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0 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：連桿零件加工工藝及專用鉆床夾 具設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)中心： 年級(jí)專業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講 師 導(dǎo)師單位： 論文完成時(shí)間： 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 發(fā)給學(xué)員 邢幫志 1設(shè)計(jì)(論文)題目：連桿零件加工工藝及專用鉆床夾具設(shè)計(jì) 2學(xué)生完成設(shè)計(jì)(論文)期限： 2009 年 2 月 20 日至 2009 年 5 月 10 日 3設(shè)計(jì)(論文) 課題要求： 1、主題鮮明，內(nèi)容豐富，積極圍繞主題進(jìn)行闡述，SMT 技術(shù)在當(dāng)今電子產(chǎn)品生產(chǎn)更新 的革命中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。 2、邏輯性思維強(qiáng)，內(nèi)容理論聯(lián)系實(shí)際，涉及他人觀點(diǎn)，對(duì)本設(shè)計(jì)有全面的論證。 4實(shí)驗(yàn)（上機(jī)、調(diào)研）部分要求內(nèi)容：1、在學(xué)校規(guī)定的時(shí)間，利用所學(xué)的電路設(shè)計(jì) 軟件(PROTEL 99SE、EDA 等)，去設(shè)計(jì)圖形。 2、在貼片元件貼裝實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)手操作了貼片元件的焊接，對(duì)焊接工藝質(zhì)量的檢測(cè)等。 5文獻(xiàn)查閱要求：1、到網(wǎng)上或圖書管查閱相關(guān)資料作為參照，不得抄襲。 2、參考文獻(xiàn)反映畢業(yè)設(shè)計(jì)的取材來源、材料的廣博程度和材料的可靠程度。要有自己 明確的思路，疑惑之處向指導(dǎo)老師詢問、探討。 6發(fā) 出 日 期： 2009 年 2 月 20 日 7學(xué)員完成日期： 2009 年 2 月 27 日 指導(dǎo)教師簽名： 學(xué) 生 簽 名： 2 摘 要 本設(shè)計(jì)是關(guān)于連桿零件的加工工藝規(guī)程和專用夾具的設(shè)計(jì)，以介紹設(shè)計(jì)方法為宗 旨，著重實(shí)力，力圖做到內(nèi)容完整、詳實(shí)。這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與 裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，鞏 固了所學(xué)知識(shí)的作用。首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，工件機(jī)械加工工藝規(guī) 程的制定是至關(guān)重要的。設(shè)計(jì)零件的工藝規(guī)程以及對(duì)典型夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與精度分 析；通過本課程的設(shè)計(jì)使學(xué)生具有一定的設(shè)計(jì)專用夾具的能力和分析生產(chǎn)中與夾具有 關(guān)的技術(shù)問題的能力。 本書共有兩章，第一章為機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的基本要求、內(nèi)容、方法和步驟； 第二章詳細(xì)的論序了對(duì)專用機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟以及簡(jiǎn)要的說明夾具體的 設(shè)計(jì)要求和步驟。夾具是機(jī)械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機(jī)床夾具、焊接夾具、 裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè) 計(jì)，因?yàn)闄C(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識(shí)講的，并沒有親自設(shè)計(jì)過， 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。 關(guān)鍵詞： 專用鉆床夾具， 工藝規(guī)程， 切削用量， 加工余量 3 目 錄 第 1 章 引 言 1 第 2 章 連桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制 2 2.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 2 2.2 零件的分析 3 2.3 選擇毛坯及毛坯制造方法 3 2.4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.4.1 定位基面的選擇 4 2.4.2 連桿零件表面加工方法的選擇 5 2.4.3 制定工藝路線 5 2.4.4 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 6 2.5 加工工序設(shè)計(jì)、工序尺寸及切削用量的計(jì)算 6 2.6 時(shí)間定額計(jì)算 9 第 3 章 連桿零件的夾具設(shè)計(jì) 11 3.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟 11 3.1.1 對(duì)專用夾具的基本要求 11 3.1.2 專用夾具設(shè)計(jì)步驟 11 3.2 連桿零件的鉆床夾具設(shè)計(jì) 12 3.2.1 零件本工序的加工要求分析 12 3.2.2 確定夾具類型 13 3.3 擬訂定位方案和選擇定位元件 13 3.4 繪制夾具總裝圖 14 第 4 章 總 結(jié) 16 參考文獻(xiàn) 17 致 謝 18 0 第 1 章 引 言 工作對(duì)于每一位即將畢業(yè)的畢業(yè)生來說都是非常重要的，它對(duì)我們以后走上工作 崗位很有幫助。對(duì)于我們機(jī)電專業(yè)來說，在以后的工作中經(jīng)常要做關(guān)于夾具的設(shè)計(jì)工 作，在這里，我以連桿零件為例，對(duì)它的工藝過程和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)可以 把以前所學(xué)的知識(shí)加以綜合運(yùn)用，起到鞏固學(xué)到的知識(shí)的作用，從而提高分析，解決 問題的能力。因此，認(rèn)真的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)是很有必要的。機(jī)械制造工藝規(guī)程的制定需 選擇機(jī)械加工余量，機(jī)械加工余量的大小，不僅影響機(jī)械零件的毛坯尺寸，而且也影 響工藝裝備的尺寸，設(shè)備的調(diào)整，材料的消耗，切削用量的選擇，加工工時(shí)的多少。 因此，正確的確定機(jī)械加工余量，對(duì)于節(jié)約金屬材料，降低刀具損耗，減少工時(shí)，從 而降低產(chǎn)品制造成本，保證加工質(zhì)量具有十分重要的意義。在這次設(shè)計(jì)過程中，廣泛 的收集各種資料及標(biāo)準(zhǔn)，課程設(shè)計(jì)中另一個(gè)重要的設(shè)計(jì)為專用夾具的設(shè)計(jì)。專用夾具 的設(shè)計(jì)是為了特殊加工工序的技術(shù)要求的加工。夾具是機(jī)械制造廠使用的一種工藝裝 備,分為機(jī)床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾 工件的工藝裝備，稱機(jī)床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口 虎鉗等。 1 第 2 章 連桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制 2.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工 序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算。 N=Qn（1+a%） （1+b%） 根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型。 圖 2-1，為某產(chǎn)品上的一個(gè)連桿零件。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 5000 臺(tái)。設(shè)其備品率為 25%， 機(jī)械加工廢品率為 0.2%，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為 1 件，現(xiàn)制定該連桿零件的機(jī)械 加工工藝規(guī)程。 圖 2-1 連桿零件工件 N=Qn（1+a%） （1+b%） =5000*1*（1+25%） （1+0.2% ） =6262.5 件/年 連桿零件的年產(chǎn)量為 6262.5 件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)生產(chǎn)類型與生 產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻(xiàn) ，確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 大量生產(chǎn)的工藝特征： 零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處，采用分組裝配法和調(diào) 整法。 2 1.毛坯的制造方法和加工余：廣泛采用金屬模機(jī)器造型，鑄或其他商效方法。毛 坯精度高，加工余量小。 2.機(jī)床設(shè)備及其布置形式：廣泛采用商效專用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床，按流水線和自動(dòng) 排列設(shè)備。 3.工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復(fù)合刀具，專用量具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置，靠調(diào)整 法達(dá)到精度要求。 4.對(duì)工人的技術(shù)要求：對(duì)調(diào)整工的技術(shù)水平要求高，對(duì)操作工的技術(shù)水平要求較 低。 2.2 零件的分析 （1）加工表面的尺寸精度和形狀精度。 （2）主要加工表面之間的相互位置精度。 （3）加工表面的粗糙度及其他方面的表面質(zhì)量要求。 （4）熱處理及其他要求。 連桿零件的圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。但基準(zhǔn)孔 14H8mm 要求 Ra1.6m 比較高，需要絞孔。本零件的兩大小頭孔的加工并不困難。 根據(jù)零件的技術(shù)要求，其大小頭孔的兩中心的平行度要求比較高，達(dá) 0.08mm，因此 在加工時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)一夾具來保證兩孔中心的平行度要求。另外就是該零件的油槽加工， 分析該小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要鉆至溝槽之內(nèi)，即能使油路暢 通就行。再就是銑小頭孔上十字形通槽，需要設(shè)計(jì)一夾具來加工。 2.3 選擇毛坯及毛坯制造方法 (1) 根據(jù)零件用途確定毛坯類型。 (2)根據(jù)批量（生產(chǎn)綱領(lǐng)）確定毛坯制造方法。 (3)根據(jù)手冊(cè)查定表面加工余量及余量公差。 根據(jù)技術(shù)要求，零件材料為 ZG310570，即鑄造碳鋼。如表 2-1。按 GB/T5613 1995 規(guī)定，鑄鋼牌號(hào)用“鑄”和“鋼”兩字漢語拼音首位字母“ZG”后加工兩組數(shù)字 表示。 毛坯的制造方法： 根據(jù)毛坯的材料，生產(chǎn)類型，生產(chǎn)綱領(lǐng)及零件的復(fù)雜程度，毛坯可采用鑄成型。 零件并不復(fù)雜，因此毛坯可以與零件的形狀盡量接近。兩孔可不必鍛出，直接加 3 工。 通過查加工余量表，得兩端面的總加工余量為 3mm，毛坯尺寸可以通過加工余量 確定。 ZG310570 表示 s310MPa，B570MPa 的鑄鋼。鑄造碳鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 一般為 0.15%0.6%，其鑄造性能比鑄造鐵差，但力學(xué)性能比鑄造鐵好。主要用于制 造形狀復(fù)雜，力學(xué)性能要求高，而在工藝又很鍛壓等方法成形的比較重要的機(jī)械零件， 例如機(jī)車車輛的車銷和聯(lián)軸器等。鑄造碳鋼的牌號(hào)，化學(xué)成分，力學(xué)性能見表 2-1 。 表 2-1 鑄造碳鋼熱處理及機(jī)械性能 主要化學(xué)成分 W% 主要特性 用途舉例 C Si Mn P S 不大于 0.40 0.50 0.90 0.04 0.04 有較好強(qiáng)度、塑性、 焊接、性能尚好。 軌剛機(jī)架模 具、箱體、缸體 連桿、曲軸等。 正火或退火溫度 回火溫度 870890 620680 bN/mm sN/mm s% % kJ/cm 570 310 15 21 30 選擇毛坯鑄的主要依據(jù)：鑄可鍛造形狀復(fù)雜的毛坯，尺寸精度較高，尺寸偏差 0.1mm0.2mm，表面粗糙度 Ra 為 12.5m，毛坯的釬維組織好，強(qiáng)度高，生產(chǎn)率較高， 但需要專用鍛模及鍛錘設(shè)備。 大批量生產(chǎn)，適于鍛造碳素鋼，合金鋼。 鍛件加工表面直線度，平面度公差。 鑄件長(zhǎng)度為 160mm，熱處理為調(diào)質(zhì)時(shí)，直線度和平面度公差的普通級(jí)為 1.1mm， 精密度為 0.7mm。 2.4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.4.1 定位基面的選擇 定位基面的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工 作。基面選擇得正確、合理與否，將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。 在選擇定位基面時(shí)，需要同時(shí)考慮以下三個(gè)問題： （1）以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工精度，使整個(gè) 4 機(jī)械加工工藝過程順利地進(jìn)行。 （2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為粗基面。 （3）是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ?，需要采用統(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。 精基面的選擇：根據(jù)精基面的選擇原則，選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的 問題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。 2.4.2 連桿零件表面加工方法的選擇 零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙 度的要求，還須考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性方面的要求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的 特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，慎重決定。 本零件的加工面有：大小頭孔兩端面，小頭孔外圓，大小頭孔，十字形槽，大小 孔端槽及螺紋孔。 零件各表面加工順序的確定 機(jī)械加工順序安排 根 據(jù) 機(jī) 械 加 工 順 序 安 排 時(shí) 應(yīng) 遵 循 的 原 則 ， 考 慮 到 該 工 件 的 具 體 特 點(diǎn) ， 先 安 排 大 小 頭 孔 兩 端 面 的 加 工 ， 接 著 安 排 鉆 大 小 頭 兩 孔 ， 再 就 是 銑 十 字 型 通 槽 ， 再 鉆 大 頭 端 6mm、 8mm 的 孔 ， 攻 M8 的 螺 紋 ， 銑 大 頭 端 槽 ， 最 后 鉆 大 頭 端 5mm 的 油 孔 。 熱 處 理 工 序 的 安 排 由 于 毛 坯 為 鑄 件 ， 在 機(jī) 械 加 工 之 前 ， 首 先 安 排 正 火 處 理 ， 以 消 除 鍛 造 應(yīng) 力 ， 改 善 金 屬 組 織 ， 細(xì) 化 晶 粒 ， 改 善 切 削 性 能 。 輔 助 工 序 的 安 排 。 檢 驗(yàn) 工 序 ： 在 熱 處 理 工 序 后 安 排 中 間 檢 驗(yàn) 工 序 ， 最 后 安 排 終 結(jié) 檢 驗(yàn) 。 2.4.3 制定工藝路線 制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。 (1)選擇加工方法應(yīng)以零件加工表面的技術(shù)條件為依據(jù)，主要是加工面的尺寸精度、 形狀精度、表面粗糙度，并綜合考慮各個(gè)方面工藝因素的影響。一般是根據(jù)主要表面 的技術(shù)條件先確定終加工方法，接著再確定一系列準(zhǔn)備工序的加工方法，然后再確定 其他次要表面的加工方法。 (2)在各表面加工方法選定以后，就需進(jìn)一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大 致順序，以定位基準(zhǔn)面的加工為主線，妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。 5 (3)排加工路線圖表。 當(dāng)生產(chǎn)批量不同時(shí)零件的工藝路線也會(huì)有較大的差別，先在列出連桿零件大量生 產(chǎn)時(shí)的工藝路線。 2.4.4 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 (1)根據(jù)零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素，合理確定機(jī)床種類及規(guī)格。 (2)根據(jù)質(zhì)量、效率和經(jīng)濟(jì)性選擇夾具種類和數(shù)量。 (3)根據(jù)工件材料和切削用量以及生產(chǎn)率的要求，選擇刀具，應(yīng)注意盡量選擇標(biāo)準(zhǔn) 刀具。 (4)根據(jù)批量及加工精度選擇量具。 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輻以少量專用機(jī)床的 流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 2.5 加工工序設(shè)計(jì)、工序尺寸及切削用量的計(jì)算 （1）用查表法確定工序余量。 （2）當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，工序尺寸及其公差的確定應(yīng)首先明確工序的加工精度。 （3）當(dāng)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)的工序尺寸及其公差應(yīng)由解算工藝尺寸鏈獲得。 （4）確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的 工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸只 與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。 單件小批生產(chǎn)時(shí)，一般可由操作工人自定，大批生產(chǎn)條件下，工藝規(guī)程必須給定 切削用量的詳細(xì)數(shù)值，選擇的原則是確保質(zhì)量的前提下具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性， 具有選用可參考各類工藝人員手冊(cè)。 工序 10 粗銑及半精銑大小頭孔兩端面 查有關(guān)手冊(cè)平面加工余量表，得半精加工余量 Z 為 1 mm，已知端面總余量 Z 總為 3 mm，故粗加工余量 Z 粗=（3-1）mm=2 mm。 如表 2-2 所示，半精銑右端面以左端面定位，工序尺寸為： 表 2-2 鉆、擴(kuò)、大頭端 30H11 mm 的孔的加工余量表 加工表面 加工方法 余量 公差等級(jí) 工序尺寸 30H11 鉆孔 14.1 28.2 30H11 擴(kuò)孔 0.9（單邊） H11 30+0.13 參考 Z25140 機(jī)床技術(shù)參數(shù)表， 6 取鉆孔 30H11 mm 的進(jìn)給量取 f=0.4 mm/ r。 參考有關(guān)資料，得鉆孔 28.2 mm 的切削速度 Vc=0.445m/s=126.7m/min。 由此可算出轉(zhuǎn)速為： n=1000v/d=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=300 r /min，則實(shí)際切削速度為： Vc=d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min 查有關(guān)資料得： Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N） M=9.81*0.021 dof0.8KM（NM） 所以 30 的 Ff 和 M 如下： Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N M=9.81*0.021*28.2*0.40.8*1 NM=78.71NM 擴(kuò) 30H11 mm 的孔，參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量取 f=0.4 mm/ r。 參考有關(guān)資料 擴(kuò)孔切削速度為鉆孔時(shí)的 1/21/3，故取擴(kuò)孔時(shí)=1/2*26.56 m/min =13.28m/min。 由此可算出轉(zhuǎn)速為： n=1000v/d=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r / min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=400 r /min。 確定銑槽時(shí)的工序尺寸。粗銑就可達(dá)到零件圖樣的要求，則該工序尺寸：槽寬 4mm、8mm、深 12mm。其工序余量既等于總余量 12 mm。 鉆大頭端 12 mm 深 20 的孔及攻 M8 的螺紋：本工序用鉆孔就可以達(dá)到零件的 圖樣要求。 本工序的切削用量及其余次要工序設(shè)計(jì)略。 圖 2-3 半精銑右端面以左端面定位 X 小精=61-0.5mm, X 大精=23mm 7 則粗銑右端面工序尺寸 X 小精為 62mm,X 大精為 24mm。 查教材表 316 平面加工方法，得粗銑加工公差等級(jí)為 IT1113，取 IT11，其公 差 T 小精=0.13mm，T 大精=0.19mm，所以 X 小精=（620.065）mm, X 大精 =（240.095）mm，如表 2-3。 Z 小精=X 小精 min X 小精 max=（62 0.13）(61+0)mm=0.87mm Z 大精=X 大精 min X 大精 max=（24 0.19）23mm=0.81mm 故余量足夠。 查閱有關(guān)資料手冊(cè)，取粗銑的每齒進(jìn)給量 fz=0.2mm/z;半精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.05mm/z,粗銑走刀 1 次，ap =2mm;半精銑走刀 1 次，ap=1mm。 取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為 150r/min，取半精銑的主軸轉(zhuǎn)速為 300r/min，又前面已選定 銑刀直徑 D 為 50 mm，故相應(yīng)的切削速度分別為： 粗加工 Vc=Dn 粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min 半精工 Vc=Dn 粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/min 表 2-3 加工端面的工步余量和工序尺寸及公差 加工表面 工序邊余量/mm 工序尺寸及公差/mm 表面粗糙度/um 小頭孔右端面 2 1 620.065 610.037 6.3 3.2 大頭孔右端面 2 1 240.095 230.026 6.3 3.2 小頭孔左端面 2 1 590.065 58-0.5 6.3 3.2 大頭孔左端面 2 1 210.095 200.026 6.3 3.2 工序 20：鉆、擴(kuò)、鉸 10 的孔到 14H8 14H8 的孔鉆、擴(kuò)、鉸余量參考有關(guān)資料手冊(cè) Z 擴(kuò)=0.9mm，Z 鉸=0.1 mm，由此可 推算出 Z 鉆=（14/2-0.9-0.1）=6 mm。 參考 Z25140 機(jī)床技術(shù)參數(shù)表，取鉆孔 14H8 的進(jìn)給量 f=0.3 mm/ r，參考有關(guān)資 料得鉆孔 12 的 v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出轉(zhuǎn)速為： n=1000v/d=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min 8 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=630 r /min，則實(shí)際切削速度為： Vc=d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min 擴(kuò)孔 13.8 mm，參考有關(guān)資料，并參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量，取 f=0.3 mm/ r， 參考有關(guān)資料，擴(kuò)孔切削速度為鉆孔是的 1/2-1/3，故取擴(kuò)孔時(shí)=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。 由此算出轉(zhuǎn)速為： n=1000v/d=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min。 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=300 r /min。 參考有關(guān)資料，取鉸孔的切削速度為 Vc=0.3 m/s=18 m/min。 由此算出轉(zhuǎn)速為： n=1000v/d=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min。 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取為 n=400 r /min。則實(shí)際切削速度為： Vc=d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min。 工序 30：鉆、擴(kuò)大頭端 30H11 mm 的孔。 30H11 mm 的孔，擴(kuò)余量參考有關(guān)手冊(cè)取 Z 擴(kuò)=0.9 mm。 由此可算出 Z 鉆=（30/2-0.9）=14.1 mm。 2.6 時(shí)間定額計(jì)算 1.計(jì)算工序 20 的時(shí)間定額 （1） 機(jī)動(dòng)時(shí)間。 參考有關(guān)資料，得鉆孔的計(jì)算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=D/2cotkr+（12） L2=14，鉆盲孔時(shí) l2=0。 對(duì)鉆 12 mm 的孔有： L1=D/2cotkr+（12）=12/2cot（118/2）+1.5 mm5.1mm L=40mm，取 l2=0 mm。 參考有關(guān)資料，得擴(kuò)孔的計(jì)算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=（D-d1）/2cotkr+（12） 擴(kuò)盲孔和鉸盲控時(shí) l2=0。 9 對(duì)擴(kuò)孔 13.8 mm 有： L1= （D-d1）/2cotkr+（12）=（13.8-12）/2cot60+1.5 mm2 mm L=40mm，取 l2=0 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得： Tj=（40+2+0）/0.3*300 min0.47min 對(duì)鉸孔 14 mm 有： L1= （D-d1）/2cotkr+（12）=（14-13.8）/2cot45+1.5 mm1.6 mm 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得： Tj=（40+1.6+0）/0.3*400 min0.35min （2） 總機(jī)動(dòng)時(shí)間 Tj（既基本時(shí)間 tb）為： Tb=（0.24+0.47+0.35）=1.06 min。 2.計(jì)算工序 30 的時(shí)間定額 （1）機(jī)動(dòng)時(shí)間。 參考有關(guān)資料得鉆孔的計(jì)算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=D/2cotkr+（12） L2=14，鉆盲孔時(shí) l2=0。 對(duì)鉆 28.2 mm 的孔有： L1=D/2cotkr+（12）=28.2/2cot（118/2）+1.5 mm9.96mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得： Tj=（21.5+9.96+3）/0.4*300 min0.29min 參考有關(guān)資料，得擴(kuò)孔的計(jì)算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=（D-d1）/2cotkr+（12） 擴(kuò)盲孔時(shí) l2=0。 對(duì)擴(kuò)孔 30 mm 有： L1= （D-d1）/2cotkr+（12）=（30-28.2）/2cot60+1.5 mm2 mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得： 10 Tj=（21.5+2+3）/0.4*140 min0.47min （2）總機(jī)動(dòng)時(shí)間 Tj（既基本時(shí)間 tb）為：Tb=（0.29+0.47）=0.76 min。 第 3 章 連桿零件的夾具設(shè)計(jì) 3.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟 3.1.1 對(duì)專用夾具的基本要求 1.保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要 的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2.提高生產(chǎn)效率 應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提 高生產(chǎn)效率。 3.工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。 4.使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 3.1.2 專用夾具設(shè)計(jì)步驟 1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料 夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序 圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所 用的機(jī)床、刀具、量具等。 2.擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖 確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。 1 確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。 2 確定對(duì)刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。 3 確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。 4 確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預(yù)定位裝置及吊裝元件 5 等。 11 確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。 6 繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。 1.進(jìn)行必要的分析計(jì)算 工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動(dòng)力裝置的夾具，需計(jì)算 夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。 2.審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì) 夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他 們的意見對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。 3.繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應(yīng)按國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用 1：1。主視圖按夾具 面對(duì)操作者的方向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、個(gè)種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表 達(dá)清楚。 3.2 連桿零件的鉆床夾具設(shè)計(jì) 如圖 3-1 所示為連桿類零件 圖 3-1 連桿工件圖 3.2.1 零件本工序的加工要求分析 鉆 12 孔和鉆 7 螺紋底孔； 鉆 12 孔，其深為 20；再用 7 鉆通，攻為 M8； 鉆出的 12 孔和 7 螺紋底孔的總長(zhǎng)度為 40mm。 本工序前已加工的表面如下： 12 同時(shí)銑大小一端面（兩工件一起加工） ； 1 同時(shí)銑大小一端面（兩工件一起加工） ； 2 鉆，鉸 30H11 孔并倒角； 3 鉆，鉸 14H8 孔并倒角。 4 本工序使用機(jī)床為 Z5125 立鉆；刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 3.2.2 確定夾具類型 本工序所加工兩孔（12 孔和 7 螺紋底孔） ，位于一條直線上，孔徑不大，工件 質(zhì)量較小，輪廓尺寸也不是很大，因此采用移動(dòng)式鉆模。 3.3 擬訂定位方案和選擇定位元件 定位方案 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下。 以 30H11 的大頭端孔及 14H8 的小頭端孔作為定位基準(zhǔn)。再選 30H11 的大 頭端孔左端面為定位基準(zhǔn)，限制工件的 6 個(gè)自由度，如圖所示： 如圖所示：用小頭端孔作定位基準(zhǔn)，用心軸定位限制 x、y、x、y。 用大頭端孔作定位基準(zhǔn)，用螺紋心軸定位，限制 z。 用大頭端左端面作為定位基準(zhǔn)，限制了 z。 以大頭端 30H11 的孔及小頭端 14H8 的孔作為定位基準(zhǔn)，再選大小頭端左端 2 面作為定位基準(zhǔn)。也限制了工件的 6 個(gè)自由度。如圖 3-2 所示： 圖 3-2 兩種定位方案 如圖所示： 13 以大頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了 z 轉(zhuǎn)動(dòng)； 以小頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了 x 的移動(dòng)和 y 的移動(dòng)及 x 的轉(zhuǎn)動(dòng)和 y 的轉(zhuǎn)動(dòng)。 以大、小頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了 z 移動(dòng)。 方案此定位方案有效制了工件的 6 個(gè)自由度，且定位合理。 方案此定位方案有效制了工件的 6 個(gè)自由度，但定位元件比較浪費(fèi)，且有過定 位現(xiàn)象。 因此，從以上的分析比較，采用方案比較經(jīng)濟(jì)合理，且又能保證要求。 選擇定位元件 根據(jù)定位方式，選用帶臺(tái)階的心軸安裝在工件部分為小頭端，14H8 的孔選用螺 紋心軸安裝在工件部分為大頭端 30H11 的孔。選擇可調(diào)支承釘。 定位誤差計(jì)算 加工 12 孔時(shí) 30H11 孔的最大間隙的定位誤差的計(jì)算。 由于零件是一面兩銷定位，由于孔與心軸存在最大配合間隙，因此在 鉆 12 孔時(shí)會(huì)產(chǎn)生直線位移誤差。 計(jì)算如下： 經(jīng)表查得：30H11 孔的上下偏差分別為+0.13，0； 29.96h6 軸的上下偏差分別為 0，-0.013。 D= B+ Y = d1+ D1+X1min =X1max =30.13-29.947 =0.1831/3 K 加工 7 的螺紋底孔與加工 12 孔在一條直線上，因此 7 的螺紋底孔的定位誤 差的計(jì)算與 12 孔定位誤差的計(jì)算相同。 由于加工要求不高，其他精度可以不必計(jì)算。 3.4 繪制夾具總裝圖 （1）對(duì) 12 孔，鉆套采用可換鉆套。當(dāng)工件為單一鉆孔工步，大批量生產(chǎn)時(shí)，為便 于更換磨損的鉆套，選用可換鉆套。鉆套與襯套（GB/T6623-91）之間采用 F7/K6 或 F7/m6 配合，襯套與鉆摸板之間采用 H7/n6 配合。當(dāng)鉆摸磨損后，可卸下螺釘 （GB/T2268-91） ，更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)及退刀時(shí)脫落。 14 鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑 12 mm，外徑 18 mm；襯套內(nèi)徑 18 mm，外徑 2 034.16012. 034.16 6 mm；鉆套端面至加工面的距離取 12。028.15 麻花鉆選用 11.8 。027._ （2）對(duì) 7 的螺紋底孔。鉆套采用可換鉆套。 麻花鉆選用 6.8 。027. 各引導(dǎo)元件至定位元件間的位置尺寸分別為（150.03）和（180.05）， 各鉆套軸線對(duì)基面達(dá)到直線允差為 0.02。 15 第 4 章 總 結(jié) 在這次設(shè)計(jì)過程中，使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知 識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。 這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材 料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識(shí) 的作用。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就 可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工 工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)，因?yàn)闄C(jī)床夾具的 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識(shí)講的，并沒有親自設(shè)計(jì)過，因此，在開始的設(shè) 計(jì)過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計(jì)， 畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)資料，終于將它設(shè)計(jì)了出來，我感到很高興，因 為在這之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識(shí)，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系 實(shí)際。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多知識(shí)，有一點(diǎn)更是重要，就是我能作為一個(gè)設(shè) 計(jì)人員，設(shè)計(jì)一個(gè)零件，也因此，我了解了設(shè)計(jì)人員的思想，每一個(gè)零件，每件產(chǎn)品 都是先設(shè)計(jì)出來，再加工的，因此，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)的過程中一點(diǎn)不能馬 虎，每個(gè)步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。 。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對(duì)我來說有所收獲也存在著不足之處。 收獲： （1）能把以前所學(xué)的各種知識(shí)，綜合的運(yùn)用的這次設(shè)計(jì)中，鞏固了所學(xué)的知識(shí)。 （2）學(xué)會(huì)了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊(cè)。 （3）學(xué)會(huì)了，分析問題，解決問題的能力。 不足之處： （1）有些步驟，問題解決的方法不是很好，需在以后的學(xué)習(xí)、實(shí)踐中進(jìn)一步改進(jìn)。 （2）有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設(shè)計(jì)不是很精確，需在 以后的實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)。 綜上所述：這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我以后的工作起了很大的幫助，我認(rèn)識(shí)到，無論是 工作還是學(xué)習(xí)都必須做到認(rèn)真、謹(jǐn)慎，時(shí)時(shí)處處細(xì)心。 16 參考文獻(xiàn) 1 顧崇衍.機(jī)械制造工藝學(xué).陜西.科技技術(shù)出版社.1981 年 2 倪森壽.機(jī)械制造工藝與裝備.化學(xué)工業(yè)出版社.2001 年 3 張進(jìn)生.機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1994 年 4 姜敏鳳.工程材料及熱成型工藝.北京.高等教育出版社.2003 年 5 機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè).北京.機(jī)械工 業(yè)出版社.1989 年 6 胡家秀.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1999 年 7 肖繼德.陳寧平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).第二版.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1997 年 8 倪森壽.機(jī)械制造工藝與裝備習(xí)題集和課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.化學(xué)工業(yè)出版社.2001 年 9 劉越.機(jī)械制造技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社.2001 年 10 趙如福.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè).第三版.上海.上海科技技術(shù)出版社.1981 年 11 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心和幫助。在此，向曾經(jīng)幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多 少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝 敬禮！ 18 中國(guó)石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語 指導(dǎo)教師 ： 譚彥立 職稱： 講 師 工作單位： 重慶信息工程專修學(xué)院 學(xué) 員： 高二山 年級(jí)專業(yè)層次 0509 機(jī)械自動(dòng)化 高起本 評(píng)語： 該同學(xué)從下達(dá)任務(wù)開始時(shí)就非常認(rèn)真的查找準(zhǔn)備資料，態(tài)度非常端 正。 該文結(jié)構(gòu)完整，語言比較流暢，各部分符合畢業(yè)論文的寫作規(guī)范。 該文不但選題具有較為重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值，而且論文的結(jié)論有一 定的創(chuàng)新性，是一偏難得的好論文。 指導(dǎo)教師簽名： 手寫 2009 年 5 月 25 日