萬向節(jié)滑動叉零件的機械加工工藝規(guī)程裝備設計.doc

題 目：萬向節(jié)滑動叉零件的機械加工工藝規(guī)程裝備設計一、設計題目(學生空出，由指導教師填寫)二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1張(2) 生產類型:中批或大批大量生產三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1 張 (3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張(4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張(4) 夾具裝配圖 1張(5) 夾具體零件圖 1張 (6) 課程設計說明書(50008000字) 1份說明書主要包括以下內容（章節(jié)）目錄 摘要（中外文對照的，各占一頁）零件工藝性分析機械加工工藝規(guī)程設計 指定工序的專用機床夾具設計 方案綜合評價與結論體會與展望參考文獻 列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，10條以上)課程設計說明書一律用A4紙、縱向打印.四、進度安排(參考)(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天(3) 工藝裝備設計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天(4) 編寫說明書 3天(5) 準備及答辯 2天五、指導教師評語成 績： 指導教師日期摘要本次設計所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉它位于傳動軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力；二是當汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個孔，是用來安裝滾針軸承并且與十字軸相連，起萬向節(jié)軸節(jié)的作用。而零件外圓內的花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。而這次的夾具也是用于裝夾此零件，而夾具的作用也是為了提高零件的勞動生產率、保證加工質量、降低勞動強度。而夾具的另一個目的也是為了固定零件位置，使其得到最高的效率。關鍵字：萬向節(jié)滑動叉；傳遞扭矩；調整位置；夾具；提高效率AbstractThe design of the parts is given the liberation of licensing automobile chassis on the drive shaft universal joints sliding fork it in the end of the drive shaft. First, the main role in transmission of torque, vehicle access to forward momentum and the other is when the car rear axle leaf spring in a different state, the parts can be adjusted by the length of the drive shaft and its location. Parts of the two forks first two holes on the site, is used to install a needle roller bearings and axle connected with the Crusaders, from the Joint axis of the role.Cylindrical and parts of the transmission shaft spline hole and the end of the spline shaft fit for power transmission purposes. But this time the fixture is also used in this fixture parts, and the jig is also to enhance the role of parts of labor productivity, and ensure processing quality, reduce labor intensity. Another purpose of the fixture and also to parts fixed location to the maximum efficiency.Keyword: Joint sliding fork ; transfer torque ; adjusting the position; fixture; improve efficiency 目 錄1.零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工藝分析12工藝規(guī)程的設計22.1確定毛坯的制造形式22.2基準的選擇22.2.1粗基準的選擇22.2.2精基準的選擇23制定工藝路線33.1工藝路線方案一33.2工藝路線方案二33.3工藝方案的比較與分析44機械加工余量、工序尺寸及其毛皮尺寸的確立74.1外圓表面84.2外圓表面延軸線長度方向84.3兩內孔84.4花鍵孔84.5兩孔外端面95確定切削用量及其工時115.1加工條件115.2計算切削用量116專用夾具設計256.1問題的指出256.2夾具的設計266.2.1定位基準的選擇266.2.2切削力及夾緊力的計算266.2.3定位誤差的分析27設計說明1.零件的分析1.1零件的作用題目所給定的是解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉（見附圖一），它位于傳動軸的端部。主要作用一是傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力；二是當汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上由兩個39+0.027-0.010mm的孔，用已安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)作用。零件65mm外圓內為50mm 與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。1.2零件的工藝分析萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，它們之間是由一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下:(1)以39mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：兩個39+0.027-0.010 mm的孔及其倒角，尺寸為1180-0.07 mm的與兩個孔39+0.027-0.010 mm相垂直的平面，還有在平面上的四個M8螺孔。其中，主要加工表面為39+0.027-0.010 mm的兩個孔。（2）以50mm花鍵孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括: 50+0.0390mm十六齒方齒花鍵孔，55mm階梯孔，以及65mm的外圓表面和M601mm的外螺紋表面。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要有以下位置要求：50+0.0390mm花鍵孔與39+0.027-0.010 mm二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為100:0.2;39mm二孔外端面對39mm孔垂直公差度為0.1mm。50+0.0390mm花鍵槽寬中心線與39mm中心線偏轉角度公差為2。由上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。2工藝規(guī)程的設計2.1確定毛坯的制造形式零件材料是45鋼?？紤]到汽車在運行中要經常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠性。由于零件年產量是屬于中或者大批量生產，而且零件的尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對提高生產率、保證加工質量也是有利的。2.2基準的選擇2.2.1粗基準的選擇。對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對本零件來說，如果以65mm外圓(或62mm外圓)表面作基準（四點定位），則可能造成這一組內外圓柱表面與零件的叉部外形部對稱。按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有部加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準），現(xiàn)選取叉部兩個39+0.027-0.010 mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩個V形塊支承這兩個39+0.027-0.010 mm的外輪廓作主要定位面，以消除X移動、X轉動、Y移動、Y轉動四個自由度；再用一對自動定心的窄口卡爪夾持在65mm外圓柱面上，用以消除Z移動Z轉動兩個自由度，達到完全定位。2.2.2精基準的選擇。精基準的選擇主要應該考慮基準重合問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。3.制定工藝線路由于生產類型為大批生產，故采用萬能機床配以專用夾具， 盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還降低成產成本。3.1工藝路線方案（一）工序1：車外圓62mm，60mm，車螺紋M601mm工序2：兩次鉆孔并擴鉆花孔43mm，锪沉頭孔55mm工序3：倒角530工序4：鉆Rcl/8底孔工序5：拉花鍵孔工序6：粗銑39mm二孔端面工序7：精銑39mm二孔端面工序8：鉆、擴、粗銑、精銑兩個39mm孔至圖樣尺寸并锪倒角245工序9：鉆M8mm底孔6.7mm，倒角120工序10：攻螺紋M8mm，Rcl/8工序11：沖箭頭工序12：終檢3.2工序路線方案（二）工序1：粗銑39mm二孔端面工序2：精銑39mm二孔端面工序3：鉆39mm二孔（不到尺寸）工序4：鏜39mm二孔（不到尺寸）工序5：精鏜39mm二孔，倒角245工序6：車外圓62mm，60mm，車螺紋M601mm工序7：鉆、鏜孔43mm，并锪沉頭孔55mm工序8：倒角530工序9: 鉆Rcl/8底孔工序10：拉花鍵孔工序11：鉆M8mm底孔6.7mm，倒角120 工序12：攻螺紋M8mm，Rcl/8工序13：沖箭頭工序14：終檢3.3工藝方案的比較和分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案（一）是先加工以花鍵孔為中心的一組表面，然后以此為基面加工39mm二孔；而方案（二）則與其相反，先加工39mm孔，然后在以此二孔為基準加工花鍵孔及其外表面。經比較可見，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工39mm二孔，這時的位置精度交易保證，并且定位及裝夾都較方便。但方案（一）中的工序8雖然代替，了方案（二）中的工序3、4、5，減少了裝夾次數(shù)，但工序內容太多，不設計組合機床也會是選用轉塔車床，而轉塔車床大多數(shù)用于粗加工，用來加工39mm二孔不合適。所以我們將方案（二）中的工序3、4、5移到方案（一）中，改為兩道工序。具體工藝過程如下:工序1：車外圓62mm，60mm，車螺紋M601mm（粗基準的選擇如前所述）工序2：兩次鉆孔并擴鉆花孔43mm，锪沉頭孔55mm，以62mm外圓定位工序3：倒角530工序4：鉆Rcl/8錐螺紋底孔工序5：拉花鍵孔工序6：粗銑39mm二孔端面，以花鍵孔及其端面為基準工序7：精銑39mm二孔端面工序8：鉆孔兩次并擴孔39mm工序9：精鏜并細鏜39mm二孔，倒角245（工序7、8、9的定位均以工序6相同）工序10：鉆M8mm螺紋底孔，倒角120工序11：攻螺紋M8mm，Rcl/8工序12：沖箭頭工序13：終檢以上加工方案大致看來還是合理的，但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能采取的加工手段之后，發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在39mm兩個孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定：39mm二孔中心線應與55mm花鍵孔垂直，垂直度公差為100：0.2；39mm二孔與其外端面應垂直，垂直度公差為0.1mm。由此可見，因為39mm二孔的中心線要求與55mm花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測量39mm孔時應以花鍵孔為基準。這樣做的目的是能保證設計基準與工藝基準相重合。在上述工藝路線中也是這樣擬定的。同理，39mm二孔與其外端面的垂直度（0.1mm）的技術要求在加工與測量時也應遵循上述原則。但在已制定的工藝路線中卻沒有這樣做：加工39mm孔時，以55mm花鍵孔定位（這是正確的）；而加工39mm孔的外端面時，也是以55mm花鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準重合原則，產生了基準不重合誤差。具體來說，當39mm二孔的外端面以花鍵孔為基準加工時，如果兩個端面與花鍵孔中心線已保證絕對平行的話（這是不可能），那么由于39mm二孔中心線也花鍵孔仍有100：0.2的垂直度誤差，則39mm孔與其外端面的垂直度誤差會很大，甚至會超差而報廢。這就是基準不重合而造成的結果。為了解決這個問題，原有的加工路線可仍大致保持不變，只是在39mm二孔加工完了以后，再增加一道工序：以39mm孔為基準，磨39mm二孔外端面。這樣做，可以修正由于基準不重合造成的加工誤差，同時也照顧了原有的加工路線中裝夾較方便的特點。因此最后的加工路線確定如下：工序1：車端面及外圓62mm，60mm，并車螺紋M601mm。以兩個叉耳外輪廓及65mm外圓為粗基準，選用C620-1臥式車床和專用夾具。工序2：鉆、擴花鍵底孔43mm，锪沉頭孔55mm，以62mm外圓為基準，選用C365L轉塔車床。工序3：內花鍵孔530倒角。選用C620-1車床和專用夾具。工序4：鉆Rcl/8底孔。選用Z525立式鉆床及其專用鉆模。這里安排鉆Rcl/8底孔主要是為了下道工序拉花鍵孔時為消除回轉自由度而設置的定位基準。本工序以花鍵內底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉自由度。工序5：拉花鍵孔。利用花鍵內底孔、55mm端面及Rcl/8錐螺紋底孔定位，選用L6120臥式拉床加工。工序6：粗銑39mm二孔端面，以花鍵孔定位，選用X63臥式銑床加工工序7：鉆、擴39mm二孔及其倒角。以花鍵孔及端面定位，選用Z535立式鉆床加工。工序8：精、細鏜39mm二孔，選用T740型臥式金剛鏜床及其專用夾具加工，以花鍵內孔及其端面定位。工序9：磨39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07 mm，以39mm孔及花鍵孔定位，選用M7130平面磨床及其專用夾具。工序10：鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。選用Z525立式鉆床及其專用夾具，以花鍵孔及39mm孔定位。工序11：攻螺紋4-M8mm及Rcl/8。工序12：沖箭頭。工序13：終檢。4.機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“萬向節(jié)滑動叉”零件材料為45鋼，硬度HBS為207241，毛坯重量約為6kg，生產類型大批生產，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據上述資料及其加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及其毛坯尺寸如下：4.1外圓表面（62mm及M601mm）考慮其加工長度為90mm，與其聯(lián)結的非加工外圓表面直徑為65mm，為簡化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為65mm。62mm表面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為RZ200m，只要求粗精度加工，此時直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。4.2外圓表面延軸線長度方向的加工余量及公差（M601mm端面）。查機械制造工藝設計簡明手冊其中鍛件重量為6kg，鍛件復雜形狀系數(shù)為S1，鍛件材質系數(shù)取M1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）180315mm，故長度方向偏差為+1.5-0.7mm。長度方向的余量查機械制造工藝設計簡明手冊其余量規(guī)定值為2.02.5mm，現(xiàn)取2.0mm。4.3兩內孔39+0.027-0.010mm（叉部）。毛坯為實心，不沖孔。兩內孔精度要求介于IT7IT8之間，參照機械制造工藝設計簡明手冊確定工序尺寸及余量為：鉆孔：25mm鉆孔：37mm 2Z=12mm擴孔：38.7mm 2Z=1.7mm精鏜：38.9mm 2Z=0.2mm細鏜：39+0.027-0.010mm 2Z=0.1mm4.4花鍵孔（16-50+0.0390mm43+0.160mm5+0.0480mm）要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。內徑尺寸為43+0.160mm，見圖樣。參照機械制造工藝設計簡明手冊確定孔的加工余量分配：鉆孔：25mm鉆孔：41mm擴孔：42mm拉花鍵孔（16-50+0.390mm43+0.160mm5+0.0480mm）花鍵孔要求外徑定心，拉削時的加工余量參照機械制造工藝設計簡明手冊取2Z=1mm。4.5 39+0.027-0.010mm二孔外端面的加工余量（計算長度為1180-0.07mm）：按照機械制造工藝設計簡明手冊取加工精度F2，鍛件復雜系數(shù)S3，鍛件重6kg,則二孔外端面的單邊加工余量為2.03.0mm，取Z=2mm。鍛件的公差按機械制造工藝設計簡明手冊材料系數(shù)取M1，復雜系數(shù)S3，則鍛件的偏差+1.3-0.7mm。磨削余量：單邊0.2mm（見機械制造工藝設計簡明手冊），磨削公差即零件公差0.07mm。銑削余量：銑削的公稱余量（單邊）為：Z=2.0-0.2=1.8（mm）銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗銑）的加工精度為IT11級，因此可知本工序的加工尺寸偏差-0.22mm（入體方向）。由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工誤差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大及最小之分。由于本設計規(guī)定的兩件為大批生產，應采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。毛坯名義尺寸118=22=12239mm二孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布圖見圖1.4.1118+1.3-0.7-0.222-0.072最小余量加工方向最大余量最小余量粗銑磨118+0.22=118.4最大余量圖1.4.1由圖可知：毛坯名義尺寸：118+22=122(mm)毛坯最大尺寸：122+1.32=124.6（mm）毛坯最小尺寸：122-0.72=120.6（mm）粗銑后最大尺寸：118+0.22=118.4（mm）粗銑后最小尺寸：118.4-0.22=118.18（mm）磨后尺寸與零件圖尺相同，即1180-0.07mm最后，將上述計算的工序間的尺寸及公差整理成表1.4.2.萬向節(jié)滑動叉的鍛件毛坯圖見附圖2.表1.4.2加工余量計算表 （mm） 工序 鍛件毛胚 粗銑二端面 磨二端面 加工尺寸及公差 （39二端面 零件尺寸1180-0.07） 最大 124.6 118.4加工前尺寸 最小 120.6 118.18 最大 124.6 118.4 118加工后尺寸 最小 120.6 118.18 117.93加工余量（單邊） 2 最大 3.1 0.2 最小 1.21 0.125加工公差（單邊） +1.3 -0.7 -0.22/2 -0.07/25.確定切削用量及基本工時工序1：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計算法確定切削用量。5.1加工條件工件材料：45鋼正火，b=0.60GPa，模鍛。加工要求：粗車60mm端面及60mm、62mm外圓，表面粗糙度值Rz=200m；車螺紋M601mm。機床：C620-1臥式車床。刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16mm25mm，kr=90,r0=15，0=12，rR=0.5mm。60螺紋車床：刀片材料為W18Cr4V。5.2計算切削用量 粗車M601mm端面：確定端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2+1.5-0.7mm，考慮7的模鍛拔模斜度，則毛坯長度方向的最大加工余量Zmax=7.5mm。但實際上，由于以后還要鉆花鍵底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一個40mm心部待以后鉆孔時加工掉，故此時實際端面最大加工余量可按Zmax=5.5 mm考慮，分兩次加工，ap=3mm計。長度加工公差按IT12級，取-0.46mm（入體方向）。確定進給量f：根據切削用量簡明手冊，當?shù)稐U尺寸為16 mm25mm，ap3mm以及工件直徑為60mm時f=0.50.7mmr按C620-1車床說明書取f=0.5mmr計算切削速度：按切削用量簡明手冊，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）：vc=(cvTmapxvfyv)kv(mmin)式中，cv=242，xv=0.15，yv=0.35，m=0.2。修正系數(shù)kv切削用量簡明手冊即kmv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97所以vc=(242600.230.150.50.35) 1.440.81.040.810.97 =108.6(mmin)確定機床主軸轉速：ns=(1000vc)(d)=(1000108.6)(65)532(rmin)按機床說明書，與532(rmin)相近的機床轉速為480 rmin及600rmin?，F(xiàn)選取nw=600 rmin。如果選480 rmin，則速度損失較大。所以實際切削速度v=122 mmin。計算切削工時：按機械制造工藝設計簡明手冊取l=65-402=12.5(mm),l1=2 mm,l2=0,ls=0tm=(l+l1+l2+lsnwf)i=(12.5+2)(6000.5) 2=0.096(min) 粗車62mm外圓，同時應效驗機床功率及進給機構強度：切削深度：單邊余量z=1.5mm,可一次切除。進給量：根據切削用量簡明手冊選用f=0.5mmr。計算切削速度：見切削用量簡明手冊vc=cvTmapxvfyykv =242(600.21.50.150.50.35)1.440.80.810.97 =116(mmin)確定主軸轉速：ns=(1000vc)(d)=(1000116)(65)=568(rmin)按機床選取n=600 rmin。所以實際切削速度v=dn1000=122(mmin)檢驗機床功率：主切削力Fc按切削用量簡明手冊所示公式計算Fc=cFcapxFcfyFcvcnFckFc式中：cFc=2795，xFc=1.0，yFc=0.75，nFc=-0.15kMp=(b650)nF=(600650)0.75=0.94kkr=0.89所以Fc=27951.50.50.75122-0.150.940.89=1012.5（N）切削時消耗功率Pc為Pc=(Fcvc)/(6104)=(1012.5122)/(6104)=2.06(kw)由切削用量簡明手冊中C620-1機床說明書可知，C620-1主電動機功率為7.8 kw，當主軸轉數(shù)為600 rmin時，主軸傳遞的最大功率為5.5kw,所以機床功率足夠，可以正常加工。效驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力Fp按切削用量簡明手冊公式計算Fp= cFpapxFpfyFpvcnFpkFp式中：cFp=1940,xFp=0.9, yFp=0.6,nFp=-0.3kMp=(b650)nF=(600650)1.35=0.897kkr=0.5所以Fp=19401.50.90.50.6122-0.30.8970.5=195(N)而軸向切削力Ff=cFfapxFffyFfvcnFfkFf式中：cFf=2880, xFf=1.0, yFf=0.5, nFf=-0.4kMp=(b650)nF=(600650)1.0=0.923kkr=0.5所以Fp=19401.50.9122-0.30.8971.17=480(N)取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)=0.1，則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為F=Ff+（Fc+Fp） =480+0.1（1012.5+195）=600（N）而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為3530N（見切削用量簡明手冊），故機床進給系統(tǒng)可正常工作。切削工時：t=(l+l1+l2)/(nf)式中，l=90,l1=4,l2=0,所以t=(90+4)/(6000.5)=0.31(min) 車60mm外圓柱面：ap=1mm,f=0.5mm/r(切削用量簡明手冊Ra=6.3m,刀夾圓弧半徑r=1.0mm),切削速度vcvc=cv/(Tmapxvfyv)kvcv=242,m=0.2,T=60,xv=0.15,yv=0.35,km=1.44,kk=0.81。則vc=242/(600.210.150.50.35) 1.440.81=159(mmin)N=(1000v)/(d)=(1000159)/(60)=843(rmin)鞍機床說明書取n=770rmin,則此時v=145mmin切削工時t=(l+l1+l20/(nf)式中：l=20,l1=4,l2=0,所以T=(20+4)/(7700.5)=0.062(min) 車螺紋M601mm：計算切削速度：計算切削速度由參考文獻中查得，刀具壽命T=60 min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時ap=0.17,走刀次數(shù)i=4；精車螺紋時ap=0.08，走刀次數(shù)i=2，則vc=cv/ (Tmapxvt1yv) kv (mmin)式中：cv=11.8,m=0.11,xv=0.70,yv=0.3,螺距t1=1kM=(0.637/0.6)1.75=1.11 kk=0.75 所以粗車螺紋時：vc=11.8/(600.110.170.710.3)1.110.75=21.57(mmin)精車螺紋時：vc=11.8/(600.110.080.710.3)1.110.75=36.8(mmin)確定主軸轉數(shù)：粗車螺紋時n1=(1000v)/(D)=(100021.57)/(60)=114.4(rmin)按機床說明書取 n=96 rmin實際切削速度 vc=18 mmin精車螺紋時 n2=(1000v)/(D)=(100036.8)/(60)=195(rmin)按機床說明書取 n=184 rmin實際切削速度 v=34 mmin切削工時：取切入長度l1=3mm,粗車螺紋工時t1=(l+l1)/(nf)i=(15+3)/(961)4=0.75(min)精車螺紋T2=(l+l1)/(nf)i=(15+3)/(1951) 2=0.18(min)所以車螺紋的總工時為：t=t1+t2=0.93(min)工序2：鉆、擴花鍵底孔43mm及锪沉頭孔55mm，選用機床：轉塔 車床C365L。（1） 鉆孔25mmf=0.41mm/r(見切削用量簡明手冊)v=12.25m/min(見切削用量簡明手冊)ns=(1000v)/(d)=(100012.25)/(25)=155(rmin)按機床選取nw=136r/ min(按機械制造工藝設計簡明手冊)所以實際切削速度v=dn/1000=(25136)/1000=10.68(m/min)切削工時t=l+l1=l2/nwf=150+10+4/1360.41=3(min)式中：l1=10mm,l2=4mm,l=150mm。（2） 鉆孔41mm。根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為f=(1.21.3)f鉆v=(1/2) (1/3)v鉆式中f鉆、v鉆加工實心孔時的切削用量?，F(xiàn)已知f鉆=0.56mm/r(切削用量簡明手冊) v鉆=19.25m/min(切削用量簡明手冊)并令f=1.35f鉆=0.76mm/r 按機床取f=0.76mm/rv=0.4v鉆=7.7m/minns=(1000v)/(D)=(10007.7)/(41)=5.9(r/min)按機床選取nw=58r/min所以實際切削速度為v=(4158)/1000=7.47(m/min)切削工時l1=7mm,l2=2mm,l=150mmt=(150+7+2)/(0.7659)=3.55(min)(3)擴花鍵底孔43mm。根據切削用量簡明手冊，查得擴孔鉆孔43mm孔時的進給量，并根據機床規(guī)格選f=1.24mm/r擴孔鉆擴孔時的切削速度，根據其他有關資料，確定為v=0.419.25=7.7(m/min)ns=(10007.7)/(43)=57(r/min)按機床選取nw=58 r/min切削工時l1=3mm,l2=1.5mm則t=(150+3+1.5)/(581.24)=2.14(min)(4)锪圓柱式沉頭孔55mm。根據有關資料介紹，锪沉頭孔時進給量及切削速度約為鉆孔時的1/21/3,故f=1/3f鉆=(1/3)0.6=0.2(mm/r)按機床取0.21mm/rv=1/3v鉆=(1/3)25=8.33(m/min)ns=(1000v)/(D)=(10008.33)/(55)=48(r/min)按機床選取nw=44r/min，所以實際切削速度v=Dnw/1000=5548/1000=8.29(m/min)切削工時l1=2mm,l2=0,l=8mm,則t=(l+l1+l2)/nf=(8+2)/440.21=1.08(min)在本工步中，加工55mm沉頭孔的測量長度，由于工藝基準與設計基準不重合，故需要進行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應保證尺寸45mm。尺寸鏈如圖1-3所示，尺寸45mm為終結環(huán)（封閉環(huán)）給定尺寸185mm及45mm，由于基準不重合，加工時應保證尺寸AA=185-45=140(mm)因封閉環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，即T(45)=T(185)+T(140)圖5-2-1 55mm孔深的尺寸換算185A45現(xiàn)由于本尺寸鏈較簡單，故分配公差法。尺寸45mm按自由尺寸取公差等級IT16，其公差T（45）=1.6mm,并令T（185）=T（140）=0.8mm。工序3：43mm內孔530倒角，選用臥式車床C620-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制定進給量。據手冊及機床取f=0.08mm/r(切削用量簡明手冊)當采用高速鋼車刀時，根據一般資料，確定切削速度v=16m/min。則ns=(1000v)/(D)=(100016)/(43)=118(r/min)按機床說明書取nw=120r/min,則此時切削速度為v=(Dnw)/1000=16.2(m/min)切削工時l=5mm,l1=3mm,則t=(l+l1)/(nwf)=(5+3)/(1200.08)=0.83(min)工序4：鉆錐螺紋Rcl/8底孔（8.8mm）f=0.11mm/r(見切削用量簡明手冊)v=25m/min(見切削用量簡明手冊)所以n=(1000v)/(D)=(100025)/(8.8)=904(r/min)按機床選取nw=680(r/min)( 見切削用量簡明手冊)實際切削速度v=(Dn)/1000=(8.8680)/1000=18.8(m/min)切削工時 l=11mm,l1=4mm,l2=3mm,則t=(l+l1+l2)/(nwf)=(l1+4+3)/(6800.11)=0.24(min)工序5：拉花鍵孔單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm,拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時T=(Zblk)/(1000vfzz)式中Zb單面余量3.5mm(由43mm拉削至50mm)；l拉削表面長度，140mm；考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2；k考慮機床返回行程系數(shù)，取k=1.4；v拉削速度（m/min）；fz拉刀單面齒升；z拉刀同時工作齒數(shù)，z=1/p；p拉刀齒距：p=(1.251.5)l =1.35140=16mm所以，拉力同時工作齒數(shù)z=l/p=140/169則:t=(3.51401.21.4)/(10003.60.069)=0.42(min)工序6：粗銑39mm二孔端面，保證尺寸118.40-0.22mmFz=0.08mm/齒（參考切削用量簡明手冊）切削度：參考有關手冊，確定v=0.45m/s,即27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀,dw=225mm,齒數(shù)z=20。則ns=(1000v)/(dw)=(100027)/(225)=38(r/min)現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據機床使用說明書（機械制造工藝設計簡明手冊）取nw=37.5r/min,故實際切削速度為v=(dwnw)/1000=(22537.5)/1000=26.5(m/min)當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為fm=fzznw=0.082037.5=60(mm/min)查機床說明書，剛好有fm=60m/min,故直接選用該值。切削工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，利用作圖法，可得出的行程l+l1+l2=105mm,則機動工時為tm= (l+l1+l2)/ fm=105/60=1.75(min)工序7：鉆、擴39mm二孔及倒角。（1） 鉆孔25mm。確定進給量f：根據切削用量簡明手冊，當鋼的b800Mpa,d0=25mm時，f=0.390.47mm/r。由于本零件在加工25mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則f=(0.390.47) 0.75=0.290.35(mm/r)根據Z535機床說明書，現(xiàn)取f=0.25mm/r。切削速度：根據切削用量簡明手冊，查得切削速度v=18m/min。根據機床說明書，取ns=(1000v)/(dw)=(100018)/ (25)=229(r/min)切削工時 l=19mm,l1=9mm,l2=3mmtm1=(l+l1+l2)/(nwf)=(19+9+3)/(1950.25)=0.635(min)以上為鉆一個孔時的機動時間。故工序的機動工時為tm=tm12=0.6352=1.27(min)(2)擴鉆37mm孔。利用37mm的鉆頭對25mm的孔進行擴鉆。根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取f=(1.21.8)f鉆=(1.21.8)0.650.75 =0.5850.87(mm/r)根據機床說明書，選取f=0.57mm/rv=(1/2)(1/3)v鉆12=64(m/min)則主軸轉速為n=51.634r/min并按機床說明書取nw=68r/min。實際切削速度為:v=(dwnw)/1000=(3768)/1000=7.9(m/min)切削工時（一個孔）l=19mm,l1=6mm,l2=3mm則t1=(19+6+3)/(nwf)=28/(680.57)=0.72(min)當擴鉆兩個孔時，機動工時為t=0.722=1.44(min)(3)擴孔38.7mm。采用刀具：38.7專用擴孔鉆；進給量：f=(0.91.2)0.7=0.630.84(mm/r)(切削用量簡明手冊)查機床說明書，取f=0.72mm/r。機床主軸轉速：取n=68r/min,切削速度v=8.26m/min。機動工時 l=19mm,l1=3mm,l2=3mm,則t1=(19+3+3)/(nf)=25/(680.72)=0.51(min)當加工兩個孔時tm=0.512=1.02(min)(4)倒角245雙面。采用90锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉速與擴孔時相同：n=68r/min,手動進給。工序8：精、細鏜39+0.027-0.010mm二孔，選用機床：T740金剛鏜床。（1） 精鏜孔至38.9mm，單邊余量Z=0.1mm，一次鏜去全部余量，ap=0.1mm。進給量f=0.1mm/r根據有關手冊，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min,則nw=(1000v)/(D)=(1000100)/(39)=816(r/min)由于T740金剛鏜床主軸轉速為無級調速，故以上轉速可以作為加工時使用的轉速。切削工時（當加工一個孔時）l=19mm,l2=3mm,l3=4mm,則t1=(l+l1+l2)/ (nwf)=(19+3+4)/(8160.1)=0.32(min)所以兩個孔加工時的機動時間為t=0.322=0.64(min)(2)細鏜孔至39+0.027-0.010mm。由于細鏜與精鏜孔共用一個鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細鏜孔，故切削用量及工時均與精鏜相同ap=0.05mm；f=0.1mm/r；nw=816r/min；v=100m/min；t=0.64 min；工序9：磨39mm二孔端面，保證尺寸1180-0.07 mm。（1）選擇砂輪。見機械制造工藝設計簡明手冊所以選擇：WA46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為白金剛，粒度為46號，硬度為中軟1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為35040127（DBd）。（2）切削用量的選擇。砂輪轉速n砂=1500r/min(見機床說明書)，v砂=27.5m/s。軸向進給量 fa=0.5B=20mm(雙行線)工件速度 vw=10m/min 徑向進給量 fr=0.015mm/雙行線(3)切削工時。當加工1個表面時t1=（2LbZbk）/（1000vfafr）(見機械制造工藝設計簡明手冊)式中 L加工長度，L=73mm；b加工寬度，68mm；Zb單面加工余量，Zb=0.2mm；k系數(shù)，1.10；v工作臺移動速度（m/min）；fa工作臺往返一次砂輪軸向進給量；fr工作臺往返一次砂輪徑向進給量。則t1=(273681.1)/(100010200.015)=10920/3000=3.64(min)當加工兩端面時tm=3.642=7.28(min)工序10：鉆螺紋底孔4-6.7mm并倒角120v=20m/min(切削用量簡明手冊)所以ns=(1000v)/(D)=(100020)/(6.7)=950(r/min)按機床取nw=960r/min，故v=20m/min。切削工時（4個孔）l=19mm,l1=3mm,l2=1mm,則tm=(l+l1+l2)/(nwf)4=(19+3+1)/(9600.1)4=0.96(min)倒角仍取n=960r/min。手動進給。工序11：攻螺紋4-M8mm及Rcl/8。由于公制螺紋M8mm與錐螺紋Rcl/8外徑相差無幾，故切削用量一律按加工M8選取v=0.1m/s=6m/min所以ns=238r/min按機床選取nw=195r/min，則v=4.9m/min。機動工時：l=19mm,l1=3mm,l2=3mm,攻M8孔，則tm1=(l+l1+l2)2/(nf)4 =(19+3+3)2/(1951)4=1.02(min)攻Rcl/8孔，l=11mm,l1=3mm,l2=0,則tm2=(l+l1+l2)/(nf)2=(11+3)/(1950.94)2=0.15(min)最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數(shù)據，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片中。見附表16專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協(xié)商，決定設計第6道工序粗銑39mm二孔端面的銑床夾具。本夾具將用于X63臥式銑床。刀具為兩把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對工件的兩個端面同時進行加工。6.1問題的指出本夾具主要是用來粗銑39mm二孔的兩個端面，這兩個端面對39mm孔及花鍵孔都有一定的技術要求。但加工到本道工序時，39mm孔尚未加工，而且這兩個端面在工序9還要進行磨削加工。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。6.2夾具設計6.2.1定位基準的選擇由零件圖可知，39mm二孔端面應對花鍵孔中心線有平行度及對稱度要求，其設計基準為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應該選擇以花鍵孔定位的自動定心夾具。但這種自動定心夾具在結構上將過于復雜，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位基面。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面刃銑刀對兩個39mm孔端面同時進行加工。同時，為了縮短輔助時間，準備采用氣動夾緊。6.2.2切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，225mm，z=20,則F=(cFapxFfzyFaeuFz)/(d0qFnwF)(切削用量簡明手冊)式中：cF=650mm，ap=3.1mm,xF=1.0mm,fz=0.08mm,yF=0.72,ae=40mm(在加工面上測量的近似值) uF=0.86，d0=225mm, qF=0.86, wF=0,z=20,所以F=(6503.10.080.72400.8620)/2250.86=1456(N)當用兩把刀銑削時，F(xiàn)實=2F=2912（N）水分分力：FH=1.1F實=3203（N）垂直分力：FV=0.3F實=873（N）在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K=K1K2K3K3式中：K1基本安全系數(shù)，1.5； K2加工性質系數(shù)，1.1； K3刀具鈍化系數(shù)，1.1； K4斷續(xù)切削系數(shù)，1.1。則F=KFH=1.51.11.11.13203=6395(N)選用氣缸-斜楔夾緊機構，楔角=10，其結構形式選用型，則擴力比i=3.42。為克服水平切削力，實際夾緊力N應為N（f1+f2）=KFH所以N=(KFH)/(f1+f2)其中f1及f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1=f2=0.25。則N=6395/0.5=12790（N）氣缸選用100mm。當壓縮空氣單位壓力p=0.5Mpa時，氣缸推力為3900N。由于已知斜楔機構的擴力比i=3.42,故由氣缸產生的實際夾緊力為N氣=3900i=39003.42=13338(N)此時N氣已大于所需的12790N的夾緊力，故本夾具可安全工作。6.2.3定位誤