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江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文
目 錄
第一章 前 言 ………………………………………………… 2
第二章 工藝設(shè)計(jì)………………………………………………… 3
§2.1 確定生產(chǎn)類(lèi)型……………………………………… 3
§2.2 零件的工藝分析…………………………………… 5
§2.3 零件的毛坯設(shè)計(jì)…………………………………… 8
§2.4 擬定工藝路線……………………………………… 9
§2.5 工序余量、工序尺寸、公差的確定……………… 14
§2.6 機(jī)床及工藝裝備的確定…………………………… 21
§2.7 確定各工序的切削用量及時(shí)間定額……………… 22
第三章 夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………… 41
§3.1 概述…………………………………………………… 41
§3.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟……………………………………… 42
§3.3 夾具分析……………………………………………… 46
第四章 參考文獻(xiàn)及資料…………………………………………… 47
第五章 結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………… 48
第一章 前 言
時(shí)光如箭，一轉(zhuǎn)眼，兩年的專(zhuān)升本函授即將結(jié)束?，F(xiàn)在我們面臨畢業(yè)前的最后一次大的挑戰(zhàn)，即畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們畢業(yè)前的一次全面的、綜合的檢驗(yàn)。檢查我們兩年的學(xué)習(xí)情況，是否在質(zhì)和量上有了大的提高。
本人對(duì)待此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，思想上就比較重視，希望通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，能對(duì)三年來(lái)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課有一個(gè)好的總結(jié)，以便能更好地服務(wù)于教學(xué)。當(dāng)然，設(shè)計(jì)中不可避免會(huì)出現(xiàn)一些不足之處，懇切希望指導(dǎo)老師和答辯老師及時(shí)指出，本人將不勝感激。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，先進(jìn)的、人工智能的設(shè)備不斷涌現(xiàn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)和工藝安排方面有了較大的發(fā)展。社會(huì)分工越來(lái)越細(xì)，生產(chǎn)方式也從粗放型向集約型發(fā)展。為了適應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)體制改革和不斷發(fā)展的需要，要求有性能優(yōu)越的動(dòng)力源帶動(dòng)機(jī)械作業(yè)。拖拉機(jī)成為一種廣泛的動(dòng)力源被應(yīng)用于各行各業(yè)中，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，就是以I38型動(dòng)力輸出軸進(jìn)行的。為此，本人深入工廠，調(diào)查研究，全面分析。
本次設(shè)計(jì)任務(wù)主要是：輸出軸的工藝規(guī)程的制定，和對(duì)花鍵部分的專(zhuān)用刀具設(shè)計(jì)，及對(duì)花鍵部分加工所需要的專(zhuān)用分度頭設(shè)計(jì)。本人盡可能選擇最優(yōu)方案，以提高經(jīng)濟(jì)效益。
本人要求完成：(1) 動(dòng)力輸出軸的工藝規(guī)程。
(2) 花鍵部分加工需要的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。
隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已進(jìn)入了我們的學(xué)習(xí)和工作中，在本次設(shè)計(jì)中，我運(yùn)用了CAD系統(tǒng)畫(huà)出花鍵軸零件圖、毛坯圖、機(jī)加工工藝規(guī)程圖、花鍵軸銑削花鍵時(shí)的液壓自動(dòng)專(zhuān)用分度頭總裝圖，及分度頭零件圖，并利
用計(jì)算機(jī)寫(xiě)出畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。盡量使圖紙和說(shuō)明書(shū)以最完美的狀態(tài)出現(xiàn)在老師和同學(xué)們面前。
第二章 工藝設(shè)計(jì)
§2.1 確定生產(chǎn)類(lèi)型
工件的生產(chǎn)類(lèi)型
1.已知?jiǎng)恿敵鲚S年產(chǎn)量10000.
該零件屬重型機(jī)械. 查資料[1]表1—3，得該產(chǎn)品的生產(chǎn)類(lèi)型
為大批大量生產(chǎn)。
計(jì)算：花鍵軸：40Cr 比重7.85×103kg／m3
體積：v=（π×272×15＋π×302×22＋π×382×93＋π×402×36＋π×452×16.5＋π×382×100）／4=0.4×106 mm3
質(zhì)量：m=vp=7.85×l０3×0.4×106／109=3.14 kg.
屬輕型零件。
數(shù)量：n=10000根
?。?、不同生產(chǎn)類(lèi)型零件的加工工藝有較大的不同，只有深入了解到各種生產(chǎn)類(lèi)型的工藝特點(diǎn)才能制定出合理的工藝規(guī)程。
大批大量類(lèi)型的工藝特點(diǎn)是：
①零件互換性：大部分零件具有互換性，同時(shí)還保留鉗工修配。
?、诿鞯闹圃旆椒ê图庸び嗔浚簭V泛采用金屬模機(jī)器造型，模鍛或其它高效方法，毛坯精度高，加工余量少。
?、蹤C(jī)床的布置形式：部分采用通用機(jī)床，廣泛采用高效專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床，發(fā)展成組技術(shù)。
④工藝裝備：廣泛采用專(zhuān)用高效夾具、復(fù)合刀具、專(zhuān)用量具或自動(dòng)檢測(cè)裝置，靠調(diào)整法達(dá)到精度要求。
⑤對(duì)工人要求：對(duì)調(diào)整工人要求較高，對(duì)操作工人要求較低。
?、薰に囄募河泄に囘^(guò)程卡和工序卡，關(guān)鍵工序有調(diào)整卡和檢驗(yàn)卡。
?、叱杀荆狠^低。
⑧安裝：全部采用夾具，不需劃線。
?、嵘a(chǎn)周期：長(zhǎng)時(shí)期連續(xù)生產(chǎn)。
§2.2 零件的工藝分析
一、 了解零件的用途和工作條件
1.花鍵軸的功用是支承傳動(dòng)零件，承受載荷傳遞轉(zhuǎn)矩，并保證一定的回轉(zhuǎn)精度和平穩(wěn)性，將柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)輸出，并具有較高的導(dǎo)向性，定心精度高。
2.工作條件：
60匹馬力以下的農(nóng)用拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸在以下條件下工作：
①速度：發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率工作時(shí)，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為540±10r／mm。
②載荷：有一定的沖擊載荷。
③溫度：t≤250℃。
二、 分析零件的技術(shù)要求
分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
主要部分：①兩段花鍵 ②兩段軸頸
還有作軸承軸向定位的螺紋段。
1.Φ30的軸頸
其圓柱度公差為0.004mm，徑向跳動(dòng)為0.010mm，表面粗糙度Ra0.8，軸頸按IT6級(jí)精度制造。
2.Φ40的軸頸
其圓柱度誤差為0.004mm，徑向跳動(dòng)為0.012mm，表面粗糙度Ra0.8，支承軸頸按IT6級(jí)制造.
動(dòng)力輸出軸的圓柱度將會(huì)影響到輸出軸載荷的性質(zhì)，而徑向跳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生軸的同軸度誤差，輸出軸由于承受不必要的載荷而降低壽命。
3.花鍵的技術(shù)要求
花鍵的8個(gè)均布鍵提出了位置度為0.015mm，對(duì)花鍵表面提出淬硬層深度不小于1.2，硬度不低于HRC50的要求，外圓表面Ra6.3，IT8級(jí)精度.
花鍵的鍵齒主要起傳遞扭矩的作用，而花鍵傳遞的扭矩較大，為使8齒均勻承載，避免某個(gè)齒承載較大而損壞，從而降低其壽命，對(duì)8齒的位置提出較高要求.
花鍵的大徑是內(nèi)外花鍵配合的主要基準(zhǔn)面，因此對(duì)它的表面粗糙度和尺寸精度有較高的要求，以保證配合良好.
動(dòng)力輸出軸的花鍵部分常與配合鍵摩擦，產(chǎn)生磨損，因此應(yīng)具有一定的耐磨性.
4.Φ45的光軸
這段軸表面粗糙度Ra0.8，徑向跳動(dòng)差為0.03mm，它與密封圈相配合.由于密封圈的作用是防止油液外泄和外部灰塵、雜質(zhì)進(jìn)入.因此Ra0.8要求適中，如果值太大，密封圈磨損加快，壽命低.為保證密封效果，故提出徑向跳動(dòng)為0.03mm的要求.
5.兩端中心孔.
這兩端的中心孔是整個(gè)軸在加工過(guò)程中的主要基準(zhǔn)，雖無(wú)具體要求，但應(yīng)該提出較高要求，否則基準(zhǔn)精度不高，其它尺寸精度就難于保證，因此必須對(duì)其表面粗糙度嚴(yán)格控制.
6.M27×1.5，M40×1.5及其鍵槽，Φ25×3槽
這些表面的技術(shù)要求為Ra12.5，螺紋主要使Φ30，Φ40處所安裝的軸承軸向固定，采用細(xì)牙，是防松作用.另外加工時(shí)，不能過(guò)分削弱花鍵軸的強(qiáng)度.鍵槽也起防松作用，對(duì)這些加工表面沒(méi)有提高的要求.
7.右端60o的錐度
表面粗糙度為Ra12.5，作用是在安裝時(shí)起導(dǎo)向作用，便于安裝.
8.Φ14.5圓弧槽
表面粗糙度為Ra12.5，這段花鍵上所加工的槽，主要起軸向定位作用，裝配時(shí)，在該槽中安裝Φ14.5的銷(xiāo)或螺釘，安裝時(shí)起軸向定位作用，不需提出高要求.
9.兩端面
由于這兩面為非配合面，表面粗糙度為Ra12.5足夠.
10.圓角和倒角.
對(duì)于倒角，主要作用是去表面毛刺和便于安裝，對(duì)于圓弧，可要可不要，因?yàn)樽罱K為局部淬火而非全面淬火，起不到防止應(yīng)力集中(淬火產(chǎn)生的)而開(kāi)裂.
11.整個(gè)軸磨光后不應(yīng)有裂紋，刀痕的加工缺陷，如果存在，軸在工 作過(guò)程中出現(xiàn)應(yīng)力集中，而導(dǎo)致失效，在加工完全后，最好能進(jìn)行損傷處理。
主要加工表面： Φ30、Φ40軸頸，花鍵和Φ45光軸.
次要加工表面： 螺紋等其它表面。
三、分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性
從零件圖上看，該軸為中間粗，兩端細(xì)的階梯軸，因此軸上零件可分別從兩端逐個(gè)安裝，較方便。這樣的軸也便于加工，剛性較好，無(wú)需其它輔助設(shè)備就可在普通機(jī)床上粗加工出這樣的軸。該軸具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。
該動(dòng)力輸出軸徑向定位基準(zhǔn)為軸線，而在實(shí)際加工過(guò)程中也是以由兩端中心孔確定的作為加工基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原則，加工中安排了先加工中心孔后加工外圓，符合先基準(zhǔn)后其它加工面。
該動(dòng)力輸出軸的軸向定位有兩個(gè)基準(zhǔn)，一為右端面，另一為Φ45軸段的左軸的臺(tái)階面，便于加工。
綜合分析后可知，該零件加工方便，在滿足各方面的技術(shù)要求后，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)、高效等因素。
四、繪制零件圖(見(jiàn)圖)
§2.3 零件的毛坯設(shè)計(jì)
一、選材
該動(dòng)力輸出軸為大批大量生產(chǎn)，材料為40Cr，且工作時(shí)只承受扭矩 (如傳動(dòng)軸)，選用冷拉鋼，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼?
二、確定毛坯直徑
以零件最粗處進(jìn)行確定：Φ45＋各部分加工余量=Φ48.5
取毛坯直徑為Φ50。
三、繪制毛坯圖
§2.4 擬定工藝路線
一、確定各個(gè)表面的加工方法
由前面的分析可知：中心孔，Φ30、Φ40軸頸?；ㄦI和Φ45光軸為主要加工面，其余為次要加工面?，F(xiàn)根據(jù)工廠內(nèi)的現(xiàn)有設(shè)備，確定加工表面的加工方案。
１、主要加工面(Φ30、Φ40軸頸和Φ45光軸)
分析A、B、C三種
A 粗車(chē)——半精車(chē)——磨削
B 粗車(chē)——半精車(chē)——粗磨——精磨
C 粗車(chē)——半精車(chē)——精車(chē)——磨削——超精加工
由于動(dòng)力輸出軸為40Cr材料，而非有色金屬，從加工理論上看，三種加工方法均可考慮，但
A類(lèi)經(jīng)濟(jì)精度IT6——IT8級(jí)，表面粗糙度大于Ra1.6—6.3
B類(lèi)經(jīng)濟(jì)精度IT5——IT7級(jí)，表面粗糙度大于Ra0.4—3.2
c類(lèi)經(jīng)濟(jì)精度IT5級(jí)，表面粗糙度大于Ra0.1—0.8
綜合現(xiàn)有設(shè)備及三種方法達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，選B類(lèi)比較合理。這樣既保證了加工要求，又可提高效益。
2.花鍵加工
A滾齒
B插齒
C粗銑—精銑
A類(lèi)在滾齒機(jī)上能加工出花鍵齒來(lái)，能保證精度要求，但工廠內(nèi)無(wú)此設(shè)備。
B類(lèi)插齒加工由于插齒主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)，既限制了刀具速度的提高，又降低了效率。不允許。
C類(lèi)用成型銑刀加工花鍵，分度精度由專(zhuān)用分度頭來(lái)保證?？尚?。
綜合以上分析，選擇C類(lèi)方案。
3.中心孔
因?yàn)橹行目资枪ぜ诩庸み^(guò)程中的主要精度，必須對(duì)其提出較高要求，選擇鉆孔，研磨中心孔來(lái)達(dá)到這樣的要求。
4.兩端面
由于其表面粗糙度為Ra12.5，所以選擇粗銑。
5.M27×1.5螺紋及M40×1.5螺紋。
螺紋設(shè)IT8級(jí)精度設(shè)計(jì)，選擇車(chē)削加工。
6.60短圓錐
表面粗糙度為Ra12.5，僅起導(dǎo)向作用，選擇車(chē)削(寬刃成型車(chē)刀)。
7.Φ14.5圓弧槽
該圓弧槽表面粗糙度Ra12.5，選擇車(chē)削。
8.鍵槽
鍵槽作用：防松作用，用盤(pán)銑刀銑削。
9.倒角
利用45偏刀車(chē)削。
二、 工件的定位夾緊和定位基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)：以毛坯外圓作為加工的粗基準(zhǔn)，保證加工余量均勻。
精基準(zhǔn)：根據(jù)基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一兩中心孔確定的軸線作為精基準(zhǔn)。加工時(shí)，以一固定頂尖一彈簧頂尖雙頂尖的夾緊方式進(jìn)行加工，以提高加工效率，防止粗加工切削力過(guò)大而打滑，同時(shí)考慮到加工節(jié)拍，故選擇小進(jìn)給量多次走刀。半精加工和精加工時(shí)同時(shí)采用雙頂尖和雞心夾頭，保證加工要求并符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。
三、加工階段的劃分
1.粗加工：高效、快速地切削去掉大部分加工余量，比較接近于工件的形狀。
2.半精加工：調(diào)質(zhì)后進(jìn)行，再一次切除加工余量，將其它次要表面加工完畢及倒角。
3.精加工：切去少量加工余量，修整淬火后出現(xiàn)的變形，保證加工要求，安排在熱處理(淬火)后進(jìn)行。
四、制訂工藝路線
考慮到加工精度，技術(shù)要求，加工批量，工廠設(shè)備及一些實(shí)際情況，制定了如下兩種方案：
1.方案一
10 銑兩端面，鉆中心孔
20 車(chē)外圓(光一刀)
30 粗車(chē)Φ45、Φ40、Φ38、Φ30、Φ27外圓
40 粗車(chē)Φ38外圓
50 熱處理(調(diào)質(zhì))
60 修研中心孔
70 半精車(chē)Φ45、Φ40、Φ38、Φ30、Φ27外圓
80 車(chē)Φ14.5圓弧槽，60圓錐
90 粗銑花鍵
100 精銑花鍵、倒角
110 割Φ25×3槽、車(chē)螺紋
120 銑鍵槽
130 去毛刺
140 花鍵表面淬火以達(dá)圖紙要求
150 粗磨各段外圓
160 精磨各段外圓
170 磁力探傷
180 檢查
190 涂油包裝入庫(kù)
2.方案二
10 銑兩端面，鉆中心孔
20 粗車(chē)短頭外圓Φ45、Φ38
30 粗車(chē)長(zhǎng)頭外圓Φ40、Φ38、Φ30、Φ27
40 調(diào)質(zhì)處理
50 修整中心孔
60 半精車(chē)短頭外圓，切割圓弧槽，倒300角。(Φ38)
70 半精車(chē)長(zhǎng)頭外圓，切割退刀槽，車(chē)螺紋
80 銑單鍵槽(M27×1.5)
90 銑單鍵槽(M40×1.5)
100 粗銑短頭花鍵槽
110 粗銑長(zhǎng)頭花鍵槽
120 精銑長(zhǎng)頭花鍵槽
130 精銑短頭花鍵槽
140 去銳邊，修毛刺
150 高頻淬火
160 修中心孔
170 粗磨外圓表面Φ30
180 粗磨外圓(短頭) Φ38
190 粗磨外圓(長(zhǎng)頭) Φ38
200 粗磨外圓Φ40
210 粗磨外圓Φ45
220 精磨外圓表面Φ30
230 精磨外圓表面(短頭) Φ38
240 精磨外圓表面(長(zhǎng)頭) Φ38
250 精磨外圓表面Φ40
260 精磨外圓Φ45
270 探傷
280 檢驗(yàn)、包裝、入庫(kù)
3.兩種工藝方案分析及優(yōu)化。
綜合以上兩種工藝方案，方案一采用了工序集中原則，但粗加工時(shí)，粗基準(zhǔn)選用了兩次，這是不允許的。方案二盡量采用工序分散的原則，符合大批大量加工要求，并且未出現(xiàn)同一粗基準(zhǔn)使用兩次的情況，其特點(diǎn)是基準(zhǔn)統(tǒng)一，能保證中心孔在一直線上。雖然方案二在半精車(chē)外圓時(shí)采用工序集中，但考慮到生產(chǎn)節(jié)拍和現(xiàn)有設(shè)備，也可以采用。方案一一次裝夾均加工多個(gè)表面，降低了生產(chǎn)率，這在大量生產(chǎn)中不合理。兩種方案都采用粗、精加工分開(kāi)的原則，這點(diǎn)都正確。綜合以上分析，方案二合理，可行。故采用它作為正式方案。詳見(jiàn)機(jī)械加工工序卡圖。
§2.5 工序余量、工序尺寸和公差的確定
一、 徑向尺寸加工余量、工序尺寸和公差的確定
1、主要加工表面
主要加工表面
工序名稱
工序間余量mm
加工達(dá)到的
經(jīng)濟(jì)精度
工序間尺寸 mm
各工序尺寸公差
Ra
Φ
45
外
圓
精磨
0.06
IT6
Ra0.8
45+0.06=45.06
Φ45-0.0390
0.8
粗磨
0.40
IT8
Ra1.6
45.06+0.4=45.46
Φ45.06-0.0390
1.6
半精車(chē)
1.54
IT9
Ra6.3
45.46+1.54=47
Φ45.46-0.0620
6.3
粗車(chē)
3.00
IT12
Ra12.5
47+3=50
Φ47-0.250
12.5
毛坯
一般精度
Φ50-1.0-0.4
Φ
40
外
圓
精磨
0.06
IT6
Ra0.8
40+0.06=40.06
Φ40-0.0080
0.8
粗磨
0.40
IT8
Ra1.6
40.06+0.4=40.46
Φ40.06-0.0390
1.6
半精車(chē)
1.54
IT9
Ra6.3
40.46+1.54=42
Φ40.46-0.0620
6.3
粗車(chē)
8.00
IT12
Ra12.5
42+8=50
Φ42-0.250
12.5
毛坯
一般精度
Φ50-1.0-0.4
Φ
38
外
圓
精磨
0.06
IT6
Ra0.8
38+0.06=38.06
Φ38-0.050-0.025
0.8
粗磨
0.40
IT8
Ra1.6
38.06+0.4=38.46
Φ38.06-0.0390
1.6
半精
車(chē)
1.54
IT9
Ra6.3
38.46+1.54=40
Φ38.46-0.0620
6.3
粗車(chē)
10.00
IT12
Ra12.5
40+10=50
Φ40-0.250
12.5
毛坯
一般
精度
Φ50-1.0-0.4
Φ
30
外
圓
精磨
0.06
IT6
Ra0.8
30+0.06=30.06
Φ30-0.065+0.0065
0.8
粗磨
0.40
IT8
Ra1.6
30.06+0.4=30.46
Φ30.06-0.0390
1.6
半精
車(chē)
1.54
IT9
Ra6.3
30.46+1.54=32
Φ30.46-0.0620
6.3
粗車(chē)
18.00
IT12
Ra12.5
32+18=50
Φ32-0.250
12.5
毛坯
一般
精度
Φ50-1.0-0.4
2、次要加工表面
鍵槽在加工時(shí)，由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，故必須確定工序尺寸，查得M27的外徑公差為Φ27－0.268－0.032，M40的外徑公差為Φ40－0.268－0.032。
(1)確定M27的A1。
尺寸鏈為：
Al和d／2為組成環(huán)，A0為封閉環(huán)，并且
Al＝ A0－d／2＝23－13.5＝9.5
ESo＝ESA1＋Esd/2
ESA1＝Eso－ESd／2＝0.032＋0＝＋0.032mm
EIo＝ EIA1＋EId/2
EIA1＝Eio－EId/2＝－0.2＋0.134＝－0.066mm
所以，Al＝9.5－0.066＋0.032
(2)確定M40的A1。
尺寸鏈為：
同理A0為封閉環(huán)。Al，d／2為增環(huán)。
A1＝36－20＝1 6
d／2＝20－0.134＋0.032
ESo＝ESAI＋ESd／2
ESAI＝Eso－ESd／2＝0＋0.032＝0.032mm
EIo＝EIAl＋EId／2
EIAl＝EIo－EId／2＝－0.2＋0.134＝－0.066mm
所以，A1＝16－0.066＋0.032
二、軸向尺寸公差、工序尺寸的確定
因?yàn)樵诖旨庸r(shí)，軸向留有1mm的加工余量，軸向基本尺寸改變，故無(wú)必要對(duì)其軸向工序尺寸和公差精確確定，而在半精加工時(shí)，對(duì)于軸向尺寸相當(dāng)最終加工所保證的尺寸，有必要確定其軸向工序尺寸和公差。
現(xiàn)用跟蹤法確定：
1.利用跟蹤法從圖中得到尺寸鏈。
2.解尺寸鏈。
以零件圖得A05，A04，A03，A01為自由公差，一般要求自由公差按IT12一IT18要求，本人把A05， A04按IT14級(jí)公差要求確定。國(guó)標(biāo)未注公差的極限偏差規(guī)定取值。孔用H，軸用h，長(zhǎng)度用±1/2IT(即JS或Js)。得
A05＝117±0.435mm
A04＝36±0.3l mm
①解尺寸鏈(5)
把封閉環(huán)A05的尺寸公差T05按等公差原則并考慮到加工方法，經(jīng)濟(jì)精度及加工難易程度分配工序尺寸A1 A5
令T1＝(±0.30)mm
T5＝(±0.135)mm A1＝283±0. 030mm，
A5＝1664±0.135mm
按入體原則：A1＝283.3－0.600 mm
A5＝166.235－0.270 mm
②解尺寸鏈(2)
將封閉環(huán)按等公差原則，并考慮加工方法，經(jīng)濟(jì)精度和加工的難易程度，分配給工序尺寸A2，A3
令T2＝(±0.05)mm
T3＝(±0.05)mm
則A2＝15±0.05 mm
A3＝37±0.05mm
用計(jì)算法檢驗(yàn)A2的極限偏差：
在該尺寸鏈中，A02為封閉環(huán)，A2為減環(huán)，A3為增環(huán)。
ES02＝ES3－EI2
EI2＝ES3－ES02＝0.05－0＝＋0.05mm
EIo＝ES3－ES2
ES2＝ES3－EI02＝－0.05＋0.20＝＋0.15mm
所以A2＝15－0.05＋0.15mm
按入體原則： A3＝37.05－0.100mm
A2＝15.15－0.100mm
③解尺寸鏈(1)
圖中A1不是有關(guān)尺寸鏈的公共環(huán)，所以根據(jù)圖由前面計(jì)算結(jié)果得：
A1＝283.3－0.600 mm
④解尺寸鏈(6)
圖中A0不是有關(guān)尺寸鏈的公共環(huán)，所以直接由圖得
A0＝16.5－0.200mm
⑤解尺寸鏈(3)
圖中A03為封閉環(huán)，A3為減環(huán)，A5為增環(huán)
A3＝37±0.05mm
A5＝166±0.135mm
ES03＝ES5－E I3＝0.1 35＋0.05＝＋0.18/5mm
E103＝E15－ES3＝－0.135－0.05＝－0.185mm
所以 A03＝129±0.185mm
按入體原則：A03＝129.185－0.370mm
⑥解尺寸鏈(4)
A04為封閉環(huán)，A4為減環(huán)，A5為增環(huán)
A04＝36±0.31mm
A5＝166±0.135mm
ES04＝ES5－EI4
EI4＝ES5－ES04＝0.135－0.31＝－0.175mm
EI04＝ES5－ES4
ES4＝EI 5－EI04＝－0.135＋0.31＝＋0.175mm
所以A4＝130±0.175 mm
按入體原則：A4＝130.175－0.350mm
§2.6 機(jī)床及工藝裝備的確定
在花鍵軸生產(chǎn)背景下，只有CA6140車(chē)床，XA6132銑床，MBl332磨床。粗加工和半精加工包括螺紋，圓弧槽的加工，利用頂尖和雞心夾頭。銑花鍵和兩單鍵槽用專(zhuān)用分度頭實(shí)現(xiàn)，加工精度取決于夾具的精度。精加工全利用兩項(xiàng)尖和雞心夾頭在磨床上進(jìn)行，無(wú)其它輔助設(shè)施。
§2.7 確定各工序的切削用量及時(shí)間定額
工序20 銑端面 鉆中心孔 ［3］表3－13
1.銑瑞面 ［3］表11－5
ap＝2mm
f＝0.61mm／r
v＝1.5m／s＝90m／min
ns＝1000v／πdw＝1000×90／3.14×50＝573r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝560r／min
所以實(shí)際切削速度為：
v＝ πdwnw /1000＝3.14×50×560／1000＝87.92m／min
切削工時(shí)：
由于軸的兩端面需加工中心孔,故不必加工到中心?？梢匀《桅?切入l1＝3mm，切出l2＝0，l＝50／2－6／2＝25－3＝22mm
tm＝( l1＋l)／nwf＝(3＋22)／560×0.61＝0.074min
2. 鉆中心孔 ［3］表3－53
D＝3mm.
則 f＝0.03mm／r
v＝0.2m／s
ns＝1000×0.2/πdw ＝1000 ×0.2/3.14×3.0＝21.16r/s
＝1269.8r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝1120r／min
所以實(shí)際切削速度：
v＝πdwnw/1000＝3.14×3×1120／1000＝10.55m／min
切削工時(shí)：切入Ll＝2mm，l＝10mm
tm＝(Ll＋l)／nwf＝(2＋10)／1120×0.03＝0.36min
工序30 粗車(chē)短頭外圓 ［3］表3－13
1. 粗車(chē)φ45外圓 ［1］表11－5
ap ＝1.5mm
f＝0.6lmm／r
v＝1.5m／s＝90m／min
ns＝1000 ×1.5／πdw＝1000×1.5／3.14×50＝9.55r／s
＝573 r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝560 r／min
所以實(shí)際切削速度為：
v＝πdwnw/1000＝3.14×50×560／1000＝87.92m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝140mm
tm ＝( l1＋L)／nwf＝(2＋140)／560×0.61＝0.42min
2. 粗車(chē)φ38外圓 ［3］表3－13
ap＝3.5mm ［1］表11－5
f＝0.61mm／r
v＝1.5m／s＝90m／min
ns＝1000 ×1.5／πdw ＝1000×1.5/3.14×47＝9.55r／s
＝609.8r／mi n
根據(jù)機(jī)床取nw ＝560r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdwnw/1000＝3.14×47×560／1000＝82.6m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝99mm
tm ＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋99)／560×0.61＝0.296min
工序40 粗車(chē)長(zhǎng)頭外圓 ［3］表3－13
1. 粗車(chē)φ40外圓 ［1］表11－5
ap ＝4mm
f＝0.61mm／r
v＝1.5m／s＝90m／min
ns＝1000 ×90／πdw ＝1000×90／3.14×50＝9.55r／s
＝573r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝560r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdwnw/1000＝3.14×50×560／1000＝87.92m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝165mm
tm ＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋165)／560×0.61＝0.49min
2. 粗車(chē)φ38外圓 ［3］表3－13
ap ＝1mm ［1］表11－5
f＝0.61mm／r
v＝1.5m／s＝90m／min
ns＝1000 ×90／πdw ＝1000×90／3.14×42＝682r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝710r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdwnw/1000＝3.14×42×710／1000＝93.63m／min
切削工時(shí)： 。
切入l1＝2mm，L＝129mm
tm ＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋129)／710×0.61＝0.3min
3.粗車(chē)φ30外圓 ［3］表3－13
ap ＝4mm ［1］表11－5
f＝0.61mn／r
v＝1.5m／s＝90m／min
ns＝1000 ×90／πdw ＝1000×90／3.14×40＝716r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝710r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdwnw/1000＝3.14×40×710／1000＝89.18m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝36mm
tm ＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋36)／710×0.61＝0.088min
4.粗車(chē)φ27外圓 ［3］表3－13
ap ＝1.5mm ［1］表11－5
f＝0.61mm／r
v＝1.5m／s＝90m／min
ns＝1000 ×90／πdw ＝1000×90／3.14×32＝895r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝900r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdwnw/1000＝3.14×32×900／1000＝90.43m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝14mm
tm ＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋14)／900×0.61＝0.029min
工序50 調(diào)質(zhì)處理
工序60 修整中心孔tm＝60s＝1 min ［3］表3－53
工序70 半精車(chē)短頭外圓，切割圓弧槽，倒300倒角。
1. 半精車(chē)φ38外圓 ［1］表11－2
ap ＝0.77mm
f＝0.3mm／r
v＝l00m／min
ns＝1000 ×v／πdw ＝1000×100／3.14×40＝796r／min
根據(jù)機(jī)床取 nw ＝710r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×40×710／1000＝89.18m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝100.5mm
tm ＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋100.5)／710×0.3＝0.48min
２、車(chē)φ14.5外圓 ［3］表3－17
取B＝14.5mm
d＝38.46mm
f＝0.08mm／r
v＝1.67m／s＝100m／min
ns＝1000 ×v／πdw ＝1000×100／3.14×38.46＝828r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝900r／mi n
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×38.46×900／1000＝108.69m／min
切削工時(shí)： ’
切入l1＝2mm，L＝38.46/2－33/2＝2.73mm
tm ＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋2.73)／900×0.08＝0.066mi n
３、車(chē)30o倒角 ［3］表3－17
取B＝8mm
f＝0.09mm／r
v＝1.67m／s＝l00m／min
ns＝1000 ×v／πdw －＝1000× 100／3.14 ×38.46＝828r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝900r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14× 38.46×900／1000＝108.69m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝38.46/2－29.9/2＝4.28mm
tm ＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋4.28)／900×0.09＝0.076min
工序80： 半精車(chē)長(zhǎng)頭各外圓，切割退刀槽
1. 半精車(chē)M27外圓 ［1］表11－2
ap＝0.5mm
f＝0.3mm／r
v＝100m／min
ns＝1000 ×v／πdw＝1000 ×100／3.14×29＝1098r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝1120r／mi n
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×29×l 120／1000＝101.99m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝15mm
tm＝( l1＋L)／nwf ＝(2＋15)／1120×0.3＝0.05min
2. 半精車(chē)φ30外圓 ［1］表11－2
ap ＝0.77mm
f＝0.3mm／r
v＝100m／min
ns＝1000 ×v／πdw ＝1000×l00／3.14×32＝995r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝900r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×32×900／1000＝90.4m／min
切削工時(shí)：
切入l＝22mm
tm ＝l／nw f＝22／900×0.3＝0.08mi n
３、半精車(chē)φ38外圓 ［1］表11－2
ap ＝0.77mm
f＝0.3mm／r
v＝100m／min
ns＝1000 ×v／πdw ＝1000×100／3.14×40＝796r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝710r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14 ×40 ×710／1000＝89.18m／min
切削工時(shí)：
切入l＝93mm
tm ＝l／nw f ＝93／710×0.3＝0.44min
4. 半精車(chē)φ40外圓 ［1］表11－2
ap ＝0.77mm
f＝0.3mm／r
v＝100m／min
ns＝1000 ×v／πdw ＝1000×100／3.14×42＝758r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝710r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×42×710／1000＝93.6m／min
切削工時(shí)：
切入l＝36mm
tm ＝l／nw f ＝36／710×0.3＝0.17min
5. 半精車(chē)φ45外圓 ［1］表11－2
ap ＝0.77mm
f＝0.3mm／r
v＝100m／min
ns＝1000 ×v／πdw ＝1000 ×100／3.14×47＝677r／mi n
根據(jù)機(jī)床取nw＝710r／mi n
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14 ×47×710／1000＝104.78m／min
切削工時(shí)：
切入l＝18mm
tm ＝l／nw f ＝18／710×0.3＝0.085min
6. 車(chē)M27×1.5外圓 ［1］表11－2
ap ＝0.5mm
f＝0.3mm／r
v＝100m／min
ns＝1000 ×v／πdw ＝1000×100／3.14×28＝1137.4r／mi n
根據(jù)機(jī)床取nw＝1120r／min
所以實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×28×1120／1000＝98.47m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝15mm
tm ＝( l1＋L)/nw f ＝(2＋15)／1120×0.3＝0.05min
７、M40×1.5外圓 ［1］表11－2
ap ＝0.23mm
f＝0.3mm／r
v＝l00m／min
ns＝1000 ×v/πdw ＝1000×100/3.14×40.46＝787.13r/min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝710r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw/1000＝ 3.14×40.46×710/1000＝90.2m/min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝17mm
tm ＝( l1＋L)/nw f ＝(2＋17)/710×0.3＝0.089min
８、割槽 ［3］表3－16
刀寬 B＝3mm
刀頭長(zhǎng)度A＝20mm
f＝0.14mm／r
v＝100m／min
ns＝1000 ×v／πdw ＝1000×l00／3.14×27＝1179r／min
根據(jù)機(jī)床取nw ＝1120r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×27×1120／1000＝94.95m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝(27－25)/2＝1mm
tm ＝( l1＋L)/nw f ＝(2＋1)／1120×0.14＝0.019min
9. 車(chē)M27×1.5螺紋 ［3］表3－58
n＝3
v＝2.266m／s＝135.96m／min
ns＝1000×v／πdw ＝1000×135.96／3.14×27 ＝1603r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝1400r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×27×1400／1000＝118.69m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝3mm，切出l2＝1.5mm，l＝12mm，n＝3
tm ＝( l1＋l2＋L)/nw f ＝(3＋1.5＋12)×3/1400×1.5
＝0.024min
10. 車(chē)M40×1.5螺紋 ［3］表3－58
n＝3
v＝2.266m／s＝l 35.96m／min
ns＝1000×v／πdw ＝1000×135.96／3.14×40＝1082r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝1120r／min
所以 實(shí)際切削速度為：
v＝πdw nw／1000＝3.14×40×1120／1000＝140.67m／min
切削工時(shí)：
切入l1＝3mm，L＝17mm，n＝3
tm ＝( l1＋ L)/nw f ＝(3＋17)×3／1120×1.5＝0.036min
工序90 銑單鍵槽(M27×1.5)
刀具材料：硬質(zhì)合金
工件：40Cr調(diào)質(zhì)，HB230—290 ［3］表3－30
v銑刀＝1.2m／s＝72m／min ［3］表3－28
ap ＝0.1mm／z
f＝0.6mm／r
ns＝1000×v／πdw ＝1000×72／3.14×40＝573r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝560r／mi n
所以 實(shí)際銑刀切削速度為：
v刀＝πdw nw／1000＝3.14×40×560／1000＝70.3m／min
f＝0.6×560＝336mm／min
取 f＝300mm／min
則實(shí)際進(jìn)給量為：
f＝300／560＝0.54mm／r
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm, L＝14mm
tm ＝( l1＋ L)/ f ＝(2＋14)／300＝0.053min
工序100 銑M40×1.5槽
切削用量用前一工序
刀具材料：硬質(zhì)合金
工件：40Cr調(diào)質(zhì)，HB230－290
v銑刀＝1.2m／s＝72m／min
ap ＝0.1mm／z
f＝0.6mm／r
ns＝1000×v／πdw ＝1000×72／3.14×40＝573r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝560r／min
所以 實(shí)際銑刀切削速度為：
v刀＝πdw nw／1000＝3.14×40×560／1000＝70.3m／min
f＝0.6×560＝336mm／mi n
取 f＝300mm／min
則實(shí)際進(jìn)給量為： .
f＝300／560＝0.54mm／r 。
切削工時(shí)：
切入l1＝2mm，L＝15mm
tm ＝( l1＋ L)/ f ＝(2＋15)／300＝0.057min
工序110 粗銑短頭花鍵槽
1、加工條件：
工件材料: 40Cr調(diào)質(zhì)，HB230－290
加工要求：成型銑刀銑花鍵槽Ra＝6.3
機(jī)床： X6132
刀具： 花鍵成型銑刀。材料YT15
2、計(jì)算切削用量 ［3］表3－29
ae＝6.795mm
ap＝3mm
af＝0.1mm
v＝Cv×d02v／G01－M×TM×aexv×af yv×ap uv×zpv
?。?13×700.65／600.5×78000.5×6.7950.32×0.10.18×80.23
?。?.8m／s ［3］表3－27
＝228m／min ［3］表3－28
ns＝l000v／πdw＝1000×228／3.14×70＝1037.45r／min
根據(jù)機(jī)床取nw＝950r／min
所以 實(shí)際銑刀切削速度為：
v刀＝πdw nw／1000＝3.14×70×950／1000＝208.8m／min
fs＝af×z＝8×0.1＝0.8mm／r＝0.8×950＝760mm／min
根據(jù)機(jī)床取
fw＝750mm／min
所以 實(shí)際f＝750／950＝0.79mm／r
af＝0.79／8＝0.099mm／z
３、切削工時(shí)：
單槽：11＝l０mm. L＝78mm
tm單＝(11＋L)／f＝(10＋78)／750＝0.12min
所以實(shí)際tm＝z tm單＝8×0.12＝0.96min
４、切削功率 ［3］表3－25
Fz＝9.81CFz×ae0.86×af0.72×d0－0.86×ap×z
CFz＝68.3
Fr＝9.81×68.3×6.7950.86×0.10.72× 70－0.86× 3×8＝412.3N
KFz＝(δb／0.736)0.3＝(0.735／0.736)0.3＝0.999
Fz＝ Fz×Kfz ＝412.3×0.999＝412N
切削時(shí)走刀抗力FH＝(1.0－1.2) Fz
取FH＝＝1.2×412＝494.4N
功率：PM＝ Fz v＝494.49×3.8＝1565.6W＝1.565KW
工序120 粗銑長(zhǎng)頭花鍵槽
車(chē)工序的切削用量與上一工序相同
根據(jù)機(jī)床取n＝950r／min
f＝750m／min
切削工時(shí)：
單槽：l1＝l0mm. L＝85mm
tm＝tm單×z＝( l1＋L)×z／f＝(10＋85)×8／750＝1.013min
工序130 粗銑長(zhǎng)頭花鍵槽，并倒角 ［3］表3－28
ap＝3mm
af＝0.05mm
據(jù)經(jīng)驗(yàn)：n＝1180r／min ‘
所以切削速度為：
v ＝πdw nw／1000＝3.14×70×1180／1000＝259.36m／min
f＝0.05×8× 1180＝472mm／min 。
據(jù)機(jī)床?。篺w＝475mm／min
所以 實(shí)際af ＝475／8×1180＝0.0503mm／z
切削工時(shí)
11＝l0mm L＝85mm
tm＝8×(11＋L)／f＝8×(10＋85)／475＝1.6min
工序140 精銑短頭花鍵槽，并倒角
車(chē)工序的切削用量與上一工序相同
根據(jù)機(jī)床取n＝1180r／min
v＝259.36m／min
f＝475mm／mi n
切削工時(shí)：
取 l1＝l0mm
L＝78mm
tm＝tm單×z ＝( l1＋L)×z／f＝(10＋78) ×8／475＝1.48min
工序150 去銳邊
工序160 高頻淬火
工序170 修研中心孔tm＝60s＝lmin ［3］表3－53
工序180 粗磨外圓φ30
v＝0.3m／s
fv＝0.02mm／r ［3］表3－101
ns＝1000v/πdw＝1000×0.3/3.14×30.46＝3.14r/s＝188r/min
根據(jù)機(jī)床取nw＝170r／min ［3］表3－106
所以實(shí)際工作速度為：
v ＝πdw nw／1000