XX 大學課 程 設 計 論 文滾動軸承座 SN214 零件工藝規(guī)程及銑對接面手動夾具設計所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導 老 師年 月 日摘 要本文是對滾動軸承座 SN214 零件加工應用及加工的工藝性分析，本課題主要是在車床小刀架零件加工過程的基礎上進行的專用夾具設計。主要加工部位是平面和孔。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔。孔加工平面分明顯的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。通過底面作一個良好的基礎過程的基礎。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個，然后進行平面和孔定位技術支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在平面和孔的加工工藝及其他孔過程。整個過程是一個組合的選擇工具。專用夾具夾具的選擇，有自鎖機構，因此，對于大批量，設計夾具會產生更高的生產力，提高生產效率，滿足設計要求。關鍵詞：滾動軸承座 SN214，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具目 錄摘 要?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1第 1 章 緒論???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.1 課題主要研究內容 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.2 研究方法和手段 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.3 研究目標 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.4 方案可行性分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4第 2 章 零件的分析???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.1 零件的作用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.2 零件的工藝分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5第 3 章 滾動軸承座 SN214 零件的加工工藝規(guī)程設計 ?????????????????????????????????????????????????????73.1 毛坯的選擇及鑄造方法 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73.2 基準的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73.2.1 粗基準的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????73.2.2 精基準的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83.4 軸承座加工主要工序安排 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ???????????????????????????????????????????????????93.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） ??????????????????????????????????????????????????????????103.7 時間定額計算及生產安排 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16第 4 章 加工對接平面手動夾具設計?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????214.1 問 題 的 提 出 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????214.2 夾 具 設 計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????214.2.1 定位基準的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????214.2.2 切削力及夾緊力的計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????234.2.3 定位誤差的分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????254.3 定向鍵與對刀裝置設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????264.4 確 定 夾 具 體 結 構 尺 寸 和 總 體 結 構 ????????????????????????????????????????????????????????????284.5 夾 具 設 計 及 操 作 的 簡 要 說 明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????29總 結?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30參考文獻???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31致 謝???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????324567第 1 章 緒論1.1 課題主要研究內容軸承座零件的分析包括：零件用途、安裝使用、零件圖的加工工藝、材料毛坯以及技術要求等的分析。確定加工方法，填寫加工工藝過程。 1、依據(jù)國家有關標準，軸承座 型式與尺寸，軸承座 技術條件等，根據(jù)需要標注軸承座裝配圖的尺寸公差、形位公差等； 2、根據(jù)軸承座的裝配圖，畫出軸承座上蓋和底座的零件圖。根據(jù)需要標注零件表面的尺寸公差、形位公差和粗糙度等； 3、綜合運用所學知識，參考有關資料，按大批生產，安排產品的加工工藝；設計加工軸承孔夾具。1.2 研究方法和手段（1）調研、消化原始資料； 收集整理有關機械零件設計、裝配工藝、機械加工工藝、制造技術等有關資料，供設計時使用；消化零件制件圖，了解零件的用途，分析零件的工藝性、尺寸精度等技術要求；分析工藝資料，了解所用材料性能、零件特性以及工藝參數(shù)。（2）完成軸承座的零件圖及裝配圖；（3）確定工藝方案，制定加工工藝文件；（4）設計加工軸承孔夾具；（5）完成零件圖及多軸頭裝配圖的制作。1.3 研究目標通過課題的設計鍛煉和培養(yǎng)自己的工藝文件的編制能力，熟悉常用材料的使用性能，正確選用材料；掌握夾具設計的基本方法和機械零部件設計的基本程序和方法；掌握機械加工工藝的制定過程，對一般的制造過程和方法有初步的了解，了解常用的零部件設計軟件，并能熟練運用二維及三維軟件進行設計。定的機械加工工藝所加工的產品能達到圖紙的各項技術要求。使自己在大學四年所學的知識得到全面總結和鞏固，對以前所學的知識得以溫故而知新，更好的掌握學過的知識，為將來的工作奠定一個良好基礎。1.4 方案可行性分析1）查閱相關文獻，搜集有關資料。82）了解軸承座的結構以及工作原理的了解，并了解夾具的結構；3) 通過老師指導,同學討論確定方案。4）根據(jù)國家有關標準，設計產品第 2 章 零件的分析2.1 零件的作用題目給出的零件是軸承座。軸承座的主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此滾動軸承座 SN214 零件的加工質量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。2.2 零件的工藝分析由滾動軸承座 SN214 零件圖可知。軸承座是一個滾動軸承座 SN214 零件，它的外表面上有 4 個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：（1）以底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的底削加工；9其中頂面有表面粗糙度要求為 ，mRa?3.6（2）以的支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2 個前后端面。（3）以頂面為主要加工平面的加工面。10第 3 章 滾動軸承座 SN214 零件的加工工藝規(guī)程設計3.1 毛坯的選擇及鑄造方法選擇毛坯時候應該考慮一下幾點因素：(1)零件的力學性能要求：相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力學性能有所不同。離心澆注的鑄件、壓力澆注的鑄件、金屬型澆注的鑄件、砂型澆筑的鑄件，其力學性能一次遞減。(2)零件的結構形狀和外廓尺寸：直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料，相差較大時宜采用鍛件；形狀復雜、力學性能要求不高可采用鑄鋼件，形狀復雜和薄壁的毛坯不宜采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯不宜采用模鍛、壓鑄和精鑄，多采用砂型鑄造和自由鍛造；外形復雜的小零件宜采用精密鍛造方法，以避免機械加工。(3)生產綱領和批量：生產綱領大時宜采用高精度和高生產率的毛坯制造方法，生產綱領小時宜采用設備投資小的毛坯制造方法。(4)現(xiàn)場生產條件要求：現(xiàn)場生產條件和發(fā)展應經過技術經濟分析和論證。經過分析考慮，零件材料選取 HT200，由于零件結構一般，生產類型為中、小批生產，在機床運行過程中所受沖擊不大，力學性能要求不高，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，零件屬于中批生產，零件的輪廓尺寸不大，根據(jù)參考文獻[8] 中表 3-1 選擇金屬型澆注鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第 41 頁表 2.2-5，選用鑄件尺寸公差等級為 9 級.這對提高生產率，保證產品質量有幫助。此外為消除殘余應力還應安排人工時效。3.2 基準的選擇定位選擇是工藝規(guī)程設計中重要的工作之一，定位選擇的正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高，否則加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法進行。3.2.1 粗基準的選擇選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。(1)加工軸承座上蓋時應選擇上蓋螺栓孔的上表面為粗基準，加工上蓋分合面。我選擇粗基準的根據(jù)如下：選擇上蓋螺栓孔的上表面為基準，能保證軸承座上蓋其他表面加工余量小二均勻，符合選擇重要表面為粗基準的原則；軸承座上蓋只有螺栓孔上表面不需要進行加工，符合選擇不加工表面為粗基準的原則；制造毛坯的時候上表面11的加工余量留的最少，符合選擇加工余量量最小的表面為粗基準的原則；上表面能滿足方便定位、加緊的需求，符合選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準的原則；螺栓孔上表面只用一次，加工出精基準面就不需要使用，符合粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次的原則。(2)按照粗基準的選擇原則，同理我們可以選擇出軸承座底座的底孔的上表面為粗基準，加工底座的底面。3.2.2 精基準的選擇精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便、夾具結構簡單。 (1)選擇上蓋的分合面為精基準，加工上蓋端面和油杯螺紋孔的上表面。我選擇精基準的根據(jù)如下：精基準的以“基準重合” 、 “基準統(tǒng)一” 、 “自為基準” 、 “互為基準”為選擇原則，并且需要保證工件定位精準、加緊可靠、操作方便。選擇上蓋的分合面為精基準可以簡化操作，能夠準確定位，加緊可靠，滿足加工表面對設計基準的相對位置精度要求，方便加工其他表面。(2)按照精基準的選擇原則，選擇軸承座底座的底面為精基準，加工底座的端面及內孔分合面。(3)按照精基準的選擇原則，選擇軸承座的底面與為精基準，加工軸承座的內孔。3.4 軸承座加工主要工序安排對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。軸承座加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到軸承座加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。因此，頂面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于軸承座，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%蘇打及c??9080.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2012根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將軸承座加工工藝路線確定如下：工藝路線：10 鑄造 鑄造毛坯20 熱處理 人工時效30 油漆 噴漆處理40 粗銑 夾軸承孔兩側面，粗銑軸承座下蓋底面，注意尺寸 80mm 和表面粗糙度，留 1mm 精加工余量50 精銑 夾軸承孔兩側毛坯，粗銑軸承下蓋底面，注意尺寸 80mm 和表面粗糙度，留 0.2mm 磨削加工余量60 銑削 以已加工底面定位基準，在軸承孔處壓緊，銑軸承座上下蓋對接面，銑下蓋底部長條形孔凸臺面70 磨削 磨削底面，達到規(guī)定粗糙度要求80 鉆孔 鉆下蓋底面長條形螺栓孔底孔90 鉆孔 鉆上蓋頂面螺栓固定孔 2-φ13100 鉆孔攻絲 鉆下蓋 2XM12 螺紋孔底孔，并進行攻絲110 兩件合并 上蓋、下蓋兩件合并，用螺絲擰緊120 銑削 銑削軸承孔前端面130 銑削 銑削軸承孔后端面140 粗鏜 以已加工底面及長條形螺栓孔底孔為定位基準 ，粗鏜軸承座中心孔150 半精鏜 以已加工底面及長條形螺栓孔底孔為定位基準，半精鏜軸承座中心孔160 精鏜 以已加工底面及長條形螺栓孔底孔為定位基準，精鏜軸承座中心孔170 銑 銑位于下蓋長條形螺栓孔180 去毛刺 鉗工去毛刺190 終檢入庫 按圖樣要求檢驗3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“軸承座”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 HT200，硬度 HB 為 170—241，生產類型為大批量生產，采用鑄造毛坯。（1）頂面的加工余量。13根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.3~72現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m0.3 m28.0?精銑：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。5.1（3）底面孔 m10-2?，毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.71，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為：毛坯為實心（4）前后端面加工余量。根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取 。m5.3~720.3半精銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》 ，其加工余量值取為 。m5.2精銑：參照《機械加工工藝手冊》 ，其加工余量取為 。.0鑄件毛坯的基本尺寸為 ，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表m375.206??2.3.11，鑄件尺寸公差等級選用 CT7。再查表 2.3.9 可得鑄件尺寸公差為 。6.1毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 40、50：粗、精銑軸承座底面機床：銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) [10]mdw40?14?Z（1）粗銑軸承座底面 粗銑夾軸承孔兩側毛坯，粗銑軸承底面，注意尺寸70mm 和表面粗糙度，留 1mm 精加工余量銑削深度 ：pam2?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊 》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V sV/4機床主軸轉速 ： ，取n in/1940.3610rdV???? inr實際銑削速度 ：? smn/.2014進給量 ：fV smZnaff /67.10/2145.0???工作臺每分進給量 ：m in2.sVf ?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a4?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll31刀具切入長度 ：1 mD2)~((5.02?????刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ：1jt in5.02.743121???mjfl（2）精銑軸承座底面精銑夾軸承孔兩側毛坯，粗銑軸承底面，注意尺寸 70mm 和表面粗糙度，留0.2mm 磨削加工余量銑削深度 ：pam1?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊 》表 2.4.73，取f Zmaf/15.0?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V sV/6機床主軸轉速 ： ，取n in/28401.360rdV???? in3r實際銑削速度 ：? smn/.0進給量 ：fVZaff 56/5.??工作臺每分進給量 ： m in/30.1sVf被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll4刀具切入長度 ：精銑時1 mDl01?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt min18.63024121????mjfl本工序機動時間?in7.8.501?jjj工序 2：以已加工底面定位基準，在軸承孔處壓緊，銑軸承座螺絲固定表面。機床：銑床 X52K15刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT0Dm?5Z?此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度 ： =3mmpa2.m?精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 [3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參考文獻fa 0.15/famZ?[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vs?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻 [3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考文獻[3]表f f/8.2.4～81，取銑削速度 .47/m機床主軸轉速 ：n102.601.97/in31Vrd????按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 45?實際銑削速度 ：v.4072.9/106nms???進給量 ： fV.1851/ffaZ工作臺每分進給量 ： m7./47.5infVs??：根據(jù)參考文獻 [3]表 2.4～81,取?aa60?切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14lm'8l刀具切入長度 ：120.5()(~3lDa????2061)2?刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ： jt1240.36min7.5jmlf????機動時間 ：'1jt'1268.19i.jlf所以該工序總機動時間 '105njjtt??16工序 80：粗、精銑軸承座左側表面機床：銑床 X52K刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) [10]mdw40?14?Z（1）粗銑銑削深度 ：pam3?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊 》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V sV/4機床主軸轉速 ： ，取n in/1940.3610rdV???? inr實際銑削速度 ：? smn/.20進給量 ：fVZaff 671/125.??工作臺每分進給量 ：m in/2.0.sVf ?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a4?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml31刀具切入長度 ：1D2)~((5.02?????刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：1jt min5.02.743121???mjfl（2）精銑銑削深度 ：pam?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊 》表 2.4.73，取f Zaf/15.0?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V smV/6機床主軸轉速 ： ，取n in/28401.360rdV???? in3r實際銑削速度 ：? sn/.0進給量 ：fVmZaff 56/5.??工作臺每分進給量 ： m in/30.1sVf17被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml341?刀具切入長度 ：精銑時1Dl01刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt min18.63024121????mjfl本工序機動時間?in7.8.501?jjj工序 90：鉆鉆底面定位銷孔機床：組合鉆床刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀切削深度 ：pam4?進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.39，取f rmf/25.0?切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.41，取V sV43機床主軸轉速 ： ，取n in/9675.8143001rdV???? in/8r實際切削速度 ： ? sn/30被切削層長度 ：lm2?刀具切入長度 ：1 mctgctgkDr 5.42105.8)2~1(?????刀具切出長度 ：2l0走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt in12.0825.41????fnlj工序 4：粗銑左兩側面機床：組合銑床刀具：硬質合金端銑刀 YG8，硬質合金立銑刀 YT15（1）粗銑兩側面銑刀直徑 ，齒數(shù)mdw320?12?Z銑削深度 ：pa每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊 》表 2.4.73，取f Zmaf/25.0?18銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.81，取V smV/3?機床主軸轉速 ： ，取n in/1793204.610rdV???? in150r實際銑削速度 ：? snd/.26.???進給量 ：fVsmZnaff /5.76/125.0??工作臺每分進給量 ：m in40.sVf：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4.81,?a a192?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知ll?刀具切入長度 ：1 mD34)~((5.02????刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ：1jt in39.0452121????mjfl工序 100：鉆頂面 2 螺栓固定孔 φ12鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆， 《機械加工工藝手冊》第 2 卷。根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進給m量為 0.20～0.35 。rm則取 rmf30.?確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第 2 卷表 10.4-9切削速度計算公式為 （3-in0kfaTdcvvyxpmzv20）查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8???myxzcvvvv min則 = =1.65.0125.02.337?in所以 = =72n4.6ir選取 mi120r?19所以實際切削速度為 =2.641074.32??vmin確定切削時間（一個孔） =ts20.8??工序 220：鉆孔軸承座下半部分 2XM10 螺紋孔機床：組合攻絲機刀具：釩鋼機動絲錐2XM10 螺紋孔螺孔攻絲進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量f mp5.1?rmf/5.1?切削速度 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.4.105，取Vin/8./14.0sm?機床主軸轉速 ： ，取in/283104.30rdV??? in/250r絲錐回轉轉速 ：取0min/25rn?實際切削速度 ： ? sm/3.6015.0被切削層長度 ：l1刀具切入長度 ： f.43)~(???刀具切出長度 ： （盲孔）2l0機動時間 ：1jt min1.025.1405.02121 ?????fnlflj3.7 時間定額計算及生產安排根據(jù)設計任務要求，該的年產量為 10 萬件。一年以 240 個工作日計算，每天的產量應不低于 417 件。設每天的產量為 420 件。再以每天 8 小時工作時間計算，則每個工件的生產時間應不大于 1.14min。參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.2，機械加工單件（生產類型：中批以上）時間定額的計算公式為：（大量生產時 ）Ntktt zfjd /%)1(?? 0/?Ntz因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為：ttfjd其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間）jt20—輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消ft耗的時間，包括裝卸工件時間和有關工步輔助時間k—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值工序 1：粗、精銑頂面機動時間 ：jtmin73.1?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.43，取工步輔助時間為 。f min15.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in1.0in25.01.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3?k單間時間定額 ： dt min14.i2.%)1)(25.0731(%)( ?????kfj因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， min4.i12.4.2???dt即能滿足生產要求工序 2：鉆頂面孔、鉸定位孔機動時間 ：jtin3.0?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.41，取工步輔助時間為 。f min4.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in1.0min54.014.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.43， 4.2?k單間時間定額 ： dt min14.i98.0%)1.)(5.03(%)1( ?????kfj因此布置一臺機床即能滿足生產要求。工序 4：鉆兩側面孔機動時間 ：jtmin17.0j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.41，取工步輔助時間為 。f in4.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1.0in54.014.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.43， 4.2?k21單間時間定額 ： dt min14.i80.%)14.2)(5.017.(%)( ??????kfj因此布置一臺機床即能滿足生產要求。工序 5：粗銑前后端面機動時間 ：jtmin53.0j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為 。f in31.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1.0in41.03.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3?k單間時間定額 ： dt in14.i06.%)1)(4.05(%)1( ?????kfj因此布置一臺機床即能滿足生產要求。工序 6：半精銑前后端面機動時間 ：jtmin53.0?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為 。f min31.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則i.min41.03.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3k單間時間定額 ： dt min14.i06.%)1)(4.05(%)1( ????kfj因此布置一臺機床即能滿足生產要求。工序 9：粗鏜前后端面支承孔機動時間 ：jtmin97.0j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.37，取工步輔助時間為 。f in80.由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min15.0in95.01.8.0??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.39， 83.4?k單間時間定額 ： dt in14.i20.%).1)(95.07.(%)1( ?????kfj22因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， min14.i0.2.???dt即能滿足生產要求工序 11：精鏜支承孔機動時間 ：jtmin86.0?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.37，取工步輔助時間為 。f min80.由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in15.0in95.01.8.0??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.39， 83.4?k單間時間定額 ： dt min14.i09.2%).1)(95.086.(%)1( ???ktfjd因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， i.min.2.???dt即能滿足生產要求工序 12：前后端面螺紋孔攻絲機動時間 ：jtmin1.0?j輔助時間 ：參照鉆孔輔助時間，取裝卸工件輔助時間為 ，工步輔助時間f in1.0為 。則min4.0i5.4.?ft：參照鉆孔 值，取kk142?單間時間定額 ： dt min14.i68.0%).)(5.0(%)1( ?????tfjd因此布置一臺機床即能滿足生產要求。工序 14：精銑前后端面機動時間 ：jtmin16.?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為 。f in41.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則min1.0in51.04.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3?k23單間時間定額 ： dt min14.i89.%)13)(5.016.(%)( ??????ktfjd因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， min4.i95.028.1???dt即能滿足生產要求工序 15：精銑兩側面機動時間 ：jtin28.1?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為 。f min41.0由于在生產線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in1.0min51.04.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3?k單間時間定額 ： dt min14.i02.%)1)(5.028.1(%)( ???ktfjd因此應布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當布置兩臺機床時， min4.i0.2.???dt即能滿足生產要求工序 17：螺紋孔攻絲機動時間 ：jtin13.0?j輔助時間 ：參照鉆孔輔助時間，取裝卸工件輔助時間為 ，工步輔助時間f min1.0為 。則min4.0mi5.4.?ft：參照鉆孔 值，取kk142?單間時間定額 ： dt in14.i7.0%).)(5.03(%)1( ?????tfjd因此布置一臺機床即能滿足生產要求。24第 4 章 加工對接平面手動夾具設計4.1 問 題 的 提 出本夾具要用于加工對接平面設計夾具精度等級為 IT12 級，粗糙度為 12.5。本道工序只精銑一下即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應首先考慮保證加工對接平面的各加工精度，如何提高生產效率，降低勞動強度。4.2 夾 具 設 計4.2.1 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。φ18 二個孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的 φ18 二個孔和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以已加工好的 φ18 二個孔的端面作為定位夾具。25為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺旋壓板夾緊機構作為夾緊機構。材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。由零件圖可知：在對進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案Ⅰ：選底平面、和側面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，2 面用擋銷，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。分析比較上面二種方案：方案Ⅱ中的定位是不正確的，擋銷的位置是固定，且定26位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。通過比較分析只有方案Ⅰ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。4.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具：面銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數(shù)： 015??001??頂 刃 0n??側 刃 601~5??''30rK?2.5Lm2Z.8/famzmap.2由參考文獻[5]5 表 1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：0.8.10.pzFafDBzn?有： .9.8.1.10.135254836.2()N??????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)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計算：6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~123456.,.0,.,3KK??由此可得： 110.31.056???所以 845()WFN?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。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變27形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力 FJ 理與主要最大切削力 FP 的靜平衡方程：FJ 理=Ф (FP)。b.實際需要的夾緊力 FJ 需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J 需=KFJ 理。c.校核夾緊機構的夾緊力 FJ 是否滿足條件：FJFJ 需。夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2]夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；28（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻[5]1～2～26 可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2??.76zr?901052???'29?其中： 3()Lm?)(8N?螺旋夾緊力： 04.該夾具采用螺旋夾緊機構， 由上述計算易得： KW??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。4.2.3 定位誤差的分析該夾具以一個平面和 2 個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。由[5]和[6]可得：1 定位誤差： 當以任意邊接觸時minDWd??????292DdW?????通過分析可得：0.5Dm??.1dmin0?因此：當以任意邊接觸時0.63DW??2 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj???其中接觸變形位移值：SNcHBKRkmnZaZy 014.8.9])[(1????cos0.3jy???⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj??05.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD?m1.誤差總和： 0.96.5jw???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。4.3 定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。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方向具有正確的位置。根據(jù) GB2207—80 定向鍵結構如圖所示：