犁刀变速齿轮箱体结构设计.doc

犁刀变速齿轮箱体结构设计犁刀变速齿轮箱体一、计算生产纲领，确定生产类型 。犁刀变速齿轮箱体年产量为 6000件年，现通过计算，该零件质量约为 7Kg。根据教材表 3 3 ，34，生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。现制订该零件的机械加工工艺规程。技术要求 铸件应消除内应力； 未注明铸造圆角为 R2 R3； 铸件表面不得有粘砂、裂纹等缺陷； 允许有非聚集的孔眼存在，其直径不大于 5mm，深度不大于 3mm，相距不小于 30 mm，整个铸件上孔眼数不多于 10个； 未注明倒角为 0.5 45 所有螺孔锪 90锥孔至螺纹外径； 去毛刺，锐边倒钝； 同一加工平面上允许有直径不大于 3，深度不大于 15，总数不超过 5个孔眼，两孔之间距不小于 10，孔眼边距不小于 3； 涂漆按 NJ226 31 执行； 材料 HT200二、零件的分析（一）零件的结构分析犁刀变速齿轮箱体是旋耕机的一个主要零件。旋耕机通过该零件的安装平面（图 1 1零件图上的 N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 4一13mm 孔即为螺栓联接孔， 2 10F9 孔即为定位销孔。如图 1 1 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，它与变速箱的一倒档齿轮常啮。218746539 图 1 1犁刀变速齿轮箱体传动示意图1 左臂壳体 2 犁刀变速齿轮箱 3 操纵杆 4 啮合套 5 犁刀传动齿轮 6 轴承 7 右臂壳体 8 犁刀传动轴 9 链轮犁刀传动轴 8的左端花键上套有啮合套 4，通过拨叉可以轴向移动，啮合套 4和犁刀传动齿轮 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 S 30H9 孔中的操纵杆 3，操纵拨叉而得以实现。（二）零件的技术要求分析 由图 1-6知，其材料为 HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，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 2一 80H7 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 一 80H7 孔的同轴度0.04mm ，与 N面的平行度 0.07mm，与 R面及 Q面的垂直度 0.lmm 以及 R面相对 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啮合精度、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- 10F 9 孔的两孔距尺寸精度 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啮合精度。三、确定毛坯、画毛坯一零件综合图 根据零件材料 HT200确定毛坯为铸件，又已知零件生产纲领为6000件/年，该零件质量约为 7Kg，可知，其生产类型为大批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于箱体零件的内腔及 2 80mm 的孔需铸出。故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。铸件尺寸公差铸件尺寸公差分为 16级，由于是大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，该种铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为G级，故铸件尺寸公差等级为 CT9级。铸件机械加工余量对成批和大量生产的铸件加工余量由参考文献1表2.35，用查表法，选取 MA为 G级，各表面的总余量如表 1 2所示。表 1 2 各加工表面总余量加工表面基本尺寸（ mm ）加工余量等级加工余量 数值（ mm ）说 明R 面168G4底面，双侧加工（取下行数据）Q 面168H5顶面降 1 级，双侧加工N 面168G4.5侧面，单侧加工（取上行数据）凸台面106G3.5侧面单侧加工孔 2 8080H3孔降 1 级，双侧加工由参考文献1表2.37可得铸件主要尺寸公差如表 1 3所示。表 1 3 主要毛坯尺寸及公差（ mm）主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差 CTN 面轮廓尺寸1681682.8N 面轮廓尺寸1684+51772.8N 面距孔80 中心尺寸464.5512.8凸台面距孔80 中心尺寸100+63.51102.8孔 2 80803+3742.8铸件的分型面选择通过 C基准孔轴线，且与 R面（或 Q面）平行的面。浇冒口位置分别位于 C基准孔凸台的两侧。零件毛坯综合图由上面的分析和相关技术要求确定零件一毛坯综合图技术要求l. 毛坯精度等级 CT为 10级；2. 热处理：时效处理， 180 200HBS;3. 未注铸造圆角为 R2 R3，拔模斜度 2；4. 铸件表面应无气孔、缩孔、夹砂等；5. 材料： HT200。四、工艺规程设计（一）定位基准的选择精基准的选择犁刀变速齿轮箱体的 N面和 2 10F 9 孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现箱体零件“一面二孔” 的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外， N面的面积较大，定位比较稳定、夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。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（ 2 80mm 孔）的毛坯孔与箱体内壁作粗基准： 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； 装入箱内的旋转零件（如齿轮、轴套等）与箱体内壁有足够的间隙； 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 10F 9 孔，这时可有两种定位夹紧方案：方案一：用一浮动圆锥销插入80mm 毛坯孔中限制二个自由度；用三个支承钉支承在与 Q面相距 32mm并平行于 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。这种方案适合于大批大量生产类型中，在加工 N面及其面上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：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13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。（二）制订工艺路线根据各表面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 80mm 孔：粗镗 精镗； 7级 9 级精度的未铸出孔：钻一扩一铰；螺纹孔：钻孔一攻螺纹。因 R面与 Q面有较高的平行度要求， 2 80mm 孔有较高的同轴度要求。故它们的加工宜采用工序集中的原则，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 80mm 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 80mm 孔。 R面及 Q面上的8N8 孔及 4 M13 螺纹孔等次要表面放在最后加工。初步拟订加工工艺路线如下：工序号工 序 内 容铸造时效涂漆10粗车 N 面20钻扩铰 2 10F9 孔 ( 尺寸留精铰余量 ), 孔口倒角 1 45 30粗铣凸台面40粗铣 R 面及 Q 面50粗镗 孔 2 80, 孔口倒角 1 45 60钻 孔2070精铣 N 面80精铰 孔 2 10F990精铣 R 面及 Q 面100精镗 孔 2 80H7110扩铰 球形孔 S30H9, 钻 4 M6 螺纹底孔 , 孔口倒角 1 45 , 攻螺纹4 M6120钻孔 4 13130锪平面 4 22140钻 8 M12 螺纹底孔 , 孔口倒角 1 45 , 钻铰孔 2 8N8, 孔口倒角1 45 , 攻螺纹 8 M12150检验160入库上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序有些问题还值得进一步讨论。如粗车 N面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们的惯性力较大，平衡较困难，又由于 N面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削，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 2一80mm 孔加工精度的影响。精铣 N面后， N面与 2一10F 9 孔的垂直度误差难以通过精铰孔纠正，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 一13mm 孔尽管是次要表面，但在钻扩铰 2 10F 9 孔时，也将 4一13mm 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20mm 孔工序也应合并到扩铰 S30H9 球形孔工序中。这组孔在精镗 2一80H7 孔后加工，容易保证其轴线与 2 80H7 孔轴线的位置精度。工序 140工步太多，工时太长，考虑到整个生产线的节拍，应将 8 M12 螺孔的攻螺纹作另一道工序。修改后的工艺路线如下：序号工 序 内 容简要说明铸造时效消除内应力涂底漆防止生锈10粗铣 N 面先加工基准面20钻扩铰 2 10F9 孔至 2 9F9, 孔口倒角1 45 , 钻孔 4 13留精扩铰余量30粗铣 R 面及 Q 面先加工主要表面40铣凸台面50粗镗 孔 2 80, 孔口倒角 1 45 后加工孔粗加工结束60精铣 N 面精加工开始70精铰 孔 2 10F9 至 2 10F7 （工艺要求）提高工艺基准精度80精铣 R 面及 Q 面先加工面90精铰 孔 2 80H7后加工孔100钻 孔20, 扩铰球形孔 S30H9, 钻 4 M6 螺纹次要表面在后面加底孔 , 孔口倒角 1 45 , 攻螺纹 4 M6 6H工110锪平面 4-22120钻 8-M12 螺纹底孔 , 孔口倒角 1 45 , 钻铰孔2 8N8, 孔口倒角 1 45 130攻螺纹 8-M12-6H工序分散 , 平衡节拍140检验150入库（三）选择加工设备及工艺装备 加工设备宜以通用数控机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主。辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。粗铣 N面考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择 X53K立式数控铣床（参考文献1表415）。选择直径 D为200mm 的 C类可转位面铣刀（参考文献2表4.440），专用夹具和游标卡尺。精铣 N面 选择X53K立式数控铣床（参考文献1表418）。选择与粗铣相同型号的刀具。采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。铣凸台面采用立式数控铣床 X53K、莫氏锥柄面铣刀、专用铣夹具、专用检具。精铣 R及 Q面采用功率为 1.5kW的 1 20M 型铣削头组成的X53K立式数控铣床。精铣刀具类型与粗铣的相同。采用专用夹具。粗铣 R及 Q面采用卧式双面组合铣床，因切削功率较大，故采用功率为 5.5kW的 1T 32型铣削头。选择直径为160mm 的 C类可转位面铣刀（参考文献2表4.440）、专用夹具、游标卡尺。粗镗 2一80H7采用卧式万能铣床X60W，选择功率为1.5kW的 1TA20镗削头（参考文献2表3.244）。选择镗通孔的镗刀、专用夹具、游标卡尺。精镗 2 80H7 孔采用卧式万能铣床X60W参考文献1选择功率为1.5kW的 1TA20镗刀、专用夹具。工序 20（钻扩铰孔 2 10F 9 至 2 9F 9 孔口倒角 l 45，钻孔 4一13mm ）选用卧式万能铣床X60W，选用锥柄麻花钻；锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角；选用锥柄机用铰刀、专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。锪 4 22mm 平面选用直径为22mm 、带可换导柱锥柄平底锪钻（参考文献2表4.3438），导柱直径为13mm 。工序 100 所加工的最大钻孔直径为20mm ，扩铰孔直径为30mm 。故仍选用卧式万能车床X60W （参考文献1表417）。钻20mm 孔选用锥柄麻花钻（参考文献2表4.39），扩铰 S30H9 孔用专用刀具， 4 M6 螺纹底孔用锥柄阶梯麻花钻（参考文献2表4.316），攻螺纹采用机用丝锥及丝锥夹头。采用专用夹具。20mm 、30mm 孔径用游标卡尺测量， 4 M6 螺孔用螺纹塞规检验，球形孔 S30H9 及尺寸 mm用专用量具测量，孔轴线的倾斜30用专用检具测量。 8 M12 螺纹底孔及 2 8N8 孔 选用卧式万能铣床X60W（参考文献1表417）加工。 8 M12 螺纹底孔选用锥柄阶梯麻花钻（参考文献2表4.316）、选用锥柄复合麻花钻及锥柄机用铰刀加工 2 8N8 孔。采用专用夹具。选用游标卡尺和塞规检查孔径。 8 M12 螺孔攻螺纹选用摇臂钻。采用机用丝锥（参考文献2表4.63）、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规（四）加工工序设计确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。 工序 10粗铣及工序 60精铣 N面工序查看（参考文献4表531）平面加工余量表，得精加工余量为 l .5mm。已知 N面总余量总 为4.5mm。故粗加工余量( 4.5 1.5) mm 3mm。如图 1 9 所示，精铣 N面工序中以 B孔定位， N面至 B、 A孔轴线的工序尺寸即为设计尺寸 =46 土 0.05mmm，则粗铣 N面工序尺寸为 47.5mm。B(N)XN-B粗NXN-B精ZN精图 1 9 N面工序尺寸查教（参考文献1表531）平面加工方法，得粗铣加工公差等级为 IT11 13 ，取 IT11，其公差= 0.25mm ，所以=47.5 土 0.125mm(注 :中心距公差对称标注)。校核精铣余量： ( 47.5-0.125)-( 46+0.05) mm 1.325mm故余量足够。查阅（参考文献5表240），取粗铣的每齿进给量 0.3mm /z；精铣的每转进给量 0.05mm /z，粗铣走刀 1次， 3mm；精铣走刀 1次， 1.5mm。取粗铣的主轴转速为 150r/ min，取精铣的主轴转速为 300r/ min。又前面已选定铣刀直径 D为200mm ，故相应切削速度分别为粗加工 ： m/min 精加工 ： = 188.4m/min校核机床功率（一般只校核粗加工工序）：参考（参考文献1表414）得：铣削时的切削功率=167.9 取 Z=10个齿， n= =2.5r/s ， = 168mm ， = 3mm ， = 0.3mm/z ， =1 ； 将它 们代入式中，得：=7.78kw又从1表45到表47 机床 X53K说明书（主要技术参数）得机床功率为 10KW，机床传动效率一股取 0.75 0.85 ，若取 0.85，则机床电动机所需功率： = 8.5kw 7.78kW 故机床功率足够。 工序 20钻扩铰 2 10F 9 孔至 2 9F 9 ，钻 4 13mm 孔2 9F 9 孔扩、铰余量参考2表2.3-48取= 0.9mm ， = 0.1mm ，由此可算出= （-0.9-0.1）mm= 3.5mm4 13mm 孔因一次钻出，故其钻削余量为 = mm= 6.5mm各工步的余量和工序尺寸及工差列于表 1 4图 1一 10 钻定位孔工艺尺寸链图中， X R 一 内侧 为零件图上 R 面与内侧尺寸mm ，是封闭环。 X 内侧 一 中 为内腔尺寸 92 1 mm 的一半，即为 46 0.5mm ； X R-G 为零件图上销孔连线与 R 面的尺寸 115 0.1 mm 。用概率法计算如下：X R 一 内侧 mm= 37.45 0.55mmX R 一 内侧 X R 一 G X 内侧 - 中 X G 一 中X G 一 中 =X R 一 G X 内侧 - 中 X R 一 内侧= （ 115 46 37.45 ） mm= 31.55 mm= + + T G 一 中 =mm= 0.412mm故 X G 一 中 =31.55 0.206mm =31.55 0.2mm参考1表4-5 Z3025 机床技术参数表，取钻孔 4 13mm 的进给量 f 0.4mm/ r ，取钻孔 2 7 mm 的进给量 f 0.4mm / r 。参考1表5-22，得钻孔 13mm 的切削速度 v c 0.445m /s 26.7m /min ，由此算出转速为n =r/min =654 r/min按机床实际转速取 n 630 r/min ，则实际切削速度为v c = m/min 25.7 m /min同理，参考1表5-24得钻孔 7mm的 V= 0.435 m /s= 26.1m/min, 由此算出转速为：n= = r/min=1187 r/min按机床实际转速取 n=1000 r/min ，则实际切削速度为：v c = m/min 22m /min查2表2.4-69得：F f =9.81 42.7d 0f 0.8K F （ N ）M=9.81 0.021 f 0.8K M （ N m ）分别求出钻 13 mm 孔的 F f 和及钻孔 7 mm 的 F f 和 M 如下：F f =9.81 42.7 13 0.4 0.8 1=2616NM=9.81 0.021 13 2 0.4 0.8 1=16.72N mF f =9.81 42.7 7 0.3 0.8 1=1119NM=9.81 0.021 7 2 0.3 0.8 1= 4N m扩孔 2 8.8 mm ，参考1表4-7有关资料，并参考机床实际进给量，取 f= 0.3mm/r （因扩的是盲孔，所以进给量取得较小）。因为，扩孔切削速度为钻孔时的（ ），故取v扩 = 22 m /min 11 m /min由此算出转速n= r/min =370 r/min 。按机床实际转速取 n=400r/min 。参考2表2.4-58，铰孔的进给量取 f= 0.25mm/r （因铰的是盲孔，所以进给量取得较小）。同理，参考2表2.4-60，取铰孔的切削速度为 v = 19m/min 。由此算出转速n= =r/min =707.8r/min 。按机床实际转速取为 n=1000r/min 。则实际切削速度为 v c = =m/min = 28.3m/min 。工序 50 粗镗，得粗镗以后的直径为 79.5 mm ,故两孔的精镗余量 Z A 精 = = mm=0.25mm又已知 Z A 总 =Z B 总 = 3mm ，故 Z A 粗 =Z B 粗 =(3-0.25) mm= 2.75 mm精镗及精镗工序的余量工序尺寸及公差列于表 1 5表 1 5 镗孔余量和工序尺寸及公差（ mm ）加工表面加工方法余 量精度等级工序尺寸及公差2 80粗镗2.75H102 80粗镗0.25H7因粗、精镗孔时都以 N 面及两销钉定位，故孔与 N 面之间的粗镗工序尺寸 47.5 0.125mm ，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 0.2 mm ，均系基准重合，所以不需做尺寸链计算。两孔的同轴度 0.04mm 由机床保证。与 R 及 Q 面的垂直度 0.1 mm 是间接获得的。在垂直方向，它由 2 80mm 孔轴线与 N 面的平行度 0.07mm 及 R 和 Q 面对 N 面的垂直度来保证。取一极限位置如图 1 11 所示计算精铣 R 及 Q 面工序中 Q 面对 N 面的垂直度公差 X Q-N 垂 。图中， Y 孔 -Q 垂 为孔轴线对 Q 面的垂直度 0.1 mm ，它是封闭环； Y孔 -N 垂 为 Q 面对 N 面在 168mm 长度上的垂直度， Y 孔 -N 平 为孔轴线对 N 面的平行度 0.07mm 。因在精铣 R 和 Q 面及精镗 2 80mm 孔两工序中，面和孔轴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。由于 Y 孔 -Q 垂 = 所以 Y Q-N 平 = = 0.07mm在图中 , 因为 BAC = EDF所以= 则 X Q-N 垂 =FE= = mm 0.04 mm同理 ,R 面与 N 面的垂直度公差也应为 0.04mm 。2 80mm 孔轴线与 R 面的垂直度 0.1mm 在水平方向是由 R 面对定位销孔连线的平行度 0.06mm 及 2 80mm 孔对定位销孔连线的垂直度保证的。取一极限位置，如图 1 12 所示，计算精镗 2 80mm 孔工序中 2 80mm 孔轴线对定位销孔连线的垂直度公差为 Y 孔 -G 垂 。图中， Y 孔 -R 垂 为孔轴线对 R 面的垂直度 0.1mm ，它是封闭环； X R-G 平 为 R 面对定位销孔连线的平行度 0 . 06mm ，由于 ABC EFH ，所以 Y R-G 平 =X G-R 平 。同理，也用概率法计算此尺寸链如下：因为 Y 孔 -R 垂 =Y 孔 -G 垂 = mm 0.08mmY 孔 -G 垂受两定位销孔与定位销配合间隙而引起的转角误差的影响如图 1 12 所示。参考有关夹具设计资料设计两定位销如下：按零件图给出的尺寸，两销孔为 2 一 10F 9 ，即 2-mm ；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 F9 h9 ，即圆柱销为10h9= mm 。查有关夹具资料 , 取菱形销的 b= 4mm ， B= 8 mm 。由于 a = = mm = 0.065 mm所以，菱形销最小间隙为：X 2min = = mm= 0.052 mm菱形销的最大直径为：d 2max=D 2min-X 2min=(10.013-0.052)mm= 9.9612 mm故菱形销为 d2max= 9.961h 9mm= mm= mm下面计算转角误差tan = = mm=0.00074 mm图 1 13 定位副的转角误差由引起的定位误差 Y 孔 -G 定 168tan ，故该方案也不可行。同理，该转角误差也影响精铣 R 面时 R 同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 0.118mm 0.06mm ，故该方案也不可行。解决上述定位精度问题的方法是尽量提高定位副的制造精度。如将 2 一 10F9 提高精度至 2 10F7 ，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 “精扩铰孔 2 一 10F9 并提高精度至 2 10F7 ”对保证加工精度有着重要作用。此时，经误差计算和公式校核，可满足精度要求。粗镗孔时因余量为 2.75mm ，故 a p 2.75mm 。查有关资料得：取 v c 0.5m / s 30m /min取进给量为 f 0.2mm / r 。n= = r/min= 96r/min查有关资料得：Fc =9.81 Pm= Fzv 10-3取 C FZ =180 XFC =1 YFC =0.75 nFC =0 KFC =1 也可查阅教材表 2 1 和表 2 5 、表 2 6 得到。则 F Z =9.8160o 180 2.751 0.2 0.75 0.4 0 1=1452.3NP m =1452.3 0.4 10 -2=0.58kW取机床效率为 0.85 ，则所需机床功率为1.5 0.85 =1.27 k W 0.58 k W ，故机床功率足够。精镗孔时，因余量为 0.25mm ，故 a p = 0.25mm 。查有关资料，取 v = 65m/min, 取 f= 0.12mm/r 。n= = r/min 259(r/min)工序 40 铣凸台面工序凸台面因要求不高，故可以一次铣出，其工序余量即等于总余量 4mm 。凸台面距孔 S 30H9 球面中心mm 。，这个尺寸是在扩铰孔 S 30H9 时直接保证的。球面中心（设计基准）距 2 80mm 孔轴线（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。铣凸台面对应保证的工序尺寸为凸台面距 2 80mm 孔轴线的距离 X D-B 。用图表跟踪法解尺寸链如图所示。 铸件尺寸及偏差设计尺寸mm ；mm； mm确定工序尺寸的基本尺寸 首先：为封闭环， ，为组成环 为减环 为增环 由设计零件图可知 A1=6 A0=100 A2=A0+A1=106确定工序尺寸的公差= 参考文献：1表2 4-73取粗铣的每尺进给量fz=2mm/r粗铣走刀一次ap=3.5mm参考文献：1表3 1-74,取粗铣的主轴转速为600r/min,又前面已选定铣刀直径为200mm，故相应的切削速度为：v粗=376.8mm/min校核该机床功率（一般只校核粗加工工序）参考文献：1表2 4-96得切削功率Pm为：apPm=167.9aekpmzn取z=10个齿，n=10, ae=50,ap=3.5mm,fz=0.12, kpm=1代入公式得Pm=5.4kw则100.85kw=8.5kw5.4kw故机床功率足够。时间定额计算下面计算工序 10 的时间定额。机动时间。参考1表5-43，得计算公式为： Tj=L2=13 ， 钻盲孔时L2 =0 。粗铣N面 ：=450mm/minL1 =0.5(d-)+（13）mm=46.7mm L =177mm ，取 L2 =1mm 。将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得：Tj=0.499minTf =18%*Tj=0.090minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.029minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.018minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.024min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb*）为：Tb = （Tj + Tf + Tb + Tx） min=0.636 min下面计算工序 20 的时间定额。机动时间。参考1表5-41，得计算公式为：Tj=+(12)L2=14 ， 钻盲孔时L2 =0 。钻4-13mm孔：1.5 =5.4mmL=19.5mm ;取L2=3mm.将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得：Tj=0.11min4Tj=40.11min=0.44min钻2-7mm孔：1.5=3.32mmL=11.5mm L=0将以上数据及前面已选定的f及n带入公式，得：T=min2T=20.037min=0.074min参考文献1表5-41，得扩铰和铰孔的计算方式为：T=L L=0扩2-mm孔：mm L=11.5mm L=0将以上数据及前面已选定的f及n带入公式，得： Tmin 2T=20.11min=0.22min铰2-9mm孔： Lmm L=11.5mm L=0 将以上数据及前面已选定的f及n带入公式，得： min 220.0524min=0.1048min0.10min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：0.44min+0.074min+0.22min+0.10min=0.834min下面计算工序 30 的时间定额。机动时间。参考1表5-43，得计算公式为：Tj= L2=13 ， 钻盲孔时L2 =0 。粗铣R面及Q面 ：d=200mm ae=120 L=120mm=450mm/minL1 =0.5(d-)+（13）mm=21mm将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得：Tj=0.316minTf =18%*Tj=0.057minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.019minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.011minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.015min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：Tb = （Tj + Tf + Tb + Tx + TZ/N ） min=0.403min下面计算工序 40 的时间定额。机动时间。参考1表5-43，得计算公式为： Tj=铣凸台面 ：当主偏角K=时，L1 =0.5(d-)+（13）当主偏角K时，L1 =0.5(d-)+（12）L2=13 L=50mm ae=50 d=200mm z=10 f=0.3 N=150r/min取K=90时 L2=2minL1 =0.5(d-)+（13）=5.18mm将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得：Tj=0.1137minTf =18%*Tj=0.0205minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.006minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.004minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.0054min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：Tb = （Tj + Tf + Tb + Tx + TZ/N ）=0.1492 min下面计算工序 50 的时间定额。机动时间。查资料1表5-39，得计算公式为：Tj= iL=38-14+1=25mm f=0.12mm/r单件小批量将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得：Tj=1.281minTf =18%*Tj=0.231minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.076minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.045minTZ/N=4%*( Tj+ Tf)=0.06min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：Tb =（1.281+0.231+0.076+0.045+0.06）min=1.693 min下面计算工序 60 的时间定额精铣机动时间。参考1表5-43，得计算公式为： Tj= L2=13 ， 钻盲孔时L2 =0 。L=168+1.5+1.5=171mm L2 =1mmL1 =0.5(d-)+（13）=46.7mm将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得：Tj=1.094min下面计算工序 70 的时间定额。精扩铰2-10F9孔，并提高精度至2-10F7扩钻扩孔及铰圆柱孔:Tj=L1=cotk+(12)扩钻盲孔扩盲孔、铰孔时:L2 =0扩钻扩孔时:L2=24L=10mm d1=9mm D=10mmL1=6.5mmf=0.4 n=630r/min将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得：Tj=0.077min下面计算工序 80 的时间定额。精铣R面及Q面机动时间。参考1表5-43，得计算公式为：Tj= L1 =0.5(d-)+（13）L2=13 ， 钻盲孔时L2 =0 。取L2=1mmL=120mm d=200mm f=0.12mm/r n=287r/minL1 =21mm =34.44mm/min将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得：Tj=4.12minTf =18%*Tj=0.7416minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.243minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.146minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.194min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：Tb = （Tj + Tf + Tb + Tx + TZ/N ）= 5.445 min下面计算工序 90 的时间定额。精镗2-80H7孔查资料1表5-39机动时间，得计算公式为： Tj=L=(23) L2=35 取L2=3L1=0.067mm f=0.12n=287r/min以上数据及前面已选定的数据代入公式得：Tj=0.844minTf =18%*Tj=0.090minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.050minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.030minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.038min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：T0.844+0.090+0.050+0.030+0.038=1.052min下面计算工序 100 的时间定额。钻20孔，扩铰S30H9球型孔，钻4-M6螺纹底孔，孔口倒角1，攻螺纹4-M6-6H1.钻20孔 机动时间。参考有关资料，得计算公式为：Tj= L1 =cotk+(12)L2=14 取L2=3 k= f=0.3 n=500r/min将以上数据及前面已选定的数据代入公式，得：L1=7.5mm Tj=0.137minTf =18%*Tj=0.0247minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.008minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.005minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.007minTb = （Tj + Tf + Tb + Tx + TZ/N ） min=0.1817min下面计算工序110 的时间定额。锪4 22平面参考1表5-41，得计算公式为： Tj=L12 f=0.3 L=3mmN:机床主轴转速D=2mm n=400r/min将以上数据及前面已选定的数据代入公式，得:Tj1=0.267minTj=4Tj1=1.067minTf =18%*Tj=0.192minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.063minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.038minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.050min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：Tb = （Tj + Tf + Tb + Tx + TZ/N ）= 1.360 min下面计算工序 120 的时间定额。钻8-M12螺纹底孔，孔口倒角1，钻铰2-8N8球型孔，孔口倒角11. 钻8-M12螺纹底孔，孔口倒角1Tj= =f=0.2 L=5.1mm L1=4.56mm取L2=1mm n=500r/min将以上数据及前面已选定的公式，得：Tj1=0.107minTj=4Tj1=0.428 min2. 钻铰2-8N8球型孔，孔口倒角1（1）钻R面8N8至7H10n=1600r/min f=0.2 L=3.5mmL1=cotk+(12)=3.9mm取L2=1mm将以上数据及前面已选定的公式，得：Tj=0.026min（2）扩R面8N8至7.9N9Tj= L2=24L1=cotk+(12)D1=7.9mm 取L=3mmL1=1.53mm将以上数据及前面已选定的公式，得：Tj=0.050minTf =18%*Tj=0.201minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.066minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.040minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.053min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：Tb = （Tj + Tf + Tb + Tx + TZ/N ）= 1.423 min下面计算工序 130的时间定额。攻螺纹8-M12-6H用丝锥攻螺纹 查1表5-46得公式：Tj=(+)iL1 = (13)p L2=(23 )p攻盲孔时L2=0d螺纹大径 p螺距 q螺纹线数查表p=0.2 f=0.63 i=1 n=6000r/min f=1 N=200将以上数据及前面已选定的公式，得：Tj1=0.1494minTj=8Tj1=1.1952min（公式2-7）Tf =18%*Tj=0.215minTb=5%*( Tj+ Tf)=0.0705minTx=3%*( Tj+ Tf)=0.0425minTZ/N=4%( Tj+ Tf)=0.0564min总机动时间 Tj （即基本时间 Tb）为：Tb = （Tj + Tf + Tb + Tx + TZ/N ）= 1.52min五 .夹具设计本次设计的夹具为第二十道工序钻扩铰孔、孔口倒角，钻孔夹具。（1） 确定设计方案 由参考文献【7】，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： =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