑由參考文獻[4]中的表2.2-23來確定。結果為： 外圓角半徑：r=3； 內圓角半徑：R=5。 以上所取的圓角半徑數值都能保證各表面的加工余量。 2.4.2 確定毛坯的熱處理方式 毛坯應安排人工時效處理，以消除殘余的應力，從而可以改善加工性能本零件的毛坯圖如圖2-1所示： 圖2-1蝸桿減速箱體毛坯圖 2.5 機械加工工藝路線的制訂 2.5.1 選擇定位基準 基準是用來確定生產對象上幾何要素的幾何關系所依據的那些點、線、面?；鶞矢鶕涔τ玫牟煌煞謩e為設計基準和工藝基準。 在工件工序圖中，用來確定本工序加工表面位置的基準，加工表面與工序基準之間，一般有兩次核對位置要求：一是加工表面對工序基準的工序尺寸要求；另一次是加工表面對工序基準的形狀位置要求，如平行度，垂直度等。 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之一，基準的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程會出現很多問題，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。 2.5.2 制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，是應該使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到妥善保證，在生產綱領確定成批生產的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應該考慮經濟效益，工藝簡單、工序集中，盡量降低成本。 1. 工藝路線方案一 工序號 工序名稱 工序內容 10 鑄造 一箱多件砂型鑄造 20 時效 時效處理 30 涂漆 涂漆 40 銑削 粗銑、半精銑底面 50 銑削 銑上端面 60 銑削 鉆4×13孔锪平26的孔，鉆2×10錐銷孔 70 銑削 粗銑100的左右側面和工件的左側面 80 銑削 精銑100凸臺的左側面和工件的左側面 90 鉆擴鉸 鉆擴鉸32孔 100 粗鏜 粗鏜60孔 110 精鏜 精鏜60孔 120 鉆孔攻絲 鉆3-M10-H6螺紋底孔，攻螺紋3-M10-H6 130 鉆孔攻絲 鉆Rc3/8螺紋底孔，攻螺紋Rc3/8 140 鉆孔攻絲 鉆4×M6-H7螺紋底孔，攻螺紋4×M6-H7 150 終檢 終檢 160 入庫 清洗入庫 2. 工藝路線方案二 工序號 工序名稱 工序內容 10 鑄造 一箱多件砂型鑄造 20 時效 時效處理 30 涂漆 涂漆 40 銑削 粗銑、半精銑底面 50 銑削 銑上端面 60 銑削 鉆4×13孔锪平26的孔，鉆2×10錐銷孔 70 銑削 粗銑100的左右側面和工件的左側面 80 銑削 精銑100凸臺的左側面和工件的左側面 100 粗鏜 粗鏜60孔 100 精鏜 精鏜60孔 110 鉆擴鉸 鉆擴鉸32孔 120 鉆孔攻絲 鉆3×M10-H6螺紋底孔，攻螺紋3×M10-H6 130 鉆孔攻絲 鉆3×M6-H7螺紋底孔，攻螺紋3×M6-H7 140 鉆孔攻絲 鉆Rc3/8螺紋底孔，攻螺紋Rc3/8 150 鉆孔攻絲 鉆4×M6-H7螺紋底孔,攻螺紋4×M6-H7 160 終檢 終檢 170 入庫 清洗入庫 3. 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按先粗后精，加工面再加工孔的原則進行加工的。方案二是先加工60孔，然后以底面為基準經過尺寸鏈換算找正的中心線再來加工孔32孔，因此，選擇方案一是比較合理的。 4. 確定工藝過程方案 該零件擬定工藝過程見表2-2所示： 表2-2擬定工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 10 鑄造 一箱多件砂型鑄造 20 時效 時效處理 30 涂漆 涂漆 40 銑削 粗銑、半精銑底面 50 銑削 銑上端面 60 銑削 鉆4×13孔锪平26的孔，鉆2×10錐銷孔 70 銑削 粗銑100的左右側面和工件的左側面 80 銑削 精銑100凸臺的左側面和工件的左側面 90 鉆擴鉸 鉆擴鉸32孔 100 粗鏜 粗鏜60孔 110 精鏜 精鏜60孔 120 鉆孔攻絲 鉆3×M10-H6螺紋底孔，攻螺紋3×M10-H6 130 鉆孔攻絲 鉆4×M6-H7螺紋底孔，攻螺紋4×M6-H7 140 鉆孔攻絲 鉆Rc3/8螺紋底孔，攻螺紋Rc3/8 150 鉆孔攻絲 鉆4×M6-H7螺紋底孔,攻螺紋4×M6-H7 160 終檢 終檢 170 入庫 清洗入庫 2.5.3 加工工藝過程的分析 1. 保證相互位置精度 多道工序的加工都是以大孔、小孔以及平面組合定位，這種方法減少了工件的安裝誤差，能獲得很高的相互位置精度，其結構簡單，制造精度容易保證的主要是孔定位基準的夾具是心軸和定位銷。以孔定位其定心精度很高。 2. 防止變形的工藝措施 前機體在加工過程中，常由于夾緊力、切削力和切削熱、熱處理等因素的影響而產生變形，使加工精度降低，防止變形注意以下幾點： （1）與減少切削力和切削熱的影響。粗、精加工應分開進行，使粗加工產生的變形在精加工中可以得到糾正，也可以采用輔助支撐，增加安裝剛性，減少切削力影響。 （2）減少夾緊力的影響，工藝上可采取一些措施。可以分散應力，減少變形。夾緊力不應集中于工件的某一點，使應力分布在比較大的面積上，以使工件單位面積上所受力較小，從而減少變形。還可以采用夾緊工件的夾具。 2.5.4 選擇加工設備與工藝裝備 由于生產類型為中批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 1. 選擇夾具 本零件除銑、鏜及鉆孔等工序需要專用夾具外，其它各工序使用通用夾具即可。 2. 選擇刀具，根據不同的工序選擇刀具 （1）銑刀選擇硬質合金銑刀。 （2）鉆孔、攻螺紋選用高速鋼麻花鉆、機用絲錐。 3. 選擇量具 本零件屬于成批生產，一般情況下盡量采用通用量具。根據零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，根據參考文獻[23]選擇如下： （1）選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標卡尺測量，以及讀數值為0.01mm。測量范圍100mm~ 125mm的外徑千分尺。 （2）選擇加工孔量具 因為孔的加工精度介于IT7~IT9之間，可選用讀數值0.01mm。測量范圍50mm~125mm的內徑千分尺即可。 2.5.5 確定工序尺寸 1. 確定面的加工（所有面） 根據加工長度的為60mm，毛坯的余量為3mm，粗加工的量為2mm。根據參考文獻[26]表2.3-21加工的長度的為60mm、加工的寬度為60mm，經粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 2. 確定孔的加工 （1）鉆4×13mm锪平26mm的孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8~IT9之間。由參考文獻[26]查表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉸孔：4×13mm 锪平：4×26mm （2）鉆3×M10-H6螺紋底孔，攻螺紋3×M10-H6 毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8~IT9之間。由參考文獻[26]查表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：8.5mm 2Z=0.75mm 攻絲：M10 （3）鉆3×M6-H7螺紋底孔，攻螺紋3×M6-H7 毛坯為實心、不沖出孔，孔內要求精度介于IT8~IT9之間。由參考文獻[26]查表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：3×6.8mm 2Z=0.6mm 攻絲：3×M6-H7 2.5.6 確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量ap、進給量f和切削速度v。確定順序是先確定ap和f，再確定v。 1. 工序40切削用量及基本時間的確定 本工序為銑底面。已知工件材料為HT200，銑削寬度ae=60mm，銑削深度ap=3mm，根據參考文獻[25]中的表3.1選擇銑刀的基本形狀。選擇硬質合金YG8端面銑刀直徑d=200mm，齒數z=10。機床選用X62W型臥式萬能銑床。 （1）切削用量 1）確定每齒進給量fz X62W型臥式銑床的功率為7.5kW，根據參考文獻[26]中的表2.1-73所知，工藝系統(tǒng)剛性為中等。硬質合金端面銑刀加工灰鑄鐵，查得每齒進給量fz=0.2~0.29mm/z，現取fz=0.2mm/z。 2）選擇銑刀磨損標準及耐用度 根據參考文獻[26]中的表2.1-75所知，用硬質合金端面銑刀粗加工灰鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm。根據參考文獻[26]中的表2.1-76所知，銑刀直徑d=200mm，耐用度T=300min。 3）確定切削速度和工作臺每分鐘進給量fM 根據參考文獻[26]中的表2.1-77公式所知，依據銑刀直徑d=200mm，齒數z=10，銑削深度ap=3mm，耐用度T=300min時，故相應的切削速度為： 式中 d——銑刀直徑，mm； T——耐用度，mm； ap——銑削深度，mm； fz——每齒進給量，mm/r； ae——銑削寬度，mm； z——銑刀齒數。 根據參考文獻[26]中的表2.1-77，查取=203，qv=0.2，m=0.32，=0.2，=0.35，uv=0.2，pv=0，kv=1。則切削速度為： =61.76m/min 再根據公式： =100.34r/min 根據X62W型臥式萬能銑床主軸轉速表，選擇n=95r/min，則實際切削速度為： =60m/min 工作臺每分鐘進給量為： fMz=fzzn=0.2×10×95=1100mm/min 4）校驗機床功率 根據參考文獻[27]中表2.4-96得切削功率為： 式中z=10，n=150/60=2.5r/s，=60mm，ap=3mm，=0.3mm/z，kpm=1。 將它們帶入上式中得： kW 又根據參考文獻[28]中表6.37查得機床功率為7.5kW，若取效率為0.85，7.5×0.85=6.375kW＞2.78kW 故機床功率足夠。 （2）基本時間 根據參考文獻[28]中表3.35，銑底面的基本時間為： 式中 Tj——基本時間，s； ——切削加工長度，mm； ——刀具切入長度，mm； ——刀具切出長度，mm； fM——工作臺每分鐘進給量，mm。 其中，=1~3。 工時定額是指完成零件一道工序的時間定額，也稱為單件時間定額?？砂聪率接嬎悖? 式中 ——單件時間定額； ——輔助時間，一般?。?5%~20%）Tj，Tj與之和稱為作業(yè)時間； ——布置工作時間，約為作業(yè)時間的2%~7%； ——休息及生理需要時間，約為作業(yè)時間的2%~4%； ——準備與終結時間，大量生產時可忽略不計，中小生產時按作業(yè)時間的3%~5%（在本工藝中可忽略不計）。 則銑底面的基本時間為： =0.100min=58.8s 輔助時間為： =0.15×=0.15×58.8=8.82s 其它時間為： +=2×[0.02×（）]=2×0.02×[（58.8+8.82）]=2.7s 總單件時間定額： Td=+++=58.8+8.82+2.7=70.32s 2. 工序50切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆4×13mm的孔和锪4×26的沉頭孔。選用硬質合金刀具，機床為Z525搖臂鉆床，工件裝卡在專用夾具中，使用切削液。 （1）確定鉆孔4×13mm的切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]中的表3.4-1，查取進給量f=0.25mm/r。 2）確定切削速度v 根據參考文獻[26]中的表3.4-8的計算公式確定： 式中=8.1，=0，=0.25，=0.55，m=0.125，T=60，=1.0。 =19.7m/min 再有公式： 初步算出： =448r/min 根據機床Z525主軸轉速表，選擇n=500r/min，所以實際速度： =22m/min （2）確定锪4×26的沉頭孔的切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]中的表3.4-1，查取進給量f=0.12mm/r。 2）確定切削速度v 根據參考文獻[26]中的表3.4-8公式計算得，v=20m/min，再由公式： =265.4r/min 根據機床Z525主軸轉速表，選擇n=315r/min，所以實際切削速度： =23.7m/min （3）基本時間 1）鉆4×13mm孔的基本時間 根據參考文獻[28]中表3.35，鉆削的基本時間為： 式中 Tj——基本時間，s； L——總切削長度，mm； ——切削加工長度，mm； ——刀具切入長度，mm； ——刀具切出長度，mm； ——刀具進給量，mm/r； n——機床轉速，r/min； i——進給次數。 其中=，D為孔的直徑（mm），得=3mm，i=4，=1~4mm，當鉆中心孔或盲孔時=0，所以取=0。所以： =0.736min=44.16s 2）锪4×26mm沉頭孔的基本時間 根據參考文獻[28]中表3.35，鉆削的基本時間為： 其中=5mm，=2mm，i=4 =0.68min=40.8s 單件總基本時間： =44.16+40.8=84.96s 輔助時間： =0.15×84.96=12.60s 其它時間： +=[0.02×（84.96+12.60）]×2=4s 總單件時間定額： Td =+++=84.96+12.60+4=101.7s 3. 工序60切削用量及基本時間的確定 本工序為粗銑100的左右側面和工件的左側面，根據參考文獻[切削用量簡明手冊]中的表3.1選擇銑刀形狀。所選擇的刀具為硬質合金YG8端面銑刀，其直徑=100mm，齒數z=10,mm,齒數z=10。機床選用X61W型臥式銑床。 （1）切削用量 1）確定每齒進給量 根據參考文獻[26]中的表2.1-73所知，查得粗銑和精銑每齒進給量=0.2~0.29mm/z，現取粗銑=0.2mm/z，精銑=0.26mm/z。 2）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據參考文獻[26]中的表2.1-75，查取銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為2.0mm。根據參考文獻[26]中表2.1-76，查取耐用度T=130min。 3）確定切削速度和工作臺每分鐘進給量fM 依據上述參數，按照參考文獻[26]中表2.1-77的公式計算，得 v＝85mm/s，n=266r/min。 根據X61W型臥式銑床主軸轉速表，查取n=255r/min，則實際切削速度： = ==80.1m/min 粗銑工作臺每分鐘進給量為 fM= fzzn=0.2×10×255=510mm/min 精銑工作臺每分鐘進給量為 fM= fzzn =0.26×10×255=612mm/min 根據X61W型臥式銑床工作臺進給量表，選擇粗銑fM=510mm/min，精銑fM=620mm/min，則實際的每齒進給量為粗銑=0.2mm/z, 精銑=0.26mm/z。 4）校驗機床功率 根據參考文獻[27]表2.4-96，得切削功率為： 取z=10，n=255/60=4.25r/s，=100mm，=2.5mm，=0.2mm/z，=1 將它們帶入上式中得： kW 又由參考文獻[28]表6.37查得機床功率為7.5kW，若取效率為： 0.857×0.85=6.375kW＞4.95kW 故機床功率足夠。 （2）基本時間 1）粗銑100mm凸臺左右側面基本時間： =0.45min=27s 2）粗銑工件的左側面基本時間： Tj==0.34min=20.7s 3）精銑100mm凸臺左側面基本時間： =0.19min=11.4s 4）精銑工件左側面基本時間： =0.28min=16.8s 總基本時間：=27+20.7+11.4+16.8=75.9s 輔助時間： =0.15×75.9=11.39s 其它時間： +=2×[0.02×（75.9+11.39）]=3.49s 單件時間定額： Td =+++=3.49+75.9+11.39=100.78s 4. 工序100切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆、擴、鉸孔，孔口倒角1×45°，刀具選用高速鋼復合鉆頭，直徑d=30mm，31.6mm擴孔鉆和32mm的鉸刀，選用機床為立式鉆床Z525型，使用切削液。 （1）鉆mm孔至30mm的切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]中的表3.4-1，查取進給量f=0.37~0.45mm/r，現取f=0.43mm/r。 2）確定切削速度v 根據參考文獻[26]中的表3.4-8的公式計算，得v=0.35m/s=21m/min，r/min。 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取n=400r/min，所以實際切削速度： m/min （2）擴孔mm至mm的切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]中的表3.4-5，查取進給量f=0.96mm/r。 2）確定切削速度v 根據參考文獻[27]中表3-54所知，擴孔的切削速度為(1/2~1/3)鉆，所以v=1/2鉆孔的速度=20.1×1/2=10.5mm/min。再根據公式： =182r/min 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取n=195r/min, 所以實際切削速度： m/min （3）鉸mm孔的切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]中的表3.4-6，查取進給量f=1.6mm/r。 2）確定切削速度v 根據參考文獻[26]中表3.4-8公式計算，得v=0.121m/s=7.26m/min，則由此算出轉速： =128.5r/min 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取n=130r/min, 所以實際切削速度： m/min （4）基本時間 1）鉆mm孔至30mm的基本時間： =0.28min=17.1s 2）擴孔mm至mm的基本時間： =0.26min=15.7s 3）鉸mm孔基本時間： s 故總基本時間為： = 17.1+15.7+13.1=45.9s 輔助時間： =0.15×45.9=6.885s 其它時間： +=2×[0.02×（45.9+6.885）]=2.11s 單件時間定額： Td =+++=2.11+45.9+6.885=54.895s 5. 工序100切削用量及基本時間的確定 本工序為粗鏜孔、孔口倒角2.5×45°、查參考文獻[23]表3.2-10，刀具選擇為YT15硬質合金、主偏角kr=45°、直徑d=20mm的圓形鏜刀，其耐用度T=60min。選用T68型臥式車床。 （1）粗鏜mm孔時的切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]中表1.2-33，查取進給量f=1.02mm/r。 2）確定背吃刀量ap 粗鏜孔時因單邊余量為3.5mm，故ap=3.5mm。 3）確定切削速度v 根據參考文獻[26]中表1.2-33，查取v=0.7m/s=42m/min，由公式： r/min 根據T68型主軸轉速表，選取機床轉速為n=200r/min。則實際切削速度： =45.8m/min （4）精鏜mm孔時的切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]中表1.2-33，查取進給量f=0.15mm/r。 2）確定背吃刀量ap 精鏜孔時因單邊余量為0.5mm，故ap=0.5mm。 3）確定切削速度v 根據參考文獻[26]表1.2-33查取v=80m/min。由公式： r/min 根據臥式車床T68型主軸轉速表，選取機床轉速為n=320r/min。則實際的切削速度： m/min （5）基本時間 1）粗鏜mm孔時的基本時間為： =0.52min=31.03s 2）精鏜mm孔時的基本時間為： =2.18min=130s 總工序的基本時間： =13.82+58.75+31.03+130=233.6s 輔助時間： =0.15×233.6=35.04s 其它時間： +=2×[0.02×（233.6+35.04）]=10.60s 單件時間定額： Td =+++=10.60+233.6+35.04=279.38s 6. 工序110切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆M12-6H螺紋底孔，孔口倒角2×45°，攻螺紋M12-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=10.2mm,以及M12機用絲錐。鉆床選用Z525立式鉆床，使用切削液。 （1）切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]表3.4-1，查取鉆底孔10.5mm的進給量f=0.36mm/r，攻螺紋M12的進給量f=0.81mm/r。 2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據參考文獻[26]中表3.4-5，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，根據參考文獻[26]中表3.4-6耐用度T=20min。 3）確定切削速度v 根據參考文獻[26]中表3.4-8的公式計算，得鉆底孔10.2mm的切削速度為v=0.36m/s=21.8m/min，由此算出轉速： n =r/min 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取機床轉速為n=680r/min。則實際的切削速度： r/min 取攻絲時的切削速度為：0.17m/s=10.2m/min。由此算出轉速： n =r/min 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取機床轉速為n=272r/min。則實際的切削速度： r/min （2）基本時間 1）鉆底孔10.2mm的基本時間： =0.06min=3.67s 2）攻螺紋M12的基本時間： =0.07min=4.2s 總工序的基本時間： =3.67+4.2=7.87s 輔助時間： =0.15×7.87=1.18s 其它時間： +=2×[0.02×（7.81+1.18）]=0.36s 單件工時定額： Td =+++=0.36+1.18+7.87= 9.41s 7. 工序120切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆3×M10-7H螺紋底孔，攻螺紋4×M10-7H，刀具選用錐柄麻花鉆，直徑d=8.5mm，以及機用絲錐。鉆床選用Z525搖臂鉆床，使用切削液。 （1）切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]中表3.4-1，查取鉆底孔8.5mm的進給量f=0.3mm/r，攻螺紋M10的進給量f=1.00mm/r。 2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據參考文獻[26]中的表3.4-5，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，根據參考文獻[26]中的表3.4-6查取耐用度T=20min。 3）確定切削速度v 根據參考文獻[26]中表3.4-8公式計算，得鉆底孔8.5mm的切削速度為v=0.28m/s=16.81m/min，由此算出轉速： n =r/min 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取機床轉速為n=630r/min。 取攻絲時的切削速度為：v=0.21m/s=12.56m/min。由此算出轉速： n =r/min 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取機床轉速為n=400r/min。 （2）基本時間 1）鉆底孔4×8.5mm基本時間： s 2）攻螺紋4×M10的基本時間： s 總基本時間： =30.48+10.8=41.28s 輔助時間： =0.15×41.28=6.19s 其它時間： +=2×[0.02×（41.28+6.19）]=1.100s 單件工時定額： Td =+++=41.28+6.19+1.100= 49.37s 8. 工序130切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆4×M8-7H螺紋底孔，攻螺紋4×M8-7H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6.8mm，以及機用絲錐。鉆床選用Z525搖臂鉆床，使用切削液。 （1）切削用量 1）確定進給量f 根據參考文獻[26]表3.4-1，查取鉆底孔6.8mm的進給量f=0.2mm/r，攻螺紋M8的進給量f=1.00mm/r。 2）選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度 根據參考文獻[26]中的表3.4-5，查取鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，根據參考文獻[26]中的表3.4-6，查取耐用度T=20min。 3）確定切削速度v 根據參考文獻[26]中表3.4-8公式計算，得鉆底孔6.8mm的切削速度為v=0.35m/s=21m/min，由此算出轉速： n = 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取機床轉速為n=1000r/min。則實際的切削速度： m/min 取攻絲時的切削速度為：v=0.17m/s=10.2m/min。由此算出轉速： n =r/min 根據立式鉆床Z525型主軸轉速表，選取機床轉速為n=400r/min。則實際的切削速度： m/min （2）基本時間 1）鉆底孔4×6.8mm的基本時間： min=21.6s 2）攻螺紋4×M8的基本時間： min=3.6s 總基本時間： =21.6+3.6=25.2s 輔助時間： =0.15×25.2=3.78s 其它時間： +=2×[0.02×（25.2+3.78）]=1.16s 單件工時定額： Td =+++=25.2+3.78+1.16= 30.13s 第3章 鉆3×M6-6H螺紋底孔攻螺紋M6-6H夾具的設計 3.1 確定設計任務、明確加工要求 本次專用夾具設計任務是，設計用鉆床鉆3XM6-6H螺紋底孔攻螺紋M6-6H的專用夾具，即專用的鉆床夾具。具體設計內容和要求應以任務書和蝸桿減速箱體機械加工工藝規(guī)程為依據。 3.2 定位方案的確定 由工序卡可知，螺紋孔無位置要求，在本夾具設計中，限制該零件的六個自由度。其具體定位可采用“一面兩孔”組合定位方式，由零件圖可知，M12-6H孔既沒有垂直度要求又沒有平行度要求，出于定位簡單和快速的考慮，選擇箱體底面為基準定位面，兩側面加定位塊輔助定位，可以限制三個自由度，再用底面的兩個對角孔進行定位，為避免重復定位，其中一個用削邊銷，一個用定位銷，這樣就可以限制三個自由度，使工件完全定位，為了便于加工，現決定選擇用可換鉆套。本工序采用底面為基本定位面，有效的運用了箱體加工中一面兩孔定位的方法，定位精度較高。 3.3 夾緊機構的設計 根據生產要求，運用手動夾緊方式可以滿足要求。為了方便夾緊，再使用快速螺旋夾緊機構進行夾緊。壓板夾緊力的主要作用是防止工件在鉆削力作用下產生傾覆和振動。 3.4 切削力和夾緊力的計算 刀具選用高速鋼標準鉆頭直柄麻花鉆。d=10.2，L=133，l=87 已知切削條件為：鉆頭直徑d=5，進給量f=0.5，鉆頭轉速n=5r/s，工件材料HT200。 鉆削軸向力： 其中：CF=588.6，do=10.2，ZF=1，f=0.5，YF=0.8，KF=1（見參考文獻[23]表3-36） 所以：F=588.6×10.2×0.50.8=3448.23N 切削扭矩： N·m 其中：CM=225.63,XM=2,YM=0.8,KM=1（見參考文獻[23]表3-36） 所以：M=225.63×10.22×0.50.8×1×10-3 =13.48N·m 當HB=210時，查參考文獻[26]表3-36中修正系數為： K料F=K料M=（210/1100）0.6=1.059 實際切削扭矩及軸向力為： M=13.48×1.059=13.28 N·m F=3448.23×1.059=3651.68N 切削功率： PM=2×3.13×13.28×5×10-3=0.45kW 夾緊力為： N 取系數 S1=1.5， S2=S3=S4=1.1。 則實際夾緊力為： = S1×S2×S3×S4×F=16.77N 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 3.5 定位誤差的分析與計算 3.5.1 定位元件尺寸及公差確定 夾具的主要定位元件為兩塊支撐板與一個削邊銷、一個定位銷。其中削邊銷、定位銷與13mm的孔相配合，其配合都為13，孔13H6為，公差值為0.027mm。銷13n5為，公差值為0.027mm。 3.5.2 定位誤差計算 本工序的工序基準為工件底面，與定位基準重合，故基準不重合誤差為△B=0。工件用兩銷定位，故存在基準的位置誤差△Y=Xmax=（0.027-0.012）=0.015mm。 故定位誤差為： △D=△B+△Y=0.015+0=0.015 由于△D=0.015mm＜T=×0.1=0.03mm，故定位方案能滿足零件精度要求。 3.6 夾具體的設計 夾具上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一個整體。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機床的連接。在設計夾具時對夾具體有以下幾個方面的要求： （1） 有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面等，應有適當的尺寸和形狀精度，它們之間應有適當的位置精度。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2） 有足夠的強度和剛度。加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產生不允許的變形和震動，夾具體應有足夠的強度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設置加強肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。 （3） 結構工藝性好。夾具體應便于制造、裝配和檢驗。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面鑄出凸臺，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應留有足夠的間隙。夾具體結構形式應便于工件的裝卸，分為開式結構，半開式結構，框架式結構等。 （4） 排屑方便。切屑多時，夾具體上應考慮排屑結構。在機床上安裝穩(wěn)定可靠。夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上相應表面的接觸或配合實現的。當夾具在機床工