机械制造技术课程设计-联轴器箱体机械加工工艺规程及专用镗φ80孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 联轴器箱体机械加工工艺规程及联轴器箱体机械加工工艺规程及 专用镗孔夹具设计专用镗孔夹具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级：机械 10-2 班 姓 名： 学 号： 1 指导教师： 完成日期： 任任 务务 书书 一、设计题目一、设计题目: 联轴器箱体机械加工工艺规程及专用镗孔夹具设计联轴器箱体机械加工工艺规程及专用镗孔夹具设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型: 中批 三、上交材料三、上交材料 1所加工的零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5绘制夹具装配图（a0 或 a1） 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（a1 或 a2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制 的零件图，一般为夹具体） 。 1 张 7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。 （约 5000-8000 字） 1 份 四、进度安排四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l2 天查资料，绘制零件图。 2第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工 艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前 提下，进行课程设计的下一步） 。 4第 1113 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 2021 天，答辩 五、指导教师评语五、指导教师评语 该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ， 设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 。 综合评定成绩：综合评定成绩： 指导教师指导教师 日日 期期 摘摘 要要 这次通过设计联轴器箱体综合运用过去所学过的全部课程、 机械 制造技术基础的基本理论知识。 锻炼我们进行工艺及结构设计的基本 能力， 另外， 也为以后搞好毕业设计及未来从事工作打下良好的基础。 通过机械制造工艺课程设计，学生应该在以下两个方面得到锻炼：能 熟练地运用机械制造工艺学课程中的基本理论， 以及在生产实习中学 到的实践知识，正确得解决一个零件在在加工中的定位、夹紧及合理 安排工艺路线等问题，以保证零件的加工质量。学会使用手册及图表 资料，掌握与本设计有关的各种资料的名称及出处，并能够做到熟练 应用。 abstract the design enable us to comprehensive use of all the lessons learned in the past, mechanical manufacturing technology and combining the basic theory based production and practice the middle school to practice knowledge. exercise we process and structure design of the basic ability, in addition, also after graduation design and do well for future work lay a good foundation. through the mechanical manufacturing process course design, students should be in the following two aspects get exercise: apply good mechanical manufacturing technology courses in basic theory, and production practice in the middle school to practice knowledge, correctly solve a parts in the process of the localization, the clamping and reasonable process route arrangement, in order to ensure that the parts processing quality. learn to use manual and chart material, master and the design of all kinds of information about the name and source, and can do skilled application. 目目 录录 第一节 联轴器的工艺分析 . 1 一，联轴器的用途 1 二，联轴器的技术要求 . 1 三，审查联轴器的工艺性 . 2 四，确定联轴器的生产类型 2 第二节 确定毛坯，绘制毛坯简图 2 一，选择毛坯 . 2 二，确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2 三，绘制联轴器箱体锻造毛坯简图 . 4 第三节 拟定联轴器箱体工艺路线 4 一，定位基准的选择 4 二，表面加工方法的确定 . 5 一，加工阶段的划分 5 二，工序的集中与分散 . 5 三，工序顺序的安排 5 四，确定工艺路线 6 第四节 机床设备及工艺装备的选用 . 7 一，机床设备的选用 7 二，工艺装备的选用 7 第五节 加工余量、工序尺寸和公差的确定 8 一，工序 1 和工序 2加工联轴器箱体两端面至设计尺寸 的加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 8 二，工序 3粗镗- 精镗- 粗铰- 精铰 80mm 孔的加工余量、 工序尺寸和公差的确定 . 9 三，工序 4粗车- 半精车- 精车90mm 轴的加工余量、工 序尺寸和公差的确定 . 10 四，工序 5钻、粗铰、精铰10mm 孔的加工余量、工序 尺寸和公差的确定 . 10 第六节 切削用量、时间定额的计算 11 一，切削用量的计算 . 11 1工序 1粗铣两端面 11 2工序 2半精铣左端面 . 11 3工序 3粗镗- 精镗 80mm 孔 . 11 4工序 4粗车- 半精车- 精车90mm 外圆 12 5工序 5钻、粗铰、精铰10mm 孔 . 12 二，时间定额的计算 . 13 1基本时间 tm 的计算（kr=15 ） . 13 2辅助时间 tf 的计算 14 3其他时间计算 15 4单件时间 tdj 的计算 15 第七节 镗孔夹具设计 . 16 1 研究原始质料 16 2 定位、夹紧方案的选择 16 3 切削力及夹紧力的计算 . 16 4 误差分析与计算 . 18 5 零、部件的设计与选用 19 5.1 定位销选用 19 5.2 夹紧装置的选用 . 20 6 夹具设计及操作的简要说明 . 20 第八节 方案评价和结论 22 第九节 总结 22 参考文献 . 23 1 第一节第一节 联轴器的工艺分析联轴器的工艺分析 一，联轴器的用途一，联轴器的用途 联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以 传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和 提高轴系动态性能的作用。 联轴器由两半部分组成， 分别与主动轴和从动轴联接。 一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。 二，联轴器的技术要求二，联轴器的技术要求 通过对该零件图的重新绘制，对设计尺寸，尺寸公差、技术参数进行了深入 的分析后发现在零件的某些地方需要较细的表面粗糙度， 各装配基面要求有一定 的尺寸精度，否则会影响机械设备的传动性能和精度。 因零件的结构比较简单，大部分工序在车床加工时只需要三爪卡盘，并加载适 当的力即可定位。但是对于孔的加工要设计较复杂的夹具才能准确的定位，并保 持适当的夹紧力。 同时基准面的选择也是很重要的。在加工小轴端面时应选择 大轴端面做粗基准，用铣刀铣出小轴表面，加工完后再用小轴端面作精基准加工 大轴端面。加工孔时，由于直径较大，在加工过程应采用先钻削再镗削。注意在 整个加工过程中，应尽量减少安装的次数，以减少安装时带来的安装误差。 材料为 ht200，制造方法为铸造。 将改联轴器的全部技术要求列于表 1- 1 中。 表 1- 1 联轴器零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公差及精度等级 表面粗糙度 ra/ m 形位公差/mm 联轴器左端面 1090 - 0.3 it12 3.2 联轴器右端面 1090 - 0.3 it12 6.3 80mm 孔 80h7 it7 1.6 90mm 轴 90h7 it7 1.6 10mm 孔 10+0.015 0 it7 1.6 2 三，审查联轴器的工艺性三，审查联轴器的工艺性 分析零件图可知，联轴器两端面均要求切削加工，在轴向方向上均高于相邻 表明，这样减少了加工面积。孔80 和孔10mm 的端面均为平面，可以防止加 工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度。另外，该零件除主要工作表面外，其 余表面的加工精度均比较低，不需要高精度机床加工，通过铣削，钻床的粗加工 就可以达到加工要求。而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常 的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工 艺性较好。 四，确定联轴器的生产类型四，确定联轴器的生产类型 依设计题目知：q=2000 个/年，m=1 件/台；结合生产实际，备品率 a%和废 品率 b%分别取 3%和 0.5%。代入公式（1- 1）得 n=2000*1*（1+3%）*（1+0.5%）=2070.3 个/年 设联轴器箱体重量 5kg，有表 1- 3 知，属于轻零件；由表 1- 4 知，生产类型 为中批量生产。 第二节第二节 确定毛坯，绘制毛坯简图确定毛坯，绘制毛坯简图 一，选择毛坯一，选择毛坯 该零件的材料为 ht200，零件为中批生产、结构简单，在使用过程中，它的 主要作用是传递力矩， 受到的冲击不是很大用铸造的方法。 ht200 铸铁材料是最 常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。为了 得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消 除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理（如果需要的话） 。从提高 生产率、加工精度方面并在生产条件许可的条件下，还可以采用一般机器造型的 振压式或高压造型中的脱箱射压法， 这里采用上采用砂型机器造型的振压式来制 造零件的轮廓。 二，确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量二，确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 2- 102- 12 可知 3 1公差等级 由联轴器的功用和技术要求，确定改零件的公差等级为普通级。 2铸铁重量 已知机械加工后联轴器的重量为 5kg，由此可初步估计机械加工前铸铁毛 坯的重量为 6kg。 3铸铁形状复杂系数 对联轴器零件图进行分析计算，可大致确定铸铁外廓包容体的长、宽度、 和高度，即 l=134mm，b=96mm，h=120mm；由公式可计算出该联轴器箱体 的形状复杂系数 s=mt/mn=6/（lbhp）=6kg/（134mm*96mm*120mm*7.8*10- 6kg/mm3）=0.498 由于 0.498 介于 0.32 到 0.63 之间， 故该联轴器箱体的形状复杂系数属 s2 级。 4铸铁材质系数 由于该联轴器箱体材料为 ht200，故该材质系数属 m1 级 5分模线形状 根据该联轴器箱体的形位特点，属平直分模线。 6零件表面粗糙度 由零件可知， 该联轴器箱体的各加工表面的粗糙度 ra 均大于等于 1.6m。 根据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列 于表 1- 2 中。 表 1- 2 联轴器箱体铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量 铸件重量/kg 包容体重量/kg 形状复杂系数 材质系数 公差等级 6 12.1 s2 m1 普通级 项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差/mm 备注 厚度 109 3.2（+2.4 - 0.8） 表 2- 11 22.5（两端面分别取 2 和 2.5） 表 2- 13 孔径80 2.5（+1.7 - 0.8） 表 2- 10 3 表 2- 14 轴径90 2.8（+1.9 - 0.9） 表 2- 10 3 表 2- 14 中心距 114 + - 0.3 表 2- 12 中心距 100 + - 0.2 表 2- 12 中心距 76 + - 0.3 表 2- 12 中心距 70 + - 0.3 表 2- 12 4 三，绘制联轴器箱体锻造毛坯简图三，绘制联轴器箱体锻造毛坯简图 第三节第三节 拟定联轴器箱体工艺路线拟定联轴器箱体工艺路线 一，定位基准的选择一，定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 1精基准的选择 根据该联轴器箱体技术要求和装配要求， 选择联轴器左端面和孔80mm 作 为精基准，零件上很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了基 准统一原则。孔80 的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工 10mm，实现了设计基准和工艺基准重合，保证了被加工表面的垂直度要求。 选用联轴器左端面作为精基准同样是遵循了基准重合原则，以为该联轴 器在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。 2粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺、或其他表面缺欠。选用80 的外圆面和右端面作为粗基准。采用80mm 外圆面定位加工内孔可以保证 5 孔的壁厚均匀；采用右端面作为粗基准加工左端面，可以为后援工序准备好 精基准。 二，表面加工方法的确定二，表面加工方法的确定 根据联轴器箱体零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度， 确定加工件 各表面的加工方法，如表 1- 3 所示。 表 6- 3 联轴器箱体零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 ra/ m 加工方案 备注 左端面 it11 3.2 粗铣- 半精铣 表 1- 8 右端面 it12 6.3 粗铣 表 1- 8 孔80mm it7 1.6 粗镗- 精镗- 粗铰- 精铰 表 1- 8 轴90mm it7 1.6 粗车- 半精车- 精 车 表 1- 8 孔10mm iy7 1.6 钻- 粗铰- 精铰 表 1- 8 一，加工阶段的划分一，加工阶段的划分 该联轴器箱体加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工两 个阶段。 精基准定位加工， 保证其他加工表面的精度要求； 然后粗铣右端面、 。 在半精加工阶段，完成孔10mm 的钻，铰加工。 二，工序的集中与分散二，工序的集中与分散 选用工序集中原则安排联轴器箱体的加工工序。 该联轴器的生产类型为中批 生产，可以采用普通机床；而运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但 可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各表 面之间的相对位置精度要求。 三，工序顺序的安排三，工序顺序的安排 3机械加工工序 遵循先基准后其他原则，首先加工精基准联轴器左端面和孔 6 80mm。 遵循先粗后精原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循先主后次原则，先加工主要表面，再加工次要表面。 遵循先面后孔原则。 4热处理工序 模锻成型后切边，进行调质，并进行酸洗、喷丸处理。 5辅助工序 粗加工两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和 中间检验工序并安排去毛刺、清洗和终检工序。 四，确定工艺路线四，确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上， 表 1- 4 列出了联轴器箱体的工 艺路线。 表 1- 4 联轴器箱体工艺路线及设备、工装的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 量具 1 粗铣联轴器箱体 两端面 立式铣床 x51 端铣刀 游标卡尺 2 半精铣联轴器箱 体左端面 立式铣床 x51 端铣刀 游标卡尺 3 粗镗- 精镗- 粗铰- 精铰80mm 孔 四面组合钻床 麻花钻、镗刀、 铰刀 卡尺、塞规 4 粗车- 半精车- 精 车90mm 轴 普通车床 车刀 游标卡尺 5 钻、粗铰、精铰 10mm 孔 四面组合钻床 钻头复合铰刀 卡尺、塞规 6 去毛刺 钳工台 平锉 7 中检 塞规、百分表、 卡尺等 8 热处理 9 清洗 清洗机 10 终检 塞规、百分表、 卡尺等 7 第四节第四节 机床设备及工艺装备的选用机床设备及工艺装备的选用 一，机床设备的选用一，机床设备的选用 因零件的结构比较简单，大部分工序在车床加工时只需要三爪卡盘，并加载 适当的力即可定位。 二，工艺装备的选用二，工艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具、和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名 称，如钻头、百分表、车床夹具等。 8 第五节第五节 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定 一，工序一，工序 1 和工序和工序 2加工联轴器箱体两端面至设计尺寸加工联轴器箱体两端面至设计尺寸 的加工余量、工序尺寸和公差的确定的加工余量、工序尺寸和公差的确定 第 1、2 两道工序的加工过程为： 1）以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸 p1； 2）以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸 p2； 3）以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸 p3，达到零件图设计尺寸 d 的要求，d=1090 - 0.3mm。 1）p3= d=1090 - 0.3mm； 2） p2=p3+z3， 其中z3为半精铣余量， 查表2- 38确定z3=1mm， 则p2= （109+1） mm=110mm。由于工序尺寸 p2 是在粗铣加工中保证的，查表 1- 20 知，粗铣工序 的经济加工精度等级柯达到右端面的最终加工要求it12， 因此确定该工序尺 9 寸公差为 it12，其公差值为 0.35mm，故 p2=（110 + - 0.175）mm； 3）因为 p1=p2+z2，其中 z2 为粗铣余量，由于右端面的加工余量是经粗铣 一次切除的，故 z2 应等于右端面的毛坯余量，即 z2=2mm，p1=110+2=112mm。 由表 1- 20 确定应粗铣工序的经济加工精度等级为 it13， 其公差值为 0.54mm， 故 p1=（112 + - 0.27）mm。 所以工序尺寸按 入体原则 表示： p3=1090 - 0.3mm， p2=110.1750 - 0.35mm， p1=112.270 - 0.54mm。 二， 工序二， 工序 3粗镗粗镗- 精镗精镗- 粗铰粗铰- 精铰精铰80mm 孔的加工余量、 工序尺寸和公差的确定 孔的加工余量、 工序尺寸和公差的确定 查表 2- 19 可得， 精铰余量为 0.1mm， 粗铰余量为 0.4mm， 精镗余量为 1.5mm， 粗镗余量为 4mm，查表 1- 20 可知上述对应的加工精度，精铰：it7，粗铰：it8， 精镗：it11，粗镗：it12。综上所述各工步的工序尺寸及公差为80+0.03 0， 79.9+0.046 0，79.5+0.19 0，78+0.3 0。它们的互相关系如图。 10 三，工序三，工序 4粗车粗车- 半精车半精车- 精车精车90mm 轴的加工余量、 工序尺寸和公差的确定 轴的加工余量、 工序尺寸和公差的确定 查表 2- 162- 21 可知粗车余量为 4mm，半精车余量为 1.5mm，精车余量为 0.5mm。对应加工精度为 it11，it9，it7。综上所述各工步的工序尺寸及公差为 920 - 0.35，90.50 - 0.087，900 - 0.03。 四，工序四，工序 5钻、粗铰、精铰钻、粗铰、精铰10mm 孔的加工余量、工 序尺寸和公差的确定 孔的加工余量、工 序尺寸和公差的确定 查表 2- 28 可知，精铰余量为 0.04mm，粗铰余量为 0.16mm，钻孔余量为 9.8mm。差表 1- 20 可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为 it7，it10，it12。 根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为 0.015mm， 0.058mm，0.015mm。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为10+0.015 0， 9.96+0.058 0，9.8+0.15 0。它们如图。 11 第六节第六节 切削用量、时间定额的计算切削用量、时间定额的计算 一，切削用量的计算一，切削用量的计算 1工序工序 1粗铣两端面粗铣两端面 该工序分两个工步，工步 1 是以右端面定位，粗铣左端面；工步 2 是以左 端面定位，嘘唏右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走到完成， 因此它们所选用的切削速度 v 和进给量 f 是一样的，只有背吃刀量不同。 （1） 背吃刀量的确定 工步 1 的背吃刀量 ap1 取 z1，z1 等于左端面的毛 坯总余量减去工序 2 的余量 z3。故 ap2=2mm。 （2） 进给量的确定 表 5- 7 知，按机床功率为 510kw、工件夹具系统 刚度为中等条件选取，所以 f=0.08mm/z。 （3） 铣削速度的计算 n=1000v/d=1000*44.9/*109=131.2r/min，参照 4- 15去 转 速n=160r/min ， 求 实 际 速 度v=160* *109/1000=54.76m/min。 2工序工序 2半精铣左端面半精铣左端面 （1） ap=1mm。 （2） f=0.4mm/r。 （3） n=1000*48.4/*109=141.4m/min。取转速 n=160r/min，实际速度 v=160*109/1000=54.8m/min。 3工序工序 3粗粗镗镗- 精精镗镗80mm 孔孔 1粗镗工步 （1） 背吃刀量 ap=4mm。 （2） 进给量 f=0.5mm/r。 （3） 切削速度 v=30m/min， 由 n=1000v/d 可求 n=122.5 m/min， 取 n=125 r/min，实际速度 v=125*78/1000=30.6 m/min。 2.精镗工步 12 （1） 背吃刀量 ap=1.5mm。 （2） 进给量 f=0.2mm/r。 （3） 切削速度 v=20m/min，由 n=1000v/d 可求 n=80.1m/min，取 n=80 r/min，实际速度 v=80*79.5/1000=19.97 m/min。 3.粗铰工步 （1） 背吃刀量 ap=0.4mm。 （2） 进给量 f=1.5r/mm。 （3） 切削速度 v=4m/min，由 n=1000v/d 可求 n=15.9m/min，取 n=18 r/min，实际速度 v=18*79.9/1000=4.5 m/min。 4.精铰工步 （1）背吃刀量 ap=0.1mm。 （2）进给量 f=1.5r/mm。 （3） 切削速度v=4m/min， 由n=1000v/d可求n=15.9m/min， 取n=18 r/min， 实际速度 v=18*79.9/1000=4.5 m/min。 4工序工序 4粗车粗车- 半精车半精车- 精车精车90mm 外圆外圆 1.粗车工步 （1）背吃刀量 ap=4mm。 （2）进给量 f=0.8r/mm。 （3） 切削速度 v=10m/min。 2.半精车工步 （1）背吃刀量 ap=1.5mm。 （2）进给量 f=0.4r/mm。 （3） 切削速度 v=10m/min。 3.精车工步 （1）背吃刀量 ap=0.5mm。 （2）进给量 f=0.2r/mm。 （3） 切削速度 v=20m/min。 5工序工序 5钻、粗铰、精铰钻、粗铰、精铰10mm 孔孔 1.钻孔工步 （1）背吃刀量 ap=9.8mm。 （2）进给量 f=0.1r/mm。 （3） 切削速度 v=15m/min， 由 n=1000v/d 可求 n=487.5m/min， 取 n=545 r/min，实际速度 v=545*9.8/1000=16.8 m/min。 13 2.粗铰工步 （1）背吃刀量 ap=0.16mm。 （2）进给量 f=0.4r/mm。 （3） 切削速度 v=4m/min，由 n=1000v/d 可求 n=127.4m/min，取 n=140 r/min，实际速度 v=140*9.96/1000=4.4 m/min。 3.精铰工步 （1）背吃刀量 ap=0.04mm。 （2）进给量 f=0.4r/mm。 （3） 切削速度 v=4m/min，由 n=1000v/d 可求 n=127.4m/min，取 n=140 r/min，实际速度 v=140*10/1000=4.4 m/min。 二，时间定额的计算二，时间定额的计算 1基本时间基本时间 tm 的计算（的计算（kr=15 ） （1） 工序 1粗铣两端面 根据表 5- 43 中面铣刀铣平面的基本时间计算公式 tj= （l+l1+l2） /fmz 可求出该工序的基本时间。 工步 1：l=96mm，l2=1mm，l1=0.5（d- （d- ae） ）+1=【0.5* （109- 109- 96）+1】mm=29.7mm。 fmz=f*n=fz*z*n=0.08*10*160=128mm/min。由 tj=（l+l1+l2）/fmz， 则 tj=（96+1+29.7）/128=59.4s。 工步 2：l1=0.5*（109- 109- （134- 90）+1）=5.6mm，所以 tj1= （96+1+5.6）/128=48.1s。 （2） 工序 2半精铣左端面 同理，l=96，l1=29.7，l2=1mm；fmz=f*n=0.4*160=64mm/min 则 tj=（l+l1+l2）/fmz=（96+1+29.7）/64=118.8s。 （3） 工序 3粗镗- 精镗- 粗铰- 精铰80mm 孔 粗镗工步： tj=l/fn= （l+l1+l2） /fn， ap= （d- d） /2=2mm， l1=ap/tankr+ （23）=9.5mm，l2=35mm，l=15mm，f=0.5mm/r，n=125r/min。 则 tj=（9.5+4+15）/0.5/125=27.4s。 精镗工步： tj=l/fn= （l+l1+l2） /fn， ap= （d- d） /2=0.75mm， l1=ap/tankr+ （23）=4.8mm，l2=35mm，l=15mm，f=0.2mm/r，n=80r/min。则 tj=（4.8+4+15）/0.2/80=89.3s。 14 粗铰工步：tj=l/fn=（l+l1+l2）/fn，ap=（d- d）/2=0.2mm，查 5- 42 表可得 l1=0.75mm，l2=28mm，l=15mm，f=1.5mm/r，n=18r/min。 则 tj=（0.75+28+15）/1.5/18=97.2s。 精铰工步：tj=l/fn=（l+l1+l2）/fn，ap=（d- d）/2=0.05mm，查 5- 42 表可得 l1=0.19mm，l2=13mm，l=15mm，f=1.5mm/r，n=18r/min。 则 tj=（0.19+13+15）/1.5/18=62.6s。 （4） 工序 4粗车- 半精车- 精车90mm 轴 粗车工步： tj=l/fn= （l+l1+l2） /fn， ap= （d- d） /2=2mm， l1=ap/tankr+ （23）=9.5mm，l2=35mm，l=5mm，f=0.8mm/r，n=10r/min。则 tj=（9.5+3+5）/0.8/10=131.25s。 半精车工步：tj=l/fn=（l+l1+l2）/fn，ap=（d- d）/2=0.75mm， l1=ap/tankr+（23）=4.8mm，l2=35mm，l=5mm，f=0.4mm/r， n=10r/min。则 tj=（4.8+3+5）/0.4/10=192s。 精车工步： tj=l/fn= （l+l1+l2） /fn， ap= （d- d） /2=0.25mm， l1=ap/tankr+ （23）=2.9mm，l2=35mm，l=5mm，f=0.2mm/r，n=20r/min。则 tj=（2.9+3+5）/0.2/20=163.5s。 （5） 工序 5钻、粗铰、精铰10mm 孔 钻孔工步：根据表 5- 41，tj=l/fn=（l+l1+l2）/fn，可得 l1=d/2cotkr+ （12）=19.7mm，l2=1mm，l=8mm，f=0.1mm/r，n=545r/min。则 tj=（19.7+1+8）/0.1/545=31.6s。 粗铰工步：tj=l/fn=（l+l1+l2）/fn，ap=（d- d）/2=0.08mm，查 5- 42 表可得 l1=0.37mm，l2=15mm，l=8mm，f=0.4mm/r，n=140r/min。 则 tj=（0.37+15+8）/0.4/140=25s。 精铰工步：tj=l/fn=（l+l1+l2）/fn，ap=（d- d）/2=0.02mm，查 5- 42 表可得 l1=0.19mm，l2=13mm，l=8mm，f=0.4mm/r，n=140r/min。 则 tj=（0.19+13+8）/0.4/140=22.7s。 2辅助时间辅助时间 tf 的计算的计算 （1） tf 与基本时间 tj 之间的关系为 tf=（0.150.2）tj，取 tf=0.15tj，则工 序的辅助时间分别为： 工序 1 工步 1：tf=0.15*59.4s=8.91s； 工步 2：tf=0.15*48.1s=7.22s； 工序 2：tf=0.15*118.8s=17.82s； 工序 3 粗镗：tf=0.15*27.4s=4.11s； 15 工序 3 精镗：tf=0.15*89.3s=13.40s； 工序 3 粗铰：tf=0.15*97.2s=14.58s； 工序 3 粗镗：tf=0.15*62.6s=9.39s； 工序 4 粗车：tf=0.15*131.25s=19.69s； 工序 4 半精车：tf=0.15*192s=28.8s； 工序 4 精车：tf=0.15*163.5s=24.52s； 工序 5 钻孔：tf=0.15*31.6s=4.74s； 工序 5 粗铰：tf=0.15*25s=3.75s； 工序 5 精铰：tf=0.15*22.7s=3.4s； 3其他时间计算其他时间计算 除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、 休息与生理需要时间和准备终结时间。 布置工作地时间 tb 和休息与生 需要时间 tx， （tb+tx）=（3%+3%）*（tj+tf）则 工序 1 工步 1：tb+tx=6%*（59.4+8.91）=4.1s； 工序 1 工步 2：tb+tx =6%*（48.1s+7.22s）=3.3s； 工序 2：tb+tx =6%*（118.8s+17.82s）=8.2s； 工序 3 粗镗：tb+tx =6%*(27.4s+4.11s）=1.9s； 工序 3 精镗：tb+tx =6%*(89.3s+13.40s）=6.2s； 工序 3 粗铰：tb+tx =6%*(97.2s+14.58s）=6.7s； 工序 3 精铰：tb+tx =6%*(62.6s+9.39s）=4.3s； 工序 4 粗车：tb+tx =6%*(131.25s+19.69s）=9.1s; 工序 4 半精车：tb+tx =6%*(192s+28.8s)；=13.3s； 工序 4 精车：tb+tx =6%*(163.5s+24.52s) =11.3s； 工序 5 钻孔：tb+tx =6%*(31.6s+4.74s) =2.2s； 工序 5 粗铰：tb+tx =6%*(25+3.75s) =1.7s； 工序 5 精铰：tb+tx =6%*(22.7s+3.4s) =1.6s； 4单件时间单件时间 tdj 的计算的计算 工序 1 的单件时间：tdj=59.4+8.91+4.1s+48.1s+7.22s+3.3=131.03s； 工序 2 的单件时间：tdj=118.8s+17.82s+8.2s=114.82s； 工序 3 的单件时间：tdj=33.41s+108.9+118.48+76.29=337.08s； 工序 4 的单件时间：tdj=160.04+234.1+199.32=593.46s； 16 工序 5 的单件时间：tdj=38.54+30.45+27.7=96.69s； 第七节第七节 镗孔夹具设计镗孔夹具设计 1 研究研究原始质料原始质料 利用本夹具主要用来加工 81f 孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满 足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应 考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 2 定位、定位、夹紧夹紧方方案案的选择的选择 由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔 7f 进 行了钻、扩、铰加工。因此，定位、夹紧方案选一面两销定位方式，夹紧方式用 操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 3 切削切削力及夹紧力力及夹紧力的计算的计算 镗刀材料：5yt（硬质合金镗刀） 刀具的几何参数： o 60= 粗g k o 90= 精g k o o 10=g o 0= s l o o 80=a 由参考文献5查表321-可得： 圆周切削分力公式： 0.750.15 2943 cpcp fa fvk - = 式中 0.4 p amm= 0.15/fmm r= rpspoppkmpp kkkkkk lgg = 查5表421-得：() 736 n mp b k s = 查5表125- - 取0.6bs = 0.75n = 由表621-可得参数：94 . 0 = pk k g 0 . 1= op kg 0 . 1= sp kl 0 . 1= rp k 即：764.8() c fn= 同理：径向切削分力公式 ： 0.90.750.3 2383 ppcp fafvk - = 式中参数： 77 . 0 = pk k g 0 . 1= op kg 0 . 1= sp kl 0 . 1= rp k 17 即：327.74() p fn= 轴向切削分力公式 ： 0.50.4 3326 fpcp fa fvk - = 式中参数： 11 . 1 = pk k g 0 . 1= op kg 0 . 1= sp kl 0 . 1= rp k 即：605.48() f fn= 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利 的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以 安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： fkwk= 安全系数 k 可按下式计算有： ： 6543210 kkkkkkkk = 式中： 60 kk为各种因素的安全系数，查参考文献5表121-可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56 c k = 1.2 1.2 1.05 1.2 1.3 1.0 1.02.36 p k = 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.02.25 f k = 所以有： 1193.08() kcc wkfn= = 766.37() kpp wkfn= = 1359.90() kff wkfn= = 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： )( 21 0 jagjg+ = tgtg ql w z 式中参数由参考文献5可查得： 6.22g = 2.76 z r = o 90 1 =j 059 2 = o j 2 29a= o 其中：33()lmm= )(80 nq = 螺旋夹紧力： 0 4748.2()wn= 该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下： 18 16 33 图 4.1 移动压板受力简图 由表2621-得：原动力计算公式 0 0 1 k l ww l h = 即： 004748.2 33 0.98 9032.75() 17 k w l wn l h = 由上述计算易得： kk ww 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便， 决定选用手动螺旋夹紧机构。 4 误误差分差分析析与计算与计算 该夹具以一面两销定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和 等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 gwj dd+d 与机床夹具有关的加工误差 j d ，一般可用下式表示： mjjjwdadzwj d+d+d+d+d=d 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 11 1mind wdd dd d=+d 1122 1min2min . 2 dddd j w arctg l dddd+d+d d= 其中： 1 0.052 d mmd =， 2 0 d mmd = 1 0.011 d mmd =， 2 0.023 d mmd = 19 1min 0mmd=， 2min 0.034mmd= 且：l=135mm ，得 0.063 d w mm d= . 0.0032 j w mmd= 夹紧误差 ：acos)( minmax yy jj -=d 其中接触变形位移值： 1 ()() 19.62 n hbz yrazaz kn krc hbl d =+ 查5表 1215 有 1 0.004,0.0016,0.412,0.7 razhb kkcn=-=。 cos0.0028 j jy mma d=d= 磨损造成的加工误差： mj d通常不超过mm005. 0 夹具相对刀具位置误差： ad d取mm01. 0 误差总和：0.0850.3 jw mmmmd +d = 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 5 零零、部件部件的设计与选用的设计与选用 5.1 定定