学校代码：115171

学 号：

HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING

机械制造技术基础课程设计

题 目设计犁刀变速齿轮箱体零件的机械加工工艺规程及工艺装备

学生姓名 第一组（魏振山，朱亚军，于利华，马龙，张国帅)

专业班级 机械设计制造及其自动化1221班

学 号

系 （部） 机械工程学院

指导教师（职称） 杜可可 (教授)

完成时间 2013 年 6 月 16日

机械制造技术基础课程

设计说明书

机械制造技术基础课程

设计任务书

题目：设计犁刀变速齿轮箱体零件的机械加工工艺规程及铣凸台面工序的专用夹具

内容：

1) 零件——毛坯合图 1张

2) 机械加工工艺规程卡片 1套

3) 夹具装配总图 1张

4) 夹具零件图 1套

5) 课程设计说明书 1份

原始资料：该零件图样一张;生产纲领为6000件∕年；每日1班。

学生姓名第一组（魏振山，朱亚军，于利华，马龙，张国帅)

专业班级 机械设计制造及其自动化1221班

学 号

系 （部） 机械工程学院

指导教师（职称） 杜可可 (教授)

完成时间 2013 年 6 月 16日

目录 (页码有误)

摘要

本次课程设计是在完成了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计是我们能够运用制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具有了设计一个中等复杂程度的零件（犁刀变速齿轮箱体）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也熟悉和运用有关手册﹑图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为以后的毕业设计几未来从事的工作打下良好的基础。

由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。

关键词：工艺规程，设计，专用夹具

第1章 前言

箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求.

由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等.

箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等).在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯.

毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于30—50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量.

第2章 零件的工艺分析

2.1 零件的作用

犁刀变速齿轮箱体是旋耕机的一个重要的机械装置如图2-1所示。旋耕机通过该零件的安装平面与手扶拖拉机变速箱的后部相连，用两圆柱销定位，四个螺栓固定，实现旋耕机的正确联接。N面上的4―0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13㎜孔即为螺栓连接孔，2―0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔为定位销孔。

如图所示，犁刀变速齿轮箱体2内有一个空套在犁刀传动轴上的犁刀传动齿轮5，它与变速箱的一倒挡齿轮常啮合。犁刀传动轴8的左端花键上有啮合套4，通过拔叉可以轴向移动。啮合套4和犁刀传动轴5相对的一面都有牙嵌，牙嵌结合时，动力传给犁刀传动轴8.其操作过程通过安装在S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30H9孔中的操纵杆3操纵拔叉而得以实现。

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2.2 零件的工艺分析

图2-2 犁刀变速齿轮箱箱

由图2-2得知箱体材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性、及减震性，适用于承受较大应力 要求耐磨的零件。

该零件上的主要加工面为N面、R面、Q面和2- φ80H7孔。

N面的平面度0.05mm直接影响旋耕机与拖拉机变速箱的接触精度及密封。

2- φ80H7孔的尺寸精度、同轴度0.04mm，与N面的平行度0.07mm，与R及Q面的垂直度0.1mm，以及R相对Q面的平行度0.055mm，直接影响犁刀传动轴对N面的平行度及犁刀传动齿轮的齿合精度、左臂壳体及右臂壳体孔轴线的同轴度等。因此，在加工它们时，最好能在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来。

2-φ10F9孔的尺寸精度、两孔距尺寸精度140±0.05mm以及140±0.05mm对R面的平行度0.06mm，影响旋耕机与变速箱联接时的正确定位，从而影响犁刀传动齿轮与变速箱倒档齿轮的齿合精度。

表2-1 加工表面分析

由参考文献（1）中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。

第3章 确定毛坯、画毛坯—零件合图

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图2-3 毛坯—零件合图

根据零件材料确定毛坯为铸件。确定零件生产类型根据参考文献【8】可知：

17fe8110a91553b6e59ee1889a0f1ce2.png………（1）

式中 N—零件的生产纲领（件∕年），N=6000；

Q—产品的年产量（台∕年）；

a—备品率，取3%；

b—废品率，取0.5%。

查参考文献【13】表1-3知，属于轻型零件

查参考文献【13】表1-4知，属于大批生产

毛坯的铸造方法为砂型机器造型。又由零件2-φ80mm空均需铸出，故还应安放型芯，此外，为消除残余应力，铸造后还应进行人工时效处理。

参考文献【1】表2.3-6，该铸件的公差等级CT为84c761f170e016836ff84498202b99827.png10级，加工余量MA等级为G级，故取CT为10级，MA为 G 级。

铸件的分型面应选择通过C孔基准轴线，且与R面和Q面平行的平面，浇口位置分别位于C基准孔凸台的两侧。

参考文献【1】表2.3-5， 用查表法确定各表面的加工余量如下表所示。

表3-1 各加工表面的加工余量

由参考文献【1】机械加工工艺手册表2.3-9可得主要毛坯尺寸及公差如下表所示。

表3-2 主要毛坯尺寸及公差

第4章 拟定梨刀箱体加工的工艺路线

4.1 定位基准的选择

拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。为使所选的定位基准能够保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择来加工各表面，然后考虑如何选择粗基准作为精基准的表面先加工出来。

1.精基准的选择

精基准的选择：犁刀变速齿轮箱体的N面和2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔既是装配基准，又是设计基准，用他们做精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现箱体零件“一面一孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线尊选了“基准统一”的原则。此外，N面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。

2.粗基准的选择

粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择箱体零件的重要孔（即2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔）的毛坯孔与箱体内壁做粗基准：第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；第二，装入箱体的旋转零件（如 齿轮、轴套等）与箱体内壁有足够的间隙；此外还应能保证定位准确、夹紧可靠。

最先进行机械加工的表面是精基准N面和2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔，这时有两种定位方案：

方案一 用一浮动圆锥销伸入一2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm毛坯孔中限制二个自由度；用三个支撑钉支承在与Q面相距32mm并平行与Q面的毛坯面上，限制三个自由度；再以N面本身找正限制一个自由度。这种方案适合大批大量生产类型中，在加工N面及其面上的各孔和凸台面及其各孔的自动线上采用随行夹具时用。

方案二 用一根两头带反锥（一端的反锥可取下，以便装卸工件）的心轴插入2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm毛坯孔中并夹紧，粗加工N面时，将心轴置于两头的V形架上限制四个自由度，再以N面本身找正限制一个自由度。这种方案虽要安装一个心轴，但由于下一道工序（钻扩铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔）还要用到这根心轴定位，即将心轴置于两头的U形槽中限制两个自由度，故本道工序可不用将心轴卸下，而且这一“随行心轴”比上述随行夹具简单得多。又因随行工位少，准备的心轴就少，因而该方案是可行的。

方案三 用两根制造精度相同的锥销安装在2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔的两侧定位，此时可以同时限制工件的五个自由度；再以N面本身找正限制一个自由度。这种方案工件装拆方便方便，但是由于工件连续装卸，影响孔的定位精度，且销轴的夹紧装置较为复杂。

方案四 在镗铣加工中心上加工时，采用R面、Q面定位，可以同时限制六个自由度，再以N面本身找正限制一个自由度，加工N面及其上的孔；之后在加工R面（Q面）上的孔时采用N面和Q面（R面）定位，同时限制六个自由度，保证定位精度。夹紧时采用专用夹具夹紧，凸台面的铣削采用一般方式方式铣削。此方案可行，但须制造专用夹具。

4.2 制定工艺路线

根据各表面的加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：

N面：粗车—精铣；

R面和Q面：粗铣—精铣；

凸台面：粗铣；

2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔：粗镗—粗镗；

7级4c761f170e016836ff84498202b99827.png9级精度的未注出孔：钻—扩—铰；

螺纹孔；钻孔—攻螺纹孔。

因R面与Q面有较高的平行度要求，2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔有较高的同轴度要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，即分别在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来，以保证其位置精度。

根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将N面、R面、Q面及2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一阶段中又首先加工N面，后再镗2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔。R面及Q面上的0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8N8孔及4-M12螺纹孔等次要表面放在最后加工。

初步拟定加工工艺如下：

上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序有些问题。分析如下：

如粗车N面，因工件和夹具的尺寸比较大，在卧式车床上加工时，他们的惯性力较大平衡较困难；又由于N面不是连续的圆环面，车雪中出现断续切削，容易引起工艺系统的振动，故改用铣削加工。

工序40应在工序30前完成，使R面和Q面在粗加工后有较多的时间进行自然时效，减少工件受力变形和受热变形对2-φ80mm孔加工精度的影响。

精铣N面后，N面与2-φ10F9孔的垂直度误差难以通过精铰孔矫正，故对这两孔的加工改为扩铰，并在前面的工序中预留足够的余量。

4-φ13mm孔尽管是次要表面，但是在钻扩铰2-φ10F9孔时，也将4-φ13mm孔钻出，可以节约一台钻床和一套专用夹具，能降低生产成本，而且工时也不长。

同理，钻φ20mm孔工序也应合并到扩铰Sφ30H9球形孔工序中。这组孔在精镗2-φ80H7孔后加工，容易保证其轴线与2-φ80孔轴线的位置精度。

工序140中工步太多，工时太长，考虑到整个生产线的节拍，应将8-M12螺纹孔的攻螺纹做为另一道工序。

修改后的工艺路线如下：

第5章 加工设备以及加工装备的选用

由于生产类型为大批大量生产，且加工对象非孔即面，采用镗铣类机床实为方便，为最大限度的满足生产，选用卧式加工中心TH6350和立式加工中心KT1300V进行加工。工件在机床上只需变换夹紧姿态即可。经查询机床手册，TH6350其参数如下：

工作台尺寸(长/宽)mm ：500/500； 允许负载：500k；主轴锥孔：ISO5；主轴电机：7.5/11K；转速范围：28-3150r/min；选刀方式：随机近选；刀库容量：40Pc；最大刀具重量8Kg； 最大刀具尺寸：0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png130/300mm ；移动范围(X/Y/Z)：700/550/600；进给轴电机：220N.m；定位精度：0.04mm ；重复定位精度：0.02mm。

KT1300V其参数如下：

工作台尺寸(长/宽)mm：420/720；最大工作行程(X/Y/Z)mm:510/410/460；主轴孔锥孔：CAT40;主轴转速范围：20-5000r/min;定位精度：78d5ab713f8fc5fe1b54e858f754f91a.pngmm；重复定位精度:ee746d162ac8173baf154cddb4c71fb7.pngmm;刀库容量：24；数控系统：FANUC;主轴电机：5.5kw；进给轴电机：220N.m；

粗铣N面。根据机床的参数结合参考文献【8】，由表21-26，选取直径为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png160mm的可转位三面刃铣刀，通用的专用夹具夹具以及游标卡尺等量具。

精铣N面。选择与粗铣相同型号的铣削刀具，仍用通用的专用夹具夹具，游标卡尺及刀口形直尺。

铣凸台面。采用莫氏锥柄面铣刀,其直径为D=63mm，专用铣夹具、专用检具。

粗铣R面、Q面。参考文献【8】，由表21-26，选取直径为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png160mm的三面刃铣刀、专用夹具及游标卡尺。

精铣R面、Q面。刀具与粗铣刀具相同，采用专用夹具。

粗镗2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔。选择精镗刀，专用夹具。

参考文献【1】，由表4.3-9可得，工序20钻扩铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔口倒角1×45°，钻4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13mm孔选用直柄麻花钻，直柄扩孔复合钻，直柄机用铰刀，扩孔时倒角。选用通用夹具，游标卡尺及塞规。

刮4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png22mm孔平面。由参考文献【1】，表4.3-38可知，选用带可换导柱锥柄平底锪钻，导柱直径为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13mm。

工序8中所加工的最大钻孔直径为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png20mm，扩铰孔直径为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30mm，故采用立式加工中心KT1300V.钻0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png20mm孔选用锥柄麻花钻（参考文献【10】表10-175），扩铰孔S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30H9孔时采用锥柄机用铰刀（【10】表10-192）；4-M6螺纹底孔采用锥柄阶梯麻花钻（参考文献【10】表410-175）攻螺纹采用长柄机用丝锥（参考文献【10】表10-246）及丝锥夹头。采用专用夹具0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png20mm、0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30mm孔径用游标卡尺测量，4-M6螺纹用螺纹塞规检验，球形S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30H9及尺寸20b2d654a7ad5748d94ad975efc72032.png，用专用测量检具，孔轴线的30°用专用检具测量。

8-M12螺纹底孔及2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8N8孔 由参考文献【1】，表4.3-16，选用锥柄阶梯麻花钻，2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8N8选用锥柄复合麻花钻及锥柄机用铰刀，采用专用夹具。选用游标卡尺及塞规检查孔径。

由参考文献【1】表4.6-3知，8-M12螺纹攻螺纹选用机用丝锥及丝锥夹头，专用夹具和螺纹塞规。

第6章 确定切削用量以及工时定额

6.1 切削用量的确定

1. 加工工序设计、粗铣、精铣N面工序

查参考文献【2】，由表3、2-25平面加工余量表，知精加工余量ZN精为1.5mm。已知N面总余量ZN总为5mm。故粗加工余量ZN粗=5－1.5=3.5mm.。加工N面工序中以N面自己为基准，将3.5mm的粗加工余量和1.5mm的精加工余量切除，存在工艺尺寸链和基准不重合误差。

查参考文献【2】由表1-8平面的经济加工精度表知，粗加工公差等级为46968e960a02d87448ce464c1360c4c7.png级，取777fb04d8c5a80d05e5462ac042a6c7a.png.其公差44b395af3f966f9165caa81dbe94a875.png，所以精加工距B面中心的距离为47.5±0.125精加工余量2676dcc3107a47cc62bb0003bd8803e5.png校核如下：

033be7e79ddd312644ab87c9890f55d6.png

故余量充足。

查参考文献【1】由表9、2-14知，依据铸件材料为HT200，粗加工断续切削采用可转位三面刃铣刀刀具，机床功率5.5kw,则可查出粗加工每齿的进给量为69fcf79b4bc31073bc5f8af12b4b8f6d.png；取精铣的每转进给量为b58737c6779e71fa0487c9d5ec41cb4a.png=0.5mm/r。粗铣每走刀一次，6e89963736a20640e2d0b444a2382357.png；精铣每走刀一次，c8839b6919d2a0b500a94db64adc240e.png；

考虑到数控加工中心的主轴电机可以实现无级变速，此处取转速为150r/min，取精铣的主轴转速为300r/min，又前面的铣刀直径D为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png200mm，故相应的切削速度分别为

847517a7ef3673d4c8d09fd39243536f.png

eec0231a28d2b5949110393b1ac00c48.png

校核该机床的功率如下：

查参考文献【1】，由表2.4-96知，切削功率的计算式如下：

d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png928a9091bac30ccbd445c3fa16feaf4a.png

取z=8个齿，e61b358d2ea155f33341e9892097efd1.png

将它们代入式中，得：

d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png9f1122a2ac0afa4f890250fc33dac324.png

由机床参考数据知机床功率为5.5KW,若取其效率为0.8，则80146a428949408f0a28526de64c6b5c.png

故重新选择主轴转速为120r/min,则：

4c07e88cd29fb683f784c7094b8c54cf.png

将其代入公式得：

d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png8591a357ff0feee5786adb3992eb8908.png

故机床功率足够。

2.工序钻扩铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔至2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png9F9、钻4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13mm孔加工工序

2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔的扩、铰余量：

参考文献【1】，由表2.3-48取84a815042eb8cbe22e6d1b458c8844a1.png，由此可算出e2d103a516fb6e0a2b18a05473badc07.png。

4-φ13mm孔因一次钻出，故其钻削余量为aa7a0dbcecec7f6ff7a90149e69aa1d8.png。

表6-1 各工步的余量和工序尺寸及公差

孔和孔之间的位置尺寸如140±0.05，以及140mm,142mm,40mm,4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13mm孔的位置度要求均有钻模保证。与2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔轴线相距尺寸66±02mm因基准重合，无需换算。

沿孔2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80孔的轴线方向的定位是以N面为基准确定轴心线的位置，孔轴线方向的定位是以两孔的内侧面用自定心机构实现的。

使用这种专用夹具能够保证两孔内侧中心面与R、Q两端面的中心面重合，外形对称。所以，2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png9F9两孔连心线至内侧中心面的距离尺寸2b657b0fd2ee2630e73866e983ad795d.png需经过计算。其尺寸工艺链如下图所示。

word/media/image76.gif

图中，1ca3978a8ba472f44b78f94aabe7c55d.png为零件图上R面与内侧尺寸007121374f082e958bb1ee8486ef06eb.pngmm，是封闭环。ca4dbb6837d8eb9c56733dcd89da257f.png为内腔尺寸92±1mm的一半，即为46±0.05mm。用概率法计算如下：

90fd8636326ebdd49ef8998d7bc50d2d.png

因为 6f6e0a0dd0e50f6e28fa99922e9665e2.png

所以 840ace71f8846508c9b0f44ef98d8682.png

又 e33a2cb9571969ed8e9177c1973b9a9c.png

所以 e15e767f212e0094c81fe30527dd1c82.png

故 0d354e6e20e185375eaa260bf826ccba.png

参考文献【1】由表2.4-38知，并参考机床说明书，取钻4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13mm孔的进给量f=0.4mm/r；取钻2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png7mm孔的进给量f=0.3mm/r。

参考文献【1】 由表2.4-41知，用插入法求得钻0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13mm孔的切削速度v=0.4445mm/s=26.7mm/min,由此计算出转速为

403588a58f4f677bdddf937da997c95f.png n

故机床实际转速取n=630r/min，则实际的切削速度为

97ceffdc8eb91a3326f597eb4a772b0d.png

同理，用插入法求得钻φ7mm孔的v=0.435m/s=26.1m/min，由此计算出转速为：

74f7d145501493699f4596116e708b5d.pngn

此处取机床实际转速为n=1000r/min，则实际的切削速度为

6d2998ef9302e2eaa396973599ea2588.png

参考文献【1】，由表2.4-69，得：

8c4ba7cbbdbbffcb4216f8b8a9c9806d.png

bdac7694f04e94128b9829b924c7b4e3.png

分别求出钻φ13mm孔的a5272e9e68b361a27c743876119bd4d8.png和M及钻0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png7孔的a5272e9e68b361a27c743876119bd4d8.png和M如下：

39ac3a2c6056bf601239f2311658bdf0.png

2079ebb09546c53ffd5622657abee8f8.png

4da95de0342bd2a7bda6ec7296ded1b1.png

e956ba729d2dea04651e61e68eb9c71f.png

它们均小于机床的最大进给力5000N和机床的最大扭矩220N·m，故机床刚度满足要求。

扩2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8.8mm孔，参考文献【1】，由表2.4-50知，参考机床进给量，取f=0.3mm/r（因扩的是盲孔，所以进给量取得较小）。

参考文献【4】，由表3-54，扩孔的切削速度为a3450c28829854ce6bd007fb242e716a.png，故取e825f64d5ab1990e970fa4a121ff60be.png，

由此算出转速b440469cd554c802ed295c6274f8d105.png。此处取机床实际转速为n=400r/min。

参考文献【1】，由表2.4-85，铰孔的进给量取f=0.3mm/r（因铰的是盲孔，所以进给量取得较小）

参考文献【1】，由表2.4-60，取铰孔的切削速度为v=0.3m/s=18m/min。由此算出转速b440469cd554c802ed295c6274f8d105.png。此处取实际转速为aa49f5c9b48b792f038a15dffbc12dd4.png，故实际切削速度为b67bafc820d89fdb55628876debe1a1d.png

3.工序粗镗、工序7精镗2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80H7孔工序

查参考文献【2】表3.2-10可知粗镗加工后孔的直径为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png79.5mm，故两孔的精镗余量 9e7b9fa90e7f45ed3563e3006d2df942.png。

又已知 0ee63b1e2798e3276920bd3659fc0dac.png。

故 918e1e5e31b6417d0532248a8e06ec84.png。

粗镗及精镗工序的加工余量和工序尺寸及公差列于表2-4。

表6-2 镗孔余量和工序尺寸及公差

因粗、精镗孔时都以N面及两销孔定位，故孔与N面之间的粗镗工序尺寸47.5±0.08mm，精镗工序尺寸46±0.05mm及平行度0.07mm，与一销孔之间的尺寸66±0.2mm，均系基准重合，所以不需要做尺寸链计算。

两孔的同轴度0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png0.04mm由机床保证与R面、Q面的垂直度0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png0.1mm是间接获得的。在垂直方向上，它由2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔轴线与N面的平行度0.07mm及R面和Q面工序中对N面的垂直度来保证。取一极限位置（如下图所示）计算精铣R面及Q面工序中Q面对N面的垂直度公差5fc533a8e6d1bbbe5e6c6426c0ea4c4b.png。

word/media/image110.gif

图中，697e5cc7902f780bacf6f7b30ae00745.png为孔轴线对Q面的垂直度0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png0.1mm，它是封闭环；b5f4846db2274e075ef8f910cd33204b.png为孔轴线对N面的平行度0.07mm，c48302d4671d5ebab135b9684d96fb73.png为 Q面对N面在168mm长度上的垂直度。

因在精铣R面和Q面及精镗2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔两工序中，面和孔轴心线的位置都做到极限位置的情况很少，故用概率法计算此尺寸链，使加工容易。

因为 6a5a1e43d9a17bfd74bf6b82ccbf4dc9.png

所以 fa5a303f673eaf22f01b7ad87bcfe077.png

在图中，因为 ∠BAC=∠EDF

所以 a7bf4e0846c73cb4f045e80dad70ffc9.png

则 ac8202e01409781569c818ebcc8758be.png

同理，R面与Q面的垂直度公差也应为0.04mm。

2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔轴线与R面的垂直度φ0.1mm在水平方向上是由R面对定位销孔连线的平行度0.06mm及2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔对定位销孔连线的垂直度保证的，取一极限位置（如下图所示）计算精镗2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔工序中2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔轴线对定位销孔连线的垂直度公差5c357dcc6f0463e8f7e6a521239a36bf.png。

word/media/image119.gif

word/media/image120.gifword/media/image123_1.png

图中，26ff15b18ed5e77b6fad59bde931c0bc.png为孔轴线对R面的垂直度0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png0.1mm，它是封闭环；b3dece4db7e7dda2c737cdfb5a50a5bd.png为R面对定位销孔连线的平行度0.06mm，由于ΔABC≌ΔEFH，所以，42ea8623e963776848196908948c88fa.png。同理，也用概率法计算此尺寸链如下：

因为

32653d900369a8ec765e18309f9a355d.png

所以

273bb727c4505ebc3cad7eda531f3459.png

5c357dcc6f0463e8f7e6a521239a36bf.png受两定位销孔与定位销孔配合间隙而引起的转角误差的影响如下图所示。

word/media/image134_1.png

下面分析定位副的定位精度。

参考文献【6】，设计两定位销如下：

按零件图给出的尺寸，两销孔为2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9，即2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.pngef081391db9e620135cb32e0aa3afc55.pngmm；中心距尺寸为140±0.05mm。

取两定位销中心距尺寸为140±0.015mm。

按基轴制常用配合，取孔与销的配合为e5fbae9bcd296173ae980cbaf1f6861c.png，即圆柱销为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10h9=0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.pngd71aaecc4a334feaacad21d8be67cd42.png。

查参考文献【6】表1-6知，取菱形销的b=4mm，B=8mm。

因为 1645398a83dbfdfb3e136187f8de66d7.png ,

所以，菱形销最小间隙为：

a21e6c58e31e6a71881dd3f885ae839e.png

菱形销的最大直径为：

8a7f4938fe2fbfa6d021b3556f6b0707.png

故菱形销为 eb15b1e8da654d142b0f76a387ead5bd.png

下面计算转角误差：

aff0f912f2ea19e58f57e23a9558eee2.png由Δα引起的定位误差59b1dc4cc4640ddb8d03c00badb6c048.png

该项误差大于工件误差，即0.118m>0.08mm，故该方案是不可行的。

同理，该转角误差也影响精铣R面时R面对两销孔连线的平行度0.06mm，此时定位误差也大于工件公差，即0.018mm>0.06mm，故该方案是不可行的。

解决上述问题的方法是尽量提高定位副的制造精度。如将2-φ10F9孔提高精度至2-φ10F7，两孔中心距尺寸140±0.05mm提高精度至140±0.03mm，并相应提高两定位销的径向尺寸及两销中心距尺寸的精度，这样定位精度能大大提高，所以工序70“精扩铰2-φ10F9孔并提高精度至2-φ10F7”对保证加工精度有着重要的作用。此时，经误差计算平方和公式校核，可满足精度要求。

粗镗孔时因余量为2.75mm，故b680915d3365ac4e9039800023c9f31c.png=2.75mm。

查参考文献【7】由表5-29，取v=0.4m/s=24m/min。

取取进给量为f=0.2mm/r。

b45669874de349786e441ab1da1e4453.png

查参考文献【1】，由表2.4-21得：

36a82b182e758662db703c6cf52a5976.png

431dda2a0fd69f8e0d6297450bf195ca.png

取 3a14c050410beab8f58bc431cd1db3ec.png， b79dab52e78b52dde03265a5b46d8af7.png，0eeddd36dc4d9bc088e2f6dab9ecb6bc.png，576702bd605da0616062707559f94e9e.png，48c7c722c5926a06ac0fb4f3f22322f4.png

则 7b318a3fcaf31d09d16f3041326e0bad.png

d095fd3cbe1dacc601289b5e64c0c24f.png

取机床效率为0.85，则，f9c543f920d39c4976796553b0cd04da.png，故机床功率足够。

精镗孔时，因余量为0.25mm，故b680915d3365ac4e9039800023c9f31c.png=0.25mm。

查参考文献【7】，由表5-29知，取v=1.2m/s=72m/min，取f=0.12mm/r。

5bd24b84a9f009c66345ecf45799bb39.png

4.工序粗铣R面及Q面和工序8、精铣R面及Q面

查参考文献【12】，由表5-49，知精加工的余量为405d143fc67f1a3028f3f7ab08ead178.png,已知，R-Q面的加工余量为：ca7608260bd4793747e4560877bed827.png,于是，粗加工的余量为6a5ae72cde741cc4d6ff2dfb8c841ada.png。精铣R面及Q面之时，R面和Q面互为基准，设计尺寸与工艺尺寸重合，不存在基准不重合误差。

查参考文献【11】，由表30-73，知，取粗铣的每齿进给量为b58737c6779e71fa0487c9d5ec41cb4a.png=0.2mm；取精铣的每转进给量为f=0.5mm/r；55e54943bc8f3742e73fe3f1069a40d1.png，9e854ef90077c1f1fc7d3499b6511e2b.png;粗铣走刀1次，精铣走刀1次，962aaef21262a94c9f8ed423f4583bee.png。

查参考文献【11】，由表7-10，取粗细的主轴转速为118r/min，精铣的主轴转速为300r/min。又前面已选定三面刃铣刀，铣刀直径为D=160mm,故相应的切削速度分别为：

fc751daa9db70b2f355f3744de3609ec.png=d8f0b1f58f8fb92db0d77ddd659055e0.png=26a6855d4bf55974f5cf6ad9325e0519.png=46adc7e5b579648d5f2f49aa3a2d1282.png=59.283m/min

86362f823c39ff2888b9c25d6e7a991b.png=c4b9dad1b55b526cb273d5cb94d17a35.png=26a6855d4bf55974f5cf6ad9325e0519.png=be2293c8e181b04d62883bf6278fc28f.png=111.1m/min

查参考文献【1】，由表2.4-96，知切削功率的计算式如下：

d3b8eed6cfd7a58c7098f933323dd360.png

取z=8个齿，n=118÷60=1.966r/s,6ccb0c375312a84ea503d13663b31770.png=101mm, 2578581f2f89ddb0a9d54a23e6e5ad8c.png=3mm, a755c3d8961ac6b0fb26d5fe6b102b82.png=4mm, b58737c6779e71fa0487c9d5ec41cb4a.png=0.2mm/z，将它们带入式中：

05486d582fed6274cb5d9ec9b0016a6d.png

由机床的功率为11kw,假设机床的功率为0.8，则有11×0.8=8.8kw,8.8kw>7.514kw，故机床的功率满足。

5.工序精扩铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔，提高精度至2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F7

由工序20已将孔2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9加工至2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png9F9,则此工序的精扩铰余量为0.1mm。

查参考文献【1】，由表2.3-48，知孔的扩、铰余量分别为：6b12835b72b4cd42f5ac861908a0d081.png=0.9mm,1ca30b2e9e3aeb70f6edf92261bae5da.png=0.1mm。

查参考文献【1】，由表2.4-52，知扩孔的进给量f=0.3mm/r（因为扩的是盲孔，所以进给量取得较小）

同粗加工，扩孔的速度e11442df1c1290a4ee32d780e75dbd69.png=11m/min。由此计算出转速为：

ee694f88b0fdbfcf8223e5114adb9c0a.png。

此处为方便计算取n=400r/min。

查参考文献【1】，由表2.4-58，知，取铰孔的进给量为f=0.1mm/r。(受加工余量的限制)

查参考文献【1】，由表2.4-60，知，取铰孔的切削速度为v=0.1mm/s=6m/min。因此，算出290026b67b0d82078bc39756d0cd1560.png。此处为方便计算，取转速为200r/min，则实际的切削速度为16096675e2fdc9c3948da7e787e88aab.png。

6.工序8 、铣凸台面

凸台面因要求不高，故可以一次铣出，其工序余量即等于总余量4mm。

凸台面距S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30H9孔球面中心20b2d654a7ad5748d94ad975efc72032.pngmm，这个尺寸是在扩铰S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30H9时直接保证的。球面中心（设计基准）距2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm空轴线（工艺基准）100±0.05mm则为间接保证的尺寸。本工序工艺基准与设计基准不重合，有基准不重合误差。

铣凸台面时应保证的工序尺寸为凸台面距2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80mm孔轴线的距离XD-B.其工艺尺寸链如下图所示。

word/media/image186.gif

图中bd42a822d3d051f2c30ed155418b0da9.png，2c08208d7fd0acbf499e7750e35496e5.png ，用竖式法计算如下：

所以 2180a1d2c7c4ffcba514e35070d38fa3.png

查参考文献【1】，由表2.3-59知，铣平面的背吃刀量b680915d3365ac4e9039800023c9f31c.png=4mm；

查参考文献【2】，由表30-13知，取粗铣每齿的进给量f=0.2mm/z；

查参考文献【1】，由表3.1-74知，取粗铣的主轴转速为n=118r/min;

由之前的工序设计知，铣刀的直径为D=63mm，故相应的切削速度为 d88b167706c65865f7a6d83b360fc026.png

校核机床的功率：

查参考文献【11】，由表30-17知，切削功率的计算式如下：

db7e7b21d004dd71fc69f7605415864f.png

取z=4个齿，n=118÷60=1.966r/s,6ccb0c375312a84ea503d13663b31770.png=168mm,b680915d3365ac4e9039800023c9f31c.png=4mm，9c112491be3dfcfe0e48df2aab5d5289.png =0.25mm/z，81c43aae1220f38677b7afa5a613a1cf.png=1,

将它们带入式中：

ad70f0730edd4a5efaf0c79c94b870ee.png

由机床的参数知，机床功率为5.5kw，假设机床的效率为0.8，则5.5×0.8=4.4kw，0.046kw<4.4kw，故机床的功率足够。

7.钻0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png20孔、扩铰S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30H9球形孔、钻4-M6螺纹底孔、空口倒角为1×45°、攻螺纹6-M6-6H

查参考文献【10】，由表11-266知，取钻φ20孔时的进给量为f=0.32mm/r，取钻4-M6螺纹底孔时的进给量为f=0.13mm/r。

查参考文献【10】，由表11-266，用插入法算得钻孔0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png20mm时的切削速度为v=25.67m/min，由此算出转速为

41c615a48828fc509af92063e6cf1148.png

取实际的转速为n=440r/min，则实际的切削速度为

4343e723d1229fdb76a8d1da8819a4ac.png

同理，用插入法求得钻4-M6螺纹底孔切削速度为v =34m/nin，由此算出转速为：

9bf47f5c3f9a8278a030962a1189d80d.png

此处取实际转速为n=1800r/min，故实际的切削速度为a6ec7e0119c4cb8a012f0d3ac77daab0.png。

查参考文献【1】，由表2.4-69，知

bce4a7f7d81f063cbfd03ecadafd1d0f.png

b294a1ac419937b3a763a7697003b2d5.png

分别求出钻φ20mm孔的a5272e9e68b361a27c743876119bd4d8.png和M及钻4-M6螺纹底孔时的a5272e9e68b361a27c743876119bd4d8.png和M如下：

4792f2342f9632effa493f5025de6ec1.png

222625fd465e00cf971fb034e9fc9a7b.png

c5392bd7d1f2795e2f7977f1bb212d42.png

cfe25e40fb328e2c1f49db6cf8bc8d7e.png

他们均小于机床的最大进给力5000N和最大的扭矩220N·m。

扩铰S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30mm球形孔时，采用专用的扩铰球孔刀具，最大的切削余量为5mm（单边余量）

查参考文献【10】，由表11-278，知，铰孔的余量为0.3mm，则扩孔的余量为4.7mm；

查参考文献【1】，由表2.4-52，知，,扩孔的进给量取f=1.1mm/r；

查参考文献【1】，由表2..4-58，知，铰孔的进给量取f=1.5mm/r；

查参考文献【1】，由表3-54，扩孔的切削速度为a98ea934898ac89343dddcebf2e4017e.png，故取v=93b05c90d14a117ba52da1d743a43ab1.png×25.12=12.56m/min

由此算出转速为1eba16003c4fa3279882585177c86892.png,此处取n=135r/min。

查参考文献【10】，由表11-283用插入法算出铰孔的切削速度为v=11.5m/min。由此算出转速为3db2928030130a862892535b459b825a.png。此处取机床的实际转速为n=125r/min,则实际的且削速度为8ee64f6e982135a97f64cae21e31693d.png。

攻螺纹6-M6-6H螺纹时，采用机用丝锥，查参考文献【1】，由表2.4-105知，切削的进给量f=1mm/r;

查参考文献【11】，由表40-7，知切削速度为：9d0a61adf4095783bb3f6931c18c055a.png 。

查参考文献【11】表40-7，知耐用度为T=90；螺纹螺距为P=1mm，系数m=0.9，119d72374eb5b26635e37001a1257bc4.png=64.8，ad1c8cfa01e1004b0553ff624951aa2a.png=1.2， 7417ff697cabf1d65b21ddb9e8f8577d.png=0.5，55fa249fa59cac1ddf9ed69ae7e05b46.png=6mm,87607ce6822db98cf2a31f357168c841.png=0.98，将它们带入式中如下：

119bd8597f292154162431496287c2a3.png

由此，可计算出主轴的转速为0a72018b3ed77737908313f4d9bb6809.png,此处取n=500r/min。

8.工序9 锪4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png22mm平面

依照之前的设计，此工序采用直径为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png22mm的选用带可换导柱锥柄平底锪钻，导柱直径为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13mm

查参考资料【1】，由表2.4-87，用插入法计算出进给量为：f=0.12mm/r,切削速度为v=0.3m/s=18m/min。

其切削余量为4.5mm,则可计算出机床主轴转速为:

67399d1bca4c6049966b18d4264adf01.png

此处取n=260r/min。

9.钻8-M12mm螺纹底孔，孔口倒角1×45°，钻铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8N8，孔口倒角1×45°

查参考文献【1】，由表2.4-38，知，取钻8-M12螺纹底孔的进给量f=03mm/r；其切削余量为5.1mm。

查参考资料【1】，由表2.4-41，用插入法计算出钻8-M12螺纹底孔的切削速度为v=0.33m/s=19.8m/min≈20m/min。

由此算出，a5d1f2ea98f3719a7b52cd4d8fdbcc13.png

为达到表面质量的要求，将钻铰2-φ8N8改为钻扩铰2-φ8N8；

查参考文献【1】，由表2.3-48，取6b12835b72b4cd42f5ac861908a0d081.png=0.45mm，1ca30b2e9e3aeb70f6edf92261bae5da.png=0.05mm，由此可算出，钻孔的余量为391e536457c08b21a445ecd00efc639f.png=533b6a468e250cfee2ad85ca76da0c5b.png－0.45-0.05=3.5mm

查参考文献【1】，由表2.4-38，取钻2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8N8孔时的进给量f=0.3mm/r；

查参考文献【1】，由表2.4-41，用插入法求得，钻2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8N8时的切削速度v=0.37m/s=22.2m/min，由此计算出转速为

3c764ed49d4de3d0d8afbc8e4f66a670.png

查参考文献【1】，由表2.4-69，得：

bce4a7f7d81f063cbfd03ecadafd1d0f.png

55ebd659dc439c8274402d1f042217c9.png

代入计算数据得：

ba43474c5bc3ed1cb9a418ffbfc736e7.png

75f7e84f27afc9402621c53a1051942e.png

他们均小于机床的最大进给力500Kg和机床的最大扭矩220N·m，故机床满足要求。

扩孔2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8N8时，查参考文献【1】，由表2.4-5，取机床的进给量为f=0.3r/min。

参考文献【4】，由表3-54，知，扩孔的切削速度为（a98ea934898ac89343dddcebf2e4017e.png，故取e11442df1c1290a4ee32d780e75dbd69.png=93b05c90d14a117ba52da1d743a43ab1.png×22.2=11.1m/min

由此计算出转速为，1dfa7c6c1f9a4908d4330527fe2e6775.png。在此处取n=450r/min 。

查参考文献【1】，由表2.4-58，取铰孔的进给量f=0.3mm/r；

查参考文献【1】，由表2.4-60，知，取铰孔的切削速度为v=0.26m/s=15.6m/min，由此算出转速29879db1dfdd6fbe712f3d1868c6434f.png，此处取n=620r/min。

10.攻螺纹8-M12-6H

攻螺纹8-M12-6H螺纹时，采用机用丝锥，查参考资料，由表2.4-105知，切削的进给量f=1.75mm/r；

查参考文献【1】，由表2.4-113，知切削速度为： 6a72d81906f9a84b7e9a1f79914270f0.png。

查表2.4-114，知耐用度为T=1800，查表2.4-114，知耐用度为T=1800；螺纹螺距为P=0.5mm，系数m=0.6，0b21a666a81629962ade8afd967826ed.png=1.2，8e28d43bbeb35deeebf9eca9de21bf33.png=0.9， d24fd2d83d8cae85cf655d3b5bba1a15.png=6.2，55fa249fa59cac1ddf9ed69ae7e05b46.png=6mm,将它们带入式中如下：

c75f3076339e027a999794c9a56b7a3a.png

则计算出主轴转速为2fc8f8dccdb0626438bb0d5c92d8a308.png,此处取n=125r/min

6.2 时间定额计算

工序1粗铣N面，钻扩铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9至0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png9F9，孔口倒角1×45°，钻4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13的时间定额计算

（1）由之前的工序设计可知，粗加工时N面的切削余量为3.5mm，背吃刀量）2233021f6b4be227c30140f02628d31c.png，每齿进给量为f=0.2mm/r，齿数z=10，主轴转速为n=150r/mm，走刀一次，采用面铣刀对称铣削，刀具主偏角4fda61aac42c76a0d302b14d432a9920.png<90°。

查参考文献【7】，由表5-43，知铣削的基本时间计算式为：

9771bedb34da31902c2128274eb187bb.png

a793caaa0a6fcee22265eff5990b26a1.png

2abeca65f80125bf38efd74b6e8d2655.png

参数说明：

2db95e8e1a9267b7a1188556b2013b33.png—所铣平面的轮廓长度；

ee92d31241c2bbe4fd7c7c5579f99f31.png—每齿进给量；

D—铣刀直径；

c28556537f6fa3e67b9c313fecb1c4bc.png—所铣平面的轮廓宽度。

计算过程如下：

9f0875cff7d1e881f2df474b10bf6561.png

40450d5e48497c67b575d98ef2d8057c.png

b387906cc308e9bbdc2d5195d79874eb.png

钻扩铰2—0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9孔（尺寸留精铰余量），孔口倒角1×45°钻4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13mm孔

查参考文献【7】，由表5-41，得钻孔基本时间的计算式如下：

c9ba07bd7da97b060a1ff9ee5db9386c.png；

c7b5cb501695b127a4a5203ecdf63d70.png=1～4mm；

0775c104dfc4ed75cde737b8cbf9754c.png ；

参数说明：

f—进给量；

n—机床主轴转速；

4fda61aac42c76a0d302b14d432a9920.png—刀具主偏角；

D—钻孔直径；

c7b5cb501695b127a4a5203ecdf63d70.png=1～4，盲孔时c7b5cb501695b127a4a5203ecdf63d70.png=0。

Ⅰ、钻4-φ13mm孔的计算：

c53ab28e93bbe4dffba413c907e561c5.png

ef25f96efbfbf6a0ece7ab2a2fa07eab.png

8d168f4a0bc24635154ebcaf10573785.png

则基本时间：2c65224339872bc9f8d86950728c81e2.png

Ⅱ、钻扩铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10F9

钻2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png7孔：

代入上述计算式，有 40327848789a8389453e11e5656987f1.png

即 e31581e95b8e39b2e34e06f6cec5d66e.png

1bd4b8d604dd3611ecaa298914cf06a1.png

b8032f639422f178db2e89bc82120505.png

于是，基本时间 34e004ad663ef49c24e769b4e2667678.png

1a87c402444d7666681c95fdf510a30a.png

扩孔2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8.8:

参考文献【7】，由表5-41，知扩孔和铰空的计算公式为：

c9ba07bd7da97b060a1ff9ee5db9386c.png

ea1edcee465ed1f462fbedf25ca2d53e.png

参数说明：

f—进给量；

n—机床主轴转速；

4fda61aac42c76a0d302b14d432a9920.png—刀具主偏角；

d1—扩、铰前的孔径（mm）;

D—扩、铰后的孔径(mm)；

c7b5cb501695b127a4a5203ecdf63d70.png=2～4，盲孔时c7b5cb501695b127a4a5203ecdf63d70.png=0。

3d17770d04c8dd8c2e67299f3e4ef78c.png≈2.5㎜

d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png941e8e4e241b6031b3abee45a8b311ee.png

将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得:

3d17770d04c8dd8c2e67299f3e4ef78c.png

0dbd0a2e1b0fb8986130fe0d5d3dc715.png

铰2-φ9mm的孔：

71c241bbb501587f2219ccd9e1d6f018.png

61e029c73917d37cff1c3f0af74682c3.png

将以上数据及前面已选定的f及n代入公式，得

f3f86e0ea16529ce7d47ecba6e281686.png

8237634e48604da2f00a1750b970402a.png

总机动时间6b1d73769c4a9874d7b9d9717b120290.png也就是基本时间6b1d73769c4a9874d7b9d9717b120290.png为：

61108d38f7eedff687abc18c3a7c777e.png

（2）辅助时间ea884d8fdf3e7339dcd1816bf6c01a1e.png。参考文献【7】时间定额的组成所示计算。

各工步的辅助时间为：粗铣N面0.12cdfd765ebd17f8613962235becb89913.png、钻4-￠13㎜孔0.092cdfd765ebd17f8613962235becb89913.png、钻2-￠7㎜孔0.0208cdfd765ebd17f8613962235becb89913.png、扩2-￠8.8㎜孔0.048cdfd765ebd17f8613962235becb89913.png、铰2-￠9㎜孔0.0288cdfd765ebd17f8613962235becb89913.png。

装卸工件时间参考文献【1】表2.5-42取2.5cdfd765ebd17f8613962235becb89913.png。

所以 辅助时间

879b642f9146503cef7635ba558ac1a3.png

（3）作业时间d1c1be071459e428e35df33418e1d46a.png。ec3449cc5fde72efb0f13abef5c912e5.png

（4）布置作业地时间4d9ecb3216b52cc64e016e583ca1a3b2.png。d269d9598f28272b4414d06d994f1496.png

（5）休息和生理需要时间5fe5f499704f110d2841f7ea5c511043.png。7e980836fcda4cf5ced98d88da79567c.png

（6）准备与终结时间80edafa302d9e59a88c4b283b6023713.png。参考文献【1】表2.5-44，取各部分时间为：

中等件 bd828b965e7a65c369dfa56b399a0ceb.png；

深度定位 642863cba5acd9c1187b9140d317f11f.png；

使用回转夹具 13d60827653a79bd88a251b51bcd6c46.png；

试铰刀 1b9f495c7eba6ae90a728ecd7eada70c.png。

由题目已知生产批量为6000件，则：

7ff4dea611bc6354c2b88637111ee3da.png

(7)单件时间定额9e15f415ec634afc4ba69fbd80cff923.png。

6533406bc6d8fa9459bac516a727f661.png

其余工作时间的计算均与上述情况相似，其详细计算过程在此处略去。

第7章 专用夹具的设计

7.1 夹具总体方案拟定

本次设计的夹具为第8道工序铣凸台面的专用夹具。

确定设计方案:

这道工序所加工的凸台面因其与N面有夹角为30°，为斜面。故其主定位面应设计成斜面。

从对工件结构形状分析，若工件以N面放在支撑板上，定位夹紧都比较稳定，可靠，也容易实现。但由于工件凸台面与N面成一定角度。故支撑板亦应该与其呈一定角度。

本道工序，因为单铣凸台面，定位方案较为简单。定位方案采用“一面两孔”方案。工件以N面在夹具上定位，限制三个自由度，其余三个自由度由N面上的0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13孔来限制保证，一个短圆柱销限制两个自由度，一个菱形销限制一个自由度。即由一个圆柱销和一个菱形销可以限制其余的自由度。

夹具设计时，在满足加工需要，且操作方便的前提下，尽量使夹具设计简单。故本道工序夹具采用手动夹紧。

7.2 确定夹紧力及螺杆直径

由参考文献【3】，查表1-2-11，应为夹具的夹紧力与切削力方向相反，所以，实际所需的夹紧力与切削力与夹紧力之间的关系为：

4ac6588d3628d0f3df608fb2c0a4ff4d.png=KF

式中，K为安全系数。由参考文献【6】，可知，当夹紧力与切削力相反时，取K=3。由之前的计算，可知，最大的切削力为大背吃刀量粗铣凸台面时的力，所需机床的功率为aeb2cfb09bf4183199f25fe1a4c26b67.png=0.046kW,其切削速度为V=23.342 mm/min=0.39mm/s,由公式

P=FV WL=FL1/L2 L1=70mm L2=43mm

知，WL=0.19kN

查参考文献【3】，由表1-24 知，一个M10的螺杆能满足条件，但此处为增大安全裕度，均取M16的螺杆。

7.3 定位精度分析

凸台面的位置基准是0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80孔轴线，但本夹具是以N面定位，故存在基准不重合误差，在垂直方向上的定位误差

becbbcf40fba4a56efbbf6243479262e.png

其中5529fe2b189e12b3461a2ac5784dfe2f.png。

本工序其他影响加工的尺寸为0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13孔精度。因为4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13孔的位置度为

3c3cfa78adaa236e426e0aeb43985be7.png，与其有关的夹具尺寸如140mm、142mm的尺寸公差参考文献[3]表1-10-1，取工件公差的1/4，即夹具尺寸公差为4768fa34b1ad158076d0ebdafcc283fd.png

则140mm的公差

362cfef62e118958cf4064d4a948e130.png

142mm的公差

c2744589a8ccbf1f9d498bb801302d6d.png。

第8章 数控加工程序及装备

8.1 数控加工程序

数控程式：

主程式：O0001

N05 G54 G90 G95 G21;

N10 T0101 M06;

N15 G65 P0002 L1 A150; 粗铣N面

N20 T0202 M06;

N25 G65 P0003 L1 A630 B81 C0 I0.3; 钻 2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10孔

N30 T0303 M06;

N35 G65 P0003 L1 A400 B82 C2000 I0.3; 扩2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10孔

N40 T0404 M06;

N45 G65 P0003 L1 A630 B82 C2000 I0.3; 铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10孔

N50 T0505 M06;

N55 G65 P0004 L1 A 71 B66 C50 I1000 J0.4; 钻4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13孔

N60 T0606 M06;

N65 M00;

N70 G65 P0005 L1 A118 B1.6 C-3; 粗铣R面

N75 M00

N80 G65 P0005 L1 A118 B1.6 C-4; 粗铣Q面

N85 T0707 M06;

N90 M00;

N95 M98 P1 0006; 铣凸台面

N100 T0808 M06;

N105 M00;

N110 G65 P0007 L1 A96 B120 C0.2; 粗镗2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80孔

N115 M00;

N120 G65 P0007 L1 A96 B120 C0.2; 粗镗2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80孔

N125 T0101 M06;

N130 M00;

N135 G65 P0002 L1 A300 B0.5; 精铣N面

N140 T0909 M06;

N145 G65 P0003 L1 A200 B82 C2000 I0.3; 精铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10孔

N150 M00;

N155 G65 P0005 L1 A300 B0.5 C-1; 精铣R面

N160 M00;

N165 G65 P0005 L1 A300 B0.5 C-1; 精铣Q面

N170 T1010 M06;

N175 G65 P0005 L1 A287 B125.5 C0.12; 精镗 2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8孔

N180 M00;

N185 G65 P0007 L1 A287 B125.5 C0.12; 精镗2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80孔

N190 M00;

N195 T1111 M06;

N200 M00;

N205 M07 M98 P10008; 钻2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png20孔

N210 M09;

N215 T1212 M06;

N220 G65 P0009 L1 A135 B1.1; 扩S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30孔

N225 T1313 M06;

N230 G65 P0009 L1 A85 B1.5; 铰S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30孔

N235 T1414 M06;

N240 G65 P0010 L1 A14 B17 C50 I5 J83; 钻4-M6螺纹底孔

N245 T1515 M06;

N250 M00;

N255 G65 P0010 L1 A14 B17 C50 I5 J83; 攻4-M6螺纹

N260 T1616 M06;

N265 G65 P0004 A17 B66 C50 I260 J0.12; 锪4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png22面

N270 T1717 M06;

N275 M00;

N280 G65 P0011 L1 A50 B83 C5 I0.3 J630;

N285 #1=0；

N290 G65 P0012 L1 A18 B1010 C0.3; 钻8-M12螺纹底孔

N295 G65 P0012 L1 A19 B450 C0.3; 扩8-M12螺纹底孔

N300 G65 P0012 L1 A20 B620 C0.3; 铰8-M12螺纹底孔

N305 M00;

N310 IF [#1EQ1] GOTO 325;

N315 #1=#1+1;

N320 GOTO 290;

N325 T2121 M06;

N330 G65 P0011 A50 B84 C5 I1.75 J125; 攻8-M12螺纹

N335 M00;

N340 G65 P0011 A50 B84 C5 I1.75 J125; 攻8-M12螺纹

N345 G90 G28 Z0;

N350 M02;

N350 M05;

子程式部分:

（1） 铣N面：

O0002

N10 M03 S #1;

N20 G00 X-20Y-90 Z0;

N30 G01 Z-3.5 F#2;

N40 Y90 F#2;

N50 X68;

N60 Y-90;

N70 G90 G28 Z0;

N80 M99;

（2） 钻扩铰2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png10孔

O0003

N10 M03 S#1;

N20 G00 Z2;

N30 G01 Z0 F1.5;

N40 G99 G#2 X56.5 Y66 Z-10 R5 P#3 F#4;

N50 G98 G#2 X56.5 Y-66 Z-10 R5 P#3 F#4;

N60 G90 G28 Z0;

N70 M99;

(3)钻4-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png13孔

O0004

N10 M03 S#4;

N20 G00 Z2;

N30 G01 Z0 F1.5;

N40 G99 G81 X#1 Y#2 Z-18 R5 F#5;

N45 IF [#3 EQ 110] GOTO 130;

N50 #3=#3+20;

N60 GOTO #3;

N70 #1=-#1;

N80 GOTO 40;

N90 #2=-#2;

N100 GOTO 40;

N110 #1=-#1;

N120 GOTO 40;

N130 G90 G28 Z0;

N140 M99;

(4)铣R/Q面

O0005

N10 M03 S#1;

N20 G00 X-5 Y0 Z0;

N30 G01 Z#3 F#2;

N40 X180;

N50 G90 G28 Z0;

N60 M99;

(5)铣凸台面

O0006

N10 M03 S118;

N20 G00 X-2 Y0 Z0;

N30 G01 Z-4 F0.2;

N40 X55;

N50 G90 G28 Z0;

N60 M99;

(6)镗孔2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png80孔

O0007

N10 M03 S#1;

N20 G00 Z2;

N30 G89 X#2 Y0 R5 P2000 F#3;

N40 G90 G28 Z0;

N50 M99;

(7)钻0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png20孔

O0008

N10 M03 S400;

N20 G00 X0 Y0 Z2;

N30 G01 Z0 F0.55;

N40 G83 X0 Y0 Z-26 R5 Q5 F0.55;

N50 G90 G28 Z0;

N60 M99;

(8)扩铰球形孔S0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png30孔

O0009

N10 M03 S#1;

N20 G00 X0 Y0 Z2;

N30 G01 Z0 F#2;

N40 Z-15;

N50 G04 X2;

N60 G90 G28 Z0;

N70 M99;

(9)钻4-M6螺纹孔

O0010

N10 M03 S125;

N20 G00 Z2;

N30 G01 Z0 F1.5;

N40 G99 G#3 X#1 Y#2 Z-14 R5 Q#4 F1;

N45 IF [#3 EQ #1] GOTO 130;

N50 #3=#3+20;

N60 GOTO #3;

N70 #1=-#1;

N80 GOTO 40;

N90 #2=-#2;

N100 GOTO 40;

N110 #1=-#1;

N120 GOTO 40;

N130 G99 G28 Z0;

N140 M99;

(10)钻扩铰攻螺纹8-M12孔

O0011

N10 M03 S#5;

N20 G00 Z2;

N30 G#2 X [102*COS#1] Y [102*SIN#1] Z-22 Q#3 F#4;

N40 #1=#1+80;

N50 G#2 X [102*COS#1] Y [102*SIN#1] Z-22 Q#3 F#4;

N60 #1=#1+100;

N70 G#2 X [102*COS#1] Y [102*SIN#1] Z-22 Q#3 F#4;

N80 #1=#1+80;

N85 G#2 X [102*COS#1] Y [102*SIN#1] Z-22 Q#3 F#4;

N90 G90 G28 Z0;

N100 M99;

(11)钻2-0a86c68449f31709b242a8cc62019df8.png8N8孔

O0012

N05 T#1#1 M06;

N10 M03 S#2;

N20 G00 Z2;

N30 G82 X95 Y0 Z-12 P2000 F#3;

N40 G90 G28 Z0;

N50 M99;

8.1数控加工刀具

表8-2数控刀具

结论

在这次课程设计中，我们将设计主要分为两大部分进行：工艺编制部分和夹具设计部分。

在工艺部分中，我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。其中，工序机床的进给量，主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。

在夹具设计部分，首先需要对工件的定位基准进行确定，然后选择定位元件及工件的夹紧，在对工件夹紧的选择上，我用了两种不同的夹紧方法，即：粗铣下平面用的是螺钉压板夹紧机构，粗铣前后端面时用的是气动夹紧机构，两种方法在生产中都有各自的优点和不足，但都广泛运用在生产中。然后计算铣削力以及夹紧工件需要的夹紧力，这也是该设计中的重点和难点。

通过这次课程设计，使我们所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，尤其在利用手册等方面，对今后毕业出去工作都有很大的帮助。

在这次毕业设计中，我们基本完成了设计的任务，达到了设计的目的，但是，我们也知道自己的设计还有许多不足甚至错误，希望杜老师能够谅解，谢谢！

参考文献

【1】李洪主编 机械加工工艺手册 北京：北京出版社，1990

【2】孟少农主编 机械加工工艺手册 第一卷 北京：机械工业出版社，1991

【3】东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学主编 机床夹具设计手册 上海：上海科学技术出版社，1990

【4】王绍俊主编 机械制造工艺设计手册 北京：机械工业出版社，1987

【5】郑修本主编，冯冠大主编 机械制造工艺学 北京：机械工业出版社，1991

【6】郑友才，肖继德主编 机床夹具设计 北京：机械工业出版社，1991

【7】邹青主编 课程设计指导教程

【8】于骏一主编 机械制造技术基础 北京：机械工业出版社，2009

【9】李坤淑主编 公差配合与测量技术 北京：机械工业出版社，2010

【10】程宏钧主编 实用机械加工工艺手册 北京：机械工业出版社，2003.11

【11】样叔子主编 机械加工工艺师手册 北京：机械工业出版社，2001.8

【12】任乃飞主编 机械制造技术基础-课程设计指南 北京：化学工业出版社，2001

【13】孟玲琴，王志伟主编 机械设计基础课程设计 北京：北京理工大学出版社，2009

【14】廖念钊，莫雨松，李硕根主编 互换性与技术测量 北京：中国计量出版社，2000

【15】王光斗，王春福主编 机床夹具设计手册 上海：上海科学技术出版社，2000

致谢

本毕业设计是在指导老师杜可可老师的指导下完成的，衷心感谢杜老师的悉心指导以及在生活上给予的关心和帮助。杜老师以渊博的学识、高度的责任感使我不仅在学术上受益匪浅，而且言传身教，以其高尚的人格教导了我做人的道理。在此毕业设计完成之际，瑾向杜老师表示最衷心的感谢！

同时，我在思维方法、学习态度和工作作风方面得到的进步都受益于您们的指导和影响，对我能顺利完成毕业设计给予了很大的帮助。

在课题的研究和设计过程中，得到了师兄的无私帮助，在此对他们表示衷

的感谢。

机械加工工艺过程卡片

机械加工工序卡片

机械加工工序卡片

机械加工工序卡片

机械加工工序卡片

机械加工工序卡片

机械加工工序卡片

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/5f7f15ce6f1aff00bed51e87.html