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湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘 要
本課題的主要研究內(nèi)容是某種殼體零件的機(jī)械加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。殼體零件是一種很重要的零件，它起到了支承和包容傳動的作用。本課題的主要任務(wù)就是設(shè)計(jì)一種加工成本低，加工時(shí)間短，加工過程合理的方案，以及設(shè)計(jì)一種專用夾具。在設(shè)計(jì)初，首先要看懂零件圖，并對零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行分析，明確粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇，確定零件的加工余量與毛坯的尺寸，從而明確零件的加工工藝過程，最后再計(jì)算各工序的切削用量及工時(shí)。
夾具是零件加工的定位夾緊裝置，是加工零件的一種必不可少的裝置。隨著零件的尺寸變化，越來越多的夾具被淘汰了，因此，設(shè)計(jì)一套專用夾具是十分有必要的。在設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)要考慮工件的定位方案（如:定位原理分析、定位方法、定位元件及其裝置），工件的夾緊方案和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，夾具的其他組成部分，夾具的結(jié)構(gòu)形式等。
關(guān)鍵字：殼體，工藝分析，專用夾具
Abstract
The main research contents of this subject is mechanical processing technology and fixture design of some of the shell parts.The shell parts of all kinds of parts is very important,and it plays a supporting and embracing transmission function.The main task of this project is to design a low cost,short processing time,a scheme of reasonable,but also to design a special fixture.At the beginning of the design,first of all to understand the part drawing,and the structure and process of parts is analyzed,clear and benchmark crude benchmarks selection,determination of machining allowance and blank parts size,machining process so as to clear the parts,then calculate the amount of cutting and working hours of each working procedure.
Fixture clamping device parts processing,is a device for processing parts.Along with the change in the size of the fixture parts,more and more to be eliminated,therefore,to design a special fixture is very necessary.In the design of special furniture to consider the work piece positioning program (such as:positioning principle analysis,positioning method,positioning device and device),work piece clamping scheme and the design of clamping mechanism,the other part of the the furniture,fixture structure etc..
Keywords:Housing,Process Analysis,Special fixture
I
目 錄
第一章 前言 ………………………………………………………………… 3
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 5
2.1 零件的分析 …………………………………………………………………… 5
2.1.1 殼體支架的用途 ………………………………………………………… 5
2.1.2 殼體支架的技術(shù)要求 ………………………………………………… 6
2.1.3 確定殼體支架的生產(chǎn)類型 …………………………………………… 6
2.2 確定毛坯 ……………………………………………………………………… 6
2.2.1 選擇毛坯 ……………………………………………………………… 6
2.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 ……………………………… 7
2.3 擬定支架殼體工藝路線 ……………………………………………………… 7
2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 ……………………………………………………… 7
2.3.2 各表面加工方案的確定 ……………………………………………… 7
2.3.3 加工階段的劃分 ……………………………………………………… 7
2.3.4 工序的集中與分散 …………………………………………………… 8
2.3.5 工序順序的安排 ……………………………………………………… 8
2.3.6 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 ………………………………………… 9
2.3.7 確定工藝路線 ………………………………………………………… 9
2.4 確定加工余量和工序尺寸 ………………………………………………… 10
2.4.1 工序3和工序4——加工Φ20孔兩端面至設(shè)計(jì)尺寸 ………………… 10
2.4.2 工序5和工序7——加工Φ35孔右端面至設(shè)計(jì)尺寸 ……………… 12
2.4.3 工序9和工序11——加工左側(cè)Φ20孔兩端面至設(shè)計(jì)尺寸 …………… 14
2.4.4 工序10和工序11——加工右側(cè)Φ20孔兩端面至設(shè)計(jì)尺寸 ………… 16
2.4.5 工序12——加工殼體側(cè)面至設(shè)計(jì)尺寸 ……………………………… 18
2.4.6 工序14和工序15——加工底板兩端面至設(shè)計(jì)尺寸 ……………… 20
2.4.7 工序16——鉆、粗鉸、精鉸Φ20孔 ………………………………… 22
2.4.8 工序17——鉆、粗鉸、精鉸Φ40孔 ………………………………… 23
2.5 確定切削用量及時(shí)間定額 ………………………………………………… 24
2.5.1 確定切削用量 ………………………………………………………… 24
2.5.2 時(shí)間定額的計(jì)算 ……………………………………………………… 26
第3章 專用夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 30
3.1 銑床夾具設(shè)計(jì) ………………………………………………………………… 30
3.1.1 銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ………………………………………………… 30
3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇和定位誤差的分析 ………………………………… 30
3.1.3 銑削力和夾緊力的計(jì)算 ………………………………………………31
3.1.4 夾具的結(jié)構(gòu)組成 ………………………………………………………32
3.1.5 夾具的操作方法 …………………………………………………… 33
3.2 鏜床夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………………………… 33
3.2.1 鏜床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ……………………………………………… 33
3.2.2 鏜床夾具的結(jié)構(gòu)分析和誤差分析 ………………………………… 37
3.2.3 切削力和夾緊力的計(jì)算 …………………………………………… 39
3.2.4 鏜床夾具的結(jié)構(gòu)組成 ……………………………………………… 40
第四章 總結(jié) ………………………………………………………………… 41
致謝 ……………………………………………………………………………… 43
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………44
附錄 …………………………………………………………………………………45
第一章 前 言
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為《支架殼體加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)》，該零件屬于批量生產(chǎn)，因此，我們需要考慮使用專用夾具來提高生產(chǎn)率。通過查工藝手冊，以及結(jié)合零件的技術(shù)要求與外型特點(diǎn)，進(jìn)行機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)。
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)需要我們結(jié)合大學(xué)四年所學(xué)的多門專業(yè)課程的知識，加以相關(guān)資料的知識補(bǔ)充。機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定需要達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，與此同時(shí)還要兼顧產(chǎn)品的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。這樣的設(shè)計(jì)要求需要設(shè)計(jì)者具有豐富的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)理論知識。
合理的機(jī)械加工工藝規(guī)程，可以促使產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗的生產(chǎn)。另一方面，機(jī)械加工工藝規(guī)程也是生產(chǎn)準(zhǔn)備和計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)，有了機(jī)械加工工藝規(guī)程，則后續(xù)原材料和毛坯的供應(yīng)，機(jī)床的調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的編排，勞動力的組織，以及生產(chǎn)成本的核算都基本可以進(jìn)行確定和預(yù)先安排。
在機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂時(shí)，可以根據(jù)零件的生產(chǎn)類型和設(shè)備條件，考慮加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性條件制定多套工藝方案，最后在幾套方案中選擇最優(yōu)方案。
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的初衷是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和減輕勞動強(qiáng)度以及降低生產(chǎn)成本，夾具的主要作用是使工件相對于機(jī)床或刀具擁有正確的位置，并且在加工過程中保持這個(gè)位置不變。夾具在大批量生產(chǎn)中的使用可以有效的提高經(jīng)濟(jì)效益。
用夾具裝夾工件有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1） 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度。不因?yàn)槿藛T技術(shù)差異產(chǎn)生產(chǎn)品的較大差異。
（2） 能提高勞動生產(chǎn)率。減少輔助工時(shí)，提高勞動生產(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。多件、多工位裝夾工件的夾具以及高效夾緊機(jī)構(gòu)，也可以提高勞動生產(chǎn)率。
（3）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍
（4）能降低成本。夾具在批量生產(chǎn)過程中，勞動生產(chǎn)率提高，降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本在大批生產(chǎn)的前提下基本可以被平均化，小于由于提高勞動生產(chǎn)率而降低的成本。批量愈大，夾具經(jīng)濟(jì)效益就越顯著。
本次對于支架殼體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：
1. 了解支架類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2. 設(shè)計(jì)該支架的加工工藝路線
3. 設(shè)計(jì)并繪制夾具的裝配圖
4. 掌握較復(fù)雜零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定
5. 對夾具設(shè)計(jì)過程進(jìn)一步地了解
由于編者水品有限，畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書中難免有誤漏欠妥之處，懇請各位老師批評指正。
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 零件的分析
2.1.1 殼體支架的用途
本次設(shè)計(jì)的零件是支架殼體。支架殼體是一種起支撐、連接、固定其他零件和承受負(fù)載的零件。同時(shí)也起著保護(hù)運(yùn)動零件和其他零件的作用。該零件通過零件上下側(cè)通孔的管道和其他殼體零件連接在一起，使這些零件在空間中保證正確的位置關(guān)系，在機(jī)械結(jié)構(gòu)中殼體零件有著重要作用，故支架殼體零件的加工需要我們不斷優(yōu)化工藝以適應(yīng)生產(chǎn)要求。圖2.1和圖2.2分別為該零件的三維圖和零件圖。
圖2.1 支架殼體三維仿真圖
圖2.2 支架殼體零件圖
2.1.2 殼體支架的技術(shù)要求
此支架殼體的的外形較為復(fù)雜，需要我們采用鑄造工藝來進(jìn)行下料完成初步造型。在工藝過程中主要加工面是上下的兩個(gè)通孔，軸孔之間有相當(dāng)高的位置和形狀的要求，同時(shí)在不同軸孔之間有相互的位置關(guān)系。
該殼體支架的全部技術(shù)要求列于表2.1中。
表2.1 殼體支架零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差及精度
表面粗糙度
形位公差/mm
底板底面
12
IT9
3.2
底板頂面
12
IT12
12.5
Φ35孔兩端面
46
IT12/IT9
12.5/3.2
Φ40孔兩端面
46
IT12
12.5
Φ20孔兩端面
30/35
IT12/IT9
12.5/3.2
殼體側(cè)面
82
IT12
12.5
Φ20孔
Φ20
IT7
1.6
與Φ40孔平行度為0.02
Φ40孔
Φ40
IT7
1.6
同軸度為Φ0.01
Φ35孔
Φ35
IT7
1.6
Φ45沉孔
Φ45
IT9
3.2
2.1.3 確定殼體支架的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目知：Q=3000臺/年，m=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和5%。代入式：
N=Qm(1+a%)(1+b%)，得N=3105.45件/年
根據(jù)殼體支架的質(zhì)量查表得知，該殼體支架屬于輕型零件；再查機(jī)械加工零件生產(chǎn)類型劃分表得知，該殼體支架的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
2.2 確定毛坯
2.2.1 選擇毛坯
根據(jù)零件圖可知，零件材料為灰口鑄鐵，零件形狀為非圓柱體，外形較為復(fù)雜，為了保證準(zhǔn)確造型并且盡量減少加工余量，減輕勞動強(qiáng)度，提高勞動效率，同時(shí)兼顧本次中批生產(chǎn)的生產(chǎn)要求，本次零件我們選用鑄造毛坯工藝，這樣的下料方式可以讓毛坯形狀與成品相似，加工方便，省工省料。這里我們可以選擇金屬型來進(jìn)行鑄造加工，毛胚余量放3-5mm。由于本次加工過程中零件需要進(jìn)行裝夾定位來保證鏜孔精度，但是零件的外形不適合普通裝夾工具等裝夾，所以我們考慮在鑄造是增加工藝底板添加輔助工藝定位基準(zhǔn)面。
2.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
查鑄件的機(jī)械加工余量表和毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級表，可確定如下各項(xiàng)因素。
1.公差等級
由支架殼體的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。
2.零件表面粗糙度
由零件圖可知，該支架殼體各加工表面的粗糙度均大于等于1.5um，即Ra≥1.6um。
2.3 擬定支架殼體工藝路線
2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗精準(zhǔn)。
1. 精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)支架殼體零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇支架殼體軸孔Φ35H7右端面，軸孔Φ35H7和軸孔Φ20H7右端面作為精基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)重合”原則；同時(shí)，零件上很多表面都可以采取該組表面作為精基準(zhǔn)，又遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。另外，可選用工藝底板底面和尺寸106作為精基準(zhǔn)，軸孔Φ20H7和軸孔Φ40H7符合“互為基準(zhǔn)”原則。
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。該零件粗基準(zhǔn)采用支架零件工藝底板尺寸12下底面，原因是該面加工后為后續(xù)加工端面以及鏜孔和端面孔鉆削提供了保證，定位方式可以采用一壓板。
2.3.2 各表面加工方案的確定
根據(jù)支架殼體零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查孔和平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度表，確定各表面加工方案，如表2-2所示。
2.3.3 加工階段的劃分
在選定支架殼體各表面加工方法后，就需要進(jìn)一步確定這些加工方法在工藝路線中的順序及位置，這就涉及加工階段劃分方面的問題。對于精度要求較高的表面，總是先粗加工后精加工，但工藝過程劃分成幾個(gè)階段是對整個(gè)加工過程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。該支架殼體加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。
在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（底板底面）準(zhǔn)備好，使后繼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要求；另外，底板右端面、上通孔右端面的粗銑也都要放在粗加工階段進(jìn)行。在半精加工階段，完成底板底面的精銑加工。在精加工階段，進(jìn)行上通孔右端面的精銑加工。
表2.2 支架殼體零件各表面加工方案
加工表面
經(jīng)濟(jì)精度
表面粗糙度Ra/um
加工方案
底板底面
IT9
3.2
粗銑—精銑
底板頂面、右端面
IT12
12.5
粗銑
Φ35孔右端面
IT9
3.2
粗銑—精銑
Φ20H7孔
IT7
1.6
鉆—粗鉸—精鉸
Φ40H7孔
IT7
1.6
鉆—粗鉸—精鉸
Φ35H7孔
IT7
1.6
鉆—粗鉸—精鉸
Φ45沉孔
IT9
3.2
粗鏜—半精鏜—精鏜
殼體側(cè)面
IT12
12.5
粗銑
Φ20孔兩端面
IT12/IT9
12.5/3.2
粗銑/粗銑—精銑
2.3.4 工序的集中與分散
工序的集中與分散是確定工序內(nèi)容多與少的依據(jù)，它直接影響整個(gè)工藝路線的工序數(shù)目及設(shè)備、工裝的選用等。由于支架殼體零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，確定選用工序集中的原則組織工序內(nèi)容，一方面可以采用萬能、通用機(jī)床配以專用夾具加工，以提高生產(chǎn)率；另一方面也可以減少工件的裝夾次數(shù)，有利于保證各加工表面之間的相互位置精度，并可以縮短輔助時(shí)間。
2.3.5 工序順序的安排
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)——底板底面106mm。
2） 遵循“先粗后精”原則，對各加工表面都是先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
3） 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——底板底面和Φ20H7孔、Φ40H7孔和Φ35H7孔；后加工次要表面——上通孔右端面和底板右端面。
4） 遵循“先面后孔”原則，先加工底板底面，再加工Φ20H7孔；先加工Φ40H7孔和Φ35H7孔，再加工Φ45沉孔。
2. 熱處理工序
Φ35孔右端面在精加工之前進(jìn)行局部高頻淬火，淬火硬度大于47HRC，有利于提高耐磨性。
3. 輔助工序
粗加工Φ35孔右端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺、中檢工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。
綜上所述，該支架殼體的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工——主要表面粗加工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——熱處理——主要表面精加工，期間穿插一些輔助工序。
2.3.6 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用
1.機(jī)床設(shè)備的選用
在中批生產(chǎn)條件下，可以選用通用萬能設(shè)備和數(shù)控機(jī)床設(shè)備。支架殼體各工序選用機(jī)床設(shè)備詳見表2-3。
2.工藝裝備的選用
工藝裝備主要包括刀具、夾具、量檢具和輔具等。支架殼體各工序所選刀具、量具詳見表2-3。夾具均采用專用機(jī)床夾具。
2.3.7 確定工藝路線
歸納以上考慮，制定了支架殼體的工藝路線，詳見表2.3。
表2.3 支架殼體工藝路線及設(shè)備、工裝的選用
工序號
工序名稱
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
1
鑄造
2
時(shí)效處理
3
粗銑Φ40孔左端面
立式銑床X51
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
4
粗銑Φ40孔右端面
立式銑床X51
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
5
粗銑Φ35孔兩端面
立式銑床X51
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
6
Φ35孔右端面局部淬火
淬火機(jī)等
7
精銑Φ35孔右端面
立式銑床X51
三面刃銑刀Φ200
游標(biāo)卡尺
8
校直Φ35孔右端面
鉗工臺
手錘
9
粗銑左側(cè)Φ20孔兩端面
立式銑床X51
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
10
粗銑右側(cè)Φ20孔兩端面
立式銑床X51
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
11
精銑左側(cè)Φ20孔左端面和右側(cè)Φ20孔右端面
立式銑床X51
三面刃銑刀Φ200
游標(biāo)卡尺
12
粗銑殼體側(cè)面
立式銑床X51
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
13
校正底板兩端面
鉗工臺
手錘
14
粗銑底板頂面、底面
臥式銑床X62
面銑刀Φ100
游標(biāo)卡尺
15
精銑底板底面
臥式銑床X62
面銑刀Φ100
游標(biāo)卡尺
16
鉆、粗鉸、倒角、精鉸Φ20孔
立式鉆床Z535
麻花鉆、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
17
鉆、粗鉸、倒角、精鉸Φ40孔
立式鉆床Z535
復(fù)合鉆頭、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
18
鉆、粗鉸、倒角、精鉸Φ35孔
立式鉆床Z535
復(fù)合鉆頭、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
19
粗鏜、半精鏜、精鏜Φ45沉孔
臥式鏜床T68
鏜刀
卡尺、塞規(guī)
20
去毛刺
鉗工臺
平銼
21
清洗
清洗機(jī)
22
終檢
塞尺、卡尺等
2.4 確定加工余量和工序尺寸
2.4.1 工序3和工序4——加工Φ40孔兩端面至設(shè)計(jì)尺寸
1.工序加工過程
第一道工序的加工過程為：
以Φ35孔右端面定位，粗銑Φ40孔左端面，保證工序尺寸。
第二道工序的加工過程為：
以Φ40孔左端面定位，粗銑Φ40孔右端面，保證工序尺寸，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸D的要求，D=46mm。
2.查找工序尺寸鏈，畫出加工過程示意圖
查找出全部工序尺寸鏈，如圖2-4所示。加工過程示意圖如圖2-3所示。
3.求解各工序尺寸及公差
（1）確定工序尺寸
從圖2-4a知，=mm。
（2）確定工序尺寸
從圖2-4b知，=+，其中為粗銑余量，按照銑平面加工余量表確定=1mm，則=（46+1）mm=47mm。由于工序尺寸是在粗加工中保證的，故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知，粗銑加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9~IT13，因此確定該工序的尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初步確定工序尺寸=。
（3）加工余量的校核
為驗(yàn)證工序尺寸及公差的合理性，還需對加工余量進(jìn)行校核。
1）余量Z2的校核
在圖2-4a所示尺寸鏈中是封閉環(huán)，故
Z2max=P1max-P2min=[47+0-(46-0.3)]mm=1.3mm
Z2min=P1min-P2max=[47-0.35-(46+0)]mm=0.65mm
校核結(jié)果表明，余量的大小是合適的。
2）余量的校核
在圖2-4b所示的尺寸鏈?zhǔn)欠忾]環(huán)，故
Z1max=P1max-P2min=[47+0-(46-0.3)]mm=1.3mm
Z1min=P1min-P2max=[47-0.35-(46+0)]mm=0.65mm
校核結(jié)果表明，余量的大小是合適的。
經(jīng)上述分析計(jì)算，可確定各工序尺寸分別為=mm，mm。
圖2.3 第3、4道工序加工過程示意圖
圖2.4 第3、4道工序工藝尺寸鏈圖
2.4.2 工序5和工序7——加工Φ35孔右端面至設(shè)計(jì)尺寸
1.工序加工過程
第一道工序的加工過程為：
（1）以Φ40孔左端面定位，粗銑Φ35孔右端面，保證工序尺寸P1。
（2）以Φ35孔右端面定位，粗銑Φ35孔左端面，保證工序尺寸P2。
第二道工序的加工過程為：
以Φ35孔左端面定位，精銑Φ35孔右端面，保證工序尺寸P3，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸D的要求，D=mm。
2.查找工序尺寸鏈，畫出加工過程示意圖
查找出全部工藝尺寸鏈，如圖2.6所示。加工過程示意圖如圖2.5所示。
3.求解各工序尺寸及公差
（1）確定工序尺寸P3
從圖2.6a知，P3=mm。
（2）確定工序尺寸P2
從圖2.6b知，P2=P3+Z3，其中Z3為精銑余量，按銑平面加工余量表確定Z3=1mm，則P2=（46+1）mm=201mm。由于工序尺寸P2是在粗加工中保證的，故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知，粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9~IT13，因此確定該工序尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P2=mm。
（3）確定工序尺寸P1
從圖2.6c所示工序尺寸鏈知，P1=P2+Z2，其中Z2為粗銑余量，由于Φ35孔右端面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的，故Z2應(yīng)等于B面的毛坯機(jī)械加工總余量，即Z2=2mm，則P1=（201+2）mm=203mm。查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)精度為IT13，其公差值為0.54mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P1=mm。
（4）加工余量的校核
為驗(yàn)證工序尺寸及公差確定的合理性，還需對加工余量進(jìn)行校核。
1）余量Z3的校核。
在圖2.6b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán)，故
Z3max=P2max-P3min=[47+0-(46-0.3)]mm=1.3mm
Z3min=P2min-P3max=[47-0.35-(46+0)]mm=0.65mm
校核結(jié)果表明，余量Z3的大小是合適的。
2）余量Z2的校核。
在圖2.6c所示的尺寸鏈中Z2是封閉環(huán)，故
Z2max=P1max-P2min=[203+0-(201-0.35)]mm=2.35mm
Z2min-=P1min-P2max=[203-0.54-(201+0)]mm=1.46mm
校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸是合理的。
經(jīng)上述分析計(jì)算，可確定各工序尺寸分別為P1=mm，P2=mm，P3=mm。
圖2.5 第5、7道工序加工示意圖
圖2.6 第5、7道工序工藝尺寸鏈圖
2.4.3 工序9和工序11——加工左側(cè)Φ20孔兩端面至設(shè)計(jì)尺寸
1.工序加工過程
第一道工序的加工過程為：
（1）以Φ35孔右端面定位，粗銑左側(cè)Φ20孔左端面，保證工序尺寸P1。
（2）以左側(cè)Φ20孔左端面定位，粗銑左側(cè)Φ20孔右端面，保證工序尺寸P2。
第二道工序的加工過程為：
以左側(cè)Φ20孔右端面定位，精銑左側(cè)Φ20孔左端面，保證工序尺寸P3，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸D的要求，D=mm。
2.查找工序尺寸鏈，畫出加工過程示意圖
查找出全部工藝尺寸鏈，如圖2-8所示。加工過程示意圖如圖2-7所示。
3.求解各工序尺寸及公差
（1）確定工序尺寸P3
從圖2-8a知，P3=mm。
（2）確定工序尺寸P2
從圖2-8b知，P2=P3+Z3，其中Z3為精銑余量，按銑平面加工余量表確定Z3=1mm，則P2=（30+1）mm=31mm。由于工序尺寸P2是在粗加工中保證的，故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知，粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9~IT13，因此確定該工序尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P2=mm。
（3）確定工序尺寸P1
從圖2-6c所示工序尺寸鏈知，P1=P2+Z2，其中Z2為粗銑余量，由于左側(cè)Φ20孔左端面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的，故Z2應(yīng)等于左端面的毛坯機(jī)械加工總余量，即Z2=2mm，則P1=（231+2）mm=233mm。查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)精度為IT13，其公差值為0.54mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P1=mm。
（4）加工余量的校核
為驗(yàn)證工序尺寸及公差確定的合理性，還需對加工余量進(jìn)行校核。
1）余量Z3的校核。
在圖2-8b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán)，故
Z3max=P2max-P3min=[31+0-(30-0.3)]mm=1.3mm
Z3min=P2min-P3max=[31-0.35-(30+0)]mm=0.65mm
校核結(jié)果表明，余量Z3的大小是合適的。
2）余量Z2的校核。
在圖2-8c所示的尺寸鏈中Z2是封閉環(huán)，故
Z2max=P1max-P2min=[233+0-(231-0.35)]mm=2.35mm
Z2min-=P1min-P2max=[233-0.54-(231+0)]mm=1.46mm
校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸是合理的。
經(jīng)上述分析計(jì)算，可確定各工序尺寸分別為P1=mm，P2=mm，P3=mm。
圖2.7 第9、11道工序加工示意圖
圖2.8 第9、11道工序加工示意圖
2.4.4 工序10和工序11——加工右側(cè)Φ20孔兩端面至設(shè)計(jì)尺寸
1.工序加工過程
第一道工序的加工過程為：
（1）以左側(cè)Φ20孔左端面定位，粗銑右側(cè)Φ20孔右端面，保證工序尺寸P1。
（2）以右側(cè)Φ20孔右端面定位，粗銑右側(cè)Φ20孔左端面，保證工序尺寸P2。
第二道工序的加工過程為：
以右側(cè)Φ20孔左端面定位，精銑右側(cè)Φ20孔右端面，保證工序尺寸P3，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸D的要求，D=mm。
2.查找工序尺寸鏈，畫出加工過程示意圖
查找出全部工藝尺寸鏈，如圖2-10所示。加工過程示意圖如圖2-9所示。
3.求解各工序尺寸及公差
（1）確定工序尺寸P3
從圖2-10a知，P3=mm。
（2）確定工序尺寸P2
從圖2-10b知，P2=P3+Z3，其中Z3為精銑余量，按銑平面加工余量表確定Z3=1mm，則P2=（35+1）mm=36mm。由于工序尺寸P2是在粗加工中保證的，故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知，粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9~IT13，因此確定該工序尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P2=mm。
（3）確定工序尺寸P1
從圖2-6c所示工序尺寸鏈知，P1=P2+Z2，其中Z2為粗銑余量，由于左側(cè)Φ20孔左端面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的，故Z2應(yīng)等于左端面的毛坯機(jī)械加工總余量，即Z2=2mm，則P1=（215+2）mm=217mm。查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)精度為IT13，其公差值為0.54mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P1=mm。
（4）加工余量的校核
為驗(yàn)證工序尺寸及公差確定的合理性，還需對加工余量進(jìn)行校核。
1）余量Z3的校核。
在圖2-10b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán)，故
Z3max=P2max-P3min=[36+0-(35-0.3)]mm=1.3mm
Z3min=P2min-P3max=[36-0.35-(35+0)]mm=0.65mm
校核結(jié)果表明，余量Z3的大小是合適的。
2）余量Z2的校核。
在圖2-10c所示的尺寸鏈中Z2是封閉環(huán)，故
Z2max=P1max-P2min=[217+0-(215-0.35)]mm=2.35mm
Z2min-=P1min-P2max=[217-0.54-(215+0)]mm=1.46mm
圖2.9 第10、11道工序加工示意圖
校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸是合理的。
經(jīng)上述分析計(jì)算，可確定各工序尺寸分別為P1=mm，P2=mm，P3=mm。
圖2.10 第10、11道工序工藝尺寸連圖
2.4.5 工序12——加工殼體側(cè)面至設(shè)計(jì)尺寸
1.工序加工過程
第一道工序的加工過程為：
以殼體右側(cè)面定位，粗銑殼體左側(cè)面，保證工序尺寸。
第二道工序的加工過程為：
以殼體左側(cè)面定位，粗銑殼體右側(cè)面，保證工序尺寸，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸D的要求，D=82mm。
2.查找工序尺寸鏈，畫出加工過程示意圖
查找出全部工序尺寸鏈，如圖2-12所示。加工過程示意圖如圖2-11所示。
3.求解各工序尺寸及公差
（1）確定工序尺寸
從圖2-12a知，=mm。
（2）確定工序尺寸
從圖2-12b知，=+，其中為粗銑余量，按照銑平面加工余量表確定=1mm，則=（82+1）mm=83mm。由于工序尺寸是在粗加工中保證的，故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知，粗銑加工的經(jīng)濟(jì)精度為IT9~IT13，因此確定該工序的尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初步確定工序尺寸=。
（3）加工余量的校核
為驗(yàn)證工序尺寸及公差的合理性，還需對加工余量進(jìn)行校核。
1）余量Z2的校核
在圖2-12a所示尺寸鏈中是封閉環(huán)，故
Z2max=P1max-P2min=[83+0-(82-0.3)]mm=1.3mm
Z2min=P1min-P2max=[83-0.35-(82+0)]mm=0.65mm
校核結(jié)果表明，余量的大小是合適的。
圖2.11 第12道工序加工過程示意圖
2）余量的校核
在圖2-4b所示的尺寸鏈?zhǔn)欠忾]環(huán)，故
Z1max=P1max-P2min=[83+0-(82-0.3)]mm=1.3mm
Z1min=P1min-P2max=[83-0.35-(82+0)]mm=0.65mm
校核結(jié)果表明，余量的大小是合適的。
經(jīng)上述分析計(jì)算，可確定各工序尺寸分別為=mm，mm。
圖2.12 第12道工序工藝尺寸鏈圖
2.4.6 工序14和工序15——加工底板底面至設(shè)計(jì)尺寸
1.工序加工過程
第一道工序的加工過程為：
（1）以底面定位，粗銑頂面，保證工序尺寸P1。
（2）以頂面定位，粗銑底面，保證工序尺寸P2。
第二道工序的加工過程為：
以頂面定位，精銑底面，保證工序尺寸P3，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸D的要求，D=mm。
2.查找工序尺寸鏈，畫出加工過程示意圖
查找出全部工藝尺寸鏈，如圖2-14所示。加工過程示意圖如圖2-13所示。
3.求解各工序尺寸及公差
（1）確定工序尺寸P3
從圖2-14a知，P3=mm。
圖2.13 第14、15道工序加工過程示意圖
（2）確定工序尺寸P2
從圖2-14b知，P2=P3+Z3，其中Z3為半精銑余量，按銑平面加工余量表確定Z3=1mm，則P2=（5+1）mm=6mm。由于工序尺寸P2是在粗加工中保證的，故查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表知，粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9~IT13，因此確定該工序尺寸公差為IT12，其公差值為0.35mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P2=mm。
（3）確定工序尺寸P1
從圖2-4c所示工序尺寸鏈知，P1=P2+Z2，其中Z2為粗銑余量，由于B面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的，故Z2應(yīng)等于B面的毛坯機(jī)械加工總余量，即Z2=2mm，則P1=（6+2）mm=8mm。查各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度表確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)精度為IT13，其公差值為0.54mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P1=。
（4）加工余量的校核
為驗(yàn)證工序尺寸及公差確定的合理性，還需對加工余量進(jìn)行校核。
1）余量Z3的校核。
在圖2-14b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán)，故
圖2.14 第14、15道工序工藝尺寸鏈圖
Z3max=P2max-P3min=[6+0-(5-0.3)]mm=1.3mm
Z3min=P2min-P3max=[6-0.35-(5+0)]mm=0.65mm
校核結(jié)果表明，余量Z3的大小是合適的。
2）余量Z2的校核。
在圖2-14c所示的尺寸鏈中Z2是封閉環(huán)，故
Z2max=P1max-P2min=[8+0-(6-0.35)]mm=2.35mm
Z2min-=P1min-P2max=[8-0.54-(6+0)]mm=1.46mm
校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸是合理的。
經(jīng)上述分析計(jì)算，可確定各工序尺寸分別為P1=mm，P2=mm，P3=。
2.4.7 工序16—鉆、粗鉸、精鉸Φ20孔
由基孔制7級（H7）孔的加工余量表查得，精鉸余量=0.06mm；粗鉸余量=1.94mm；鉆孔余量=18.0mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)度表可依次確定為，精鉸孔為IT7；粗鉸孔為IT10；鉆孔為IT12。查標(biāo)準(zhǔn)公差表可確定各工步的公差值分別為：精鉸孔為0.021mm；粗鉸孔為0.084mm；鉆孔為0.21mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：精鉸孔工序尺d==Φmm；粗鉸孔工序尺寸=Φ19.94mm；鉆孔工序尺寸=Φ18.0mm，他們的相互關(guān)系如圖2-15所示。
圖2.15 鉆—粗鉸—精鉸Φ20mm孔加工示意圖
2.4.8 工序17——加工Φ40孔至設(shè)計(jì)尺寸
由基孔制7級（H7）孔的加工余量表查得，精鉸余量=0.07mm；粗鉸余量=1.93mm；鉆孔余量=25.0mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)度表可依次確定為，精鉸孔為IT7；粗鉸孔為IT10；鉆孔為IT12。查標(biāo)準(zhǔn)公差表可確定各工步的公差值分別為：精鉸孔為0.025mm；粗鉸孔為0.1mm；鉆孔為0.25mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：精鉸孔工序尺d==Φmm；粗鉸孔工序尺寸=Φmm；鉆孔工序尺寸=Φmm，他們的相互關(guān)系如圖2-16所示。
圖2.16 鉆—粗鉸—精鉸Φ40mm孔加工示意圖
2.5 確定切削用量及時(shí)間定額
2.5.1確定切削用量
（1）工序14—粗銑底板底面
工序14分為兩個(gè)工步，工步1是以底板底面B定位，粗銑底板頂面A面；工步2是以頂面A面定位，粗銑底面B面。由于這兩個(gè)工步是在一臺機(jī)床上經(jīng)過多件夾具裝夾一次走刀加工完成的，因此兩個(gè)工步所選用的切削速度v和進(jìn)給量f均相同，只有背吃刀量不同。
1）確定背吃刀量
工步1的背吃刀量取為，應(yīng)等于A面的毛坯機(jī)械加工總余量減去工序2的余量，即==（2.5-1）mm=1.5mm；而工步2的背吃刀量取為，即==2mm。
2）確定進(jìn)給量
查各種刀具銑削平面的進(jìn)給量表，按機(jī)床功率為5~10KW及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.13mm/z。
3）計(jì)算銑削速度
查銑削速度表，按/z=100/5,=0.13mm/z的條件選取，銑削速度v=135m/min。
由式：n=1000v/(πd)可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=1000×135/(π×100)r/min=429.9r/min，查臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，照該工序所選
X62型臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=375r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式n=1000v/(πd),可求得該工序的實(shí)際銑削速度v=nπd/1000=375×3.14×100/1000m/min=117.8m/min。
（2）工序15—精銑底板底面
1）確定背吃刀量
取==1mm。
2）確定進(jìn)給量
查各種刀具銑削平面進(jìn)給量表，半精銑取小值，取=0.09mm/z。
3）計(jì)算銑削速度
由銑削速度表，按/z=100/5、=0.09mm/z，的條件選取，銑削速度v=150m/min，由n=1000v/(πd)可求得銑刀轉(zhuǎn)速n=1000×150/(3.14×100)r/min=477r/min，參照臥式銑床X62的主軸轉(zhuǎn)速表，取轉(zhuǎn)速n=475r/min。再將此代入式n=1000v/(?d)，可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nπd/1000=475×3.14×100/1000m/min=149.15m/min。
（3）工序15—鉆、粗鉸、精鉸Φ20mm孔
1）鉆孔工步
①確定背吃刀量：=/2=18.0/2mm=9.0mm。
②確定進(jìn)給量：查切削用量表，取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.17mm/r。
③計(jì)算切削速度：查切削速度v=22m/min。由式1000v/(πd)可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×22/(3.14×18.0)r/min=389.24r/min。查臥式銑床轉(zhuǎn)速表對照該工序所選X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=950r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式n=1000v/(πd)，可求得該工序的實(shí)際鉆削速度v=nπd/1000=950×3.14×18.0/1000=53.69m/min。
2）粗鉸工步
①確定背吃刀量：==1.94/2mm=0.97mm。
②確定進(jìn)給量：查鉸孔切削用量表，取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.22mm/r。
③計(jì)算切削速度：查鉸孔切削用量表，切削速度v可取為10m/min。由式n=1000v/(πd)可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=1000×10/(3.14×18.06)r/min，對照臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=375r/min。再將此式代入n=1000v/(πd)，可求得該工序的實(shí)際切削速度v=nπd/1000=375×3.14×18.06/1000m/min=21.3m/min。
3）精鉸工步
①確定背吃刀量：=/2=0.06/2mm=0.03mm。
②確定進(jìn)給量：查鉸孔切削用量表，取切削速度v為7m/min。由式n=1000v/(πd)可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=1000×7/(3.14×8)r/min=111.5r/min，查臥式銑床主軸轉(zhuǎn)的實(shí)際切削速度v=nπd/1000=300×3.14×20/1000m/min=18.84m/min。
（4）工序17—鉆、粗鉸、精鉸Φ40mm孔
1）鉆孔工步
①確定背吃刀量：=/2=25.0/2mm=12.5mm。
②確定進(jìn)給量：查切削用量表，取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.17mm/r。
③計(jì)算切削速度：查切削速度v=22m/min。由式1000v/(πd)可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1000×22/(3.14×25.0)r/min=280.25r/min。查臥式銑床轉(zhuǎn)速表對照該工序所選X62臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=950r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式n=1000v/(πd)，可求得該工序的實(shí)際鉆削速度v=nπd/1000=950×3.14×25.0/1000=74.58m/min。
2）粗鉸工步
①確定背吃刀量：==1.93/2mm=0.965mm。
②確定進(jìn)給量：查鉸孔切削用量表，取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.22mm/r。