ZT007連桿的機械制造工藝規(guī)程及銑底面的夾具設(shè)計-中心距65【含5張CAD圖紙】

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畢業(yè)設(shè)計（工藝規(guī)程） ZT007連桿的機械制造工藝規(guī)程及銑底面的夾具設(shè)計 院 系 航空機械自造工程學(xué)院 專 業(yè) 航空機械自造與自動化 班 級 機制 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)老師 二Ο一四年 11 月 1 日 產(chǎn)品名稱 連桿 零件圖號 機械加工 工藝過程卡 毛坯種類 鍛造 共1 頁 每臺數(shù)量 1 零件名稱 連桿 材料牌號 45 第1 頁 工序號 工序 名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 30 粗銑 銑削底部大端面，留加工余量 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 40 粗銑 翻面，銑削φ40凸臺端面，留加工余量 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 50 粗銑 粗銑φ20凸臺端面，留加工余量 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 60 精銑 精銑φ20凸臺端面 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 70 精銑 精銑φ40凸臺端面 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 80 精銑 翻面，精銑底部大端面 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 90 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ20及倒角 Z525鉆床 鉆夾具，鉆頭，鉸刀 100 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ10及倒角 Z525鉆床 鉆夾具，鉆頭，鉸刀 110 粗銑 粗銑寬度為6的槽 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 120 精銑 精銑寬度為6的槽 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 130 鉗工 去毛刺 銼刀 銼刀 140 檢驗 檢驗 X52K銑床 銑夾具，量具，銑刀 編制 日期 審核 日期 更改 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 30 工序名稱 粗銑 共10頁 零件 圖號 第 1 頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 X52K銑床 夾具 專用夾具 3 2 1 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 銑削底部大端面，留加工余量 銑刀 量具 1 1.2 3 0.8 500 1.27 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 40 工序名稱 粗銑 共10頁 零件 圖號 第2頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 X52K銑床 夾具 專用夾具 3 2 1 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 翻面，銑削φ40凸臺端面，留加工余量 銑刀 量具 1 1.2 3 0.8 500 1.27 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 50 工序名稱 粗銑 共10頁 零件 圖號 第3頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 X52K銑床 夾具 專用夾具 3 2 1 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 粗銑φ20凸臺端面，留加工余量 銑刀 量具 1 1.2 3 0.8 500 1.27 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 60 工序名稱 精銑 共10頁 零件 圖號 第4頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 X52K銑床 夾具 專用夾具 3 2 1 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 精銑φ20凸臺端面 銑刀 量具 1 0.5 3 0.2 800 1.5 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 70 工序名稱 精銑 共10頁 零件 圖號 第5頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 X52K銑床 夾具 專用夾具 1 3 2 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 精銑φ40凸臺端面 銑刀 量具 1 0.5 3 0.2 800 1.5 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 80 工序名稱 精銑 共10頁 零件 圖號 第 6 頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 X52K銑床 夾具 專用夾具 3 2 1 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 翻面，精銑底部大端面 銑刀 量具 1 0.5 3 0.2 800 1.5 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 90 工序名稱 鉆擴鉸孔 共10頁 零件 圖號 第7頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 Z525鉆床 夾具 專用夾具 2 3 1 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 鉆擴鉸孔φ20及倒角 鉆頭，鉸刀 量具 1 0.5 3 0.2 800 1.5 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 100 工序名稱 鉆擴鉸孔 共10頁 零件 圖號 第 8頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 Z525鉆床 夾具 專用夾具 2 3 1 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 鉆擴鉸孔φ10及倒角 鉆頭，鉸刀 量具 1 0.5 3 0.2 800 1.5 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 110 工序名稱 粗銑 共10頁 零件 圖號 第9 頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 X52K銑床 夾具 專用夾具 3 1 2 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 粗銑寬度為6的槽 銑刀 量具 1 0.5 3 0.2 800 1.5 15 20 30 40 50 60 ... 零件 名稱 連桿 機械加工工序卡 工序號 120 工序名稱 精銑 共10頁 零件 圖號 第 10 頁 材料 牌號 45 毛坯狀態(tài) 鍛造 機床設(shè)備 X52K銑床 夾具 專用夾具 3 1 2 工步號 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長度/mm 切削深度/mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工時 10 精銑寬度為6的槽 銑刀 量具 1 0.5 3 0.2 800 1.5 15 20 30 40 50 60 ... XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計論文 ZT007連桿的機械制造工藝規(guī)程及銑底面的夾具設(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 摘 要 連桿零件加工工藝及銑床夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)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(guān)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(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)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(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 目 錄 摘 要 II 第1章 緒論 1 第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2 2.1 零件的分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的工藝分析 2 2.2 連桿加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 3 2.2.1 孔和平面的加工順序 3 2.2.2 孔系加工方案選擇 3 2.3 連桿加工定位基準(zhǔn)的選擇 4 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 4 2.4 連桿加工主要工序安排 4 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 7 第3章 銑底面夾具設(shè)計 17 3.1 研究原始質(zhì)料 17 3.2 定位、夾緊方案的選擇 17 3.3切削力及夾緊力的計算 17 3.4 誤差分析與計算 19 3.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 20 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22 總 結(jié) 23 參考文獻 24 致 謝 25 24 長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第1章 緒論 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(biāo)。 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。 第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 零件的分析 2.1.1 零件的作用 題目給出的零件是連桿。連桿的主要作用是保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此連桿零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 2.1.2 零件的工藝分析 由連桿零件圖可知。連桿是一個連桿零件，它的外表面上有4個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以底面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：底面的底削加工；其中底面有表面粗糙度要求為， （2）以的孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個前后端面；的孔。 （2）以的孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個前后端面；的孔。 （4）以6槽為主要加工平面的加工面，包括6槽面 2.2 連桿加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該連桿零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于連桿來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 2.2.1 孔和平面的加工順序 連桿類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工連桿上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。連桿的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 連桿零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 2.2.2 孔系加工方案選擇 連桿孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。 根據(jù)連桿零件圖所示的連桿的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中，連桿孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐標(biāo)法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。 用坐標(biāo)法鏜孔，需要將連桿孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運動的機床進行鏜孔。 2.3 連桿加工定位基準(zhǔn)的選擇 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入連桿的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以連桿的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證連桿孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證連桿在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從連桿零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是連桿的裝配基準(zhǔn)，但因為它與連桿的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。 2.4 連桿加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。連桿加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到連桿加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于連桿，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.40%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將連桿加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 30 粗銑 銑削底部大端面，留加工余量 40 粗銑 翻面，銑削φ40凸臺端面，留加工余量 50 粗銑 粗銑φ20凸臺端面，留加工余量 20 精銑 精銑φ20凸臺端面 70 精銑 精銑φ40凸臺端面 70 精銑 翻面，精銑底部大端面 90 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ20及倒角 100 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ10及倒角 110 粗銑 粗銑寬度為6的槽 120 精銑 精銑寬度為6的槽 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗 工藝路線二： 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 30 粗銑 銑削底部大端面，留加工余量 40 粗銑 翻面，銑削φ40凸臺端面，留加工余量 50 粗銑 粗銑φ20凸臺端面，留加工余量 20 精銑 精銑φ20凸臺端面 70 精銑 精銑φ40凸臺端面 70 精銑 翻面，精銑底部大端面 90 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ20及倒角 100 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ10及倒角 110 粗銑 粗銑寬度為6的槽 120 精銑 精銑寬度為6的槽 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗 以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題， 方案二把鉆孔工序調(diào)整到后面了，這樣導(dǎo)致加工斜面無法找到合適的定位基準(zhǔn)，無法滿足零件公差要求。 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一： 工藝路線一： 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 30 粗銑 銑削底部大端面，留加工余量 40 粗銑 翻面，銑削φ40凸臺端面，留加工余量 50 粗銑 粗銑φ20凸臺端面，留加工余量 20 精銑 精銑φ20凸臺端面 70 精銑 精銑φ40凸臺端面 70 精銑 翻面，精銑底部大端面 90 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ20及倒角 100 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ10及倒角 110 粗銑 粗銑寬度為6的槽 120 精銑 精銑寬度為6的槽 130 鉗工 去毛刺 140 檢驗 檢驗 2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連桿”零件材料采用為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 由于模鍛件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，模鍛件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免模鍛件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 模鍛件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 ⑷ 模鍛件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 ⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 （1）面的加工余量。 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。 （2）前后端面加工余量。 根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。 半精銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》，其加工余量值取為。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》，其加工余量取為。 鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.11，鑄件尺寸公差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。 毛坯為實心，不沖孔。參照《機械加工工藝手冊》表2.3.71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為： 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序30：銑削底部大端面，留加工余量 機床：銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10] （1）粗銑連桿底面 粗銑夾軸承孔兩側(cè)毛坯，粗銑軸承底面，注意尺寸66mm和表面粗糙度，留1mm精加工余量 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序40：翻面，銑削φ40凸臺端面，留加工余量。 已知工件材料為HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=20mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r=10°，a=12°，β=45°已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm故機床選用X52K立式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，X52K立式臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。 2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑d=20mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=20mm，齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm，耐用度T=180min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)X52K立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==56.52m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 3.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當(dāng)f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)X52K型立式銑床說明書可知：機床主軸主電動機允許的功率P= P×P P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw 因此機床功率能滿足要求。 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==3.6min 工序50：粗銑φ20凸臺端面，留加工余量 機床：銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10] （1）粗銑 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： （2）精銑 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序20：精銑φ20凸臺端面 機床：銑床X52K 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10] （1）粗銑 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序20 精銑φ40凸臺端面 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序100 精銑 翻面，精銑底部大端面 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序110 精銑 精銑距離為9.5的側(cè)面 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.81，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序3：鉆、擴、鉸φ20孔。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～38，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～31選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 切削深度： 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～52，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～53，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表3.1～31，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度有： 刀具切出長度： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑶ 鉸孔 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。 切削深度：。 進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～58，取。 切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～20，取。 機床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻[3]表3.1～31取 實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度， 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 該工序的加工機動時間的總和是： 工序170 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸孔φ10及倒角 鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1410-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = 工序110：粗銑精銑寬度為6的槽。 已知工件材料為HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=20mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r=10°，a=12°，β=45°已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm故機床選用X52K立式銑床。 1.確定每齒進給量f 根據(jù)資料所知，X52K立式臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進給量f=0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。 2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑d=20mm，耐用度T=180min。 3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=20mm，齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm，耐用度T=180min時查取Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)X52K立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。 則實際切削： Vc = Vc==56.52m/min 實際進給量： f= f==0.16mm/z 3.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當(dāng)f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)X52K型立式銑床說明書可知：機床主軸主電動機允許的功率P= P×P P=7.5×0.8=6＞P= 3.5kw 因此機床功率能滿足要求。 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t==3.6min 第3章 銑底面夾具設(shè)計 3.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑底面，加工時除了要滿足粗糙度要求外， 由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。 3.2 定位、夾緊方案的選擇 定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。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?；鶞?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(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，降低勞動強度，提高加工精度。圓臺外圓及兩端面都已加工好，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)計本道工序的夾具，以已加工好的端面作為定位夾具。 首先必須明確其加工時應(yīng)如圖所示，這樣放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 3.3切削力及夾緊力的計算 刀具：銑刀 D=50 面銑刀。 則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4 F=Cdfk……………………………………2.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。 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)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 螺旋夾緊力： 即： 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(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 3.4 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和和2個V型塊定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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)定的尺寸公差。 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 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(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. （2）內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297） 故，. 則. 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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計夾具體時，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設(shè)計時也應(yīng)加以考慮。 夾具體設(shè)計的基本要求 （1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應(yīng)有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強筋。 （3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應(yīng)便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。此時雖然有過定位，但底面是經(jīng)精銑的面，定位是允許的。 總 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(dāng)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)。 長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 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 3. 《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 3. 《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. 《機械原理畢業(yè)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 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