蝸輪蝸桿(渦輪)減速器箱體類零件的加工工藝分析及其夾具設(shè)計(jì)【鏜φ70孔】【說明書+CAD】
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湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
前 言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
蝸輪減速器箱體的加工工藝規(guī)程及其鏜孔的工裝夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
(1)機(jī)械加工工藝規(guī)程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫成的工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。通過對托架進(jìn)行分析，在給定的生產(chǎn)條件下，在總結(jié)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，從多個(gè)加工方案中優(yōu)選出最合理的方案。工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)文件，實(shí)際生產(chǎn)必須按照工藝規(guī)程規(guī)定的加工方法和加工順序進(jìn)行。制定的工藝規(guī)程應(yīng)能在一定的生產(chǎn)條件下，以最少的勞動(dòng)量和最低的生產(chǎn)成本，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，可靠地加工出符合圖樣及技術(shù)要求的零件。
(2)機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 零件在工藝規(guī)程制定之后，就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。加工中除了需要機(jī)床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時(shí)還要用機(jī)床夾具。它們是機(jī)床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機(jī)床或刀具獲得正確位置。機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機(jī)床夾具是裝備設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。
1.機(jī)床夾具的功能
1）保證加工精度。工件通過機(jī)床夾具進(jìn)行安裝，包含了兩層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位；二是通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊。這樣，就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。
2）提高生產(chǎn)率。使用夾具來安裝工件，可以減少劃線、找正、對刀等輔助時(shí)間，采用多件、多工位夾具，以及氣動(dòng)、液壓動(dòng)力夾緊裝置，可以進(jìn)一步減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。
3）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。有些機(jī)床夾具實(shí)質(zhì)上是對機(jī)床進(jìn)行了部分改造，擴(kuò)大了原機(jī)床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進(jìn)行箱體零件的孔系加工。
4）減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。
2.機(jī)床夾具的類型
目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具等五大類。
1）通用夾具
通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。
2）專用夾具
專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。特點(diǎn)是針對性強(qiáng)。適用與產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。
3）可調(diào)夾具
夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應(yīng)多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。
4）組合夾具
組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。
5）自動(dòng)線夾具
自動(dòng)線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運(yùn)動(dòng)，并將工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加工。
3.夾具的組成
雖然夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。
1）定位支承元件
定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。
2）夾緊裝置
夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。
3）連接定向元件
這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對機(jī)床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?
4）對刀元件或?qū)蛟?
這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。
5）其它裝置或元件
根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。
6）夾具體
夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。
上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。
4.機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
?能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
?能裝夾一組具有相似性特征的工件；
?能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
④能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
⑤采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
⑥提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。
①標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
②精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。
③高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。
④柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式以適應(yīng)可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。
第一章 零件的工藝分析
1.1 零件的作用
1） 渦輪減速器箱體主要用作減速器的箱體，用來支承蝸輪蝸桿，其加工質(zhì)量的優(yōu)劣，將直接影響到蝸輪與蝸桿相互位置的準(zhǔn)確性及機(jī)器總成的使用壽命和可靠性。本箱體為典型的蝸桿減速箱體下置箱體結(jié)構(gòu)，蝸輪箱通過70mm和185mm與90mm的孔分別與蝸輪蝸桿軸配合，其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，壁薄且厚度不均勻，外部為了增加其強(qiáng)度加有加強(qiáng)筋。
箱體類是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器或部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件組裝成一個(gè)整體，使它們之間保持正確的相互位置，并按照一定的傳動(dòng)關(guān)系協(xié)調(diào)地傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。因此，箱體的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器或部件的精度、性能和壽命。
常見的箱體類零件有：機(jī)床主軸箱、機(jī)床進(jìn)給箱、變速箱體、減速箱體、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和機(jī)座等。根據(jù)箱體零件的結(jié)構(gòu)形式不同，可分為整體式箱體和分離式箱體兩大類。前者是整體鑄造、整體加工，加工較困難，但裝配精度高；后者可分別制造，便于加工和裝配，但增加了裝配工作量。
箱體的結(jié)構(gòu)形式雖然多種多樣，但仍有共同的主要特點(diǎn)：形狀復(fù)雜、壁薄且不均勻，內(nèi)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，一般中型機(jī)床制造廠用于箱體類零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量約占整個(gè)產(chǎn)品加工量的15%～20%。
2）箱體類零件的主要技術(shù)要求、材料和毛坯
箱體零件的主要技術(shù)要求
箱體類零件中以機(jī)床主軸箱的精度要求最高。以某車床主軸箱為例，箱體零件的技術(shù)要求主要可歸納如下：
1.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0.1～0.03mm，表面粗糙度Ra2.5～0.63μm，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
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Ra0.63～0.32μm。其余支承孔尺寸精度為IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度值為Ra2.5～0.63μm。
3.主要孔和平面相互位置精度
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0.12～0.05mm，平行度公差應(yīng)小于孔距公差，一般在全長取0.1～0.04mm。同一軸線上孔的同軸度公差一般為0.04～0.01mm。支承孔與主要平面的平行度公差為0.1～0.05mm。主要平面間及主要平面對支承孔之間垂直度公差為0.1～0.04mm。
如下圖1.1、1.2所示。
圖1.1 渦輪減速器箱體零件圖
圖1.2 渦輪減速器箱體零件圖
1.2 零件的分析
蝸輪減速器箱體有2個(gè)加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。
1.以下底面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是底面上的四個(gè)階梯孔。
2.以下端面和四個(gè)階梯孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面主要是各個(gè)孔端面及其螺紋孔。
加工工藝分析該零件有三組加工面,但是沒有位置要求,還有兩組孔,其中有兩組孔有位置和精度。
機(jī)械加工工藝分析如下：
1）零件的底面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個(gè)面，這個(gè)面將作為粗基準(zhǔn)，表面粗糙度。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑的加工方式，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)也能達(dá)到技術(shù)要求。
2）加工底面4個(gè)6.5孔，它是以底面為基準(zhǔn)而加工的，它將作為精基準(zhǔn)來完成以后孔的加工，為達(dá)到題目要求我采取鉆四個(gè)孔上面的4個(gè)6.5大孔工序過程。為以后的一面兩銷定位加工做好準(zhǔn)備。
3）按照先面后孔的加工理論，以底面為基準(zhǔn)面并采用兩個(gè)定位銷構(gòu)成一面兩銷原理來粗銑和精銑工件的左側(cè)面和45的左右端面，即可達(dá)到技術(shù)要求。
4）然后再來加工一些次要的面，只要粗銑62的周邊端面。
5）加工好6.5孔后再來鏜6孔，滿足相應(yīng)的有位置要求，所以放在后面來加工。
6）加工M6-7H螺紋孔，又因?yàn)楸究资锹菁y孔，考慮到工藝要求采取鉆、攻絲二工步加工。
7）加工4×M6-7H螺紋孔，采用鉆、倒角、攻絲三工步加工。在加工的適當(dāng)工藝過程中對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。
第二章 確定毛坯、繪制毛坯圖
2.1 選擇毛坯
由零件圖要求可知，零件的材料為HT150的灰口鑄鐵,該材料具有較高的強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性,適應(yīng)于承受較大應(yīng)力,要求耐磨的零件。
此零件為鑄造件,生產(chǎn)要求是中批量生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,加工要求不是很高。
考慮到本零件在具體工作時(shí)的受力情況，選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因?yàn)榱慵侵信可a(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。
2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計(jì)算和查詢資料可知，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。
由于mm和mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效進(jìn)行處理。
由參考文獻(xiàn)[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HG～級。
綜上所述，毛坯的主要加工表面的總余量及主要尺寸允許偏差如表2.1、表2.2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(shù)值（mm）
底面
74的孔
98的外圓端面
132的孔
65的凸臺端面
36凸臺
20
74
101
132
184
3
H
H
H
H
G
H
3
4
4
5
3
3.5
表2.2 鑄件主要尺寸允許偏差
主要加工表面
毛坯尺寸（mm）
尺寸允許偏差（mm）
底面
74的孔
98的外圓端面
132的孔
65的凸臺端面
36凸臺
23
66
109
122
190
6.5
±0.5
±0.8
±0.8
±0.8
±0.8
±0.5
2.3 設(shè)計(jì)毛坯圖
本零件的材料為HT150的灰口鑄鐵,該材料具有較高的強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性?？紤]到本零件在具體工作時(shí)的受力情況，選擇砂型鑄造?？紤]到本零件生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。根據(jù)零件的相關(guān)尺寸及技術(shù)要求可畫出其毛坯圖。
2.3.1 確定圓角半徑
鑄件的內(nèi)外圓角半徑由參考文獻(xiàn)[4]中的表2.2～2.3來確定。結(jié)果為：
外圓角半徑：r=3；
內(nèi)圓角半徑：R=5。
以上所取的圓角半徑數(shù)值都能保證各表面的加工余量。
2.3.2 確定毛坯的熱處理方式
為了達(dá)到不同的目的，灰口鑄鐵在鑄造后可以進(jìn)行不同的熱處理。箱體生產(chǎn)中對灰鑄鐵閥體等零件在鑄造后常選用的熱處理工藝有：消除鑄造應(yīng)力的熱時(shí)效和消除自由滲碳體的高溫退火。熱時(shí)效是必須的一道工序。高溫退火只有在鑄造時(shí)由于化學(xué)成分和鑄造冷卻速度控制不當(dāng)，造成鑄造后組織中存在初生滲碳體時(shí)才用它來代替熱時(shí)效。
毛坯應(yīng)安排人工時(shí)效處理，以消除殘余的應(yīng)力，從而可以改善加工性能。
本零件的毛坯圖如圖2.1、圖2.2所示。
圖2.1 渦輪減速器箱體毛坯簡圖
圖2.2 渦輪減速器箱體毛坯簡圖
第三章 擬定箱體加工工藝路線
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，它對零件的生產(chǎn)是非常重要的。對于一般的箱體類零件而言，一般情況下，多以一個(gè)下端面（在前道工序已加工好）為基準(zhǔn)，先加工出端面上的孔，再以這個(gè)孔和其端面為基準(zhǔn)，或者以孔和原來的基準(zhǔn)平面為基準(zhǔn)，加工其它交錯(cuò)孔。所以我考慮先用底平面作為粗定位基準(zhǔn)。
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：
1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。
2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計(jì)與制造。
3）“自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
4）“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。
5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。
精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。本工藝現(xiàn)選取下底面和底面上的四個(gè)孔作為精基準(zhǔn)，采用一面兩銷定位。
箱體孔與孔，孔與平面，平面與平面的位置。從孔與孔的位置，孔與平面，平面與平面的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能確保在整個(gè)過程的統(tǒng)一的管道基本上可以使用參考位置。從管底座零件圖的分析，支撐孔平行并覆蓋大面積的平面與主軸，適合用作精基準(zhǔn)。但與平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法對典型的全過程，基本能夠滿足定位要求的參考。最后，雖然它是裝配基準(zhǔn)通油管底座地，但因它是對垂直主軸承孔的基礎(chǔ)。
3.2 箱體加工措施
根據(jù)以上的分析，上箱體加工屬于平面孔系。一般來說，平面加工要比保證孔精度比較容易一些。因此，在這個(gè)過程中確保和孔位置精度。由于是大批量生產(chǎn)。要考慮因素如何滿足提高加工過程中的效率問題。
3.2.1 孔和平面的加工順序
上箱體類零件的加工應(yīng)遵循的原則一個(gè)基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)的表面處理。然后，整個(gè)系統(tǒng)的過程。應(yīng)遵循這一原則。平面定位可保證定位牢固可靠，保證各個(gè)孔的加工粗糙度和精度。其次，首先加工面可以去除鑄件不均勻表面，進(jìn)而為孔加工提供基礎(chǔ)，也有利于保護(hù)刀具。
3.2.2 孔系加工方案選擇
通過上箱體的加工方案，應(yīng)選擇符合加工方法，加工精度和加工設(shè)備。主要考慮加工精度和效率，此外還有考慮經(jīng)濟(jì)因素。滿足精度和生產(chǎn)率的要求。
1.鏜套加工
在大批量生產(chǎn)中，加工上箱體通孔通常是在組合鏜床的鏜模。加工孔鏜夾具在設(shè)計(jì)和制造要求。當(dāng)鏜桿的鏜套引導(dǎo)鏜，鏜模的精度直接保證鑰匙孔的精度。
鏜模提高系統(tǒng)抗振動(dòng)、剛度。同時(shí)加工幾個(gè)工件的過程。生產(chǎn)效率很高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高制造困難，鏜模制造和裝配在夾具誤差鏜桿鏜襯套磨損等原因。加工精度可通過鉆孔獲得也受到一定的限制。
2.用坐標(biāo)鏜方法
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且可以實(shí)現(xiàn)大的品種和數(shù)量，和產(chǎn)品的升級換代，所需時(shí)間短。普通的鏜模加工，生產(chǎn)成本高，周期長，難滿足要求，和坐標(biāo)鏜可以滿足這一要求。鏜加工模板還需要利用坐標(biāo)鏜床。
隨著坐標(biāo)鏜削的方法，需要上箱體孔的和在直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成的和公差的公差，然后用在笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度鏜。
3.3 箱體加工主要工序安排
用于零件的批量生產(chǎn)，總是首先產(chǎn)生均勻的基準(zhǔn)?；艿奶幚淼牡谝徊绞翘幚硪粋€(gè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)。具體安排第一孔定位粗后，加工頂平面。第二步是定位兩個(gè)工藝孔。由于頂面處理后到管道基礎(chǔ)處理已經(jīng)完成，除了個(gè)人的過程，作定位基準(zhǔn)。因此，孔底面也應(yīng)在兩個(gè)工藝孔加工工藝處理。
工序安排應(yīng)該是盡可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺紋孔鉆床的鉆頭，切削力大，也應(yīng)在粗加工階段完成。對于工件，需要精加工是支持前孔與平面結(jié)束后。根據(jù)以上原則應(yīng)該先完成加工平面加工孔，但在本裝置實(shí)際生產(chǎn)不易保證孔和端面互相垂直的。因此，工藝方案實(shí)際上是用于精加工軸承孔，從而支持?jǐn)U孔芯棒定位端處理，所以容易保證的端部的圖紙上的全跳動(dòng)公差。螺紋孔攻絲時(shí)，切削力小，可以分散在后期階段。加工完成后，還要檢驗(yàn)入庫等操作，衛(wèi)生打掃干凈。
3.4 制定工藝線路
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為小批量生產(chǎn)的條件下，為了盡量讓工序集中來提高生產(chǎn)效率，除此以外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以降低生產(chǎn)成本。
擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，使加工成本盡量降低。
所以，我制定了以下兩個(gè)工藝方案。
工藝方案一：
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑
銑下端面
4
銑
銑頂端面
5
銑
銑高20mm臺階面
6
鉆
鉆4xФ18孔，锪4xФ30孔
7
銑
銑Ф70，Ф185孔的端面
8
銑
銑Φ90，Φ100孔的端面
9
鏜
鏜Ф70，Ф185的孔
10
鏜
鏜Φ90，Φ100孔
11
鉆
鉆M20-7H螺紋孔
12
鉆
鉆M14-7H螺紋孔
13
鉆
鉆Φ210圓周上的6-M10螺紋孔
14
鉆
鉆Φ110圓周左端面上的3-M10螺紋孔
15
鉆
鉆Φ110圓周右端面上的3-M10螺紋孔
16
檢
檢驗(yàn)，入庫
工藝方案二：
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑
銑下端面
4
銑
銑頂端面
5
銑
銑Ф70，Ф185孔的端面
6
銑
銑Φ90，Φ100孔的端面
7
鏜
鏜Ф70，Ф185的孔
8
鏜
鏜Φ90，Φ100孔
9
銑
銑高20mm臺階面
10
鉆
鉆4xФ18孔，锪4xФ30孔
11
鉆
鉆M20-7H螺紋孔
12
鉆
鉆M14-7H螺紋孔
13
鉆
鉆Φ210圓周上的6-M10螺紋孔
14
鉆
鉆Φ110圓周左端面上的3-M10螺紋孔
15
鉆
鉆Φ110圓周右端面上的3-M10螺紋孔
16
檢
檢驗(yàn)，入庫
工藝路線一和路線二的區(qū)別在于：方案一在加工時(shí)先加工端面和端面上的3個(gè)孔，然后用已加工好的面和孔作為定位基準(zhǔn)加工其他的孔和端面，這樣可以更好地選擇定位基準(zhǔn)，提高加工效率，因此，綜合考慮我們選擇方案一。
具體的加工路線如下：
1
鑄造
鑄造
2
時(shí)效處理
時(shí)效處理
3
銑
銑下端面
4
銑
銑頂端面
5
銑
銑高20mm臺階面
6
鉆
鉆4xФ18孔，锪4xФ30孔
7
銑
銑Ф70，Ф185孔的端面
8
銑
銑Φ90，Φ100孔的端面
9
鏜
鏜Ф70，Ф185的孔
10
鏜
鏜Φ90，Φ100孔
11
鉆
鉆M20-7H螺紋孔
12
鉆
鉆M14-7H螺紋孔
13
鉆
鉆Φ210圓周上的6-M10螺紋孔
14
鉆
鉆Φ110圓周左端面上的3-M10螺紋孔
15
鉆
鉆Φ110圓周右端面上的3-M10螺紋孔
16
檢
檢驗(yàn)，入庫
第4章 確定切削用量及時(shí)間定額
4.1 確定切削用量
（1）工序1：鑄造
（2）工序2：時(shí)效處理
（3）工序3：銑下端面
1） 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2）決定銑削用量
決定銑削深度，因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則
3）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝375
當(dāng)＝375r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（4）工序4：銑頂端面
1）選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2）決定銑削用量
決定銑削深度，因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則
3）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?000
當(dāng)＝1000r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（5）工序5：銑高20mm臺階面
1）選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2）決定銑削用量
決定銑削深度，因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則
3）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝1200
當(dāng)＝1200r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（6）工序6：鉆4xФ18孔，锪4xФ30孔
工步一：鉆4xФ18孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ18.
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min。取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 530r/min
與530r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為550r/min。現(xiàn)選取=550r/min。
所以實(shí)際切削速度==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.378（min)
工步二：锪4xФ30孔
根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行锪鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
式中的、——加工實(shí)心孔進(jìn)的切削用量.
現(xiàn)已知
=0.36mm/r (《切削手冊》)表2.7
=42.25m/min (《切削手冊》)表2.13
1) 進(jìn)給量 取f=1.5×0.36=0.51mm/r 按機(jī)床選取0.5mm/r
2) 切削速度 v=0.4×42.25=16.9m/min.
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 179r/min
與179r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為200r/min。現(xiàn)選取=200r/min。
所以實(shí)際切削速度
==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=5mm; =6mm; =0mm;
t= ==0.1(min)
（7）工序7：銑Ф70，Ф185孔的端面
1）選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2）決定銑削用量
決定銑削深度，因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則
3）決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
當(dāng)＝600r/min時(shí)
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取
4）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（8）工序8：銑Φ90，Φ100孔的端面
銑Φ90，Φ100孔的端面的切削用量的計(jì)算同上，
具體的工時(shí)計(jì)算如下：
切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（9）工序9：鏜Ф70，Ф185的孔
工步一 鏜Φ70mm的孔
1）加工條件
工件材料：HT150，時(shí)效處理，砂型鑄造
加工要求：鏜孔Φ70mm
機(jī) 床：臥式銑鏜床T716
刀 具：彎頭鏜刀
2）計(jì)算切削用量
查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得
=25mm/min
=0.7mm/z
=9.6mm
根據(jù)T716鏜床說明書，取=125 r/min
3）切削工時(shí)：L=70mm
工步二：鏜Φ185孔的工時(shí)計(jì)算如下
切削工時(shí)：L=25mm
=587.5N
在計(jì)算切削力時(shí),必須把安全系數(shù)也考慮在內(nèi)。
（10）工序10：鏜Ф90，Ф100的孔
工步一 鏜Φ90mm的孔
1）加工條件
工件材料：HT150，時(shí)效處理，砂型鑄造
加工要求：鏜孔Φ90mm
機(jī) 床：臥式銑鏜床T716
刀 具：彎頭鏜刀
2）計(jì)算切削用量
查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得
=25mm/min
=0.7mm/z
=9.6mm
根據(jù)T716鏜床說明書，取=125 r/min
3）切削工時(shí)：L=70mm
工步二：鏜Φ100孔的工時(shí)計(jì)算如下
切削工時(shí)：L=25mm
=587.5N
在計(jì)算切削力時(shí),必須把安全系數(shù)也考慮在內(nèi)。
（11）工序11：鉆M20-7H螺紋孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ20.
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min。取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 530r/min
與530r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為550r/min?，F(xiàn)選取=550r/min。
所以實(shí)際切削速度==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.378（min)
（12）工序12：鉆M14-7H螺紋孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ14.
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min。取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 530r/min
與530r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為550r/min?，F(xiàn)選取=550r/min。
所以實(shí)際切削速度==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.378（min)
（13）工序13：鉆Ф210圓周上的6-M10螺紋孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10.
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min。取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 530r/min
與530r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為550r/min。現(xiàn)選取=550r/min。
所以實(shí)際切削速度==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.378（min)
（14）工序14：鉆Ф110圓周左端面上的3-M10螺紋孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10.
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min。取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 530r/min
與530r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為550r/min。現(xiàn)選取=550r/min。
所以實(shí)際切削速度==
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm;
t= ==0.378（min)
（15）工序15：鉆Ф110圓周右端面上的3-M10螺紋孔
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10.
1)進(jìn)給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min。取V=30m/min
3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
與955r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為950r/min?，F(xiàn)選取=950r/min。
所以實(shí)際切削速度
4) 切削工時(shí)，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=20mm; =4mm; =3mm;
（16）工序16：檢驗(yàn)、入庫
4.2 時(shí)間定額的計(jì)算
4.2.1 基本時(shí)間tj的計(jì)算
工序3的基本時(shí)間：tj=2.25min；
工序4的基本時(shí)間：tj=0.024min；
工序5的基本時(shí)間：tj=0.012min；
工序6的基本時(shí)間：tj=tj1+tj2=0.378+0.1=0.478min；
工序7的基本時(shí)間：tj=0.26min；
工序8的基本時(shí)間：tj=0.326min；
工序9的基本時(shí)間：tj=tj1+tj2=0.8+0.28=1.08min;
……
工序15的基本時(shí)間：tj=0.219min。
4.2.2 輔助時(shí)間tf的計(jì)算
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=(0.15~0.2)tj，本設(shè)計(jì)取tf=0.15tj，則各工序的輔助時(shí)間分別為：
工序3的輔助時(shí)間：tf=0.15×2.25min=0.338min;
工序4的輔助時(shí)間：tf=0.15×0.024min=0.004min;
工序5的輔助時(shí)間：tf=0.15×0.012min=0.002min;
工序6的輔助時(shí)間：tf=0.15×0.478min=0.072min;
工序7的輔助時(shí)間：tf=0.15×0.26min=0.039min;
工序8的輔助時(shí)間：tf=0.15×0.326min=0.049min；
工序9的輔助時(shí)間：tf=0.15×1.08min=0.162min；
……
工序15的輔助時(shí)間：tf=0.15×0.219min=0.033min。
4.2.3 其他時(shí)間的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于本設(shè)計(jì)中脫架的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，需要考慮各工序的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間，tz/m為作業(yè)時(shí)間的3%~5%；而布置工作地時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%~7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%~4%,本設(shè)計(jì)均取為3%，則各工序的其他時(shí)間tb+tx+(tz/m)應(yīng)按關(guān)系式（3%+3%+3%）×（tj+tf）計(jì)算，它們分別為：
工序3的其他時(shí)間：tb+tx+(tz/m=9%×（2.25+0.338）min=0.233min；
工序4的其他時(shí)間：tb+tx+(tz/m=9%×（0.024+0.004）min=0.003min；
工序5的其他時(shí)間：tb+tx+(tz/m=9%×（0.012+0.002）min=0.001min；
工序6的其他時(shí)間：tb+tx+(tz/m=9%×（0.478+0.072）min=0.05min；
工序7的其他時(shí)間：tb+tx+(tz/m=9%×（0.26+0.039）min=0.027min；
工序8的其他時(shí)間：tb+tx+(tz/m=9%×（0.326+0.049）min=0.034min；
工序9的其他時(shí)間：tb+tx+(tz/m=9%×（1.08+0.162）min=0.112min;
……
工序15的其他時(shí)間：tb+tx+(tz/m=9%×（0.219+0.033）min=0.023min。
4.2.4 單件時(shí)間定額tdj的計(jì)算
根據(jù)公式，本設(shè)計(jì)中單件時(shí)間tdj=tj+tf+tb+tx+(tz/m)，則各工序的單件時(shí)間分別為：
工序3的單件時(shí)間定額:tdj=2.821min；
工序4的單件時(shí)間定額:tdj=91.8min3；
工序5的單件時(shí)間定額:tdj=0.031min；
工序6的單件時(shí)間定額:tdj=0.6min；
工序7的單件時(shí)間定額:tdj0.326min；
工序8的單件時(shí)間定額:tdj=0.409min；
工序9的單件時(shí)間定額:tdj=1.354min;
……
工序15的單件時(shí)間定額:tdj=0.275min。
第五章 鏜床夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,通常需要用專用夾具來輔助加工。經(jīng)過老師的考慮,決定設(shè)計(jì)第9道工序中鏜Ф70孔時(shí)所用的夾具。
5.1 設(shè)計(jì)要求
本夾具主要用來鏜Ф70孔, 因?yàn)榇丝子泄钜蠛痛植诙纫?，所以在加工的時(shí)候我們要保證這些加工精度。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。對于鏜?70孔的夾具設(shè)計(jì)，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
因?yàn)楣ぜ荒芎蛫A具體直接接觸，所以我們采用了2個(gè)支撐板定位底面，然后我們以已經(jīng)加工好的2個(gè)Φ18定位，一個(gè)采用圓柱銷定位，一個(gè)采用削邊銷定位，這樣我們的底面限制工件的3個(gè)自由度，圓柱銷限制工件的2個(gè)自由度，削邊銷限制工件的1個(gè)自由度，這樣空間的6個(gè)自由度都已經(jīng)限制完了，我們就可以開始加工工件。
工藝方案如下圖5.1所示。
圖5.1 工藝方案
5.2 夾具設(shè)計(jì)
5.2.1 夾具體設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)夾具，首先要仔細(xì)分析加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進(jìn)行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進(jìn)一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)個(gè)零部件間的相對運(yùn)動(dòng)；根據(jù)零件的使用要求，選擇相應(yīng)的材料。
完成鉆床夾具的所有設(shè)計(jì)后，用CAD進(jìn)行二位圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標(biāo)注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求，最后進(jìn)行論文撰寫、整理、修改完成該畢業(yè)設(shè)計(jì)。
5.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇
在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。該零件以三面定位，滑鞍上的裝配基準(zhǔn)為平面，而它們又是滑鞍上其他要素的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此以這些裝配基準(zhǔn)平面作為定位基準(zhǔn)，避免了基準(zhǔn)不重合誤差，有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，選底面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)。
5.2.3 定位方案及元件設(shè)計(jì)
根據(jù)以上零件的結(jié)構(gòu)分析以及定位基準(zhǔn)的選擇，可得定位基準(zhǔn)為平面，因此可選擇定位元件為支承板
根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析，本道工序需限制4個(gè)自由度，為了增加定位的可靠行，實(shí)際限制了其6個(gè)自由度。本夾具采用6點(diǎn)定位原則，用兩個(gè)固定的支撐板作為一大平面即D面，限制了工件的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度；用W面作為一小平面，限制了工件的一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度；用一個(gè)底面C來限制了工件上下移動(dòng)自由度。
5.2.4 定位誤差的計(jì)算
1)定位誤差 ：
其中：
，
，
，
2)夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
3)磨損造成的加工誤差：通常不超過
夾具相對刀具位置誤差：取
4)誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
5.2.5 夾緊力計(jì)算
由夾具裝配圖可以看出,由于水平方向上有兩個(gè)定位銷,所以水平方向上不需要考慮夾緊力是否合適,只用考慮Z軸上的夾緊力就可以了.
根據(jù)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(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下圖5.1所示。
由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-3得:
式中:
=×1.0×1.0×1.0×1.0=1.10
所以,
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》,表1-2-1可知:
所以，切削力=1.5×1.2×1.0×1.0×1.3×1.0×1.5×587.5=2062.13N
因本夾具主要夾緊力是螺母夾緊,
查《機(jī)械加工工藝師手冊》表17-30得:
夾緊力N=7950N
此時(shí),實(shí)際夾緊力已大于所需2062.13N的加緊力了,所以本夾具可安全工作.
5.2.6 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)，統(tǒng)稱螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。由于這類夾緊機(jī)構(gòu)簡單，夾緊可靠，通用性大，故在機(jī)床夾具中得到廣泛運(yùn)用。它的主要缺點(diǎn)是夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)力。
本夾具采用移動(dòng)壓板進(jìn)行夾緊，同時(shí)保證了夾緊可靠和動(dòng)作迅速的要求。同時(shí)，由于移動(dòng)壓板標(biāo)準(zhǔn)件，可直接購買，降低了夾具的制造成本。
夾緊力的計(jì)算
單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按下列計(jì)算：
式中： W0——單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）；
Q ——原始作用力（N）；
L——作用力臂（mm）；
——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm），其值視螺桿端部的結(jié) 構(gòu)形式而定，參見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》第三版表1-2-20；
——螺桿端部與工件間的摩擦角（°）；
——螺紋中徑之半（mm）；
——螺旋升角（°），參見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》第三版表1-2-21；
——螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°）， 式中為螺旋副的摩擦角（°），β為螺紋牙型半角（°），參見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》第三版表1-2-22。
5.2.7 定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖5.2所示：
5.2.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體：夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排
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