工藝夾具-連桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
工藝夾具-連桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì),工藝,夾具,連桿,加工,設(shè)計(jì)
四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
緒?? 論
機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)十分重要的產(chǎn)業(yè),它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)和人民生活提供各種技術(shù)裝備,在社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)中起著中流砥柱的作用。從農(nóng)業(yè)機(jī)械到工業(yè)機(jī)械,從輕工業(yè)機(jī)械到重工業(yè)機(jī)械,從航空航天設(shè)備到機(jī)車車輛、汽車、船舶等設(shè)備,從機(jī)械產(chǎn)品到電子電器、儀表產(chǎn)品等,都必須有機(jī)械及其制造。連桿也是有些設(shè)備中所不可缺少的,我們應(yīng)該了解連桿的機(jī)械制造工藝過(guò)程才能把產(chǎn)品制造出來(lái)。
連桿廣泛運(yùn)用于汽車、壓縮機(jī)中,其作用是把活塞和曲軸連接起來(lái),使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),以輸出動(dòng)力。在設(shè)計(jì)連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程時(shí)要合理選擇加工刀具,進(jìn)給量,切削速度、功率,扭矩提高加工精度,來(lái)提連桿加工精度,保證加工質(zhì)量。
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第1章 零件的分析
1.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其材料
1.1.1連桿的工作條件
(1)運(yùn)動(dòng)
連桿是柴油機(jī)以及空壓機(jī)等機(jī)器的主要傳動(dòng)構(gòu)件之一,其作用是把活塞和曲軸連接起來(lái),使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),以輸出動(dòng)力。
(2)受力
工作時(shí),連桿承受大小、方向?yàn)橹芷谛宰兓膭?dòng)載荷.在做功沖程,燃?xì)鈮毫υ谶B桿軸線上的分力S產(chǎn)生壓縮應(yīng)力;在進(jìn)氣沖程上止點(diǎn),活塞組和連桿本身的慣性力在橫斷面內(nèi)造成拉伸應(yīng)力;燃?xì)鈮毫υ谒椒较虻姆至σ鹂v向彎曲應(yīng)力;擺動(dòng)時(shí)的橫向慣性力造成橫向彎曲應(yīng)力.而且,交變應(yīng)力值在很寬的范圍內(nèi)急劇變化,彎曲應(yīng)力引起彎曲變形,導(dǎo)致產(chǎn)生疲勞破壞。
(3)連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。桿身多為工字形斷面,大頭孔用連桿螺母和螺栓與曲柄軸頸裝配在一起,孔內(nèi)裝有薄壁軸瓦。鋼質(zhì)瓦背表面澆有一層耐磨合金;大頭結(jié)合面多為平切口,為便于從汽缸中裝卸,大頭結(jié)合面也有做成斜切口的。定位方式有銷釘定位、套筒定位、齒形定位和凸肩定位。小頭孔一內(nèi)般壓入銅套,用以補(bǔ)償磨損,以便更換,也有壓裝軸瓦的。小頭、大頭與 桿身采用較大圓弧過(guò)度,逐漸變化,以獲得足夠的強(qiáng)度和剛度。
1.1.2連桿的材料
(1)對(duì)連桿材料的要求
①具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和剛度
②具有較高的抗疲勞強(qiáng)度
③為減小慣性力,盡量減輕桿身重量
(2)材料
通常采用相同的材料,對(duì)于本連桿采用45號(hào)鋼,毛坯整體模鍛,正火處理,加工中間采用調(diào)質(zhì)處理,提高強(qiáng)度和抗沖擊能力。
1.2 零件的工藝分析
連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)等的性能,而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因數(shù),反映連桿精度的參數(shù)主要有5個(gè):
1. 連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)與連桿桿身中心面的對(duì)稱度。
2. 連桿大小頭孔中心距尺寸精度。
3. 連桿大小頭孔平行度。
4. 連桿大小頭孔尺寸精度、形狀精度。
5. 連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。
1.3連桿裂紋主要原因剖析
連桿是柴油機(jī)、壓縮機(jī)等的主要零件,所選用的材質(zhì)為45#鋼。它的工藝流程為:鍛造成型—正火—粗加工—調(diào)質(zhì)處理—精加工—組裝。
為了保證連桿的使用性能,要求它具有較高的強(qiáng)度,較好的耐磨性,足夠的塑性、韌性以及相應(yīng)的抗疲勞性等。多年實(shí)踐表明,通過(guò)調(diào)質(zhì)處理,可以滿足以上的要求。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)處理可以細(xì)化晶粒,獲得均勻的具有一定彌散度和綜合機(jī)械性能的細(xì)密球狀珠光體—回火索氏體。
但是,連桿在調(diào)質(zhì)過(guò)程中,有時(shí)產(chǎn)生裂紋,其廢品率最多可達(dá)12%,裂紋的位置分別在小頭部、桿側(cè)面、槽內(nèi)圓角處。為了保證連桿的質(zhì)量,下面從熱處理工藝的選擇和鋼的原材料等幾個(gè)方面進(jìn)行剖析。
1.3.1技術(shù)要求
(1)化學(xué)成份 C:0.42~0.50%;Si:0.17~0.37%;Mn:0.50~0.80%;P≤0.04%;S≤0.04%;Cr≤0.25%;Ni≤0.25%
(2)機(jī)械性能 HB217~293
(3)金相組織 為較均勻的索氏體,允許有少量斷續(xù)、網(wǎng)狀分布的鐵素體。
1.3.2熱處理工藝參數(shù)的影響
在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中,選擇連桿的調(diào)質(zhì)工藝如圖1所示。
圖1 45#鋼連桿調(diào)質(zhì)工藝曲線
(1)加熱溫度
45#鋼是低淬透性鋼,且由于它的MS點(diǎn)較高,淬火后,組織應(yīng)力很大。而且,淬火時(shí)片狀馬氏體也占了相當(dāng)?shù)臄?shù)量,所以,很容易淬裂。如果熱處理不當(dāng),極易有裂紋產(chǎn)生。但是,淬火開(kāi)裂的原因是多種多樣的,過(guò)熱是主要原因之一,所以選擇淬火溫度很主要。
制定淬火加熱規(guī)范的主要依據(jù)是材料 的AC3點(diǎn)溫度。我們將《熱處理手冊(cè)》第四分冊(cè)中各中碳鋼的AC3點(diǎn)聯(lián)成曲線,即AC3線如圖2所示。我們又選用了35鋼、40鋼、45鋼、50鋼、55鋼加熱,5~10%鹽水淬火做試驗(yàn),然后用金相法結(jié)合硬度值確定相應(yīng)鋼種的AC3溫度,見(jiàn)圖2。從圖2中看出:含碳量從0.45~0.50%范圍內(nèi)出現(xiàn)了一個(gè)陡降的低谷,最低點(diǎn)在0.48%C處。此時(shí),AC3約為750~760℃,而0.42%C鋼AC3=780℃,所以45#鋼含碳量在下限時(shí)選用840℃加熱淬火,而含碳量在上限時(shí)仍選用840℃加熱淬火,就容易因過(guò)熱而產(chǎn)生淬火裂紋。
圖2 部分鋼的線
加熱溫度過(guò)低,奧氏體晶粒均勻化程度不好,而且部分鐵素體不能溶解于奧氏體,淬火后得到馬氏體加塊狀鐵素體混合組織,硬度不高,機(jī)械性能不好,達(dá)不到淬火的目的。
由以上分析我們可以看出,同樣是45#鋼,由于批次不同,其含碳量有差異。所以,同為45#鋼的零部件,在淬火前要進(jìn)行化學(xué)成份分析,根據(jù)其變化,選擇最為適當(dāng)?shù)募訜釡囟?。我們把這種做法稱之為連桿淬火工藝的跟蹤分析,通過(guò)采用這種方法,使連桿的裂紋大大減少。
(2)保溫時(shí)間
淬火是為了得到均勻一致的組織和所要求的機(jī)械性能,除了嚴(yán)格控制加熱溫度外,正確地確定保溫時(shí)間也是一個(gè)極為重要的問(wèn)題,它取決于工件的大小、形狀、鋼的化學(xué)成份,原始組織及裝爐情況等,但保溫時(shí)間的選擇應(yīng)能保證組織轉(zhuǎn)變的完成并能使奧氏體成份均勻。因此,保溫時(shí)間要足夠長(zhǎng),保溫時(shí)間過(guò)短,奧氏體晶粒均勻化程度不好,影響淬火質(zhì)量。不過(guò),保溫時(shí)間又不能過(guò)長(zhǎng),否則,零件表面氧化脫碳程度加大,同樣影響了淬火質(zhì)量。實(shí)際生產(chǎn)中,連桿保溫時(shí)間我們選擇為60~90min。
(3)冷卻速度
熱處理工序有兩個(gè)重要的組成環(huán)節(jié),即加熱與冷卻。工件冷卻時(shí)所采用的冷卻介質(zhì)及冷卻方式對(duì)熱處理后的工件質(zhì)量起著重要作用。許多熱處理缺陷如:變形、開(kāi)裂、硬度不足等,往往因冷卻介質(zhì)和冷卻方式選擇不當(dāng)所致。因此,冷卻介質(zhì)的選擇也是連桿產(chǎn)生裂紋的重要因素。
由于加熱至奧氏體狀態(tài)的工件必須在冷速大于臨界淬火速度情況下,才能得到預(yù)期馬氏體組織,即希望在C曲線鼻子附近的冷速越大越好。但在MS點(diǎn)以下,為了減少因馬氏體形成而造成組織應(yīng)力,又希望冷卻小些,圖3為幾個(gè)淬火介質(zhì)的淬火冷卻曲線,其中A為理想淬火冷卻曲線,它既能保持工件淬火,又不致于引起太大的變形,能減少淬火裂紋的產(chǎn)生。
圖3 幾種介質(zhì)淬火冷卻曲線
A為理想淬火介質(zhì)冷卻曲線; B為水的淬火冷卻曲線; C為油的淬火冷卻曲線
在連桿調(diào)質(zhì)處理中我們選用的是40℃,5~10%的鹽水溶液,這種淬火介質(zhì),在鼻子附近的冷卻速度較大,完全滿足理想要求。但在低溫200~300℃之間的冷速大些(大于理想要求),由于實(shí)際生產(chǎn)的一些原因,沒(méi)有改變。在此,建議用114淬火劑為宜。
1.3.3原材料的影響
為了分析原材料的影響,我們首先回顧一下淬透性的內(nèi)容,所謂鋼的淬透性,是鋼經(jīng)過(guò)加熱奧氏體化后,接受淬火的能力,它表示鋼淬火后從表面到心部的硬度分布情況,鋼的淬透性是鋼本身所固有的屬性,它與鋼的化學(xué)成份、原始組織、晶粒度以及零件的尺寸等有關(guān),但主要與鋼的化學(xué)成份有關(guān)。
鋼的淬透性已成為選用鋼材及生產(chǎn)上制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)之一,這是因?yàn)殇摯慊饡r(shí)完全淬透,則沿其截面的性能將是一致的,如果淬火時(shí)不能完全淬透則自表面向中心的性能就會(huì)不同,但是鋼的淬透性愈大,轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的體積變化也愈大,即在淬火時(shí)工件發(fā)生的變形及應(yīng)力也愈大。當(dāng)淬火應(yīng)力超過(guò)其斷裂極限時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂紋。
(1)化學(xué)成份的影響
我們生產(chǎn)的L195柴油機(jī)連桿的材質(zhì)為45#鋼、45#鋼屬優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,實(shí)際生產(chǎn)中,化學(xué)成份超標(biāo)現(xiàn)象也偶有發(fā)生,其中起主要作用的元素有Si.Mn.P.S.Cr.Ni。合金元素基本上不影響馬氏體的硬度,對(duì)于強(qiáng)度的影響也不大,合金元素對(duì)馬氏體的主要作用是明顯地提高馬氏體的塑性。實(shí)踐表明,碳鋼馬氏體中碳的分布是不均勻的,這會(huì)引起應(yīng)力的不均勻分布,從而降低塑性,加入合金元素以后,可以使馬氏體中的碳分布均勻化,因此,改善塑性。但大多數(shù)合金元素(Cr.Mn.Si)只是在含量不超過(guò)一定的極限時(shí),才增加馬氏體的塑性,超過(guò)極限后,將降低馬氏體的均勻性,使塑性和斷裂強(qiáng)度降低[1],所以我們既希望鋼中有合金元素,但又不可過(guò)多。
Si.Mn.Cr.Ni都能增加鋼的淬透性,對(duì)淬透性的作用依次為:Mn.Cr.Si.Ni。不過(guò),越提高鋼的淬透性,鋼的淬裂危險(xiǎn)性越大,并且,當(dāng)合金元素含量超過(guò)一定量時(shí),則會(huì)降低鋼的淬透性。S.P是鋼中有害雜質(zhì),鋼中含有這兩種元素要盡可能降低。
(2)顯微組織的影響
這里主要探討鋼的晶粒度、魏氏組織及帶狀組織的影響。
從馬氏體形成原理看出,顯微裂紋主要是在粗大的馬氏體中形成的,而當(dāng)馬氏體非常細(xì)小時(shí),則很少出現(xiàn)顯微裂紋,細(xì)小奧氏體晶??蓽p少鋼的顯微裂紋。在奧氏體比較均勻的情況下,初期形成的馬氏體片的長(zhǎng)度和奧氏體的晶粒大小有關(guān),粗大的奧氏體晶粒形成粗大馬氏體,易促成顯微裂紋形成。
生產(chǎn)中,我們要求連桿在調(diào)質(zhì)處理之前的預(yù)備處理為正火,這樣做的目的是在調(diào)質(zhì)處理前獲得比較均勻、細(xì)小的原始組織,減少甚至避免顯微裂紋的產(chǎn)生。
在亞共析鋼中分布特殊而呈片狀的鐵素體稱為魏氏組織,魏氏組織及與其伴生的粗晶組織會(huì)使鋼的機(jī)械性能,尤其是塑性和沖擊韌性顯著降低,所以我們要求魏氏組織不大于2級(jí)。
另外,鋼中顯微缺陷—帶狀組織、非金屬夾雜物的存在是淬火裂紋的根源,所以生產(chǎn)中連桿調(diào)質(zhì)之前,不希望存在這些缺陷。
(3)宏觀缺陷的影響
工藝要求連桿縱剖面的宏觀組織中,纖維方向應(yīng)沿著連桿中心線并與外形相符,不得有紊亂及間斷,但實(shí)際生產(chǎn)中,有許多連桿從桿側(cè)面形成橫向裂紋,出現(xiàn)這種裂紋的連桿其落刺量很大。正常正火、淬火后,落刺部位的纖維流向出現(xiàn)的紊亂、間斷不能消除。以此可見(jiàn)淬火過(guò)程中,有較大應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。
因此,工藝上要求連桿的纖維流向外,還不允許連桿有折疊、裂紋、分層、夾渣等缺陷,以消除淬火裂紋源。
(4)外觀形狀的影響
連桿槽內(nèi)圓角要求為R5,但我們對(duì)產(chǎn)生裂紋的連桿進(jìn)行實(shí)際檢測(cè),槽內(nèi)有裂紋的連桿,其圓角基本不符合要求,也就是說(shuō),外形槽內(nèi)無(wú)圓滑過(guò)渡的圓角,在淬火中,產(chǎn)生很大的淬火應(yīng)力,而易產(chǎn)生淬火裂紋。這是由于外形尺寸影響鋼的淬透性。棱角、無(wú)圓滑過(guò)渡圓角的零件,淬火后淬火應(yīng)力增強(qiáng),故易在槽內(nèi)圓角處出現(xiàn)裂紋。
1.3.4結(jié)論
連桿的調(diào)質(zhì)處理在淬火過(guò)程中,產(chǎn)生裂紋主要因素有:加熱溫度、材料的晶粒度、纖維流向、外形尺寸等。防止措施為:
(1)45#鋼,當(dāng)含碳量0.48%時(shí),AC3陡降現(xiàn)象,我們根據(jù)每批連桿的化學(xué)成份不同,制定不同的加熱溫度。
(2)確保連桿在調(diào)質(zhì)前的供貨組織為正火組織,晶粒度不大于3級(jí)。
(3)確保連桿纖維方向沿著連桿中心線并與外形相符,不得有紊亂及間斷,不允許有折疊、裂紋、分層、夾渣等缺陷。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼,考慮到連桿在工作過(guò)程中經(jīng)常受到交變載荷及沖擊載荷等,因此應(yīng)該選用鍛件以使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。
2.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇得正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證生產(chǎn)率得以提高,否則,加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出。更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。對(duì)于連桿來(lái)說(shuō),粗基準(zhǔn)及精基準(zhǔn)都是連桿的端面。
2.3工藝路線制定
2.3.1工藝特點(diǎn)分析
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率,除此以外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果以便生產(chǎn)成本盡量下降。
在連桿的外行復(fù)雜不易定位和夾緊,剛度差容易變形,因而連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程有如下幾個(gè)特點(diǎn):
1.被加工連桿數(shù)量大,生產(chǎn)節(jié)拍短,需要采用多高效率的機(jī)床來(lái)滿足這種特殊要求。
2.由于連桿主要工作面的尺寸精度,形狀精度,位置精度及邊面粗糙度要求很高,其加工設(shè)備多,用高精度的機(jī)床(或加工中心)和工裝。
3.同組連桿質(zhì)量及質(zhì)量差有嚴(yán)格要求需要特殊稱重去重和分組打印設(shè)備。
4.必須有探傷和去毛刺。
2.3.2工藝方案確定
以下我便初擬兩個(gè)工藝方案:
方案一:
1. 粗銑連桿兩端面。
2. 銑連桿兩側(cè)定位面。
3. 鉆擴(kuò)大小頭孔,擴(kuò)大都孔。
4. 半精鏜、精鏜小頭孔,半精鏜、精鏜大頭孔,兩端倒角。
5. 鉆連桿油孔。
6. 粗精銑螺栓座面,鉆擴(kuò)螺栓孔倒角。
7. 去毛刺。
8. 激光加工大頭解裂槽脹斷連桿,裝配螺栓。
9. 粗精車連桿兩側(cè)面。
10. 壓裝銅套。
11. 粗銑連桿小頭兩斜面。
12. 精磨連桿兩端面。
13. 精銑連桿小頭兩斜面。
14. 小頭銅套孔倒角。
15. 半精鏜、精鏜大頭孔且兩面倒角,精鏜小頭銅套孔。
16. 銑軸瓦鎖口槽。
17. 探傷。
18. 清洗。
19. 檢驗(yàn)。
方案二:
1. 模鍛。
2. 粗銑連桿兩端面。
3. 粗磨兩平面,退磁。
4. 鉆擴(kuò)小頭孔。
5. 擴(kuò)大頭孔。
6. 半精鏜小頭孔。
7. 精鏜小頭孔、倒角。
8. 半精鏜大頭孔。
9. 鉆油孔。
10. 粗銑螺栓座面。
11. 精銑螺栓座面。
12. 鉆螺栓孔、倒角。
13. 去毛刺。
14. 銑開(kāi)連桿大頭。
15. 精銑體蓋分開(kāi)面。
16. 鉆連桿蓋Φ9.5孔及M5螺紋孔并攻絲。
17. 鉆連桿體Φ9.5孔及M5螺紋孔并攻絲。
18. 精磨體蓋分開(kāi)面。
19. 體蓋裝合。
20. 精車連桿兩側(cè)面。
21. 壓裝銅套。
22. 粗銑連桿小頭兩斜面。
23. 精磨連桿兩端面。
24. 精銑連桿小頭兩斜面。
25. 小頭銅套孔倒角。
26. 半精鏜大頭孔。
27. 精鏜大頭孔、兩面倒角。
28. 精鏜小頭銅套孔。
29. 探傷。
30. 清洗。
31. 檢驗(yàn)入庫(kù)。
工藝方案的比較與分析:
方案一工藝過(guò)程較為粗略,很多工序(比如粗精鏜大小頭孔)本應(yīng)分為幾個(gè)工序來(lái)寫,而它卻列在一個(gè)工序中,這是不合理的。因?yàn)榇旨庸?、精加工的機(jī)床也許就不同,或者加工大頭或小頭孔的夾具也許不同,這樣就應(yīng)當(dāng)分開(kāi)來(lái)寫。還有就是,它的一些加工工序的安排不太合理。就拿鉆油孔來(lái)說(shuō),在連桿大頭還未銑開(kāi)前是無(wú)法加工的,應(yīng)當(dāng)在大頭銑開(kāi)后再加工。再者,連桿的頭每必要用激光加工來(lái)使其斷開(kāi),從實(shí)際出發(fā),這樣不節(jié)約成本,反而大大提高了成本,直接在銑床上銑開(kāi)就好。
就方案二來(lái)說(shuō)許多方面都比方案一好,它避開(kāi)了高成本,工序粗糙等一些問(wèn)題,但還是存在三大問(wèn)題:
1. 鉆油孔的問(wèn)題仍未解決,和方案一一樣。
2. 在剛開(kāi)始的時(shí)候用粗磨來(lái)加工兩端面,而在體蓋裝合后又用了精車兩端面,這便成了精加工后又粗加工,違背了先粗后精的原則。
3. 在鉆擴(kuò)大小頭孔后,便直接半精鏜、精鏜大小頭孔等。這也是錯(cuò)誤的,因?yàn)槲创昼M便直接半精鏜或精鏜會(huì)使工時(shí)等增加,變相的提高了成本,不符合實(shí)際加工方法。在銑開(kāi)連桿后,還會(huì)再半精鏜,精鏜大小頭孔,在這里就沒(méi)有必要進(jìn)行這些加工。
通過(guò)以上兩個(gè)方案的比較,最終確定方案如下:
1. 模鍛。
2. 正火。
3. 粗銑連桿兩端面。
4. 粗磨兩平面退磁。
5. 擴(kuò)小頭孔。
6. 粗鏜小頭孔。
7. 擴(kuò)大頭孔。
8. 粗鏜大頭孔。
9. 調(diào)質(zhì)。
10. 粗銑螺栓座面。
11. 精銑螺栓座面。
12. 鉆擴(kuò)螺栓孔、倒角。
13. 銑開(kāi)連桿大頭。
14. 鉆連桿油孔。
15. 去毛刺。
16. 精銑體蓋分開(kāi)面。
17.鉆連桿蓋Φ9.5及M5螺紋孔并攻絲。
18.鉆連桿體Φ9.5及M5螺紋孔并攻絲。
19.精磨體蓋分開(kāi)面。
20.體蓋裝合,加墊片。
21.粗磨連桿兩側(cè)面。
22.精磨連桿兩側(cè)面。
23.半精鏜小頭孔。
24.精鏜小頭孔,倒角。
25.半精鏜大頭孔。
26.精鏜大頭孔,倒角。
27.鏜小頭油槽。
28.小頭壓入軸瓦。
29.精鏜小頭軸瓦孔。
30.超聲波探傷。
31.清洗。
32.檢驗(yàn)入庫(kù)。
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定
2.4.1機(jī)械加工余量的分析
1.機(jī)械加工余量的概念:
總余量:在由毛坯變?yōu)槌善返倪^(guò)程中,在某加工表面上切除的金屬層的總厚度。
工序余量:完成一個(gè)工序中某一個(gè)表面所需要切除的金屬層厚度。
公稱余量:前工序的基本尺寸與本工序基本尺寸之差,通常所說(shuō)的加工余量及查表所得加工余量均是指公稱余量。
工序余量公差:本工序最大余量與最小余量之差。
2.影響機(jī)械加工余量的因素:
前工序(或毛坯)加工后的表面粗糙幅及表面缺陷層。
前工序(或毛坯)的尺寸公差。
前工序(或毛坯)個(gè)表面相互位置的空間偏差,如彎曲度、軸心線偏移及平行度、垂直度和同軸度誤差等。
本工序的安裝誤差包括定位誤差和夾緊誤差。
2.4.2工序余量及工時(shí)的確定
1.工序余量可以通過(guò)查表確定其要點(diǎn)有:
應(yīng)考慮前道工序的加工精度和表面質(zhì)量,加工精度和表面質(zhì)量較好 ,應(yīng)取得較小的余量,反之應(yīng)取較大的余量。
應(yīng)考慮前道工序 的加工方法、設(shè)備、安裝以及加工過(guò)程中變形所引起的個(gè)表面間相互位置的空間偏差,空間偏差大,應(yīng)取較大的余量。
應(yīng)考慮本工序的定位和夾緊所造成的安裝誤差,尤其是對(duì)剛度小的零件,安裝誤差大,工件變形大應(yīng)取得較大的余量。
應(yīng)考慮熱處理工序引起的零件變形。
2.毛坯余量:
根據(jù)年產(chǎn)量確定鍛件形式為:錘上模鍛件。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-13得連桿毛坯端面余量為5mm。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48確定孔的毛坯余量為6mm。
3.工序余量及工時(shí)的確定:
(1)粗銑端面:
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-73選機(jī)床為X52K
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59兩端面留余量3mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-73得粗銑每齒進(jìn)給量為:0.06~0.1mm
再由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-96得:
切削速度
其中=1.5mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-72得:T=180
刀具選鑲齒套式面銑刀,直徑=100mm Z=10《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.4-4
銑削寬度=192mm
切削速度修正系數(shù)=0.87《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-94
∴
=50.8m/min
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
161.8r/min
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-75:161.8r/min與150r/min及190r/min相近,為防止速度的損失現(xiàn)選取190r/min。
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
∴
(2)粗磨端面:
選機(jī)床為M7130臥軸矩臺(tái)平面磨床《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-47
粗磨平面進(jìn)給量為0.032mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-170
本工序加工余量為0.8mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59
工件運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/s 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-171
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-49
切削工時(shí):小頭 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11
L=100+20 b=100 =0.1 k=1《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-13
40mm/r 同時(shí)磨削工件數(shù)量z=1
=0.39min
大頭 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11
L=213 b=192 k=1《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-13
40mm/r 同時(shí)磨削工件數(shù)量z=1
=1.33min
∴=3.44min
(3)擴(kuò)小頭孔:
機(jī)床選為Z5163A立式鉆床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-35
進(jìn)給量為1.8~2.2mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52
本工序加工余量為4mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中套式擴(kuò)孔鉆 T=120《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-37
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-55
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
∴0.68m/s
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-36現(xiàn)選取轉(zhuǎn)速
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
=2.6mm
mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
∴
(4)粗鏜小頭孔:
機(jī)床選為T4613B坐標(biāo)鏜床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》3.1-表39
進(jìn)給量《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
本工序加工余量為:1mm《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48
切削速度《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
現(xiàn)選取轉(zhuǎn)速
切削工時(shí) 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
∴
(5)擴(kuò)大頭孔:
機(jī)床選為Z5163A立式鉆床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-35
進(jìn)給量 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52
本工序加工余量為4mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中套式擴(kuò)孔鉆 T=120 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-37
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-55
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)表3.1-34現(xiàn)選取轉(zhuǎn)速
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
=2.58mm
mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
∴
(6)粗鏜大頭孔:
選為T4163B坐標(biāo)鏜床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-39
量 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
本工序加工余量為1mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
取 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-39
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
∴
(7)粗銑螺栓座面:
選機(jī)床為X62W《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-73
粗銑每齒進(jìn)給量為0.09~0.18mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-74
本工序留加工余量為4mm
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-96
其中mm T=120《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-72
圓柱形銑刀mm 齒數(shù)z=6 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.4-3
銑削寬度mm
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74現(xiàn)選取
切削工時(shí):《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
其中
∴
(8)精銑螺栓座面:
選機(jī)床為X62W 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-73
精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5~1.0mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-74
本工序留加工余量為1mm
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-96
其中 T=120 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-72
圓柱形銑刀 齒數(shù)z=6 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.4-3
銑削寬度
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74現(xiàn)取
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
其中
∴
(9)鉆擴(kuò)螺栓孔:
選機(jī)床為Z3025搖臂鉆床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-35
鉆頭為錐柄長(zhǎng)麻花鉆,鉆頭直徑為25mm,切削部分mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38
鉆進(jìn)給量 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38
切削速度: 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
T=50 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-37
∴=1.1m/s
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-336現(xiàn)取
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
由于是鉆通孔,所以
∴
擴(kuò)進(jìn)給量為0.8~1.0mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-52
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
T=30 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-51
mm mm
∴
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-36現(xiàn)取750r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
mm
∴
倒角:采用忽孔鉆倒角
進(jìn)給量f為0.1~0.5mmm/s 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-67
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
現(xiàn)取轉(zhuǎn)速195r/min
∴
∴
(10)銑開(kāi)連桿大頭:
選機(jī)床為X62W《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-73
本工序留加工余量為3. mm
銑刀選為粗齒鋸片銑刀,直徑D=200,厚度L=3mm,齒數(shù)z=40 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.4-10
每齒進(jìn)給量為0.01~0.02mm/z《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-79
切削速度《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-96
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-96
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-95
T=150 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-72
∴
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74 現(xiàn)取190r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
(11)鉆連桿油孔:
機(jī)床選為Z5132A立式鉆床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-35
鉆頭選為錐柄超長(zhǎng)麻花鉆,型式為:Ⅷ型。
進(jìn)給量為0.22~0.28mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
T=15 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-37
∴
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
2197r/min為理論值,而實(shí)際所用轉(zhuǎn)速不需要這么大,一般的鉆床也沒(méi)這么大的轉(zhuǎn)速,因此選取190r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
∴
(12)精銑體蓋分開(kāi)面:
選機(jī)床為X52K
本工序留加工余量為0.4mm
銑刀進(jìn)給量為0.5~1.0mm/r
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-96
其中圓柱形銑刀直徑63mm 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.4-3
T=120 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-72
∴=0.77m/s
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
現(xiàn)取轉(zhuǎn)速為r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-10
∴
(13)連桿蓋鉆9.5孔及螺紋孔加工:
選機(jī)床為Z525B立式鉆床
鉆Φ9.5孔:進(jìn)給量為0.22~0.28mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
T=15 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-37
∴=1.14m/s
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)實(shí)際情況鉆孔不可能這么大轉(zhuǎn)速,所以現(xiàn)選取=265r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
當(dāng)鉆中心孔和鉆盲孔時(shí)
∴
鉆螺紋孔:進(jìn)給量為0.08~0.1mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
T=8 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-37
∴
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
實(shí)際中不可能有這么大的鉆孔速度,所以根據(jù)實(shí)際需要選取=265r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
當(dāng)鉆中心孔和鉆盲孔時(shí)
∴
(14)連桿體鉆孔:
選機(jī)床為Z535立式鉆床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 3.1-35
鉆Φ9.5孔:進(jìn)給量為0.22~0.28mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38
切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
T=15 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-37
∴=1.14m/s
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)實(shí)際情況鉆孔不可能這么大轉(zhuǎn)速,所以現(xiàn)選取=265r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
當(dāng)鉆中心孔和鉆盲孔時(shí)
∴
鉆螺紋孔:進(jìn)給量為0.08~0.1mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
切削速度切削速度 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
其中 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-68
T=8 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-37
∴
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
實(shí)際中不可能有這么大的鉆孔速度,所以根據(jù)實(shí)際需要選取=275r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-7
當(dāng)鉆中心孔和鉆盲孔時(shí)
∴
(15)精磨體蓋分開(kāi)面:
選機(jī)床為M7150A臥軸矩臺(tái)平面磨床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-47
本工序留加工余量為0.1mm
進(jìn)給量為0.016mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-170
工件速度為0.2m/s
轉(zhuǎn)速=1450r/min 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-47
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11
L=32+20=52 b=60 =0.2 k=1《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-13
=0.016 20 z=1
=0.4min
(16)粗磨連桿兩側(cè)面:
選機(jī)床為7130臥軸矩臺(tái)平面磨床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-47
本工序留加工余量為0.8mm
粗磨進(jìn)給量為0.032mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-170
工件運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/s
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-49
切削工時(shí):小頭 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11
L=100+20=120 b=100 k=1《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-13
z=1
∴
大頭 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11
L=213 b=192 k=1 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-13
z=1
∴
∴
(17)精磨連桿兩側(cè)面:
選機(jī)床為M1730臥軸矩臺(tái)平面磨床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-47
本工序留加工余量為0.2mm
進(jìn)給量為0.015mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-168
工件運(yùn)動(dòng)速度為0.4m/s 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-167
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-49
切削工時(shí):小頭 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11
L=120 b=100 k=1《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-13
z=1
∴0.74min
大頭 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11
L=120 b=100 k=1《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-13
z=1
大頭 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-11
L=213 b=192 k=1 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-13
z=1
∴
∴min
(18)半精鏜小頭孔:
機(jī)床選為T4163B坐標(biāo)鏜床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-39
進(jìn)給量為0.15~0.3mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
本工序加工余量留為0.7mm
切削速度為0.25~0.5m/s 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
現(xiàn)選取轉(zhuǎn)速為200r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
∴
(19)精鏜小頭孔:
機(jī)床選為T4163B坐標(biāo)鏜床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-39
刀具選為浮動(dòng)鏜刀
進(jìn)給量為0.1~0.2mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
本工序余量留為0.3mm
切削速度為0.15~0.25m/s 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
現(xiàn)選取轉(zhuǎn)速為80r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
∴
(20)半精鏜大頭孔:
機(jī)床選為T4163B坐標(biāo)鏜床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-39
進(jìn)給量為0.15~0.3mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
本工序加工余量留為0.7mm
切削速度為0.25~0.5m/s 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
現(xiàn)選取轉(zhuǎn)速為80r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
∴
(21)精鏜大頭孔:
機(jī)床選為T4163B坐標(biāo)鏜床 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-39
刀具選為浮動(dòng)鏜刀
進(jìn)給量為0.1~0.2mm/r 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
本工序余量留為0.3mm
切削速度為0.15~0.25m/s 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
現(xiàn)選取轉(zhuǎn)速為40r/min
切削工時(shí): 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-3
∴
第3章 夾具設(shè)計(jì)
正確設(shè)計(jì)和合理使用機(jī)床夾具,對(duì)保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍及降低產(chǎn)品成本都具有重要意義。
3.1夾具的基本概
3.1.1機(jī)床夾具的定義和組成
1.機(jī)床夾具的定義
夾具是在機(jī)床上用來(lái)裝夾工件的工藝裝備。在機(jī)床上加工工件時(shí),為了保證加工表面的尺寸精度、形狀精度和位置精度的要求,在工件加工以前先要確定工件相對(duì)于機(jī)床或刀具占有正確的加工位置,即定位,然后迅速地將工件緊固在這個(gè)確定的位置上,即夾緊。這個(gè)過(guò)程稱為裝夾(安裝)。
機(jī)床夾具是將工件進(jìn)行定位、夾緊,將刀具進(jìn)行導(dǎo)向或?qū)Φ?,一保證工件和刀具間的相對(duì)位置關(guān)系的附加裝置,簡(jiǎn)稱為夾具。
2.機(jī)床夾具的組成
(1)定位元件
(2)夾緊元件
(3)導(dǎo)向元件和對(duì)刀裝置
(4)連接元件
(5)夾具體
(6)其他元件及裝置
3.1.2機(jī)床夾具的作用
(1)保證加工質(zhì)量
(2)提高生生產(chǎn)率
(3)擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍
(4)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度
(5)保持生產(chǎn)的節(jié)奏性及平衡流水加工的節(jié)拍
3.1.3工件在夾具中加工的加工誤差
1.工件的加工誤差
(1)安裝誤差
工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差。
(2)對(duì)定誤差
刀具的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差,即夾具與刀具的相對(duì)位置誤差;夾具在機(jī)床是行的定位和夾緊誤差,即夾具與機(jī)床的相對(duì)位置誤差。
(3)加工過(guò)程誤差
如加工方法的原理誤差,工藝系統(tǒng)的受力變形、受熱變形、工藝系統(tǒng)組成部分的靜精度和磨損等。
2.誤差植的估算
(1)一般夾具的制造精度等于工件尺寸公差的1/5~1/3;
(2)安裝誤差和對(duì)定位誤差都是和夾具有關(guān)的誤差,一般約占加工誤差的1/3。
3.2定位及夾緊
3.2.1問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)鉆兩個(gè)螺栓孔,對(duì)于螺栓孔的要求不是很高。因此,在本道工序加工使,主要應(yīng)考慮如何 勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而精度則不是主要的問(wèn)題。
3.2.2 工件的定位
?1.定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知,螺栓孔端面對(duì)其軸線有垂直度要求,在這道工序前,連桿兩端面已粗磨過(guò),精度相對(duì)較高,則可以用連桿端面作為定位基面,再用連桿大小頭孔作為另一定位基面。
2.定位元件的選擇
本夾具利用一面兩銷定位,在配以開(kāi)口墊圈夾緊。
3.定位誤差
∵螺孔有垂直度要求
∴
定位誤差偏角
3.2.3工件的夾緊
1.夾緊的方式
本夾具的夾緊是用開(kāi)口墊圈放在夾具體上的螺栓柱使其靠在連桿側(cè)面,然后旋緊螺母從而夾緊工件。
2.夾緊力的計(jì)算
切削力 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-7
其中鉆頭直徑D=25mm 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量mm/r
《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-8
∴
夾緊力 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-11
其中
=1.2 =1.0~1.9 =1.0 =1.3 =1.0 =1.0《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-1
L=30mm H=60mm =95mm
夾緊元件與工件間的摩檫系數(shù)=0.16《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-12
∴
3.2.4夾具的使用
采用一面(夾具體端平面)兩銷(大小頭孔銷)使連桿定位,這樣在鉆螺栓孔時(shí),連桿只有可能水平往外移動(dòng),所以為防止起向外移動(dòng),則在夾具體上裝螺栓柱,使其從連桿大頭孔中伸出,再配以開(kāi)口墊圈及螺母便能防止其移動(dòng)。開(kāi)口墊圈的好處是當(dāng)螺母旋松以后,便可以將其拿出,取出工件,螺母則不必完全旋掉。
結(jié) 論
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文所選的題目是連桿工藝,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)文獻(xiàn)檢索、綜合分析、報(bào)告編寫、書面及口頭表達(dá)等能力的練習(xí),從而加強(qiáng)了我們獲取新知識(shí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高了學(xué)習(xí)他人經(jīng)驗(yàn)和借鑒其他學(xué)科研究方法的悟性,提高了處理新情況、解決性問(wèn)題的應(yīng)變能力。從分連桿零件圖到完成成品的三個(gè)月的時(shí)間里,遇到了不少的問(wèn)題;比如:如何確定毛坯的外形尺寸,如何合理的選用連桿的加工工藝,在零件的加工過(guò)程中怎樣能夠既保證了加工精度又能夠更好的節(jié)約工件材料,提高生產(chǎn)效率等等。如:
(1)對(duì)于金屬材料的選用方面:應(yīng)選用具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和剛度、具有較高的抗疲勞強(qiáng)度的材料,45#鋼的選擇非常適合本設(shè)計(jì)材料要求。
(2)熱處理:為了保證連桿的使用性能,要求它具有較高的強(qiáng)度,較好的耐磨性,足夠的塑性、韌性以及相應(yīng)的抗疲勞性等。多年實(shí)踐表明,通過(guò)調(diào)質(zhì)處理,可以滿足以上的要求。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)處理可以細(xì)化晶粒,獲得均勻的具有一定彌散度和綜合機(jī)械性能的細(xì)密球狀珠光體—回火索氏體。
(3)加工連桿應(yīng)注意的問(wèn)題:連桿端面的精度以及孔的位置精度都是有較高的要求的,這些就要通過(guò)合理地安排工序以及合理地選擇機(jī)床和刀具來(lái)滿足它的要求。
這些問(wèn)題的 發(fā)現(xiàn)和解決對(duì)于我而言,既增長(zhǎng)了專業(yè)知識(shí),又學(xué)會(huì)了另外一種考慮問(wèn)題的新視角,使我受益非淺。我相信,通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),我所學(xué)到的東西將伴隨著我在以后的人生道路上越走越遠(yuǎn)。
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致 謝
時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即過(guò),一眨眼,我便要踏入社會(huì)的大家庭。大學(xué)四年里,我與學(xué)校建立了很深的感情。學(xué)校給了我很大的培養(yǎng),他使我不斷地成熟、長(zhǎng)大。對(duì)于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì),能夠完成,不單是自己的努力,在我遇到技術(shù)問(wèn)題不能解決的時(shí)候,我的指導(dǎo)教師林老師都能給予我耐心的指導(dǎo),讓我在迷霧之中豁然開(kāi)朗;我設(shè)計(jì)中細(xì)小的錯(cuò)誤以及粗心的地方,我的林老師都能給我指出,這種一絲不茍的精神深深地感動(dòng)了我,在此,我對(duì)我的指導(dǎo)老師表示深深的感謝。其次不得不感謝我的同學(xué),他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中也給了我不少的幫助。而校圖書館、CAD機(jī)房給我們提供了大量的做設(shè)計(jì)所必需的文獻(xiàn)、資料以及做設(shè)計(jì)的場(chǎng)所,使我最終能完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì),在此表示感謝!
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