本 科 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）題 目 減速器箱體加工工藝及夾具設計 專 業(yè) 學生姓名 班 級 學 號 指導教師 二〇 年 月 日本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁目 錄1 引言 .12 生產(chǎn)綱領 .32.1 計算生產(chǎn)綱領決定生產(chǎn)類型32.2 計算生產(chǎn)節(jié)拍43 零件的分析 .53.1 零件的作用53.2 零件的工藝分析53.2.1 以箱體結合面為中心的加工表面.53.2.2 以軸承孔為中心的加工表面.53.2.3 以其他平面為中心的加工表面.53.2.4 以孔 ф58mm 為中心的加工表面 53.2.5 以其他表面為加工表面.54 工藝規(guī)程設計 .74.1 確定毛坯的制造形式74.2 基面的選擇74.2.1 基準的概念及其分類.84.2.2 基準問題的分析.84.2.3 定位基準的選擇.84.3 制訂工藝路線94.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定124.5 確定切削用量及基本工時125 鏜孔夾具設計.325.1 研究原始質(zhì)料325.2 定位、夾緊方案的選擇325.3 切削力及夾緊力的計算325.4 誤差分析與計算335.5 夾緊裝置的選用345.6 夾具設計及操作的簡要說明346 銑側面夾具設計.356.1 指出存在的問題356.2 夾具設計35結束語.44致 謝.45參 考 文 獻.46齊齊哈爾工程學院畢業(yè)設計（論文）III摘要本設計是基于減速器箱體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。汽車轉向杠桿零件的主要加工表面是平面和孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段，以保證加工精度。主要加工工序是第一個支持孔定位加工出頂平面，然后頂平面和孔的位置的孔加工工藝配套系列。在后續(xù)工序中除與頂平面定位技術和加工其他孔與平面的個體的過程。利用坐標鏜削加工孔。一般整個工藝的選擇。專用夾具的夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機構不能自鎖，因此生產(chǎn)效率高，適合于大批量、流水線上加工，能夠滿足設計要求。關鍵詞：減速器箱體類零件；工藝；夾具；本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 35 頁AbstractThis design is dedicated fixture design process planning and some of the gear unit housing components based processes. Automobile steering lever parts of the main processing surface is planar and holes. In general, to ensure the plane precision than ensure precision easy. Therefore, the design follows the principles of the first surface after hole. Processing and clear hole and the plane is divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. The main processing steps are the first to support the positioning hole machining a top plane and the top plane and the position of the hole hole process supporting series. In a subsequent step, in addition to other plane positioning technology and processing with the top hole and the plane of the individual process. Coordinates boring holes. Usually the whole process of selection. Special fixture jig clamping multi-use pneumatic clamping, gripping, reliable, self-locking mechanism can not, therefore high efficiency, suitable for high-volume, on processing lines, to meet the design requirements.Keywords: Reducer box parts; crafts; jig本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 35 頁1 引言四年的大學生活接近尾聲時，我們進行了為期近四個月的畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是對大學四年來我們所學到的基礎知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結與綜合運用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機會，而且畢業(yè)設計也是大學教學的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認真踏實地做好這次畢業(yè)設計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設計還可以培養(yǎng)我們獨立思考，開發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應社會也有很大的幫助。機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設水平的主要標志之一。這是因為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術的現(xiàn)代化程度，都會通過機械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機器，是由于機器既能承擔人力所不能或不便進行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。機械工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各個部門提供技術裝備和促進技術改造的重要任務，在現(xiàn)代化建設的進程中起著主導和決定性的作用。所以通過大量設計制造和廣泛使用各種各樣先進的機器，就能大大加強和促進國民經(jīng)濟發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設。機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學畢業(yè)的機械工程及自動化專業(yè)的學生，要進行對本專業(yè)所學習的知識進行綜合的運用和掌握，為此我們要進行畢業(yè)設計，要自己動手進行思考問題，為社會主義現(xiàn)代化建設的發(fā)展貢獻力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價值的第一步。本次設計是根據(jù)生產(chǎn)的要求，設計曲軸箱泵體的加工工藝設計夾具。所用機床主要是銑床、鉆床以及加工中心等。本次設計要求是單班制年產(chǎn) 2 萬臺；夾具設計本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 35 頁須定位準確，夾緊可靠。以及節(jié)約勞動力，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的效率。但由于本人的水平有限，結合生產(chǎn)實際應用設備的能力有限，故沒有能夠做到很詳細的設計，而且還有許多地方有待改進，請老師給以指導和批評 [1]。本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 35 頁2 生產(chǎn)綱領2.1 計算生產(chǎn)綱領決定生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領是企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。 （計劃期常為一年，所以生產(chǎn)綱領也稱年產(chǎn)量。 ）如附圖所示的曲軸箱泵體，該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 2 萬臺,設備品率為 17%機械加工廢品率為 0.5%,現(xiàn)制定該零件的機械加工工藝流程。技術要求；(1) 鑄件尺寸公差按 GB6414-1999CT 要求；(2) 未注鑄造圓角 R1～2,拔模斜度 1o30',未注倒角 1ⅹ45 o,未注壁厚 2；(3) 鑄件技術條件 JB2702-80-II-~Y2 要求；(4) 在(30～40)ⅹ10 4Pa 壓力下作水壓試驗 1min,不得漏水和浸潤；(5) 表面噴丸處理；(6) 硬度≥HB80,試樣抗拉強度 σ b≥270MPa；(7) 壓鑄件材料為 ADC12；(8) 帶*標記的螺孔及底孔根據(jù)配套要求加工。生產(chǎn)綱領 NN=Qn(1+a%+b%)=20000ⅹ(1+17%+0.5%)=23500(件/年)年產(chǎn)量為 23500(件/年)，現(xiàn)通過計算, 生產(chǎn)綱領對工廠的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織有著決定性的作用，包括各工作點的專業(yè)化程度，加工方法，加工工藝設備和工裝等。同一種產(chǎn)品，生產(chǎn)綱領不同也會有完全不同的生產(chǎn)過程和專業(yè)化程度，即有著完全不同的生產(chǎn)組織類型。根據(jù)生產(chǎn)專業(yè)化程度的不同，生產(chǎn)組織類型可分為單件生產(chǎn)，成批生產(chǎn)，和大量生產(chǎn)三種，其中成批生產(chǎn)可分為大批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)，下表 1 是各種生產(chǎn)組織管理類型的劃分，從工藝特點上看單件生產(chǎn)與小批生產(chǎn)相近，大批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)相近，因此在生產(chǎn)中一般按單件小批，中批，大批大量生產(chǎn)來劃分生產(chǎn)類型，這三種類型有著各自的工藝特點。表 1 生產(chǎn)組織管理類型的劃分本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 35 頁零件年生產(chǎn)類型（件/年）生產(chǎn)類型重型機械 中型機械 輕型機械單件生產(chǎn) ≦5 ≦20 ≦100小批生產(chǎn) ＞5～100 ＞20～200 ＞100～500中批生產(chǎn) ＞100～300 ＞200～500 ＞500～5000大批生產(chǎn) ＞300～1000 ＞500～5000 ＞5000 ～30000大量生產(chǎn) ＞1000 ＞5000 ＞50000所以綜上所述，根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領的關系，可以確定該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) [2]。2.2 計算生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍=22 天 12 個月 8 小時 60 分 單雙班 90%/生產(chǎn)綱領???=22 12 8 60 1 90%/20000=5.7 分鐘?本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 35 頁3 零件的分析3.1 零件的作用箱體是各類機器的基礎零件，它將機器和部件中的軸、套、齒輪等有關零件連接成一個整體，并使之保持正確的位置，以傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。因此，箱體的加工質(zhì)量直接影響機器的性能、精度和壽命 [3]。3.2 零件的工藝分析箱體零件的零件圖中規(guī)定了一系列技術要求：（查表 1.4-28《機械制造工藝設計簡明手冊》 ） ，箱體共有三組加工面，它們之間有一定的要求。現(xiàn)分析如下：3.2.1 以箱體結合面為中心的加工表面這組加工表面包括：箱體結合面、銑鉸孔 ф58、攻絲 3XM5 以及兩個銷孔，其中，主要加工表面為箱體結合面。3.2.2 以軸承孔為中心的加工表面這組加工表面包括：ф50mm 軸承孔、鉆螺紋底孔 4-ф11、銑端面、點火器搭子端面兩大面罩螺栓固定搭子端面、攻絲 4XM5、各孔口倒角 1×45。3.2.3 以其他平面為中心的加工表面這組加工表面包括：鉆孔 4-ф16、攻絲 M5。3.2.4 以孔 ф58mm 為中心的加工表面這組加工表面包括：孔端面、M5 的螺紋孔。3.2.5 以其他表面為加工表面鉆 4-ф16 的底孔、攻絲 M53.2.6 以其他表面為加工表面鉆斜孔￠8 的通孔3.2.7 這六組加工表面之間有一定的要求，主要是：(1) 結合面必須位于距離為公差值 0.04mm 的兩平行平面內(nèi)；(2) 結合面必須位于距離為公差值 0.08mm，且與基準線 A（軸承孔 ф50mm 端面）成理論正確角度 35o 的兩平行平面之間；(3) 銷孔必須位于直徑為公差值 0.05mm 的孔內(nèi)，該孔位于相對于基準 F（結合面） 、A（軸承孔端面）及 C（底座軸線）所確定的理想位置上；本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 共 35 頁(4) 保證孔端面距軸承孔端面(56.2±0.1)mm；(5) 保證尺寸 86.1 mm 和(45±0.05)mm；由以上分析可知，對于這六組加工表面而言，可以先加工箱體結合面，然后借助于專用夾具對另外兩組進行加工，并保證它們之間的精度要求 [1]。本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 35 頁4 工藝規(guī)程設計對于機器中的某一零件，可以采用多種不同的工藝過程完成。在特定條件下，總存在一種相對而言最為合理的工藝規(guī)程，將這工藝規(guī)程用工藝文件形式加以規(guī)定，由此得到的工藝文件統(tǒng)稱工藝規(guī)程 [2]。工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備、生產(chǎn)組織、計劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導工人操作的主要技術文件，也是工廠和車間進行設計或技術改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制訂須嚴格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善 [3]。(1) 根據(jù)機械加工工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準備（包括技術準備） 。在產(chǎn)品投入生產(chǎn)以前，需要做大量的生產(chǎn)準備和技術準備工作，例如，技術關鍵的分析與研究；刀、夾、量具的設計、制造或采購；設備改裝與新設備的購置或定做等。這些工作都必須根據(jù)機械加工工藝規(guī)程來展開。(2) 機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計劃、調(diào)度、工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)。(3) 新建或擴建車間（或工段） ，其原始依據(jù)也是機械加工工藝規(guī)程。根據(jù)機械加工工藝規(guī)程確定機床的種類和數(shù)量，確定機床的布置和動力配置，確定生產(chǎn)面積的大小和工人的數(shù)量等 [3]。4.1 確定毛坯的制造形式鑄造性能所涉及的主要是鑄件的質(zhì)量問題，鑄件結構設計時，必須充分考慮適應合金的鑄造性能?？s孔，縮松，裂紋，冷隔，澆不足、氣孔等多種鑄造缺陷，造成鑄件很高的廢品率 [3]。零件材料為?？紤]到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于箱體年產(chǎn)量為 2 萬臺，已達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，再者，考慮到鑄造方法生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短、適合批量生產(chǎn)，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應該的。為了消除壓鑄后的殘余應力，在壓鑄完成后的將鑄件低溫加熱過程中使合金產(chǎn)生強化，以消除應力即人工時效 [1]。4.2 基面的選擇基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 共 35 頁使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高，否則，加工工藝規(guī)程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行 [1]。4.2.1 基準的概念及其分類基準是指確定零件上某些點，線，面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，或者說是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面 [3]。按其作用的不同，基準可分為設計基準和工藝基準兩大類。設計基準是指零件設計圖上用來確定其他點，線，面位置關系所采用的基準。工藝基準是指在加工或裝配過程中所使用的基準。工藝基準根據(jù)其使用場合的不同，又可分為工序基準，定位基準，測量基準和裝配基準四種。(1) 工序基準 在工序圖上，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸，形狀，位置的基準，及工序圖上的基準。(2) 定位基準 在加工時用作定位點基準。它是工件上與夾具定位元件直接接觸的點，線，面。(3) 測量基準 在測量零件已加工表面的尺寸和位置時所采用的基準(4) 裝配基準 裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準。4.2.2 基準問題的分析分析基準時，必須注意以下幾點：(1) 基準是制訂工藝的依據(jù)，必須是客觀存在的。當作為基準的是輪廓要素，如平面，圓柱面等時，容易直接接觸到，也比較直觀。但是有些作為基準的是中心要素，如圓心，球心，對稱軸線等時，則無法觸及，然而它們卻也是客觀存在的。(2) 當作為基準的要素無法觸及時，通常由某些具體的表面來體現(xiàn)，這些表面稱為基面。如軸的定位則可以外圓柱面為定位基面，這類定位基準的選擇則轉化為恰當?shù)剡x擇定位基面的問題。(3) 作為基準，可以是沒有面積的點，線以及面積極小的面。但是工件上代表這種基準的基面總是有一定接觸面。(4) 不僅表示尺寸關系的基準問題如上所述，表示位精度的關系也是如此 [1]。4.2.3 定位基準的選擇選擇定位基準時應符合兩點要求：(1) 各加工表面應有足夠的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合設計要求；本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 共 35 頁(2) 定位基準應有足夠大的接觸面積和分布面積，以保證能承受打打切削力，保證定位穩(wěn)定可靠。定位基準可分為粗基準和精基準。若選擇未經(jīng)加工的表面作為定位基準，這種基準被稱為粗基準。若選擇已加工的表面作為定位基準，則這種定位基準稱為精基準。粗基準考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，而精基準考慮的重點是如何減少誤差。在選擇定位基準時，通常是保證加工精度要求出發(fā)的，因而分析定位基準選擇的順序應從精基準到粗基準 [1]。(1) 精基準的選擇。選擇精基準的目的是使裝夾方便正確可靠，以保證加工精度。主要應該考慮基準重合和統(tǒng)一基準的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。按照有關的精基準選擇原則（基準重合原則；基準統(tǒng)一原則；可靠方便原則） ，為了加工精基準面才選擇了粗基準面。對于本箱體，我是以毛坯孔為粗基準來加工箱體結合面的。先保證精基準的表面粗糙度，可以以結合面作為統(tǒng)一的基準。在以后的加工過程中精度就會得到提高。利用以及定位并夾緊，可達到完全定位及夾緊的目的。(2) 粗基準的選擇。對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內(nèi)應力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設備等。而箱體零件一般都選擇重要孔（如主軸孔）為粗基準，但隨著生產(chǎn)類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準的共建裝夾方式是不同的。大批生產(chǎn)時，毛坯精度較高，可直接以主軸孔在夾具上定位，采用專用夾具裝夾，但對本箱體來說，如果以軸承孔作為基準，則無法合理地加工出所要加工的箱體結合面，按照有關粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以不加工表面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應以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)取以毛坯孔定位，定位并夾緊作為粗基準，利用孔定位銷 ф58 使毛坯孔定位；定位并夾緊；利用螺栓頂住缸體結合面的側翼，以消除六個自由度，從而達到完全定位 [5]。本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 共 35 頁4.3 制訂工藝路線擬訂零件的機械加工工藝路線是制訂工藝規(guī)程的一項重要工作，擬訂工藝路線時主要解決的問題有：選定各加工表面的加工方法；劃分加工階段；合理安排各工序的先后順序；確定工序的集中和分散程度 [6]。制訂工藝路線時需要考慮的主題要問題有：怎樣選擇定位基準，怎樣選擇加工方法，怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗等工序。而制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可考慮采用加工中心配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降 [6]。工藝路線一1. 鑄造，去除澆口、毛刺、飛邊。2. 噴砂。3. 鑄檢。4. 加工箱體結合面、鉆 6-ф48mm 的孔。5. 加工銷孔、軸承孔、攻絲 M6。6. 加工孔、并透 4-ф11mm 孔。7. 加工孔。8. 加工 ф50 孔。9. 加工 ф55 孔。10. 去刺、清洗、檢入庫。工藝路線二1.按圖鑄造2.清砂3.按毛坯二級精度檢驗4.時效 HBS187-2205.粗銑底面保尺寸 1246.粗銑頂面保尺寸 567.粗銑臺階面保尺寸 39本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 共 35 頁8.粗鏜后端面保尺寸 1119.粗鏜孔保尺寸 ф5810.粗鏜端面保尺寸 11111.粗鏜左右各縱向孔保尺寸 ф7612.調(diào)頭粗鏜端面保尺寸 11013.調(diào)頭精鏜左右各縱向孔保尺寸 ф4814.精鏜端面保尺寸 10915.精鏜左右各縱向孔保尺寸 ф7516.調(diào)頭精鏜端面保尺寸 6717.調(diào)頭精鏜左右各縱向孔保尺寸 ф5018.精鏜端面保尺寸 5519.精鏜孔保尺寸 ф5520.鉆底面 4-ф11 孔保尺寸?1121.鉆側面 3-M6 孔鉆至 522.分別對上述螺紋孔 M6 攻絲23.孔口倒角24.鉆橫向 6×M6 孔鉆至 525.孔口倒角26.分別對上述螺紋孔按要求攻絲27.孔口倒角28.鉆頂面孔 4×3XM5 鉆至29.孔口倒角30.分別對上述螺紋孔按要求攻絲31.锪臺階面，鉆 M6 底孔至?532.分別對上述螺紋孔按要求攻絲33.孔口倒角34.加工 M6-7H 的沉孔 4-ф16 深 135.鉆锪側底面 M6-7H 的通孔先鉆至 536.分別對上述螺紋孔按要求攻絲37.孔口倒角本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 共 35 頁38.锪平孔 φ2039.鉆擴 M5 的斜孔先鉆至 φ7.540.分別對上述螺紋孔按要求攻絲41.孔口倒角4.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定曲軸箱泵體的材料為硬度≥HB80，試樣抗拉強度 σ b≥270Mpa 。生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用高壓澆注毛坯 [7]。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。4.5 確定切削用量及基本工時在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時間稱為時間定額。合理的時間定額能促進工人的生產(chǎn)技能和技術熟練程度的不斷提高，調(diào)動工人的積極性，從而不斷促進生產(chǎn)向前發(fā)展和不斷提高勞動生產(chǎn)率。時間定額是安排生產(chǎn)計劃、成本核算的主要依據(jù)，在設計新廠時，又是計算設備數(shù)量、布置車間、計算工人數(shù)量的依據(jù) [2]。工序 I： 鑄造，去除澆口、毛刺、飛邊。工序 II： 噴砂。工序 III：鑄檢。工序 IV ：銑端面加工銷孔、軸承孔、攻絲 3XM5。選用加工中心 VF-O。本工序采用查表法和計算法確定切削用量。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度 σ b≥270Mpa、高壓澆注。刀具：復合刀，加長立銑刀，中心鉆，直鉆，銑鉸刀。刀具材料：高速鋼（YT15） 。(2) 計算切削用量銑曲軸箱結合面銑端面(a) 已知箱體結合面毛坯厚度方向的加工余量為 Z=1.5mm，但考慮到箱體結合面毛坯長度方向不是規(guī)則形狀，因此可以把其考慮為長方形的形狀考慮，又由于高壓澆注的毛坯精度本身就較高，所以只要加工一次就行， ap =1.5mm 計。本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 共 35 頁(b) 進給量 根據(jù)?切削用量簡明手冊?表 3.5，當要求達到表面粗糙度 Ra=f1.6um 時，圓柱銑刀每轉進給量 =0.4mm/r～0.6mm /r，而用于盤銑刀時進給量應f該減小一半， =0.2mm/r～0.3mm/r 。fkv （4-vvpueyxpmoVZafTqdC?1）(a) 已知銷孔孔口毛坯厚度方向的加工余量為 Z=1.0mm，公差為 0.3mm，考慮到其表面粗糙度要求為 Ra 的最大允許值為 6.3um，參照?機械制造工藝學?表 1-12，只要粗刮加工，此時直徑余量 2Z=1.5mm 已能滿足加工要求。所以只要加工一次就行， ap =1.5mm 計。(b) 進給量 根據(jù)?機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 ?表 2.44, =0.39mm/rf f(c) 切削速度 （見《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表 2.44）, =60m/minv(d) 確定主軸速度 根據(jù) 4-2 式，（4-wdvn?10?2）≈2123r/min96010???wdvn因為選取的機床是加工中心,按機床選取 =2123 r/min。所以實際切削速度n=60m/min.v(e) 切削工時，（4-nflt21??3）根據(jù) 4-3 式，本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 共 35 頁nflt21??式中： mm， mm， mm5.7?l51l02l所以，= mmfnlltw??21 02.39.57??鏜 ф50mm 軸承孔(a) 已知軸承孔毛坯厚度方向的加工余量為 Z=1.5mm，考慮到軸承孔的形狀規(guī)則，可以用復合刀加工，盡管高壓澆注的毛坯精度本身較高，但在此工序需要經(jīng)過半精鏜-精鏜加工才能達到 Ra 的最大允許值為 0.8um 的精度要求。所以， 半精鏜：2Z=1.1mm 單邊余量 Z=0.55mm 一次鏜去全部余量， ap =0.55mm 精鏜：2Z=0.2mm 單邊余量 Z=0.1mm 一次鏜去全部余量，ap =0.1mm (b) 進給量 根據(jù)?機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 ?表 3.24，當要求達到表面粗糙f度 Ra=0.8um 時，粗鏜每轉進給量 =0.39mm/r，精鏜每轉進給量 =0.013mm/rf f(c) 計算切削速度 按?機械加工切削數(shù)據(jù)手冊?表 3.9，粗加工時的切削速度為 =46m/min，精加工時的切削速度為 =230m/min。v v(d) 確定機床主軸轉速根據(jù) 4-2 式，半精鏜加工時的機床主軸轉速： ≈516r/min4.28610???wdvn精鏜加工時的機床主軸轉速： ≈2579r/min.3w因在加工中心上加工，所以無需考慮機床主軸轉速沒有這一擋。(e) 切削工時， 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 共 35 頁根據(jù) 4-3 式， nflt21??式中： mm， mm， mm25?l51l2l所以，半精鏜切削工時，切削工時：= minnfllt??21 159.03.562??精鏜切削工時，切削工時：= minfnllt21 954.013.5792所以鏜 ф50mm 軸承孔的總切削工時 t =0.159+0.954=1.113min。所以,孔口￠8mm 孔口的總切削工時為 t=1.04 2=2.08min?鉆孔 ф55(a) 進給量 根據(jù)《 機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.18mm/rf f(b) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/minv(c) 確定主軸速度 根據(jù) 4-2 式，≈955 r/min10310???wdvn因為選取的機床是加工中心,根據(jù)機床相關要求選取 n=955r/min。所以實際切削速度 =30m/min。v(d) 切削工時，根據(jù) 4-3 式， nflt21??式中： mm， mm， mm13?l51l02l本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 共 35 頁所以，= mmfnlltw??21 105.8.953??所以，鉆凸輪軸孔的總切削工時 t=0.105min鉆削孔 3XM5 底孔 ф48(a) 已知需加工的銷孔加工余量為 Z =1.0mm,公差為 0.3mm,則 ap =1.0mm,加工一次就可以滿足要求。(b) 進給量 根據(jù)《 機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表 2.4, =0.18mm/rf f(c) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表 2.4, =30m/minv(d) 確定主軸速度 根據(jù) 4-1 式，≈1426 r/min7.63010???wdvn(e) 切削工時，根據(jù) 4-3 式， nflt21??式中： mm， mm， mm20?l51l02l所以，= minnfllt?21 97.18.0465??所以，鉆削孔 ф48 通,3XM5 底孔 ф48 的總切削工時 t =0.097 2=0.194 min?銑鉸銷孔 4-ф11mm(a) 根據(jù)曲軸箱泵體工序過程卡有關資料介紹，在鉸孔時，進給量 取f0.18mm/r，即 =0.18mm/r， =30m/minfv(b) 確定主軸速度根據(jù) 4-2 式，本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 共 35 頁≈1194r/min83010???wdvn根據(jù)有關資料介紹，由于選取的機床是加工中心,根據(jù)加工中心的相關要求選取 n =1194r/min。所以實際切削速度 =30m/min。v(c) 切削工時計算：根據(jù) 4-3 式，=fnllt??21 min058.1.9457??所以，銑鉸銷孔 4-ф11mm 深 13 的總切削工時 t =0.058 2=0.116min?攻絲 3XM5mm(a) 切削速度的計算 參照有關手冊可知刀具壽面 T =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,所以,R =0.2m/s=12m/min所以 r/min382?n由于仍在加工中心上加工,所以按相關要求選取 r/min 則315?n切削速度m/min （4-9.1035???ndvw4）(b) 計算切削工時所以攻絲 3XM5 的總切削工時 min15.0?t其余兩通孔工序 V：加工銷孔、軸承孔、攻絲 M6，及銑端面。以 ф50mm 毛坯孔箱體結面定位；選用加工中心 VF-O。本工序采用查表法和計算法確定切削用量。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度 σ b≥270Mpa、高壓澆注。本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 共 35 頁加工要求：加工銷孔、軸承孔、攻絲 M6 深 13mm。銷孔的表面粗糙度要求為 Ra的最大允許值為 1.6um；鏜 ф50mm 的曲承孔，表面粗糙度要求為 Ra 的最大允許值為 0.8um；攻絲 M6 其表面粗糙度要求為 Ra 的最大允許值為 6.3um。機床：VF-O 加工中心。刀具：復合刀，加長立銑刀，中心鉆，直鉆，銑鉸刀。刀具材料：高速鋼（YT15） 。(2) 計算切削用量鏜 ф58mm 孔(a) 已知軸承孔毛坯厚度方向的加工余量為 Z=1.5mm，考慮到軸承孔的形狀規(guī)則，可以用復合刀加工，盡管高壓澆注的毛坯精度本身較高，但在此工序需要經(jīng)過半精鏜-精鏜加工才能達到 Ra 的最大允許值為 0.8um 的精度要求。所以， 半精鏜：2Z=1.1mm 單邊余量 Z=0.55mm 一次鏜去全部余量， ap =0.55mm 精鏜：2Z=0.2mm 單邊余量 Z=0.1mm 一次鏜去全部余量，ap =0.1mm (b) 進給量 根據(jù)?機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 ?表 3.24，當要求達到表面粗糙f度 Ra=0.8um 時，粗鏜每轉進給量 =0.39mm/r，精鏜每轉進給量 =0.013mm/rf f(c) 計算切削速度 按?機械加工切削數(shù)據(jù)手冊?表 3.9，粗加工時的切削速度為 =46m/min，精加工時的切削速度為 =230m/min。v v(d) 確定機床主軸轉速根據(jù) 4-2 式，半精鏜加工時的機床主軸轉速： ≈236r/min62410???wdvn精鏜加工時的機床主軸轉速： ≈1181r/min3w因在加工中心上加工，所以無需考慮機床主軸轉速沒有這一擋。(e) 切削工時， 根據(jù) 4-3 式，本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 共 35 頁nflt21??式中： mm， mm， mm25?l51l2l所以，半精鏜切削工時，切削工時：= minnfllt??21 35.09.3625??精鏜切削工時，切削工時：= minfnllt21 08.213.85所以鏜 ф50mm 軸承孔的總切削工時 t =0.35+2.08=2.43min。銑端面保證尺寸 115.5，銑端面鉆預備孔 13-A2.5如上所求：切削工時 t=13*0.02=0.26 min(a) 進給量根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, mm/r2.0=f(b) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, m/min3?v機床轉速r/min1953010???wdvn切削工時= minfnlltw??21 024.914??鉆削孔 4-ф11 通,M6 底孔 4-ф16(a) 已知需加工的銷孔加工余量為 Z =1.0mm,公差為 0.3mm,則 ap =1.0mm,加工一次就可以滿足要求。(b) 進給量 根據(jù)《 機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表 2.4, =0.18mm/rf f(c) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》表 2.4, =30m/minv(d) 確定主軸速度 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 共 35 頁根據(jù) 4-1 式，≈1911 r/min53010???wdvn(e) 切削工時，根據(jù) 4-3 式， nflt21??式中： mm， mm， mm17?l51l02l所以，= minnfllt?21 64.18.0957??所以，鉆削孔 2-4-ф16 通,M6 底孔 4-ф16 的總切削工時 t =0.047 4+0.023 5+0.035 2+0.02 2=0.188+0.115+0.07+0.04=0.343min??攻絲 M6mm(a) 切削速度的計算 參照有關手冊可知刀具壽面 T =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,所以,R =0.2m/s=12m/min所以 r/min382?n由于仍在加工中心上加工,所以按相關要求選取 r/min 則315?n切削速度m/min 9.10???ndvw(b) 計算切削工時切削工時，根據(jù) 4-3 式， nflt21??本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 共 35 頁式中： mm， mm， mm17?l21?l02l所以，= minfnlltw?21 6.1357??min0.t加工孔深 17，14，12 分別用時 0.06，0.05，0.04所以加工銷孔、軸承孔、攻絲 M6 的總切削工時0.06 4+0.05 5+0.04 2=0.24+0.25+0.08=0.57min?t??工序 VI：銑平面鏜孔及鉆鉸擺桿孔。以一銷孔和箱體結合面定位；選用加工中心 VF-OE。鉆孔；本工序采用查表法和計算法確定切削用量。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度 σ b≥270Mpa、高壓澆注。加工要求：鉆 4-ф16mm,孔以及 M6 以及預備孔，其表面粗糙度要求為 Ra 的最大允許值為 2.5um，1.6mm機床：加工中心（VF-OE） 。刀具：直鉆。刀具材料：高速鋼（YT15） 。(2) 計算切削用量鉆預備孔 A2.5(a) 進給量 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊 》, =0.18mm/rf f(b) 切削速度根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/minv(c) 確定主軸速度 根據(jù) 4-2 式，≈955 r/min10310???wdvn因為選取的機床是加工中心,按機床選取 =955r/min。所以實際切削速度n=30m/min.v(d) 切削工時，本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 共 35 頁根據(jù) 4-3 式， nflt21??式中： mm， mm， mm5?l51l02l所以，= minnfllt?21 58.1.095??鉆 4-ф16mm 的孔考慮到其表面粗糙度要求為 Ra 的最大允許值為 6.3um，參照?機械制造工藝學?表 1-11，其加工精度為 IT11- IT12 級，精度要求不是佷高，參照?機械制造工藝設計簡明手冊?表 2.3-9，一次鉆銷即可滿足要求。此時加工余量 2Z=1.5mm。(a) 進給量 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.2mm/rf(b) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/minv(c) 確定主軸速度 ≈1365 r/min73010???wdvn因為選取的機床是加工中心,按機床選取 =3821r/min。所以實際切削速度n=84m/min.v(d) 切削工時，根據(jù) 4-2 式， nflt21??式中： mm， mm， mm18?l31l52l所以，= minnfllt?21 09.23658??所以鉆 2-4-ф16mm 的孔總切削工時 t =0.095 2=0.19min。鉆￠6 的孔本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 共 35 頁加工油堵孔￠6，以一銷孔和箱體結合面定位；(a) 進給量 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.2mm/rf(b) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/minv(c) 確定主軸速度 ≈1365 r/min73010???wdvn(d) 切削工時= minfnlltw??21 03.18.395??所以，鉆結合面的孔切削工時 t =0.06+0.18+0.033=0.273min鉆￠4 的孔加工油堵孔￠4，以一銷孔和箱體結合面定位；(a) 進給量 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =0.2mm/rf(b) 切削速度 根據(jù)《機械加工切削數(shù)據(jù)手冊》, =30m/minv(c) 確定主軸速度 ≈1365 r/min73010???wdvn(d) 切削工時= minfnlltw??21 028.1.38954??攻絲 M6mm 深 15mm(a) 切削速度的計算 參照有關手冊可知刀具壽面 T =60m/min,采用高速鋼螺紋刀,由于高壓澆注毛坯精度已較高,又因粗牙螺紋,所以,R =0.2m/s=12m/min所以 r/min382?n本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 共 35 頁由于仍在加工中心上加工,所以按相關要求選取 r/min 則315?n切削速度m/min 9.10???ndvw(b) 計算切削工時切削工時，根據(jù) 4-3 式， nflt21??式中： mm， mm， mm15?l51l02l所以，= minfnlltw?21 63.135??min0.t所以加工銷孔、軸承孔、攻絲 M6 深 15 的總切削工時 min24.1t工序 VII：銑鏜孔。以銷孔和箱體結合面定位；選用加工中心 TC-229。(1) 加工條件工件材料：，試樣抗拉強度 σ b≥270Mpa、高壓澆注。加工要求：銑鏜孔，表面粗糙度要求為 Ra 的最大允許值為 1.6um。機床： VF-OE。刀具：盤銑刀,中心鉆。刀具材料：高速鋼（YT15） 。(2) 計算切削用量銑缸體結合面(a) 已知箱體結合面毛坯厚度方向的加工余量為 Z=1.5mm，但考慮到箱體結合面毛坯長度方向不是規(guī)則形狀，因此可以把其考慮為長方形的形狀考慮，又由于高壓澆注的毛坯精度本身就較高，所以只要加工一次就行， ap =1.5mm 計。本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 25 頁 共 35 頁(b) 進給量 根據(jù)?切削用量簡明手冊?表 3.5，當要求達到表面粗糙度fRa=1.6um 時，圓柱銑刀每轉進給量 =0.4mm/r～ 0.6mm/r，而用于盤銑刀時進給量f應該減小一半， =0.2mm/r～0.3mm/r 。f=0.3mm/rf(c) 計算切削速度 按?切削用量簡明手冊?表 3.27，切削速度的計算公式 （壽命 T=60min）kv vvpueyxpmoVZafTqdC?其中： CV = 31, qv = 0.25, xv = 0.1, yv =0.4, uv =0.3,pv =0.1, m = 0.2。修正系數(shù) kv見?切削用量簡明手冊?表 1.28，即kMv=1.0, kSv=1.0, kKv=1.0, krv=0.8, kBv=0.8。所以m/min860.1.01.4503160261.3.402. ??????v(d) 確定機床主軸轉速r/min 47.5608????wdvn按機床說明書（見?切削用量簡明手冊?表 3.30） ，與 456.47r/min 相近的立式銑床轉速為 355r/min 及 510r/min?，F(xiàn)取 n=510r/min。如果取 n=480r/min，則速度損失太大。所以實際切削速度 ≈96m/minv(e) 檢驗機床功率根據(jù)?切削用量簡明手冊?表 3.23，當硬度HB160，試樣抗拉強度560Mpa， ae ≤52mm, ap≤1.7mm, do =60mm,Z=4, =96mm,v近似為 Pcc=2.3KW。故 PccPcM，因此選用的切削用量可以采用。本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 26 頁 共 35 頁即 =0.3 mm/r, ap =1.5mm, =510r/min， =96m/min。f nv(f) 切削工時，按?機械制造工藝設計簡明手冊?表 6.2-7，nflt21??式中： mm， mm， mm807?l51l02l所以，= minfnlltw?21 3.14.0587??銑鉸銷孔 4-ф11（ ）mm 深 3502.?(a) 根據(jù)曲軸箱泵體工序過程卡有關資料介紹，在鉸孔時，進給量 取f0.18mm/r，即 =0.18mm/r， =30m/minfv(b) 確定主軸速度根據(jù) 4-2 式，≈1194r/min83010???wdvn根據(jù)有關資料介紹，由于選取的機床是加工中心,根據(jù)加工中心的相關要求選取 n =1194r/min。所以實際切削速度 =30m/min。v(c) 切削工時計算：根據(jù) 4-3 式，=fnllt??21 min195.08.94235??所以，銑鉸銷孔 4-ф11mm 深 35 的總切削工時 t =0.195 2=0.39min?銑鉸銷孔 2-￠10（ ）mm02.?銑鉸銷孔 2-￠10mm 通孔的總切削工時 t =0.074 2=0.149min銑鉸銷孔 M6-7H（ ）mm 深 802.?