齒輪箱加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

齒輪箱加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)目錄摘要 摘要齒輪零件機(jī)械加工工藝在我國(guó)已經(jīng)甚是成熟，為深入探討齒輪零件機(jī)械加工工藝，本方案選取了齒輪箱進(jìn)行加工工藝的分析與探討。首先是對(duì)于齒輪箱的加工制造技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃，其中主要包含了箱體孔（包括螺栓過孔，基準(zhǔn)孔等）和箱體表面（包括基準(zhǔn)面，配合端面等）的加工。其次為確保齒輪箱體零件的加工精度，選擇加工箱體平面再加工箱體孔系，并且按照機(jī)械加工方式將其分為粗加工和精加工兩個(gè)步驟。其中粗基準(zhǔn)選用未經(jīng)加工的平面作為定位標(biāo)準(zhǔn)，將未經(jīng)加工的平面和定位洞作為高精度的基準(zhǔn)，另外選擇合適的刀具對(duì)零件的頂面左右端面及加油孔表面進(jìn)行粗精銑，并按照各孔的尺寸精度加工各表面的孔系，并且對(duì)各個(gè)工序加工剩余量、切削使用數(shù)和基本作業(yè)工時(shí)作出了相應(yīng)的計(jì)算，本論文針對(duì)銑R面的特殊專用夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包含夾具重要參數(shù)、夾緊能力、定位誤差等，以及各種夾具主要零件的裝配和設(shè)計(jì)，綜上得出齒輪箱加工結(jié)論。關(guān)鍵詞：齒輪箱加工工藝；切削余量；加工余量；專用夾具一、緒論隨著齒輪箱制造行業(yè)的不斷進(jìn)步和飛速發(fā)展，越來越多的工程機(jī)械行業(yè)和不同企業(yè)都已經(jīng)運(yùn)用到了自己的齒輪箱，也就是有越來越多的公司將自己的齒輪箱制造技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)行業(yè)。齒輪箱是基于單元架構(gòu)模塊化的設(shè)計(jì)工藝原理，大大減少了機(jī)械零部件的數(shù)量，適合于大規(guī)模生產(chǎn)和靈活多變的機(jī)械選型。齒輪箱廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境資源保護(hù)施工機(jī)械、運(yùn)輸設(shè)備、冶金廠和礦山施工器具、鋼鐵和金屬電力設(shè)備、攪拌施工機(jī)械、筑路施工器具、風(fēng)力發(fā)電、扶梯式高速電梯動(dòng)力傳遞、船舶運(yùn)輸領(lǐng)域、輕工制造技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域、造紙化工技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域、冶金化工產(chǎn)品等各種用途大功率、小速比、高傳動(dòng)扭矩。二、零件加工工藝分析（一）箱體零件的技術(shù)要求機(jī)加后的齒輪箱體孔與機(jī)加面的要求為：①孔：孔的位置度公差、尺寸公差、表面粗糙度等②機(jī)加面：機(jī)加面的尺寸公差、平面度公差、表面粗糙度等齒輪箱殼體的設(shè)計(jì)方案主要包含加工工藝規(guī)程,夾具、刀具、定位基準(zhǔn)與加工余量等的選用及優(yōu)化。以下為箱體零件的主要技術(shù)要求：(1)確定齒輪箱上部與兩平行旋轉(zhuǎn)軸齒輪表面之間的軸向水平面度為0.05mm,即齒輪上部與軸表面必須在平行距離高度為軸向公差平均值0.05mm的兩個(gè)軸向平行旋轉(zhuǎn)軸之間加以修正。粗糙度為3.2mm。(2)兩個(gè)軸承孔的中心線和基準(zhǔn)軸承線的平行度分別為0.07mm,即每個(gè)孔的中心線應(yīng)該位于與軸承線的距離公差為0.07mm且中心線平行于兩個(gè)基準(zhǔn)軸承平面n的兩個(gè)相同的平行水平面之間；粗糙度范圍為3.2mm；兩軸心線分別相對(duì)于基準(zhǔn)平面n、Q的垂直度為10。(3)螺紋孔的位置度為φ0.5,沉頭孔的位置度為φ0.1。（二）齒輪箱箱體的主要加工表面由齒輪箱的箱體主要零件結(jié)構(gòu)圖可知,齒輪箱主要為薄壁外殼體的零件,其主要包括四個(gè)表面以及其內(nèi)部的孔系都需要經(jīng)過加工,并且這些孔系及平面均有較高的位置度要求?，F(xiàn)對(duì)箱體的加工平面與加工孔系進(jìn)行分析:(1)齒輪箱的基準(zhǔn)面。這個(gè)加工表面主要包含：基準(zhǔn)面的加工和切削,表面粗糙度分別為ra3.2,平面度0.05；4×φ13mm的光孔處理,其中粗糙度約為12.5；2×φ,深10mm的沉頭孔,其厚度和粗糙率要求是ra1.6。其中,φ13孔的位置度相對(duì)于基準(zhǔn)N、G為φ0.5,且這兩個(gè)孔的連心線的平行度相對(duì)于R的基準(zhǔn)為0.08。(2)油位觀察孔平面(D向)。加工表面主要包含:平面的銑削加工,4個(gè)M6-6H,深12mm的螺栓孔,一個(gè)Sφ的球形孔,φ20的通孔。(3)用兩側(cè)門窗作為主體進(jìn)行加工的平面。此種加工的平面由4個(gè)m12-6h,螺紋深22mm,孔深28的螺栓孔；一個(gè)φ的沉頭孔。（三）箱體零件的材料及毛坯對(duì)于齒輪箱一類的箱體類零件,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,一般采用鑄鐵制造毛坯件。鑄鐵有成型容易,加工性能較好,有較好的吸收震動(dòng)的性能,價(jià)格低廉。一般采用金屬型鑄造毛坯件,殼體材料一般選用HT200。三、變速箱箱體加工工藝設(shè)計(jì)齒輪箱箱體的零件應(yīng)該是以箱體孔（包括螺栓過孔，基準(zhǔn)孔等）和箱體表面（包括基準(zhǔn)面、配合端面等）的加工為主。相對(duì)來說,在機(jī)械加工過程中，相對(duì)于孔的加工精度而言，控制零件平面的加工精度更為容易,因此,為保證箱體零件的加工精度（孔和面的大小尺寸精度和位置精度），齒輪箱的加工順序?yàn)辇X輪箱體平面的加工，齒輪箱體孔系的加工,原因是加工平面即可以有效地使得零件在孔中夾緊,定位精度準(zhǔn)確,保證該孔的切削加工精度；同時(shí)也可以減少刀具的損傷。孔體體系及其他平面材料的加工主要可以劃分為細(xì)部材料加工和高精部材料加工兩個(gè)步驟,以確保其加工精度。（一）面的加工方案選擇（1）刨削加工刨削加工可以加工平面、斜面及凹凸面以及曲面。刨削行程中,當(dāng)刨刀切入一個(gè)工件時(shí)都會(huì)承受到較大的機(jī)械沖擊力,這就需要工件的剛度高,工件的刀具必須裝夾牢固；主運(yùn)動(dòng)在換向過程中需要克服較大的慣性,因此,切削速度不能太大,而且回程時(shí)刨刀不參與加工,存在空行程，其加工精度為IT10—IT7,精刨后的表面粗糙度Ra為0.63μm-2.5μm,平面度0.02。（2）銑削加工銑削加工類型為斷續(xù)切削,容易出現(xiàn)沖擊和震動(dòng),當(dāng)其震動(dòng)頻率與機(jī)床的固有頻率相符時(shí)就會(huì)發(fā)生共振,破壞了刀齒,甚至嚴(yán)重?fù)p壞了機(jī)床的零部件,沖擊和震動(dòng)現(xiàn)象大大降低了銑削加工切削精度,且無空間行程,切削效率相對(duì)較高，在銑削過程中可以按照具體的加工需求選擇順銑,逆鏜鏜、對(duì)稱銑,不對(duì)稱鏜鏜等切削手段,以大大延長(zhǎng)了刀具的使用壽命及提高了加工的生產(chǎn)率，粗糙度可達(dá)1.25μm。（3）車削加工車削機(jī)在加工過程中將車削工件原料進(jìn)行一個(gè)直向或回轉(zhuǎn)式的運(yùn)動(dòng),刀具上車削作業(yè)做直線或曲線運(yùn)動(dòng),切除某些車削工件上的原料,形成了刀具相應(yīng)的車削工件原料表面。形成車床所用各種零部件直接加工的應(yīng)用范圍很廣,可以同時(shí)用來直接加工各種內(nèi)外部件會(huì)有旋轉(zhuǎn)的曲面,螺旋面,橢圓形圓弧面等。其一般主要用于機(jī)械加工各種帶有回旋旋轉(zhuǎn)型號(hào)的零件。（4）磨削加工磨削的速度高、耗能高、磨削零件的磨削表面質(zhì)量較差，為確保磨削品質(zhì)需要控制磨削材料并通過各種方式降低磨削溫度。磨削加工一般屬于細(xì)加工,具有切削剪刃不規(guī)則、切削厚度薄、磨削速率高、磨削溫度高、加工量少、精度高等特點(diǎn)。綜上所述,生產(chǎn)大批量的齒輪箱采用銑削加工的方式更為合適。（二）孔系加工方案選擇孔系加工技術(shù)在對(duì)箱體部分零件的加工中有著極其重要的步驟。箱體中的零部件對(duì)于孔系精度的要求也不一樣,導(dǎo)致它們所采用的設(shè)計(jì)和加工方案也有所不同。箱體內(nèi)部零件的孔徑系統(tǒng)加工則可采用一般鏜床和分段式組合銑削機(jī)進(jìn)行。為了保證每個(gè)孔之間的地理位置有一定的公差常采用劃線尋正法、鏜模法、坐標(biāo)法鏜孔等。在方案選擇上除考慮工藝及精度要求外,也應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。（三）箱體加工定位基準(zhǔn)選擇定位測(cè)量基準(zhǔn)主要含義是泛指一種用來確定被測(cè)量加工的機(jī)械零件在各種加工機(jī)床或者機(jī)械夾具上的正確加工位置時(shí)所用的需要測(cè)量依據(jù)的一種定位測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。例如車床軸承等不同類型切削零件的主軸核心齒孔定位便是其在進(jìn)行車床切削零件加工時(shí)的重要定位基準(zhǔn)標(biāo)志。定位的各種基準(zhǔn)大致來說可以將其根據(jù)粗細(xì)劃分為粗毛坯基準(zhǔn)和高度細(xì)毛坯基準(zhǔn)定位兩種,用過的毛坯未經(jīng)精心處理的毛坯表面材料當(dāng)作毛坯定位前的基準(zhǔn),也就是粗毛坯基準(zhǔn)；如果使用已經(jīng)精心加工好的毛坯表面材料當(dāng)作毛坯定位后的標(biāo)準(zhǔn),那么這是高度精密的定位基準(zhǔn)。1.粗基準(zhǔn)選擇粗糙度基準(zhǔn)的正確選用主要原因基于考慮了一種能夠充分保證移動(dòng)裝料機(jī)夾面與其他未加工裝夾面之間的連接位置和間隙大小以及尺寸的基本要求,保證其中的材料加工余量大并能夠做到盡大范圍且能使用大大減少移動(dòng)裝夾面的次數(shù),提高效率。具體的原則包括:在零件上如果存在不必要進(jìn)行加工且完全可以被利用的表面,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮選擇此類平面作為其中的粗基準(zhǔn)。如果每一塊表面都是必須進(jìn)行加工則我們選擇一塊加工剩余量最小的表面當(dāng)做粗基準(zhǔn),精細(xì)的基準(zhǔn)通常不得隨意地重復(fù)使用,確保了所有在加工時(shí)表面的加工剩余量進(jìn)行合理地分配。為了充分滿足上述的要求,以箱體前后兩端面作為主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn),這是必須遵循粗測(cè)量基準(zhǔn)的一個(gè)主要選擇原則,優(yōu)先考慮選用不加工的面作為箱體的粗測(cè)量基準(zhǔn)。2.精基準(zhǔn)選擇精基準(zhǔn)選擇原則有：基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)、方便裝夾等原則。此零件的精基準(zhǔn)選擇以頂面的整個(gè)平面及兩個(gè)定位銷孔精確定位，此零件的頂面與軸承孔的軸線之間存在尺寸精度及位置精度。因此，本設(shè)計(jì)將零件的頂面設(shè)定為精基準(zhǔn)，加工軸承孔時(shí)也應(yīng)該將零件頂面設(shè)定為其主要參考，作為定位基準(zhǔn)，使軸承孔加工滿足基準(zhǔn)重合及基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，保證零件的加工精度。此外，本設(shè)計(jì)中精基準(zhǔn)的選擇可以方便夾具的裝夾及定位，做到定位正確，夾緊可靠，運(yùn)行簡(jiǎn)單，提高了零件的加工效率。（四）箱體加工工藝路線1.方案一，單個(gè)制作（1）鑄造毛坯（2）熱處理、去應(yīng)力（3）粗加工R、Q兩面、兩面見光。選用立式加工中心，專用刀具夾具；（4）粗、精銑N面、精加工平面、4-φ13通孔、2-φ10F9、90度夾角造型面。選用立式加工中心，專用刀具夾具；（5）粗、精鏜通孔，選用臥式鏜床，專用夾具裝夾N面，貫穿加工孔，做后續(xù)基準(zhǔn)，將R面軸承配合孔精鏜到位，φ81孔背鏜到位；（6）粗、精鏜通孔，選用臥式鏜床，使用R面軸承配合孔作為基準(zhǔn)，精加工Q面軸承座孔，φ81孔背鏜到位；（7）精銑，選用臥式加工中心，配合可轉(zhuǎn)位工作臺(tái)（或分度頭），使用專用夾具，裝夾N面，分別以孔軸線為基準(zhǔn)，精加工R、Q兩面的端面，螺紋過孔、銷孔，一個(gè)面加工到位，旋轉(zhuǎn)至以另一面（8）粗、精加工D面，使用與水平面30度夾角的夾具，粗、精加工D面端面、SR30H9，4-M6-6H（9）去毛刺、局部拋光（10）終檢入庫2.方案二，大批量生產(chǎn)（1）鑄造毛坯（2）熱處理、去應(yīng)力（3）粗、精銑，選用立式加工中心，專用夾具裝夾，粗精加工N面、端面，螺紋過孔，基準(zhǔn)孔等，次面作為基準(zhǔn)面（4）粗、精銑，選用五軸加工中心，使用專用夾具，裝夾N面，選用專用刀具，配合鏜刀或成型刀，粗精加工R、Q、D面的端面、過孔、銷孔、螺紋孔攻絲。其中軸承配合孔需一次性貫穿加工，以確保形位公差符合要求。（5）去毛刺、清洗（6）質(zhì)檢入庫（五）選擇加工設(shè)備和工藝裝備1.機(jī)床的選擇（1）箱體頂面加工采用立式圓盤進(jìn)行粗銑，選擇粗銑床zhx160c。箱體頂面孔系主要為螺栓孔，加工工藝為先加工出螺紋底孔在通過攻絲，選擇機(jī)床為立式鉆孔中心。目的主要是大大減少加工箱體內(nèi)部材料裝夾的工作次數(shù),提高了采用工藝鉆孔洞的箱體加工設(shè)備質(zhì)量及工作精度,同時(shí)可以大大提高加工設(shè)備批量生產(chǎn)工作效率。（2）左右端面各工序的機(jī)床選擇粗精銑左右端面,鉆螺紋孔選用五軸加工中心,減少箱體裝夾次數(shù),提高生產(chǎn)效率。2.夾具選擇在進(jìn)行單件或小批量的生產(chǎn)中,應(yīng)當(dāng)考慮選用各種通用的夾具及其他組合型夾具,在大批、大量的生產(chǎn)中,應(yīng)當(dāng)按照工序的加工需求來設(shè)計(jì)和制造出各種特殊的專用夾具。3.刀具選擇刀具加工類型的綜合選擇主要充分依賴于生產(chǎn)工序中所有需要同時(shí)采用的各種加工工藝技術(shù)、加工產(chǎn)品表面紋理尺寸、加工重要零部件所用材質(zhì)、加工工藝精度和對(duì)加工表面紋理粗糙度的綜合要求、生產(chǎn)率和加工成本的綜合經(jīng)濟(jì)等,一般宜盡量考慮采用各種符合標(biāo)準(zhǔn)的加工刀具,必要時(shí)候還可以綜合考慮盡量采用優(yōu)質(zhì)和高生產(chǎn)率的復(fù)合型加工刀具及其它特殊工藝專用的加工刀具。4.量具的選擇測(cè)量量具的選取主要是根據(jù)其生產(chǎn)的類型與所需要的加工精度。在進(jìn)行單件、小批量的生產(chǎn)中,應(yīng)盡可能地采用普遍使用的量具、測(cè)力計(jì)。在大量、大批生產(chǎn)過程中,宜采用不同的量規(guī)及高效率的檢測(cè)儀器及其檢測(cè)夾具。（六）機(jī)械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸確定齒輪箱的箱體材質(zhì)一般選擇使用石灰或青銅鑄鐵,材質(zhì)為HT200,硬度范圍為143-269HB,因此齒輪箱的生產(chǎn)類型主要是大批量生產(chǎn),齒輪箱箱體的最小壁厚為5mm,采用經(jīng)濟(jì)效率合適的方式。所以采用了金屬型毛坯鑄造的工藝,進(jìn)行了毛坯制備，其精度等級(jí)為CT7,加工余量等級(jí)F。表3.1常用毛坯制備方法及工藝特點(diǎn)HGFE1.左右端面加工余量精銑后左右端面的尺寸為168+0.15mm根據(jù)表3.1可知金屬型鑄造的的鑄件公差值為0.1-0.5mm，鑄件的加工余量可以根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4進(jìn)行選擇，鑄件預(yù)留的的加工余量是3.0mm。齒輪箱體鑄造毛坯件的前后端面基本尺寸為168+3.0×2=174mm。由零件的加工工藝要求可知，齒輪箱左右端面的機(jī)加工序主要包含粗銑和精銑兩個(gè)加工工序。通過查閱相關(guān)機(jī)械手冊(cè)，可以得出每個(gè)機(jī)加工工序的加工余量：粗銑:通過查閱《機(jī)械加工余量手冊(cè)》中的表5-45可知,其中加工余量大約為2.0-2.7mm,選取2.2mm作為其加工余量。精銑:根據(jù)《機(jī)械加工余量手冊(cè)》中的表5-46可知,其中加工余量范圍一般為0.7-0.9mm,現(xiàn)選擇其中的加工余量范圍為0.8mm。毛坯尺寸:168+(2.2+0.8)×2=174mm粗銑后的左右端面尺寸:174-2.2×2=169.6±0.15mm精銑后的左右端面尺寸：169.6-0.8×2=168±0.15mm與零件圖左右端面尺寸一樣2.左右端面螺紋孔及軸承孔加工余量箱體鑄件毛坯為實(shí)體,不進(jìn)行沖孔。根據(jù)《機(jī)械加工余量》箱體的加工余量；8×M12-6H，孔深28mm，螺紋深22mm鉆孔：φ10.2mm攻絲：M12-6H2×φ8N8定位銷孔，工序尺寸：鉆孔：7.8mm粗鉸孔:7.96mm精鉸孔：φ8N8軸承孔2×φ80H7，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》將加工工序大致分為：粗鏜：φ78mm孔，加工余量2mm精鏜：φ79.5mm孔，加工余量1.5mm；精鉸孔：φ80mm孔，加工余量0.5mm；鑄件毛坯尺寸為：80-2-1.5-0.5=76mm3.頂面加工余量通過計(jì)算可以得出，頂面與φ80mm軸承孔軸線之間的距離為45±0.05mm，根據(jù)表3可知金屬型鑄造的的鑄件公差值為0.1-0.5mm，加工余量查找《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4可得加工余量為3.0mm。此零件的毛坯鑄件成型尺寸為45+3.0=48mm。零件毛坯的頂面需要進(jìn)行粗銑和精銑等工序，其中粗銑和精銑的加工余量經(jīng)過查閱資料可以獲得。粗銑所需的加工余量：查閱《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-45可知，其范圍大致為2.0-2.7mm，選取2.2mm為其加工余量。精銑所需的加工余量：查閱《機(jī)械加工余量手冊(cè)》表5-46可知，其范圍大致為0.7-0.9mm，現(xiàn)選取0.8mm為其加工余量。4.頂面通孔及定位孔加工余量四個(gè)通孔的加工余量毛坯為實(shí)心，不沖孔。四個(gè)孔位置度要求φ0.5，表面粗糙度12.5μm。鉆孔：φ13mm兩個(gè)定位銷孔加工毛坯為實(shí)心，不沖孔。兩個(gè)孔軸連線與R面的平行度為0.08鉆孔：φ9.8mm粗鉸孔：φ9.96精鉸孔：φ10F95.加油孔面加工余量金屬型鑄造的的鑄件公差值為0.1-0.5mm，其加工余量可以從《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4可得加工余量為3.0mm。鑄造毛坯基本尺寸為25+3.0=28mm。6.加油孔加工余量毛坯為實(shí)心，不沖孔。表面粗糙度Ra3.2銑球孔：Sφ30H9鉆孔：φ20mm鉆螺紋孔：4-M6-6H（七）確定切削用量及基本工時(shí)1.粗精銑頂面機(jī)床：五軸加工中心刀具：YG6硬質(zhì)合金面銑刀d=200mm齒數(shù)Z=20(1)粗銑粗銑加工的銑削深度：ap=2.2mm粗銑加工刀具的每齒進(jìn)給量af：《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中的表3.5，取af=0.20mm/Z粗銑加工時(shí)銑削速度V：《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》其中的表3.27，計(jì)算其銑削速度V=52m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=82.2.2r/min，取n=83r/min實(shí)際銑削速度V’:V’=πdn/1000=52.1m/s進(jìn)給量Vf：Vf=afZn=0.2×20×83/60=5.5mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm:fm=Vf=5.5mm/s=332mm/min被切削層長(zhǎng)度l：由毛坯尺寸可知l=168mm刀具切入切出長(zhǎng)度l1、l2為：l1+l2=30所需時(shí)間：t1=（l1+l2+l）/fm=（168+30）/332=0.60min（2）精銑精銑加工時(shí)刀具的銑削深度ap：ap=0.8mm精銑加工時(shí)刀具每齒進(jìn)給量af：《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5，取af=0.1mm/Z精銑加工時(shí)刀具銑削速度v=75m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：n=1000V/πd=60r/min實(shí)際銑削速度V：V’=πdn/1000=1.26m/s進(jìn)給量Vf：Vf=afZn=2mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm：fm=Vf=120mm/min機(jī)動(dòng)時(shí)間t2=(l+l1+l2)/fm=1.65min本工序時(shí)間：t=t1+t2=2.34min2.鉆頂面4個(gè)通孔及兩個(gè)定位銷孔鉆孔選用機(jī)床：五軸加工中心鉆孔選用的刀具：標(biāo)準(zhǔn)高速麻花鉆，標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆、標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀（1）鉆頂面孔φ13通孔鉆頂面孔的切削深度ap：ap=13mm鉆頂面孔的進(jìn)給量f：查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7取進(jìn)給量f=0.53mm/r鉆頂面孔的切削速度V:查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15得V=13m/min=0.22m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×13）/（3.14×13）=318.5r/min,取n=320r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×13×320/1000=0.22m/s被切削層長(zhǎng)度l：l=12mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t：t=(y+△+l)/fn=(6+12)/(0.53×320)=0.11min（2）鉆擴(kuò)鉸定位銷孔2φ10F9鉆定位孔切削深度ap：ap=9.8mm鉆定位孔所需的進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》[8]表2.7，取f=0.53切削速度V:查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15得V=13m/min=0.22m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×13）/（3.14×9.8）=422.5r/min,取n=420r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×9.8×420/（1000×60）=0.22m/s被切削層長(zhǎng)度l：l=10mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t1：t1=(y+△+l)/fn=(6+10)/(0.53×420)=0.07min（3）擴(kuò)定位孔擴(kuò)定位孔的切削深度ap：ap=0.16mm進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.10，取f=0.70切削速度V:查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15得V=0.45m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×0.45×60）/（3.14×9.96）=863.3r/min,取n=860r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×9.96×860/（1000×60）=0.45m/s被切削層長(zhǎng)度l：l=10mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t2：t2=(y+△+l)/fn=(6+10)/(0.7×860)=0.03min（4）鉸定位孔鉸定位孔的切削深度ap：ap=0.04mm鉸定位孔所需的進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.11，f=0.65-1.3，取f=1.0鉸定位孔刀具的切削速度V:通過查找《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.24得V=8m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×8）/（3.14×10）=254.8r/min,取n=260r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×10×260/（1000×60）=0.14m/s被切削層長(zhǎng)度l：l=10mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t3：t3=(y+△+l)/fn=(6+10)/(1×260)=0.06min定位孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間t=t1+t2+t3=0.07+0.03+0.06=0.16min3.粗精銑左右端面機(jī)床：五軸加工中心刀具：硬質(zhì)合金端銑刀d=200齒數(shù)Z=20（1）粗銑左端面粗銑左端面的銑削深度：ap=2.2mm粗銑左端面銑刀每齒進(jìn)給量af：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5，取af=0.20mm/Z粗銑左端面銑刀銑削速度V：參照《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.27，計(jì)算其銑削速度V=52m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=82.2.2r/min，取n=83r/min實(shí)際銑削速度V’:V’=πdn/1000=52.1m/s進(jìn)給量Vf：Vf=afZn=0.2×20×83/60=5.5mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm:fm=Vf=5.5mm/s=332mm/min被切削層長(zhǎng)度l：由毛坯尺寸可知l=168mm刀具切入切出長(zhǎng)度l1、l2為：l1+l2=30所需時(shí)間：t1=（l1+l2+l）/fm=（168+30）/332=0.60min（2）精銑精銑左端面的銑削深度ap：ap=0.8mm精銑左端面銑刀每齒進(jìn)給量af：根據(jù)文獻(xiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5，取af=0.1mm/Z精銑左端面銑刀銑削速度v=75m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：n=1000V/πd=60r/min實(shí)際銑削速度V：V’=πdn/1000=1.26m/s進(jìn)給量Vf：Vf=afZn=2mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm：fm=Vf=120mm/min機(jī)動(dòng)時(shí)間t2=(l+l1+l2)/fm=1.65min本工序時(shí)間：t=t1+t2=2.34min（3）粗銑右端面粗銑右端面銑刀的銑削深度：ap=2.2mm粗銑右端面銑刀的每齒進(jìn)給量af：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5，取af=0.20mm/Z粗銑右端面銑刀的銑削速度V：參照《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.27，計(jì)算其銑削速度V=52m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=82.2.2r/min，取n=83r/min實(shí)際銑削速度V’:V’=πdn/1000=52.1m/s進(jìn)給量Vf：Vf=afZn=0.2×20×83/60=5.5mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm:fm=Vf=5.5mm/s=332mm/min被切削層長(zhǎng)度l：由毛坯尺寸可知l=168mm刀具切入切出長(zhǎng)度l1、l2為：l1+l2=30所需時(shí)間：t1=（l1+l2+l）/fm=（168+30）/332=0.60min（4）精銑右端面精銑右端面銑刀的銑削深度ap：ap=0.8mm精銑右端面銑刀的每齒進(jìn)給量af：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》[8]表3.5，取af=0.1mm/Z精銑右端面銑刀的銑削速度v:v=75m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n：n=1000V/πd=60r/min實(shí)際銑削速度V：V’=πdn/1000=1.26m/s進(jìn)給量Vf：Vf=afZn=2mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm：fm=Vf=120mm/min機(jī)動(dòng)時(shí)間t2=(l+l1+l2)/fm=1.65min本工序時(shí)間t：t=t1+t2=2.34min4.鏜左右端面軸承孔（1）粗鏜右端面軸承孔刀具：高速鋼刀具粗鏜右端面φ80mm，厚24mm孔粗鏜右端面軸承孔鏜刀的切削深度ap:ap=2mm粗鏜右端面軸承孔鏜刀的進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.10，刀桿伸出長(zhǎng)度取180mm，切削深度2mm，取進(jìn)給量f=0.6mm/r粗鏜右端面軸承孔鏜刀的切削速度V：查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15，取V=30m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×30）/（3.14×80）=119.4r/min,取n=120r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×80×260/（1000×60）=0.5m/s機(jī)動(dòng)時(shí)間t1：t1=(y+△+l)/fn=(9+24)/72=0.46min（2）粗鏜左端面φ80mm，厚25mm孔根據(jù)機(jī)加產(chǎn)品圖確定機(jī)加所需要的切削深度ap:ap=2mm粗鏜左端面鏜刀進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.10，刀桿長(zhǎng)度取180mm，切削深度2mm，取進(jìn)給量f=0.6mm/r切削速度V：查閱參考《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15，取V=30m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×30）/（3.14×80）=119.4r/min,取n=120r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×80×260/（1000×60）=0.5m/s機(jī)臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fm=fm=fn=0.6×120=72mm/min被切削層長(zhǎng)度l：l=25mm鏜刀刀具的入切量及其超切量經(jīng)過翻閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=9走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t1：t1=(y+△+l)/fn=(9+25)/72=0.47min（3）半精鏜右端面φ80+0.03mm孔，孔厚24mm半精鏜右端面鏜刀的切削深度ap:a=1.5mm半精鏜右端面鏜刀的進(jìn)給量f:根據(jù)切削深度a=1.5mm，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.2-33取進(jìn)給量f=0.4mm/r半精鏜右端面鏜刀的切削速度V:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.2-33取V=35m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=139.3r/min，取n=140r/min實(shí)際切削速度V':V’=πdn/1000=3.14×80×140/(1000×60)=0.59m/s被切削層長(zhǎng)度l:l=24mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=9走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t2：t2=(y+△+l)/fn=(9+24)/(0.4×140)=0.59min（4）半精鏜左端面φ80+0.03mm孔，孔深25mm半精鏜左端面鏜刀的切削深度ap:ap=1.5mm半精鏜左端面鏜刀的進(jìn)給量f:根據(jù)切削深度a=1.5mm，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.2-33取進(jìn)給量f=0.4mm/r半精鏜左端面鏜刀的切削速度V:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.2-33取V=35m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=139.3r/min，取n=140r/min實(shí)際切削速度V':V’=πdn/1000=3.14×80×140/(1000×60)=0.59m/s被切削層長(zhǎng)度l:l=25mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=9走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t2：t2=(y+△+l)/fn=(9+25)/(0.4×140)=0.61min（5）精鏜右端面φ80+0.03mm孔，孔厚24mm精鏜右端面鏜刀的切削深度ap:ap=0.5mm精鏜右端面鏜刀的進(jìn)給量f:根據(jù)切削深度a=0.5mm，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.2-33取進(jìn)給量f=0.7mm/r精鏜右端面鏜刀的切削速度V:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.2-33取V=12m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=47.8r/min，取n=50r/min實(shí)際切削速度V':V’=πdn/1000=3.14×80×50/(1000×60)=0.21m/s被切削層長(zhǎng)度l:l=24mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=9走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t3：t3=(y+△+l)/fn=(9+24)/(0.4×50)=1.65min精鏜左端面φ80+0.03mm孔，孔厚25mm精鏜左端面鏜刀的切削深度ap:ap=0.5mm精鏜左端面鏜刀的進(jìn)給量f:根據(jù)切削深度a=0.5mm，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.2-33取進(jìn)給量f=0.7mm/r精鏜左端面鏜刀的切削速度V:參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.2-33取V=12m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=47.8r/min，取n=50r/min實(shí)際切削速度V':V’=πdn/1000=3.14×80×50/(1000×60)=0.21m/s被切削層長(zhǎng)度l:l=25mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=9走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t3：t3=(y+△+l)/fn=(9+25)/(0.4×50)=1.7min5.鉆左右端面螺紋孔和定位銷孔（1）鉆M12-6H螺紋底孔，孔深28mm鉆螺紋孔鉆頭的切削深度ap：ap=10.2mm鉆螺紋孔鉆頭的進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7，取f=0.4鉆螺紋孔鉆頭的切削速度V:查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15得V=13m/min=0.22m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×13）/（3.14×10.2）=405.9r/min,取n=400r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×10.2×400/（1000×60）=0.21m/s被切削層長(zhǎng)度l：l=28mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t1：t1=(y+△+l)/fn=(6+28)/(0.4×400)=0.21min（2）M12-6H螺紋攻絲進(jìn)給量f：由于其螺距為1.75mm，因此進(jìn)給量f=1.75mm切削速度V:=12m/s=0.2m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=(1000×12)/3.14×12=318.47r/min，取n=300r/min絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速n0=n=300r/min實(shí)際切削速度V’=πdn/1000=(3.14×12×300)/（1000×60）=0.19m/s被切削層長(zhǎng)度：l=22mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》計(jì)算得出t=0.12min（3）鉆φ8N8深12mm的定位銷孔切削深度ap：ap=7.8mm進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7，取f=0.4切削速度V:查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15得V=13m/min=0.22m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×13）/（3.14×7.8）=530.8r/min,取n=550r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=（3.14×7.8×550）/（1000×60）=0.22m/s被切削層長(zhǎng)度l：l=12mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t1：t1=(y+△+l)/fn=(6+12)/(0.4×550)=0.08min（4）擴(kuò)定位孔切削深度ap：ap=0.16mm進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.10，取f=0.70切削速度V:查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15得V=0.45m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×0.45×60）/（3.14×7.96）=1080.2r/min,取n=1000r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×7.96×1000/（1000×60）=0.42m/s被切削層長(zhǎng)度l：l=12mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t2：t2=(y+△+l)/fn=(6+12)/(0.7×1000)=0.03min（5）鉸定位孔切削深度ap：ap=0.04mm進(jìn)給量f：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.11，f=0.65-1.3，取f=1.0切削速度V:查閱《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.24得V=8m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=（1000×8）/（3.14×12）=212.3r/min,取n=200r/min實(shí)際切削速度V’:V’=πdn/1000=3.14×12×200/（1000×60）=0.13m/s被切削層長(zhǎng)度l：l=12mm刀具入切量和超切量由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表2.29可知y+△=6走刀次數(shù)1機(jī)動(dòng)時(shí)間t3：t3=(y+△+l)/fn=(6+12)/(1×200)=0.09min定位孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間t=t1+t2+t3=0.08+0.03+0.09=0.2min6.銑加油孔表面（1）粗銑端面粗銑端面銑刀的銑削深度：ap=3mm粗銑端面銑刀每齒進(jìn)給量af：根據(jù)文獻(xiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.5，取af=0.20mm/Z粗銑端面銑刀的銑削速度V：參照文獻(xiàn)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.27，計(jì)算其銑削速度V=52m/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:n=1000V/πd=82.2r/min，取n=83r/min實(shí)際銑削速度V’:V’=πdn/1000=52.1m/s進(jìn)給量Vf：Vf=afZn=0.2×20×83/60=5.5mm/s工作臺(tái)每分進(jìn)給量fm:fm=Vf=5.5mm/s=332mm/min被切削層長(zhǎng)度l：由毛坯尺寸可知l=50mm刀具切入切出長(zhǎng)度l1、l2為：l1+l2=30所需時(shí)間：t1=（l1+l2+l）/fm=（50+30）/332=0.24min（2）銑油孔用球刀銑球孔Sφ30H9被切削長(zhǎng)度l：l=15+5=20mm（3）鉆圓柱孔鉆圓柱孔φ20被切削長(zhǎng)度l1=25mm四、專用夾具設(shè)計(jì)（一）定位基準(zhǔn)和夾緊方案選擇在對(duì)R面銑進(jìn)行精銑加工時(shí),頂面已經(jīng)被精銑處理完畢,兩個(gè)定位銷孔及四個(gè)沉頭孔已被精銑處理結(jié)束,再將機(jī)加過后的頂面與機(jī)加過后的兩個(gè)定位銷孔作為定位的基準(zhǔn)。限制工件的移動(dòng)自由度的方式主要通過支撐板,定位銷孔、液壓夾緊裝置來限制。（二）定位元件的選擇及計(jì)算此工序的定位基準(zhǔn)為支撐板和兩個(gè)定位銷孔,即一面兩銷的方式。兩定位銷軸線之間的距離可以由零件圖計(jì)算得出:Lg=2×66=132mm，定位銷之間的尺寸公差為δLg=0.02mm從零件圖可以計(jì)算出兩定位銷孔的中心距為132±0.02mm，兩個(gè)定位銷孔的直徑為φ10mm。根據(jù)《機(jī)床夾具選用簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1-1-9可知，削邊銷與圓柱銷采用如下方法設(shè)計(jì)：（1）計(jì)算出兩定位銷中心距尺寸及偏差銷孔中心距Lx=Lg=132mm，銷孔的偏差δLx=±（1/3-1/5）δLg，取δLx=1/4δLg=0.005mm（2）計(jì)算出圓柱銷直徑d及其公差δd第一基準(zhǔn)最小直徑與定位銷孔直徑一致，因此d=10mm，δd取f7，所以圓柱銷尺寸為10mm。（3）削邊銷的寬度b和B，由《機(jī)床夾具選用簡(jiǎn)明手冊(cè)》可知b=4mm，B=d-2=8mm。（4）補(bǔ)償值ε計(jì)算ε=δLx+δLg-1/2Δlmin=0.005+0.02-0.008=0.017mm（5）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙Δ2Δ2=2bg/d2=0.014mm（6）削邊銷直徑d2及公差d2=D2-Δ2=10-0.014=9.986mm定位銷的直徑公差帶選取h7，削邊銷的定位圓