锥齿轮座加工工艺规程及夹具设计说明书

- 0 -机 械 制 造 工 程 学课 程 设 计说 明 书题 目 ： 锥 齿 轮 座 机 械 加 工 工 艺 规 程 及 52H7 孔 夹 具 设 计班 级 ： 姓 名 ： 学 号 ：指 导 教 师 ： 完 成 日 期 ： 任 务 书一、设计题目:锥齿轮座机械加工工艺规程及钻 52H7 孔夹具设计二、原始资料(1) 被 加 工 零 件 的 零 件 图 1 张(2) 生 产 类 型 :（ 中 批 或 大 批 大 量 生 产 ）三、上交材料1 所 加 工 的 零 件 图 1张2 毛 坯 图 1张3 编 制 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 1套4 绘 制 夹 具 装 配 图 （ A0 或 A1） 1 张5 课 程 设 计 说 明 书 . 1 份四、进度安排本 课 程 设 计 要 求 在 1 周 内 完 成 ， 具 体 细 节 内 容 听 从 老 师 安 排 务 ， 必在 周 五 早 上 进 行 答 辩 。五、指导教师评语综 合 评 定 成 绩 ： 指导教师I 目 录1 锥 齿 轮 座 的 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 的 确 定 .11.1 锥 齿 轮 座 的 作 用 .11.2 锥 齿 轮 座 的 技 术 要 求 .21.3 锥 齿 轮 座 工 艺 分 析 .22 确 定 毛 坯 、 绘 制 毛 坯 简 图 .42.1 选 择 毛 坯 .42.2 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 机 械 加 工 余 量 .42.3 绘 制 锥 齿 轮 座 毛 坯 的 铸 造 简 图 .53.拟 定 锥 齿 轮 座 工 艺 路 线 .63.1 定 位 基 准 的 选 择 .63.1.1 精 基 准 的 选 择 .63.1.2 粗 基 准 的 选 择 .63.2 各 面 、 孔 加 工 方 法 的 确 定 .63.3 加 工 阶 段 的 划 分 .73.4 工 序 的 集 中 与 分 散 .73.5 工 序 顺 序 的 安 排 .73.5.1 机 械 加 工 工 序 .73.5.2 热 处 理 工 序 .93.5.3 辅 助 工 序 .93.6 确 定 加 工 路 线 .94 机 床 设 备 及 工 艺 装 备 的 选 用 .114.1 机 床 设 备 的 选 用 .114.2 工 艺 装 备 的 选 用 .115 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 公 差 的 确 定 .126 切 削 用 量 、 时 间 定 额 的 计 算 .136.1 切 削 用 量 的 计 算 .136.1.1 扩 孔 工 步 .136.1.2 粗 铰 工 步 .136.1.3 精 铰 工 步 .136.2 时 间 定 额 的 计 算 .146.2.1 基 本 时 间 的 计 算 .14jt6.2.2 辅 助 时 间 的 计 算 .15f6.2.3 其 他 时 间 的 计 算 .156.2.4 单 件 时 间 的 计 算 .16djt7 夹 具 设 计 .177.1 问 题 的 提 出 .177.2 夹 具 设 计 .177.2.1 定 位 方 案 .177.2.2 夹 紧 机 构 .177.2.3 定 位 误 差 分 析 .187.2.4 切 削 力 及 夹 紧 力 的 计 算 .188 参 考 文 献 .2101 锥 齿 轮 座 的 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 的 确 定1.1 锥 齿 轮 座 的 作 用锥 齿 轮 座 是 一 个 典 型 的 交 叉 孔 零 件 （ 见 图 11） ， 主 要 应 用 在 混凝 土 拖 泵 中 导 向 轮 部 件 上 ， 其 上 要 安 装 两 个 配 对 锥 齿 轮 座 ， 因 此 主 要 的工 作 表 面 为 90mm 和 52mm 的 两 个 孔 。图 1-111.2 锥 齿 轮 座 的 技 术 要 求锥 齿 轮 座 的 技 术 要 求 见 表 1-1表 1-1 锥 齿 轮 座 技 术 要 求加 工 表 面 尺 寸 及 偏 差mm公 差 及 精 度等 级表 面 粗 糙 度 Raµm形 位 公 差/mm80mm 孔 80 IT13 6.373mm 的孔73 IT13 6.390mm 孔 90H7 IT7 1.652mm 孔 52H7 IT7 1.6两 端 面 164 IT13 6.3280mm 孔的 外 圆 面100f7 IT7 1.652mm 孔轴 线 101mm的 端 面101 5.IT93.2锥 销 孔 8 IT9 1.652mm 孔端 面82 IT13 6.3从 锥 齿 轮 座 技 术 要 求 表 来 看 ， 加 工 锥 齿 轮 座 主 要 存 在 以 下 加 工 难 点 ：（ 1） 52mm 孔 和 90mm 孔 两 尺 寸 属 于 空 间 尺 寸 ， 加 工 过 程 中 难以 测 量 ， 因 而 两 尺 寸 的 加 工 精 度 难 以 保 证 ；（ 2） 安 装 齿 轮 的 两 个 交 叉 孔 的 中 心 线 必 须 相 交 处 于 同 一 基 准 平 面 内 ，才 能 确 保 锥 齿 轮 的 传 动 效 果 。为 此 ， 通 过 对 该 零 件 的 加 工 工 艺 性 分 析 ， 找 出 了 合 理 的 加 工 方 法 ， 保证 零 件 的 加 工 质 量 。31.3 锥 齿 轮 座 的 工 艺 分 析分 析 可 知 本 零 件 材 料 为 灰 口 铸 铁 ， HT200。 该 零 件 具 有 较 高 的 强度 ， 耐 磨 性 ， 耐 热 性 ， 减 震 性 ， 适 应 于 承 受 较 大 的 应 力 ， 要 求 耐 磨 的 零件 。 锥 齿 轮 座 具 有 两 组 工 作 表 面 ， 他 们 之 间 有 一 定 的 位 置 要 求 。由 零 件 图 可 知 ， 90mm 孔 和 52mm 孔 的 中 心 线 是 主 要 的 设 计 基准 和 加 工 基 准 。 该 零 件 的 主 要 加 工 面 可 分 为 两 组 ：1.以 90mm 孔 为 中 心 加 工 表 面这 一 组 加 工 表 面 包 括 ， 80mm 的 端 面 和 倒 角 及 内 孔 73mm、 90mm 的 孔 及 退 刀 槽 ， 120mm 的 孔 ， M5 的 内 螺 纹 ， M8 的内 螺 纹 ， M8 锥 销 孔 。2. 52mm 孔 为 中 心 的 加 工 表 面这 一 组 加 工 表 面 包 括 ： 52mm 的 端 面 ， 孔 和 倒 角 及 M6 的 内 螺 纹 。这 两 组 的 加 工 表 面 有 着 一 定 的 位 置 要 求 ， 主 要 是 ：1. 52mm 孔 的 中 心 线 与 90mm 中 心 线 垂 直 度 公 差 为 0.012；2. 52mm 孔 端 面 与 90mm 孔 中 心 线 的 距 离 为 119mm。由 以 上 分 析 可 知 ， 对 这 两 组 加 工 表 面 而 言 ， 先 加 工 第 一 组 ， 再 加 工 第二 组 。 由 参 考 文 献 中 有 关 面 和 孔 加 工 精 度 及 机 床 所 能 达 到 的 位 置 精 度 可知 ， 上 述 技 术 要 求 是 可 以 达 到 的 ， 零 件 的 结 构 工 艺 性 也 是 可 行 的 。 另 外考 虑 到 零 件 的 精 度 不 高 可 以 在 普 通 机 床 上 加 工 。2 确 定 毛 坯 、 绘 制 毛 坯 简 图2.1 选 择 毛 坯根 据 零 件 查 资 料 知 ： 零 件 材 料 确 定 毛 坯 为 灰 铸 铁 ， 通 过 计 算 和 查 询资 料 可 知 ， 毛 坯 重 量 约 为 1.45kg。 生 产 类 型 为 大 批 量 ， 可 采 用 金 属型 铸 造 毛 坯 。 由 于 各 个 孔 都 需 要 预 先 铸 造 出 来 ， 故 还 需 要 安 放 型 心 。此 外 ， 为 消 除 残 余 应 力 ， 铸 造 后 应 安 排 人 工 时 效 进 行 处 理 。4零 件 基 本 尺 寸 在 150170 之 间 ， 由 表 2-1 可 知 ， 差 得 该 铸 件 的2.2 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 机 械 加 工 余 量尺 寸 公 差 等 级 CT 为 10 级 。 由 表 2-5 可 知 ， 机 械 加 工 余 量 等 级MA 为 G 级 ， 故 CT=10 级 ， MA 为 G 级 。表 2-1 用 查 表 法 确 定 各 加 工 表 面 的 总 余 量加 工 表 面 基 本 尺 寸 加 工 余 量等 级机 械 加 工余 量 /mm尺 寸 公 差 备 注上 下 端 面 164G 4 4顶 面 降 一级 ， 双 侧加 工 52mm 的端 面 119 G 4 3.2 单 侧 加 工 52mm 孔 52 H 4 2.8孔 降 一 级 ，双 侧 加 工 73mm 孔 73 H 4 3.2孔 降 一 级 ，双 侧 加 工表 2-2 由 参 考 文 献 可 知 ， 铸 件 主 要 尺 寸 的 公 差 如 下 表 ：5主 要 加 工 表 面 零 件 尺 寸 /mm 总 余 量 /mm 毛 坯 尺 寸 /mm上 下 端 面1646 170 52mm 的 端 面1196 125 52mm 的 孔 52 6 46 73mm 的 孔 73 3 702.3 绘 制 锥 齿 轮 座 毛 坯 的 铸 造 简 图由 表 2-1 和 表 22 所 得 结 果 ， 绘 制 毛 坯 简 图 如 图 2-2 所 示 。6图 2273.拟 定 锥 齿 轮 座 工 艺 路 线3.1 定 位 基 准 的 选 择定 位 基 准 有 粗 基 准 和 精 基 准 之 分 ， 通 常 先 确 定 精 基 准 ， 然 后 再 确 定 粗基 准 。 基 面 选 择 是 工 艺 规 程 设 计 中 的 重 要 工 作 之 一 。 基 面 选 择 得 正 确 与合 理 ， 可 以 使 加 工 质 量 得 到 保 证 ， 生 产 率 得 以 提 高 。 否 则 ， 加 工 工 艺 过程 中 会 问 题 百 出 ， 更 有 甚 者 ， 还 会 造 成 零 件 的 大 批 报 废 ， 使 生 产 无 法 正常 进 行 。3.1.1 精 基 准 的 选 择精 基 准 的 选 择 主 要 考 虑 基 准 重 合 的 问 题 。 选 择 加 工 表 面 的 设 计 基 准为 定 位 基 准 ， 称 为 基 准 重 合 的 原 则 。 采 用 基 准 重 合 原 则 可 以 避 免 由 定 位基 准 与 设 计 基 准 不 重 合 引 起 的 基 准 不 重 合 误 差 ， 零 件 的 尺 寸 精 度 和 位 置精 度 能 可 靠 的 得 以 保 证 。 为 使 基 准 统 一 ， 先 选 择 52mm 孔 的 中 心 线和 90mm 孔 的 中 心 线 作 为 精 基 准 。3.1.2 粗 基 准 的 选 择对 一 般 的 箱 体 类 零 件 来 说 ， 以 底 面 作 为 基 准 是 合 理 的 ， 按 照 有 关零 件 的 粗 基 准 的 选 择 原 则 ： 当 零 件 有 不 加 工 表 面 时 ， 应 选 择 这 些 不 加 工的 表 面 作 为 粗 基 准 ， 当 零 件 有 很 多 个 不 加 工 表 面 的 时 候 ， 则 应 当 选 择 与加 工 表 面 要 求 相 对 位 置 精 度 较 高 的 不 加 工 表 面 作 为 粗 基 准 ， 从 零 件 的 分析 得 知 ， 锥 齿 轮 座 以 下 底 面 作 为 粗 基 准 。3.2 各 面 、 孔 加 工 方 法 的 确 定根 据 锥 齿 轮 座 零 件 图 上 各 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 确 定加 工 件 各 表 面 的 加 工 方 法 ， 如 表 3-1：表 3-1 锥 齿 轮 座 各 表 面 加 工 方 案8加 工 表 面 尺 寸 精 度 等 级 表 面 粗 糙 度 Ra/µm加 工 方 案80mm 孔 IT13 6.3 粗 车73mm 孔 IT13 6.3 粗 车90mm 孔 IT7 1.6 粗 车 半 精 车磨52mm 孔 IT7 1.6 扩 粗 铰 精铰两 端 面 IT13 6.3 粗 车80mm 孔 的 外圆 面 IT7 1.6 粗 车 半 精 车9距 52mm 孔轴 线 101mm的 端 面IT9 3.2 粗 车 半 精 车52mm 孔 端 面 IT13 6.3 粗 铣锥 销 孔 IT9 1.6 钻3.3 加 工 阶 段 的 划 分该 锥 齿 轮 座 的 加 工 质 量 要 求 较 高 ， 可 将 加 工 阶 段 划 分 成 面 加 工 和 孔加 工 两 个 阶 段 。加 工 过 程 中 ， 首 先 加 工 面 ， 然 后 加 工 各 孔 ， 最 后 加 工 各 细 节 部 分（ 攻 丝 、 拉 槽 等 ）3.4 工 序 的 集 中 与 分 散该 零 件 选 用 工 序 集 中 原 则 安 排 锥 齿 轮 座 的 加 工 工 序 。 该 锥 齿 轮 座的 生 产 类 型 是 大 批 生 产 ， 可 以 采 用 万 能 型 机 床 配 以 专 用 工 、 夹 具 ， 以 提高 生 产 率 ； 而 且 运 用 工 序 集 中 原 则 使 工 件 的 装 夹 次 数 少 ， 不 但 可 缩 短 辅助 时 间 ， 而 且 由 于 在 一 次 装 夹 中 加 工 了 许 多 表 面 ， 有 利 于 保 证 各 加 工 表面 之 间 的 相 对 位 置 精 度 要 求 。3.5 工 序 顺 序 的 安 排3.5.1 机 械 加 工 工 序由 于 设 计 加 工 方 案 时 要 遵 循 “先 基 准 后 其 他 ”原 则 、 “先 粗 后 精 ”原 则 、 “先 主 后 次 ”原 则 、 “先 面 后 孔 ”原 则 。 制 定 机 械 加 工 工 序 如 下 ：10工 序 00 粗 车 下 端 面工 序 05 粗 车 内 孔 73 孔工 序 10 粗 车 90 孔工 序 15 粗 车 120 孔工 序 20 粗 车 上 端 面工 序 25 粗 车 外 圆 面 100工 序 30 粗 车 80 孔工 序 35 半 精 车 90 内 孔 ， 切 退 刀 槽 3*0.5工 序 40 半 精 车 100 外 圆 面 ， 切 3*1 退 刀 槽工 序 45 粗 铣 右 端 面工 序 50 扩 粗 铰 精 铰 52 内 孔工 序 55 钻 孔 4M8 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 4M8工 序 60 钻 孔 4M5 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 4M5工 序 65 钻 孔 3M6 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 3M6工 序 70 钻 孔 M3 螺 纹 底 孔 2 通 孔 ， 后 攻 丝工 序 75 磨 90 内 孔工 序 80 磨 100 外 圆工 序 85 磨 52 内 孔又 因 为 工 序 集 中 有 利 于 采 用 搞 生 产 率 机 床 ； 减 少 工 件 装 夹 次 数 ， 节 省 装夹 工 作 时 间 ； 有 利 于 保 证 各 加 工 面 的 相 互 位 置 精 度 ； 减 少 工 序 数 目 ， 缩短 了 工 艺 路 线 ， 也 简 化 了 生 产 计 划 和 组 织 工 作 ； 所 以 最 终 制 定 机 械 加 工工 序 如 下 ：工 序 00 铸 造 毛 坯工 序 05 时 效 ， 硬 度 要 求 HBS187220工 序 10 粗 车 下 端 面 ， 粗 车 内 孔 73 孔 ， 粗 车 90 孔 ， 粗 车 120 孔工 序 15 粗 车 上 端 面 ， 粗 车 外 圆 面 100， 粗 车 80 孔工 序 20 半 精 车 90 内 孔 ， 切 退 刀 槽 3*0.5工 序 25 半 精 车 100 外 圆 面 ， 切 3*1 退 刀 槽工 序 30 粗 铣 右 端 面11工 序 35 扩 粗 铰 精 铰 52 内 孔工 序 40 钻 孔 4M8 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 4M8工 序 45 钻 孔 4M5 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 4M5工 序 50 钻 孔 3M6 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 3M6工 序 55 钻 孔 M3 螺 纹 底 孔 2 通 孔 ， 后 攻 丝工 序 60 去 毛 刺工 序 65 磨 90 内 孔工 序 70 磨 100 外 圆工 序 75 磨 90 内 孔工 序 80 磨 52 内 孔工 序 85 终 检3.5.2 热 处 理 工 序加 工 之 前 进 行 时 效 处 理 。 时 效 处 理 指 合 金 工 件 经 固 溶 处 理 ， 冷 塑 性 变 形 或 铸造 、 锻 造 后 ， 在 较 高 的 温 度 放 置 或 室 温 保 持 其 性 能 ， 形 状 ， 尺 寸 随 时 间 而 变 化 的热 处 理 工 艺 。3.5.3 辅 助 工 序在 半 精 加 工 后 ， 安 排 去 毛 刺 和 中 间 检 验 工 序 ； 精 加 工 后 ， 安 排 去 毛 刺 、清 洗 和 终 检 工 序 。综 上 所 述 ， 该 锥 齿 轮 座 工 序 的 安 排 顺 序 为 ： 热 处 理 （ 时 效 处 理 ）主 要 表 面 粗 加 工 及 一 些 余 量 大 的 表 面 粗 加 工 主 要 表 面 半 精 加工 和 次 要 表 面 加 工 主 要 表 面 精 加 工 。3.6 确 定 加 工 路 线在 综 合 考 虑 上 述 工 序 安 排 的 原 则 基 础 上 ， 由 表 3-2 列 出 锥 齿 轮 座 的工 艺 路 线 ：表 3212工序号工 序 内 容 工 艺 装 备00 铸 造05 时 效 ， 硬 度 要 求 HBS18722010 粗 车 下 端 面 ， 粗 车 内 孔 73 孔 ， 粗车 90 孔 ， 粗 车 120 孔 端 面 车 刀 ， 内 孔 车 刀 ， 盲 孔车 刀 ， 游 标 卡 尺15 粗 车 上 端 面 ， 粗 车 外 圆 面 100， 粗车 80 孔 外 圆 车 刀 ， 端 面 车 刀 ， 盲 孔车 刀 ， 游 标 卡 尺20 半 精 车 90 内 孔 ， 切 退 刀 槽 3*0.5 盲 孔 车 刀 ， 切 槽 刀 ， 游 标 卡尺25 半 精 车 100 外 圆 面 ， 切 3*1 退 刀槽 端 面 车 刀 ， 切 槽 刀 ， 游 标 卡尺30 粗 铣 右 端 面 端 铣 刀 ， 游 标 卡 尺35 扩 粗 铰 精 铰 扩 孔 钻 ， 铰 刀 ， 卡 尺 ， 塞 规40 钻 孔 4M8 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 4M8 6.7 的 麻 花 钻 ， M8 丝 锥 ，游 标 卡 尺 ， 螺 纹 塞 规45 钻 孔 4M5 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 4M5 4 麻 花 钻 ， M5 丝 锥 ， 游 标卡 尺 ， 螺 纹 塞 规50 钻 孔 3M6 螺 纹 底 孔 ， 攻 丝 3M6 5 麻 花 钻 ， M6 丝 锥 ， 游 标卡 尺 ， 螺 纹 塞 规55 钻 孔 M3 螺 纹 底 孔 2 通 孔 2 麻 花 钻 ， M3 丝 锥1360 去 毛 刺65 磨 90 内 孔 砂 轮 ， 内 径 千 分 尺70 磨 100 外 圆 砂 轮 ， 外 径 千 分 尺75 磨 52 内 孔 砂 轮 ， 内 径 千 分 尺80 终 检4 机 床 设 备 及 工 艺 装 备 的 选 用4.1 机 床 设 备 的 选 用在 大 批 生 产 条 件 下 ， 可 以 选 用 高 效 的 专 用 设 备 和 组 合 机 床 ， 也 可 选 用通 用 设 备 。 所 选 用 的 通 用 设 备 应 提 出 机 床 型 号 ， 所 选 用 的 组 合 机 床 应 提出 机 床 特 征 ， 如 “四 面 组 合 机 床 ”。 主 要 以 由 表 3.2 给 出 。4.2 工 艺 装 备 的 选 用工 艺 装 配 主 要 包 括 刀 具 、 夹 具 和 量 具 。 在 工 艺 卡 片 中 应 简 要 写 出 它 们的 名 称 ， 如 “钻 头 ”、 “百 分 表 ”、 “车 床 夹 具 ”等 。刀 具 、 量 具 以 在 3.2 给 出 。 该 零 件 的 生 产 类 型 为 大 批 生 产 ， 所 选 用的 夹 具 均 为 专 用 夹 具 。145 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 公 差 的 确 定此 处 只 对 对 第 35 道 工 序 进 行 相 关 计 算 。由 表 1-20 可 以 依 次 确 定 各 工 序 的 加 工 精 度 等 级 为 ： 精 铰 ： IT7;粗 铰 ： IT10;扩 孔 ： IT12。 根 据 上 述 结 果 ， 再 查 标 准 公 差 数 值 表 可 确 定各 工 步 的 公 差 值 分 别 为 ， 精 铰 ： 0.030mm; 粗 铰 ： 0.120mm; 扩 孔 ：0.300mm。毛 坯 为 空 心 ， 通 孔 ， 孔 内 要 求 尺 寸 精 度 等 级 介 于 IT7， 由 表 2-28 可 查 得 工 序 尺 寸 及 余 量 ：扩 孔 ： 50 2z=1.75mm3.粗 铰 : 51.75 2z=0.18mm120.精 铰 ： 51.93 2z=0.07mm.6 切 削 用 量 、 时 间 定 额 的 计 算6.1 切 削 用 量 的 计 算计 算 工 序 35扩 、 粗 铰 、 精 铰 52mm 孔 。6.1.1 扩 孔 工 步 1） 背 吃 刀 量 的 确 定取 双 边 被 吃 刀 量 p=2.75mm。2） 进 给 量 的 确 定由 表 5-22 和 表 4-9， 选 取 该 工 步 的 每 转 的 进 给 量 =1.20mm/r。f3） 切 削 速 度 的 计 算由 表 5-24， 按 工 件 材 料 为 灰 铸 铁 的 条 件 选 取 ， 切 削 速 度 可 以 取 为72m/min。 由 公 式 （ 5-1） 可 求 得 该 工 序 钻 头 转 速10/nvd=458.62r/min,参 照 表 4-9 所 列 Z5505 型 立 式 钻 床 的 主 轴 转 速 ， 取 转速 =500r/min。 再 将 此 转 速 带 入 公 式 （ 5-1） ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻削 速 度 ：=500r/min 50mm/1000=78.5m/min。/1vd6.1.2 粗 铰 工 步1)背 吃 刀 量 的 确 定15取 双 面 被 吃 刀 量 p=0.18mm。进 给 量 的 确 定2)由 表 5-31 和 表 4-9， 选 取 该 工 步 的 每 转 的 进 给 量=1.20mm/r。f3)切 削 速 度 的 计 算由 表 5-31， 按 工 件 材 料 为 灰 铸 铁 的 条 件 选 取 ， 切 削 速 度 可 以 取 为6m/min。 由 公 式 （ 5-1） 可 求 得 该 工 序 钻 头 转 速0/nvd=37.5r/min,参 照 表 4-9 所 列 Z550 型 立 式 钻 床 的 主 轴 转 速 ， 取 转 速=47r/min。 再 将 此 转 速 带 入 公 式 （ 5-1） ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削速 度 =47r/min 51mm/1000=6m/min。0vd6.1.3 精 铰 工 步1) 背 吃 刀 量 的 确 定取 双 面 被 吃 刀 量 p=0.07mm。2) 进 给 量 的 确 定由 表 5-31 和 表 4-9， 选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量 =0.90mm/r。f3) 切 削 速 度 的 计 算由 表 5-31， 按 工 件 材 料 为 灰 铸 铁 的 条 件 选 取 ， 切 削 速 度 可 以 取v为 3m/min。 由 公 式 （ 5-1） 可 求 得 该 工 序 钻 头 转 速0/nvd=37.5r/min,参 照 表 4-9 所 列 Z550 型 立 式 钻 床 的 主 轴 转 速 ， 取 转 速=47r/min。 再 将 此 转 速 带 入 公 式 （ 5-1） ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削速 度 =47r/min 51mm/1000=6m/min。10vd6.2 时 间 定 额 的 计 算6.2.1 基 本 时 间 的 计 算jt1） 扩 孔 工 步根 据 表 5-41， 本 工 序 时 间 可 由 公 式 求 得 。j 12()/Lfnlfnt式 中 =59mm； =24mm； ， 取 = ll11co(2)2rDdlr， 2.4mm； =4mm；1=1.20mm/r； n=78.5r/min。 将 上 述 结 果 带 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基f本 时 间 t=(59+2.4+4)/1.20mm/r / 78.5r/min=41.66s162） 粗 铰 工 步根 据 表 5-41， 铰 圆 柱 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式求 得 。 式 中 、 由 表 5-42 按j 2()/Lfnlfnt1l2= 、 p=0.18mm 条 件 查 得 =0.37mm； =15mm； 而r l=59mm； =1.20mm/r； n=6m/min。 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的lf基 本 时 间 t=(59+0.37+15)/1.20mm/r / 6m/min=172.15s。3） 精 铰 工 步根 据 表 5-41， 铰 圆 柱 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式求 得 。 式 中 、 由 表 5-42 按j 2()/Lfnlfnt1l2= 、 p=0.07mm 条 件 查 得 =0.19mm； =13mm； 而 =59mm；r ll； n=6m/min。 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基 本 时 间.9/frt=(59+0.19+13)/0.90mm/r / 6m/min=222.8s。6.2.2 辅 助 时 间 的 计 算ft辅 助 时 间 与 基 本 时 间 之 间 的 关 系 为 =(0.15 0.2) ， 该 零f jtftjt件 取 =0.15 ,则 该 工 序 的 辅 助 时 间 为 ：ftj扩 孔 孔 工 步 的 辅 助 时 间 ： =0.15 17.5=2.6s；f粗 铰 孔 工 步 的 辅 助 时 间 ： =0.15 64.2=9.6s；t精 铰 工 步 的 辅 助 时 间 ： =0.15 62.2=9.3s；f6.2.3 其 他 时 间 的 计 算除 了 作 业 时 间 （ 基 本 时 间 与 辅 助 时 间 之 和 ） 以 外 ， 每 道 工 序 的 单 件 时间 还 包 括 布 置 工 作 地 时 间 、 休 息 与 生 理 需 要 时 间 和 准 备 与 终 结 时 间 。 由于 该 锥 齿 轮 座 的 生 产 类 型 大 批 生 产 ， 分 摊 到 每 个 工 件 上 的 准 备 与 终 结 时间 甚 微 ， 可 以 忽 略 不 计 ； 布 置 工 作 地 时 间 是 作 业 时 间 的 2% 7%，bt休 息 与 生 理 需 要 时 间 是 作 业 时 间 的 2% 4%,本 工 件 均 取 3%， 则 各 工xt序 的 其 他 时 间 （ + ） 可 按 关 系 式 （ 3%+3%） （ + ） 计 算 ， 他 们b jft分 别 为 ：扩 孔 孔 工 步 的 其 他 时 间 ： + =6% （ 17.5+2.6） =1.2s；btx粗 铰 孔 工 步 的 其 他 时 间 ： + =6% （ 59.2+9.6） =4.2s；17精 铰 工 步 的 其 他 时 间 ： + =6% （ 57.1+9.3） =4.0s；btx6.2.4 单 件 时 间 的 计 算djt工 序 VI 的 单 件 时 间 为 三 个 工 步 单 价 时 间 的 和 ， 其 中dj扩 孔 工 步 =41.66+2.6+1.2=45.46s；dj粗 镗粗 铰 工 步 =172.15+9.6+4.2=185.95s；jt精 镗精 铰 工 步 =57.1+9.3+4.0=70.4s；dj铰因 此 ， 工 序 35 的 单 件 时 间= + + =45.46+185.95+70.4=301.81s。djtj粗 镗 djt精 镗 j铰将 上 述 零 件 的 工 艺 规 程 设 计 的 结 果 ， 填 入 工 艺 文 件 。7 夹 具 设 计夹 具 是 一 种 能 够 使 工 件 按 一 定 的 技 术 要 求 准 确 定 位 和 牢 固 夹 紧 的工 艺 装 备 ， 它 广 泛 地 运 用 于 机 械 加 工 ， 检 测 和 装 配 等 整 个 工 艺 过 程 中 。在 现 代 化 的 机 械 和 仪 器 的 制 造 业 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 产 率 ， 降 低 制 造成 本 ， 一 直 都 是 生 产 厂 家 所 追 求 的 目 标 。 正 确 地 设 计 并 合 理 的 使 用 夹 具 ，是 保 证 加 工 质 量 和 提 高 生 产 率 ， 从 而 降 低 生 产 成 本 的 重 要 技 术 环 节 之 一 。同 时 也 扩 大 各 种 机 床 使 用 范 围 必 不 可 少 重 要 手 段 。根 据 老 师 给 定 的 题 目 ， 设 计 工 序 35扩 、 粗 铰 、 精 铰 52mm 孔 。本 专 用 夹 具 将 用 于 Z550 立 式 钻 床 的 加 工 。 刀 具 为 扩 孔 钻 、 套 式 机 用铰 刀 等 ， 制 造 夹 具 体 毛 坯 的 材 料 为 HT200。 通 过 铸 造 得 到 。7.1 问 题 的 提 出本 夹 具 主 要 用 于 工 序 35扩 、 粗 铰 、 精 铰 52 孔 。 由 于 工 序 较 多 ，工 艺 要 求 相 对 较 高 ， 加 工 相 对 复 杂 。 本 夹 具 的 设 计 工 程 中 应 主 要 考 虑 以下 四 点 ：（ 1） 怎 样 限 制 零 件 的 自 由 度 ： 一 个 长 圆 柱 销 限 制 5 个 自 由 度 ， 定 位销 限 制 1 个 自 由 度 。18（ 2） 怎 样 夹 紧 :设 计 夹 具 由 螺 旋 夹 紧 工 件 。（ 3） 设 计 的 夹 具 怎 样 排 削 :此 次 加 工 利 用 扩 孔 钻 和 铰 刀 ， 排 削 通 过 钻模 板 与 工 件 之 间 的 间 隙 排 削 。（ 4） 怎 样 使 夹 具 使 用 合 理 ， 便 于 装 卸 。7.2 夹 具 设 计7.2.1 定 位 方 案工 件 以 90mm 孔 轴 线 为 定 位 基 准 ， 采 用 定 位 心 轴 和 定 位 销 组 合 的定 位 方 案 。 其 中 定 位 心 轴 限 制 工 件 五 个 自 由 度 ， 定 位 销 限 制 一 个 自由 度 。 综 上 ， 该 定 位 方 案 可 行 。7.2.2 夹 紧 机 构采 用 手 动 螺 旋 快 速 夹 紧 机 构 夹 紧 工 件 。7.2.3 定 位 误 差 分 析定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 确 定 。 夹 具 的 主 要 定 位 元 件 为 一 个 支 承 钉和 一 个 心 轴 ， 定 位 基 准 与 工 序 基 准 相 重 合 ， 所 以 基 准 不 重 合 误 差 b=0， 由 于 存 在 间 隙 ， 定 位 基 准 会 发 生 相 对 位 置 的 变 化 即 存 在 基 准 位 移 误差 。 由 表 2-3 铸 件 尺 寸 公 差 ， 基 准 位 移 误 差 为 2.8 2.所 以 定 位 误差 为 1.98mm。7.2.4 切 削 力 及 夹 紧 力 的 计 算各 工 序 中 ， 铰 孔 过 程 受 力 最 大 ， 所 以 只 计 算 该 工 序 切 削 力 即 可 。铰 孔 时 的 切 削 力 ： HBStP6.04.02.19式 中 P 切 削 力t 钻 削 深 度 , 59mmS 每 转 进 给 量 , 0.9mm19D 铰 孔 钻 直 径 , 50mmHB 布 氏 硬 度 ， 187HBS 所 以tP6.04.02.19= 173（ N）铰 孔 的 扭 矩 ：DPHBSt4.06.075.031.式 中 t 钻 削 深 度 , 59mmS 每 转 进 给 量 , 0.9mmD 铰 刀 直 径 , 50mmHB 布 氏 硬 度 ， 187HBS DPt4.06.05.03.=600（ N·M）钻 孔 夹 紧 力 ：dtdfLQWgz 132)(式 中 螺 纹 摩 擦 角 平 头 螺 杆 端 的 直 径d1 工 件 与 夹 紧 元 件 之 间 的 摩 擦 系 数 ,0.16f 螺 杆 直 径z20 螺 纹 升 角Q 手 柄 作 用 力L 手 柄 长 度则 所 需 夹 紧 力 dtdfLQWgz 132)(=766（ N）根 据 手 册 查 得 该 夹 紧 力 满 足 要 求 ， 故 此 夹 具 可 以 安 全 工 作 。8.参 考 文 献万宏强教授(西安工业大学)主编.机械制造工程学.西安 . 西安电子科技大学出版社，2011.9