差速器外殼加工工藝工裝設(shè)計(jì)
差速器外殼加工工藝工裝設(shè)計(jì),差速器,外殼,加工,工藝,工裝,設(shè)計(jì)
南航航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
目錄
1.零件的分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件的工藝分析 2
2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1 毛坯的制造形式 3
2.2 基準(zhǔn)面的選擇 3
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 4
2.3 制訂工藝路線 4
2.3.1. 工藝線路方案一 4
2.3.2 工藝路線方案二 5
2.3.3. 工藝方案的比較與分析 5
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.4.1 外圓表面 6
2.4.2 內(nèi)圓表面 8
2.4.3 端面 10
2.4.4 凸臺(tái)孔系 10
3. 夾具設(shè)計(jì) 11
3.1 問(wèn)題的提出 11
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 11
結(jié) 論 13
參考文獻(xiàn) 14
附錄： 16
序言
制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是國(guó)家創(chuàng)造力、競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。它不僅為現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，為信息與知識(shí)社會(huì)提供先進(jìn)裝備和技術(shù)平臺(tái)，也是實(shí)現(xiàn)具有中國(guó)特色軍事變革和國(guó)防安全的基礎(chǔ)。當(dāng)今世界正在發(fā)生的深刻變化，對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生了深刻的影響，制造過(guò)程和制造工藝也有了新的內(nèi)涵。傳統(tǒng)制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、信息、材料等方面的最新成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、管理及售后服務(wù)的制造全過(guò)程。21世紀(jì)的制造業(yè)呈現(xiàn)出高技術(shù)化、信息化、綠色化、極端化、服務(wù)增值等特點(diǎn)和趨勢(shì)。
1.零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給定的零件是 差速器殼（見(jiàn)附圖1）。差速器是驅(qū)動(dòng)轎的主件。差速器的作用就是在向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速11旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。普通差速器由行星齒輪、差速器殼（行星輪架）、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸進(jìn)入差速器，直接驅(qū)動(dòng)差速器殼帶動(dòng)行星輪軸，再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸，分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。
1.2 零件的工藝分析
差速器殼的零件可以分四組加工表面，圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：現(xiàn)分?jǐn)⑷缦拢?
1.零件上各段外圓表面：
Φ150-0.04 公差等級(jí) IT17，粗糙度Ra 1.6。
2.內(nèi)圓孔表面：
Φ52+0.03 公差等級(jí)IT7，粗糙度Ra 1.6。
Φ32-0.027 公差等級(jí)IT7，粗糙度Ra 1.6。
Φ58+0.0046 公差等級(jí)IT13 ，粗糙度Ra 1.6。
Φ54+0.03 公差等級(jí)IT7，粗糙度Ra 1.6。
3.端面：
Φ66端面， 粗糙度Ra 12.5。
Φ74端面， 粗糙度Ra6.3
法蘭盤(pán)底面，粗糙度Ra3.2
他們之間的要求：
1.基準(zhǔn)A為孔Φ58H8，基準(zhǔn)B為孔Φ66H7。
2.Φ74端面對(duì)A基準(zhǔn)的垂直度0.02，精度等級(jí)：6級(jí)
3.Φ52孔對(duì)A基準(zhǔn)的垂直度為0.05，精度等級(jí)：7級(jí)。
4.Φ32孔與Φ66孔之間的同軸度要求為Φ0.02，精度等級(jí)： 7級(jí)。
5.Φ156外圓與Φ58兩孔的同軸度為Φ0.030，精度等級(jí)：7級(jí)。
6.Φ54孔與Φ58孔之間的同軸度Φ0.025，精度等級(jí)：8級(jí)。
7.Φ156端面對(duì)A基準(zhǔn)的垂直度為0.04，精度等級(jí)：6級(jí)。
8.6個(gè)Φ10的孔對(duì)A的位置度為0.15，精度等級(jí)：8級(jí)。
由上分析可知，對(duì)于這幾組加工表面，可以先加工好端面，內(nèi)外圓表面可以用加工好的端面為基準(zhǔn)先加工其中一組，然后借助專用夾具加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。
2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 毛坯的制造形式
零件材料為QT420-10，球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，具有很高的強(qiáng)度，又有良好的塑性和韌性，起綜合性能接近鋼，其鑄性能好，成本低廉，生產(chǎn)方便，工業(yè)中廣泛應(yīng)用。屬于大批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用砂型機(jī)械造型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。
2.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，若工件必須保證不加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求，如壁厚均勻，先取不加工表面做粗基準(zhǔn)）可以取鑄件的大端作粗基準(zhǔn)加工小端面，再以小端面為基準(zhǔn)加工大端面，也可以取鑄件的兩個(gè)凸臺(tái)作為粗基準(zhǔn)。
2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（互為基準(zhǔn)原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對(duì)于本零件，外圓和內(nèi)圓兩組加工表面相互之間有一定的精度要求，內(nèi)圓粗加工時(shí)可以先選擇加工好的端面作為加工基準(zhǔn)，再以粗加工好的內(nèi)圓表面為基準(zhǔn)粗加工外圓表面，然后以粗加工好外圓表面為基準(zhǔn)精加工內(nèi)圓，最后再以基準(zhǔn)精加工好的內(nèi)圓精加工外圓。
可以用夾具以大端面為基準(zhǔn)銑出兩側(cè)平面，再用專用夾具以端面和平面為基準(zhǔn)加工孔。
2.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床配以專用夾具，多用通用刀具，萬(wàn)能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
2.3.1. 工藝線路方案一
工序5 鑄造。
工序10 熱處理：正火。
工序15 粗、半精車Φ74端面。
工序20 粗、精車Φ58、Φ52內(nèi)孔
工序25 粗、半精車Φ66端面、倒角。
工序30 車Φ56螺紋孔。
工序35 粗、半精鏜Φ52、Φ47、Φ32、Φ18孔，精鏜Φ52、Φ32內(nèi)孔
工序40 車法蘭盤(pán)底面、Φ156端面及Φ148內(nèi)孔。
工序45 銑兩凸臺(tái)上平面
工序50 鉆Φ10、攻M14×1.5螺紋孔及M8螺紋孔。
工序55 攻法蘭盤(pán)上6個(gè)M10螺紋孔。
工序60 去毛刺，檢查。
2.3.2 工藝路線方案二
工序5 鑄造。
工序10 熱處理：退火。
工序15 粗車Φ74、Φ66端面，倒角
工序20 鉆Φ10孔
工序25 粗鏜Φ18、Φ32、Φ47、Φ52孔
工序30 粗車法蘭盤(pán)底面
工序35 加工法蘭盤(pán)底面6個(gè)M10的螺紋通孔
工序40 車Φ56螺紋孔
工序45 粗鏜Φ54、Φ58、Φ66、Φ148孔
工序50 半精車Φ74、Φ66端面，
工序55 半精鏜Φ18、Φ32、Φ47、Φ52孔
工序60 半精車法蘭盤(pán)底面
工序65 半精鏜Φ54、Φ58、Φ66、Φ148孔
工序70 精鏜Φ32、Φ47、Φ52孔
工序75 銑凸臺(tái)平面
工序80 鉆孔，絲錐加工M14×1.5內(nèi)螺紋孔
工序85 精鏜Φ54、Φ58、Φ66
工序90 鉆Φ23孔深0.5、鉆Φ15孔深2,鉆Φ12孔，攻Φ14深15內(nèi)螺紋絲。
工序95 鉆Φ10孔深3、攻M8深15內(nèi)螺紋絲
工序100 去毛刺、檢查
2.3.3. 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一在車床上先加工小端面，再以小端面定位加工大端面，方案二是在車床上車出大端面，直接粗鏜內(nèi)孔，然后以孔和大端面定位，加工其它部分。兩相比較起來(lái)可以看出，方案二的裝夾次數(shù)要少于前者，精度更高，對(duì)工人的技術(shù)水平要求低一些。在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。 因此，最后的加工工藝路線確定如下：
工序5 鑄造。
工序10 熱處理：退火。
工序15 粗車Φ74、Φ66端面，倒角
工序20 鉆Φ10孔
工序25 粗鏜Φ18、Φ32、Φ47、Φ52孔
工序30 粗車法蘭盤(pán)底面
工序35 加工法蘭盤(pán)底面6個(gè)M10的螺紋通孔
工序40 車Φ56螺紋孔
工序45 粗鏜Φ54、Φ58、Φ66、Φ148孔
工序50 半精車Φ74、Φ66端面，
工序55 半精鏜Φ18、Φ32、Φ47、Φ52孔
工序60 半精車法蘭盤(pán)底面
工序65 半精鏜Φ54、Φ58、Φ66、Φ148孔
工序70 精鏜Φ32、Φ47、Φ52孔
工序75 銑凸臺(tái)平面
工序80 鉆孔，絲錐加工M14×1.5內(nèi)螺紋孔
工序85 精鏜Φ54、Φ58、Φ66
工序90 鉆Φ23孔深0.5、鉆Φ15孔深2,鉆Φ12孔，攻Φ14深15內(nèi)螺紋絲。
工序95 鉆Φ10孔深3、攻M8深15內(nèi)螺紋絲
工序100 去毛刺、檢查
2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
差速器殼零件材料為QT420-10，硬度為156～197HBS，毛坯質(zhì)量約為2.4kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用砂型機(jī)械造型鑄造。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-5，毛坯鑄造精度等級(jí)取9G。
根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
2.4.1 外圓表面
(1) Φ50mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差為2，所以其外圓毛坯名義直徑為Φ551mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—2至2.3—5，確定Φ50外圓的加工余量
和工序間余量分布見(jiàn)下圖：
圖1-1毛坯余量分布圖
由圖可知：
毛坯名義直徑：50＋2.5×2＝55 mm
毛坯最大直徑：55＋2/2=55 mm
毛坯最小直徑：55-2/2=53 mm
粗車后最大直徑：55-3.5=51.5 mm
粗車后最小直徑：51.5-0.39=51.11 mm
半精車后最大直徑：51.5-1.2=50.3 mm
半精車后最小直徑：50.3-0.062=50.238 mm
精車后尺寸為零件尺寸，即Φ50 mm
將上剛上敘計(jì)算的工序間尺寸及公差整理成表1.1。
表1.1 加工余量計(jì)算表
工序名稱
工序余量（mm）
工序基本尺寸
(mm)
工序尺寸及公差(mm)
精車外圓
0.3
50
Φ50
半精車外圓
1.2
50+0.3=50.3
Φ50.3
粗車外圓
3.5
50.3+1.2=51.5
Φ51.5
毛坯
50+5=55
Φ551
(2) Φ156mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量為4mm，尺寸公差為2.8，所以其外圓毛坯名義直徑為Φ1641.4mm。
參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—2至2.3—5，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ1641.4mm
車：Φ156mm 2Z=8mm
2.4.2 內(nèi)圓表面
(1) Φ52mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5，所以其孔毛坯名義直徑為Φ1241.25mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ471mm
粗鏜：Φ51.5mm 2Z=4.5mm
半精鏜：Φ51.9mm 2Z=0.4mm
精鏜：Φ52+0.03 0mm 2Z=0.1mm
(2) Φ47mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差為2mm，所以其孔毛坯名義直徑為Φ451mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ421mm
粗鏜：Φ46.5mm 2Z=4.5mm
半精鏜：Φ47mm 2Z=0.5mm
(3) Φ32mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5mm，所以其孔毛坯名義直徑為Φ271.mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ271mm
粗鏜：Φ31.5mm 2Z=4.5mm
半精鏜：Φ31.9mm 2Z=0.4mm
精鏜：Φ32+0.027 0mm 2Z=0.1mm
(4) Φ18mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5，所以其孔毛坯名義直徑為Φ180.85mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ151mm
粗鏜：Φ17.5mm 2Z=2.5mm
半精鏜：Φ18+0.02 0mm 2Z=0.5mm
(5) Φ58mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5，所以其孔毛坯名義直徑為Φ531mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ531mm
粗鏜：Φ57.5mm 2Z=4.5mm
半精鏜：Φ57.9mm 2Z=0.4mm
精鏜：Φ58+0.046 0mm 2Z=0.1mm
(6) Φ54mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5，所以其孔毛坯名義直徑為Φ491mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ491mm
粗鏜：Φ53.5mm 2Z=4.5mm
半精鏜：Φ53.9mm 2Z=0.4mm
精鏜：Φ54+0.03 0mm 2Z=0.1mm
(7) Φ62mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5，所以其孔毛坯名義直徑為Φ571mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ571mm
粗鏜：Φ61.5mm 2Z=4.5mm
半精鏜：Φ62+0.05 0mm 2Z=0.5mm
(8) Φ148mm
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5，所以其孔毛坯名義直徑為Φ1421.25mm。參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：Φ1421mm
粗鏜：Φ147.5mm 2Z=5.5mm
半精鏜：Φ148mm 2Z=0.5mm
2.4.3 端面
(1) Φ74前端面
毛坯： 154.8mm
粗車：152.5mm Z=2.3mm
半精車151.2 Z=1.3mm
(2) Φ66端面
車前：117mm
粗車：114mm Z=2.3mm
半精車113-0.25 0 Z=1.2mm
(3) Φ148端面
車前：152.5mm
粗車：150mm Z=2.5mm
半精車148.3 mm Z=1.7mm
2.4.4 凸臺(tái)孔系
(1) 凸臺(tái)上平面
銑前：距中心線89
銑后：距中心線88， Z=1mm
(2) M8螺紋孔
鉆：Φ6 2Z=6mm
擴(kuò)鉆：Φ7 2Z=1mm
攻絲：M8
(3) M14×15螺紋孔
鉆：Φ10孔 2Z=10mm
擴(kuò)鉆：Φ12 2Z=2mm
攻絲：M14
(4) 3×Φ10 孔
一次鉆好即可。
2.5確定切削用量
2.5.1 計(jì)算切削用量
⑴車Φ74端面
1）切削深度：余量Z=3mm，分兩次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—13，車刀刀桿尺寸：25×25mm，
f=0.9～1.3(mm/r),查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計(jì)算切削速度： 查《工藝師手冊(cè)》表27-12，其速度計(jì)算公式為
V=k （m/min） ………………………………2.1
式中T=60min,C=158,x=0.15,y=0.40,m=0.2
查《工藝師手冊(cè)》表27-17,修正系數(shù)取
k=0.85, k=0.6, k=1.2, k=0.89, k=1.0,
k=0.85×0.6×1.2×0.89×1.0=0.54
V==33.4（m/min）
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===51.4（r/min）
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=50r/min
所以實(shí)際切削速度：
V= n= =32.67 (m/min)
5）檢驗(yàn)機(jī)床功率：
主切削力 查《工藝師手冊(cè)》 表2-14
F=Cafvk………………………………2.2
式中C=900 ,x=1.0 , y=0.85 , n=0, k=0.89 , k=1.0
主偏角k=90o , k=0.89
代入公式得
F=
=1629 (N)
切削時(shí)消耗功率：
P===0.87（KW）
CA6140機(jī)床電機(jī)功率為7.5KW, 所以機(jī)床功率足夠。
6）檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力為徑向切削力F
參考《工藝師手冊(cè)》
F=Cafvk ………………………………2.3
其中C=530, x=0.90, y=0.75, n=0
查表27—16《機(jī)械工藝師手冊(cè)》
k=0.89,
代入得：
F=530×1.5×1.02×1×0.89
=881(N)
軸向切削力（走刀力）：查表2-17《機(jī)械工藝師手冊(cè)》
F=Cafvk ………………………………2.4
其中 C=450, x=1.0, y=0.4 , n=0 , k=0.89
軸向切削力：
F=450×1.5×1.02×1×0.89
=801(N)
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)C(jī)床的作用力：
F= F+u（F+ F）
=1049(N)
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床最大縱向力為3530N,故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可以正常工作.
7）切削工時(shí):
……………………………………2.5
其中：L=++2+3=45 (mm)
代入得：
T==1.96 (min)
2.粗鏜Φ52孔
1）切削深度：余量Z=2.7mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-15
f=0.15～0.4(mm/r),查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.41mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=46.6(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===119(r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=125r/min
所以實(shí)際切削速度：
V= n= 125 =48.7(m/min)
5）檢驗(yàn)機(jī)床功率：
主切削力 查《工藝師手冊(cè)》 表2-14
F=Cafvk==1526(N)
切削時(shí)消耗功率：
P===1.24（KW）
CA6140機(jī)床電機(jī)功率為7.5KW, 所以機(jī)床功率足夠。
6）檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度：已知主切削力為徑向切削力F
參考《工藝師手冊(cè)》
F=Cafvk
=530×2.75×0.41×1×0.89
=676(N)
軸向切削力（走刀力）：查表2-17《機(jī)械工藝師手冊(cè)》
F=Cafvk
=450×2.75×0.41×1×0.89
=763(N)
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)C(jī)床的作用力：
F= F+u（F+ F）
=904(N)
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床最大縱向力為3530N,故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可以正常工作。
7）切削工時(shí):
刀具行程L==8+2+3=13 (mm)
==0.26(min)
3.粗鏜Φ47孔
1）切削深度：余量Z=2.3mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=40.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===284(r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=250r/min。
所以實(shí)際切削速度：
V= n=250=35.3(m/min)
5）切削工時(shí):
刀具行程L==19+2+3=22 mm
==0.29(min)
4.粗鏜Φ148孔
1）切削深度：余量Z=2.8mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-15，
f=0.15～.04mm/r,此處為非連續(xù)表面，查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k ………………………………2.9
取T=60min,C=158,x=0.15,y=0.40,m=0.2
查《工藝師手冊(cè)》表27-17
k=0.85, k=0.6, k=1.2, k=0.89, k=1.0,
k=0.85×0.6×1.2×0.89×1.0=0.54
V==52.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===143(r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=125r/min。
所以實(shí)際切削速度：
V= n=125=45.5(m/min)
5）切削工時(shí):
刀具行程L==50+3+3=56 (mm)
==1.49(min)
5.粗鏜Φ58孔
1）切削深度：余量Z=1.5，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=54.8(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===212(r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=200r/min。
所以實(shí)際切削速度：
V= n=200=51.5 (m/min)
5）切削工時(shí):
刀具行程L==++2+3=21 (mm)
==0.35 (min)
6.半精鏜Φ54孔
1）切削深度：余量Z=0.5mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=60.6(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===245(r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=250r/min。
所以實(shí)際切削速度：
V= n=250=61.4(m/min)
5）切削工時(shí):
刀具行程L==++2+3=21 (mm)
==0.028 (min)
2.5.2 計(jì)算切削用量
1車Φ66端面
1）切削深度：余量Z=4mm，分兩次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=33.4(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===212 (r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=200 r/min
所以實(shí)際切削速度：
V= n=200 =31.4(m/min)
5）切削工時(shí)
刀具行程L==++2+3=15 (mm)
=2=0.146 (min)
2.粗車法蘭盤(pán)底面
1）切削深度：余量Z=1.75mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=36.5(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===211 (r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=200 r/min
所以實(shí)際切削速度：
V= n=200 =31.4(m/min)
5）切削工時(shí)
刀具行程L==20++3=23 (mm)
==0.112 (min)
3.粗車法蘭盤(pán)階梯面
1）切削深度：余量Z=2mm，可一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=33.4(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===171 (r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=160 r/min
所以實(shí)際切削速度：
V= n=160 =31.1(m/min)
5）切削工時(shí)
刀具行程L==++2+3=15 (mm)
==0.073 (min)
4.半精車法蘭盤(pán)端面
1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.55～0.7(mm/r),查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.61mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=48.9(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===302 (r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=320 r/min
所以實(shí)際切削速度：
V= n=320 =51.7(m/min)
5）切削工時(shí)
刀具行程L==20++3=23 mm
==0.117 (min)
2.5.3 計(jì)算切削用量
（1）.粗車Φ156圓端面
1）切削深度：余量Z=2.2mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取f=1.02mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=33.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===65(r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=63 r/min
所以實(shí)際切削速度：
V= n=63 =31.6(m/min)
5）切削工時(shí)
刀具行程L==16+0+2=18 mm
==0.28(min)
⑶.半精車Φ158圓端面
1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.55～0.7(mm/r),查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.61mm/r
3）計(jì)算切削速度 查《工藝師手冊(cè)》表27-12
V=k
=
=48.9(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===101 (r/min)
按照機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=100 r/min
所以實(shí)際切削速度：
V= n=100 =48.3(m/min)
5）切削工時(shí)
刀具行程L==16+0+2=18 mm
==0.295(min)
2.5.4 計(jì)算切削用量
⑴.半精鏜Φ52孔
1）切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進(jìn)給無(wú)級(jí)變速，取f=0.08mm/r
3）計(jì)算切削速度 查有關(guān)資料,V=150～500 m/min,取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===489 (r/min)
T740K金剛鏜床為無(wú)級(jí)變速，取n=489 (r/min)
5）切削工時(shí)
刀具行程L=其中：=8+2+3=13 mm
==0.332 (min)
⑵.半精鏜Φ58孔
1）切削深度：余量Z=0.25mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進(jìn)給無(wú)級(jí)變速，現(xiàn)取f=0.08mm/r
3）計(jì)算切削速度 ，查有關(guān)資料：
V=150～500 m/min
取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===521 (r/min)
T740K金剛鏜床為無(wú)級(jí)變速，取n=521 r/min
5）切削工時(shí)
刀具行程L==51+2+3=56 mm
==1.34(min)
⑶.半精鏜Φ54孔
1）切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進(jìn)給無(wú)級(jí)變速，取f=0.08mm/r
3）計(jì)算切削速度,取V=200m/min。
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1170 (r/min)
T740K金剛鏜床為無(wú)級(jí)變速，取n=1170 r/min
5）切削工時(shí)
刀具行程L==19+2+3=22 mm
==0.235 (min)
⑷.半精鏜Φ32孔
1）切削深度：余量Z=0.3mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進(jìn)給無(wú)級(jí)變速，現(xiàn)取f=0.08mm/r
3）計(jì)算切削速度 ，取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1590 (r/min)
T740K金剛鏜床為無(wú)級(jí)變速，取n=1590 r/min
5）切削工時(shí)
刀具行程L==39+2+3=42 mm
==0.33 (min)
⑸.精鏜Φ52孔
1）切削深度：余量Z=0.05mm，一次切除。
2）進(jìn)給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進(jìn)給無(wú)級(jí)變速，取f=0.05mm/r
3）計(jì)算切削速度，取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===489 (r/min)
T740K金剛鏜床為無(wú)級(jí)變速，取n=489 r/min
5）切削工時(shí)
刀具行程L==8+2+3=13 mm
==0.531 (min)
⑹.精鏜Φ58孔
1）切削深度：余量Z=0.05mm，可以一次切除。
2）進(jìn)給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進(jìn)給無(wú)級(jí)變速，取f=0.05mm/r
3）計(jì)算切削速度 查有關(guān)資料
V=150～500 m/min
取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1170 (r/min)
T740K金剛鏜床為無(wú)級(jí)變速，取n=1170 r/min
5）切削工時(shí)
刀具行程L==19+2+3=22 mm
==0.376(min)
3. 夾具設(shè)計(jì)
3.1 問(wèn)題的提出
本夾具是用來(lái)鏜差速器殼中孔。這是機(jī)加工的最重要一道工序，孔加工精度要求高，對(duì)Φ58孔的垂直度要求0.05mm。因?yàn)榧庸ぱb夾比較費(fèi)時(shí)，零件為大批量生產(chǎn)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，須設(shè)計(jì)專用夾具。
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可以知道，Φ58與Φ52孔垂直度要求0.05mm，孔的加工精度要求高。
方案：以基準(zhǔn)選Φ74端面和內(nèi)控表面及Φ62端面作為定位基面。鏜模套設(shè)計(jì)為滾動(dòng)鏜模，一次裝夾不用再拆裝就可以全部鏜好。以基面和Φ62端面固定零件，用螺桿把零件壓在蓋模板與夾具體之間，導(dǎo)模套用三個(gè)螺栓固定在夾具體上的防止轉(zhuǎn)動(dòng)。為保證螺栓桿的中心線能夠與Φ58孔的中心線重合，設(shè)計(jì)一個(gè)圓環(huán)形定位塊起內(nèi)孔與螺栓桿配合，外圓與Φ58孔配合，用螺栓將其固定在家具底座上，從而起到定位作用。
在對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，工件還會(huì)有饒螺栓桿轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)趨勢(shì)。所以還需要定位，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)。所以設(shè)計(jì)一個(gè)定位銷，通過(guò)零件上的三個(gè)小孔與夾具底座連接。起到定位作用，使零件不能饒螺栓桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.2.4. 工件的加工精度分析
(1) 定位誤差△
工件的定位孔為Φ130H7 , 圓柱內(nèi)表面為Φ58 , 在尺寸水平方向的位移誤差為
△=X=(0.046+0.039)mm=0.085 mm
工件的定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，因此
△=0
因此尺寸40的定位誤差為
△=△+△=0.085mm
(2) 對(duì)刀誤差△
鏜模導(dǎo)向孔的尺寸為Φ50F7（）Φ50F(-0.030 -0.036)
對(duì)刀誤差為：
△=（0.034+0.030）mm=0.064 mm
在尺寸水平方向的對(duì)刀誤差為：
△=△ =0.064 mm
(3) 安置誤差△
△=0
經(jīng)計(jì)算，該夾具有一定的精度儲(chǔ)備，能夠滿足尺寸加工要求
結(jié) 論
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們將設(shè)計(jì)主要分為兩大部分進(jìn)行：工藝編制部分和夾具設(shè)計(jì)部分。
在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。其中，工序機(jī)床的進(jìn)給量，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度需要計(jì)算并查手冊(cè)確定。
在夾具設(shè)計(jì)部分，首先需要對(duì)工件的定位基準(zhǔn)進(jìn)行確定，然后選擇定位元件及工件的夾緊，在對(duì)工件夾緊的選擇上，然后計(jì)算銑削力以及夾緊工件需要的夾緊力，這也是該設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)有了一次全面的綜合運(yùn)用，也學(xué)到了許多上課時(shí)沒(méi)涉及到的知識(shí)，尤其在利用手冊(cè)等方面，對(duì)今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，指導(dǎo)老師陳廣凌老師，張彥博老師在大多數(shù)時(shí)間犧牲自己的寶貴休息時(shí)間，對(duì)我們進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo)，我對(duì)他們表示衷心的感謝！老師，您辛苦了！
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我基本完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，但是，我知道自己的設(shè)計(jì)還有許多不足甚至錯(cuò)誤，希望老師們能夠諒解，謝謝！
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7] 曹巖，白瑀主編 機(jī)床夾具手冊(cè)與三維圖庫(kù) UGNX版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010
致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)與能力的綜合應(yīng)用和檢測(cè)，是每一個(gè)合格的大學(xué)生的必經(jīng)過(guò)程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計(jì)思想；也同時(shí)讓我們掌握了工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識(shí)能力。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們大量閱讀了各種技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問(wèn)題。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對(duì)自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識(shí)，而且也對(duì)自己的知識(shí)面進(jìn)行了拓寬。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖的過(guò)程中，使用了AUTOCAD繪圖軟件，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識(shí)，進(jìn)一步提高了我們繪圖識(shí)圖的能力。
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到王細(xì)洋老師的耐心指導(dǎo)，細(xì)心教誨，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)的給我解答疑難，讓我在本次課程設(shè)計(jì)中得到了自己能力上的長(zhǎng)進(jìn)和知識(shí)上的飛躍，這對(duì)我的將來(lái)都會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。并且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還有同學(xué)的熱忱幫助，在此表示由衷的感謝！
由于本人知識(shí)有限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)更加不足，因此我的設(shè)計(jì)還存在著很多的不足之處，敬請(qǐng)老師指正！
附錄：
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