畢業(yè)設計--設計犁刀變速齒輪箱體零件的機械加工工藝規(guī)程

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著中國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進程，農(nóng)機的發(fā)展已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重中之重。犁刀齒輪變速箱體是旋耕機上的犁刀變速齒輪箱體是旋耕機的一個主要工作零件。旋耕機通過該零件的安裝平面與手扶拖拉機變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位，四個螺栓固定，實現(xiàn)旋耕機的正確聯(lián)接。旋耕機是與拖拉機配套完成耕、耙作業(yè)的耕耘機械。因其具有碎土能力強、耕后地表平坦等特點

2、，而得到了廣泛的應用。正確使用和調(diào)整旋耕機，對保持其良好技術狀態(tài)，確保耕作質(zhì)量是很重要的。</p><p>　　該零件是整個犁刀齒輪變速箱的主體，承載了齒輪和軸高度運動，我們不僅僅需要考慮箱體本身支撐的強度和保護作用，還要考慮高速運轉過程中產(chǎn)生的震動。</p><p>　　該課題解決了現(xiàn)實中的零件問題。并且為旋耕機的升級進步，發(fā)展創(chuàng)新提供了堅實的基礎。</p><p&g

3、t;　　關鍵詞：旋耕機；高速運動；強度；震動</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the modernization of Chinese agriculture, agricultural development has become a top priority for agricultural developmen

4、t. Coulter is a rotary tiller gear gearbox gear box on the coulter is a major work of rotary machine parts. Rotary parts of the installation through the plane and connected to the rear of tractor gearbox, with two cylind

5、rical pin position, the four bolts to achieve the correct join Rotary. Rotary tillage is done with the tractor, rake the hard work of mechanical work. Pulv</p><p>　　The parts are the main gear box the coulte

6、r, carrying a high degree of movement of the gear and shaft, we not only need to consider the cabinet itself, the strength of support and protection, but also consider high-speed operation of the vibration generated in t

7、he process. The subject in part to solve the real problem. Rotary machine for the upgrade and improvement, development and innovation to provide a solid foundation </p><p>　　Keywords：Rotary; high speed; stre

8、ngth; shock</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1引言3</b></p><p><b>　　1.1課題背景3</b></p><p>　　1.2國內(nèi)外相關問題研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.

9、1犁刀齒輪變速箱體零件的研究重點3</p><p>　　1.2.2發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢4</p><p><b>　　2.零件的分析4</b></p><p>　　2.1零件的作用4</p><p>　　2.2零件的工藝分析5</p><p>　　3.確定毛坯、畫毛坯-零件綜合圖5</

10、p><p>　　4.工藝規(guī)程設計6</p><p>　　4.1定位基準的選擇6</p><p>　　4.2制訂工藝路線7</p><p>　　4.3選擇加工設備及刀、夾、量具9</p><p>　　4.4加工工序設計10</p><p>　　4.4.1工序10粗銑及工序60精銑N面工序1

11、0</p><p>　　4.4.2工序20鉆擴鉸2-Φ10F9孔至2-Φ9F9，鉆4-Φ13mm孔11</p><p>　　4.4.3工序50粗鏜、工序90精鏜2-Φ80H7孔工序13</p><p>　　4.4.4工序40銑凸臺面工序16</p><p>　　4.4.5時間定額計算16</p><p><

12、;b>　　附 錄20</b></p><p><b>　　主要參考文獻20</b></p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p><b>　　1.1課題背景</b><

13、/p><p>　　犁刀變速齒輪箱體是旋耕機的一個主要零件。旋耕機通過該零件的安裝平面與手扶拖拉機變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位，四個螺栓固定，實現(xiàn)旋耕機的正確聯(lián)接。旋耕機是與拖拉機配套完成耕、耙作業(yè)的耕耘機械。因其具有碎土能力強、耕后地表平坦等特點，而得到了廣泛的應用。正確使用和調(diào)整旋耕機，對保持其良好技術狀態(tài)，確保耕作質(zhì)量是很重要的。</p><p>　　該課題解決了現(xiàn)實中的零件問題。并且

14、為旋耕機的升級進步，發(fā)展創(chuàng)新提供了堅實的基礎</p><p>　　1.2國內(nèi)外相關問題研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1犁刀齒輪變速箱體零件的研究重點</p><p>　　該零件是整個犁刀齒輪變速箱的主體，承載了齒輪和軸高度運動，我們不僅僅需要考慮箱體本身支撐的強度和保護作用，還要考慮高速運轉過程中產(chǎn)生的震動。我們將結合四年所學專業(yè)課程，進相關企業(yè)實地考察。我

15、們將從整體機構，表面，孔，螺紋，擴孔，倒角及結構設計及三維立體動畫仿真等幾個方面進行認真全面的構思設計。我主要研究的部分是制訂加工工藝路線部分。在以后的研究中，我主要解決的問題是根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度根據(jù)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則進行工藝路線擬訂。我會和我們組的其他成員一塊配合，力爭在結構上有所突破，在功能上有所創(chuàng)新。</p><p>　　1.2.2發(fā)展現(xiàn)狀及

16、趨勢</p><p>　　改革開放以來，我國引進了一批現(xiàn)金的加工設備，通過不斷引進、消化國外的先進技術以及科研攻關，開始撞我了各種高速和低速齒輪裝置的設計制造技術。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度都有較大的提升。變速箱開始向體積小，重量輕，承載能力高，使用壽命高，傳動效率高的方向發(fā)展。對節(jié)能高效起到了顯著的作用。</p><p>　　國外企業(yè)中，計算機技術、信息技術、自動化技術在制造業(yè)中的廣

17、泛應用，改變了制造業(yè)的傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式。一些先進企業(yè)一經(jīng)采用精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造等先進技術，形成了高進度、高效率、的智能化生產(chǎn)線和計算機網(wǎng)絡化管理。</p><p>　　在行業(yè)發(fā)展方面，我們想國外先進技術學習。將繼續(xù)淘汰軟齒面，向硬齒面、高精度、高可靠度軟啟動、低噪音，高效率與體積比和高功率與重量比的方向發(fā)展。</p><p><b>　　2.零件的分析</b

18、></p><p><b>　　2.1零件的作用</b></p><p>　　犁刀變速齒輪箱體是旋耕機的一個主要零件。旋耕機通過該零件的安裝平面（即附圖1零件圖上的N面）與手扶拖拉機變速箱的后部相連，用兩圓柱銷定位，四個螺栓固定，實現(xiàn)旋耕機的正確聯(lián)接。N面上的4-Φ13mm孔即為螺栓聯(lián)接孔，2-Φ10F9孔即為定位銷孔。</p><p>

19、　　如圖2-1所示，犁刀變速齒輪箱體2內(nèi)有一個空套在犁刀傳動軸上的犁刀傳動齒輪5，它與變速箱的一個倒檔齒輪常嚙合（圖中未畫出）。</p><p>　　圖2-1犁刀變速齒輪箱體傳動示意圖</p><p>　　1-左臂殼體2-犁刀變速齒輪箱3-操縱桿4-嚙合套5-犁刀傳動齒輪6-軸承7-右臂殼體8-犁刀傳動軸9-鏈輪</p><p>　　犁刀傳動軸8的左端花鍵上套有嚙合

20、套4，通過撥叉可以軸向移動，嚙合套4和犁刀傳動齒輪5相對的一面都有牙嵌，牙嵌結合時，動力傳給犁刀傳動軸8。其操作過程通過安裝在SΦ30H9孔中的操縱桿3，操縱撥叉而得以實現(xiàn)。</p><p>　　2.2零件的工藝分析</p><p>　　由附圖1知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大應力、要求耐磨的零件。</p><p>

21、;　　該零件上的主要加工面為N面、R面、Q面和2-Φ80H7孔。</p><p>　　N面的平面度0.05mm直接影響旋耕機與拖拉機變速箱的接觸精度及密封。</p><p>　　2-Φ80H7孔的同軸度Φ0.04mm，與N面的平行度0.07mm，與R面及Q面的垂直度Φ0.lmm以及R面相對Q面的平行度0.055mm，直接影響犁刀傳動軸對N面的平行度及犁刀傳動齒輪的嚙合精度、左臂殼體及右臂殼

22、體孔軸線的同軸度等。因此，在加工它們時，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來。</p><p>　　2-Φ10F9孔的兩孔距尺寸精度140±0.05mm以及140±0.05mm對R面的平行度0.06mm，影響旋耕機與變速箱聯(lián)接時的正確定位，從而影響犁刀傳動齒輪與變速箱倒檔齒輪的嚙合精度。</p><p>　　由參考文獻[1]中有關面和孔加工的經(jīng)濟精度及機床能達到的

23、位置精度可知，上述技術要求是可以達到的，零件的結構工藝性也是可行的。</p><p>　　3.確定毛坯、畫毛坯-零件綜合圖</p><p>　　根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件，又已知零件生產(chǎn)綱領為10000件/年，通過計算，該零件質(zhì)量約為7Kg。由參考文獻[5]表1-4、表1-3可知，其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。又由于箱體零件的內(nèi)腔及2-Φ80mm的孔需鑄

24、出。故還應安放型芯。此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。</p><p>　　參考文獻[1]表2.3-6，該種鑄件的尺寸公差等級CT為8-10級，加工余量等級MA為G級。故取CT為10級，MA為G級。</p><p>　　鑄件的分型面選擇通過C基準為孔軸線，且與R面（或Q面）平行的面。澆冒口位置分別位于C基準孔凹臺的兩側。</p><p>　　參考文獻[1]

25、表2.3-5，用查表法確定各表面的總余量如表21所示。</p><p>　　表2-1各加工表面總余量</p><p>　　由參考文獻[1]表2.3-9可得鑄件主要尺寸的公差，如表2-2所示。</p><p>　　表2-2主要毛坯尺寸及公差（mm）</p><p><b>　　4.工藝規(guī)程設計</b></p>

26、<p>　　4.1定位基準的選擇</p><p>　　精基準的選擇：犁刀變速齒輪箱體的N面和2-Φ10F9孔既是裝配基準，又是設計基準，用它們作精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則，實現(xiàn)箱體零件“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，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，N面的面積較大，定位比較穩(wěn)定、夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。</p><p&

27、gt;　　粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇箱體零件的重要孔（2-Φ80mm孔）的毛坯孔與箱體內(nèi)壁作粗基準：第一，保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，裝入箱內(nèi)的旋轉零件（如齒輪、軸套等）與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙；此外還應能保證定位準確、夾緊可靠。</p><p>　　最先進行機械加工的表面是精基準N面和2-Φ10F9孔，這時可有兩種定位夾緊方案：</p><p

28、>　　方案一：用一浮動圓錐銷插入Φ80mm毛坯孔中限制二個自由度；用三個支承釘支承在與Q面相距32mm并平行于Q面的毛坯面上，限制三個自由度；再以N面本身找正限制一個自由度。這種方案適合于大批大量生產(chǎn)類型中，在加工N面及其面上各孔和凸臺面及其各孔的自動線上采用隨行夾具時用。</p><p>　　方案二：用一根兩頭帶反錐形（一端的反錐可取下，以便裝卸工件）的心棒插入2-Φ80mm毛坯孔中并夾緊，粗加工N面時，

29、將心棒置于兩頭的V形架上限制四個自由度，再以N面本身找正限制一個自由度。這種方案雖要安裝-根心棒，但由于下一道工序（鉆擴鉸2-Φ10F9孔）還要用這根心棒定位，即將心棒置于兩頭的U形槽中限制兩個自由度，故本道工序可不用將心棒卸下，而且這一“隨行心棒”比上述隨行夾具簡單得多。又因隨行工位少，準備心棒數(shù)量就少，因而該方案是可行的。</p><p><b>　　4.2制訂工藝路線</b></

30、p><p>　　根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下：N面：粗車-精銑；R面和Q面：粗銑-精銑；凸臺面：粗銑；2-Φ80mm孔：粗鏜-精鏜；7級～9級精度的未鑄出孔：鉆-擴-鉸；螺紋孔：鉆孔-攻螺紋。</p><p>　　因R面與Q面有較高的平行度要求，2-Φ80mm孔有較高的同軸度要求。故它們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩面或兩孔同時

31、加工出來，以保證其位置精度。</p><p>　　根據(jù)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則，將N面、R面、Q面及2-Φ80mm孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每-階段中又首先加工N面，后再鏜2-Φ80mm孔。R面及Q面上的Φ8N8孔及4-M13螺紋孔等次要表面放在最后加工。</p><p>　　初步擬訂加工工藝路線如下：</p><p>　　上

32、述方案遵循了工藝路線擬訂的-般原則，但某些工序有些問題還值得進-步討論。</p><p>　　如粗車N面，因工件和夾具的尺寸較大，在臥式車床上加工時，它們的慣性力較大，平衡較困難，又由于N面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削，容易引起工藝系統(tǒng)的振動，故改用銑削加工。</p><p>　　工序40應在工序30前完成，使R面和Q面在粗加工后有較多的時間進行自然時效，減少工件受力變形和受熱變形

33、對2-Φ80mm孔加工精度的影響。</p><p>　　精銑N面后，N面與2-Φ10F9孔的垂直度誤差難以通過精鉸孔糾正，故對這兩孔的加工改為擴鉸，并在前面的工序中預留足夠的余量。</p><p>　　4-Φ13mm孔盡管是次要表面，但在鉆擴鉸2-Φ10F9孔時，也將4-Φ13mm孔鉆出，可以節(jié)約-臺鉆床和-套專用夾具，能降低生產(chǎn)成本，而且工時也不長。</p><p&g

34、t;　　同理，鉆Φ20mm孔工序也應合并到擴鉸SΦ30H9球形孔工序中。這組孔在精鏜2-Φ80H7孔后加工，容易保證其軸線與2-Φ80H7孔軸線的位置精度。</p><p>　　工序140工步太多，工時太長，考慮到整個生產(chǎn)線的節(jié)拍，應將8-M12螺孔的攻螺紋作另-道工序。</p><p>　　修改后的工藝路線如下：</p><p>　　4.3選擇加工設備及刀、夾、量

35、具</p><p>　　由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主。輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。</p><p>　　粗銑N面。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇X52K立式銑床。選擇直徑D為Φ200mm的C類可轉位面銑刀，專用夾具和游標卡尺。<

36、;/p><p>　　精銑N面。由于定位基準的轉換，宜采用臥銑，選擇X62W臥式銑床。選擇與粗銑相同型號的刀具。采用精銑專用夾具及游標卡尺、刀口形直尺。</p><p>　　銑凸臺面。采用立式銑床X52K、莫氏錐柄面銑刀、專用銑夾具、專用檢具。</p><p>　　粗銑R及Q面采用臥式雙面組合銑床，因切削功率較大，故采用功率為5.5kW的1T×32型銑削頭。選擇

37、直徑為Φ160mm的C類可轉位面銑刀、專用夾具、游標卡尺。</p><p>　　精銑R及Q面。采用功率為1.5kW的1TXb20M型銑削頭組成的臥式雙面組合機床。精銑刀具類型與粗銑的相同。采用專用夾具。</p><p>　　粗鏜2-Φ80H7。采用臥式雙面組合鏜床，選擇功率為1.5kW的1TA20鏜削頭。選擇鏜通孔的鏜刀、專用夾具、游標卡尺。</p><p>　　精

38、鏜2-Φ80H7孔。采用臥式雙面組合鏜床，選擇功率為1.5kW的1TA20M鏜削頭。選擇精鏜刀、專用夾具。</p><p>　　工序20鉆擴鉸孔2-Φ10F9至2-Φ9F9，孔口倒角l×45°，鉆孔4-Φ13mm選用搖臂鉆床Z3025。選用錐柄麻花鉆；錐柄擴孔復合鉆，擴孔時倒角；選用錐柄機用鉸刀、專用夾具、快換夾頭、游標卡尺及塞規(guī)。</p><p>　　锪4-Φ22mm

39、平面選用直徑為Φ22mm、帶可換導柱錐柄平底锪鉆，導柱直徑為Φ13mm。</p><p>　　工序100。所加工的最大鉆孔直徑為Φ20mm，擴鉸孔直徑為Φ30mm。故仍選用搖臂鉆床Z3025。鉆Φ20mm孔選用錐柄麻花鉆，擴鉸SΦ30H9孔用專用刀具，4-M6螺紋底孔用錐柄階梯麻花鉆，攻螺紋采用機用絲錐及絲錐夾頭。采用專用夾具。Φ20mm、Φ30mm孔徑用游標卡尺測量，4-M6螺孔用螺紋塞規(guī)檢驗，球形孔SΦ30H

40、9及尺寸6mm，用專用量具測量，孔軸線的傾斜30°用專用檢具測量。</p><p>　　8-M12螺紋底孔及2-Φ8N8孔選用搖臂鉆床Z3025加工。8-M12螺紋底孔選用錐柄階梯麻花鉆、選用錐柄復合麻花鉆及錐柄機用鉸刀加工2-Φ8N8孔。采用專用夾具。選用游標卡尺和塞規(guī)檢查孔徑。</p><p>　　8-M12螺孔攻螺紋選用搖臂鉆。采用機用絲錐、絲錐夾頭、專用夾具和螺紋塞規(guī)。&

41、lt;/p><p><b>　　4.4加工工序設計</b></p><p>　　4.4.1工序10粗銑及工序60精銑N面工序</p><p>　　查文獻[1]表2.3-59平面加工余量表，得精加工余量ZN為l.5mm。已知N面總余量ZN總為5mm。故粗加工余量ZN-B粗＝（5－1.5）mm＝3.5mm。</p><p>　　

42、如圖2-2所示，精銑N面工序中以B孔定位，N面至B、A孔軸線的工序尺寸即為設計尺寸XN-B =46土0.05mmm，則粗銑N面工序尺寸為47.5mm。</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　查教材表3-16平面加工方法，得粗銑加工公差等級為IT11～13，取IT=11，其公差TN-B粗=0.16mm，所以XN-B粗=47.5土0.08mm（

43、注:中心距公差對稱標注）。</p><p>　　校核精銑余量ZN精：</p><p>　　=(47.5-0.16)-(46+0.05)</p><p><b>　　=1.29mm　</b></p><p><b>　　故余量足夠。</b></p><p>　　參考文獻[1]表

44、2.4-73，取粗銑的每齒進給量fZ＝0.2mm/z；精銑的每轉進給量f＝0.05mm/z，粗銑走刀1次，ap＝3.5mm；精銑走刀1次，ap＝1.5mm。</p><p>　　參考文獻[1]表3.1-74取粗銑的主軸轉速為150r/min，取精銑的主軸轉速為300r/min。又前面已選定銑刀直徑D為Φ200mm，故相應切削速度分別為</p><p><b>　　粗加工：<

45、/b></p><p><b>　　精加工： </b></p><p>　　校核機床功率（-般只校核粗加工工序）：</p><p>　　參考文獻[1]表2.4-96：銑削時的切削功率Pm</p><p>　　取Z=10個齒， ，ae=168mm，ap=3.5mm，fz=0.2mm/z，kpm=1；將它們代入式中，得

46、Pm=（167.9×10-5×3.50.9×0.20.74×168×10×2.5×1）kw=6.62kw</p><p>　　又由文獻[1]表3.1-73得機床功率為7.5KW，若取ηm＝0.85，則7.5×0.85=6.375kW<6.62kW</p><p>　　故重新選擇粗加工時的主軸轉速為118r

47、/min則：</p><p><b>　　將其代入公式得：</b></p><p>　　Pm=（167.9×10-5×3.50.9×0.20.74×168×10××1）kW≈5.2kW<6.375kW</p><p>　　PE=Pm/ηm=kW≈6.1kW<7.5

48、kW</p><p><b>　　故機床功率足夠。</b></p><p>　　4.4.2工序20鉆擴鉸2-Φ10F9孔至2-Φ9F9，鉆4-Φ13mm孔</p><p>　　2-Φ9F9孔擴、鉸余量參考文獻[1]取Z擴=0.9mm，Z鉸=0.1mm，由此可算</p><p>　　出Z鉆=（-0.9-0.1）mm=3.5

49、mm</p><p>　　4-Φ13mm孔因-次鉆出，故其鉆削余量為Z鉆mm=6.5mm</p><p>　　各工步余量和工序尺寸及公差列于表2-3</p><p>　　表2-3各工步余量和工序尺寸及公差</p><p>　　孔和孔之間的位置尺寸如140±0.05mm，以及140mm、142mm、40mm、4-Φ13mm孔的位置度要

50、求均由鉆模保證。與2-Φ80mm孔軸線相距尺寸66土0.2mm因基準重合，無需換算。</p><p>　　沿2-Φ80mm的孔軸線方向的定位是以兩孔的內(nèi)側面用自定心機構實的。這種方案利用保證兩內(nèi)側中心面與R、Q兩端面的中心面重合，外形對稱，所以2-Φ9F9兩孔連心線至內(nèi)側中心面的距離尺寸XG-中需經(jīng)過計算。其工藝尺寸鏈如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3鉆定位孔工藝尺寸鏈<

51、/p><p>　　圖中，XR-內(nèi)側為零件圖上R面與內(nèi)側尺寸38-1.10mm，是封閉環(huán)。X內(nèi)側-中為內(nèi)腔尺寸92±1mm的-半，即為46±0.5mm；XR-G為零件圖上銷孔連線與R面的尺寸115±0.1mm。用概率法計算如下：</p><p>　　XR-內(nèi)側＝38-1.10mm=37.45±0.55mm</p><p>　　XR-

52、內(nèi)側＝XR-G－X內(nèi)側-中－XG-中</p><p>　　XG-中=XR-G－X內(nèi)側-中－XR-內(nèi)側</p><p>　　=（115－46－37.45）mm</p><p><b>　　=31.55mm</b></p><p>　　T2R-內(nèi)側＝T2R-G+T2內(nèi)側-中+T2G-中</p><p>

53、;<b>　　TG-中==mm</b></p><p><b>　　=0.412mm</b></p><p>　　故XG-中=31.55±0.206mm=31.55±0.2mm</p><p>　　參考文獻[1表2.4-38]，并參考Z3025機床技術參數(shù)表，取鉆孔4-Φ13mm的進給量f＝0.4mm/

54、r，取鉆孔2－Φmm的進給量f＝0.3mm/r。</p><p>　　參考文獻[1]表2.4-41，得鉆孔Φ13mm的切削速度vc＝0.445m/s＝26.7m/min，由此算出轉速為</p><p>　　n=r/min=654r/min</p><p>　　按機床實際轉速取n＝630r/min，則實際切削速度為</p><p>　　v=m/

55、min≈25.7m/min</p><p>　　同理，參考有關資料得鉆孔Φ7mm的V=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉速為：</p><p>　　n==r/min=1187r/min</p><p>　　按機床實際轉速取n=630r/min，則實際切削速度為：</p><p>　　v=m/min≈25.7m/min</p

56、><p>　　同理，用插入法求得鉆Φ7mm孔的v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉速為：</p><p>　　N==r/min=1187r/min</p><p>　　按機床實際轉速取n=1000r/min,則實際切削速度為v=m/min≈22m/min</p><p>　　參考文獻[1]表2.4-69，得：</p>

57、<p>　　Ff=9.81×42.7d0f0.8KF（N）</p><p>　　M=9.81×0.021d20f0.8KM（N·m）</p><p>　　分別求出鉆Φ13mm孔的Ff和及鉆孔Φ7mm的Ff和M如下：</p><p>　　Ff=9.81×42.7×13×0.40.8×1=

58、2616N</p><p>　　M=9.81×0.021×132×0.40.8×1=16.72N·m</p><p>　　Ff=9.81×42.7×7×0.30.8×1=1119N</p><p>　　M=9.81×0.021×72×0.30.8&

59、#215;1=4N·m</p><p>　　他們均小于機床的最大進給力7840N和機床的最大扭轉力矩196N·m，故機床剛度足夠</p><p>　　擴孔2-Φ8.8mm，參考有關資料，并參考機床實際進給量，取f=0.3mm/r（因擴的是盲孔，所以進給量取得較?。?lt;/p><p>　　參考文獻[4]表3-54，擴孔切削速度為鉆孔時的（～）v鉆，

60、故取v擴=×22m/min＝11m/min</p><p>　　由此算出轉速n=r/min=398r/min。按機床實際轉速取n=400r/min。</p><p>　　參考文獻[1]表2.4-58，鉸孔的進給量取f=0.3mm/r（因鉸的是盲孔，所以進給量取得較?。?lt;/p><p>　　參考文獻[1]表2.4-60，取鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=

61、18m/min。由此算出轉速n=r/min=r/min=636.9r/min。按機床實際轉速取為n=630r/min。則實際切削速度為v==m/min=17.8m/min。</p><p>　　4.4.3工序50粗鏜、工序90精鏜2-Φ80H7孔工序</p><p>　　查文獻[2]表3.2-10，得粗鏜以后的直徑為Φ79.5mm,故兩孔的精鏜余量ZA精=ZB精=mm=0.25mm<

62、/p><p>　　又已知ZA總=ZB總=3mm，</p><p>　　故ZA粗=ZB粗=(3-0.25)mm=2.75mm</p><p>　　精鏜及精鏜工序的余量工序尺寸及公差列于表2-4</p><p>　　表2-4鏜孔余量和工序尺寸及公差（mm）</p><p>　　因粗、精鏜孔時都以N面及兩銷釘定位，故孔與N面之間

63、的粗鏜工序尺寸47.5±0.08mm，精鏜工序尺寸46±0.05mm及平行度0.07mm，與-銷孔之間的尺寸66±0.2mm，均系基準重合，所以不需做尺寸鏈計算。</p><p>　　兩孔的同軸度Φ0.04mm由機床保證。</p><p>　　與R及Q面的垂直度Φ0.1mm是間接獲得的。在垂直方向，它由2-Φ80mm孔軸線與N面的平行度0.07mm及R和Q面對

64、N面的垂直度來保證。取-極限位置如圖1-11所示計算精銑R及Q面工序中Q面對N面的垂直度公差XQ-N垂。</p><p>　　圖中，Y孔-Q垂為孔軸線對Q面的垂直度Φ0.1mm，它是封閉環(huán)；Y孔-N垂為Q面對N面在168mm長度上的垂直度，Y孔-N平為孔軸線對N面的平行度0.07mm。</p><p>　　因在精銑R和Q面及精鏜2－Φ80mm孔兩工序中，面和孔軸線的位置都做到極限位置的情況

65、很少，故用概率法計算此尺寸鏈，使加工方便。</p><p><b>　　由于Y孔-Q垂=</b></p><p>　　所以YQ-N 垂 =</p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　≈0.07mm</b></p><p>　

66、　在圖中,因為∠BAC=∠EDF</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　則XQ-N垂=FE=　=mm≈0.04mm</p><p>　　同理,R面與N面的垂直度公差也應為0.04mm。</p><p>　　2-Φ80mm孔軸線與R面的垂直度Φ0.1mm在水平方向是由R面對定位銷孔連線的平行度0.

67、06mm及2-Φ80mm孔對定位銷孔連線的垂直度保證的。取-極限位置，如圖1-12所示，計算精鏜2-Φ80mm孔工序中2-Φ80mm孔軸線對定位銷孔連線的垂直度公差為Y孔-G垂。</p><p>　　圖2-4Q面對N面的垂直度尺寸鏈圖2-5孔對銷孔連線的垂直度尺寸鏈</p><p>　　圖中，Y孔-R垂為孔軸線對R面的垂直度Φ0.1mm，它是封閉環(huán)；XR-G平為R面對定位銷孔連線的平行度0

68、.06mm，由于△ABC≌△EFH，所以YR-G平=XG-R平。同理，也用概率法計算此尺寸鏈如下：</p><p><b>　　因為Y孔-R垂=</b></p><p><b>　　所以Y孔-G垂=</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b

69、>　　≈0.08mm</b></p><p>　　Y孔-G垂受兩定位銷孔與定位銷配合間隙而引起的轉角誤差的影響如圖2-6所示。</p><p>　　下面分析定位副的定位精度。</p><p>　　參考文獻[6]設計兩定位銷如下：</p><p>　　按零件圖給出的尺寸，兩銷孔為2-Φ10F9，即2-Φmm；中心距尺寸為140

70、±0.05mm。取兩定位銷中心距尺寸為140±0.015mm。</p><p>　　按基軸制常用配合，取孔與銷的配合為F9/h9，即圓柱銷為Φ10h9=10-0.0360mm。</p><p>　　查文獻[6]表1-6,取菱形銷的b=4mm，B=8mm。</p><p>　　由于a==mm=0.065mm</p><p>

71、　　所以，菱形銷最小間隙為：</p><p>　　X2min==mm=0.052mm</p><p>　　菱形銷的最大直徑為：</p><p>　　d2max=D2min-X2min=(10.013-0.052)mm</p><p><b>　　=9.961mm</b></p><p>　　故菱形

72、銷為d2=Φ9.961h9mm=Φ9.961-0.0360mm</p><p><b>　　=Φmm</b></p><p><b>　　下面計算轉角誤差</b></p><p>　　tanΔα==mm</p><p>　　=0.00074mm</p><p>　　由Δα引

73、起的定位誤差Y孔-G定＝168×tanΔα=168×0.0007mm≈0.118mm，故該方案也不可行。</p><p>　　同理，該轉角誤差也影響精銑R面時R同對兩銷孔連線的平行度0.06mm，此時定位誤差也大于工件公差，即0.118mm＞0.06mm，故該方案也不可行。</p><p>　　解決上述定位精度問題的方法是盡量提高定位副的制造精度。如將2-Φ10F9提高

74、精度至2-Φ10F7，兩孔中心距尺寸140±0.05mm，提高精度至140±0.03mm，并相應提高兩定位銷的徑向尺寸及兩銷中心距尺寸的精度，這樣定位精度能大大提高，所以工序70“精擴鉸孔2-Φ10F9并提高精度至2-Φ10F7”對保證加工精度有著重要作用。此時，經(jīng)誤差計算和公式校核，可滿足精度要求。</p><p>　　粗鏜孔時因余量為2.75mm，故ap＝2.75mm。</p>

75、<p>　　查有關資料得：取vc＝0.4m/s＝24m/min</p><p>　　取進給量為f＝0.2mm/r。</p><p>　　n==r/min=96r/min</p><p>　　查文獻[1]表2.4-21得：</p><p>　　FZ=9.81×60nFZCFZapXFZfYFZvnFZkFZ</p&

76、gt;<p>　　Pm=Fzv×10-3</p><p>　　取CFZ=180,XFZ=1,YFZ=0.75,nFZ=0KFC=1</p><p>　　則FZ=9.81×180×2.751×0.20.75×0.40×1=1452.3N</p><p>　　PC=1452.3×0.4&

77、#215;10-2=0.58kW</p><p>　　取機床效率為0.85，則所需機床功率為1.5×0.85=1.27KW>0.58KW，故機床功率足夠。</p><p>　　精鏜孔時，因余量為0.25mm，故ap=0.25mm。</p><p>　　查文獻[1]表2.4-180，取v=1.2m/s=72m/min,取f=0.12mm/r。</

78、p><p>　　n==r/min≈287(r/min)</p><p>　　4.4.4工序40銑凸臺面工序</p><p>　　凸臺面因要求不高，故可以-次銑出，其工序余量即等于總余量4mm。</p><p>　　凸臺面距SΦ30H9孔球面中心mm。，這個尺寸是在擴鉸孔SΦ30H9時直接保證的。球面中心（設計基準）距2-Φ80mm孔軸線（工藝基

79、準）100±0.05mm則為間接保證的尺寸。本工序工藝基準與設計基準不重合，有基準不重合誤差。</p><p>　　銑凸臺面對應保證的工序尺寸為凸臺面距2-Φ80mm孔軸線的距離XD-B。其工藝尺寸鏈如圖2-7所示。</p><p>　　圖中XS-B＝100±0.05mm，</p><p>　　XS-D=mm，用豎式法計算如下：</p>

80、;<p>　　所以，XD-B=mm</p><p>　　本工序的切削用量及其余次要工序設計略。</p><p>　　4.4.5時間定額計算</p><p>　　根據(jù)本次設計的要求，只計算老師指定的-道工序工時。</p><p>　　下面計算工序20的時間定額。</p><p>　?。?）機動時間。參考文獻

81、[1]表2.5-7，得鉆孔的計算公式為：</p><p><b>　　tj=</b></p><p>　　l2=1～4，鉆盲孔時l2=0</p><p>　　鉆孔4-Φ13mm：</p><p>　　l1=[ctg()0+1.5]mm=5.4mm</p><p>　　l=19.5mm，取l2=3

82、mm。</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式，得：</p><p>　　tj=min≈0.11min</p><p>　　4tj=4×0.11min=0.44min</p><p><b>　　鉆孔2-Φ7mm：</b></p><p>　　l1=ctg()

83、6;+1.5≈3.6mm</p><p>　　l=11.5mm，l2=0</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式，得：</p><p>　　tj=min=0.05min</p><p>　　2tj=2×0.05(min)=0.1min</p><p>　　參考文獻[1]表2.5-7，得擴孔

84、和鉸孔的計算公式為：</p><p><b>　　tj=</b></p><p><b>　　l1=</b></p><p>　　擴盲孔和鉸盲孔時l2=0</p><p>　　擴孔2-ф8.8mm：</p><p><b>　　l1=mm</b><

85、/p><p>　　l=11.5mm，l2=0</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式，得</p><p>　　tj=min≈0.11min</p><p>　　2tj=2×0.11min=0.22min</p><p><b>　　鉸孔2-Φ9mm：</b></p&

86、gt;<p>　　l1=ctg45°+1.5mm=1.6mm</p><p>　　l=11.5mm,l2=0</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式，得</p><p>　　tj=min≈0.07min</p><p>　　2tj=2×0.07min=0.14min</p>

87、<p>　　總機動時間tj總即基本時間Tb為：</p><p>　　Tb=0.44+0.1+0.22+0.14min=0.9min</p><p>　?。?）輔助時間。參考文獻[1]表2.5-41確定如表2-5所示。</p><p>　　表2-5輔助時間（min）</p><p>　　（2）輔助時間。參考文獻[1]表2.5-41確定

88、如表2-5所示。</p><p>　　表2-5輔助時間（min）</p><p>　　各工步的輔助時間為：鉆4-Φ13mm孔0.605min、鉆2-Φ7mm孔0.37min、擴2-Φ8.8mm孔0.33min、鉸2-Φ9mm孔0.63min。</p><p>　　裝卸工件時間參考文獻[1]表2.5-42取1.5min。</p><p>　　所

89、以輔助時間Ta為：</p><p>　　Ta=0.605+0.37+0.33+0.63+0.015+0.02+0.04+1.5min</p><p><b>　　=3.51min</b></p><p>　　（3）作業(yè)時間。TB=Tb+Ta=0.9+3.51min=4.41min</p><p>　?。?）布置工作地時間

90、Ts。參考文獻[5]，取=3％。則：</p><p>　　Ts=TB=4.41×3％≈0.13min</p><p>　?。?）休息與生理需要時間Tr。參考文獻[5]，取=33％。則：</p><p>　　Ts=TB=4.41×3％≈0.13min</p><p>　?。?）準備與終結時間Te。參考文獻[1]表2.5-44

91、，取各部分時間為：</p><p><b>　　中等件33min;</b></p><p><b>　　升降搖臂1min；</b></p><p>　　深度定位0.3min；</p><p>　　使用回轉夾具10min；</p><p><b>　　試鉸刀7min。

92、</b></p><p>　　由題目已知生產(chǎn)批量為10000件，則：</p><p>　　Te/n=(33+1+0.3+10+7)/10000min≈0.013min</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　主要參考文獻</b></p>&l

93、t;p>　　[1] 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編，濮良貴，紀名剛主編.機械設計.第8版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　[2] 劉鴻文．材料力學Ⅰ（第四版）[M]．北京：高等教育出版社，2004．</p><p>　　[3] 丁德全主編.金屬工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　[4] 王步瀛．機械零件強

94、度計算的理論和方法[J]．北京：高等教育出版社，1986．</p><p>　　[5] 中國機械工程學會鍛壓學會.鍛壓手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1993.</p><p>　　[6] 呂廣庶,張遠明主編.工程材料及成形技術基礎.北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[7] 西安交通大學編．金屬材料強度研究與應用[M]．北京：科學技術文獻出版社，19

95、84.</p><p>　　[8] 顏永年主編.先進制造技術.北京：化學工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　[9] 陳南平，顧守仁，沈萬慈．機械零件失效分析[M]．北京：清華大學出版社，1988．</p><p>　　[10] [美]約翰遜R C．機械設計綜合：創(chuàng)造性設計與最優(yōu)化[J]．北京：機械工業(yè)出版社，1987．</p><p>

96、;　　[11] (美)R.L.Robert L.Norton.Design of Machinary(Second Edition).New York: McGraw-Hill book Company,2001.</p><p>　　[12] Hindhede I Uffe．Machine Design Fundamentals[J]：A Practical Approach.New York:Wiley，20

97、03．</p><p>　　[13] (美)Robert L.Mott. Mechine Elements in Mechanical Design(Third Edition).Prentice-Hall,Inc.1992.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　論文是在導師xx的悉心指導和嚴格要求下獨立完成的。從論文

98、的選題到成稿，xx老師都付出了大量的心血，首先我要對我的導師致以深深的敬意和由衷的感謝，感謝xx老師在生活和學習方面對我無微不至的關懷。在四年的學習過程之中我從xx老師身上學到了嚴謹治學、忘我工作的態(tài)度和為人師表、教書育人的品格。同時，我也向xx學院的各位老師表示誠摯的謝意。感謝xx級機械一班同學對我的幫助，從他們身上我也學到了很多，得到了許多啟發(fā)和靈感，使我深深體會到了集體的力量；感謝我身邊所有的摯友。</p><