傳動殼體 - 副本

蘭州工業(yè)高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文） 題目 系 別 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導教師（職稱） 日 期 II 任務書由指導教師填寫，經(jīng)系（部、中心）或教研室主任簽字后生效。請將指導教師所發(fā)的任務書裝訂時按這個順序裝訂。 蘭州工業(yè)高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 屆 專業(yè) 畢業(yè)設計（論文）題目 校內（外）指導教師 職 稱 工作單位及部門 聯(lián)系方式 宋體 小四 一、 題目說明（目的和意義）： 畢業(yè)設計教學過程是高等工科院校教學計劃的重要組成部分，是進行科學教育，強化工程意識，進行工程基本訓練，提高工程實踐的重要培養(yǎng)階段，是提高培養(yǎng)優(yōu)良的思維品質，進行綜合素質教育的重要途徑。通過畢業(yè)設計，學生達到以下基本要求： 1） 培養(yǎng)學生綜合運用多學科的理論，知識與技能，解決具有一定難度的工程實際問題的能力。 2） 培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，具有查閱科技文獻資料，使用手冊，以及自學和獨立工作的能力。 3） 掌握理論聯(lián)系實際的設計方法。 4） 追求團隊精神，培養(yǎng)團隊意識。 提出本次設計的目的，簡要說明設計要采用的基本原理和欲實現(xiàn)的基本功能，要求對關鍵技術要求作出較為詳細的說明，200-300字。宋體 五號 二、設計（論文）要求（工作量、內容）： 1.設計要求 2．確定總體方案 （對設計所采用的技術原理、功能模塊和具體實現(xiàn)的步驟作出簡要說明。100-200字，宋體 五號） 3．設計內容 1) 完成相關機構的設計計算。 2) 繪制系統(tǒng)示意圖 3) 設計相關零件圖 4) 繪制裝配圖 5) 設計電路原理圖 6) 設軟件流程圖 7) 編制控制程序 8) 編制設計說明書 設計說明書包括內容（論文裝訂次序）：題目、摘要、目錄、正文、結論、致謝、參考文獻等。應闡述整個設計內容，要重點突出和特色，圖文并茂，文字通暢。說明書的頁數(shù)不少于50頁（幅面大小為A4，全部由計算機打?。?。 圖紙的要求：機械結構裝配圖要求視圖基本完整，符合最新國家標準，圖面整潔，質量高，所設計的圖紙至少有兩張零號圖紙由計算機繪制打印。 論文撰寫格式及要求見畢業(yè)設計說明書范例。 三、進度表 日 期 內 容 第1、2、3 第4周 第5周 第6、7周 第8 周 示意圖及零件圖 裝配圖 原理圖 編寫程序 設計說明書 完成日期 答辯日期 四、主要參考文獻、資料、設備和實習地點及翻譯工作量： 1． 注：本任務書要求一式兩份，一份系部留存，一份報教務處實踐教學科。 - 2 - 摘 要 這次畢業(yè)設計是最終傳動殼體工藝裝配設計，指定工序專用夾具設計，指定工序組合機床設計。每部分嚴格按照計劃要求進行，并有所創(chuàng)新和立足創(chuàng)新。使機械制造專業(yè)個環(huán)節(jié)得到綜合和協(xié)調應用，掌握設計思路和設計方法，為今后實際工作打下了基礎，邁出了堅實的一步。 關鍵詞：工藝規(guī)程；專用夾具； 組合機床 ABSTRACT The title of this graduations is:The manufacturing Process Planning for the Terminal Transmission Shell-structure The Special Jig Planning for the Assigned Process and Combination Machine-tool.Each of the smaller groups is expected to go on with their work according to the planning requirement with more or less creative.It make the participants have a comprehensive and coordinate use of the knowledge of the mechanic manufacturing engineering of different sections.The Participants can also understand and learnt how to make a manufacturing Planning so as to lay a solied foundation for the practieal work there after. Key words：Manufacturing Process Planning;Special Jig Design;Combination Machine-tool. 目 錄 1. 緒 論 1.1課題背景 機械是伴隨人類社會的不斷進步逐漸發(fā)展與完善的為了提高加工效率，降低勞動強度，以及減少成本投入。本次課設著重設計專用夾具以及組合機床。 1.2機械工業(yè)的發(fā)展史 機械是機器和機構的總稱。各種機械都是用來傳遞與變換運動和力的可動裝置。至于，機器則是根據(jù)某種使用要求而設計的執(zhí)行機械運動裝置，可用來傳遞和變換能量，物料和信息，機械是人類生活和生產(chǎn)的基本要素之一，是人類物質文明最重要的組成部分。 從原始社會早期人類使用的諸如石斧、石刀等最簡單的工具，到杠桿、轆轤、人力腳踏車、獸力汲水車等簡單工具，發(fā)展到較復雜的水力驅動、風力驅動的水碾和風車等較為復雜的機械。18世紀英國的工業(yè)革命以后，以蒸汽機、內燃機、電動機作為動力源的機械促進了制造業(yè)、運輸業(yè)的快速發(fā)展，人類開始進入現(xiàn)代化的文明社會。20世紀電子計算機的發(fā)明、自動控制技術、信息技術、傳感技術的有機結合，使機械進入完全現(xiàn)代化的階段。機器人、數(shù)控機床、高速運載工具、重型機械及其大量先進機械設備加速了人類社會的繁榮與進步，人類可以遨游太空、登陸月球，可以探索遼闊的大海深處，可以在地面以下居住和通行，所有這一切都離不開機械，機械的發(fā)展已進入智能化階段。機械已經(jīng)成為現(xiàn)代社會生產(chǎn)和服務的五大要素（人、資金、能量、材料、機械）之一。 回顧建國以來來中國機械工業(yè)技術引進的四個發(fā)展階段：50年代主要從前蘇聯(lián)和東歐國家大量引進成套設備和技術，建設了一批機械工業(yè)基地，奠定了中國機械工業(yè)與機械科技發(fā)展的基礎；60年代技術引進轉向日本、西歐等資本主義國家，由于受國內外政治氣候的影響，技術引進規(guī)模較小，進展遲緩；70年代技術引進擴大到整個西方國家，出現(xiàn)了兩次進口成套設備的高潮，帶有一定程度的盲目性；改革開放以來，機械工業(yè)技術引進進入了全方位、多形式、多層次的新的歷史發(fā)展時期. 一、50年代從前蘇聯(lián)和東歐國家成套引進先進技術，裝解放初期的中國是一個“一窮二白”的農(nóng)業(yè)大國，工業(yè)基礎脆弱，以修配為主的機械工業(yè)尚未形成獨立的制造業(yè)，且技術十分落后。根據(jù)國民經(jīng)濟恢復和“一五”建設的需要，國家確立了大力引進國外先進技術提高本國技術水平的方針。通過156項重點工程的建設和成套技術裝備的引進，中國在短短幾年內便恢復和建立了鋼鐵、機械、電力、煤炭、石油、化工等工業(yè)，形成了中國工業(yè)體系的總體布局，奠定了中國現(xiàn)代化工業(yè)建設的初步基礎。 二、60年代從日本和西歐引進先進設備與技術，中蘇關系破裂，前蘇聯(lián)單方面撕毀合同、撤走專家，中斷了與中國的經(jīng)濟技術合作，迫使我國將引進技術的對象轉向資本主義國家。在國民經(jīng)濟調整時期，為解決經(jīng)濟發(fā)展中“吃、穿、用”等的薄弱環(huán)節(jié)，國內有關部門先后從日、英等10個資本主義國家引進化纖、冶金、石化等方面的成套設備和技術計84項，用匯總額達3億美元。 三、70年代從整個西方國家引進先進設備與技術，中國先后同美國、加拿大、澳大利亞等一系列西方國家建立了外交關系，西方國家一向奉行孤立和封鎖中國的政策而向中國長期關閉的官方經(jīng)濟技術合作的閘門終于被打開了，技術引進工作也出現(xiàn)了新的高潮，中國開始擴大從美國、前聯(lián)邦德國、日本、英國、法國等國引進設備與技術的規(guī)模。成套設備的進口和大型工程項目的建設對促進石油、化工等新興工業(yè)部門的建立與發(fā)展起到了一定促進作用。 四、改革開放以來全方位、多形式引進消化國外先進制造技術，改革開放以來特別是市場經(jīng)濟體制建立以來，中國利用外資、合資經(jīng)營步伐加快，機械行業(yè)采取的其它引進方式還有：技貿結合、“三來一補”（來料加工、來件裝配、來圖制造、補償貿易）、合作研究、購買技術資料或軟件、人才培訓、引進國外智力、購買二手設備以及聯(lián)合引進等。 機械工業(yè)是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。 經(jīng)過多年的發(fā)展，機械工業(yè)引進了大量的國外先進技術，目前這些技術大部分已投入批量生產(chǎn)，加上國內自行研究開發(fā)的成果，使機械產(chǎn)品的結構正向著合理化方向發(fā)展，對市場的適應能力也明顯增強，已經(jīng)成為我國工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全，具有相當規(guī)模和一定技術基礎的支柱產(chǎn)業(yè)之一。 世界各國機械工業(yè)發(fā)展很不平衡，以美國、日本、 德國為首的發(fā)達國家機械工業(yè)十分發(fā)達，占領著全球大部分的市場。 隨著新技術革命時代的到來，美國的機械工業(yè)產(chǎn)品結構，從傳統(tǒng)產(chǎn)品為主導向高技術機械產(chǎn)品為主導轉變。電子技術的應用，使計算機控制為特點的自動化產(chǎn) 品得到長足發(fā)展，從而使機器化大生產(chǎn)實現(xiàn)自動化，計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)在管理中的廣泛應用使企業(yè)的管理效率和勞動生產(chǎn)率得到提高。 德國在戰(zhàn)后確立的注重經(jīng)濟和社會穩(wěn)定的有限干預市場體系，對機械工業(yè)的發(fā)展起到重要的促進作用。首先，德國機械工業(yè)在發(fā)展過程中十分注重各產(chǎn)業(yè)間的融合與均衡發(fā)展。其次，廣泛應用新技術，信息、微電子等技術不僅廣泛應用于產(chǎn)品研制，還應用于生產(chǎn)技術和組織管理中。此外，德國機械技術的發(fā)展始終以需求為取向，注意保持產(chǎn)品和市場的平衡，并以用戶需求設計功能齊全、符合用戶需要的產(chǎn)品，同時還提供一種“量體裁衣”的服務。從而德國的機械工業(yè)始終能夠不斷實現(xiàn)技術創(chuàng)新并適應市場需求變化。 日本機械工業(yè)的發(fā)展隨著新技術革命的進程，日本不斷調整制定科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。通過對機械工業(yè)體制及其產(chǎn)品結構的調整，突破了機械、電子工業(yè)中的薄弱環(huán)節(jié)和關鍵技術，縮小了日本機械工業(yè)與國際水平的差距。70年代后期，日本以技術立國為方針，進入機械產(chǎn)品高技術化階段。到了90年代，汽車和家電逐漸成為日本機械工業(yè)的拳頭產(chǎn)品和出口骨干，辦工機械、紡織機械、光學儀器、軸承等產(chǎn)品。 　今后世界機械工業(yè)的技術發(fā)展趨勢是：高度融合化，即機械技術與電子、光學和生物技術進一步融合；在精度化和智能化方面進一步發(fā)展，智能材料、機器人以及智能機械將被更為廣泛的應用；人與環(huán)境的調和 化，即朝著減少環(huán)境污染、節(jié)約能源和資源的方向發(fā)展，在為人們創(chuàng)造更加舒適安全的工作環(huán)境和生活空間的同時，還為人們提供兼顧適用與美觀的產(chǎn)品。 2 零件分析 2．1 批量分析 經(jīng)核實，此最終傳動殼體（右）零件屬于大批量生產(chǎn)，下面我們進行設備與工藝設備的選擇。 2.1.1設備的選擇 確定了工序集中或工序分散的原則后，基本上也就是設備的類型。如采用機械集中，則選用高效自動加工的設備，多刀，多軸機床；若采用組織集中，則選用通用設備；若采用工序分散，則加工設備可較簡單。此外，選擇設備時還應考慮： 1. 機床精度與工件精度相適應。 2. 機床規(guī)格與工件外型尺寸相適應。 3. 與現(xiàn)有加工條件相適應，如設備符合的平衡狀況等。如果沒有現(xiàn)成設備供選用，經(jīng)過方案的技術經(jīng)濟分析后，也可以提出專用設備的設計任務書或改裝舊設備。此零件應當工序集中，則它在加工中的設備應當采用機械集中，選用高效自動加工的設備多刀，多軸機床。 2.1.2工藝裝備的選擇 工藝裝備的選擇合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效率。所以在選擇工藝裝備時，應盡量減少工藝繁多，選擇精度比較高的組合機床，組合機床是根據(jù)待定工件規(guī)定的加工工藝要求而設計制造的專用機床，常采用多刀，多軸，多面，多工位同時加工等工序高度集中的高效加工方法，因而與一般機床一樣，可獲得很高的生產(chǎn)效率，且自動化程度高，加工精度穩(wěn)定；但在機床的組合結構上，組合機床卻不同于一般專用機床，它是以已經(jīng)系列化、標準化的通用部件為基礎，配以少量按待定的工件的形狀和工藝要求而設計的專用部件組合而成的。 2.2技術要求分析 1. 鑄件應清楚內應力。 2. 非加工表面允許直徑不大于5毫米、不深于2毫米，總數(shù)不超過10個的孔眼兩孔之間的距離不得小于50毫米，孔眼邊緣距離鑄件加工的邊緣不小于10毫米。 3. 除圖上標注倒角尺寸的螺孔外，其余螺孔均應锪90度錐孔至螺紋徑。 4. 未注名的鑄造圓角半徑3-5毫米。 5. 鑄件表面光潔，徹底清除飛邊毛刺，粘砂及其他雜物。 6. 不允許有毛刺和銳棱。 7. 鑄件殼體內腔非加工表面涂耐油油漆。 8. 在同一加工表面上允許直徑不大于3毫米，不深于1.5毫米，總數(shù)不超過3個的孔眼，兩孔之間的距離不小于30毫米，孔眼邊緣距離加工表面邊緣 不小于3毫米。 9. 所有倒角即螺孔的光潔度均為12.5。 2.3 工藝路線的擬定 工藝路線擬定是制定工藝規(guī)程的關鍵步驟，其主要內容包括個表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定工序集中于分散程度。工藝設計者一般應提出幾種方案，通過分析對比，從中選擇最佳方案。但是，目前還沒有一套通用而完整的工藝路線擬定方法，只總結出一些綜合性原則，在具體運用這些原則時，要根據(jù)具體條件分析。 2.1 加工方法初擬訂原則 表面加工方法的選擇： 表面加工的選擇，就是為零件上每一個質量要求的表面選擇一套合理的加工方法。在選擇時，一般先根據(jù)表面的精度和粗糙度要求選定最終加工方法，然后再確定精加工前準備工序的加工方法，即確定加工方案。由于獲得同一精度和粗糙度的加工方法往往有幾種，在選擇時除要考慮生產(chǎn)率要求和經(jīng)濟效益外，還要考慮下列因素： 1. 料的性質 例如，淬硬鋼零件的精加工要用磨削的方法；有色金屬零件的精加工應采用精細車或精細鏜等加工方法。 2. 工件的結構尺寸 例如，對于IT7級精度的孔采用拉削、鉸削、鏜削和磨削加工方法都可以。但是箱體上的孔一般不宜采用拉或磨，而常常采用鉸孔（孔小時）和拉削（孔大時）。 3. 生產(chǎn)類型 選擇加工方法要與生產(chǎn)內型相適應。大批大量生產(chǎn)應選用生產(chǎn)率高和質量穩(wěn)定的加工方法。平面和孔采用拉削加工。單件小批量生產(chǎn)則采用刨削、銑削平面和鉆、擴、鉸孔。又如為保證質量可靠和穩(wěn)定，保證有過的成品率，在大批大量生產(chǎn)中采用研磨和超精加工工藝加工較精密零件。 4. 具體生產(chǎn)條件 應充分利用現(xiàn)有設備和工藝手段，發(fā)揮群眾的創(chuàng)造性，挖掘企業(yè)的潛力。還要重視新工藝和新技術，提高工藝水平。有時，因設備負荷的原因，需改用其他加工方法。 5. 特殊要求 如表面紋路方向的要求等。 需要注意的是，任何一種加工方法，可以獲得飛表面精度和粗糙度值均有一個較大的范圍，例如，精細地操作，選擇低的切削用量，獲得的精度較高。但是又會降低生產(chǎn)率，提高成本。反之，如增加切削用量，提高生產(chǎn)率，雖然成本降低了。但是精度也比較低。所以只有在一定的范圍內才是經(jīng)濟的，這一定范圍的精度就是指在正常加工條件下（如不采用特別的工藝方法，不延長精度時間）所能達到的精度，這種精度稱為經(jīng)濟精度。相對應的粗糙度稱為經(jīng)濟粗糙度。 2. 3.1 機械加工工序的安排原則 加工工序的安排： 復雜零件的機械加工要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此在擬定工藝路線時工藝人員要全面地把切削加工、熱處理和輔助工序三者一起加以考慮，現(xiàn)分別闡述如下。 2.3.2 切削工序的安排原則 切削工序總的安排原則時：前面工序為后面工序創(chuàng)造條件，做好基礎準備，具體原則如下： 1. 先粗后精 在一個零件的所有表面加工中，一般應包括粗加工、半精加工和精加工。在安排加工順序時應將各表面的粗加工集中在一起首先進行，再依次集中進行半精加工和精加工，這樣就使整個加工過程明顯地先粗后精的若干加工階段。這些加工階段包括： 粗加工階段——主要是切除個表面上的大部分余量。 半精加工階段——完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做好準備。 精加工階段——保證各主要表面達到圖樣要求。 光整加工階段——對于表面粗糙度要求很細和尺寸要求很高的表面，還需要進行光整加工階段。這個階段一般不能用于提高形狀精度和位置精度。 應該指出：加工階段的劃分是指零件加工的整個過程而言，不能以某一表面件的加工或以工序的性質來判斷。同時在具體應用時，也不可以絕對化，對于有些重型零件或余量小、精度不高的零件，則可以在一次安裝中完成表面的粗加工和精加工。 零件加工要劃分加工階段的原因如下： （1） 保證加工質量 工件在粗加工時，由于加工余量大，所受的切削力、夾緊力也大，將引起較大的變形，如不分階段連續(xù)加工，上述變形將來不及恢復，將影響加工精度。所以需要劃分加工階段，逐步恢復和修整變形，逐步提高加工質量。 （2）便于合理使用設備 粗加工要求采用剛性好、效率高而精度低機床，精加工則要求機床精度高。劃分加工階段，可以避免以精干粗，可以充分發(fā)揮機床的性能，延長使用壽命。 （3）便于安排熱處理工序和檢驗工序 如粗加工階段之后，一般要安排去應力的熱處理和檢驗，以消除內應力。精加工前要安排淬火等熱處理，其變形可以通過精加工予以消除。 （4）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以及避免損傷已加工表面，毛坯經(jīng)粗加工階段后，缺陷即以暴露，可以及時發(fā)現(xiàn)和處理。同時，精加工工序安排在最后，可以避免加工好的表面在搬運和加緊中受到損傷。 2. 先主后此 零件的加工應先安排加工主要表面，后加工次要表面。因為主要表面往往要求精度較高，加工面積較大，容易出廢品，應放在前階段進行加工，以減少工時浪費，次要表面加工面積較小，精度也一般低，又與主要表面位置要求，應在主要表面加工之后進行加工。 3.先面后孔 零件上的平面必須先行加工，然后再加工孔。因為平面的輪廓平整，安放和定位比較穩(wěn)定可靠，若先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保證孔和平面的位置精度。此外，也給平面上的孔加工帶來方便，能改善孔加工刀具初始加工條件。 4.基面先行 用于精基準的表面，首先要加工出來，所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工（有時包括精加工），首先再以精基準面定位加工其它表面。 2.4 熱處理工序的安排 熱處理可以提高材料的力學性能，改善金屬的切削性能以及消除殘余應力。在制訂工藝路線時，應根據(jù)零件的技術要求和材料的性質，合理地安排熱處理工序。熱處理工序在工藝路線中安排得是否恰當，對零件的加工質量和材料的使用性能影響很大，因此應當根據(jù)零件的材料處理的妥善安排。按照熱處理的目的，可以分為預備熱處理和最終熱處理。 2.4.1 預備熱處理 1. 正火、退火 目的是消除內應力改善加工性能，為最終熱處理做準備。一般安排在粗加工之前，有時也安排在粗加工之后。 2. 時效處理 以消除內應力、減少工件變形為目的。一般安排在粗加工階段之后，對于精密零件，要進行多次時效處理。 3. 調質 對零件淬火后高溫回火，能消除內應力、改善加工性能并能獲得較好的力學性能。一般安排在粗加工階段之后進行。對一些性能要求不高的零件，調質也常作為最終熱處理。 2.4.2 最終熱處理 常用的有：淬火、滲碳淬火、滲氮等。他們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工（磨削）之前進行，其中滲氮由于熱處理溫度比較低，零件變形很小，也可以安排在精加工之后。 2．5 輔助工序的安排 檢驗工序是主要的輔助工序，除每道工序由操作者自行檢驗外，在粗加工前：零件轉換車間時以及重要工序之后和完全加工完畢。進庫之前，一般都要安排檢驗工序。 除檢驗外，其他輔助工序有：表面強化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等均不能遺漏，要同等的重視。 經(jīng)過以上所述，零件加工的工步、順序已經(jīng)安排，如何將這些工步組成工序，就需要考慮用工序集中還是工序分散的方法。 工序集中： 就是指每道工序加工內容很多，工藝路線短。其主要特點是： 1. 可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高； 2. 減少了設備數(shù)量以及操工人和占地面積，節(jié)省人力、物力； 3. 減少了工件安裝次數(shù)，利用保證表面間的位置精度； 4. 采用的工裝設備結構復雜，調整維修較困難，生產(chǎn)準備工作量大。 工序分散： 就是指每道工序加工內容很多，工藝路線短。其主要特點是： 1. 設備和工藝裝備比較簡單，便于調整，容易適應產(chǎn)品的變換； 2. 對工人的技術要求較低； 3. 可以采用最合理切削用量，減少機動時間； 4. 所需設備和工藝裝備的數(shù)量較多，操作工人多，占地面積大。 在擬訂工藝路線時，工序集中或分散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結構特點和技術要求，有時，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍是一致性。一般情況下小批量生產(chǎn) 時，只能工序集中，在一臺普通機床上加工出盡量多的表面；大批大量生產(chǎn)時，既可以采用多刀、多軸等高效、自動機床，將工序集中，也可以將工序分散組織流水生產(chǎn)。批量生產(chǎn)應盡可能采用效率較高的半自動機床，使工序適當集中。 對于重型零件，為了減少工件運輸和裝卸的工作量，工序應適當集中；對于剛性差卻精度高的精密工件，則工序應適當分散。 從發(fā)展趨勢來看，傾向于采用工序集中的方法來組織生產(chǎn)。 2．6提高生產(chǎn)率的工藝路徑 在制訂機械加工工藝規(guī)程時，必須在保證零件質量要求的前提下，提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。也就是說，必須做到優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗。 在保證產(chǎn)品質量的前提下，盡可能的降低成本，就是提高金屬切削加工技術經(jīng)濟效益。生產(chǎn)中技術與經(jīng)濟聯(lián)系緊密、互相制約和互相促進。經(jīng)濟的要求是技術進步的動力和方向，而技術進步又是推動經(jīng)濟發(fā)展的重要條件和手段。因此評估某個工藝方案的效果時要從技術和經(jīng)濟兩方面來考慮。 技術經(jīng)濟效果是在實現(xiàn)技術方案時，輸出的使用價值（或效益）與輸入的勞動耗費之間的比例。使用價值是指生產(chǎn)勞動創(chuàng)造出來的勞動成果，包括質量與數(shù)量兩個方面：勞動耗費是指生產(chǎn)過程中消耗與占有的勞動量，材料，勞力，工具和設備等，這些一般以貨幣形式表示，稱為費用消耗。 在技術發(fā)展和生產(chǎn)活動中，要盡量做到使用價值一定，勞動耗費最小，或勞動耗費一定，使用價值最大，即力爭取得最好的技術經(jīng)濟效果。 影響切削加工技術經(jīng)濟效益的因素很多，也很復雜，但主要因素是加工質量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。 勞動生產(chǎn)率是指工人在單位時間內制造的合格品數(shù)量，或者指制造單件產(chǎn)品所消耗的勞動時間。勞動生產(chǎn)率一般通過時間定額來衡量。 2.6.1 時間定額 時間定額是在一定的生產(chǎn)條件下制定出來的完成單件產(chǎn)品（如一個零件）或某項工件（如一個工序）所必須消耗的時間。時間定額不僅是衡量勞動生產(chǎn)率的指標，是安排生產(chǎn)計劃、計算生產(chǎn)成本的重要依據(jù)，還是新建或擴建工廠（或車間）時計算設備個工人數(shù)量的依據(jù)。 制訂合格的時間定額是調動工人積極性的重要手段，它一般是由技術人員通過計算或類比的方法，或通過對實際操作時間的測定和分析的方法而確定的。使用中，時間定額還應定期修訂，以使其平均先進水平。 完成零件一個工序的時間定額，稱為單件時間定額。它包括下列組成部分。 1. 基本時間（T基本）—指直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、 相對位置與表面質量等消耗的時間。對于機械加工來說，則為切除金屬層所耗費的時間（包括刀具的切入和切出時間），又稱為機動時間?？赏ㄟ^計算求出，以車外圓為例 式中—零件加工表面的長度（mm）； 、—刀具的切入和切出長度（mm）； —工件每分鐘轉速（r/min）； —進給量（mm/r）； —進給次數(shù)（決定于加工量和切削深度）； —切削速度（m/min）； —基本時間（min）。 2. 輔助時間（T輔助）—指在每個工序中，為保證完成基本工 序工作所用于輔助動作而耗費的時間。輔助動作主要有：裝卸工件、開停機床、改變切削用量、試切和測量零件尺寸等所耗費的時間。 基本時間（T基本）和輔助時間（T輔助）的總和稱為操作時間（T操作）。 3. 工作地點服務時間（T服務）—指工人在工作地點及保持正 常工作狀態(tài)所消耗的時間。例如，在加工過程中調整、更換和刃磨刀具、潤滑和擦拭機床、清楚切削等所耗費的時間。工作地點服務時間（T服務）可取操作時間的2%到7%。 4. 休息和自然需要時間（T休息）—指工人在工作時間內為恢 復體力和滿足生理需要所消耗的時間。一般可取操作時間的2%。 上述時間的總和稱為單位時間。即 T單件=T基本+T輔助+T服務+T休息 5. 準備終結時間（T準備）—指當加工一批工件的開始和終了 時，所準備工作和結束工作而耗費的時間。準備工作有：熟悉工藝文件，領料，領取工藝裝備，調整機床等，結束工作有：拆卸和歸還工藝裝備，送交成品等。因該時間對一批零件（批量為N）只消耗一次，故分攤到每個零件上的時間為T準終/N。 所以，大量生產(chǎn)時單件時間定額為上述時間之和。即 T定額=T基本+T輔助+T服務+T休息+T準終/N。 在大量計算時，每個工作地點完成固定的一道工序，一般不需要考慮準備終結時間，如果要計算，因 N值大，T準終/N≈0，也可以忽略不計，所以，其單件時間定額為 T定額=T單件=T基本+T輔助+T服務+T休息 2.6.2 提高機械加工生產(chǎn)率的工藝措施 勞動生產(chǎn)率是衡量生產(chǎn)率的綜合技術經(jīng)濟指標，它不是一個單純的工藝技術問題，而與產(chǎn)品設計、生產(chǎn)組織和管理有關，所以，改進產(chǎn)品結構設計，改善生產(chǎn)組織和管理工作，都是提高勞動生產(chǎn)率的有力途徑。下面僅討論與機械加工有關的一些工藝措施。 1. 縮減時間定額 在時間定額的五個組成部分中，縮減每一項都使時間定額降低， 從而提高勞動生產(chǎn)率。但主要應縮減占比例較大的部分，如單件小批生產(chǎn)時主要應縮減輔 助時間，大量大批生產(chǎn)時主要應縮減基本時間，T休息本來所占比例甚少，不宜作為縮減對象。 （1） 縮短基本時間 1） 提高切削用量n,f, 增加切削用量將使基本時間減 少，但會增加切削力、切削熱和工藝系統(tǒng)的變形以及刀具的磨損等。因此，必須在保證質量的前提下采用。 要采用大的去切削用量，關鍵要提高機床的承受能力特別是刀具的耐用度。要求機床剛度好、功率大，要采用優(yōu)質的刀具材料，如陶瓷車刀的切削速度可達500m/min，國外新出現(xiàn)的聚晶氮化硼刀具可達900m/min，并能加工淬硬鋼。 2） 減少切削長度，在切削加工時，可以通過采用多刀加工、 多件加工的方法減少切削長度。 （2） 縮減輔助時間 縮減輔助時間的方法主要是實現(xiàn)機械化和 自動化，或使輔助時間與基本時間重合。具體措施有： 1） 采用先進高效夾具 在大批大量生產(chǎn)時，采用高效的氣 動或液壓夾具；在單件小批生產(chǎn)和中批生產(chǎn)時，采用組合夾具，可調夾具或成組夾具，都將減少裝卸時間。 2） 采用多工位連續(xù)加工 采用回轉工作臺和轉為夾具，能 在不影響切削的情況下裝卸工件，使輔助時間與基本時間重合。利用回轉工作臺的多工位立銑以及雙工位轉為夾具。 3） 采用主動檢驗或數(shù)字顯示自動測量裝置 可以大大減少 停機測量工件的時間。 4） 采用兩個相同夾具交替工作的方法 當一個夾具安裝好 工件進行加工時。另一個夾具同時進行工件的裝卸，可以使輔助時間與基本時間重合。 （3） 縮減工作地點服務時間 縮減工作地點服務時間主要是要 縮減調整和更換刀具的時間，提高刀具或砂輪的耐用度。主要方法是采用各種快換刀夾、自動換刀裝置、刀具微調裝置以及不重磨硬質合金刀片等，以減少工人在刀具的裝卸、刃磨、對刀等方便所消耗的時間。 （4） 縮減準備終結時間 在批量生產(chǎn)是，應設法縮減安裝工具、 調整機床時間，同時應盡量擴大零件的批量，使分攤到每個零件上的準備終結時間減少。在中、小批生產(chǎn)時，由于批量小，準備終結時間在時間定額中占較大比重，影響到生產(chǎn)率的提高。因此，應盡量使零件通用化和標準化，或者采用成組技術，以增加零件的生產(chǎn)批量。 2. 采用先進工藝方法 采用先進的工藝方法是提高勞動生產(chǎn)率極為有效的手段。 （1） 采用先進的毛坯制造方法 例如粉末冶金、失蠟鑄造、壓力 鑄造、精密鍛造等新工藝，可以提高毛坯精度，減少切削加工的勞動量，提高生產(chǎn)率。 （2） 采用少、無切削工藝 如用擠齒代替提齒，生產(chǎn)率可提高6～ 7倍。還有滾壓、冷軋等工藝，都能有效地提高生產(chǎn)率。 （3） 采用特種加工 對于某些特硬、特脆、特韌的材料及復雜型 面等，采用特種加工能極大地提高生產(chǎn)率。如用電解或電火花加工鍛模型腔等，可以減少大量的鉗工勞動量。 （4） 改進加工方法 如用拉孔代替鏜、鉸孔；用精刨、精磨代替 刮研等，都可大大提高生產(chǎn)率。 2．7加工余量的確定 加工余量是指加工時從加工表面上切去的金屬層厚度。加工余量可分為工序余量和總余量。 工序余量是指某一表面在一道工序中被切除的金屬層厚度。 工序余量等于后兩道工步之差。 工序余量之和： 本工序的基本余量： 本工序的最大余量： 本工序的最小余量： 本工序的余量公差： = 對于外表面的單邊余量： 對于內表面的單邊余量 ： 式中 ——本工序的工序余量 ——前工序的工序尺寸 ——本工序的工序尺寸 對于軸： 對于孔： 式中 ——直徑上的工步余量 ——前工序的加工直徑 ——本工序的加工直徑 當加工某個表面的工序是分幾個工步時，則相鄰兩工步尺寸之差就是工步余量。它是某工步在表面上切除的金屬層厚度。 工序尺寸上公差帶的布置，一般都采用“單向、入體”原則。即對于被包容（軸類），公差都標成下偏差，取上偏差為零，基本尺寸既為最大尺寸；對于 包容面（孔類）、公差都標成上偏差，取下偏差為零。但是，孔中心矩尺寸和毛坯尺寸的公差帶一般都取雙向對稱布置。 總加工余量是指零件從毛坯變?yōu)槌善窌r從某一表面所切除的金屬層總厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸與零件設計尺寸之差，也等于該表面各工序余量之和。 總加工余量也是個變動值，其值及公差一般是從有關手冊中查得或憑經(jīng)驗確定。 影響加工余量的因素有：前工序的表面質量（包括表面粗糙度和表面破壞層深度）；前工序的工序尺寸公差；前工序的位置誤差，如工件表面在空間的彎曲、偏斜以及其它空間位置誤差；本工序工件的安裝誤差。 需要注意的是，對于不同的零件和不同的工件，上述公式中各組成的數(shù)值 與表現(xiàn)形式也各有不同。例如：對拉削、無心磨削等以加工表面本身定位進行加工的工序，其安裝誤差值取0；對某些主要用來降低表面粗糙度的超精加工及拋光等工序，工序加工余量的大小僅僅與表面粗糙度值有關。 加工余量的大小，直接影響零件的加工質量和生產(chǎn)率。加工余量過大，不僅增加機械加工的勞動量，降低生產(chǎn)率，而且增加材料、工具和電力消耗增加成本。但是加工余量過小，又不能消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此，必須合理的確定加工余量。 長度方向的余量查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2～2.5，其余量值規(guī)定為2.0～2.5,現(xiàn)上下表面取2.5。其余表面取2.0。 2.8確定切削用量及時間定額 工序Ⅰ 加工啟子端面和基準外圓：加工G面，保證117+0.5及平面度要求為0.05，并且在加工中只能凹下去；加工直徑為84.02圓柱的端面；加工內孔，保證直徑為72.99+0.020，長度16.5，以及其軸線相對于G面的垂直度要求為0.08，孔的圓柱度要求為0.015；加工直徑為84.02外圓，保證直徑為84.02-0.030及相對于A軸線的同軸度為R0.02；倒角1X45°，倒棱，保證30°及長度4；檢驗內孔尺寸直徑為72.99+0.020，直徑為84.02-0.030，及垂直度，同軸度，圓柱度，平面度。 工件材料：HT200，=170---240MPa,鑄造；工件尺寸：外圓直徑87 mm， 且其到端面距離為18.5 mm，內孔直徑為60 mm ， L=119mm, 機床：臥式單面銑床; 刀具：YG6硬質合金套式面銑刀，銑削寬度=163mm，深度=8，，選擇刀具前角º，后角º，后角º，副后角=º，刃傾角=º，主偏角=º，副偏角=º 切削用量確定切削深度 因為余量較小，故選=2，一次走刀即可完成 確定每齒進給量由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱銑，以提高進給量提高加工效率。使用YG6硬質合金套式面銑刀加工，機床功率為7.5KW。 時： =0.09---0.18mm/z 故選用：=0.18mm/z,確定刀具壽命及磨飩標準 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5，由于銑刀直徑=300mm，故刀具使用壽命T=300min,計算切削速度和每分鐘進給量 當=300mm,=22,=1.5mm,=0.18mm/z,正系數(shù)為：=1.0,=0.8時,=6.5m/min,=66r/min,=229mm/min。各修正系數(shù)為： 切削速度計算公式為： =186mm,=4mm,=245,=0.2,=0.15, =0.2,=0,=0.32,=300min,=0.18mm/z,=22,將以上數(shù)據(jù)代入公式： m/min （2-1） 確定機床主軸轉速： r/min （2-2） 選擇=400r/min，=500,因此，實際進給量和每分鐘進給量為： m/min （2-3） mm/z （2-4） 檢驗機床功率 =3.8kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率kwkw，故檢驗合格，最終確定：=4mm，=400r/min， =500mm/s，=472m/min，mm/z 計算基本工時 ，，=198mm 入切量及超切量為： =59mm，則： (2-5) 工序Ⅱ 粗銑兩端面，給精銑留1mm的余量 工序Ⅲ 精銑兩端面，保證長度98+0.20，115+0.50，并保證Ra=3.2。 刀具：YG6硬質合金套式面銑刀 機床：X51雙面臥式銑床 進給量為：=0.05----0.1mm/min,取為:0.05mm/min參考有關資料，確定V=124r/min，采用YG6硬質合金套式面銑刀加工，則: r/min (2-6) 現(xiàn)采用X51雙面臥式銑床，取=125，故實際切削速度為： m/min (2-7) 當 =125 r/min 時，工作臺每分鐘進給量： m/min （取為980mm/min） (2-8) 本工序時間為： min （2-9） 工序Ⅳ 粗銑三端面，上端面，保證Ra=12.5及長度210.88±0.10；下端面，保證Ra=12.5及長度111.25；左端面，保證Ra=12.5及長度76.78±0.10。 工序Ⅴ 精銑下端面，保證Ra=3.2及平面度要求0.06，且在加工過程中只能向下凹，檢驗平面度。 刀具：YG6硬質合金鑲齒式面銑刀，銑削寬度 =576mm,深度=6,齒數(shù)Z=28，=120mm 機床：組合機床 取n=160，故實際切削速度為： m/min (2-10) 當 =150 r/min 時，工作臺每分鐘進給量： mm/min （取為980mm/min） (2-11) 本工序時間為： (2-12) 工序Ⅵ 粗鏜兩個端孔，分別達到直徑為61.5，84.5，79.5及Ra=12.5。保證中心距100.5±0.09，倒角1X45°。 工序Ⅶ 精鏜，保證其61.99+0.03，84.99+0.03，79.99+0.03，Ra=1.6及平面度，同軸度，平行度，圓柱度要求。檢驗直徑分別為61.99+0.03，84.99+0.03，79.99+0.03，Ra=1.6及平面度，同軸度，平行度，圓柱度。 確定進給量: 當鑄鐵170-240,<90mm,=0.390.47mm/r。則： =( 0.390.47）0.75=0.290.35mm/r (2-13) 根據(jù)機床,取=0.25mm/r 切削速度:查得切削速度=15m/min,所以 r/min (2-14) 根據(jù)機床說明書,取=460r/min,故實際切削速度為: m/min (2-15) 切削工時: =22mm,=9mm,=3mm min (2-16) 其余面上孔的切削用量及切削工時同上。 工序Ⅸ 加工兩端面的孔，加工3個直徑為5，深15的孔，3個直徑為6.8深20的孔，一個直徑為8深8的孔，2個直徑為14的孔及锪2個直徑為24的沉孔。 確定進給量: 當鑄鐵的=170-240Mpa，=14mm時，=0.390.47mm/r。則： =( 0.39～0.47）0.75=0.29～0.35mm/r (2-17) 根據(jù)機床,取=0.25mm/r 切削速度:查得切削速度=15m/min,所以 r/min (2-18) 根據(jù)機床說明書,取=850r/min,故實際切削速度為: m/min (2-19) 切削工時: =18mm,=9mm,=3mm min (2-20) 根據(jù)機床說明書,取=500r/min,故實際切削速度為: m/min (2-21) 切削工時: =18mm,=9mm,=3mm min (2-22) 確定進給量當鑄鐵170-240MPa，= 6.8mm 時，=0.390.47mm/r。則： =( 0.39～0.47）0.75=0.29～0.35mm/r （2-23） 根據(jù)機床,取=0.25mm/r 切削速度:根據(jù)查得切削速度=15m/min,所以 r/min （2-24） 根據(jù)機床說明書,取=500r/min,故實際切削速度為: m/min （2-25） 切削工時: =18mm,=9mm,=3mm min （2-26） 確定進給量:當鋼的〈800MPa，= 8mm時，=0.39～0.47mm/r。則： =( 0.39～0.47）0.75=0.29～0.35mm/r （2-27） 根據(jù)機床,取=0.25mm/r 切削速度:查得切削速度=15m/min,所以 r/min （2-28） 根據(jù)機床說明書,取=600r/min,故實際切削速度為: m/min （2-29） 切削工時: =18mm,=9mm,=3mm min （2-30） 工序Ⅹ 三端面上的孔攻絲，上端面孔攻絲至M12，螺旋長度為22；左端面孔攻絲至M12，螺旋長度為22；下端面孔攻絲至M6，螺旋長度為14。 攻螺紋M12mm，并倒角45º 由 r/min （2-31） 按機床取=637r/min，故=19.2m/min 切削工時： =18mm,=3mm,=1mm （2-32） 攻螺紋M6mm，并倒角45º 取mm/r ，=20m/min 則： r/min （2-33） 工序Ⅺ 攻3個M6深12及3個M8深17的螺紋孔。 攻螺紋M6mm，并倒角45º 由 r/min （2-34） 按機床取=637r/min，故=19.2m/min 切削工時： =18mm,=3mm,=1mm （2-35） 攻螺紋M8mm，并倒角45º 取mm/r ，=20m/min （2-36） 則： r/min （2-37） 按機床取=796r/min，故=19.2m/min 切削工時： =18mm,=3mm,=1mm min （2-38） 工序Ⅻ 攻2個M12的通孔。 取mm/r ，=20m/min （2-39） 則： r/min （2-40） 按機床取=796r/min，故=19.2m/min 切削工時： =18mm,=3mm,=1mm min （2-41） 終檢 3 夾具設計 3.1指定工序工序定位方案 定位銷限制一個自由度，端面限制三個自由度，短臺階面放在孔里限制兩個自由度。 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它的主要功用是實現(xiàn)工件定位和夾緊，使工件加工時相對于機床以及刀具有正確的位置，以保證工件的加工精度。 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動生產(chǎn)率，需要設計。 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計精銑窗口平面的銑床夾具。本夾具將用于X51銑床。刀具為三把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對工件的三端面同時進行加工。 在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應首先考慮到工件在夾具上裝卸要快捷方便。 3.2夾具設計 本夾具主要用來精銑窗口平面，所以，在本道工序加工時，主要應該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，并提高其精度。 銑床銑窗口平面的專用夾具是將兩個工件同時放在夾具上，將短臺階孔放在孔里，這樣就限制了兩個自由度，工件的上面的一邊與夾具上的短定位銷接觸，限制一個自由度。工件的一面與夾具體接觸限制三個自由度。這樣設計的夾具就對工件達到了完全定位。整個工件用一個長螺栓將工件夾緊，這樣設計夾具簡單且裝卸工件方便快捷。夾具的大多數(shù)配件都是鑄鐵件，所以價格比較便宜。本夾具結構簡單，裝卸快捷方便度。大大地提高了勞動生產(chǎn)率，降低了勞動強。 圖3-1 精銑窗口平面定位夾緊圖 3.3問題的提出 在夾具設計中要考慮工作臺T型槽之間的寬度，整個夾具的高度，是否能在機床上放的下，在設計的過程中好多問題都沒有考慮到，等設計完之后，才發(fā)現(xiàn)好多設計都需要修改。在設計中，總的感覺就是，設計是一個不斷修改的過程。 基準的概念及其分析 基準是零件上用以確定其他點、線、面位置所依據(jù)的那些點、線、面。它往往是計算、測量或標注尺寸的起點。根據(jù)基準功用的不同，它可以分為設計基準和工藝基準兩大類。 1. 設計基準 設計基準是在零件圖上用以確定其他點、線、面位置的基準。 它是標注設計尺寸的起點。 2. 工藝基準 在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準，稱為工藝基準。 按用途不同可分為定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準。 （1） 定位基準 在加工時，用以確定零件在機床夾具中的真確 位置所采用的基準，稱為定位基準，它是工件上與夾具上定位元件直接接觸的點、線或面。 （2） 工序基準 在工藝工件上用以標定被加工表面位置的基 準，稱為工序基準。 （3） 測量基準 零件檢測時，用以測量已加工表面尺寸及位置 的基準，稱為測量基準。 （4） 裝配基準 裝配時用以確定零件在機器中位置的基準，稱 裝配基準。需要說明對稱面等，他們是由某些具體存在的表面來體現(xiàn)的，用以體現(xiàn)基準的表面稱為基面。 問題二： 加工余量的確定 加工余量是指加工時從加工表面上切去的金屬層的厚度。加工余量可分為工序余量和總余量。 工序余量 工序余量是指某一表面在一道工序中被切除的金屬層厚度。 1. 工序余量的計算 工序余量等于前后兩道工序尺寸之差。 2. 本工序余量、最大余量、最小余量及余量公差 由于毛坯制造和各個工序尺寸都存在這誤差，因此，加工余量 也是個變動量。當工序尺寸用基本尺寸計算時，所得的加工余量稱為基本余量或稱為公稱余量。 最小余量是保證該工序加工表面的精度和質量所需切除的金屬層最小厚度。最大余量是該工序余量的最大值。 4 組合機床設計 4.1 被加工零件工序圖 4.1.1 被加工零件工序圖的作用與內容 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設計的組合機床上完成的工藝內容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙及技術要求，加工用的定位基準、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前加工余量、毛坯或半成品情況的圖樣。除了設計研制合同外，它是組合機床設計的具體依據(jù)，也是制造、使用、調整和檢驗機床精度的重要文件。被加工零件工序圖是在被加工零件圖基礎上，突出本機床或自動線的加工內容并作必要的說明而繪制的。其主要內容包括： 1）被加工零件的形狀和主要輪廓尺寸以及與本工序機床設計有關部位結構形狀和尺寸。當需要設置中間導向時，則應把設置中間導向臨近的工件內部筋、壁布置及有關結構形狀和尺寸表示清楚，以便檢查工件、夾具、刀具中間是否相互干涉。 2）本工序所選用的定位基準、夾壓部位及加緊方向。以便據(jù)此進行夾具的支持、定位、加緊和導向等機構設計。 3）本工序加工表面的尺寸、精度表面粗糙度、形位公差等技術要求以及對上道工序的技術要求。 4）注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及加工部位的余量。 4.1.2 繪制被加工零件工序圖的規(guī)定及注意事項 （1）繪制被加工零件工序圖的規(guī)定 為使被加工零件工序圖表達清晰明了，突出本工序公差換算為對稱公差。繪制時規(guī)定：應