191-彎針連桿的加工工藝,連桿,加工,工藝 1 緒論 1.1課題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.2夾具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動(dòng)化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見(jiàn)，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢(shì)將是逐步提高智能化水平。 1.3 機(jī)床夾具的作用 （1）保證加工精度 用機(jī)床夾具裝夾工件，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對(duì)位 置關(guān)系，可以保證加工精度。 （2）提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時(shí)間，提高生 產(chǎn)效率。 （3）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)夾緊裝置，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng) 度。 （4）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，能擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，例如，在車床或鉆 床上使用鏜?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 1.4 機(jī)床夾具的分類 1．按夾具的應(yīng)用范圍分類 （1）通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，且有較大適用范圍的夾具，例如，車床 用的三爪卡盤和四爪卡盤，銑床用的平口鉗及分度頭等。 （2）專用機(jī)床夾具 專用機(jī)床夾具是針對(duì)某一工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)制造的夾具。專 用機(jī)床夾具適于在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、產(chǎn)量較大的場(chǎng)合應(yīng)用。 （3）組合夾具 組合夾具是用一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件組裝而成的夾具。組合 夾具結(jié)構(gòu)靈活多變，設(shè)計(jì)和組裝周期短，夾具零部件能長(zhǎng)期重復(fù)使用，適于在多品種單件小 批生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制等場(chǎng)合應(yīng)用。 （4）成組夾具 成組夾具是在采用成組加工時(shí)，為每個(gè)零件組設(shè)計(jì)制造的夾具，當(dāng)改換 加工同組內(nèi)另一種零件時(shí)，只需調(diào)整或更換夾具上的個(gè)別元件，即可進(jìn)行加工。成組夾具適 于在多品種、中小批生產(chǎn)中應(yīng)用。 （5）隨行夾具 它是一種在自動(dòng)線上使用的移動(dòng)式夾具，在工件進(jìn)入自動(dòng)線加工之前， 先將工件裝在夾具中，然后夾具連同被加工工件一起沿著自動(dòng)線依次從一個(gè)工位移到下一個(gè) 工位，直到工件在退出自動(dòng)線加工時(shí)，才將工件從夾具中卸下。隨行夾具是一種始終隨工件 一起沿著自動(dòng)線移動(dòng)的夾具。 2．按使用機(jī)床類型分類 機(jī)床類型不同，夾具結(jié)構(gòu)各異，由此可將夾具分為車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具、鏜 床夾具、磨床夾具和組合機(jī)床夾具等類型。 3．按夾具動(dòng)力源分類 按夾具所用夾緊動(dòng)力源，可將夾具分為手動(dòng)夾緊夾具、氣動(dòng)夾緊夾具、液壓夾緊夾具、 氣液聯(lián)動(dòng)夾緊夾具、電磁夾具、真空夾具等。 專用機(jī)床夾具的組成 夾具一般由下列元件或裝置組成: （1）定位元件 定位元件是用來(lái)確定工件正確位置的元件。被加工工件的定位基面與夾 具定位元件直接接觸或相配合。 （2）夾緊裝置 夾緊裝置是使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置。 （3）對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件 對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件是指夾具中用于確定（或引導(dǎo)）刀具相 對(duì)于夾具定位元件具有正確位置關(guān)系的元件，例如鉆套、鏜套、對(duì)刀塊等。 （4）連接元件 夾具連接元件是指用于確定夾具在機(jī)床上具有正確位置并與之連接的元 件，例如安裝在銑床夾具底面上的定位鍵等。 （5）其它元件及裝置 根據(jù)加工要求，有些夾具尚需設(shè)置分度轉(zhuǎn)位裝置、靠模裝置、工 件抬起裝置和輔助支承等裝置。 （6）夾具體 夾具體是用于連接夾具元件和有關(guān)裝置使之成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，夾具 通過(guò)夾具體與機(jī)床連接。 定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分，其它部分可根據(jù)需要設(shè)置。 2 彎針連桿的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是彎針連桿，在包縫機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，要求機(jī)器能夠高速平穩(wěn) 的傳遞各自的運(yùn)動(dòng)，而且要求零件有較好的耐磨性，如圖1所示，因此要求球孔的精度配和配合公差為H7/g6，表面粗糙度值為Ra0.16，結(jié)合面也要有比較高的表面質(zhì)量，孔系加工也要求有比較高位置精度和形狀精度。 2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為ZQSn－6－6-3錫青銅，ZQSn－6－6-3屬于耐磨性材料，能鍛造和沖壓。且鍛造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是彎針連桿體需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 以球孔Ф為中心的加工表面; (2) 以球孔為中心的加工表面; (3) 這兩組加工表面之間又有位置要求，兩球孔的中心距偏差為 圖1 零件圖 由上面分析可知，可以先粗加工上、下表面，然后鉆定位底孔，然后以此作為基準(zhǔn)加工大球孔及小球孔，再加工其它表面，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此彎針連桿零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2.2確定生產(chǎn)類型 已知此彎針連桿零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)以集中為主；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，較多采用專用工裝。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為ZQSn－6－6-3錫青銅。毛坯采用失蠟法精密鑄造工藝制造，要求坯件內(nèi)不得有縮孔，夾雜等疵病，由于毛坯的內(nèi)應(yīng)力較大，在切削加工中容易變形，且材料晶粒較粗，不易降低表面粗糙度，因此對(duì)毛坯要進(jìn)行一次退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力和細(xì)化晶粒。 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 查《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》125頁(yè)表1-4-7，選用A，B加工面的鑄件機(jī)械加工余量均為1mm。 2.3.3繪制鑄件毛坯圖 圖2 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 ①粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則： 1) 選擇重要表面為粗基準(zhǔn) 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面，如床身的導(dǎo)軌面，車床主軸箱的主軸孔，都是各自的重要表面。 2) 選擇不加工表面為粗基準(zhǔn) 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)。如果工件上有多個(gè)不加工面，則應(yīng)選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準(zhǔn)，以便保證精度要求，使外形對(duì)稱等。 3) 選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 在沒(méi)有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，如果零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以避免該表面在加工時(shí)因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 4) 選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn) 以便工件定位可靠、夾緊方便。 5) 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。 ①精基準(zhǔn)的選擇 1)基準(zhǔn)重合原則 即選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。這樣做可以簡(jiǎn)化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計(jì)、制造工作量和成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；由于減少了基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。例如加工軸類零件時(shí)，采用兩中心孔定位加工各外圓表面，就符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。箱體零件采用一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準(zhǔn)，均屬于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 3）自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。如磨削車床導(dǎo)軌面，用可調(diào)支承支承床身零件，在導(dǎo)軌磨床上，用百分表找正導(dǎo)軌面相對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向的正確位置，然后加工導(dǎo)軌面以保證其余量均勻，滿足對(duì)導(dǎo)軌面的質(zhì)量要求。還有浮動(dòng)鏜刀鏜孔、珩磨孔、拉孔、無(wú)心磨外圓等也都是自為基準(zhǔn)的實(shí)例。 4)互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí)，需要用兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。例如要保證精密齒輪的齒圈跳動(dòng)精度，在齒面淬硬后，先以齒面定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨齒面，從而保證位置精度。再如車床主軸的前錐孔與主軸支承軸頸間有嚴(yán)格的同軸度要求，加工時(shí)就是先以軸頸外圓為定位基準(zhǔn)加工錐孔，再以錐孔為定位基準(zhǔn)加工外圓，如此反復(fù)多次，最終達(dá)到加工要求。這都是互為基準(zhǔn)的典型實(shí)例。 5)便于裝夾原則 所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便。 2.4.2選擇定位基準(zhǔn) ①粗基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)選擇是否合理，將會(huì)直接影響零件的加工精度，從設(shè)計(jì)考慮，應(yīng)以球孔為基準(zhǔn)，考慮到加工的方便性，選為粗基準(zhǔn)，等加工完畢后，再做為精定位基準(zhǔn)。 ②精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的球孔為主要的定位精基準(zhǔn)。 2.4.3制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表2.1工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 模鑄、退火、滾光 工序二 銑A .B面 工序三 鉆定位底孔 工序四 鉆大球孔孔 工序五 鉆小球孔孔 工序六 鉆、擴(kuò)、鉸大球孔端兩個(gè)?4.2孔 工序七 刮兩個(gè)?6沉頭孔、攻大球孔M3螺紋底孔 工序八 鉆、擴(kuò)、鉸小球孔端兩個(gè)?4.2孔 工序九 刮兩個(gè)?6沉頭孔、攻小球孔M3螺紋底孔 工序十 標(biāo)記 工序十一 銑開桿蓋 工序十二 拼裝 工序十三 粗車大球孔 工序十四 粗車小球孔 工序十五 鉆油孔2x?2 工序十六 精車大球孔 工序十七 精車小球孔 工序十八 攻M3螺孔 工序十九 去毛刺 表2.2工藝路線方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 模鑄、退火、滾光 工序二 銑A .B面 工序三 鉆定位底孔 工序四 鉆大球孔孔 工序五 鉆小球孔孔 工序六 標(biāo)記 工序七 銑開桿蓋 工序八 鉆、擴(kuò)、鉸大球孔端兩個(gè)?4.2孔 工序九 刮兩個(gè)?6沉頭孔、攻大球孔M3螺紋底孔 工序十 鉆、擴(kuò)、鉸小球孔端兩個(gè)?4.2孔 工序十一 粗車大球孔 工序十二 粗車小球孔Φ35、Φ18 工序十三 鉆油孔2x?2 工序十四 精車大球孔 工序十五 精車小球孔 工序十六 攻M3螺孔 工序十七 拼裝，去毛刺 工藝方案的比較與分析： 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工好螺紋孔及球孔后再銑開桿蓋，而方案一是先銑開桿蓋，再加工球孔及聯(lián)接螺紋孔。在桿蓋剖開前，將桿蓋與桿體四只緊固螺孔全部加工完成，這樣既保證桿蓋的圓柱孔與桿體同心，亦可保證在拼裝時(shí)桿蓋與桿體的開形不偏移，同時(shí)在球形孔的粗孔鉆好后再剖開桿蓋，這樣桿蓋與桿體接觸面亦減少，避免了中凸現(xiàn)象和增加了穩(wěn)定性，由上分析，選擇方案一更為合理。 2.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ①機(jī)床的選擇 工序二、　采用X5028立式銑床 工序十一、　采用X62臥式銑床 工序三、四、五、六、七、八、九、十六采用Z535立式鉆床 工序十一、十二、十四、十五采用C6140臥式車床 ②選擇夾具 該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以部分采用專用夾具。 ③選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。車刀采用硬質(zhì)合金車刀，鉸孔時(shí)，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。 ④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)，直徑，長(zhǎng)度的測(cè)量等采用游標(biāo)卡尺。 2.4.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 如下表2-3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度 根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加 工序的加工余量如下： 表2-3 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 工序二 銑A .B面 2 IT8 9 3.2 -0.05 0.05 工序三 鉆定位底孔 Φ2.5 IT6 Φ2.5 1.6 0 +0.01 工序四 鉆大球孔孔 Φ12 IT8 球孔Φ12 3.2 0 +0.1 工序五 鉆小球孔孔 Φ10 IT8 球孔Φ10 3.2 0 +0.1 工序六 鉆、擴(kuò)、鉸大球孔端兩個(gè)?4.2孔 Φ4.2 IT10 Φ4.2 6.3 -0.1 0.1 工序七 刮兩個(gè)?6沉頭孔、攻大球孔M3螺紋底孔 Φ6 IT10 Φ6 6.3 -0.1 0.1 工序八 鉆、擴(kuò)、鉸小球孔端兩個(gè)?4.2孔 ?4.2 IT10 ?4.2 3.2 -0.05 0.05 工序九 刮兩個(gè)?6沉頭孔、攻小球孔M3螺紋底孔 Φ6 IT10 Φ6 6.3 -0.1 0.1 工序十一 銑開桿蓋 31，27 IT7 31，27 3.2 -0.02 0.02 工序十三 粗車大球孔 1.5 IT8 Φ15 3.2 -0.1 0 工序十四 粗車小球孔 1 IT8 Φ13 3.2 -0.1 0 工序十五 鉆油孔2x?2 Φ2 IT7 Φ2 3.2 -0.1 0 工序十六 精車大球孔 0.1 IT7 0.2 0 0.1 工序十七 精車小球孔 0.1 IT7 0.2 0 0.1 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 2.5.1工序二：銑A、B面 機(jī)床：X5028型立式銑床 刀具：兩塊鑲齒套式端面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=1mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-81, 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 A、Ｂ面各走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：0.36min 2.5.2工序三：鉆定位底孔 孔的直徑分別為Φ2.5mm，公差為，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭分別為Φ2.5mm，標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，修磨橫刃。 ①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 ③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：0.36min 2.5.4工序4：鉆大球孔孔 加工機(jī)床為Z535立式鉆床。刀具分別為?12mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆； 鉆孔Φ12 確定鉆削用量 ①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 ③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：0.6min 2.5.4工序4：鉆小球孔孔 加工機(jī)床為Z535立式鉆床。刀具分別為?12mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆； 鉆孔Φ10 確定鉆削用量 ①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 ③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：0.6min 2.5.5鉆、擴(kuò)、鉸大球孔端兩個(gè)?4.2孔 確定鉆削用量 ①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 ③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 2個(gè)孔總共要時(shí)間 t=min 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：min （2） 鉸Φ4.2 ① 定進(jìn)給量 根據(jù)表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小值。查Z535說(shuō)明書，取。 ②確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正系數(shù) ， 故 查Z535說(shuō)明書，取，實(shí)際鉸孔速度 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度， 走刀次數(shù)為2 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：0.80min 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是： 2.5.6工序七　刮兩個(gè)?6沉頭孔、攻大球孔M3螺紋底孔 (1) 刮兩個(gè)?6沉頭孔 a/加工條件：機(jī)床：Z535立式鉆床.. 刀具：刮刀 其中d=6mm, .b/計(jì)算切削用量：=1.3mm 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-37可知： .f=1mm/r v=0.12m/s. 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==286r/min . 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選取： v= 切出 l1. =2mm l=0.5mm 切削工時(shí)： ... (2) 攻絲M3 a/加工條件：機(jī)床：Z535立式鉆床.. 刀具：機(jī)用絲錐 其中d=3mm, .b/計(jì)算切削用量：=0.65mm 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-37可知： .f=1mm/r v=0.12m/s. 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==286r/min . 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選取： v= 切入，切出 l1.+l2=4mm l=9mm 切削工時(shí)： ... 2.5.7工序八鉆、擴(kuò)、鉸小球孔端兩個(gè)?4.2孔 確定鉆削用量 ①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 ③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 2個(gè)孔總共要時(shí)間 t=min 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：min （3） 擴(kuò)、鉸Φ4.2 ② 定進(jìn)給量 根據(jù)表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小值。查Z535說(shuō)明書，取。 ②確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正系數(shù) ， 故 查Z535說(shuō)明書，取，實(shí)際鉸孔速度 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度， 走刀次數(shù)為2 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：0.80min 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是： 2.5.8工序九　刮兩個(gè)?6沉頭孔、攻小球孔M3螺紋底孔 (1) 刮兩個(gè)?6沉頭孔 a/加工條件：機(jī)床：Z535立式鉆床.. 刀具：刮刀 其中d=6mm, .b/計(jì)算切削用量：=1.3mm 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-37可知： .f=1mm/r v=0.12m/s. 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==286r/min . 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選?。?v= 切出 l1. =2mm l=0.5mm 切削工時(shí)： ... (2) 攻絲M3 a/加工條件：機(jī)床：Z535立式鉆床.. 刀具：機(jī)用絲錐 其中d=3mm, .b/計(jì)算切削用量：=0.65mm 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-37可知： .f=1mm/r v=0.12m/s. 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==286r/min . 按機(jī)床選取： 實(shí)際機(jī)床選?。?v= 切入，切出 l1.+l2=4mm l=9mm 切削工時(shí)： 2.5.8工序十一　銑開桿蓋 加工條件：機(jī)床：x62w臥式銑.床. 刀具：直齒三面刃銑刀 其中d=80mm, z=18 b/計(jì)算切削用量：=18mm 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-55可知： .af=0..20mm/z v=0.3m/s　f=3.6mm/r 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==71.6r/min . 按機(jī)床選?。? 實(shí)際機(jī)床選取： v= 切削工時(shí)： . 2.5.8工序十三　粗車大球孔 加工要求：粗車大球孔。 機(jī)床：CA6140車床。 刀具：YT5 選刀桿尺寸： 刀片厚度： 確定加工時(shí)間： 確定加工時(shí)間 余量為0.8mm， 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，加工切削深度 由表4 ，根據(jù)［3］表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工時(shí)： ; 切削修正系數(shù)： 故 由機(jī)床 所以 2.5.8工序十四　粗車小球孔 加工要求：粗車大球孔。 機(jī)床：CA6140車床。 刀具：YT5 選刀桿尺寸： 刀片厚度： 確定加工時(shí)間： 確定加工時(shí)間 余量為0.8mm， 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，加工切削深度 由表4 ，根據(jù)［3］表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工時(shí)： ; 切削修正系數(shù)： 故 由機(jī)床 所以 2.5.9　工序十五鉆油孔2x?2 ①確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 ②確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，由表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[2]，表28-5，，故 ③校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：0.36min 2.5.10工序十六　精車大球孔 加工要求：精車大球孔。 機(jī)床：CA6140車床。 刀具：YT5 選刀桿尺寸： 刀片厚度： 確定加工時(shí)間： 確定加工時(shí)間 余量為0.8mm， 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，加工切削深度 由表4 ，根據(jù)［3］表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工時(shí)： ; 切削修正系數(shù)： 故 由機(jī)床 所以 2.5.8工序十四　精車小球孔 加工要求：精車大球孔。 機(jī)床：CA6140車床。 刀具：YT5 選刀桿尺寸： 刀片厚度： 確定加工時(shí)間： 確定加工時(shí)間 余量為0.8mm， 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，加工切削深度 由表4 ，根據(jù)［3］表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工時(shí)： ; 切削修正系數(shù)： 故 由機(jī)床 所以 3 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工彎針連桿零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本課題設(shè)計(jì)工序二（銑A、B面）專用夾具。 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 由于銑A、B面是第二道工序，是粗加工，所以應(yīng)該選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，由零件圖可知，兩端圓柱面為非加工面，可以作為粗基準(zhǔn)，以另一個(gè)面為輔助粗基準(zhǔn)。用支撐釘和V形塊及活動(dòng)V形塊來(lái)限制工件六個(gè)自由度。 3.2切削力及夾緊力的計(jì)算 3.2.1夾緊力確定原則 夾緊力大小對(duì)于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過(guò)大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過(guò)小則工件夾不緊，在加工過(guò)程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見(jiàn)夾緊力大小必須適當(dāng)。 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動(dòng)的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見(jiàn)再乘以安全系數(shù)K。 式中W`——計(jì)算出的理論夾緊力； W——實(shí)際夾緊力； K——安全系數(shù)，通常k=1.5~3.當(dāng)用于粗加工時(shí)，k=2.5~3,用于精加工時(shí)k=1.5~2. 這里應(yīng)注意三個(gè)問(wèn)題： 1）切削力在加工過(guò)程中往往方向、大小在變化，在計(jì)算機(jī)中應(yīng)按最不利的加工條件下求得的切削力或切削合力計(jì)算。如圖2-1所示切削方向進(jìn)行靜力平衡，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)即為實(shí)際夾緊力，圖中W為夾緊力，N1、N1`…為端銑各方向銑削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力將使夾緊力變大，在列靜平衡方程式時(shí)，我們應(yīng)按不利的加工條件下，即N1時(shí)求夾緊力。既 2）在分析受力時(shí)，往往可以列出不同的工件靜平衡方程式。這時(shí)應(yīng)選產(chǎn)生夾緊力最大的一個(gè)方程，然后求出所需的夾緊力。如圖所示垂直方向平衡式為 W=1.5KN;水平方向可以列出：,f 為工件與定位件間的摩擦系數(shù)，一般0.15,即W=10KN；對(duì)o點(diǎn)取矩可得下式 比較上面三種情況，選最大值，既W=10KN。 3）上述僅是粗略計(jì)算的應(yīng)用注意點(diǎn)，可作大致參考。由于實(shí)際加工中切削力是一個(gè)變值，受工件材料性質(zhì)的不均勻、加工余量的變動(dòng)、刀具的鈍化等因素影響，計(jì)算切削力大小的公式也與實(shí)際不可能完全一致，故夾緊力不可能通過(guò)這種計(jì)算而得到結(jié)果。生產(chǎn)中也有根據(jù)一定生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而用類比法估算夾緊力的，如果是一些關(guān)鍵性的重要夾具，則往往還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)確定所需夾緊力。 3.2.2 夾緊力計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]，表2.4—97可查得： 銑削力計(jì)算公式為 圓周分力 查表可得： 代入得 = 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： ∴ 查參考文獻(xiàn)[1]，表5.1-4可知，所需的夾緊力為： 式中： L=62.53mm f=1.22 l=55mm ∴ 選用螺釘壓緊，實(shí)際加緊力N應(yīng)為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。 用螺母擰緊，由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-23得螺母擰緊力 此時(shí)已大于所需的夾緊力，故本夾具可安全工作。 3.3夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具，選擇了螺旋夾緊方式。本工序?yàn)殂夾、B面，切削力較小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求，并且避免復(fù)雜夾緊機(jī)構(gòu)帶來(lái)的結(jié)構(gòu)龐大，旋轉(zhuǎn)加工過(guò)程中不會(huì)干涉。 由于本夾具沒(méi)有使用擴(kuò)力機(jī)構(gòu)，螺釘夾緊時(shí)要配有一活動(dòng)內(nèi)六角手柄，零件的裝夾要用手柄旋擰夾緊螺釘，因此，在加工零件時(shí)，要適當(dāng)注意提高點(diǎn)壓力；另外，由于本夾具用于粗加工，切削力相對(duì)較大，操作時(shí)要注意夾具各螺紋是否擰緊；還有就是夾具操作時(shí)，要防止定位零件有過(guò)大的磨損，若有較大磨損，要注意及時(shí)更換，以保證零件加工精度。 夾具裝配圖和零件圖見(jiàn)附圖： 圖4 銑床夾具 4 致謝 5 參考文獻(xiàn) [1]艾興、肖詩(shī)綱.切削用量手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985　　 [2]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編輯委員會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1-2）第三版[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [3]李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [4]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編輯委員會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [5]馮道.機(jī)械切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [6]《寶鋼減速器圖冊(cè)》編寫組. 寶鋼減速器圖冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995 [7]劉鴻文主編.材料力學(xué)[M].北京: 高等教育出版社, 1992.9 [8]陳明.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005 [9]鄒慧君主編.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 高等教育出版社, 1998 [10]孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1992 [11]孫恒、陳作模主編.機(jī)械原理[M].北京: 高等教育出版社，2001 [12]濮良貴、紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京: 高等教育出版社, 1996 [13]成大仙.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第1、2、3卷）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002