萬向節(jié)滑動叉設(shè)計(jì) 摘要 本次畢業(yè) 設(shè)計(jì)的課題名稱是萬向節(jié)滑動叉機(jī)加工藝及工 裝設(shè)計(jì)。萬向節(jié)滑動叉位于傳動軸的端部，主要作用之一是傳遞扭矩，使汽車 獲得前進(jìn)的動力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長 短及其位置。 萬向節(jié)滑動叉就是將萬向節(jié)叉和滑動花鍵副的一部分組合起來，使其成為一個零件， 其特征是該萬向節(jié)滑動叉為采用管材制作的萬向節(jié)叉與滑動套為一體的整體式結(jié)構(gòu)，其端部呈叉形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個十字銷孔，用于安裝十字萬向節(jié)；在管內(nèi)設(shè)有內(nèi)花鍵，這種呈整體式結(jié)構(gòu)的滑動叉，不僅加工容易、成本低，而且強(qiáng) 度高，故其使用壽命與傳統(tǒng)的萬向節(jié)叉滑動套合件相比，有了成倍的提高。 它的研究和使用可以簡化萬向傳動裝置的結(jié)構(gòu)，也滿足功能要求，因此對萬向節(jié)滑動叉的研究有極大的實(shí)際意義。 關(guān)鍵字 ： 萬向節(jié)滑動叉 ； 花鍵副 ； 滑動套 ； Abstract The subject of this graduation project is the name of universal joint cross slide machining process and tooling design. Slide the universal joint in the shaft end of the fork, one of the major role in transmission of torque, making the car get forward momentum； the second is when the rear axle leaf spring in a different state, the part can be adjusted by the length of shaft and its location. Slide the fork is the universal joint yokes and sliding part of Spline together, making it a part, characterized by the universal joint fork sliding tube made for the introduction of universal joints and sliding sets into one forks The overall structure, the structure of its forked end, and has two cross-pin hole, Cross universal joints for installation； in the tube are equipped with internal spline, which was the overall structure of the sliding fork, not only easy to process, low cost, and high strength, so the life and the traditional set of sliding yokes pieces together, compared with exponentially improved. Research and use it to simplify the structure of universal transmission, but also to meet the functional requirements, so the fork sliding universal joint research of great practical significance. Keywords: universal joint cross slide； spline； slide sets； 目 錄 第 1章 零件的分析 . 1 1.1零件的作用 . 1 1.2零件的材料 . 1 1.3零件的工藝分析 . 1 1.3.2 加工表面的技術(shù)要求分析 . 2 1.3.3 表面處理內(nèi)容及作用 . 2 第 2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) . 3 2.1制定零件工藝 規(guī)程的原則和技術(shù)要求 . 3 2.1.1工藝要求 . 3 2.1.2 技術(shù)依據(jù) . 3 2.2 生產(chǎn)類型的確定 . 3 2.3確定毛坯的制造形式 . 4 2.4制定工藝路線及方法 . 4 2.4.1加工方法的選擇 . 4 2.4.2 基準(zhǔn)的選擇 . 4 2.4.3. 制定工藝路線 . 5 2.5機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸的確定 . 8 2.6確定切削用量及基本工時 . 11 2.6.1加工條件 . 11 2.6.2計(jì)算切削用量 . 11 第 3章夾具設(shè)計(jì) . 24 3.1 問題的提出 . 24 3.2夾具設(shè)計(jì) . 24 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 . 24 3.2.2切削力及夾緊力計(jì)算 . 24 3.2.3 定位誤差分析 . 25 3.2.4.銑床夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 . 26 3.2.5 車床夾具操作的簡要說明 . 27 總結(jié) . 28 參考文獻(xiàn) . 29 致謝 . 30 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 第 1章 零件的分析 1.1 零件的作用 題目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(jìn)的動力；二是當(dāng)汽車后橋鋼板彈簧處在不同的狀態(tài)時，由本零件可以調(diào)整傳動軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個39 027.0 010.0 mm 的孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件 65mm外圓內(nèi)為 50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。 1.2 零件的材料 萬向節(jié)滑動叉的材料選用 45鋼，屬于優(yōu)等碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后有良好的綜合機(jī)械性能和加工工藝性能，零件材料的選擇主要是考慮到滿足使用要求，同時兼顧材料的工藝性和經(jīng)濟(jì)性， 45鋼滿足以上要求，所以選用 45 鋼。 45鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能 屈服強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 延伸率 布氏硬度 s =550MN/m2 b=750 MN/m2 s=20% HB=235 1.3 零件的工藝分析 1.3.1 結(jié)構(gòu)分析 該零件由兩個叉頭和一個圓套筒內(nèi)有的花鍵孔組成，類似套筒類零件，各部分作用如下： a. 零件的兩個叉頭部位上有兩個直徑為 0.0270.01039mm 的孔，用以安裝滾針軸承和十字軸相聯(lián)，起萬向連軸節(jié)的作用； b. 在叉頭和花鍵孔套 筒 相聯(lián)結(jié)的筋條起過渡聯(lián)結(jié)和加強(qiáng)零件剛性作用，防止零件受平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 阻變形； c. 外圓為 65mm，內(nèi)圓 50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸 相配合，用以傳遞動力。 1.3.2 加工表面的技術(shù)要求分析 萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，他們 相互間 有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： a. 以 39mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個 39 027.0010.0mm 的孔及其倒角，尺寸為 118007.0的 平面 與兩個 39 027.0010.0mm 孔 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 39 027.0010.0mm的兩個孔。 b. 以 50mm花鍵孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 50 039.00mm 十六齒方齒花鍵孔， 55mm 階梯孔，以及 65mm的外圓表面和 M60 1mm的外螺紋表面。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： (1) 50 039.00mm花鍵孔與 39 027.0010.0mm二孔中心聯(lián)線的垂直度公差為 0.1； (2) 39mm二孔外端面對 39mm孔垂直度公差為 0.1mm； (3) 50 039.00mm花鍵槽寬中心線與 39mm中心線偏轉(zhuǎn)角度公差為 2。 由以上分析可知，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確要求 。 1.3.3 表面處理內(nèi)容及作用 由于零件受正反向沖擊性載荷，容易疲勞破壞，所以采用表面噴砂處理，提高表面硬度，還可以在零件表面造成殘余壓應(yīng)力，以抵消部分工作時產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而提高疲勞極限。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 第 2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 制定零件工藝規(guī)程的原則和技術(shù)要求 2.1.1 工藝要求 制定零件機(jī)械加工工藝過程是生產(chǎn)技 術(shù)準(zhǔn)備工作的一個重要組成部分。一個零件可以采用不同的工藝過程制造出來，但正確與合理的工藝過程應(yīng)滿足以下基本要求： （ 1） 保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合圖紙和技術(shù)要求條件所規(guī)定的要求； （ 2） 保證提高生產(chǎn)率和改善勞動條件； （ 3） 保證經(jīng)濟(jì)性的合理。 2.1.2 技術(shù)依據(jù) （ 1） . 產(chǎn)品零件圖和裝配圖，技術(shù)條件； （ 2） . 毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件； （ 3） . 年生產(chǎn)綱領(lǐng) （ 4） . 本車間生產(chǎn)條件（包括設(shè)備，工人技術(shù)等級，勞動場合條件等）； （ 5） . 工藝技術(shù)條件，手冊等 。 2.2 生產(chǎn)類型的確定 計(jì)算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的公式： N=Q*n(1+&%)(1+ %) 其中： Q=5000輛 /年（產(chǎn)品的年產(chǎn)量） n=1件 /輛（每輛汽車該零件的數(shù)量） &=4（零件的備品率） =1（零件的廢品率） 則 N=5000x1x(1+4%)x(1+1%)=5252（件） 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定該零件為成批生產(chǎn)。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 2.3 確定毛坯的制造形式 零件材料為 45鋼?？紤]到汽車在運(yùn)行中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作過程中則經(jīng)常承受 交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件年產(chǎn)量為 5252件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大 ，故可采用模鍛成型。這對 提高生產(chǎn)率、保證加工 質(zhì)量也是有利的 。 模鍛毛坯具有以下特點(diǎn)： 1. 其輪廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量減少； 2. 其制造周期短，生產(chǎn)率高，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 2.4 制定工藝路線 及方法 2.4.1 加工方法的選擇 零件各表面加 工方法的選擇，不但影響加工質(zhì)量，而且也要影響生產(chǎn)率和成本。同一表面的加工可以有不同的加工方法，這取 決于表面形狀，尺寸，精度，粗糙度及零件的整體構(gòu)型等因素。 主要加工面的加工方法選擇： （ 1） 兩個 39 027.0010.0mm 孔及其倒角可選用加工方案如下： a) 該零件的批量不是很大，考慮到經(jīng)濟(jì)性，不適用于鉆 -拉方案 b) 該零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用鉆 -鏜方案。 （ 2） 尺寸為 118007.0mm的兩個 平面 與孔 39 027.0010.0mm相垂直的平面根據(jù)零件外形及尺寸的要求，選用粗銑 -磨得方案 （ 3） 50mm花鍵孔因孔 徑不大，所以不采用先車后拉，而采用鉆 -擴(kuò) -拉方案。 （ 4） 65mm外圓和 M60x1 外螺紋表面均采用車削即可達(dá)到零件圖紙的要求 2.4.2 基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.4.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)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(zhǔn)（四點(diǎn)定位），則可能造成這 一組內(nèi)外圓柱表面與零件的叉部外形不對稱。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)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(zhǔn)），現(xiàn)選擇叉部兩個 39 027.0010.0mm 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩個短 V形塊支承這兩個 39 027.0010.0mm的外輪廓作主要定位面，以消除 x x y y 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 z 兩個自由度，達(dá)到完全定位。 2.4.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮 基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算 。 2.4.3. 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā) 點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)適時零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精 度等技術(shù)要求能得到合理的保證。由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) ，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求，現(xiàn)初步制定兩種工藝路線方案： 2.4.3.1 工藝路線方案一 工序 00 車外圓 62mm， 60mm，車螺紋 M60 1mm。 工序 05 兩次鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔 43mm， 锪 沉頭孔 55mm。 工序 10 倒角 5 60。 工序 15 鉆 Rc1/8底孔。 工序 20 拉花鍵孔。 工序 25 粗銑 39mm二孔端面。 工序 30 精銑 39mm二孔端面。 工序 35 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩個 39mm孔至圖樣尺寸并 锪 倒角 2 45。 工序 40 鉆 M8mm底孔 6.7mm，倒角 120。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 工序 45 攻螺紋 M8mm底孔 6.7mm，倒角 120。 工序 50 沖箭頭。 工序 55 檢查。 2.4.3.2 工藝路線方案二 工序 00 粗銑 39mm二孔端面。 工序 05 精銑 39mm二孔端面。 工序 10 鉆 39mm二孔（不到尺寸）。 工序 15 鏜 39mm二孔（不到尺寸）。 工序 20 精鏜 39mm二孔，倒角 2 45。 工序 25 車外圓 62mm， 60mm，車螺紋 M60 1mm 工序 30 鉆、鏜孔 43mm，并 锪 沉頭孔 55mm。 工序 35 倒角 5 60。 工序 40 鉆 Rc1/8底孔。 工序 45 拉花鍵孔。 工序 50 鉆 M8mm螺紋 底孔 6.7mm 孔，倒角 120。 工序 55 攻螺紋 M8mm底孔 6.7mm，倒角 120。 工序 60 沖箭頭。 工序 65 檢查。 2.4.3.3 工藝路線方案三 工序 00 車端面及外圓 62mm， 60mm，車螺紋 M60 1mm。 工序 05 鉆、擴(kuò)花鍵底孔 43mm，并 锪 沉頭孔 55mm。 工序 10 內(nèi)花鍵孔 5 60倒角。 工序 15 鉆錐螺紋 Rc1/8底孔。 工序 20 拉花鍵 。 工序 25 粗銑 39mm二孔端面。 工序 30 鉆、擴(kuò) 39mm二孔及倒角。 工序 35 精、細(xì)鏜 39mm二孔。 工序 40 磨 39mm二孔端面，保證尺寸 1180-0.07mm。 工序 45 鉆叉部四個 M8mm螺紋底孔并倒角。 工序 50 攻螺紋 4-M8mm， Rc1/8。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 工序 55 沖箭頭。 工序 60 終檢。 2.4.3.4 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點(diǎn)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；而方案二則與此相反，先是加工 39mm 孔，然后再以此二孔為基準(zhǔn)加工花鍵孔及其外表面。兩相比較可以看出，先加工花鍵孔后再以花鍵孔定位加工 39mm 二孔，這時的位置精度較易保證，并且定位及裝夾等比較方便。但方案一中的工序 35雖然代替了方案二中的工序 10、 15、 20，減少了裝夾次數(shù)，但在一道工序中要完成這么多工作，除了選用專 門設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（但在成批生產(chǎn)時，在能保證加 工精度的情況下，應(yīng)盡量不選用專用組合機(jī)床）外，只能選用轉(zhuǎn)塔機(jī)床。 而轉(zhuǎn)塔車床目前大多適用于粗加工，用來在此處加工 39mm二孔是不合適的 。 通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn) 方案二還有其他 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(yīng)與 55mm花鍵孔垂直，垂直公差為 100： 0.2； 39mm二孔與其外端面應(yīng)垂直，垂直度公差為 0.1mm。由此可以看出：因?yàn)?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(yīng)以花鍵孔為基準(zhǔn)。這樣做，能保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合。在上述工藝路線制訂中也是這樣做了的。同理， 39mm二孔與其外端面的垂直度（ 0.1mm）的技術(shù)要求在加工與測量時也應(yīng)遵循上述原則。但在已制訂的工藝路線中卻沒有這樣做： 39mm孔加工時，以 55mm花鍵孔定位（這是正確的）；而 39mm 孔的外端面加工時，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(zhǔn)重合的原則，造成了不必要的基準(zhǔn)不重合誤差。具體來說，當(dāng) 39mm二孔的外端面以花鍵孔 為基準(zhǔn)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（這是很難得），那么由于 39mm二孔中心線與花鍵孔仍有 100： 0.2的垂直公差，則 39mm 孔與其外端面的垂直度誤差就會很大，甚至?xí)斐沙疃鴪?bào)廢。這就是由于基準(zhǔn)不重合而造成的惡果。 方案三 解決 了上述 問題，因此，最后的加工路線確定如下： 工序 00 車端面及外圓 62mm， 60mm，車螺紋 M60 1mm。以 兩個叉耳外輪廓及 65mm外圓為粗基準(zhǔn)，選用 C620-1臥式車床 ， 專用夾具 裝夾 。 工序 05 鉆、擴(kuò)花鍵底孔 43mm，并 锪 沉頭孔 55mm。 以 62mm 外圓為基準(zhǔn)，平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 選用 C365L轉(zhuǎn)塔車床。 工序 10 內(nèi)花鍵孔 5 60倒角。選用 C620-1車床加專用夾具。 工序 15 鉆錐螺紋 Rc1/8 底孔。選用 Z525 立式鉆床及專用鉆模。這里安排鉆RC1/8 底孔主要是為了下道工序拉花 鍵時 消除回轉(zhuǎn)自由度而設(shè)置的一個定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉部外輪廓消除回轉(zhuǎn)自由度。 工序 20 拉花鍵孔 。利用花鍵內(nèi)底孔、 55mm 端面及 RC1/8 錐紋 孔定位，選用L6120 臥式拉床加工。 工序 25 粗銑 39mm二孔端面，以花鍵孔定位，選用 X63臥式銑床加工。 工序 30 鉆、擴(kuò) 39mm二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用 Z550立式鉆床加工。 工序 35 精、細(xì)鏜 39mm二孔。選用 T740型臥式金剛鏜床及 用夾具加工，以花鍵內(nèi)孔及端面定位。 工序 40 磨 39mm二孔端面，保證尺寸 1180-0.07mm，以 39mm 孔及花鍵孔定位，選用 M7130 平面磨床及專用夾具加工。 工序 45 鉆叉部四個 M8mm螺紋底孔并倒角。選用 Z4012立式 及 專用夾具加工，以花鍵孔及 39mm孔定位。 工序 50 攻螺紋 4-M8mm， Rc1/8。 工序 55 沖箭頭。 工序 60 終檢。 以上工藝過程詳見附表 1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。 2.5 機(jī)械加工余量、工藝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 207 241HBS，毛坯重量約為 6Kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 根據(jù)上述原是資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸如下： 1.外圓表面（ 62mm及 M60 1mm） 考慮其加工長度為 90mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工表面直徑為 65mm，為簡化模鍛毛坯平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 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,只要求粗加工，此時直徑余量 2Z=3mm已能滿足加工要求。 2.外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差（ M60 1mm端面） 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊（以下簡稱工藝手冊）表 2.2-14，其中鍛件重量為 6Kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為 S1，鍛件材質(zhì)系數(shù)取 M1，鍛件輪 廓尺寸（長度方向） 180 315mm，故長度方向偏差為 5.17.0mm。 長度方向的余量查工藝手冊表 2.2 2.5，其余量值規(guī)定為 2.0 2.5mm，現(xiàn)取 2.0mm。 3.兩內(nèi)孔 39mm（叉部） 毛坯為實(shí)心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于 IT7 IT8之間，參照工 藝手冊表 2.3-9及表 2.3-12確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 25mm 鉆孔： 37mm 2Z=12mm 擴(kuò)鉆： 38.7mm 2Z=1.7mm 精鏜： 38.9mm 2Z=0.2mm 細(xì)鏜： 39 027.0010.0mm 2Z=0.1mm 4.花鍵孔（ 16- 50 039.00mm 4316.00mm 5 048.00mm） 要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。 內(nèi)孔尺寸為 4316.00mm，見圖樣。參照工藝手冊表 2.3-9確定孔的加工余量分配： 鉆孔： 25mm 鉆孔： 41mm 擴(kuò)鉆： 42mm 拉花鍵孔（ 16- 50 039.00mm 4316.00mm 5 048.00mm） 花鍵孔要求外徑定心，拉削時的加工余量參照工藝手冊表 2.3-19 取 2Z=1mm。 5. 39 027.0010.0mmmm二孔外端面的加工余量（加工余量的計(jì)算長度為 118007.0mm） （ 1）按照工藝手冊表 2.2-25，取加工精度 F2，鍛件復(fù)雜系數(shù) S3， 鍛件重 6Kg，則二孔外端面的單邊加工余量為 2.0 3.0mm，取 Z=2mm。鍛件的公差按工藝手冊表 2.2-14，材質(zhì)系數(shù)取 M1，復(fù)雜系數(shù) S3，則鍛件的偏差為 3.17.0 mm。 （ 2）磨削余量：單邊 0.2mm（見工藝手冊表 2.3-21），磨削公差即零件公差 -0.07mm。 （ 3）銑削余量：銑削的公差余量（單邊）為： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 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公差為 -0.22mm（入體方向）。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定 零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào) 整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予 確定。 39mm 二孔外端面尺寸加工余量和工序間余量及公差分布 見圖。 毛坯名義尺寸 118+2x2=122 118+0.2x2=118.4 最大余量 118 最小余量 最大余量 最小余量 磨 粗銑 -0.07/2 -0.02/2 -0.7 +1.3 39mm孔外端面工序間尺寸公差分布圖（調(diào)整法） 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 118+2 2=122（ mm） 毛坯最大尺寸： 122+1.3 2=124.6（ mm） 毛坯最小尺寸： 122-0.7 2=120.6（ mm） 粗銑后最大尺寸： 118+0.2 2=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寸應(yīng)相符，即 1180-0.07mm 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 最后，將上述計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成表 1。 表 1 加工余量計(jì)算 表 (mm) 鍛件毛坯 （ 39mm二端面，零件尺寸 1180-0.07） 粗銑二端面 磨二端面 加工前尺寸 最大 124.6 118.4 最小 120.6 118.18 加工后尺寸 最大 124.6 118.4 118 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 +1.3 -0.7 -0.22/2 -0.07/2 2.6 確定切削用量及基本工時 工序 15：車削端面、外圓及螺紋。本工序采用計(jì)算法 確定切削用量。 2.6.1 加工條件 工件材料： 45鋼正火， b=0.60GPa、模鍛。 加工要求：粗車 60mm，斷面及 60mm、 62mm外圓， Rz200m；車螺紋 M60 1mm。 機(jī)床： C620-1臥式車床。 刀具：刀片材料 YT15，刀桿尺寸 16 25mm2， r=90， r0=15， 0= 12， r =0.5mm。 60螺紋車刀：刀片材料： W18Cr4V。 2.6.2 計(jì)算切削用量 （ 1）粗車 M60 1mm端面 工 序 加 工 尺 寸 及 公 差 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 1） 已知毛坯長度方向的加工 余量為 1.50.72mm，考慮 7的模鍛拔 模斜度，則毛坯超過年度方向的最大加工余量 Zmax=7.5mm。但實(shí)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 芯部待以后鉆孔時加工掉，故此時實(shí)際端面最大加工余量可按 Zmax=5.5mm考慮，分兩次加工， p=3mm計(jì)。 長度加工公差按 IT12 級，取 -0.46mm（入體方向） 2） 進(jìn)給量 f 根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊）表1.4，當(dāng)?shù)稐U尺寸為 16mm 25mm， p 3mm以及工件直徑為 60mm時 f=0.5 0.7mm/r 按 C620-1車床說明書（見切削手冊表 1.30）取 f=0.5mm/r 3） 計(jì)算切削速度 按切削手冊表 1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）。 Vc=Cv/Tm pXvfYvkv（ m/min） 其中： Cv=242， Xv=0.15， Yv=0.35， m=0.2。修正系數(shù) Kv見切削手冊表 1.28，即 kmv=1.44， ksv=0.8， kkv=1.04， kkrv=0.81， kBv=0.97。 所以 Vc=242/600.2 30.15 0.50.35 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97 =108.6（ m/min） 4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/ dw=532（ m/min） 按機(jī)床說明書（見工藝手冊表 4.2-8），與 532r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/min及 600r/min?，F(xiàn)選取 nw=600r/min。如果選 nw=480r/min，則速度損失太大。 所以實(shí)際切削速度 v=122m/min。 5） 切削工時，按工藝手冊表 6.2-1。 l=65-40/2=12.5（ mm）， l1=2mm， l2=0， l3=0 tm=l1+l2+l3/nwfi=12.5+2/600*0.5=0.096（ min） （ 1） 粗車 62mm外圓，同時應(yīng)校驗(yàn)機(jī)床功率及進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 1） 切削深度 單邊余量 Z=1.5mm，可一次切除。 2） 進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表 1.4，選用 f=0.5mm/r。 3） 計(jì)算切削速度 見切削手冊表 1.27 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 Vc=Cv/Tm pXvfYvkv =116 （ m/min） 4） 確定主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/ dw =568 （ r/min） 按機(jī)床選取 n=600r/min 所以實(shí)際切削速度 V= dn/1000= 65x600/1000=122(m/min) 5） 檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力 Fc按切削手冊表 1.29所示公式計(jì) 算 Fc= CFc axpFc yf FcvncFcKFc 其中： CFc=2795， XFc=1.0， YFc=0.75， nFc=-0.15， MpK=( b/650)nF =0.94 kkr=0.89 所以 Fc=2795 1.5 0.50.75 122-0.15 0.94 0.89 =1012.5（ N） 切削時消耗功率 Pc 為 Pc=FcVc/6x 410 =2.06(Kw) 由切削手冊表 1.30中 C620-1機(jī)床說明書可知， C620-1主電動機(jī)功率為 7.8kW，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 600r/min 時，主軸傳遞的最大功率為 5.5kW，所以機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 6） 校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力 Fc=1012.5N，徑向切削力 Fp按切削手冊表 1.29所示公式計(jì)算 Fp= CFp axpFp yf FpvncFpKFp 其中： CFp=1940， xFp=0.9， yFp=0.6， nFp=-0.3 MpK=( b/650)nF =0.897 Kkr=0.5 所以 Fp=1940 1.50.9 0.50.6 122-0.3 0.897 0.5 =195（ N） 而軸向切削力 Ff= CFfaxfFfvncFpKFp 其中： CFf =2880， xFf=1.0， yFf=0.5， nFf=-0.4 kM=( b/650)nF =0.923 kk=1.17 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 14 頁 軸向切削力 Ff=2880 1.5 0.50.5 122-0.4 0.923 1.17 =480（ N） 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) =0.1，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為 F=Ff+（ Fc+Fp） =480+0.1（ 1012.5+195） =600（ N） 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為 3530N（見切削手冊表 1.30），故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工 作。 7） 切削工時 t=l+l1+l2/nf 其中 l=90， l1=4， l2=0 所以 t=90+4/600 0.5=0.31（ min） （ 2） 車 60mm外圓柱面 p=1mm f=0.5mm/r（切削手冊表 1.6， Ra=6.3 m，刀夾圓弧半 徑 rs=1.0mm） Vc=Cv/Tm pXvfYvkv 其中： Cv=242 m=0.2,T=60 xv=0.15,yv=0.35,kM=1.44,kk=0.81 Vc=159(m/min) n=843(r/min) 按機(jī)床說明書取 n=770r/min 則此時 v=145m/min 切削工時 t=（ l+l1+l2） /nf 其中： l=20 l1=4 l2=0 所以 t=（ 20+4） /770 0.5=0.062（ min） （ 3） 車螺紋 M60 1mm 1）切削速度的計(jì)算 見切削用量手冊（艾興、肖詩綱編，機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1985）表 21，刀具壽命 T=60min，采用高速螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時 p =0.08，走刀次數(shù) i=2 Vc=Cv/Tm pXvfYvkv 其中： Cv=11.8， m=0.11， xv=0.70， yv=0.3，螺距 t1=1 kM=（ 0.637/0.6） 1.75=1.11， kk=0.75 所以粗車螺紋時： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 15 頁 Vc=21.57(m/min) 精車螺紋時 Vc=36.8(m/min) 2）確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋時 n1=1000vc/ D=1000 21.57/ 60=114.4（ r/min） 按機(jī)床說明書取 n=96r/min 實(shí)際切削速度 vc=18m/min 精挑螺紋時 n1=1000vc/ D=1000 36.8/ 60=195（ r/min） 按機(jī)床說明書取 n=184r/min 實(shí)際切削速度 vc=34m/min 3）切削工時 取切入長度 l1=3mm 粗車螺紋工時 t1 =（ l+ l1） /nf*i=0.75(min) 精車螺紋 t2 =（ l+ l1） /nf*i=0.18 所以車螺紋的總工時為 t=t1+t2=0.93（ m/min） 工序 20：鉆、擴(kuò)花鍵底孔 43mm及 锪 沉頭孔 55mm，選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床 C365L。 1. 鉆孔 25mm f=0.41mm/r （見切削手 冊表 2.7） v=12.25m/min （見切削手冊表 2.13 及表 2.14，按 5 類加工性考慮） nS=1000v/ dW=1000 12.25/ 25=155（ r/min） 按機(jī)床選取 nW=136r/min（按工藝手冊表 4.2-2） 所以實(shí)際切削速度 v= dWnW/1000=10.68（ m/min） 切削工時 t=（ l+l1+l2） /nWf=3(min) 其中：切入 l1=10mm，切出 l2=4mm l=150mm 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 16 頁 2. 鉆孔 41mm 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時，其進(jìn)給量與切削速度與鉆 同樣尺寸的實(shí)心孔時的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為 f=（ 1.2 1.8） f 鉆 v=（ 1/2 1/3） v 鉆 式中 f 鉆 、 v 鉆 -加工實(shí)心孔時的切削用量。 現(xiàn)已知 f 鉆 =0.56mm/r （切削手冊表 2.7） v 鉆 =19.25m/min （切削手冊表 2.13） 并令 f=1.35f 鉆 =0.76mm/r 按機(jī)床選取 f=0.76mm/r v=0.4v 鉆 =7.7m/min nS =1000v/ D=59(r/min) 按機(jī)床選取 nW=58r/min 所以實(shí)際切削速度為 v= 41*58/1000=7.47(m/min) 切削工時 l1=7mm， l2=2mm， l=150mm t=(150+7+2)/0.76x59=3.55(min) 3擴(kuò)花鍵底孔 43mm 根據(jù)切削手冊表 2.10 規(guī)定，查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò) 43mm孔時的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選f=1.24mm/r 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為 v=0.4v 鉆 其中 v 鉆 為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時的切削速度。 故 V=0.4 19.25=7.7（ m/min） nS =1000*7.7/ *43=57(r/min) 按機(jī)床選取 nW=58r/min 切削工時切入 l1=3mm，切出 l2=1.5mm t=(150+3+1.5)/58*1.24=2.14(min) 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 17 頁 4 锪圓柱式沉頭孔 55 根據(jù)有關(guān)資料介紹， 锪 沉頭孔時進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時的 1/2-1/3，故 f=1/3f 鉆 =1/3 0.6=0.2（ mm/r） 按機(jī)床取 0.21mm/r v=1/3v=1/3 25=8.33（ m/mm） nS =1000v/ D=48(r/min) 按機(jī)床選取 nW=44r/min，所以實(shí)際切削速度 v= DnW /1000=8.29(m/min) 切削工時 切入 l2=2mm， l2=0， l=8mm t=（ l+l1+l2） /nf=1.08(min) 在本工步中，加工 55mm 沉頭空的測量長度，由于工藝基準(zhǔn)與 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，故需要進(jìn)行尺寸換算。按圖樣要求，加工完畢后應(yīng)保證尺寸 45mm。 尺寸鏈如下圖所示，尺寸 45mm為終結(jié)環(huán)，給定尺寸 185mm及 45mm，由于基準(zhǔn)不重合，加工時應(yīng)保證尺寸 A A=185-45=140（ mm） 規(guī)定公差值。因終結(jié)環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，即 T（ 45） =T（ 185） +T（ 140） 現(xiàn)由于本尺寸鏈較簡單，故分配公差采用等公差法。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） =0.8 mm 45 A 185 55mm 孔深的尺寸換算 工序 25： 43mm內(nèi)孔 5 30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(jìn)給量。根據(jù)手冊及機(jī)床取 f=0.08mm/r （見切削手冊表 1.8） 當(dāng)采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般材料，確定切削速度 v=16m/min 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 18 頁 則 ns=1000v/ D=1000 16/ 43=118（ r/min） 按機(jī)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 t=（ l+l1） /nWf=0.83（ min） 工序 30：鉆錐螺紋 Rc1/8 底孔（ 8.8mm） f=0.11mm/r （切削手冊表 2.7） v=25m/min （切削手冊表 2.13） 所以 n=1000v/ D=1000 25/ 8.8=904（ r/min） 按機(jī)床選取 nW=680r/min （切削手冊表 2.35） 實(shí)際切削速度 v= Dn/1000= 8.8 680/1000=18.8（ m/min） 切削工時 l=11mm， l1=4mm， l2=3mm t=（ l+l1+l2） /nWf=0.24(min) 工序 35：拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關(guān)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= Zbl k/1000vfZz 式中 Zb-單面余量 3.5mm（由 43mm拉削到 50mm）； l-拉削表面長度， 140mm； -考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取 1.2； k-考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取 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=l/p； p-拉刀齒距。 p=（ 1.25 1.5） l =1.35 140 =16mm 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 19 頁 所以 拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=140/16 9 所以 t=3.5 140 1.2 1.4/1000 3.6 0.06 9=0.42（ min） 工序 40：粗銑 39mm 二孔端面，保證尺寸 118.40-0.22mm fz=0.08mm/齒 （參考切削手冊表 3-3） 切削速度：參考有關(guān)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=1000 27/ 225=38（ r/min） 現(xiàn)采用 X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書（見工藝手冊表 4.2-39），取 nW =37.5r/min，故實(shí)際切削速度為 v= dWnW/1000= 225 37.5/1000=26.5（ m/min） 當(dāng) nW =37.5r/min時，工作臺的每分鐘進(jìn)給量 fm應(yīng)為 fm=fzznW=0.08 20 37.5=60（ m/min） 查機(jī)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，可得出銑刀的行程 l+l1+l2=105mm，則機(jī)動工時為 tm=（ l+l1+l2） /fM=105/60=1.75(min) 工序 45： 鉆、擴(kuò) 39mm 二孔及倒角。 1. 鉆孔 25mm 確定進(jìn)給量 f：根據(jù)切削手冊表 2.7，當(dāng)鋼 b 800MPa， d0= 25mm 時， f=0.39 0.47mm/r。由于本零件在加工 25mm 孔時屬于低鋼度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則 f=（ 0.39 0.47） 0.75=0.29 0.35（ mm/r） 根據(jù) Z535機(jī)床說明書，現(xiàn)取 f=0.25mm/r。 切削速度：根據(jù)切削手冊表 2.13及表 2.14，查得切削速度 v=18m/min。所以 ns=1000v/ dW=1000 18/ 25=229（ r/min） 根據(jù)機(jī)床說明書，取 nW=195r/min，故實(shí)際切削速度為 v= dWnW/1000= 25 195/1000=15.3（ m/min） 切削工時 l=19mm l1=9mm l2=3mm tW1= （ l+l1+l2） /nWf=19+9+3/195*0.25=0.635（ min） 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 20 頁 以上為鉆一個孔時的機(jī)動時間。故本工序的機(jī)動工時為 tM=tM1 2=0.635 2=1.27（ min） 2. 擴(kuò)鉆 37mm孔 利用 37mm的鉆頭對 25mm 的孔進(jìn)行擴(kuò)鉆。根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，擴(kuò) 鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 f=（ 1.2 1.8） f 鉆 =（ 1.2 1.8） 0.65 0.75 =0.585 0.87（ mm/r） 根據(jù)機(jī)床說明書，選取 f=0.57mm/r v=（ 1/2 1/3） v 鉆 =（ 1/2 1/3） 12 =6 4（ m/min） 則主軸轉(zhuǎn)速為 n=51.6 34r/min并按機(jī)床說明書取 nW=68r/min。 實(shí)際切削速度為 v= dWnW/1000= 25 195/1000=15.3（ m/min） 切削工時（一個孔）： l=19mm， l1=6mm， l2=3mm t1=（ 19+6+3） /nWf=0.72(min) 當(dāng)擴(kuò)鉆兩個孔時，機(jī)動工時為 t=0.72 2=1.44（ min） 3. 擴(kuò)孔 38.7mm 采用刀具： 38.7專用擴(kuò) 孔鉆。 進(jìn)給量： f=（ 0.9 1.2） 0.7 （切削手冊表 2.10） =0.63 0.84（ min/r） 查機(jī)床說明書，取 f=0.72mm/r。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：取 n=68r/min，其切削速度 v=8.26m/min。 機(jī)動工時 l=19mm， l1=3mm， l2=3mm t1=(19+3+3)/nf=0.51(min) 當(dāng)加工兩個孔時 tm=0.51 2=1.02（ min） 4. 倒角 2 45雙面 采用 90锪鉆。 為縮短輔助時間，取倒角時的主軸 轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時相同： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 21 頁 n=68r/min 手動進(jìn)給。 工序 50：精、細(xì)鏜 39 027.0010.0mm二孔，選用機(jī)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， p =0.1mm。 進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)手冊，確定金剛鏜床的切削速度為 v=100m/min，則 nW=1000v/ D=1000 100/ 39=816（ r/min） 由于 T740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時使用的轉(zhuǎn)速。 切削工時：當(dāng)加工一個孔時 l=19mm， l1=3mm， l2=4mm t1=（ l+l1+l2） /nWf=0.32（ min） 所以加工兩個孔時的機(jī)動時間為 t=0.32 2=0.64（ min） （ 2）細(xì)鏜孔至 39 027.0010.0mm。由于細(xì)鏜與精鏜孔共用鏜桿，利用金剛鏜床同時對工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時均與精鏜相同 p=0.05mm； f=0.1mm/r； nW=816r/min， v=100m/min； t=0.64min 工序 55： 磨 39mm二孔端面，保證尺寸 1180-0.07mm （ 1）選擇砂輪。見工藝手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為 WA46KV6P350 40 127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為 46#，硬度為中軟 1級，陶瓷結(jié)合劑， 6號組織，平型砂輪，其尺寸為 350 40 127（ D B d）。 （ 2）切小用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速 n 砂 =1500r/min（見機(jī)床說明書）， v 砂 =27.5m/s。 軸向進(jìn)給量 fa=0.5B=20mm（雙行程） 工作速度 vW=10m/min 徑向進(jìn)給量 fr=0.015mm/雙行程 （ 3）切削工時。當(dāng)加工一個表面時 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 22 頁 t1=2LbZbk/1000v fa fr (見工藝手冊表 6.2-8) 式中 L-加工長度 73mm； b-加工寬度， 68mm； Zb-單面加工余量， 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(jìn)給量（ mm）； fr-工作臺往返一次砂輪徑向進(jìn)給量（ mm）。 t1=2 73 68 1.1/1000 10 20 0.015 =10920/3000=3.64（ min） 當(dāng)加工兩端面時 tm=3.64 2=7.28（ min） 工序 60：鉆螺紋底孔 4- 6.7mm 并倒角 120。 f=0.2 0.50=0.1（ mm/r） （切削手冊表 2.7） v=20m/min （切削手冊表 2.13 及表 2.14） 所以 ns=1000v/ D=1000 20/ 6.7=950（ r/min） 按機(jī)床取 nW=960r/min，故 v=20.2m/min。 切削工時（ 4個孔） l=19mm， l1=3mm， l2=1mm tm=（ l+l1+l2） /nWf= 倒角仍取 n=960r/min。手動進(jìn)給。 工序 65：攻螺紋 4-M8mm 及 Rc1/8 由于公制螺紋 M8mm與錐螺紋 Rc1/8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(jī)床選取 nW=195r/min，則 v=4.9m/min。 機(jī)動工時 l=19mm， l1=3mm， l2=3mm 攻 M8孔 tm1=（ l+l1+l2） *2/nf*4=1.02(min) 攻 Rc1/4孔 l=11mm， l1=3mm， l2=0mm 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 23 頁 tm2=（ l+l1+l2） /nf*2=0.15(min) 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程綜合卡片，見工藝單 。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 24 頁 第 3章 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 20 道工序 鉆擴(kuò)花鍵底孔 43mm 及锪沉頭孔 55mm 車床夾具和 40 道工序 粗銑 39mm 二孔端面的銑床夾具。 20 道工序?qū)⒂糜谲嚧睠365L，刀具為小鉆頭。 40 道工序 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(jìn)行加工。 在這里主要對銑床夾具進(jìn)行分析如下： 3.1 問題的提出 本夾具主要用來粗銑 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(shù)要求。但加工本道工序時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。 3.2 夾具設(shè)計(jì) 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知， 39mm 二孔端面應(yīng)對花鍵孔中心線有平行度及對稱度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線。為了使定位誤差為零，應(yīng)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(jié)構(gòu)上將過于復(fù)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(jìn)行加工。同時，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用氣動夾緊。 3.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀， 225mm， z=20 F= CF xpaFFyz FaueFZ/d Fnw F（見切削手冊表 3.28） 其中： CF=650， ap =3.1mm， xF=1.0， fz=0.08mm， yF=0.72， e=40mm 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 25 頁 （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=650 3.1 0.080.72 400.86 20/2250.86 =1456（ N） 當(dāng)用兩把刀銑削時， F 實(shí) =2F=2912（ N） 水平分力： FH=1.1F 實(shí) =3203（ N） 垂直分力： Fv=0.3F 實(shí) =873（ N） 在計(jì)算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=K1K2K3K4。 其中： K1為基本安全系數(shù) 1.5； K2為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1； K3為刀具鈍化系數(shù) 1.1； K4為 斷續(xù)切削系數(shù) 1.1。 所以 F =KFH=1.5 1.1 1.1 1.1 3203=6395（ N） 選用氣缸 -斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，楔角 =10，其結(jié)構(gòu)形式選用型，則擴(kuò)力比 i=3.42。 為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力 N應(yīng)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(dāng)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(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比 i=3.42，故由氣缸產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力為 N 氣 =3900i=3900 3.42=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。 3.2.3 定位誤差分析 （ 1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一花鍵軸， 該定位花劍軸的尺寸與公差現(xiàn)歸定位與本零件在工作時與其相配花鍵軸的尺寸與公差相同，即 16 43H11 50H8 5H10mm。 （ 2）零件圖樣規(guī)定 0.039050mm花鍵孔鍵槽寬中心線與 39 027.0010.0mm兩孔中心線轉(zhuǎn)角公差為 2。由于 39mm 孔中心線應(yīng)與其外端面垂直，故要求 39mm 二孔端面之垂線應(yīng)與50mm 花鍵孔鍵槽寬中心線轉(zhuǎn)角公差為 2。此項(xiàng)技術(shù)要求主要應(yīng)由花鍵槽寬配合中的側(cè)向平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 26 頁 間隙保證。 已知花鍵孔鍵槽寬為 5 048.00mm，夾具中定位花鍵軸鍵寬為 5 025.0065.0mm，因此當(dāng)零件安裝在夾具中時，鍵槽處的最大側(cè)向間隙為 bmax=0.048-（ -0.065） =0.113（ mm） 由此而引起的零件最大轉(zhuǎn)角為 tan = bmax /R=0.113/25=0.00452 所以 =0.258 即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。 （ 3）計(jì)算 39mm二孔外端面銑加工后與花鍵孔中心線的最大平行度誤差。 零件花鍵孔與定位心軸外徑的最大間隙為： max=0.048-（ -0.083） =0.131（ mm） 當(dāng)定位花鍵軸的長度取 100mm時，則由上述間隙引起的傾角為 0.131/100。此即為由于定位問題而引起的 39mm 孔端面對花鍵孔中心線的最大平行度誤差。由于 39mm孔外端面以后還要進(jìn)行磨削加工，故上述平行度誤差值可以允許。 3.2.4.銑床夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾緊