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

1机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：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班级：机械设计制造及其自动化1021 组别：第一组 姓名： 指导教师：杜可可学校：河南工程学院2日期：2011-6-27机械制造工艺学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。3摘要在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，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。关键词：工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夹紧力4AbstractEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.Keyword: The process worker one workers step the surplus of processing orient the scheme clamp strength5摘要 .3Abstract.4第 1 章 绪言 .7第 2 章 零件工艺的分析 .82.1 零件的作用 .82.2 零件的工艺分析 .9第 3 章 确定毛坯、画毛坯 零件合图 .10第 4 章 拟定梨刀箱体加工的工艺路线 .114.1 定位基准的选择 .114.2 制定工艺路线 .12第 5 章 选择加工设备及刀具、夹具、量具 .14第 6 章 确定切削用量及基本工时 .156.1 加工工序设计 1、粗铣、精铣 N 面工序 .156.2 工序钻扩铰 2-10F9 孔至 2-9F9，钻 4-13mm 孔加工工序 .166.3 工序粗镗、工序 7 精镗 2-80H7 孔工序 .186.4、工序粗铣 R 面及 Q 面和工序 80，精铣 R 面及 Q 面 .236.5 工序精扩铰 2-10F9 孔，提高精度至 2-10F7 .246.6 工序 8 铣凸台面 .256.7 钻 20 孔，扩铰 S30H9 球形孔，钻 4-M6 螺纹底孔，空口倒角为 145，攻螺纹 6-M6-6H4.266.8 工序 9 锪 4-22mm 平面 .2766.9 钻 8-M12mm 螺纹底孔，孔口倒角 145，钻铰 2-8N8，孔口倒角 145 .286.10 攻螺纹 8-M12-6H .296.11 时间定额计算 .29第 7 章 专用夹具的设计 .327.1 确定夹紧力及螺杆直径 .337.2 定位精度分析 .34第 8 章 加工刀具表格及数控程序代码 .358.1 加工刀具表格 .358.2 数控程序代码 .35第 9 章 结论 .41参考文献 .427第 1 章 绪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 3050mm 的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量.8第 2 章 零件工艺的分析2.1 零件的作用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 413孔即为螺栓连接孔，210F9 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 S30H9 孔中的操纵杆 3 操纵拔叉而得以实现。犁刀变速齿轮箱传动示意图1左臂壳体 2犁刀变速齿轮箱体 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92.2 零件的工艺分析加工表面分析加工表面 尺寸及偏差/公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/0N 面 460.5 IT10 3.2210F9孔0.4913F深 IT9 1.6413孔13 IT13 以下12.5RQ面+0.1568IT9IT103.2凸台面0.2IT12IT1312.5 无280孔.3087HIT17 3.220 20 IT13 以下12.5 无30H9球形孔0.5239IT9 3.2 无4M6 螺纹孔M66H 深 14 IT13以下无8M2 螺纹孔M126H 深 22 IT13 以下无1028N80.3251N深 IT8 3.2422平面22 深 18 无 1.25无由附图 1 得知，其材料为 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- 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- 80H7 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。2-10F9 孔的尺寸精度、两孔距尺寸精度 1400.05mm 以及1400.05mm 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。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：（1）%)1(baQmN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 13 知，属于轻型零件查参考文献【13】表 14 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 2-80mm 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 810 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。11参考文献【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 2-1 各加工表面的加工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 168 G （4.05.0） ，取 4.0 底面，双侧加工，取 下行数据Q 面 168 H (5.06.0)，取 5.0 顶面降 1 级，双侧加工N 面 168 G (4.05.0)，取 5.0 侧面，单侧加工，去 上行数据凸台面 106 G (3.04.0)，取 4.0 侧面单侧加工2-80mm 孔 80 H(2.53.5)，取 3.0 孔降 1 级，双侧加工由参考文献【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 2-2 主要毛坯尺寸及公差主要面尺寸 零件尺寸 总余量（公差+余 量） 毛坯尺寸 公差CTN 面轮廓尺寸 168 168 4N 面轮廓尺寸 168 4.0+5.0 177 4N 面距 80 孔中心尺寸 46 5.0 51 2.8凸台面距 80 孔中心尺寸 100+6 4.0 110 3.62-80mm 孔 80 3.2+3.0，取 6.0 74 3.2第 4 章 拟定梨刀箱体加工的工艺路线4.1 定位基准的选择精基准的选择：犁刀变速齿轮箱体的 N 面和 2-10F9 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。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 2-80mm 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。12最先进行机械加工的表面是精基准 N 面和 2-10F9 孔，这时有两种定位方案：方案一 用一浮动圆锥销伸入一 2-80mm 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 2-80mm 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 2-10F9 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 2-80mm 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；2-80mm 孔：粗镗粗镗；7 级9 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，2-80mm 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 2-80mm 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-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：工序号 工序内容铸造时效涂漆10 粗车 N 面1320 钻扩铰 2-10F9 孔（尺寸留精铰余量） ，孔口倒角 14530 粗铣凸台面40 粗铣 R 面及 Q 面50 粗镗 2-80mm 孔，孔口倒角 14560 钻 20mm 孔70 精铣 N 面80 精铰 2-10F9 孔90 精铣 R 面及 Q 面100 精镗 2-80H7 孔110 扩铰 S30H9 球形孔，钻 4-M6 螺纹底孔，孔口倒角 145，攻螺纹4-M6120 钻 4-13mm 孔130 刮 4-22mm 平面140 钻 8-M12 螺纹底孔，孔口倒角 145，钻铰 2-8N8 孔，孔口倒角145，攻螺纹 8-M12150 检验160 入库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 2-80mm 孔加工精度的影响。精铣 N 面后，N 面与 2-10F9 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。4-13mm 孔尽管是次要表面，但是在钻扩铰 2-10F9 孔时，也将 4-13mm 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 2-80H7 孔后加工，容易保证其轴线与 2-80 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：序号 工序内容 简要说明1 铸造2 时效 消除内应力3 涂底漆 防止生锈4 粗铣 N 面，钻扩铰 2-10F9 至 9F9，孔口倒角145，钻 4-13 先加工基准面，留精精扩铰余量5 粗铣 R 面及 Q 面，粗镗 2-80 孔，空口倒角145 先加工面，后 加工孔146 精铣 N 面，精扩铰 2-10F9 孔，并提高至 2-10F7粗加工结束精加工开始，提高工艺基准精度7精铣 R 面及 Q 面，精镗 2-80H7 孔，钻 8-M12 螺纹底孔，孔口倒角 145，钻铰 2-8N8，孔口倒角 145，攻螺纹 8-M12-6H先加工面，后加工孔，工序分散，平衡节拍8 铣凸台面 次要表面在后 面加工9 钻 20 孔，扩铰 S30H9 球形孔，钻 4-M6 螺纹底孔，孔口倒角 145，攻螺纹 4-M6-6H 工序分散，平 衡节拍10 锪 4-22 平面11 检验12 入库第 5 章 选择加工设备及刀具、夹具、量具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：130/300mm ；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： mm；重复05.定位精度: mm;刀库容量： 24；数控系统： FANUC;主轴电机：5.5kw；进02.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160mm 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 160mm 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 2-80mm 孔。选择精镗刀，专用夹具。15参考文献【1】 ，由表 4.3-9 可得，工序 20 钻扩铰 2-10F9 孔口倒角145，钻 4-13mm 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 4-22mm 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 13mm。工序 8 中所加工的最大钻孔直径为 20mm，扩铰孔直径为 30mm，故采用立式加工中心 KT1300V.钻 20mm 孔选用锥柄麻花钻（参考文献【10】表 10-175） ，扩铰孔 S30H9 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 20mm、30mm孔径用游标卡尺测量，4-M6 螺纹用螺纹塞规检验，球形 S30H9 及尺寸60+0.2，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 2-8N8 孔 由参考文献【1】 ，表 4.3-16，选用锥柄阶梯麻花钻，2-8N8 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 确定切削用量及基本工时6.1 加工工序设计 1、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 =51.5=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IT11IT13 级，取 IT=12.其公差 T 粗 =0.25mm，所以精加工距 B 面中心的距离为47.50.125 精加工余量 Z 精 校核如下：Z 精 = （47.50.125）（460.05）=1.325mm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 f 精 =0.2mm/z；取精铣的每转进给量为 =0.5mm/r。粗铣每走刀一次，a p Zf=3.5mm；精铣每走刀一次，a p =1.5mm；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 200mm，故相应的切削速度分别为V 粗= Dn/1000=31.4200150/1000=94.2m/minV 精= Dn/1000=3.14200300/1000=188.4m/min校核该机床的功率如下：16查参考文献【1】 ，由表 2.4-96 知，切削功率的计算式如下：50.90.74167.9zpzepmafaznkPm取 z=8 个齿，n= =2.5r/mm, =168mm, =3.5mm/r， =02.mm/r，16 zf=1pmk将它们代入式中，得：=5.296KW50.90.74167.9321682.51pPm由机床参考数据知机床功率为 5.5KW,若取其效率为 0.8，则5.50.8=4.4KW0.08mm，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，23此时定位误差也大于工件公差，即 0.018mm0.06mm，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 2-10F9 孔提高精度至 2-10F7，两孔中心距尺寸 1400.05mm 提高精度至 1400.03mm，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 2-10F9 孔并提高精度至 2-10F7”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 =2.75mm。ap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。= r/min=96r/min10vnd243.79.5查参考文献【1】 ，由表 2.4-21 得：.86FZFZFZnXYnpFCafkZ310Pm取 =180， =1， =0.75， =0，FZFZXFZYFZn=1FZk则 010.7509.1862.41Z=1452.3N1452.30.4 =0.58kWPm2取机床效率为 0.8，则，150.8=12kW0.58kW，故机床功率足够。精镗孔时，因余量为 0.25mm，故 =0.25mm。pa查参考文献【7】 ，由表 5-29 知，取 v=1.2m/s=72m/min，取 f=0.12mm/r。= r/min287r/min10vnd723.4806.4、工序粗铣 R 面及 Q 面和工序 80，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 = =1mm,已知，z精 精R-Q 面的加工余量为： =4mm, =5mm,于是，粗加工的余量为 =3mzR总 zQ总 zR粗,=4m。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zQ粗重合，不存在基准不重合误差。24查参考文献【11】 ，由表 30-73，知，取粗铣的每齿进给量为 =0.2mm；取Zf精铣的每转进给量为 f=0.5mm/r； =3mm， =4mm;粗铣走刀 1 次，精铣走RpaQp刀 1 次， = =1.0mm。RpaQ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：= = = =59.283m/minvR粗 Q粗 10nd3.41860= = = =111.1m/min 精 精查参考文献【1】 ，由表 2.4-96，知切削功率的计算式如下：50.751.0671pzepmdafznkPm取 z=8 个齿，n=11860=1.966r/s, =101mm, =3mm, =4mm, eRaQpa=0.2mm/z，将它们带入式中：Zf50.30.751.671428.961m=7.514Kw由机床的功率为 11Kw,假设机床的功率为 0.8，则有110.8=8.8kW,8.8kW7.514kW，故机床的功率满足。6.5 工序精扩铰 2-10F9 孔，提高精度至 2-10F7由工序 20 已将孔 2-10F9 加工至 2-9F9,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： =0.9mm,Z扩=0.1mm。Z铰查参考文献【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 =11m/min。由此计算出转速为：v扩n= = =389.243r/min10vd13.49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25v=0.1mm/s=6m/min。因此，算出 n= = =191.083r/min。此处为方10vd63.410便计算，取转速为 200r/min，则实际的切削速度为v= = =6.28m/min。10dn3.41026.6 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 S30H9 孔球面中心 mm，这个尺寸是在扩铰 S30H9 时直接0.26保证的。球面中心（设计基准）距 2-80mm 空轴线（工艺基准）1000.05mm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 2-80mm 孔轴线的距离 XD-B.其工艺尺寸链如下图所示。DBXSSDXB SD图中 XS-B=1000.5mm， X S-D= mm，用竖式法计算如下：0.26基本尺寸 上偏差 下偏差増环 106 +0.5 -0.3减环 6 +0.2 0封闭环 100 +0.5 -0.5所以 = mmDBX0.5316查参考文献【1】 ，由表 2.3-59 知，铣平面的背吃刀量 =4mm；pa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 v= = =23.342mm/min10nd3.41860校核机床的功率：26查参考文献【11】 ，由表 30-17 知，切削功率的计算式如下：50.9.742.81pepfaznkPm取 z=4 个齿，n=11860=1.966r/s, =168mm, =4mm， =0.25mm/z，epaf=1,fk将它们带入式中：50.9.742.812168.91Pm=0.046kW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5.50.8=4.4kW，0.046kw4.4kW，故机床的功率足够。 6.7 钻 20 孔，扩铰 S30H9 球形孔，钻 4-M6 螺纹底孔，空口倒角为 145，攻螺纹 6-M6-6H4查参考文献【10】 ，由表 11-266 知，取钻 20 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 20mm 时的切削速度为 v=25.67m/min，由此算出转速为n= = =408.76r/min10vd25.67340取实际的转速为 n=440r/min，则实际的切削速度为v= = =25.12m/minn.1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：n= = =1804.7r/min0vd34.16此处取实际转速为 n=1800r/min，故实际的切削速度为 v= =10dn=33.9m/min。3.14680查参考文献【1】 ，由表 2.4-69，知0.89.2.7()f FFdfKN0.89.812()MMdfKNm分别求出钻 20mm 孔的 和 M 及钻 4-M6 螺纹底孔时的 和 M 如下：f fF27=3351.1N0.89.8142.7321fF=32.96Nm.0M=477.5N0.8.6f=1.45Nm2.9.8113他们均小于机床的最大进给力 5000N 和最大的扭矩 220Nm。扩铰 S30mm 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（ ） ，故取 v=123v钻25.12=12.56m/min12由此算出转速为 n= = =133.33r/min,此处取 n=135r/min。10vd12.56340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 n= = =122.08r/min。此处取机.3床的实际转速为 n=125r/min,则实际的且削速度为v= = =11.78m/min。10dn3.40125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： v= .。0vzymCdkTp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， =64.8， =1.2， =0.5， =6mm, =0.98，将它们带入式中如vcvzvy0dvk下：v= =9.mm/min1.20.95648由此，可计算出主轴的转速为 n= = =504.2r/min,0vd19.5346此处取 n=500r/min。286.8 工序 9 锪 4-22mm 平面依照之前的设计，此工序采用直径为 22mm 的选用带可换导柱锥柄平底锪钻，导柱直径为 13mm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:n= = =260.567r/min10vd183.42此处取 n=260r/min。6.9 钻 8-M12mm 螺纹底孔，孔口倒角 145，钻铰 2-8N8 ，孔口倒角 145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/min20m/min。由此算出，n= = =630r/min10vd203.41为达到表面质量的要求，将钻铰 2-8N8 改为钻扩铰 2-8N8；查参考文献【1】 ，由表 2.3-48，取 =0.45mm， =0.05mm，由此可算出，Z扩 Z铰钻孔的余量为 = 0.45-0.05=3.5mmZ钻 82查参考文献【1】 ，由表 2.4-38，取钻 2-8N8 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 2-8N8 时的切削速度v=0.37m/s=22.2m/min，由此计算出转速为n= = =1010r/min10vd2.347查参考文献【1】 ，由表 2.4-69，得：0.89.8.()f FFdfKN.0.12MMm代入计算数据得：=1119.159N0.89.84.731fF=3.853Nm2.1.他们均小于机床的最大进给力 500Kg 和机床的最大扭矩 220Nm，故机床满足要求。29扩孔 2-8N8 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（ ） ，故取123v钻= 22.2=11.1m/minv扩 12由此计算出转速为，n= = =447.472r/min。在此处取10vd1.3.479n=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，由此算出转速为 n= = =621.019r/min，10vd15.6348此处取 n=620r/min。6.10 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： v= .。06xyfmCdTp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， =1.2， =0.9， =6.2， =6mm,将0x0y00d它们带入式中如下：v= 0.0783m/s=4.7m/min1.210.606.985则计算出主轴转速为 n= = =127.475r/min,此处取vd4.73n=125r/min6.11 时间定额计算工序 1 粗铣 N 面，钻扩铰 2-10F9 至 9F9，孔口倒角 145，钻 4-13 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） =3.5mm，每齿进给量为 f=0.2mm/r，齿数 z=10，主轴转速为pan=150r/mm，走刀一次，采用面铣刀对称铣削，刀具主偏角 90。30查参考文献【7】 ，由表 5-43，知铣削的基本时间计算式为：12jMZlltf21 00.5()(13)lDamm23l参数说明：所铣平面的轮廓长度；l每齿进给量；MZfD铣刀直径；所铣平面的轮廓宽度。0a计算过程如下：mm21.5(0168)34.7lmm23748.3.min0jt钻扩铰 210F9 孔（尺寸留精铰余量） ，孔口倒角 145钻 4-13mm 孔查参考文献【7】 ，由表 5-41，得钻孔基本时间的计算式如下： ；12jllLtfnf=14mm；2l；1cot12Dl（ ）参数说明：f进给量；n机床主轴转速；刀具主偏角；D钻孔直径；=14，盲孔时 =0。2l2l、钻 4-13mm 孔的计算：31138cot1.542l m4l=19.5mm1则基本时间： 9.50.15min0463jt4 =40.115min=0.46minjt、钻扩铰 2-10F9钻 2-7 孔：代入上述计算式，有 1cot2rDlk即 178t4.12l m0l1.5于是，基本时间 2jlLtfnf= .4031=0.052min2 =20.052=0.104minjt扩孔 2-8.8:查参考文献【7】 ，由表 5-41，知扩孔和铰空的计算公式为： 12jllLtfnf11cot()2rDdlk参数说明：f进给量；n机床主轴转速；刀具主偏角；d1扩、铰前的孔径（mm）;32D扩、铰后的孔径(mm)；=24，盲孔时 =0。2l2l2.518.7cot602l,5.12lml将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得:.0in.1234jt.12.j铰 2-9mm 的孔：mctgl 1.2458.910,.2lm将以上数据及前面已选定的 f 及 n 代入公式，得i07.in63.0125jt47j总机动时间 也就是基本时间 为：总jt总jtmin5.14.021.06. 总jt（2）辅助时间 。参考文献 【7】时间定额的组成所示计算。ft各工步的辅助时间为：粗铣 N 面 0.12 、钻 4-13孔 0.092 、钻i min2-7孔 0.0208 、扩 2-8.8孔 0.048 、铰 2-9孔minn0.0288 。i装卸工件时间参考文献【1】表 2.5-42 取 2.5 。mi所以 辅助时间 =0.12+0.092+0.0208+0.048+0.0288+2.5=2.81ft in（3）作业时间 。 = =1.55+2.81=4.36zzfjt总 in（4）布置作业地时间 。b218.036.450（5）休息和生理需要时间 。xt mi（6）准备与终结时间 。参考文献【1】表 2.5-44，取各部分时间为：e33中等件 ；min3深度定位 ；.0使用回转夹具 ；i1试铰刀 。i7由题目已知生产批量为 6000 件，则： in084.603.nte(7)单件时间定额 。djt min72.413.028.5.1j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