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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1 選題背景和目的意義
飛輪殼是發(fā)動(dòng)機(jī)上一個(gè)重要的基礎(chǔ)件，作用是連接發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器，承擔(dān)發(fā)動(dòng)機(jī)及變速器的部分重量，保護(hù)離合器和飛輪，而且還是發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐部件。該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形似盆狀，薄壁，盆底定位面有1/3懸空，工件的剛性差，加工時(shí)易變性，屬難加工零件。在選材中，了解其加工工藝，并在工藝設(shè)計(jì)中，合理安排加工工序，設(shè)計(jì)合理的夾具，對(duì)產(chǎn)品的最終質(zhì)量具有十分重要的意義[1]。
夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過程提出修改意見。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。
飛輪殼是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要部件，它是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的主要零件。其結(jié)構(gòu)和加工工藝直接影響零件的性能。在飛輪殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工部位除了前后端面及孔之外，在周邊，不同的角度上有平面加工和孔的加工。工藝設(shè)計(jì)是工藝規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)，是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造的重要紐帶。產(chǎn)品的制造可以采用幾種工藝方案，零件加工也可以采用不同設(shè)備、不同的加工方法。不同的工藝方案。同樣一個(gè)產(chǎn)品，使用不同的工藝方法進(jìn)行加工，就會(huì)產(chǎn)生不同的質(zhì)量、不同的成本。飛輪殼的主要功能是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的有效聯(lián)接，通過它的變化，同一型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)可以搭載不同型號(hào)的汽車，飛輪殼大多采用灰鑄鐵鑄造毛坯，材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是壁厚不均勻，加工的部位多，加工難度大，各個(gè)加工面和加工孔均要求較高的精度。其與發(fā)動(dòng)機(jī)及離合器連接的兩個(gè)面面積較大，壓鑄容易產(chǎn)生變形，并且變形量不容易控制，兩個(gè)面連接孔必須進(jìn)行機(jī)械加工 [2]。
夾具廣泛應(yīng)用于各種制造過程中，用以將工件定位并牢固的夾持在一定的位置，以便按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)定完成要求的制造過程，一個(gè)好的夾具不論在傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)在知道系統(tǒng)，都起著十分重要的作用，夾具對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本有直接的影響。保證加工精度，采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確的確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高，提高了生產(chǎn)率。用夾具裝夾工件，可以迅速定位夾緊。擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和曠達(dá)機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。針對(duì)4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼零件進(jìn)行加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本 [3]。
除根據(jù)4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼確定參數(shù)，并完成發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼的工藝設(shè)計(jì)外，根據(jù)飛輪殼的工作條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的確定的材料性能，進(jìn)行該飛輪殼毛坯和機(jī)械加工的工藝路線和加工方法的設(shè)計(jì)及專用夾具設(shè)計(jì)。同時(shí)，該設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，以及分析和解決問題的能力。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
飛輪殼產(chǎn)品是從2003年開始，比如康明斯、道依茨、卡特彼勒、水星等一些公司已經(jīng)在中國(guó)尋找供應(yīng)商，他們?cè)谥袊?guó)設(shè)立了負(fù)責(zé)供應(yīng)商目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)飛輪殼的廠子不是很多，年產(chǎn)量一般不超過40萬(wàn)件。市場(chǎng)分散造就資源的分散，無法形成規(guī)模效益，所以誰(shuí)先能創(chuàng)新，誰(shuí)先能投入新的工藝，誰(shuí)就可能形成新的發(fā)展趨勢(shì)，才能占領(lǐng)新的市場(chǎng)。
目前現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)與需求。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，每隔三四年就要更新很多專用夾具。而夾具的實(shí)際磨損僅為10～20﹪左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了許多新的要求例如能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；能裝夾一些特征的工件；提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
夾具是機(jī)械加工不可或缺的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。
1.高精隨著機(jī)床加工精度的提高。
2.高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。
3.模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。
4.通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性 [4]。
1.3 設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容
本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容包括發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼的工藝規(guī)程編制、典型工序夾具設(shè)計(jì)及夾具的繪制。具體內(nèi)容歸納如下：
1．4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼加工方案設(shè)計(jì)；
2．4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼工藝卡片的編制；
3．專用夾具工藝設(shè)計(jì)；
4．零件及鉆床夾具的流程設(shè)計(jì)；
5．誤差計(jì)算。
第2章 4110飛輪殼的制造工藝分析
2.1 飛輪殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)要求
2.1.1 飛輪殼的用途及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
飛輪殼安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，外接曲軸箱、啟動(dòng)機(jī)、油底殼，內(nèi)置飛輪總成，起到連接、防護(hù)和載體的作用。飛輪殼的前端面與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)箱聯(lián)結(jié)，后端面內(nèi)孔mm與飛輪蓋配合，飛輪飛輪殼內(nèi)高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
飛輪在高速旋轉(zhuǎn)的過程中，飛輪殼起到連接、防護(hù)和載體的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度且應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性，以適應(yīng)飛輪殼的工作條件。該零件的主要工作表面為前端面、后端面、后端面內(nèi)孔mm和馬達(dá)孔mm，其表面粗糙度均為3.2，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。
2.1.2 分析飛輪殼的技術(shù)要求
4110飛輪殼選用的材料為HT200，珠光體灰鑄鐵。該材料強(qiáng)度、硬度相對(duì)較高，具有良好的減振性，對(duì)機(jī)械振動(dòng)起緩沖作用，從而阻止振動(dòng)能量的傳播；具有優(yōu)良的耐磨性，缺口敏感性小，外來缺口對(duì)灰鑄鐵的疲勞強(qiáng)度影響甚微，從而增加了零件工作的可靠性。因此被廣泛地用來制作各種承受壓力和要求消振性的床身、機(jī)架、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體、殼體。
4110飛輪殼形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，屬殼體類零件。為實(shí)現(xiàn)飛輪殼連接、防護(hù)和載體的作用，其后端面內(nèi)孔與飛輪蓋的配合，因此加工精度要求較高。飛輪殼在工作過程中需要有良好的耐磨性，為增強(qiáng)其切削加工性能，去除內(nèi)應(yīng)力，該工件要求經(jīng)過退火處理，硬度范圍175～225HBS[5]。
前端面的平面度0.12mm直接影響飛輪殼與發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的接觸精度及密封，且前端面中心線與后端面孔中心線的垂直度要求為0.15mm。
后端面的平面度0.15mm以及與前端面的平行度0.25mm保證了其與其他零件和接觸精度；與內(nèi)孔的圓跳動(dòng)0.25mm則保證了飛輪在飛輪殼內(nèi)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
后端面孔要與其他零件配合，為了保證配合精度，相對(duì)與X軸、Y軸確定其位置度為0.3mm。
分析該飛輪殼的技術(shù)要求，并將其全部技術(shù)要求列于表2.1中。
表2.1 飛輪殼零件技術(shù)要求表
加工表面
/mm
尺寸及偏差
/mm
公差及
精度等級(jí)
表面粗糙度
/mm
飛輪殼
前端面
79±0.2
0.2，IT9
3.2
飛輪殼
后端面
79±0.2
0.2，IT9
3.2
后端面孔416
0.097，IT9
3.2
前端面定位孔
2-12.7
IT7
1.6
周邊平面
190±0.15
154±0.15
0.15，IT11
6.3
飛輪殼馬達(dá)孔82
0.087，IT9
3.2
前端面孔4-17
IT11
12.5
周邊螺孔4-M12
M12
IT11
12.5
后端面螺孔
10-M10-7H
M10
IT9
6.3
前端面孔2-13
13
IT11
12.5
前端面馬達(dá)螺孔
2-M12-7H
M12
IT9
6.3
周邊面螺孔
4-M6-7H
M6
IT11
12.5
前端面定位孔2-mm在其后的精加工中將作為精基準(zhǔn)，為保證位置的準(zhǔn)
確，其自身的位置度為0.1mm。
前端面孔4-mm將直接影響飛輪殼與發(fā)動(dòng)機(jī)箱體的裝配，為保證裝配精度，相對(duì)于X軸、Y軸確定其位置度為0.3mm。
前端面馬達(dá)螺孔2-M12-7H影響飛輪殼與馬達(dá)的裝配，為保證裝配精度，相對(duì)于馬達(dá)孔中心線的位置度為0.4mm。
綜上所述，該飛輪殼的各項(xiàng)技術(shù)要求制訂的合理，符合該零件在工作中的功用。
2.1.3 審查飛輪殼的工藝性
分析零件圖可知，飛輪殼前后兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相臨表面，這樣既減少了加工面積，又提高了工作時(shí)飛輪殼端面的接觸剛度；前端面定位孔2-mm、孔4-mm的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面（飛輪殼前后兩端面，后端面孔mm、前端面定位孔2-mm、馬達(dá)孔mm）外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。
2.2 飛輪殼毛坯及制造工藝
2.2.1 選擇毛坯
由飛輪殼的技術(shù)要求分析可知，其材料為HT200，故毛坯選擇鑄件。由于要求鑄件精度高、具有良好表面質(zhì)量與機(jī)械性能，所以選擇砂型鑄造中的金屬模機(jī)器造型，其生產(chǎn)效率較高，適用于大批大量生產(chǎn)[6]。
2.2.2 分析毛坯制造工藝
飛輪殼的材料HT200為珠光體灰口鐵。其特性是該材料能承受較大的應(yīng)力（抗拉強(qiáng)度達(dá)200MN/；抗彎強(qiáng)度達(dá)400MN/）。其金相組織結(jié)構(gòu)為鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，由于它是硬的滲碳體和軟的鐵素體相間組成的混合物，所以其機(jī)械性能介于鐵素體和滲碳體之間，故強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定的塑性，從金相組織顯微來看，鑄鐵中化合碳正好等于0.77%，珠光體中的鐵素體與滲碳體一層層交替間隔，呈片狀排列，而其余的碳是以片狀石墨狀態(tài)存在，使切削過程中切屑不能連續(xù)成形。
由于灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓?；诣T鐵的焊接性能很差，如焊接區(qū)容易出現(xiàn)白口組織，裂紋的傾向較大。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。
由于飛輪殼尺寸較大，形狀較為復(fù)雜，毛坯宜用鑄件。此外，灰鑄鐵一般不需要熱處理，但消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排時(shí)效處理。
2.2.3 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
查加工工藝手冊(cè)大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級(jí)知：砂型鑄造機(jī)器造型和殼型灰鑄鐵的公差等級(jí)CT為8～12，故取CT為10。
查加工工藝手冊(cè)毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)知：砂型鑄造機(jī)器造型和殼型灰鑄鐵的要求的機(jī)械加工余量等級(jí)為E～G，故取為G。
查加工工藝手冊(cè)鑄件尺寸公差和要求的鑄件機(jī)械加工余量確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于表2.2中。
表2.2 飛輪殼鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量
項(xiàng)目/mm
尺寸公差/mm
機(jī)械加工余量/mm
厚度79
3.2
4
孔徑416
5
3.7
孔徑82
3.2
1
寬度190
4
2.8
寬度154.7
3.6
2.2
2.3 加工的工藝規(guī)程
2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
1.精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)該飛輪殼零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇飛輪殼的前端面和前端面定位孔2-mm作為精基準(zhǔn)，它們既是裝配基準(zhǔn)，有是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，零件上很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，使加工遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，實(shí)現(xiàn)殼體零件“一面二孔”的典型定位方式。前端面定位孔2-mm的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作為精基準(zhǔn)定位加工馬達(dá)孔mm、前端面孔4-mm、前端面孔2-mm，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工孔的位置度要求。選用飛輪殼前端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵擄w輪殼在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；另外，由于飛輪殼零件抗拉強(qiáng)度低、韌性差，容易產(chǎn)生變形，為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力不能作用在后端面上。選用飛輪殼前端面作精基準(zhǔn)，夾緊可作用在飛輪殼的前端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。
2.粗基準(zhǔn)的選擇
作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。故在本次設(shè)計(jì)中選擇飛輪殼的后端面和后端面內(nèi)孔mm的外圓面作為粗基準(zhǔn)。采用mm外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用飛輪殼后端面作粗基準(zhǔn)加工前端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)[7]。
2.3.2 表面加工方法的確定
根據(jù)飛輪殼零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表2.3中。
表2.3 飛輪殼各表面加工方案
加工表面
尺寸精度
等級(jí)
表面粗糙度Ra/m
加工方案
飛輪殼前端面
IT9
3.2
粗銑—精車
飛輪殼后端面
IT9
3.2
粗車—精車
后端面內(nèi)腔孔
IT9
3.2
粗車—精車
前端面定位孔2-
IT7
1.6
鉆—粗鉸—精鉸
周邊兩平面
IT11
6.3
粗銑
飛輪殼馬達(dá)孔
IT10
3.2
粗鏜—精鏜
前端面孔2-
IT11
12.5
鉆
后端面孔4-
IT11
12.5
鉆
周邊螺孔4-M12
IT11
12.5
鉆—攻絲
后端面螺孔
12-M10-7H
IT9
6.3
鉆—攻絲
前端面馬達(dá)螺孔
2-M12-7H
IT9
6.3
鉆—攻絲
周邊面螺孔
4-M6-7H
IT11
12.5
鉆—攻絲
2.3.3 加工階段的劃分
該飛輪殼加工質(zhì)量要求較高，可將加工粗加工和精加工幾個(gè)階段。
在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（飛輪殼前端面和前端面定位孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度的要求；然后粗銑周邊兩端面。在半精加工階段，完成飛輪殼后端面和后端面孔的精車加工，以及各孔的鉆、鉸、攻絲加工。
2.3.4 工序的集中
本設(shè)計(jì)選用工序集中原則安排飛輪殼的加工工序。該飛輪殼的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面與孔，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求[8]。
2.3.5 工序順序的安排
2.3.5.1 機(jī)械加工工序
1．遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——飛輪殼前端面和前端面定位孔2-mm。
2. 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
3. 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——飛輪殼前端面與前端面定位孔2-mm和飛輪殼后端面與后端面內(nèi)腔孔mm，后加工次要表面——周邊平面。
4. 遵循“先面后孔”原則，先加工飛輪殼的各端面、平面，再加工飛輪殼前后端面，周邊平面上的孔與螺孔。
2.3.5.2 熱處理工序
鑄造成型后，進(jìn)行退火處理，去除內(nèi)應(yīng)力，硬度范圍175～225HBS；為改善工件材料的切削性能，在粗加工前安排時(shí)效處理。
2.3.5.3 輔助工序
每道工序完成后，安排去毛刺工序；在半精加工后，安排清理、去尖角、毛刺、清洗和終檢工序。
綜上所述，該飛輪殼工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工——主要表面粗加工以及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工[9]。
2.3.6 確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表2.4列出了飛輪殼的工藝路線。表2.4飛輪殼工藝路線及設(shè)備、工裝的選用
工序號(hào)
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
1
粗銑前端面
單柱立銑
密齒刀盤
游標(biāo)卡尺、深度卡尺
2
粗車后端面、孔
立車C518–2
車刀
游標(biāo)卡尺、深度卡尺、塞規(guī)
3
精車前端面
立車C518–2
車刀
游標(biāo)卡尺、深度卡尺
4
鉆前端面孔
鉆鉸定位孔
Z3040
錐柄麻花鉆
鉸刀
游標(biāo)卡尺、深度卡尺
塞規(guī)
5
精車后端面孔
立車CB3750
車刀
游標(biāo)卡尺、塞規(guī)
6
精車后端面
立車C518–2
車刀
游標(biāo)卡尺、深度卡尺
7
銑周邊平面
臥銑
銑刀
游標(biāo)卡尺
8
粗鏜馬達(dá)孔
T716
銑刀
游標(biāo)卡尺、深度卡尺
9
精鏜馬達(dá)孔
T716
銑刀
游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑量表
校表環(huán)規(guī)、塞規(guī)
10
馬達(dá)孔倒角
Z3040
銑刀
游標(biāo)卡尺
11
鉆周邊孔
Z3040
錐柄麻花鉆
直柄麻花鉆
锪刀
游標(biāo)卡尺、深度卡尺
12
周邊孔攻絲
Z3040
錐柄麻花鉆
直柄麻花鉆
機(jī)用絲攻
螺紋塞規(guī)
13
鉆后端面孔
Z3040
直柄麻花鉆
游標(biāo)卡尺
14
锪后端面
2-φ35
Z3040
锪刀
游標(biāo)卡尺
15
后端面孔攻絲
Z3040
锪刀
錐柄麻花鉆
機(jī)用絲攻
螺紋塞規(guī)
16
鉆前端面馬達(dá)螺孔
Z3040
直柄麻花鉆
游標(biāo)卡尺
17
前端面孔攻絲
Z3040
錐柄麻花鉆
機(jī)用絲攻
螺紋塞規(guī)
18
清理、去尖角、毛刺、打標(biāo)記
三角刮刀
細(xì)平銼
6號(hào)鋼字碼
19
成檢
游標(biāo)卡尺、深度卡尺
高度游標(biāo)卡尺
螺紋塞規(guī)、塞規(guī)
內(nèi)徑量表、校表環(huán)規(guī)
20
清洗
清洗機(jī)
21
油封、包裝、
入庫(kù)
2.4 加工工序過程
2.4.1 工序1 粗銑前端面
背吃刀量的確定：該工步的背吃刀量等于前端面的毛坯總余量減去工序3的背吃刀量，即背吃刀量=4－1=3mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=100mm/min
切削速度的計(jì)算：根據(jù)公式（2.1）計(jì)算：
n=×1000 （2.1）
式中 d——刀具（或工件）直徑（mm）；
v——切削速度（m/min）。
由加工工藝手冊(cè)查得銑削速度=100m/min，由公式（2.1）可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=1000×100m/min /630mm=50.56r/min，參照單柱立銑（2HX–W1–630A）主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=52r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=nd/1000=52r/min××630mm/1000=102.87 r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=420s，輔助時(shí)間=（0.15～0.2）=0.2×=84s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×504=30.24s，單件時(shí)間=420s+84s+30.24s=534.24s。
2.4.2 工序2 粗車后端面及孔
該工序包含以下4個(gè)工步：工步1是粗車后端面；工步2是粗車后端面孔；工步3是第二次車后端面；工步4是第二次車后端面孔。
1. 工步1 粗車后端面
背吃刀量的確定：背吃刀量=2.2mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=40mm/min
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=55m/min，由公式（2.1）可求得該工序車刀速度n=1000×55m/min /450mm=38.93r/min，參照立式車床C518–2主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際車削速度=nd/1000=60r/min××450mm/1000=84.78 r/min。
2. 工步2粗車后端面孔
背吃刀量的確定：背吃刀量=2.2mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=40mm/min
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=55m/min，由公式（2.1）可求得該工序車刀速度n=1000×55m/min /416mm=42.11r/min，參照立式車床C518–2主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際車削速度=nd/1000=60r/min××416mm/1000=78.37 r/min。
3. 工步3 第二次車后端面
背吃刀量的確定：背吃刀量=0.8mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=40mm/min
由加工工藝手冊(cè)=70m/min，由公式（2.1）可求得該工序車刀速度n=1000×70m/min /450mm=41.28r/min，參照立式車床C518–2主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際車削速度=nd/1000=60r/min××450mm/1000=84.78 r/min。
4. 工步4 第二次車后端面孔
背吃刀量的確定：背吃刀量=0.8mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=40mm/min
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=70m/min，由公式（2.1）可求得該工序車刀速度n=1000×70m/min /416mm=53.59r/min，參照立式車床C518–2主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際車削速度=nd/1000=60r/min××416mm/1000=78.37 r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=360s，輔助時(shí)間=0.2×=72s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×432=25.92s，單件時(shí)間=360s+72s+25.92s=457.92s。
2.4.3 工序3 精車前端面
背吃刀量的確定：=1mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=30mm/min
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=90m/min，由公式（2.1）可求得該工序車刀速度n=1000×90m/min /450mm=63.69r/min，參照立式車床C518–2主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=100r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際車削速度=nd/1000=100r/min××450mm/1000=141.3 r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=540s，輔助時(shí)間=0.2×=108s，其他時(shí)間（）=6%×（＋）=6%×648=38.88s，單件時(shí)間=540s+108s+38.88s=686.88s。
2.4.4 工序4 鉆前端面孔、鉆鉸定位孔
該工序分6個(gè)工步，工步1鉆孔2-φ13mm（通）；工步2鉆孔4-φ17mm（通）；工步3鉆定位孔2-12.2mm深20mm；工步4是定位孔倒角1.25×45°；工步5粗鉸定位孔2-12.7mm深20mm；工步6精鉸定位孔2-12.7mm深20mm。
1.工步1鉆孔2-13mm（通）
背吃刀量的確定：=13/2=6.5mm
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.2mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=12m/min，由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×12m/min /13mm=293.98r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=300r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=300r/min××13mm/1000=12.246 r/min。
2. 工步2鉆孔4-17mm（通）
背吃刀量的確定：=17/2=8.5mm
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.2mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=13m/min，由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×13m/min /17mm=243.54r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=260r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=260r/min××17mm/1000=13.88r/min。
3. 工步3鉆定位孔2-12.2mm深20mm
背吃刀量的確定：=12.2/2=6.1mm
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.2mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=16m/min，由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×16m/min /12.2mm=417.67r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=420r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=420r/min××12.2mm/1000=16.09r/min。
4. 工步4是定位孔倒角1.25×45°
背吃刀量的確定：=16/2=8mm
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量手動(dòng)
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=12m/min，由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×12m/min /16mm=238.56r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=260r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=260r/min××16mm/1000=13.07r/min。
5. 工步5是粗鉸定位孔2-12.7mm深15mm
背吃刀量的確定：=0.46mm
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.5mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=2m/min，由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×2m/min /12.7mm=50.13r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=63r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=63r/min××12.7mm/1000=2.52r/min。
6. 工步6 精鉸定位孔2-12.7mm深15mm
背吃刀量的確定：=0.04mm
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.3mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=4m/min，由公式（2.1）可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=1000×4m/min /12.7mm=100.31r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=200r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉸削速度=nd/1000=200r/min××12.7mm/1000=7.98r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=474s，輔助時(shí)間=0.2×=94.8s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×568.8=34.128s，單件時(shí)間=312s+62.4s+22.464s =602.928s
2.4.5 工序5 精車后端面孔
背吃刀量的確定：背吃刀量=0.7mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=0.7mm/min
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=110m/min，由公式（2.1）可求得該工序車刀速度n=1000×110m/min /416mm=84.22r/min，參照立式車床C518–2主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=90r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際車削速度=nd/1000=90r/min××416mm/1000=117.57r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=120s，輔助時(shí)間=0.2×=24s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×144=8.64s，單件時(shí)間=120s+24s+8.64s=122.64s
2.4.6 工序6 精車后端面
背吃刀量的確定：背吃刀量=1mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=0.7mm/min
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=110m/min，由公式（2.1）可求得該工序 車刀速度n=1000×110m/min /450mm=77.85r/min，參照立式車床C518–2主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=90r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際車削速度=nd/1000=90r/min××450mm/1000=127.17r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=132s，輔助時(shí)間=0.2×=26.4s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×158.4=9.504s，單件時(shí)間=132s+26.4s+9.504s=167.904s
2.4.7 工序7 銑周邊平面
該工序分2個(gè)工步，工步1是銑左側(cè)面；工步2銑右側(cè)面。由于這兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)床上加工完成的，因此它們的切削用量三要素一致。
背吃刀量的確定：背吃刀量=3mm
進(jìn)給量的確定：走刀量即進(jìn)給速度=80mm/min
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=71.1m/min，由公式（2.1）可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=1000×71.1m/min /125mm=181.15r/min，參照臥式（萬(wàn)能）銑床主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=220r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=nd/1000=220r/min××125mm/1000=86.35r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=360s，輔助時(shí)間=0.2×=72s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×432=25.92s，單件時(shí)間=360s+72s+25.92s=457.92s
2.4.8 工序8 粗鏜馬達(dá)孔
背吃刀量的確定：背吃刀量=20mm
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.5mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=25m/min，由公式（2.1）可求得該工序鏜刀轉(zhuǎn)速n=1000×25m/min /40mm=199.05r/min，參照鏜床T716主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=200r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=nd/1000=200r/min××40mm/1000=25.12r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=120s，輔助時(shí)間=0.2×=24s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×144=8.64s，單件時(shí)間=120s+24s+8.64s=152.64s。
2.4.9 工序9 精鏜馬達(dá)孔
背吃刀量的確定：背吃刀量=2mm
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=2mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=20m/min，由公式（2.1）可求得該工序鏜刀轉(zhuǎn)速n=1000×20m/min /40mm=159.23r/min，參照鏜床T716主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=200r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度=nd/1000=200r/min××40mm/1000=25.12r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=120s，輔助時(shí)間=0.2×=24s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×144=8.64s，單件時(shí)間=120s+24s+8.64s=152.64s
2.4.10 工序10 馬達(dá)孔倒角
背吃刀量的確定：背吃刀量=2mm；
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量手動(dòng)；
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=25m/min，由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×25m/min /40mm=199.05r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=200r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=200r/min××40mm/1000=25.12r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=60s，輔助時(shí)間=0.2×=12s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×72=4.32s，單件時(shí)間=60s+12s+4.32s =76.32s
2.4.11 工序11 鉆周邊孔
該工序包含以下3步：工步1為鉆4-10.2mm，深27mm；工步2鉆4-M6的底孔4-5mm；工步3锪平32mm。
1.工步1鉆4-10.2mm，深27mm
背吃刀量的確定：背吃刀量= /2=10.5mm/2=5.1mm；
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.18mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=16m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×16 m/min /10.5mm=485.29r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=500r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=500 r/min××10.5mm/1000=16.485r/min。
2.工步2鉆4-M6的底孔4-5mm
背吃刀量的確定：背吃刀量= /2=5mm/2=2.5mm；
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.1mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=12m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×12m/min /5mm=764.34r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=800r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=800 r/min××5mm/1000=12.56r/min。
3.工步3锪平32mm
背吃刀量的確定：背吃刀量=（32mm－16.5mm）/2=7.75mm；
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.25mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=20m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×20m/min/35mm=181.99r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=125r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=125r/min××35mm/1000=13.74r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=366s，輔助時(shí)間=0.2×=73.2s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×439.2=26.352s，單件時(shí)間=366s+73.2s+26.352s =465.552s
2.4.12 工序12 周邊孔攻絲
該工序包含以下2個(gè)工步：工步1為螺紋4-M12攻絲；工步2為螺紋4-M6攻絲。
1.工步1 螺紋4-M12攻絲、深22mm
背吃刀量的確定：背吃刀量= 12mm－10.2mm=1.8mm；
進(jìn)給量的確定：由于攻螺紋的進(jìn)給量就是被加工螺紋的螺距，因此進(jìn)給量f=1.5mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=5m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×5m/min /13mm=122.4r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=125r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=125 r/min××13mm/1000=5.11r/min。
2.工步2 螺紋4-M6攻絲、攻穿
背吃刀量的確定：背吃刀量= 6mm－5mm=1mm；
進(jìn)給量的確定：由于攻螺紋的進(jìn)給量就是被加工螺紋的螺距，因此進(jìn)給量f=1mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=5m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×5m/min/7mm=277.48r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=320r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=320 r/min××5mm/1000=5.024r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=354s，輔助時(shí)間=0.2×=70.8s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×424.8=25.488s，單件時(shí)間=354s+70.8s+25.488s =450.288s
2.4.13 工序13 鉆后端面孔8.5深27mm，另一孔8.5mm鉆穿
背吃刀量的確定：背吃刀量= /2=8.5mm/2=4.25mm；
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.15mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=18m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×18m/min/8.5mm=674.41r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=800r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=800r/min××8.5mm/1000=21.36r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=288s，輔助時(shí)間=0.2×=57.6s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×345.6=20.736s，單件時(shí)間=288s+57.6s+20.736s =308.736s
2.4.14 工序14 锪后端面孔4-35mm
背吃刀量的確定：背吃刀量=（35mm－17mm）/2=9mm；
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.25mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=20m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×20m/min/35mm=181.99r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=125r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=125r/min××35mm/1000=13.74r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=240s，輔助時(shí)間=0.2×=48s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×288=17.28s，單件時(shí)間=240s+48s+17.28s =305.28s
2.4.15 工序15 后端面螺紋12-M10-7H攻絲，其中一孔攻穿
背吃刀量的確定：背吃刀量=10mm－8.5mm/2=9mm；
進(jìn)給量的確定：由于攻螺紋的進(jìn)給量就是被加工螺紋的螺距，因此進(jìn)給量f=1mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=5m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×5m/min/12mm=132.7r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=160r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=160r/min××12mm/1000=6.03r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=420s，輔助時(shí)間=0.2×=84s，其他時(shí)間（）=6%×（+）=6%×504=30.24s，單件時(shí)間=420s+84s+30.24s =534.24s
2.4.16 工序16 鉆前端面馬達(dá)螺紋孔
背吃刀量的確定：背吃刀量=10.2mm/2=5.1mm；
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=0.15mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=18m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×18m/min/10.2mm=562r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=630r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=630r/min××10.2mm/1000=20.18r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=48s，輔助時(shí)間=0.2×=9.6s，其他時(shí)間（）=6%×（＋）=6%×57.6=3.456s，單件時(shí)間=48s+9.6s+3.456s =61.056s
2.4.17 工序17 前端面螺紋2-M12-7H攻絲
背吃刀量的確定：背吃刀量=12－10.2=1.8mm；
進(jìn)給量的確定：進(jìn)給量f=1mm/r
由加工工藝手冊(cè)查得切削速度=5m/min。由公式（2.1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×5m/min/13mm=122.49r/min，參照搖臂鉆床Z3040主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=160r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（2.1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=nd/1000=160r/min××13mm/1000=6.53r/min。
時(shí)間定額的確定：基本時(shí)間=84s，輔助時(shí)間=0.2×=16.8s，其他時(shí)間（）=6%×（＋）=6%×100.8=6.048s，單件時(shí)間=84s+16.8s+6.048s =106.848s
2.5 本章小結(jié)
本章主要研究了4110發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪殼的制造工藝分析，從開始首先明確飛輪殼結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)，分析飛輪殼的工藝性。在確定飛輪殼的工藝路線，各個(gè)工序的順序以及要求和加工工藝的方案。
第3章 夾具設(shè)計(jì)方案的確定
3.1 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。
工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上;另一種是工件裝夾在夾具上。
采用第一種方法裝夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量大時(shí)，大都用夾具裝夾工件。
用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點(diǎn)：
1.能穩(wěn)定地保證工件的加工精度
用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。
2.能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
3.能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。
4.能降低成本
在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?，每個(gè)工件增加的成本是極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效益就愈顯著[10]。
3.2 機(jī)床夾具的分類
3.2.1 按夾具的使用特點(diǎn)分類
1.通用夾具已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具。
2.專用夾具
專為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用夾具。專用具一般在批量生產(chǎn)中使用，本書主要介紹專用夾具的設(shè)計(jì)。
3.可調(diào)夾具
夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱
為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。
4.組合夾具
采用標(biāo)準(zhǔn)的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的
夾具，稱為組合夾具。
5.拼裝夾具
用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝夾具零部件拼裝而成的夾具，稱為
拼裝夾具[11]。
3.2.2 按使用機(jī)床分類
夾具按使用機(jī)床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床
夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具等。
3.2.3 按夾緊的動(dòng)力源分類
夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。
3.3 機(jī)床夾具的組成
機(jī)床夾具的種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個(gè)部分。
1.定位裝置
定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。
2.夾緊裝置
夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾勞，保證工件在加工過程中受到外力作用時(shí)不離
開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。
3.對(duì)刀或?qū)蜓b置
對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置。
4.連接元件
連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的原元件。
5.夾具體
夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。
6.其他裝置或元件
它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件[12] 。
3.4 產(chǎn)品零件加工部位的技術(shù)要求
后端面加工的技術(shù)要求為：加工表面/mm——后端面螺孔；尺寸及偏差/mm——M10；公差及精度等級(jí)——IT9；粗糙度/mm——6.3；形位公差/mm——相對(duì)于J基準(zhǔn)表面位置度為0.3；加工方案——鉆—攻絲。
圖3.1 飛輪殼后端面孔工序圖
圖3.1所示為鉆4110發(fā)動(dòng)機(jī)后端面孔工序圖。根據(jù)工藝規(guī)程，鉆后端面孔之前，其它表面均已加工好。本工序的所要加工的是如圖3.1所示的俯視圖看到的在后端面上的10個(gè)小孔。要求設(shè)計(jì)一個(gè)鉆模，按工序圖要求鉆出10個(gè)小孔。
3.5 工作原理
工件采用一面兩銷的定位方式定位，以前端面放在夾具體的墊塊上，以右定位孔在圓柱定位銷上限制性四個(gè)自由度，又以左定位孔在菱形定位銷上限制一個(gè)自由度，又因?yàn)殂@孔的力的方向與夾緊力方向一致，壓緊螺桿與夾具體限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，夾具上采用兩個(gè)壓緊螺桿，通過擰緊壓緊螺桿對(duì)工件進(jìn)行夾緊。
操作時(shí)，先將飛輪殼平放在墊塊上，再通過兩個(gè)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)手柄軸（齒輪軸），使嚙合的圓柱定位銷和菱形定位銷，插入兩個(gè)定位孔中，然后通過壓塊配合在壓緊螺桿上，擰緊壓緊螺桿，實(shí)現(xiàn)夾緊工件。加工完后，先擰松壓緊螺桿，再通過手柄轉(zhuǎn)輪軸，退出菱形對(duì)定銷與定位銷，再通過墊塊退出工件，工步就完成了。
3.6 方案分析
1.總體方案分析
根據(jù)加工要求和工藝文件說明，鉆飛輪殼后端面孔所使用的機(jī)床為搖臂鉆床。因?yàn)楹蠖嗣嬉@的孔都在同一個(gè)平面上，所以不采用分度裝置來進(jìn)行加工，只要通過一次裝夾就可以完成所有要鉆的孔的加工，所以該鉆模不用分度裝置。
2.定位方案分析
根據(jù)加工要求和基準(zhǔn)的選擇，確定飛輪殼前端面及與該平面垂直的兩個(gè)工藝孔為定位基準(zhǔn)，定位方式為“一面兩孔”的定位方式，以圓柱定位銷配合的孔為定位基準(zhǔn)，定位元件為圓柱定位銷和棱形定位銷。定位銷選擇用長(zhǎng)銷，可以限制四個(gè)自由度。
3.夾緊方案分析
由于該零件產(chǎn)量不大，根據(jù)確定夾緊力的基本原則與對(duì)工件的綜合分析，選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。同時(shí)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，在手動(dòng)夾具上應(yīng)用較多，操作方便。與工件的接觸為平面接觸。
4.導(dǎo)向方案分析
因?yàn)殂@模板有一定的厚度，所以要使用導(dǎo)向元件——鉆套。其作用是確定刀具相對(duì)夾具定位元件的位置，并在加工中對(duì)鉆頭等孔加工刀具進(jìn)行引導(dǎo)，防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。根據(jù)工件的生產(chǎn)批量與鉆模板的厚度，選用帶肩固定鉆套。由工藝卡知道工件材料為鑄鐵[13]。
3.7 本章小結(jié)
本章主要介紹了機(jī)床夾具在機(jī)械生產(chǎn)中的一些作用和機(jī)床夾具的組成與分類，這可以讓我們對(duì)夾具設(shè)計(jì)有一個(gè)初步的了解和認(rèn)識(shí)，可以為我們今后在做夾具設(shè)計(jì)的時(shí)候奠定基礎(chǔ)，而后面是說了本次夾具設(shè)計(jì)的部位的技術(shù)要求，分析了整體的方案，和本次夾具設(shè)計(jì)的工作原理。
第4章 鉆床夾具的設(shè)計(jì)
4.1 定位裝置
由加工工藝知，在鉆孔之前如圖4.1已加工出2個(gè)工藝孔，且前后端面也已加工出來，所以該鉆模采用“一面兩孔”的組合定位方式。
圖4.1飛輪殼前端面定位孔
4.1.1 定位面的選擇
根據(jù)工件的加工要求可以設(shè)計(jì)出如圖4.2的定位方案。
此方案以前端面作為定位面，從圖4.2可以看出，前端面緊靠在墊塊上，有效接觸面積大，且夾緊時(shí)，工件除了與墊塊能有效接觸，還能通過鉆模板上的壓緊螺桿對(duì)工件進(jìn)行壓緊，所以即使受到夾緊力和較大的切削力，工件也不易變形和移動(dòng)，從承受切削力的角度看，本方案比較可靠[14]。
圖4.2定位面方案
1-鉆模板 2-墊塊
4.1.2 定位銷
利用工件上的一個(gè)大平面和該平面垂直的兩個(gè)圓孔作定位基準(zhǔn)進(jìn)行定位，夾具上采用一個(gè)平面支承（限制三個(gè)自由度）和兩個(gè)圓柱定位銷（各限制兩個(gè)自由度）作定位元件，則產(chǎn)生過定位，為避免過定位，使工件在極端情況下能裝到定位銷 ，可把碰到工件孔壁的部分削去，這樣，在連心線方向上，仍有減小第二銷的作用，但在垂直于連心線的方向上，定位銷的直徑并未關(guān)減小，故工件的轉(zhuǎn)角誤差沒有增大，有利于保證加工精度。削邊削限制一個(gè)自由度。為保證削邊銷的強(qiáng)度，一般多采用菱形結(jié)構(gòu)，故又稱菱形銷。在安裝菱形銷時(shí)，應(yīng)注意使其削邊方向垂直于連心線上
在鉆飛輪殼后端面孔時(shí)，采用前端面及與該平面垂直的兩個(gè)工藝孔為定位基準(zhǔn)，所以相對(duì)的定位銷為一短圓柱銷和一短菱形銷。若采用與夾具體直接配合的固定式定位銷，結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但因?yàn)楣ぜb卸頻繁，定位銷容易磨損，采用參考圖4.3所示模式的手動(dòng)伸縮式定位銷，能保護(hù)安全銷的定位表面，同時(shí)便于更換，定位銷襯套外徑與夾具體的配合采用H7/n6，而內(nèi)徑與定位銷的配合H7/g6[15]。
圖4.3手動(dòng)伸縮式定位銷
1-定位銷 2-定位銷襯套 3-定位螺釘 4-手柄
確定菱形銷的寬度b
① 兩定位孔的尺寸為，銷子與孔的配合按H7/g6，所以圓柱定位銷的的直徑為，菱形定位銷圓弧部分直徑為。
② 菱形銷寬度b及B查表4.1得b=5，B=9。
表4.1削邊銷的結(jié)構(gòu)尺寸
銷子直徑
d2 (mm)
4～6
6～10
10～18
18～30
30～50
50
b(mm)
2
3
5
8
12
14