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設(shè) 計 說 明 書 彎頭連桿加工工藝及夾具設(shè)計 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 目 錄 序 言 .3 1 零件的分析 4 1.1 零件的作用 4 1.2 零件的工藝分析 4 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 5 2.1 確定毛坯的制造形式 5 2.2 基準的選擇 5 2.3 制定工藝路線 6 2.3.1 加工方法的選擇 6 2.3.2 加工順序的安排 6 2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 12 2.5 確定切削用量及功率的校核 14 3 夾具設(shè)計 20 3.1 問題的提出 20 3.2 夾具設(shè)計 20 3.3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 21 小結(jié) .22 參考文獻 .23 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械 裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提 供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)， 因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支 柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué) 技術(shù)水平的重要指標。 彎頭連桿零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、 機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件 在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具， 保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè) 計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論， 又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次 設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 1 零件的分析 本零件，假設(shè)年產(chǎn)量為 5000 件，每臺機器需要該零件 1 個，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 1 班。 該零件材料為 45，考慮到零件在工作時有很多的要求，所以選擇鑄造。依據(jù)設(shè)計要求 Q=5000 件/年，n=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和 0.25%代入公式得 該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Qn(1+α)（1+β)=7437.5 件/年 1.1 零件的作用 彎 頭 連 桿 的 作 用 是 將 活 塞 承 受 的 力 傳 給 曲 軸 ， 并 使 活 塞 的 往 復(fù) 運 動 轉(zhuǎn) 變 為 曲 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 運 動 ，是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞組上的燃 氣壓力轉(zhuǎn)給曲軸，所以連桿除上下運動外，還左右擺動做復(fù)雜的平面運動，連桿工作 時，主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，要求它應(yīng)有足夠的疲勞強度 和結(jié)構(gòu)剛度，同時由于連桿既是轉(zhuǎn)動零件，又是運動件不能單靠加大尺寸來提高其承 載能力，須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)備。 1.2 零件的工藝分析 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單，其主要加工的面有 φ112、φ50、φ36、的圓柱端面面，φ90、φ35、φ25 的內(nèi)孔表面，連桿的端面，連 桿的鍵槽，耳鉤的端面圖中所給的尺寸精度高，大部分是 IT6 級；粗糙度方面表現(xiàn)在 孔的端面和內(nèi)表面、φ90 內(nèi)孔表面為 Ra1.6um, φ112 圓柱的端面 Ra6.3um。φ35 的 孔的內(nèi)表面 Ra1.6um,φ50 圓柱面為 Ra6.3um、φ25 的內(nèi)孔表面為 Ra1.6um,φ36 圓柱 的端面為 Ra6.3um,耳鉤的兩端面為 Ra6.3um，其余為 Ra12.5um，要求不高；位置要求 較嚴格，表現(xiàn)在 φ90 孔的內(nèi)表面的圓柱度為 0.0085mm、φ25 內(nèi)孔圓柱表面對為 0.0085mm, φ35 孔內(nèi)表面的圓柱度為 0.0085mm 并相對于 φ90 的孔的內(nèi)表面 A 的平行 度為 0.02mm，熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到 226～271HBS，保持均勻。 通過分析該零 件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面清晰， 尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重 要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機械加工的難易，工序 數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當重要的位置，同樣毛坯的 加工余量的確定也是一個非常重要的問題。 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲 得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材 2、鍛造 3、鑄造 4、焊接 5、其 他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用鑄件或鍛件，但從經(jīng)濟方面著想，如用鑄件中的鑄 料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鍛 件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。 2.2 基準的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準， 這個是粗基準，該零件選用 φ112 內(nèi)圓孔表面面作為粗基準來加工 φ50、φ36 圓柱的 端面。以上選擇符合粗基準的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，在以后的 工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準，φ50、φ25 的孔為定位基準，這個基 準就是精基準。在選精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠， 為以后加工重要表面做好準備。 2.3 制定工藝路線 2.3.1 加工方法的選擇 市場經(jīng)濟的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同樣 的加工 方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和 經(jīng)濟性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機械加工資料和工人的經(jīng)驗來確定。由于方法 的多種多樣，工人在選擇時一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工 方案。 同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況，一般我們按加 工順序來闡述加工方案： 加工表面 表面粗糙度 公差/精度等級 加工方法 φ112 圓柱端面 Ra6.3 IT6 粗銑- -精銑 φ50 圓柱端面 Ra6.3 IT6 粗銑- -精銑 φ36 圓柱端面 Ra6.3 IT6 粗銑- -精銑 耳鉤的兩端平面 Ra6.3 IT6 粗銑- -精銑 連桿的兩端面 Ra12.5 自由公差 粗銑 φ90 圓柱孔 Ra1.6 IT6 精鏜孔 φ90 孔端口的導(dǎo)圓 Ra6.3 IT6 精銑 φ35 圓柱孔 Ra1.6 IT6 鉆孔-鉸孔 φ25 圓柱孔 Ra1.6 IT6 鉆孔-鉸孔 2.3.2 加工順序的安排 (1)工序的安排 1、加工階段的劃分 當零件的加工質(zhì)量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工 序逐步達到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程通常按工序性 質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 ①粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零 件成品，因此，主要目標是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量， 并為后續(xù)工序提供精基準，如加工 φ112、φ50、φ36、圓柱的端面，耳鉤兩端面平面， 連桿的兩端面，連桿的兩凹槽。 ②半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精 加工做好準備，如 φ112、φ50、φ36、外圓柱的端面，耳鉤的兩端平面等。 ③精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加 工余量，為主要表面的精加工做好準備，并可完成一些次要表面的加工。如 φ112、φ50、φ36、φ90、φ35、φ25、φ90 的導(dǎo)圓，耳鉤的兩端平面，如精度和表 面粗糙度要求，主要目標是全面保證加工質(zhì)量。 2、基面先行原則 該零件進行加工時，要將端面先加工，再以 φ112 下端面、內(nèi)孔圓柱面為基準來 加工，因為 φ112 下端面和 φ112 內(nèi)圓柱面為后續(xù)精基準表面加工而設(shè)定的，才能使 定位基準更準確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。 3、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時間內(nèi)將工件表面上 的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求， 若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精車，以此為精車做 準備。 4、先面后孔 對該零件應(yīng)該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過 的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高 孔的加工精度，所以對于彎頭連桿來講先加工 φ112 孔內(nèi)圓柱面，做為定位基準再來 加工其余各孔和其它端面。 （2）工序劃分的確定 工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工 序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時 間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機床。工序分散是將工件的加工分 散在較多的工序中進行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步， 工序分散可使每個工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工 人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序分散 輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗等。 （3） 、熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能，熱處 理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理、實效處理、表面處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本零件彎 頭連桿材料為 45 鋼，在加工過程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鍛造之后。最 終熱處理、實效處理、在半精車之前，表面處理和內(nèi)應(yīng)力處理精車之前，按規(guī)范在 840℃溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力。 （4） 、擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工 藝路線，具體方案如下： 方案一 1、 下料 鍛造毛坯 2、 熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3、 普銑 粗銑 φ112、φ50、φ36、圓柱端面留半精車、 4、 普銑 粗銑耳鉤的兩平面、半精銑 5、 普銑 連桿的兩端面 6、 普銑 連桿的兩凹槽 7、 數(shù)控鉆 鉆 φ35、φ25 的孔 8、 數(shù)控鏜 精鏜 φ90 孔達到要求，圓角 9 數(shù)控鏜 精鏜 φ35、φ25 的孔達到要求 10 數(shù)控銑 精銑 φ112、φ50、φ36、余量使各圓柱孔端面到要求 11 數(shù)控銑 精銑耳鉤的兩端平面使其達到精度要求 12、 鉗工 去毛刺、磨倒角 13、 檢驗 方案二 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 30 粗銑 粗銑 φ112、φ50 圓柱端面一側(cè)端面，留加工余量 40 粗銑 粗銑 φ25 孔端面一側(cè)端面，留加工余量 50 粗銑 翻面，粗銑 φ112、φ50 圓柱端面另外一側(cè)端面 60 粗銑 粗銑 φ25 孔端面另外一側(cè)端面，留加工余量 70 熱處理 熱處理 226-271HBS 80 精銑 精銑 φ112、φ50 圓柱端面一側(cè)端面 90 精銑 精銑 φ25 孔端面一側(cè)端面 100 精銑 翻面，精銑 φ112、φ50 圓柱端面另外一側(cè)端面 110 精銑 精銑 φ25 孔端面另外一側(cè)端面 120 粗鏜 粗鏜 φ90 孔，留加工余量 130 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸 φ35 孔 140 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸 φ25 孔 150 精鏜 精鏜 φ90 孔并倒角 160 鉗工 去毛刺 170 檢驗 檢驗 綜上所述：三個工藝方案的特點在于工序集中和工序分散和加工順序，從零件本 身來考慮，由于軸類零件在切削加工時易產(chǎn)生彎曲變形，如采用工序分散，在加工時 零件的位置精度無法保證，為了同時保證零件圖示的圓跳動要求，所以采用方案二。 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 30 粗銑 粗銑 φ112、φ50 圓柱端面一側(cè)端面，留加工余量 40 粗銑 粗銑 φ25 孔端面一側(cè)端面，留加工余量 50 粗銑 翻面，粗銑 φ112、φ50 圓柱端面另外一側(cè)端面 60 粗銑 粗銑 φ25 孔端面另外一側(cè)端面，留加工余量 70 熱處理 熱處理 226-271HBS 80 精銑 精銑 φ112、φ50 圓柱端面一側(cè)端面 90 精銑 精銑 φ25 孔端面一側(cè)端面 100 精銑 翻面，精銑 φ112、φ50 圓柱端面另外一側(cè)端面 110 精銑 精銑 φ25 孔端面另外一側(cè)端面 120 粗鏜 粗鏜 φ90 孔，留加工余量 130 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸 φ35 孔 140 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸 φ25 孔 150 精鏜 精鏜 φ90 孔并倒角 160 鉗工 去毛刺 170 檢驗 檢驗 （5） 、加工路線的確定 確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率，正確的加工工藝程序，在確定走刀路線 時主要考慮以下幾個方面： 1、應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度 2、應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率 3、應(yīng)使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量 具體加工路線見走到路線圖。 （6） 、加工設(shè)備的選擇 ①、工序 3、4、5、6、采用 Z52K 普通銑床，車床的參數(shù)如下： 主要技術(shù)參數(shù) Z52K，T 形槽數(shù)目 （mm） 3 工作臺行程 （mm） 740*320 主軸孔錐度 7：24/ISO40 主軸轉(zhuǎn)速范圍 （r.p.m) 40-1300（12 級）工作臺進給速度 （mm/min） 30-740(8 級）主軸中心至垂直導(dǎo)軌距離 （mm） 310 主軸端面至工作臺距離 （mm） 85-460 工作臺尺寸 （mm） 1370×320 工作臺上下行程 （mm） 400 外型尺寸 （mm） 1460×1720×1500 電動機功率 5～1500（KW） 3 凈重 / 毛重 （Kg） 1800 ②、工序 8、9 采用數(shù)控銑床 XK714，數(shù)控立式銑床參數(shù)如下： XK714 數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù) 工作臺 1000*320mm 工作臺行程 600*360mm 主軸行程 500mm 主軸端至工作臺距離 0-500mm 主軸中心至立柱表面距離 120-620mm 主軸轉(zhuǎn)速范圍/級別 6000rpm 主軸內(nèi)孔錐度 BT40 立銑最大直徑 50mm 端銑最大寬度 100mm 鉆孔最大直徑 16mm 最大快移速度 6000mm/min 定位精度 0.01mm 重復(fù)定位精度 0.01mm 最小設(shè)定單位 0.01mm 主電動機額定功率 3.7Kw（變頻） 機床凈重 2000Kg 工序 11、采用 CK5140C，數(shù)控鉆床的參數(shù)如下： 型號 CK5140C，最大鉆孔直徑 40mm,主軸允許最大矩 200N。m，最大進給抗力為 12000N 主軸電機功率 3KW，主軸孔錐度 7:24，主軸箱行程為 350M，主軸中心線距立柱 導(dǎo)軌面距離為 335m 主軸行程（Z 軸）為 240m，主軸轉(zhuǎn)速（12 級） 。工作臺工作面尺寸 為 850*360，T 型槽寬*槽數(shù) 18*3，進給速度為 600mm/min，ZK5140C 工作臺縱向行程 （X 軸）為 850mm, 工作臺橫向行程（Y 軸）為 400mm，快移動速度（X／Y／Z 軸） 15*15*3，主軸端面至工作臺面距離 100－700mm，定位精度（X．Y 坐標）±0.025mm， 重復(fù)定位精度（X．Y 坐標）±0.015mm，外型尺寸（長×寬×高）1800×1590×2360mm 工序 10、13 采用 T68K 立式精鏜床的參數(shù)如下 滑架行程 800mm，主軸轉(zhuǎn)速(變頻無級) 0~1500r/min，主軸進給速度 0~3000mm/mi n，主軸中心至立柱導(dǎo)軌距離 580mm，主軸中心至滑架直立面距離 510mm，工作臺尺寸: 長×寬 1100×500mm，工作臺縱向行程 1000mm，工作臺橫向行程 400mm，工作臺縱橫向 進給速度 0~3000mm/min，滑架端面離工作臺面最小距離 375mm，滑架端面離工作臺面 最大距離 1175mm，加工精度 IT6，加工粗糙度 R0.8~1.6，定位精度 0.02mm，重復(fù)定位 精度 0.02mm （7） 、刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量， 刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個重要部分， 刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和 經(jīng)濟性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件彎頭連桿材料為 45 鋼，推薦用硬質(zhì)合金中 的 YT15 類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而 YT 類硬質(zhì)合金具有較 高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加 工 45 鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。 ①、銑車外圓柱面：刀具號為 T0101，立銑刀，圓弧半徑為 10， ②、半精車，精車外圓柱面：刀具號為 T0202，立銑刀，圓弧半徑為 3， ③ 鉆頭：高速鋼刀具 刀具號為 T0303，直徑為 φ35;刀具號 T0303，直徑為 φ35， 鉆 φ25 的孔 T0404 鉆頭直徑為 φ25 ④鏜刀 刀具號為 T0505，T0606，T0707，刀桿長度為分別為 B×H＝45×50，B×H＝17.5×35，B×H＝12.5×20 綜上可做一刀具表如下： 加工表面 刀具號 刀具名稱 刀具參數(shù) 粗銑孔的外圓柱端面 T0101 立銑刀 r=10 半精，精銑的外圓柱端面 T0202 立銑刀 r=3 鉆 Φ35 的孔 T0303 鉆頭 Φ35 鉆 φ25 的孔 T0404 鉆頭 φ25 鏜 Φ90 的孔 T0505 鏜刀 B×H＝45×50 鏜 Φ35 的孔 T0606 鏜刀 B×H＝17.5×35 鏜 Φ25 的孔 T0707 鏜刀 B×H=12.5×20 粗銑連桿兩端面 、凹槽 T0101 立銑刀 r=10 精 銑耳鉤的兩端平面 T0202 立銑刀 r=3 2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加 工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標注，確定各加工表面 的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1）φ112 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 5 IT12 55 ±0.12mm 12.5 毛坯 60 半精銑 1.0 IT8 51±0.02mm 6.3 2）φ35 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 3.0 IT12 38±0.12mm 12.5 毛坯 40 半精銑 1.0 IT8 36±0.02mm 6.3 3）φ25 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 3.0 IT12 23±0.12mm 12.5 毛坯 25 半精銑 1.0 IT8 21±0.02mm 6.3 精銑 0 IT6 20±0.02m 6.3 4） 耳鉤的兩端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 3.0 IT12 23±0.12mm 12.5 毛坯 25 半精銑 1.0 IT6 21±0.02mm 6.3 5）連桿的端平面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 0 IT12 23±0.5mm 12.5 毛坯 30 7）φ112 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 0 IT6 350.02m 6.3 8）φ35 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 0 IT6 35±0.02m 6.3 9）φ25 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 0 IT6 20±0.02m 6.3 10）耳鉤的兩端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 0 IT6 20±0.02m 6.3 11）精鏜 φ90 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鏜 0 IT6 φ90H6﹢0.022 1.6 毛坯 80 12）鉆 φ35 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鉆 2.0 IT12 φ33 12.5 13）鉆 φ25 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鉆 2.0 IT12 φ23 12.5 14）精鉸 φ35 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鏜 0 IT6 φ35H6﹢0.016 1.6 15）精鉸 φ25 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鏜 0 IT6 φ25H6﹢0.013 1.6 2.5 確定切削用量及功率的校核 Ⅰ φ112 的孔的外圓柱面 粗銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》P433 得知：f=0.8～1.2mm/r 取 f=0.81mm/r ap=2.5mm 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=80 m/min 則 n=1000Vc/ d =195.85r/min 由 Z52K 說明書取 n=125r/min 故實際切削速度： Vc=n d/1000=200×3.14×187/1000=73.4m/min 校核功率：Pc=Kc×ap×Vcf/60000=2305×2.5×0.81×73.4/60000=5.4Kw 由于機床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值 為 Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r Ⅱφ35 的孔的外圓柱面 粗銑： 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W(xué)出版 社表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 結(jié)合 Z52K 說明書取 f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查《金屬 切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×0.71/60000=2305×2.5×70.34×0.66/60×1000=4.4Kw 由于機床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》P433 得知： f=0.25～0.35mm/r 取 f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取 Vc=120m/min 故 n=1000Vc/ d=660.04r/min 圓整得 n=660 r/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.3×120/60000=1.24Kw 由于機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠， 實際取值為 Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精車：查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表 2-20 知： Vc=150～160 m/min 取 Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.55mm 則 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圓整得 n=910 r/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×160/60000=0.6Kw 由于機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率 為 0.75，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r Ⅲφ25 的孔的外圓柱面 粗銑：d=70 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W(xué)出 版社表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 取 f=0.71 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際 切削速度 Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 取 ap=2.5mm 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8 Kw 由于機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠， 實際取值為 Vc=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r 半精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取 f=0.45 ap=0.9mm 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取 Vc=1.8m/s 則 n=1000Vc/ d=546.8r/min 圓整得 n=550 r/min 則 Vc=n d/1000=510×3.14×62.9/1000 =100.7 m/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×0.45×100.7/60000=1.57Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r Ⅳ 耳鉤的兩端面 粗銑： 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W(xué)出版社 表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=70.34m/min 取 ap=2.5mm 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8Kw 由于機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠， 實際取值為 Vc=70.34m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取 f=0.45mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取 Vc=1.8m/s 則 n=1000Vc/ d=506.55r/min 圓整得 n=510 r/min 取 ap=0.9mm Vc=n d/1000=510×3.14×67.9/1000=108.7m/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×108.7×0.45/60000=1.7Kw 由于機床說明書查 得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc=108.7m/min，n=510r/min f=0.45mm/r Ⅴ 桿的端平面 粗銑： 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W(xué)出版社 表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=80.384m/min 取 ap=2.5mm 校核功率： Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw 由于機床說明書 查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 80.384m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r Ⅵ 連桿的凹槽 粗銑： 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W(xué)出版社 表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=80.384m/min 取 ap=2.5mm 校核功率： Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw 由于機床說明書 查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 80.384m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r Ⅶ φ112 的孔的外圓柱面 精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》表 9-16 知： f=0.13～0.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅷ φ50 的孔的外圓柱面 精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》表 9-16 知： f=0.13～0.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅸ φ36 的孔的外圓柱面 精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》表 9-16 知： f=0.13～0.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅹ 耳鉤的兩端面 精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》表 9-16 知： f=0.13～0.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅺ 精鏜 φ90 的孔 精鏜孔： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編表 10-13 ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 則 n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min 由 TK7220 說明書取 n=160/min 故實際切削 速度 Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min 根據(jù)機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效 率為 0.8，功率 Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機床功 率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r Ⅻ 鉆 φ35 的孔 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P294 知：ap=d/2=15mm 取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故 n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圓整得 n=210r/min 故實際切 削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw 由于 CK5140C 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P297 知 f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833 ～1.666m/s 取 f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故 n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min 由 CK5140C 說明書取 n=200r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min 取 ap=3mm 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw 根據(jù)機床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r ⅩⅢ 鉆 φ25 的孔 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P294 知：ap=d/2=15mm 取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故 n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圓整得 n=210r/min 故實際切 削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw 由于 CK5140C 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P297 知 f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833 ～1.666m/s 取 f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故 n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min 由 CK5140C 說明書取 n=200r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min 取 ap=3mm 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw 根據(jù)機床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r ⅩⅣ 精鏜 φ35 的孔 精鏜孔： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編表 10-13 ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 則 n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min 由 TK7220 說明書取 n=160/min 故實際切削 速度 Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min 根據(jù)機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效 率為 0.8，功率 Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機床功 率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r ⅩⅤ 精鏜 φ25 的孔 精鏜孔： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編表 10-13 ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 則 n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min 由 TK7220 說明書取 n=160/min 故實際切削 速度 Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min 根據(jù)機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效 率為 0.8，功率 Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機床功 率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r 3 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。設(shè)計工序鉆鉸孔 Ф25㎜孔。本夾具將用于立式鉆床 Z525 3.1 問題的提出 本夾具用來鉆鉸孔 ф25㎜孔，在本工序加工時還應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而 其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。 3.2 夾具設(shè)計 (2)定位基準的選擇 以零件的中心線和底面作為定位基準，一面一個定位銷和活動 V 型塊作為定位元件。為了提高 加工效率，現(xiàn)決定采用手動夾緊工件快換裝置。 2.切削力及夾緊力計算 刀 具：硬質(zhì)合金端銑刀 YG6。 由資料[10]《機床夾具設(shè)計手冊》查表 可得：721? 切削力由式 2.11 得： Pf KfDF5.0.4? 查資料[10]《機床夾具設(shè)計手冊》表 得： 821?95.0)1(6.?HBKp 即： )(69.180NFf? 切削扭矩由式 2.12 得： PfDM8.02.? 即： )(.m? 實際所需夾緊力：由式 2.13 得： 21??KFWf 取 ， ，25.?K16.0?.2? 即： )(379NW 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力由式得： )(5830)(210 NtgtQLz??????? 該夾具采用夾緊機構(gòu)，用螺栓壓塊壓緊工件。 即： )(28.9547.160lK??? 3.6.05830 mNLWMQ ???? 由上述計算易得： Q?KW?? 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 3．定位誤差分析 該夾具要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。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)定的工序公差。 孔與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由資料[6]《互換性與技術(shù)測量》表 可知：251? 取 （中等級）m 由資料[10]《機床夾具設(shè)計手冊》可得： ① 定位誤差：定位尺寸公差 ，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向m2.0?? 一致。即：故 WD2.0.?? ② 夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： 0???j ③ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?5. ④ 夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即 mAD06.??? 誤差總和： mwj 5.026.???? 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，應(yīng)該考慮提高勞動生產(chǎn)率。用扳手擰緊螺絲，螺旋機構(gòu)使用方便。 小結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進一步的提高。在這 次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的 加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面 的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響 到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以 提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了 大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大， 所需的夾緊力不大。 完成了本次設(shè)計，通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本 專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 參考文獻 1.《機床夾具設(shè)計》 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2.《機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3.《機械制造工藝學(xué)》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社 4. 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社 5. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社 6. 《機床夾具設(shè)計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?7. 《機床專用夾具設(shè)計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社 8. 《機械原理課程設(shè)計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社 9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上海科學(xué)技術(shù)出版社 10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 11． 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 第三版 陳立德主編 高等教育出版社 12． 《工程材料》 丁仁亮主編 機械工業(yè)出版社 13． 《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 ， 機械工業(yè)出版社 14． 《機床夾具設(shè)計》 王啟平主編 哈工大出版社 15.《現(xiàn)代機械制圖》 呂素霞 何文平主編 機械工業(yè)出版社