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第1章 連桿蓋銑削2端面夾具設計 1.1設計要求 為了提高勞動生產，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。下面即為連桿蓋銑削2端面的專用夾具，本夾具將用于臥式雙面銑床BU-166。 本夾具無嚴格的技術要求，因此，應主要考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。 1.2夾具設計 1.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。 由零件圖可知：定位、夾緊方案有： 方案：選底平面和側面V型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋機構壓板來夾緊。 通過比較分析滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇外圓和側面支撐釘來定位，從而保證其尺寸公差要求。 為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。 1.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數： 由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式： 有： 根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值，即： 安全系數K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 夾緊力的確定 夾緊力方向的確定 夾緊力應朝向主要的定位基面。 夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。 (1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。 b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。 c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。 (3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。 估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。 估算的步驟： a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.實際需要的夾緊力FJ需，應考慮安全系數，FJ需=KFJ理。 c.校核夾緊機構的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。 夾具的夾緊裝置和定位裝置[1] [2] 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。 螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構的特點： （1）結構簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 查參考文獻[5]1～2～26可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖1.1 移動壓板受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 該夾具采用螺旋夾緊機構， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 1.3定位誤差的分析 為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻[5]可得： ⑴定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 1.4夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，固定V型塊定位兩個自由度，V型塊活動定位最后一個轉動自由度 6 機械加工工藝過程卡片 產 品 代 號 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號 連桿蓋 材料 45 毛 坯 種 類 鍛件 毛 坯 尺 寸 每一毛坯可制零件數 1 序號 名稱 工序內容 設備 夾輔具名稱 刀具名稱規(guī)格 量具名稱及規(guī)格 01 備料 鍛造 02 熱處理 調質處理HB228～269 03 銑 粗銑、精銑結合面 立式銑床 專用夾具 端面銑刀 游標卡尺 04 銑 粗銑、半精銑、精銑Φ61.5孔兩端面，保證尺寸36 立式銑床 專用夾具 端面銑刀 游標卡尺 05 銑 銑寬6的兩端面保證尺寸890.25 立式銑床 專用夾具 立銑刀 游標卡尺 06 銑 銑寬23兩端面 臥式銑床 專用夾具 圓弧盤銑刀 游標卡尺 07 銑 銑螺栓孔背面 立式銑床 專用夾具 立銑刀 游標卡尺 08 銑 銑寬5的槽 臥式銑床 專用夾具 三面刃銑刀 游標卡尺 09 鉆 與連桿裝配，鉆2-Φ10、擴兩螺栓Φ10.5孔深15 立式鉆床 專用夾具 麻花鉆、擴孔鉆 游標卡尺 10 鉗工 用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件 11 鏜 粗鏜、半精鏜、磨Φ61.5 坐標鏜床 專用夾具 鏜刀 千分尺 12 去毛刺 去毛刺 13 質檢 檢驗至圖紙要求 14 入庫 入庫 編制 學號 審查 共 張 第 張 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 連桿蓋工藝規(guī)程及其銑螺栓孔背面的工裝夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 - 3 - Abstract This design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge. Process design, process planning and connecting rod cap bolt hole on the back of the milling fixture design is including the parts processing process design and fixture three. In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later. Keywords : the process, procedure, cutting dosage, clamping, positioning, error. 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 1 第1章 緒論 2 1.1 引言 2 1.2 機械加工工藝規(guī)程的作用 2 1.3 研究方法及技術路線 3 1.4 課題背景及發(fā)展趨勢 4 第2章 工藝規(guī)程設計 5 2.1毛坯的制造形式 5 2.2零件分析 5 2.3 基面選擇 5 2.3.1 粗基準的選擇 5 2.3.2精基準的選擇 6 2.4制定工藝路線 6 2.5確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 7 2.6確定切削用量及基本工時 8 第3章 連桿蓋專用夾具設計 19 3.1問題的提出 19 3.2定位基準的選擇 19 3.3切削力和夾緊力的計算 19 3.4定位誤差分析 20 3.5定位鍵與對刀裝置的設計 21 3.6夾具設計及操作簡要說明 23 結論 24 參考文獻 25 致 謝 26 第一章 緒論 1．1引言 制造技術的重要性是不言而喻的，它與當今的社會發(fā)展密切相關。現代制造技術是當前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經濟的今天，它更占有十分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單的機械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車等農用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造技術的范圍，規(guī)模的不斷擴大，技術水平的不斷提高，向文化，藝術，工業(yè)發(fā)展，出現了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術。到了資本主義和社會主義社會，出現了大工業(yè)生產，使得人類的物質生活和文明有了很大的提高，對精神和物質有了更高的要求，科學技術有了更快更新的發(fā)展，從而與制造工藝的關系更為密切。蒸汽機的制造技術的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產，內燃機制造技術的出現和發(fā)展形成了現代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機制造技術促進了現代噴氣客機和超音速飛機的發(fā)展，集成電路制造技術的進步左右了現代計算機的水平，納米技術的出現開創(chuàng)了微創(chuàng)機械的先河，因此，人類的活動與制造密切相關，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機，人造飛機，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術的出現，使人類活動走出了地球，走向太空 。 1．2機械加工工藝規(guī)程的作用 機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。 制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產效率，技術先進，經濟效益高，勞動條件良好。 制訂工藝規(guī)程的程序： 1、 計算生產綱領，確定生產類型 2、 分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查 3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度 4、 制訂工藝路線 5、 進行工序設計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。） 1．3研究方法及技術路線 1. 深入生產實踐調查研究 在深入生產實踐調查研究中，應當掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文件，生產綱領，制造與使用夾具情況等。 2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序 計算生產綱領，確定生產類型，分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查，確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選擇的定位基準，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設備等），進行工序設計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝備，計算時間定額等），確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。 3. 確定工件的夾緊方式和設計夾緊機構 夾緊力的作用點和方向應符合夾緊原則。進行夾緊力的分析和計算，以確定加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。 4. 確定夾具其他部分的結構形式 如分度裝置，對刀元件和夾具體等 5. 繪制夾具總裝配圖 在繪制總裝配圖時，盡量采用1：1比例，主視圖應選取面對操作者的工作位置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網紋線或粗實線畫出加工余量。工件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導向元件，夾緊機構，傳動裝置等順序， 畫出具體結構。 6. 標注各部分主要尺寸，公差配合，和技術要求 7. 標注零件編號及編制零件明細表 在標注零件編號時。標準件可直接標出國家標準代號。明細表要注明夾具名稱，編號，序號，零件名稱及材料，數量等。 8. 繪制家具零件圖 拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。 1．4課題背景及發(fā)展趨勢 機床夾具是在切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，沖鋒發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此夾具在機械制造中占有重要的地位。機床夾具的設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項技術措施。我們在設計中也應該注意一些重要方法，我們必須深入生產實踐調查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙——詳細閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術要求，該件在機械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件——了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準面的選擇狀況，可用的機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3）生產綱領——夾具的結構形式應與工件批量大小相適應，做到經濟合理。（4）制造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設計，我也要了解并注意設計夾具出現的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準確，定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精度，主要是定為基準是否與工序基準重合，定位基準的形式和精度，定位元件的形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關。這些因素所造成的誤差，可以通過數學計算求得。在采取提高定位精度的措施時，要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機床上的定位精度，和刀具在夾具上的導向精度也不應忽視。夾具在機床上的定位精度，主要與定位元件表面與機床配合處的位置精度。夾具與機床連接處的配合間隙等因素有關。因此，提高夾具制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。如果定位精度要求很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應采用調整法或就地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準確位置，或在夾具安裝后加工定位表面，使夾具在機床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導向精度通常利用導向元件或對刀元件來保證。因此影響刀具在夾具上的導向精度的因素有：導套中心到定位元件產生變形等。夾具中出現過定位時，可通過撤銷多余定位定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。 第2章 工藝規(guī)程設計 2．1毛坯的制造形式 零件材料為45，由于零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造成型，零件重0.335Kg，鍛造精度8級，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2. 2零件分析 要對該零件的平面、孔、和槽進行加工。具體加工要求如下： 結合面 粗糙度3.2 Φ61.5孔兩端面 粗糙度1.6 寬6的兩端面 粗糙度25 寬23兩端面 粗糙度25 螺栓孔背面 粗糙度3.2 寬5的槽 粗糙度12.5 Φ61.5孔 粗糙度0.8 2．3 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。 2.3.1 粗基準的選擇原則 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，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。 4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用R36外圓面及Φ61.5孔端面作為定位粗基準。 2．3．2精基準選擇的原則 選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。 精基準選擇應當滿足以下要求： 1） 用設計基準作為定位基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。 2） 當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現“基準統(tǒng)一”，以免生產基準轉換誤差。 3） 當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。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。 4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。 5） 有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。 由上及零件圖知，選用結合面、Φ61.5孔及其端面作為定位精基準。 2．4制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。 工序01：鍛造 工序02：調質處理HB228～269 工序03：粗銑、精銑結合面 工序04：粗銑、半精銑、精銑Φ61.5孔兩端面，保證尺寸36 工序05：銑寬6的兩端面保證尺寸890.25 工序06：銑寬23兩端面 工序07：銑螺栓孔背面 工序08：銑寬5的槽 工序09：與連桿裝配，鉆2-Φ10、擴兩螺栓Φ10.5孔深15 工序10：用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件 工序11：粗鏜、半精鏜、磨Φ61.5 工序12：去毛刺 工序13：檢驗至圖紙要求 工序14：入庫 2.5確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 1. 結合面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25得，鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm,鍛件尺寸公差為CT8級，粗糙度3.2，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，二步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.3mm 精銑 單邊余量Z=0.2mm 2. Φ61.5孔兩端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25得，鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm,鍛件尺寸公差為CT8級，粗糙度1.6，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步銑削即粗銑——半精銑——精銑方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.3mm 半精銑 單邊余量Z=0.1mm 精銑 單邊余量Z=0.1mm 3. 寬6的兩端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25得，鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm,鍛件尺寸公差為CT8級，粗糙度25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 4. 寬23兩端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25得，鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm,鍛件尺寸公差為CT8級，粗糙度25，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 5. 螺栓孔背面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25得，鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm,鍛件尺寸公差為CT8級，粗糙度12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。 6. 寬5的槽的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25得，鍛件的單邊加工余量Z=1.5mm,鍛件尺寸公差為CT8級，粗糙度12.5，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，一步銑削即可滿足其精度要求。 7. Φ61.5孔的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-25得，鍛件的單邊加工余量Z=1.75mm,鍛件尺寸公差為CT8級，粗糙度0.8，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，三步鏜削即粗鏜——半精鏜——磨方可滿足其精度要求。 粗鏜 單邊余量Z=1.5mm 半精鏜 單邊余量Z=0.2mm 磨 單邊余量Z=0.05mm 8. 其他不加工表面，鍛造即可滿足其精度要求。 2．6確定切削用量及基本工時 工序01：鍛造 工序02：調質處理HB228～269 工序03：粗銑、精銑結合面 工步一：粗銑結合面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝800r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 30.2s 工步二：精銑結合面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝800 當＝800r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 =29.4s 工序04：粗銑、半精銑、精銑Φ61.5孔兩端面，保證尺寸36 工步一：粗銑Φ61.5孔兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝800r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 47.5s 工步二：半精銑Φ61.5孔兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝800 當＝800r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 46.6s 工步三：精銑Φ61.5孔兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝800 當＝800r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 46.6s 工序05：銑寬6的兩端面保證尺寸890.25 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 =10.5s 工序06：銑寬23兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取圓弧盤銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 =5.3s 工序07：銑螺栓孔背面 1. 選擇刀具 刀具選取立銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 =27s 工序08：銑寬5的槽 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀 ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝500 當＝500r/min時 按機床標準選取 4） 計算工時 切削工時： ，，，則機動工時為 =5.8s 工序09：與連桿裝配，鉆2-Φ10、擴兩螺栓Φ10.5孔深15 工步一：鉆2-Φ10 1、加工條件 加工材料: 45，硬度HB228～269，鍛件。 工藝要求：孔徑d=10mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷卻。 機床：選用Z525立式鉆床和專用夾具。 2、選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭（如圖3所示），其直徑d=10mm 鉆頭幾何形狀為（根據《切削用量手冊》表2.1及表2.2）：標準鉆頭，，，后角，，橫刃長度，弧面長度。 3．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時，=0.25, 時，=30mm/min。 切削速度的修正系數為：，，，， 故=301.01.00.751.0m/min22.5m/min =r/mm717r/mm 根據Z525型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=700r/mm，=20mm/min。 4．計算基本工時 根據公式 式中，，l=24.5mm，入切量及超切量由《切削用量手冊》表2.29查出=8.5，計算得， L=（24.5+8.5）mm=33mm 故有： t==0.377min=22.6s 工步二：擴兩螺栓Φ10.5孔深15 利用鉆頭將孔擴大至，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 根據機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工序10：用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件 工序11：粗鏜、半精鏜、磨Φ61.5 工步一：粗鏜Φ58孔至Φ61 1) 切削深度 單邊余量為Z=1.5mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.15mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 465r/min 與465r/min相近的機床轉速為475r/min?，F選取=475r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=36mm; =1.5mm; =3mm; t==0.568min=34.1s 工步二：半精鏜Φ61孔至Φ61.4 1) 切削深度 單邊余量為Z=0.2mm 2) 進給量 根據《機械加工工藝手冊》取f=0.15mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機床主軸轉速　 ns== 462r/min 與462r/min相近的機床轉速為475r/min?，F選取=475r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=36mm; =0.2mm; =3mm; t==0.550min=33.0s 工步三：磨Φ61.4孔至Φ61.5 1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料 　　　　　　A46KV6P 35040127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350x40x127 2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度　　　?。?8m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度　　　　　＝0.0157mm/st 　 3)切削工時　　 　式中　D---被加工直徑　 b----加工寬度 　　　　Z--單邊加工余量 　　　　K---系數 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進給量 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進給量　 　　　?。?.068(min)=4.1s 工序12：去毛刺 工序13：檢驗至圖紙要求 工序14：入庫 第3章 連桿蓋的夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計工序07：銑螺栓孔背面的銑床夾具。 3.1：問題的提出 本夾具主要用于銑螺栓孔背面，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。 3.2：定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。此為第07道工序，我們選擇結合面、Φ61.5毛壞孔及其端面作為定位基準，夾緊則是由螺母、墊圈和心軸組成的夾緊機構來實現。 3.3 切削力及夾緊力計算 1、銑削力 機床： X52K型立式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。 安全系數 K= 其中：為基本安全系數1.5 為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1 為斷續(xù)切削系數1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 3.4定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。 根據零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據經驗公式，易知此結果符合。 3.5定位鍵與對刀裝置設計 定位鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。 根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據T形槽的寬度 a=12mm 定向鍵的結構尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數據表 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 12 -0.014 -0.045 20 8 3 10 3 12 +0.023 3 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是用來銑螺栓背面，所以選用直角對刀塊。直角對刀塊的結構和尺寸如圖所示： 圖 3.4 對刀塊圖 塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 3.6夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了由螺母、墊圈和心軸組成的夾緊機構夾緊工件。本工序為銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 總 結 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1， 鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8 2， 趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業(yè)出版社 1984，2 3， 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12 4， 李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12 5， 鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 2000 6， 黃茂林 主編 機械原理 重慶： 重慶大學出版社 2002，7 7， 丘宣懷 主編 機械設計 北京： 高等教育出版社 1997 8， 儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶： 重慶大學出版社 1997，12 9， 廖念釗 主編 互換性與技術測量 北京： 中國計量出版社 2000，1 10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，12 11，李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1983，4 12，陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1986，4 13， 機床夾具結構圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983，7 14，龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7 15，李益民 主編 機械制造工藝學習題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學出版社 1984, 7 16, 周永強等 主編 高等學校畢業(yè)設計指導 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,12 - 27 -