制定連桿零件的加工工藝設(shè)計(jì)銑槽7的銑床夾具,制定,制訂,連桿,零件,加工,工藝,設(shè)計(jì),銑床,夾具 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印 2 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 制定連桿零件的加工工藝， 設(shè)計(jì)銑槽7的銑床夾具 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級： 機(jī)電12-3 學(xué) 號： 1230120312 姓 名： 李晨 指導(dǎo)教師： 張中然 機(jī)械工程系 2015年11月20日 目 錄 一、 序言 1 二、 零件的分析 2 （一）零件的作用 3 （二）零件的工藝分析 3 三、 工藝規(guī)劃設(shè)計(jì) 4 （一）基面的選擇 4 （二）工藝路線的擬定 4 （三）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時的確立 6 四、夾具設(shè)計(jì) 13 （一）定位基準(zhǔn)的選擇 13 （二）切削力及夾緊力的計(jì)算 14 總結(jié) 16 參考文獻(xiàn) 17 1、 序言 本次課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括零件的分析，工藝路線的制定，工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)，某道工序的夾具設(shè)計(jì)以及該道工序的工序卡，機(jī)械加工綜合卡片，夾具裝配圖以及夾具底座零件圖的繪制等等。 就我個人而言，希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對未來即將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，并學(xué)會將所學(xué)到的理論知識應(yīng)用到具體的實(shí)際生產(chǎn)問題中來，為以后走向社會打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師批評指正。 2、 零件的分析 （一）零件的作用 該零件為典型的桿類零件，而且為連桿類。因此，其主要的要素包括兩側(cè)面，φ16mm孔和φ10mm孔還有一個φ6mm孔。通過孔連接即該連桿的作用是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的傳遞作用。 （二）零件的工藝分析 該連桿的加工表面分三種，主要是孔的加工，兩側(cè)面的加工各組加工面之間有嚴(yán)格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，幾乎都要保證Ra3.2um的表面粗糙度，因而需精加工，現(xiàn)將主要加工面分述如下： 2.2.1孔的加工 該零件共有3個孔要加工：φ16mm孔和φ10mm孔是零件的主要加工面，多組面，，通過兩孔中心連線及對兩側(cè)對稱面，沒有位置尺寸度要求，只需要鉆床粗加工。 2.2.2面的加工 該零件共有2個側(cè)面要加工：兩個側(cè)面是配合φ16mm孔和φ10mm孔孔后續(xù)工序的主要精基準(zhǔn)面，需要精加工。 3、 工藝規(guī)劃設(shè)計(jì) （一）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基準(zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)，由于兩側(cè)面較平整且加工精度較高，故以2個主要側(cè)面為基準(zhǔn)。? 3.1.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，該零件上重要表面是大頭孔φ38H8，由于其與底面有垂直度關(guān)系，所以底面自然成為精基準(zhǔn)面，考慮到第二基準(zhǔn)面選擇的方便性，將其精度由原來的φ37H11提高到φ38H8，該定位基準(zhǔn)組合在后續(xù)孔的加工中，以及孔上徑向孔的加工中都將作為精基準(zhǔn)面。 （二）工藝路線的擬定 擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.2.1工藝路線方案 方案一 10 模鍛 模鍛 20 去飛邊 去飛邊 30 熱處理 人工時效 40 銑 銑上平面 50 銑 銑下平面，保證尺寸16mm 60 鉆 鉆、擴(kuò)、鉸φ16H7mm，孔口倒角C1 70 鉆 鉆φ6H7mm孔，鉆φ10H7mm孔至圖紙尺寸 80 銑 銑寬度為7mm的槽 90 插 插鍵槽 100 檢驗(yàn) 按照圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差 110 入庫 清洗，加工表面涂防繡油，入庫 方案二 10 模鍛 模鍛 20 去飛邊 去飛邊 30 熱處理 人工時效 40 鉆 鉆、擴(kuò)、鉸φ16H7mm，孔口倒角C1 50 鉆 鉆φ6H7mm孔，鉆φ10H7mm孔至圖紙尺寸 60 銑 銑上平面 70 銑 銑下平面，保證尺寸16mm 80 銑 銑寬度為7mm的槽 90 插 插鍵槽 100 檢驗(yàn) 按照圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差 110 入庫 清洗，加工表面涂防繡油，入庫 方案分析與比較： 經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，方案二先鉆孔后加工面，而方案一是先面后孔 根據(jù)書本理論知識，應(yīng)該是先面后孔比較合理，因?yàn)殂@孔需要以加工了面的為精基準(zhǔn)。 3.2.2工藝方案的確定 10 模鍛 模鍛 20 去飛邊 去飛邊 30 熱處理 人工時效 40 銑 銑上平面 50 銑 銑下平面，保證尺寸16mm 60 鉆 鉆、擴(kuò)、鉸φ16H7mm，孔口倒角C1 70 鉆 鉆φ6H7mm孔，鉆φ10H7mm孔至圖紙尺寸 80 銑 銑寬度為7mm的槽 90 插 插鍵槽 100 檢驗(yàn) 按照圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差 110 入庫 清洗，加工表面涂防繡油，入庫 （三）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時的確立 連桿零件材料為45,毛坯重量約為1.6kg，生產(chǎn)類型為中批或大批生產(chǎn)，采用普通模鍛生產(chǎn)。 普通模鍛，材料為45鋼，分模線平直對稱，材質(zhì)系數(shù)M1,復(fù)雜系數(shù)=1.56/1.8≈0.87,為S1級，厚度為25mm，普通級，查的上下偏差分別為+1.4和-0.6 3.3.1兩側(cè)面毛坯尺寸及加工余量計(jì)算 根據(jù)工序要求，兩側(cè)面經(jīng)過四道工序，先粗銑端面B，再粗銑端面A，精銑端面B，最后精銑端面A，各步余量如下： 粗銑：由《機(jī)械加工工藝手冊第一卷》表3.2-23，其余量值規(guī)定，零件厚度大于6mm到30mm，寬度小于100mm，其加工余量為1.0mm。 精銑：由《機(jī)械加工工藝手冊第一卷》表3.2-25，其余量值規(guī)定，零件厚度大于6mm到30mm，寬度小于100mm，其加工余量為0.5mm。 精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設(shè)計(jì)零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按《機(jī)械加工工藝手冊》表5.29，粗銑→精銑所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度取IT8,按入體原則取值。 3.3.2毛坯尺寸及加工余量計(jì)算 根據(jù)工序要求， 精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設(shè)計(jì)零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按《機(jī)械加工工藝手冊》表5.29，粗銑→精銑所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度取IT8,按入體原則取值。 3.4確定各工序切削用量及基本工時 10.模鍛毛坯; 沒切削過程，無需計(jì)算 20.去飛邊 沒切削過程，無需計(jì)算 30.人工時效 沒切削過程，無需計(jì)算 工序40. 銑上平面 （1）銑上平面 取背吃到量，選用X52型立式銑床 ，每齒進(jìn)給量 工件材料 45 ，鍛造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表5.8 確定銑削速度 采用X52k立式銑床 ，查表3.6，取轉(zhuǎn)速 ， 故實(shí)際銑削速度 當(dāng)工作臺每分鐘進(jìn)給 為 由《工藝手冊》得 工序50.銑下平面，保證尺寸16mm 取背吃到量，選用X52K型立式銑床 ，每齒進(jìn)給量 工件材料 45 ，鍛造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表5.8 確定銑削速度 采用X52立式銑床 ，查表3.6，取轉(zhuǎn)速 ， 故實(shí)際銑削速度 當(dāng)工作臺每分鐘進(jìn)給 為 由《工藝手冊》得 工序60：鉆、擴(kuò)、鉸φ16H7mm，孔口倒角C1 （1）鉆孔 切屑用量： 取背吃刀量，由參考文獻(xiàn)[2]可查出，根據(jù)Z3040立式鉆床，取進(jìn)給量，切屑速度：，，，則修正后的切屑速度，即 查參考文獻(xiàn)[2]表3.17，取， 故實(shí)際切屑速度為。 切屑用時： =10mm，，， 故，， ， （2）擴(kuò)孔 切屑用量： 取背吃刀量，由參考文獻(xiàn)[2]可查出，根據(jù)Z3040立式鉆床，取進(jìn)給量，切屑速度：，，，則修正后的切屑速度，即， 查參考文獻(xiàn)[2]表3.17，取， 故實(shí)際切屑速度為。 切屑用時： =10mm，，， 故，， ， （3）鉸孔 切屑用量： 取背吃刀量，由參考文獻(xiàn)[2]可查出，根據(jù)Z3040立式鉆床，取進(jìn)給量，切屑速度：，，，則修正后的切屑速度，即， 查參考文獻(xiàn)[2]表3.17，取， 故實(shí)際切屑速度為。 切屑用時： =10mm，，，， 故，， ，。 工序70 鉆 鉆φ6H7mm孔，鉆φ10H7mm孔至圖紙尺寸 工件材料為45鋼，孔mm，高速鋼鉆頭，查表5.19 切削速度，進(jìn)給量 則 采用Z3040型立式鉆床 由表3.17得轉(zhuǎn)速 故實(shí)際切削速度為 該工序基本時間為 （1） 鉸孔 取背吃刀量 45鋼 孔，查表5.23 切削速度，進(jìn)給量則 采用Z3040型立式鉆床 取轉(zhuǎn)速 故實(shí)際切削速度為 由 查表5.40絞孔切入切出行程 該工序基本時間為 （3）倒角 機(jī)床：Z525鉆床 刀具：倒角鉆頭 量具：游標(biāo)卡尺Ⅱ型 夾具：專用夾具 工序90：粗、精銑寬度為7mm的槽。 機(jī)床：銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 ⑴ 粗銑槽 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表查得切削速度。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =63mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： ⑵ 精銑槽 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表查得切削速度， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1～74，取。 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： 本工序機(jī)動時間： 工序80. 按照圖紙要求檢驗(yàn)各部尺寸及形位公差 無切削加工 工序90. 清洗，加工表面涂防繡油，入庫 無切削加工 四、夾具設(shè)計(jì) （一）定位基準(zhǔn)的選擇 對孔的的加工沒有位置公差要求， 由零件圖可知：在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔外圓端來定位 方案Ⅱ：應(yīng)用一面即底面，一銷即定位于大頭孔外端的擋銷和工藝孔的心軸來定位，夾緊方式就用螺母在心軸上夾緊。 方案Ⅲ：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，還有一擋銷定位于大頭孔外端，夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。 分析比較上面三種方案：方案Ⅰ中的V型塊定位造成過定位，而夾緊方式加大了設(shè)計(jì)量，裝、取工件也不易。方案Ⅱ中的心軸夾緊、定位是不正確的，也端是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會破壞定位。 定位基準(zhǔn)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(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。 因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，提高加工精度，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。 （二）切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 有： 根據(jù)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(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1. 由表得：原動力計(jì)算公式 即： 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 總 結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)是在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，是一次對我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握情況的重要考察和檢驗(yàn)，更是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，分析并解決問題能力的重要內(nèi)容和階段。使我更好的掌握了CAD制圖軟件。 這次課程設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)圖主要用CAD制圖軟件完成。自我感覺尚有很多不足和錯誤，首先，在設(shè)計(jì)夾具裝配件時過于匆忙，裝配連桿時放在了左手邊，不符合工人正常勞作習(xí)慣；其次是課程設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作沒做好，在圖書館很多資料和文獻(xiàn)都沒能借到（早已借空了），在借閱同學(xué)的相關(guān)資料時沒有時間認(rèn)真琢磨和分析相關(guān)信息和數(shù)據(jù)；最后就是課程設(shè)計(jì)說明書的編寫過于匆忙，時間很緊，很多文字和標(biāo)準(zhǔn)，公式，數(shù)據(jù)，計(jì)算上的錯誤沒有時間一一改正（確實(shí)，在打這篇文稿，發(fā)現(xiàn)了很多錯誤和缺憾）。 課程設(shè)計(jì)，是一個系統(tǒng)性、知識點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過的知識聯(lián)系起來，運(yùn)用到各個方面上去。同時，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊及各種參考資料，學(xué)會了在實(shí)際中運(yùn)用工具書，和獨(dú)立完成每一步查找工作；整個零件的加工過程是和其他同學(xué)分工完成的，集中體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我獨(dú)立分工合作的能力！為以后出身社會的工作打下基礎(chǔ)！ 參考文獻(xiàn) [1] <<機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書>> 趙家齊主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [2] <<機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊>> 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院編 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979 [3] <<切削用量手冊>> 艾興，肖詩綱主編 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [4] <<金屬切削手冊>> 上海：上?？茖W(xué)文化技術(shù)出版社 17