【K101-1】聯軸器箱體工藝及鏜直徑81孔夾具設計

【K101-1】聯軸器箱體工藝及鏜直徑81孔夾具設計,K101-1,k101,聯軸器,箱體,工藝,直徑,81,夾具,設計 遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　IV 遼寧工程技術大學 機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 題 目： 聯軸器箱體機械加工工藝規(guī)程及 專用鏜孔夾具設計 班　　級：　 姓　　名：　 學 號：　 指導教師：　 完成日期：　 任 務 書 一、設計題目: 聯軸器箱體機械加工工藝規(guī)程及專用鉆床夾具設計 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產類型: 中批 三、上交材料 1．所加工的零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機械加工工藝過程卡片 1套 4．編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內容。（約5000-8000字） 1份 四、進度安排 本課程設計要求在3周內完成。 1．第l～2天查資料，繪制零件圖。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導教師評語 該生設計的過程中表現 ，設計內容反映的基本概念及計算 ，設計方案 ，圖紙表達 ，說明書撰寫 。 綜合評定成績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 這次通過設計聯軸器箱體綜合運用過去所學過的全部課程、機械制造技術基礎的基本理論知識。鍛煉我們進行工藝及結構設計的基本能力，另外，也為以后搞好畢業(yè)設計及未來從事工作打下良好的基礎。通過機械制造工藝課程設計，學生應該在以下兩個方面得到鍛煉：能熟練地運用機械制造工藝學課程中的基本理論，以及在生產實習中學到的實踐知識，正確得解決一個零件在在加工中的定位、夾緊及合理安排工藝路線等問題，以保證零件的加工質量。學會使用手冊及圖表資料，掌握與本設計有關的各種資料的名稱及出處，并能夠做到熟練應用。 Abstract The design enable us to comprehensive use of all the lessons learned in the past, mechanical manufacturing technology and combining the basic theory based production and practice the middle school to practice knowledge. Exercise we process and structure design of the basic ability, in addition, also after graduation design and do well for future work lay a good foundation. Through the mechanical manufacturing process course design, students should be in the following two aspects get exercise: apply good mechanical manufacturing technology courses in basic theory, and production practice in the middle school to practice knowledge, correctly solve a parts in the process of the localization, the clamping and reasonable process route arrangement, in order to ensure that the parts processing quality. Learn to use manual and chart material, master and the design of all kinds of information about the name and source, and can do skilled application. 目 錄 第一節(jié) 聯軸器的工藝分析 1 一，聯軸器的用途 1 二，聯軸器的技術要求 1 三，審查聯軸器的工藝性 2 四，確定聯軸器的生產類型 2 第二節(jié) 確定毛坯，繪制毛坯簡圖 2 一，選擇毛坯 2 二，確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 2 三，繪制聯軸器箱體鍛造毛坯簡圖 4 第三節(jié) 擬定聯軸器箱體工藝路線 4 一，定位基準的選擇 4 二，表面加工方法的確定 5 一，加工階段的劃分 5 二，工序的集中與分散 5 三，工序順序的安排 5 四，確定工藝路線 6 第四節(jié) 機床設備及工藝裝備的選用 7 一，機床設備的選用 7 二，工藝裝備的選用 7 第五節(jié) 加工余量、工序尺寸和公差的確定 8 一，工序1和工序2——加工聯軸器箱體兩端面至設計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定 8 二，工序3——粗鏜-精鏜-粗鉸-精鉸φ80mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定 9 三，工序4——粗車-半精車-精車φ90mm軸的加工余量、工序尺寸和公差的確定 10 四，工序5——鉆、粗鉸、精鉸φ10mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定 10 第六節(jié) 切削用量、時間定額的計算 11 一，切削用量的計算 11 1．工序1——粗銑兩端面 11 2．工序2——半精銑左端面 11 3．工序3——粗鏜-精鏜φ80mm孔 11 4．工序4——粗車-半精車-精車φ90mm外圓 12 5．工序5——鉆、粗鉸、精鉸φ10mm孔 12 二，時間定額的計算 13 1．基本時間tm的計算（kr=15 o） 13 2．輔助時間tf的計算 14 3．其他時間計算 15 4．單件時間tdj的計算 15 第七節(jié) 鏜孔夾具設計 16 1 研究原始質料 16 2 定位、夾緊方案的選擇 16 3切削力及夾緊力的計算 16 4 誤差分析與計算 18 5 零、部件的設計與選用 19 5.1定位銷選用 19 5.2夾緊裝置的選用 20 6 夾具設計及操作的簡要說明 20 第八節(jié) 方案評價和結論 22 第九節(jié) 總結 22 參考文獻 23 第一節(jié) 聯軸器的工藝分析 一，聯軸器的用途 聯軸器是用來聯接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯接。一般動力機大都借助于聯軸器與工作機相聯接。 二，聯軸器的技術要求 通過對該零件圖的重新繪制，對設計尺寸，尺寸公差、技術參數進行了深入的分析后發(fā)現在零件的某些地方需要較細的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度，否則會影響機械設備的傳動性能和精度。 ?因零件的結構比較簡單，大部分工序在車床加工時只需要三爪卡盤，并加載適當的力即可定位。但是對于孔的加工要設計較復雜的夾具才能準確的定位，并保持適當的夾緊力。?同時基準面的選擇也是很重要的。在加工小軸端面時應選擇大軸端面做粗基準，用銑刀銑出小軸表面，加工完后再用小軸端面作精基準加工大軸端面。加工孔時，由于直徑較大，在加工過程應采用先鉆削再鏜削。注意在整個加工過程中，應盡量減少安裝的次數，以減少安裝時帶來的安裝誤差。 ?材料為HT200，制造方法為鑄造。 將改聯軸器的全部技術要求列于表1-1中。 表1-1 聯軸器零件技術要求表 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra/ μm 形位公差/mm 聯軸器左端面 1090 -0.3 IT12 3.2 聯軸器右端面 1090 -0.3 IT12 6.3 φ80mm孔 φ80H7 IT7 1.6 φ90mm軸 φ90H7 IT7 1.6 φ10mm孔 φ10+0.015 0 IT7 1.6 三，審查聯軸器的工藝性 分析零件圖可知，聯軸器兩端面均要求切削加工，在軸向方向上均高于相鄰表明，這樣減少了加工面積。孔φ80和孔φ10mm的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度。另外，該零件除主要工作表面外，其余表面的加工精度均比較低，不需要高精度機床加工，通過銑削，鉆床的粗加工就可以達到加工要求。而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法保質保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 四，確定聯軸器的生產類型 依設計題目知：Q=2000個/年，m=1件/臺；結合生產實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得 N=2000*1*（1+3%）*（1+0.5%）=2070.3個/年 設聯軸器箱體重量5kg，有表1-3知，屬于輕零件；由表1-4知，生產類型為中批量生產。 第二節(jié) 確定毛坯，繪制毛坯簡圖 一，選擇毛坯 該零件的材料為HT200，零件為中批生產、結構簡單，在使用過程中，它的主要作用是傳遞力矩，受到的沖擊不是很大用鑄造的方法。HT200鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進行調質處理，淬火，同時為了消除內應力對工件的影響，可進行適當的人工時效處理（如果需要的話）。從提高生產率、加工精度方面并在生產條件許可的條件下，還可以采用一般機器造型的振壓式或高壓造型中的脫箱射壓法，這里采用上采用砂型機器造型的振壓式來制造零件的輪廓。 二，確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 由表2-10~2-12可知 1． 公差等級 由聯軸器的功用和技術要求，確定改零件的公差等級為普通級。 2． 鑄鐵重量 已知機械加工后聯軸器的重量為5kg，由此可初步估計機械加工前鑄鐵毛坯的重量為6kg。 3． 鑄鐵形狀復雜系數 對聯軸器零件圖進行分析計算，可大致確定鑄鐵外廓包容體的長、寬度、和高度，即l=134mm，b=96mm，h=120mm；由公式可計算出該聯軸器箱體的形狀復雜系數 S=mt/mn=6/（lbhp）=6kg/（134mm*96mm*120mm*7.8*10-6kg/mm3）=0.498由于0.498介于0.32到0.63之間，故該聯軸器箱體的形狀復雜系數屬S2級。 4． 鑄鐵材質系數 由于該聯軸器箱體材料為HT200，故該材質系數屬M1級 5． 分模線形狀 根據該聯軸器箱體的形位特點，屬平直分模線。 6． 零件表面粗糙度 由零件可知，該聯軸器箱體的各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6μm。 根據上述因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于表1-2中。 表1-2 聯軸器箱體鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量 鑄件重量/kg 包容體重量/kg 形狀復雜系數 材質系數 公差等級 6 12.1 S2 M1 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 厚度109 3.2（+2.4 -0.8） 表2-11 2~2.5（兩端面分別取2和2.5） 表2-13 孔徑φ80 2.5（+1.7 -0.8） 表2-10 3 表2-14 軸徑φ90 2.8（+1.9 -0.9） 表2-10 3 表2-14 中心距114 + -0.3 表2-12 中心距100 + -0.2 表2-12 中心距76 + -0.3 表2-12 中心距70 + -0.3 表2-12 三，繪制聯軸器箱體鍛造毛坯簡圖 第三節(jié) 擬定聯軸器箱體工藝路線 一，定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 1． 精基準的選擇 根據該聯軸器箱體技術要求和裝配要求，選擇聯軸器左端面和孔φ80mm作為精基準，零件上很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循了‘基準統(tǒng)一’原則。孔φ80的軸線是設計基準，選用其作為精基準定位加工φ10mm，實現了設計基準和工藝基準重合，保證了被加工表面的垂直度要求。選用聯軸器左端面作為精基準同樣是遵循了‘基準重合’原則，以為該聯軸器在軸向方向上的尺寸多以該端面作設計基準。 2． 粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺、或其他表面缺欠。選用φ80的外圓面和右端面作為粗基準。采用φ80mm外圓面定位加工內孔可以保證孔的壁厚均勻；采用右端面作為粗基準加工左端面，可以為后援工序準備好精基準。 二，表面加工方法的確定 根據聯軸器箱體零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表1-3所示。 表6-3 聯軸器箱體零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/μm 加工方案 備注 左端面 IT11 3.2 粗銑-半精銑 表1-8 右端面 IT12 6.3 粗銑 表1-8 孔φ80mm IT7 1.6 粗鏜-精鏜-粗鉸-精鉸 表1-8 軸φ90mm IT7 1.6 粗車-半精車-精車 表1-8 孔φ10mm IY7 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-8 一，加工階段的劃分 該聯軸器箱體加工質量要求一般，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工兩個階段。精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑右端面、。在半精加工階段，完成孔φ10mm的鉆，鉸加工。 二，工序的集中與分散 選用工序集中原則安排聯軸器箱體的加工工序。該聯軸器的生產類型為中批生產，可以采用普通機床；而運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各表面之間的相對位置精度要求。 三，工序順序的安排 3． 機械加工工序 遵循‘先基準后其他’原則，首先加工精基準——聯軸器左端面和孔φ80mm。 遵循‘先粗后精’原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循‘先主后次’原則，先加工主要表面，再加工次要表面。 遵循‘先面后孔’原則。 4． 熱處理工序 模鍛成型后切邊，進行調質，并進行酸洗、噴丸處理。 5． 輔助工序 粗加工兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序并安排去毛刺、清洗和終檢工序。 四，確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，表1-4列出了聯軸器箱體的工藝路線。 表1-4 聯軸器箱體工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 粗銑聯軸器箱體兩端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 2 半精銑聯軸器箱體左端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 3 粗鏜-精鏜-粗鉸-精鉸φ80mm孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鏜刀、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 4 粗車-半精車-精車φ90mm軸 普通車床 車刀 游標卡尺 5 鉆、粗鉸、精鉸φ10mm孔 四面組合鉆床 鉆頭復合鉸刀 卡尺、塞規(guī) 6 去毛刺 鉗工臺 平銼 7 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 8 熱處理 9 清洗 清洗機 10 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 第四節(jié) 機床設備及工藝裝備的選用 一，機床設備的選用 因零件的結構比較簡單，大部分工序在車床加工時只需要三爪卡盤，并加載適當的力即可定位。 二，工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具、夾具、和量具。在工藝卡片中應簡要寫出它們的名稱，如‘鉆頭、百分表、車床夾具’等。 第五節(jié) 加工余量、工序尺寸和公差的確定 一，工序1和工序2——加工聯軸器箱體兩端面至設計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定 第1、2兩道工序的加工過程為： 1）以右端面定位，粗銑左端面，保證工序尺寸P1； 2）以左端面定位，粗銑右端面，保證工序尺寸P2； 3）以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸P3，達到零件圖設計尺寸D的要求，D=1090 -0.3mm。 1）P3= D=1090 -0.3mm； 2）P2=P3+Z3，其中Z3為半精銑余量，查表2-38確定Z3=1mm，則P2=（109+1）mm=110mm。由于工序尺寸P2是在粗銑加工中保證的，查表1-20知，粗銑工序的經濟加工精度等級柯達到右端面的最終加工要求——IT12，因此確定該工序尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm，故P2=（110 + - 0.175）mm； 3）因為P1=P2+Z2，其中Z2為粗銑余量，由于右端面的加工余量是經粗銑一次切除的，故Z2應等于右端面的毛坯余量，即Z2=2mm，P1=110+2=112mm。由表1-20確定應粗銑工序的經濟加工精度等級為IT13，其公差值為0.54mm，故P1=（112 + - 0.27）mm。 所以工序尺寸按‘入體原則’表示：P3=1090 -0.3mm，P2=110.1750 -0.35mm，P1=112.270 -0.54mm。 二，工序3——粗鏜-精鏜-粗鉸-精鉸φ80mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定 查表2-19可得，精鉸余量為0.1mm，粗鉸余量為0.4mm，精鏜余量為1.5mm，粗鏜余量為4mm，查表1-20可知上述對應的加工精度，精鉸：IT7，粗鉸：IT8，精鏜：IT11，粗鏜：IT12。綜上所述各工步的工序尺寸及公差為φ80+0.03 0，φ79.9+0.046 0，φ79.5+0.19 0，φ78+0.3 0。它們的互相關系如圖。 三，工序4——粗車-半精車-精車φ90mm軸的加工余量、工序尺寸和公差的確定 查表2-16~2-21可知粗車余量為4mm，半精車余量為1.5mm，精車余量為0.5mm。對應加工精度為IT11，IT9，IT7。綜上所述各工步的工序尺寸及公差為φ920 -0.35，φ90.50 -0.087，φ900 -0.03。 四，工序5——鉆、粗鉸、精鉸φ10mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定 查表2-28可知，精鉸余量為0.04mm，粗鉸余量為0.16mm，鉆孔余量為9.8mm。差表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為IT7，IT10，IT12。根據上述結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為0.015mm，0.058mm，0.015mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為φ10+0.015 0，φ9.96+0.058 0，φ9.8+0.15 0。它們如圖。 第六節(jié) 切削用量、時間定額的計算 一，切削用量的計算 1．工序1——粗銑兩端面 該工序分兩個工步，工步1是以右端面定位，粗銑左端面；工步2是以左端面定位，噓唏右端面。由于這兩個工步是在一臺機床上經一次走到完成，因此它們所選用的切削速度v和進給量f是一樣的，只有背吃刀量不同。 （1） 背吃刀量的確定 工步1的背吃刀量ap1取Z1，Z1等于左端面的毛坯總余量減去工序2的余量Z3。故ap2=2mm。 （2） 進給量的確定 表5-7知，按機床功率為5~10kw、工件——夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，所以f=0.08mm/z。 （3） 銑削速度的計算 n=1000v/πd=1000*44.9/π*109=131.2r/min，參照4-15去轉速n=160r/min，求實際速度v=160*π*109/1000=54.76m/min。 2．工序2——半精銑左端面 （1） ap=1mm。 （2） f=0.4mm/r。 （3） n=1000*48.4/π*109=141.4m/min。取轉速n=160r/min，實際速度v=160*π*109/1000=54.8m/min。 3．工序3——粗鏜-精鏜φ80mm孔 1．粗鏜工步 （1） 背吃刀量ap=4mm。 （2） 進給量f=0.5mm/r。 （3） 切削速度v=30m/min，由n=1000v/πd可求n=122.5 m/min，取n=125 r/min，實際速度v=125*π*78/1000=30.6 m/min。 2.精鏜工步 （1） 背吃刀量ap=1.5mm。 （2） 進給量f=0.2mm/r。 （3） 切削速度v=20m/min，由n=1000v/πd可求n=80.1m/min，取n=80 r/min，實際速度v=80*π*79.5/1000=19.97 m/min。 3.粗鉸工步 （1） 背吃刀量ap=0.4mm。 （2） 進給量f=1.5r/mm。 （3） 切削速度v=4m/min，由n=1000v/πd可求n=15.9m/min，取n=18 r/min，實際速度v=18*π*79.9/1000=4.5 m/min。 4.精鉸工步 （1）背吃刀量ap=0.1mm。 （2）進給量f=1.5r/mm。 （3） 切削速度v=4m/min，由n=1000v/πd可求n=15.9m/min，取n=18 r/min，實際速度v=18*π*79.9/1000=4.5 m/min。 4．工序4——粗車-半精車-精車φ90mm外圓 1.粗車工步 （1）背吃刀量ap=4mm。 （2）進給量f=0.8r/mm。 （3） 切削速度v=10m/min。 2.半精車工步 （1）背吃刀量ap=1.5mm。 （2）進給量f=0.4r/mm。 （3） 切削速度v=10m/min。 3.精車工步 （1）背吃刀量ap=0.5mm。 （2）進給量f=0.2r/mm。 （3） 切削速度v=20m/min。 5．工序5——鉆、粗鉸、精鉸φ10mm孔 1.鉆孔工步 （1）背吃刀量ap=9.8mm。 （2）進給量f=0.1r/mm。 （3） 切削速度v=15m/min，由n=1000v/πd可求n=487.5m/min，取n=545 r/min，實際速度v=545*π*9.8/1000=16.8 m/min。 2.粗鉸工步 （1）背吃刀量ap=0.16mm。 （2）進給量f=0.4r/mm。 （3） 切削速度v=4m/min，由n=1000v/πd可求n=127.4m/min，取n=140 r/min，實際速度v=140*π*9.96/1000=4.4 m/min。 3.精鉸工步 （1）背吃刀量ap=0.04mm。 （2）進給量f=0.4r/mm。 （3） 切削速度v=4m/min，由n=1000v/πd可求n=127.4m/min，取n=140 r/min，實際速度v=140*π*10/1000=4.4 m/min。 二，時間定額的計算 1．基本時間tm的計算（kr=15 o） （1） 工序1——粗銑兩端面 根據表5-43中面銑刀銑平面的基本時間計算公式tj=（L+L1+L2）/fMz可求出該工序的基本時間。 工步1：L=96mm，L2=1mm，L1=0.5（d-√（d2-ae2））+1=【0.5*（109-√1092-962）+1】mm=29.7mm。 fMz=f*n=fz*Z*n=0.08*10*160=128mm/min。由tj=（L+L1+L2）/fMz， 則tj=（96+1+29.7）/128=59.4s。 工步2：L1=0.5*（109-√1092-（134-90）2+1）=5.6mm，所以tj1=（96+1+5.6）/128=48.1s。 （2） 工序2——半精銑左端面 同理，L=96，L1=29.7，L2=1mm；fMz=f*n=0.4*160=64mm/min則tj=（L+L1+L2）/fMz=（96+1+29.7）/64=118.8s。 （3） 工序3——粗鏜-精鏜-粗鉸-精鉸φ80mm孔 粗鏜工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=2mm，L1=ap/tankr+（2~3）=9.5mm，L2=3~5mm，L=15mm，f=0.5mm/r，n=125r/min。則tj=（9.5+4+15）/0.5/125=27.4s。 精鏜工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=0.75mm，L1=ap/tankr+（2~3）=4.8mm，L2=3~5mm，L=15mm，f=0.2mm/r，n=80r/min。則tj=（4.8+4+15）/0.2/80=89.3s。 粗鉸工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=0.2mm，查5-42表可得L1=0.75mm，L2=28mm，L=15mm，f=1.5mm/r，n=18r/min。則tj=（0.75+28+15）/1.5/18=97.2s。 精鉸工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=0.05mm，查5-42表可得L1=0.19mm，L2=13mm，L=15mm，f=1.5mm/r，n=18r/min。則tj=（0.19+13+15）/1.5/18=62.6s。 （4） 工序4——粗車-半精車-精車φ90mm軸 粗車工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=2mm，L1=ap/tankr+（2~3）=9.5mm，L2=3~5mm，L=5mm，f=0.8mm/r，n=10r/min。則tj=（9.5+3+5）/0.8/10=131.25s。 半精車工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=0.75mm，L1=ap/tankr+（2~3）=4.8mm，L2=3~5mm，L=5mm，f=0.4mm/r，n=10r/min。則tj=（4.8+3+5）/0.4/10=192s。 精車工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=0.25mm，L1=ap/tankr+（2~3）=2.9mm，L2=3~5mm，L=5mm，f=0.2mm/r，n=20r/min。則tj=（2.9+3+5）/0.2/20=163.5s。 （5） 工序5——鉆、粗鉸、精鉸φ10mm孔 鉆孔工步：根據表5-41，tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，可得L1=D/2cotkr+（1~2）=19.7mm，L2=1mm，L=8mm，f=0.1mm/r，n=545r/min。則tj=（19.7+1+8）/0.1/545=31.6s。 粗鉸工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=0.08mm，查5-42表可得L1=0.37mm，L2=15mm，L=8mm，f=0.4mm/r，n=140r/min。則tj=（0.37+15+8）/0.4/140=25s。 精鉸工步：tj=L/fn=（L+L1+L2）/fn，ap=（D-d）/2=0.02mm，查5-42表可得L1=0.19mm，L2=13mm，L=8mm，f=0.4mm/r，n=140r/min。則tj=（0.19+13+8）/0.4/140=22.7s。 2．輔助時間tf的計算 （1） tf與基本時間tj之間的關系為tf=（0.15~0.2）tj，取tf=0.15tj，則工序的輔助時間分別為： 工序1工步1：tf=0.15*59.4s=8.91s； 工步2：tf=0.15*48.1s=7.22s； 工序2：tf=0.15*118.8s=17.82s； 工序3粗鏜：tf=0.15*27.4s=4.11s； 工序3精鏜：tf=0.15*89.3s=13.40s； 工序3粗鉸：tf=0.15*97.2s=14.58s； 工序3粗鏜：tf=0.15*62.6s=9.39s； 工序4粗車：tf=0.15*131.25s=19.69s； 工序4半精車：tf=0.15*192s=28.8s； 工序4精車：tf=0.15*163.5s=24.52s； 工序5鉆孔：tf=0.15*31.6s=4.74s； 工序5粗鉸：tf=0.15*25s=3.75s； 工序5精鉸：tf=0.15*22.7s=3.4s； 3．其他時間計算 除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備終結時間。布置工作地時間tb和休息與生需要時間tx，（tb+tx）=（3%+3%）*（tj+tf）則 工序1工步1：tb+tx=6%*（59.4+8.91）=4.1s； 工序1工步2：tb+tx =6%*（48.1s+7.22s）=3.3s； 工序2：tb+tx =6%*（118.8s+17.82s）=8.2s； 工序3粗鏜：tb+tx =6%*(27.4s+4.11s）=1.9s； 工序3精鏜：tb+tx =6%*(89.3s+13.40s）=6.2s； 工序3粗鉸：tb+tx =6%*(97.2s+14.58s）=6.7s； 工序3精鉸：tb+tx =6%*(62.6s+9.39s）=4.3s； 工序4粗車：tb+tx =6%*(131.25s+19.69s）=9.1s; 工序4半精車：tb+tx =6%*(192s+28.8s)；=13.3s； 工序4精車：tb+tx =6%*(163.5s+24.52s) =11.3s； 工序5鉆孔：tb+tx =6%*(31.6s+4.74s) =2.2s； 工序5粗鉸：tb+tx =6%*(25+3.75s) =1.7s； 工序5精鉸：tb+tx =6%*(22.7s+3.4s) =1.6s； 4．單件時間tdj的計算 工序1的單件時間：tdj=59.4+8.91+4.1s+48.1s+7.22s+3.3=131.03s； 工序2的單件時間：tdj=118.8s+17.82s+8.2s=114.82s； 工序3的單件時間：tdj=33.41s+108.9+118.48+76.29=337.08s； 工序4的單件時間：tdj=160.04+234.1+199.32=593.46s； 工序5的單件時間：tdj=38.54+30.45+27.7=96.69s； 第七節(jié) 鏜孔夾具設計 1 研究原始質料 利用本夾具主要用來加工孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對孔進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔進行了鉆、擴、鉸加工。因此，定位、夾緊方案選一面兩銷定位方式，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 3切削力及夾緊力的計算 鏜刀材料：（硬質合金鏜刀） 刀具的幾何參數： 由參考文獻[5]查表可得： 圓周切削分力公式： 式中 查[5]表得： 查[5]表 取 由表可得參數： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數： 即： 軸向切削分力公式 ： 式中參數： 即： 根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： 安全系數K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖4.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 4 誤差分析與計算 該夾具以一面兩銷定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， 且：L=135mm ，得 ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5 零、部件的設計與選用 5.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數如下表： 表5.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 14～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 表5.2 定位棱銷 d H d 公稱尺寸 允差 40～50 20 22 +0.034 ～0.023 65 5 3 8 1 6 1.5 5.2夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用移動壓板，其參數如表5.3： 表5.3 移動壓板 公稱直徑 L 6 45 20 8 19 6.6 7 M6 5 6 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。 第八節(jié) 方案評價和結論 此方案為設計聯軸器箱體，完整的從選材料到毛坯到生產成零件加上夾具的設計包括很多的內容，通過機械制造工藝課程設計，學生應該在以下兩個方面得到鍛煉：能熟練地運用機械制造工藝學課程中的基本理論，以及在生產實習中學到的實踐知識，正確得解決一個零件在在加工中的定位、夾緊及合理安排工藝路線等問題，以保證零件的加工質量。學會使用手冊及圖表資料，掌握與本設計有關的各種資料的名稱及出處，并能夠做到熟練應用。此方案不復雜，根據步驟一步一步的剖析，思路比較清晰易懂。 第九節(jié) 總結 在本次設計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標準件，從現時以最低的成本實現最先進的加工。但也有不足之處：特別是對于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時，有可能會劃傷工件內孔表面，本可以在夾具體內部設置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺可升可降，這樣，在刀具退出時，使定位立臺連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用夾具還有待改進。無論怎樣，這次的畢業(yè)設計使我獲益良多，是我在學校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會的第一步。 參考文獻 [1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2004。 [2] 上海金屬切削技術協會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，2004。 [3] 李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 [4] 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