【正文】 ews in Control 23(1999)165170. 車床主軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及徑向孔鉆用夾具設(shè)計(jì) 5 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2． 1 工藝規(guī)程的概況 工藝規(guī)程是具體指導(dǎo)工人進(jìn)行加工制造的操作文件。工藝規(guī)程是安排生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量控制、原材料與工具供應(yīng)、生產(chǎn)組織和勞動(dòng)組織的基礎(chǔ)資料，因此是十分重要的生產(chǎn)指導(dǎo)文件。工藝規(guī)程有四種形式：工藝過程卡片（工藝路線卡）、工藝卡片、工序卡片和工藝守則。 工藝規(guī)程的 依據(jù) 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。其具體作用如下： 1)工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，是指揮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的依據(jù)。對(duì)于單件小批生產(chǎn)的工廠，工藝規(guī)程可以簡(jiǎn)單些。同時(shí)，工藝規(guī)程也是處理生產(chǎn)問題的依據(jù)，如產(chǎn)品質(zhì)量問 題，可按工藝規(guī)程來明確各生產(chǎn)單位的責(zé)任。 2)工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)。例如為零件的加工準(zhǔn)備機(jī)床，設(shè)計(jì)專用的工、夾、量具等。 3)工藝規(guī)程是 新建或改（擴(kuò)）建工廠或車間的基本資料。 但是，工藝規(guī)程并不是固定不變的，它是生產(chǎn)工人和技術(shù)人員在生產(chǎn)過程中的實(shí)踐的總結(jié)，它可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行修改，使其不斷改進(jìn)和完善，但必須有嚴(yán)格的審批手續(xù)。在制 訂工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)注意下列問題： 1)技術(shù)上的先進(jìn)性 在制訂工藝規(guī)程時(shí)，要了解國(guó)內(nèi)外本行業(yè)的工藝技術(shù)的發(fā)展水平，通過必要的工藝試驗(yàn)，積極采用先進(jìn)的工藝和工藝裝備。 3)有良好的勞動(dòng)條件 在制訂工藝規(guī)程時(shí)，要注意保證工人操作時(shí)有良好而安全的勞動(dòng)條件。 制訂工藝規(guī)程時(shí)的原始資料 制訂工藝規(guī)程時(shí)的原始資料主要有： 1)產(chǎn)品圖樣及技術(shù)條件。 如產(chǎn)品驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、毛坯資料等； 3)產(chǎn)品零部件工藝路線表或車間分工明細(xì)表。以便確定生產(chǎn)類型； 5)本企業(yè)的生產(chǎn)條件。如毛坯的生產(chǎn)能力、工人的技術(shù)水平以及專用設(shè)備與工藝裝備的制造能力、企 業(yè)現(xiàn)有設(shè)備狀況等； 6)有關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)于本工藝規(guī)程選用的設(shè)備和工藝裝備應(yīng)有深入地了解，如規(guī)格、性能、新舊程度和現(xiàn)有精度等； 8)國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1)計(jì)算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型； 2)分析產(chǎn)品裝配圖樣和 零件圖樣 主要包括零件的加工工藝性、裝配工藝性、主要加工表面及技術(shù)要求，了解零件在產(chǎn)品中的功用； 3)確定毛坯的類型、結(jié)構(gòu)形狀、制造方法等； 4)擬訂工藝路線 包括選擇定位基準(zhǔn)、確定各表面的加工方法、劃分加工階段、確定工序的集中和分散的程度、合理安排加工順序等； 5)確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差； 6)選擇設(shè)備及工藝裝備； 7)確定切削用量及計(jì)算時(shí)間定額； 車床主軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及徑向孔鉆用夾具設(shè)計(jì) 8 8)填寫工藝文件。常用的工藝文件的格式有下列幾種： 1 )機(jī)械加工工藝過程卡 這種卡片以工序?yàn)閱挝唬?jiǎn)要地列出整個(gè)零件加工所經(jīng)過的工藝路線（包括毛坯制造、機(jī)械加工和熱處理等）。在這種卡片中，由于各工序的說明不夠具體，故一般不直接指導(dǎo)工人操作，而多作為生產(chǎn)管理方面使用。由于通常不編制其它較詳細(xì)的工藝文件，而就以這種卡片指導(dǎo)生產(chǎn)。 2 )機(jī)械加工工藝卡片 機(jī)械 加工工藝卡片是以工序?yàn)閱挝?，詳?xì)地說明整個(gè)工藝過程的一種工藝文件。機(jī)械加工工藝卡片內(nèi)容包括零件的材料、重量、毛坯種類、工序號(hào)、工序名稱、工序內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及采用的設(shè)備和工藝裝備等。 3)機(jī)械加工工序卡片 機(jī)械加工工序卡片是根據(jù)機(jī)械加工工藝卡片為一道工序制訂的。在這種卡片上要畫工序簡(jiǎn)圖，說明該工序每一工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的設(shè)備及工藝裝備。機(jī)械加工工序卡片格式見表 37 。 車床主軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及徑向孔鉆用夾具設(shè)計(jì) 9 零件圖樣工藝審查 車床主軸是非常重要的一個(gè)零件，車床主軸可以分為外圓表面的加工，徑向孔的 加工以及主軸錐孔的加工。另外錐孔的徑向跳動(dòng)公差為 。零 件加工表面形狀規(guī)則加工并不困難，但加工要求較高的需精細(xì)加工。 選擇毛坯 徑向孔鉆用夾具 是車床上用來 的夾緊 裝置，要求抗震性好，剛度高，又輪廓尺寸大，形狀復(fù)雜，又屬于大量生產(chǎn)，故該零件的材料可選 HT150，采用鑄造，用金屬模造型。 工藝過程設(shè)計(jì) 在確定零件加工的工藝規(guī)程過程中，選擇正確的粗、精基準(zhǔn)是非常重要的。 定位基準(zhǔn)的選擇 (1) 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇原則： ①．如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。 車床主軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及徑向孔鉆用夾具設(shè)計(jì) 10 ②．如果必須保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 ④．選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)該平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 根據(jù)以上原則，選φ 75 內(nèi)孔和一側(cè)面為粗基準(zhǔn)。 ②．當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡量可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 ⑤．有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。加工其余孔采用專用夾具。 零件表面加工方法的選擇 本零件的加工表面有：平面，內(nèi)孔，端面，深孔等。零件加工表面、形位精度要求和加工方法如下： 1)． 299179。 2)． 12179。 3)．φ 102 圓柱的端面，表面粗糙度為 ，為了減少拆裝時(shí)間，以及該零件是非車床主軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及徑向孔鉆用夾具設(shè)計(jì) 11 對(duì)稱件，旋轉(zhuǎn)會(huì)不平衡，選用刨加工。 245 平面的平行度為 ，圓柱度為 ，表面粗糙度為 ，由于事先鑄造出的孔為φ ，用擴(kuò)就可以達(dá)到要求。 6)．φ 10 直孔，精度為 IT9 級(jí)，表面粗糙度為 ，采用鉆、鉸。 8)．鉆φ 12 直孔，精度為 IT7 級(jí)，表面粗糙度為 ，采用鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸。 10)．鉆φ 40 直孔，其深度為 102mm，精度為 IT7 級(jí)，表面粗糙度為 ，采用鉆、車刀鏜、擴(kuò)、粗鉸、精鉸。 245 平面， 12179。因此它們先加工出來。 制定工藝路線 工藝路線的擬定是工藝規(guī)程制訂過程中的關(guān)鍵階段，是工藝制訂的總體設(shè)計(jì)。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，所以盡量使用通用機(jī)床及專用夾具，量具，并考慮工序集中 。 40 鉆中心孔 50 以 法蘭外圓和小端中心孔實(shí)現(xiàn)不完全定位，粗車各外圓。 40 2）以法蘭外圓定位 φ 80 表面搭中心架，車各沉割孔及斜槽，倒角 130 以法蘭外圓定位 φ 80 表面搭中心架，擴(kuò)φ 48 通孔，徑向跳動(dòng)大于 140 熱處理：按圖中φ 90 進(jìn)行淬火硬度 HRC52，大端錐孔淬火硬度 HRC48 150 1）小端外圓定位φ 90 表面搭中心架 ，精車 A、 B 1： 12錐面 2）以法蘭外圓定位 φ 80 表面搭中心架，車小端 1： 20錐孔，精車端面，內(nèi)外倒角 160 用錐套心軸夾持，找正φ 80、φ 90 外圓，徑向跳動(dòng)不大余 ，半精磨各外圓（留磨量 ～ ） A、 B 1：12 錐面 車床主軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及徑向孔鉆用夾具設(shè)計(jì) 13 170 1）以 φ 80 定位， 銑鍵槽 12179。 、 M100179。 螺紋 200 用錐套心軸夾持工件，找正 φ 90、φ 80 外圓，徑向跳動(dòng)不大于 ，精磨各外圓， 1： 12 錐面 210 以找正 φ 90、φ 80外圓 ，徑向跳動(dòng)不大于 ， φ7φ 100 以及φ 7軸肩 不 完全定位，精 磨大端錐孔 220 以 φ 80、φ 100外圓、法蘭端面以及其端面的一個(gè)工藝孔定位，鉆法蘭均布的六個(gè) 6φ 20徑向孔 230 終檢 方案二： 工序序號(hào) 工序內(nèi)容 10 鍛造 20 正火 30 鋸小端，保證總長(zhǎng) 871177。60 1）用三爪夾小端外圓定位φ 90 表面搭中心架，粗車 B、 A 面，法蘭外圓，φ 圓錐面，法蘭前端面，大頭端面 車床主軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及徑向孔鉆用夾具設(shè)計(jì) 14 2）以法蘭外圓定位粗車法蘭后端面，半精車φ 90 外圓，車小頭端面（保留中心部分，不大余 20） 70 用三爪夾小端外圓定位φ 90表面搭中心架，鉆φ 46導(dǎo)向孔 80 用三爪夾小端外圓定位φ 90表面搭中心架，鉆φ 46通孔 90 以法蘭外圓定位φ 80 表面搭中心架，擴(kuò)φ 48 通孔，徑向跳動(dòng)大于 100 調(diào)質(zhì)處理 230～ 250 110 以法蘭外圓定位φ 80 表面搭中心架，車小端端面（光出即可），孔口倒角 120 以法蘭外 圓，小端孔口定位，半精車各外圓， A、 B1： 12錐面，留磨亮 ～ ，螺紋外徑留磨量 ～ 130 1）用三爪夾小端外圓定位φ 90 表面搭中心架，半精車法蘭及其端面，大頭端面，半精車大頭錐孔，車內(nèi)環(huán)槽φ56179。 30 2）以φ 90 定位，銑花鍵 160 以法蘭外圓，小端孔口定位，找正φ 90、φ 80外圓，徑向跳 動(dòng)不大于 ，精車 M70179。 ， M115179。在經(jīng)濟(jì)加工的情況下，刨平面粗刨表面粗糙度能達(dá)到 Ra5～ Ra20，半精刨表面粗糙度能達(dá)到 ～ Ra10，精刨表面粗糙度能達(dá)到 ～ Ra5，因而可用刨來加工表面粗糙度為 。但銑平面在加工經(jīng)濟(jì)方面不如刨，且大平面加工常常用刨來完成。 245mm 平面時(shí)選用刨加工，為了加工的方便，加工 179。所以選方案 二 。因此，方案二是最佳方案。 根據(jù)上述 原始資料及加工工藝，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： 1） φ 80H5 內(nèi)孔 擴(kuò)孔直徑方向的加工余量 2z=，毛坯尺寸為φ 長(zhǎng)度方向的加工余量，粗刨時(shí) z=，半精刨時(shí)為 1mm，精刨時(shí)為 。 25mm。內(nèi)孔硬質(zhì)合金車刀 09R0808 b179。 l=8179。 125 量具的選擇 查查參考文獻(xiàn) [11]表 ，孔 d≤ 50 選椎柄圓柱塞規(guī)， d＞ 50 選三牙鎖緊式塞規(guī)，平面測(cè)量選游標(biāo)卡尺。 3 φ 76 M74179。 3 φ 106 φ 100 3 φ 106 φ φ 111 φ φ 200 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、形狀復(fù)雜系數(shù)、分模線形狀種類及鍛件精度等級(jí)從有關(guān)表中查得。 表 （模鍛件）允許公差 單位 （ mm） 鍛件尺寸 偏差值 根據(jù) 875 875?? 表 — 13[1] 36 36 ?? φ 85 φ 85?? 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 50 為粗車各外圓，其切削用量和基本公式計(jì)算如下： 工件材料； 45鋼正火，σ b=,模鍛 加工要求：粗車 M70、 M7φ 7φ 80、 B 外圓面、φ 8φ 90、φ 100、 A 外圓面、M11φ 外圓。 25,kr=45176。α o=12176。本工步加工余量為 3mm只需粗加工即可，故一次走刀α p=3mm。 3）確定刀具壽命 刀具為刀桿截面 25179。查文獻(xiàn) [4]表 2712可知其壽命 T=60min。 kmv179。 kfv 根據(jù)公式： V=vyxpm v kfT C vv?= 242 ??179。 179。 =111m/min 車床主軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及徑向孔鉆用夾具設(shè)計(jì) 25 所以 n=dv?1000= 1111000??=467r/min 根據(jù)機(jī)床選取 nw=600r/min 實(shí)際切削速度 V =1000wdn?=10 00 60 ??=5）校驗(yàn)機(jī)床功率 查文獻(xiàn) [4]表 3714，查 CFz=2795 XFz= YFz= CFy=1950 XFy= ZFy= YFy= CFx=2880 XFx= ZFx= YFx= kF = 得 : 主切削力 FZ= FZYXpFz kvfaC FzFzFz =2795?2???=1322N 徑向切削力 FY= FZYXpFy kvfaC FyFyFy