連桿螺釘加工工藝及鉆夾具的設(shè)計(jì)

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課題名稱： 連桿螺釘加工工藝及鉆夾具的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 QQ 925408982 提供夾具圖、工藝卡 學(xué) 號(hào) 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械制造及自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 起訖時(shí)間：　2013 年3 月25 日～2

2、013 年　5 月　17 日 摘 要 連桿螺釘是典型的尺寸小重量輕而且性能要求又很高的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件，其作用是將連桿軸承蓋緊固在連桿體上，保證兩者的可靠的連接以及正確的工作定位。本文分析了連桿螺釘?shù)牧慵D的技術(shù)要求，計(jì)算鍛造毛坯尺寸，重點(diǎn)分析和制定合理的加工工藝路線，同時(shí)設(shè)計(jì)了鉆削Φ6孔的專用夾具。 關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；工藝路線；鉆夾具設(shè)計(jì)；連桿螺釘 目 錄 摘 要 I 目 錄 II 第1章 零件的工藝分析 1 1.1 零件的作用 1 1.2 零件的結(jié)構(gòu)及工藝分析 1 第2章 設(shè)計(jì)毛坯 3 2.1 選擇毛坯 3 2.2

3、 確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸 3 2.2.1 確定機(jī)械加工余量 3 2.2.2 確定毛坯尺寸 3 2.2.3 設(shè)計(jì)毛坯尺寸公差 4 2.2.4 設(shè)計(jì)毛坯圖 4 第3章 制定工藝路線 6 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 6 3.2 零件表面加工方法的選擇 6 3.3 制定工藝路線 6 第4章 工序設(shè)計(jì) 9 4.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 9 4.1.1 選擇機(jī)床 9 4.1.2 選擇刀具 9 4.1.3 選擇量具 10 4.2 確定工序尺寸 10 4.2.1 圓柱面工序尺寸 10 4.2.2 確定軸向工序尺寸 11 第5章 確定切削用量及基本時(shí)間 12 5.1 工序6

4、0切削用量及基本時(shí)間的確定 12 5.2 工序80切削用量及基本時(shí)間的確定 15 5.3 工序90切削用量及基本時(shí)間的確定 17 5.4 工序100切削用量及基本時(shí)間的確定 19 5.5 工序110切削用量及基本時(shí)間的確定 21 5.6 工序120切削用量及基本時(shí)間的確定 23 5.7 工序130切削用量及基本時(shí)間的確定 23 5.8 工序140切削用量及基本時(shí)間的確定 24 第6章 夾具設(shè)計(jì) 26 6.1 定位方案 26 6.2 夾緊機(jī)構(gòu) 27 6.3 鉆模板的設(shè)計(jì) 28 6.3.1 鉆模板類型的選用 28 6.3.2 鉆套的選用 29 6.4 使用說明 29

5、6.5 結(jié)構(gòu)分析 30 參 考 文 獻(xiàn) 31 致 謝 32 第1章 零件的工藝分析 1.1 零件的作用 連桿螺釘是典型的尺寸小重量輕而且性能要求又很高的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件，其作用是將連桿軸承蓋緊固在連桿體上，保證兩者的可靠的連接以及正確的工作定位。在工作中，連桿螺釘不僅承受靜載荷,而且承受著交變載荷,連桿螺釘一旦斷裂將釀成嚴(yán)重的機(jī)破事故,造成連桿彎曲、活塞破碎、曲軸斷裂等。由于位置所限，為保證曲軸直徑足夠大，連桿螺釘?shù)闹睆街荒茌^小。為保證連桿螺釘足夠的強(qiáng)度及抗疲勞特性，必須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝等因素來確保連桿的可靠性。其中，加工工藝對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和加工

6、效率有重要的影響，必須予以重視，優(yōu)化加工工藝，提高生產(chǎn)力。 1.2 零件的結(jié)構(gòu)及工藝分析 1）連桿螺釘在整個(gè)連桿組件中是非常重要的零件，其承受交變載荷作用，易產(chǎn)生疲勞斷裂，所以本身要有較高的強(qiáng)度，在結(jié)構(gòu)上，各變徑的地方均以圓角過渡，以減少應(yīng)力集中。在定位尺寸φ34mm兩邊均為φ30mm尺寸，主要是為了裝配方便。在φ45mm圓柱頭部分銑一平面（尺寸42mm），是為了防止在擰緊螺釘時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。 2）毛坯材料為40Cr鍛件，根據(jù)加工數(shù)量的不同，可以采用自由鍛或模鍛，鍛造后要進(jìn)行正火。鍛造的目的是為了改善材料的性能。 3）圖樣要求的調(diào)質(zhì)處理應(yīng)安排在粗加工后進(jìn)行，為了保證調(diào)質(zhì)變形后的加工余

7、量，粗加工時(shí)就留有3mm的加工余量。 4）連桿螺釘上不允許留有中心孔，在鍛造時(shí)就留下工藝留量，兩邊留有φ25mm7.5mm工藝凸臺(tái)，中心孔鉆在凸臺(tái)上，中心孔為A2.5。 5）M302-6g螺紋的加工，不宜采用板牙套螺紋的方法（因?yàn)檫@種方法達(dá)不到精度要求）。應(yīng)采用螺紋車刀，車削螺紋。表面粗糙度值為Ra3.2μm，半精車外圓后車螺紋。 6）熱處理時(shí)，要注意連桿螺釘?shù)拇a放、不允許交叉放置，以減小連桿螺釘?shù)淖冃巍? 7）為保證連桿螺釘頭部支撐面（即靠近φ30mm桿徑一端）對(duì)連桿螺釘軸心線的垂直度要求，在磨削φ34mm外圓時(shí)，一定要用砂輪靠端面的方法，加工出支撐面來，磨削前

8、應(yīng)先修整砂輪，保證砂輪的圓角及垂直度。 8）連桿螺釘體承受交變載荷作用，不允許材料有裂紋，夾渣等影響螺紋及整體強(qiáng)度的缺陷存在，因此，對(duì)每一根螺釘都要進(jìn)行磁粉探傷檢驗(yàn)。 總體而言，這個(gè)零件的工藝性較好。 第2章 設(shè)計(jì)毛坯 2.1 選擇毛坯 根據(jù)零件的工作情況，零件的材料為40Cr， 要承受較大的循環(huán)載荷、沖擊載荷等，所以毛坯形式采用鍛件，其晶粒細(xì)小，較均勻、致密，可以保證零件的工作可靠，由于零件為大批生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，故采用模鍛成型。 2.2 確定機(jī)械加工余量及毛坯尺寸 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，用查

9、表法分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量。為簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形，取直徑為Φ30的各段的毛坯尺寸與Φ34相同。 2.2.1 確定機(jī)械加工余量 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-9，以下簡(jiǎn)稱參考[1]，可得鍛件各外徑的單面余量為3.0~3.2，軸向余量為2.0~2.2。考慮到要粗加工后要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，單邊余量可適量增大。 2.2.2 確定毛坯尺寸 根據(jù)零件的表面粗糙度值，在余量范圍內(nèi)取值。Φ45外圓Ra為3.2，需要粗車和半精車，可取余量2.0。而φ34外圓Ra為0.8，需要精車工序，則余量取大值2.2。綜合所述，根據(jù)零件的工藝要求，確定毛坯尺寸，如表2.1所示。

10、 表2.1 毛坯尺寸 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 Φ45 3.5 Φ52 Φ34 3.2 Φ41（取整） 190 2 210（工藝凸臺(tái)高度82） 175 2 183（工藝凸臺(tái)高度8） 2.2.3 設(shè)計(jì)毛坯尺寸公差 查參考[1]表5-6和表5-7可得鍛件毛坯允許的偏差，如表2.2所示。 表2.2 毛坯尺寸允許偏差 鍛件尺寸 偏差 Φ52 Φ

11、41 210 183 2.2.4 設(shè)計(jì)毛坯圖 毛坯為軸狀結(jié)構(gòu)，以軸的徑向?yàn)榉帜Ｃ?。查參考[1]表5-12確定鍛件外圓角為為。毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除參與的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過重新結(jié)晶而得到細(xì)化、均勻的組織，從而改善加工性。圖2.1為本零件的毛坯圖。 圖 2.1 連桿螺釘毛坯圖 第3章 制定工藝路線 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析： 1.粗基準(zhǔn)的選擇：由于該零件為普通的軸類零件

12、，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，應(yīng)該選次要的加工表面為粗基準(zhǔn)，故選外圓為粗基準(zhǔn)。 2.精基準(zhǔn)的選擇：按照基準(zhǔn)重合的原則及加工表面要求，應(yīng)選軸心線為精基準(zhǔn)，可先加工中心孔，用于后續(xù)的加工的精基準(zhǔn)。 3.2 零件表面加工方法的選擇 根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，選定如下加工方法： M302-6g螺紋的加工，應(yīng)采用螺紋車刀，車削螺紋； Φ34的外圓粗糙度的加工，應(yīng)采用粗車、半精車和精車，考慮到垂直度的要求，需要進(jìn)行磨削加工。 Φ45的外圓粗糙度的加工，可采用粗車和半精車加工。 各階梯面的加工根據(jù)粗糙度的要求，選擇粗車和半精車加工。

13、 Φ6孔要求不高，可一次鉆削成型。 軸兩端面由于設(shè)置了工藝凸臺(tái)，可用粗銑加工。 3.3 制定工藝路線 連桿螺釘?shù)募庸すに嚶肪€一般是先進(jìn)行外形的加工，再進(jìn)行孔、槽等加工。連桿的加工包括各側(cè)面和端面的加工。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，其加工可按下面工藝路線進(jìn)行。又因?yàn)榇肆慵笈可a(chǎn)，所以工序安排要求較集中以提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)成果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。加工工藝路線如下： 工序10 ：下料。棒料尺寸為φ60mm125mm。 工序20： 鍛造。自由鍛造成形，鍛件尺寸：連桿螺釘頭部為φ52mm27mm，桿部為φ41mm183mm，零件

14、總長(zhǎng)為210mm（留有工藝余量）。 工序30：熱處理。正火處理。 工序40：劃線。劃毛壞兩端中心孔線，照顧各部分加工余量。 工序50：打中心孔。車兩端面，軸向各車2mm，鉆兩端中心孔A2.5。 工序60：粗車。以φ52mm27mm定位夾緊（毛坯尺寸），頂尖頂緊另一端中心孔，以毛坯外圓找正，將毛坯外圓φ41mm粗車至φ36mm，長(zhǎng)度183mm 。車軸段φ34mm。車工藝凸臺(tái)（中心孔處）外圓尺寸至φ25mm，長(zhǎng)8mm，保證連桿φ36mm軸段長(zhǎng)度為175.2mm。夾φ36mm外圓，粗車另一端毛坯外圓φ52mm至φ48車工藝凸臺(tái)（中心孔部分）φ25mm8mm。螺釘頭部φ45mm長(zhǎng)15.2mm，

15、總長(zhǎng)190mm。 工序70：熱處理。調(diào)質(zhì)處理28~32HRC。 工序80：半精車。研修兩中心孔。夾緊φ48mm（工藝過程尺寸），頂緊另一端中心孔，半精車車φ36mm外圓至φ35mm，長(zhǎng)178mm，車零件尺寸為φ30的軸段至φ31mm。夾φ35 mm(墊上銅皮)，尺寸φ48mm半精車車至圖樣尺寸φ45mm，車倒角145。 工序90：精車。以兩中心孔定位，卡環(huán)夾緊φ45mm外圓，其中φ34mm處，車至φ34.5mm，留磨量0.5mm，車軸段φ31mm部分至φ30mm。車螺紋退刀槽。 工序100：車螺紋。夾緊φ34.5mm外圓（墊上銅皮），并以外圓找正，車螺紋M302-6g，倒角145

16、。 工序110：磨削。以兩中心孔定位裝夾，磨φ34.5mm尺寸至圖樣要求φ34mm，同時(shí)磨削φ45mm右端面，保證尺寸15mm。 工序120：銑削。用V形塊或組合夾具裝夾工作，銑螺紋一端中心孔工藝凸臺(tái)，與螺紋端面平齊即可。注意不可碰傷螺紋部分。用V形塊或組合夾具裝夾工作，銑另一端工藝凸臺(tái)，與φ45mm端面平齊即可。注意不可碰傷倒角部分。 工序130：銑削。用V形塊或組合夾具裝夾工作，銑φ45mm處42mm尺寸為（420.1mm）。 工序140：用專用鉆?；蚪M合夾具裝夾工件，鉆2φ6mm孔（以（420.1）mm尺寸定位）。 工序150：檢驗(yàn)。按圖樣要求檢驗(yàn)各部，并進(jìn)行磁粉探傷檢查

17、。 工序160：入庫。涂防銹油、包裝入庫。 第4章 工序設(shè)計(jì) 4.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 4.1.1 選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。 工序10是下料，直徑為φ60，選擇普通鋸床G4025D臥式鋸床。 工序50、60、80是粗車和半精車，選擇普通車床C620-1即可（查參考[1]表5-55）。 工序90是精車，選擇精度較高的車床，可選用C616A型車床（查參考[1]表5-55）。 工序110是磨削，參考《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱參考[2]），選擇M1420磨床。 工序120、

18、130、140是銑削，選擇X62型銑床（查參考[1]表5-74）。 工序150是鉆孔。選擇Z525型鉆床（查參考[1]表5-64）。 4.1.2 選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 在車床上加工的工序，選擇硬質(zhì)合金車刀。選擇YT類硬質(zhì)合金刀具，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。切槽刀選用高速鋼刀具，刀具寬度3mm。 銑刀根據(jù)參考[1]表5-105選鑲齒三面刃銑刀（JB/T 7953-1999）。銑刀直徑80mm，齒數(shù)為10即可。 鉆φ6孔，由于孔的質(zhì)量要求不高，可一次鉆孔，選用莫式錐炳麻花鉆，麻花鉆直徑6mm，總長(zhǎng)mm，溝槽長(zhǎng)度。

19、 4.1.3 選擇量具 1）外圓面的量具選用兩用游標(biāo)卡尺，讀數(shù)值為0.02mm，測(cè)量范圍為0~300mm。 2）對(duì)連桿螺釘頭部支撐面 (即靠近φ30mm桿徑一端)對(duì)中心線垂直度的檢驗(yàn)，可采用專用檢具配合涂色法檢查 3）連桿螺釘M302-6g螺紋部分對(duì)φ34mm定位直徑的同軸度的檢驗(yàn)，可采用專用檢具圖和標(biāo)準(zhǔn)V形塊配合進(jìn)行。 4.2 確定工序尺寸 4.2.1 圓柱面工序尺寸 （1）、螺紋外圓表面（M302—6g） 考慮其加工長(zhǎng)度為40mm(含退刀槽)，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為φ41mm，為簡(jiǎn)化鍛件

20、毛坯的外形，考慮其加工工序以及外表有螺紋配合精度要求，因此，其工序尺寸和加工余量為： 粗車：φ41mm ， 2Z=7 ， 加工至φ34mm 半精車：φ36mm ， 2Z=3 ， 加工至φ33mm 精車：φ32mm ， 2Z=1 ， 加工至φ30mm 切退刀槽：φ30mm，退刀槽尺寸為：槽寬槽深=5mm4mm 車螺紋：M302—6g ， 倒角145 （2）、φ34mm外圓表面 考慮其加工長(zhǎng)度為60mm，與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為φ41mm，為簡(jiǎn)化鍛件毛坯的外形，考慮其作為定位基準(zhǔn)尺寸，有圓度以及圓柱度精度要求，因此

21、，其工序尺寸和加工余量為： 粗車：φ41mm ，2Z=5，加工至φ36mm 半精車：φ36mm，2Z=1，加工至φ35mm 精車：φ35mm ，2Z=0.5，加工至φ34.5mm 磨削：φ34.5mm，2Z=0.5，加工至φ34mm，使之滿足φ34mm （3）、φ30mm外圓表面 表面粗糙度Ra要求為3.2μm，因此，其工序尺寸和加工余量為： 粗車：φ41mm，Z=7 ，加工至φ34mm 半精車：φ34mm，2Z=3 ，加工至φ31mm 精車：φ31mm ，2Z=1，加工至φ30mm （4）、φ45mm外圓表面及端面 粗車：φ52mm，2Z=4，加工至φ48mm 半精車

22、：φ48mm，2Z=3，加工至φ45mm，倒角1x45 4.2.2 確定軸向工序尺寸 銑削：φ45mm15.1mm ，銑φ45mm處42mm尺寸為（420.1mm） 磨削：φ45mm右端面，即φ45mm15.1mm，使之保證尺寸為15mm，表面粗糙度Ra要求為3.2μm。 第5章 確定切削用量及基本時(shí)間 切削用量包括背吃刀量，進(jìn)給量和切削速度。確定順序是先確定、，最后是。 5.1 工序60切削用量及基本時(shí)間的確定 （1） 切削用量 本工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚩嗣?、外圓）。加工毛坯為鍛件，有外皮，選用機(jī)床為C620-1型臥式車床。 ①確定

23、粗車外圓Φ48。 所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)參考[1]表5-112，由于C620-1車床的中心高為200mm（參考[1]表5-55），故選刀桿尺寸BH=1625，刀片厚度為4.5。根據(jù)參考[1]表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒棱形前刀面，前角12o，后角6o，主偏角90o，副偏角10o，刃傾角0o，刀尖圓弧半徑0.8。 Ⅰ. 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為4mm，顯然為單邊余量，故==2mm。 Ⅱ. 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考[1]表5-114，查得進(jìn)給量為=0.5~0.7mm/r，按照車床C620-1的進(jìn)給量（參考[1]表5-57），選

24、擇=0.65mm/r。 Ⅲ. 確定切削速度 根據(jù)參考[1]表5-120，σb=980MPa，≤3mm，≤0.75mm/r。切削速度為86.4m/min。 切削速度修正系數(shù)（參考[1]表2-9）。故 按C620-1車床的轉(zhuǎn)速（參考[1]表5-56），取=230，實(shí)際切削速度為=38m/min。 Ⅳ. 校驗(yàn)機(jī)床功率 由參考[1]表5-125，當(dāng)σb=980MPa，HBS=207,查得。 切削功率的修正系數(shù)為，， ，（表2-9），故實(shí)際切削時(shí)的功率為： 根據(jù)表5-59，當(dāng)=230時(shí)，機(jī)床主

25、軸允許功率5.9kW。<，故所選切削用量可在C620-1車床上進(jìn)行。 最后的φ48mm外圓的切削用量為： =2.5mm，=0.65mm/r，=230，=38m/min。 ②確定粗車外圓φ36mm及端面的切削用量 刀具與車φ48mm所用刀具相同。加工余量可一次走刀。切削用量為：=mm，其余參數(shù)與車φ48mm一致，即=0.65mm/r，=305。 臺(tái)階面的切削用量：=2mm，=0.52mm/r（查參考[1]表5-57），轉(zhuǎn)速與車φ36mm外圓一致=230。 ③確定粗車外圓φ34mm切削用量 刀具與車φ48mm所用刀具相同。加工余量可一次走刀。即背吃刀量為=。其余參數(shù)與車φ

26、36mm一致，即，=0.65mm/r，=230。 ④確定車大端凸臺(tái)的切削用量 刀具與車φ48mm所用刀具相同。加工余量為11.5mm，四次走刀。切削用量為：=3mm，其余參數(shù)與車φ48mm一致，即=0.65mm/r，=230。 ⑤確定車小端凸臺(tái)的切削用量 刀具與車φ48mm所用刀具相同。加工余量為5.5mm，2次走刀。切削用量為：=3mm，其余參數(shù)與車φ48mm一致，即=0.65mm/r，=230。 （2） 基本時(shí)間的確定 ①確定粗車外圓φ48mm的基本時(shí)間。根據(jù)參考[1]表2-24有： 其中：=27mm，，，，

27、，，。則 ②確定粗車外圓φ36mm的基本時(shí)間。 其中：=185mm，，，，，，。則 ③確定粗車端面的基本時(shí)間。 ， 其中，，，。 代入得 ④確定粗車外圓φ34mm的基本時(shí)間。 其中：=125mm，，，，，，。則 ⑤確定車大端凸臺(tái)基本時(shí)間 其中：=8mm，，，，，，。則 ⑥確定車小端凸臺(tái)基本時(shí)間 其中：=8mm，，，，，，。則

28、 ⑦確定工序的基本時(shí)間 5.2 工序80切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)闉榘刖庸?。包括（車外圓和凸臺(tái)）。已知條件與粗加工工序相同。 （1）切削用量 ①確定半精車外圓φ45mm的切削用量。所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。根據(jù)參考[1]表5-113，車刀幾何形狀為，。 Ⅰ. 確定背吃刀量 。 Ⅱ. 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考[1]表5-116及C620-1車床的進(jìn)給量（表5-57），選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不需要校核該機(jī)床的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 Ⅲ. 確定切削速度 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT

29、15硬質(zhì)合金車刀加工σb=980MPa，切削速度為。 切削速度修正系數(shù)（參考[1]表2-9）。故 按C620-1車床的轉(zhuǎn)速（參考[1]表5-56），選擇。實(shí)際切削速度為：。 半精加工機(jī)床功率也可不校驗(yàn)。 最后確定的切削用量為： ，，，。 ②確定半精車外圓φ35mm的切削用量。 刀具與車φ45mm所用刀具相同。加工余量可一次走刀。切削用量為： =mm，其余參數(shù)與車φ45mm一致，即=0.30mm/r，=955。 ③確定半精車外圓φ31mm的切削用量 刀具與車φ45mm所用刀具相同。加工余量可一次走刀。切削用量為：=mm，其余參數(shù)與車φ48mm一致，

30、即=0.30mm/r，=955。 （2）基本時(shí)間的確定 ①確定半精車外圓φ45mm的基本時(shí)間。根據(jù)參考[1]表2-24有： 其中：=15.2mm，，，，，，。則 ②確定半精車外圓φ35mm的基本時(shí)間。 其中：=60mm，，，，，，。則 ③確定半精車外圓φ31mm的基本時(shí)間。 其中：=115mm，，，，，，。則 。 ④確定工序的基本時(shí)間 5.3 工序90切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)闉榫庸?。車外圓和退刀槽。已知

31、條件與粗加工工序相同。車床為C616，所選刀具為YT30硬質(zhì)合金刀具，車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。根據(jù)參考[1]表5-113，車刀幾何形狀為，，。 （1） 確定切削用量 ①確定精車φ34.5mm外圓的切削用量。 Ⅰ. 確定背吃刀量 。 Ⅱ. 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考[1]表5-116及C616A車床的進(jìn)給量（表5-57），選擇。由于是半精加工，切削力較小，故不需要校核該機(jī)床的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。 Ⅲ. 確定切削速度 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT30硬質(zhì)合金車刀加工σb=980MPa，切削速度為。 切削速度修正系數(shù)（參考[1]表2-9）。故 按C616A車床的轉(zhuǎn)速（參

32、考[1]表5-56），選擇。實(shí)際切削速度為：。 半精加工機(jī)床功率也可不校驗(yàn)。 最后確定的切削用量為： ，，，。 ②確定精車φ30mm外圓的切削用量。 刀具與車φ34.5mm所用刀具相同。加工余量可一次走刀。切削用量為： =mm，其余參數(shù)與車φ34.5mm一致，即=0.20mm/r，=980。 ③確定車螺紋退刀槽切削用量。 選用高速鋼切槽刀，采用手動(dòng)進(jìn)給，主軸轉(zhuǎn)速選為。 （2） 基本時(shí)間 ①確定精車外圓φ34.5mm的基本時(shí)間。根據(jù)參考[1]表2-24有： 其中：=60mm，，，，，，。則 ②確定精車外圓φ30mm的基本

33、時(shí)間。根據(jù)參考[1]表2-24有： 其中：=115mm，，，，， ，。則 ③確定切螺紋退刀槽基本時(shí)間。 手工操作，大約20s。 ④確定工序的基本時(shí)間 5.4 工序100切削用量及基本時(shí)間的確定 （1） 確定切削用量 Ⅰ.切削速度的計(jì)算 選擇C616A型車床。查《切削手冊(cè)》可知，刀具壽命為T=60min，采用高速鋼螺紋車刀，規(guī)定粗車螺紋時(shí)=0.17，走到次數(shù)i=4；精車螺紋時(shí)=0.08，走刀次數(shù)為i=2。 （m/min） 其中：=11.8，m=0.11，=0.70，=0.3，螺

34、距=2 ， =0.75 所以粗車螺紋時(shí)： =17.5（m/min） 精車螺紋時(shí)： =29.9（m/min） Ⅱ. 確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋時(shí) =185.7(r/min) 按機(jī)床說明書取 n=175 r/min 實(shí)際切削速度 =16.4m/min 精車螺紋時(shí) =317.2 (r/min) 按機(jī)床說明書取 n=315r/min 實(shí)際切削速度 =29.7 m/min Ⅲ. 確定進(jìn)給量 取。 （2） 確定基本時(shí)間

35、①粗車螺紋基本時(shí)間 其中，175r/min，，。 粗車螺紋基本時(shí)間： ②精車螺紋基本時(shí)間 其中，315/min，，。 粗車螺紋基本時(shí)間： ③車螺紋基本時(shí)間 5.5 工序110切削用量及基本時(shí)間的確定 （1） 確定切削用量 ①磨φ34.5mm尺寸至圖樣要求φ34 mm，保證尺寸φmm。 Ⅰ. 選擇砂輪。見《工藝手冊(cè)》見表3-91～97，表4-10，，結(jié)果為 WA60KV6P35040127 其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為60#，硬度為中軟1級(jí)，陶瓷結(jié)合劑，

36、6號(hào)組織，平型砂輪，其尺寸為35040127（DBd）。 Ⅱ.切削用量的選擇。 砂輪主軸轉(zhuǎn)速=1755r/min（《工藝手冊(cè)》表4-11），=30.7m/s。 軸向進(jìn)給量=0.5B=20mm(雙行程) 工件速度=10m/min 徑向進(jìn)給量=0.015mm/雙行程 ② 磨φ45mm右端面至圖樣要求，保證尺寸φ15mm。 Ⅰ. 選擇砂輪。砂輪型號(hào)與磨φ34.5mm相同。即 WA60KV6P35040127。 Ⅱ.切削用量的選擇。 砂輪轉(zhuǎn)速=1220r/min（見機(jī)床說明書），=21.4m/s。 軸向進(jìn)給量=0.5B=20mm(雙行程) 工件速度=10m/min 徑向進(jìn)給量

37、=0.015mm/雙行程 確定切削時(shí)間 ①確定磨φ34.5mm尺寸至圖樣要求φ34 mm基本時(shí)間 ，式中：，，=20mm，。 代入得：=45s ②確定磨φ45mm右端面至圖樣要求基本時(shí)間 ，式中：，，=20mm，。 代入得：=56s ③ 基本時(shí)間為 =45+56=101s 5.6 工序120切削用量及基本時(shí)間的確定 1.銑螺紋一端中心孔工藝凸臺(tái)，與螺紋端面平齊即可。注意不可碰傷螺紋部分。 （1） 確定切削用量 =0.08mm/齒 （參考《切削手冊(cè)》表3-3） 切削速度：參考《切削手冊(cè)》，確定v=0.45m/s即27m/mi

38、n。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，=225mm，齒數(shù)z=20。則 =26.5(m/min) 當(dāng)=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 =0.082037.5=60(mm/min) 查機(jī)床說明書，選取其進(jìn)給量為60mm/min。 （2） 確定基本時(shí)間 ，其中。 代入得：T=30s。 2. 銑另一端工藝凸臺(tái) 與φ45mm端面平齊即可。注意不可碰傷倒角部分。切削用量和基本時(shí)間與工序120相同。 5.7 工序130切削用量及基本時(shí)間的確定 （1）切削用量。 該工序?yàn)殂姦?5mm處42mm尺寸為（420.1mm）。所選刀具為高速鋼三面刃銑刀。

39、銑刀直徑為，寬度，齒數(shù)。機(jī)床選用X62。銑削寬度，銑削深度。 Ⅰ. 確定每齒進(jìn)給量。 根據(jù)參考[1]表5-144。查得?，F(xiàn)取。 Ⅱ.確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量。根據(jù)參考[1]表2-17，查得 ， 查參考[1]表5-75銑床轉(zhuǎn)速表，得。則工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 。 查參考[1]表5-76，標(biāo)準(zhǔn)化。實(shí)際每齒進(jìn)給量為： （2）基本時(shí)間 根據(jù)參考[1]表2-25。三面刃銑刀基本時(shí)間為： 其中。 代入得： 5.8 工序140切削用量及基本時(shí)間的確定 （1）切削用量。

40、 本工序?yàn)殂@φ6孔，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑，鉆兩個(gè)相互垂直的孔，使用鉆用夾具。 Ⅰ. 確定進(jìn)給量。 由于孔徑和深度均很小，宜采用手動(dòng)進(jìn)給。 Ⅱ. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。根據(jù)參考[1]表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm；耐用度為15min。 Ⅲ.確定切削速度。 查參考[1]表5-127，暫定進(jìn)給量為。由參考[1]表5-131，可查的 （2）基本時(shí)間 鉆2個(gè)φ6深30的通孔，基本時(shí)間約為T=40s。

41、 第6章 夾具設(shè)計(jì) 本夾具是工序140用高速鋼鉆頭鉆兩個(gè)直徑為φ6mm孔的專用夾具。所用機(jī)床為Z525型立式鉆床。 夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)： 1、在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，最好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、制造容易。 2、裝卸零件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。 3、夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 根據(jù)上述要求，本夾具的設(shè)計(jì)細(xì)致考慮了定位方案和夾緊方案設(shè)計(jì)兩方面內(nèi)容。 6.1 定位方案 擬定加工路線的第一步是選擇定位基

42、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。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)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)。如圖6.1所示，φ6孔沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，只有位置尺寸165mm和兩孔相互垂直的要求，技術(shù)要求較為簡(jiǎn)單。因此，根據(jù)基準(zhǔn)同一原則，本夾具采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)來作為我們的定位基準(zhǔn)，由于兩段Φ30的外圓都已加工好，即可采用零件的兩段φ30軸段外圓作為定位精基準(zhǔn)，采用兩個(gè)短V型塊定位，此定位限制

43、了連桿螺釘?shù)乃膫€(gè)自由度，未限制軸的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，因此還不能作為夾具的最終定位方案，必須添加一個(gè)軸向位移的定位，才能滿足位置要求。從零件圖紙上分析，發(fā)現(xiàn)孔的位置尺寸165mm的參考面Φ45內(nèi)端面，因此，從定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相互重合的原則出發(fā)，可在Φ45內(nèi)端面設(shè)計(jì)一塊擋塊，以限制軸向位移，保證尺寸165mm，該定位可限制一個(gè)自由度。綜上所述，Φ30軸段外圓面和Φ45內(nèi)端面定位可限制5個(gè)自由度，其中軸向旋轉(zhuǎn)自由度未限制，因?yàn)榭椎膹较蚪嵌葻o要求，該定位方案滿足零件圖紙要求。 圖6.1 定位原理圖 6.2 夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用

44、手動(dòng)夾緊可以滿足。采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過擰緊鎖緊螺母使壓板壓緊工件φ30外圓端面，實(shí)現(xiàn)夾緊，有效的提高了工作效率。同時(shí)考慮到軸的長(zhǎng)度較大，鉆孔時(shí)受力較大，可能導(dǎo)致連桿螺釘?shù)膹椥詮澢虼?，選用兩塊壓板設(shè)計(jì)，同時(shí)作用于V型塊上部，不僅可以是壓緊可靠，而且能提高加工零件的剛度，避免連桿螺釘軸變形而導(dǎo)致孔變形甚至鉆刀折斷。壓板夾緊力主要作用時(shí)防止工件在鉆孔時(shí)產(chǎn)生的力的作用下傾覆和振動(dòng)，手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力的計(jì)算，提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期。 1. 鎖緊螺母 2.壓板 3. 工件 圖

45、6.2 夾緊機(jī)構(gòu) 6.3 鉆模板的設(shè)計(jì) 鉆模板是鉆夾具的重要組成部分，通常是裝配在夾具體或支架上，或與夾具體上的其它元件相連接，具有導(dǎo)向的作用。在設(shè)計(jì)鉆模板時(shí)，主要根據(jù)工件的外形大小、加工部位、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類型等條件而定。要求所設(shè)計(jì)的鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、制造容易。鉆模板的設(shè)計(jì)直接影響到所加工孔的位置精度和安裝工件的所需的時(shí)間。因此，鉆模版的合理設(shè)計(jì)極為重要。 1. 夾具體 2.鉆套螺釘 3.鉆套 4.定位襯套 5.上鉆模板 6.下鉆模板 圖6.3 鉆模板 6.3.1 鉆模板類型的選用 鉆

46、模類型的選用關(guān)系到安裝工件所需的時(shí)間和加工精度。常用的鉆模類型有：（1）固定式鉆模；（2）分離式鉆模；（3）鉸鏈?zhǔn)姐@模；（4）懸掛式鉆模。由于所加工的工序?yàn)榧庸蓚€(gè)相互垂直孔，需選用兩相互垂直的鉆模板?？紤]到鉆模板的精度以及縮短加工準(zhǔn)備時(shí)間，采用兩塊固定式鉆模板（如圖6.3）。固定式鉆模板是直接固定在夾具體上的，故鉆套相對(duì)于夾具體也是固定的，鉆孔精度較高。 6.3.2 鉆套的選用 鉆套是鉆床特有的的零件，用來引導(dǎo)鉆頭等孔加工工具，提高刀具剛度并保證被加工孔與工件其他表面的相對(duì)位置。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和使用情況可分為固定式可換式、快換式和特殊鉆套，前三種已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，必要時(shí)也可自行設(shè)計(jì)。根

47、據(jù)零件的工藝要求對(duì)孔的外形誤差無特別說明，同時(shí)該孔的設(shè)計(jì)是用于防止螺母放松的，綜上所述，孔的精度要求不高，因此，鉆孔只需一次鉆削成型即可，不需要分鉆、擴(kuò)、鉸等工步，所以鉆套在一次加工中不需要更換，可選用固定式鉆套或者可換式鉆套。但是，為了避免鉆套磨損后，鉆套更換更為簡(jiǎn)單方便，最終選用可換鉆套，如圖6.3所示。 1.鎖緊螺母 2.墊圈 3.壓板 4.鉆套 5.鉆套螺釘 6.鉆模板 7.六角螺栓 8.墊片 9.襯套 10.擋板 11.V型塊 12.夾具體 圖6.4 夾具圖（主視圖和左視圖） 注意：需要夾具圖和工藝卡片等等附

48、件的同學(xué)請(qǐng)與我聯(lián)系，因?yàn)槭窃搱D是費(fèi)心費(fèi)力用了將近一個(gè)月的時(shí)間做的，不可能免費(fèi)提供使用，會(huì)收取一定的費(fèi)用。 淘寶上有很多該工件其他工序的夾具，如果您要的不是該工件的鉆孔夾具，請(qǐng)不要聯(lián)系我。 （QQ 925408982 注明 畢業(yè)設(shè)計(jì)）。非誠勿擾，謝謝！！ 6.4 使用說明 如圖6.4夾具圖所示，安裝工件時(shí)，松開兩處鎖緊螺母1，將壓板3旋轉(zhuǎn)90，把工件的φ30軸段外圓面分別放置在兩塊V型塊11上，同時(shí)φ45內(nèi)端面接觸左側(cè)擋板10，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)的重合定位。然后再將兩塊壓板3回旋90，然后用扳手將兩處鎖緊螺母1旋緊，使壓板3末端壓緊工件φ30軸段外圓面，防止軸向和徑向攢動(dòng)

49、。一切定位與夾緊工作做好后，鉆頭即可通過上部的鉆套4找準(zhǔn)鉆孔。當(dāng)該方向的孔鉆完后，將夾具逆時(shí)針翻轉(zhuǎn)90，使側(cè)面的鉆套4翻轉(zhuǎn)至上部，然后鉆頭找準(zhǔn)鉆孔。鉆完后，夾具順時(shí)針翻轉(zhuǎn)90恢復(fù)到初始狀態(tài)，然后旋松兩處鎖緊螺母1，旋開壓板3，即可取出工件，完成一個(gè)工件的兩個(gè)垂直方向的鉆孔任務(wù)。 6.5 結(jié)構(gòu)分析 本夾具用于兩個(gè)相互垂直孔的加工 ，按照零件圖的要求，應(yīng)設(shè)計(jì)90分度機(jī)構(gòu)，但考慮到設(shè)計(jì)和加工的復(fù)雜度，盡量避免復(fù)雜的分度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，本夾具從孔的分布要求出發(fā)，重點(diǎn)考慮夾具的簡(jiǎn)單及實(shí)用性，獨(dú)特的設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)型夾具。該夾具設(shè)計(jì)不僅加工簡(jiǎn)單，而且操作便捷輕松，滿足零件工藝精度及大批量生產(chǎn)要求

50、。 該夾具的具體結(jié)構(gòu)分析如下： 1、夾具體部分可采用鑄造或者鋼板焊接制造獲得，可根據(jù)廠方的生產(chǎn)條件選擇制造方法。夾具設(shè)計(jì)了兩處加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)，提高了夾具整體的剛度，保證了零件的加工要求。 2、夾具多采用標(biāo)準(zhǔn)件組合結(jié)構(gòu)，方便夾具零件的組裝和更換，大大減少設(shè)計(jì)周期。 3、兩V型塊的軸線對(duì)夾具體下表面的平行度要求較高，保證軸向平行度為0.08。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 崇凱. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程［Ｍ］.北京：化工工業(yè)出 版社，2006. [2]　胡家秀．簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10

51、． [3]　孫學(xué)強(qiáng)．機(jī)械加工技術(shù)［Ｍ］．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.7． [4]　梁德本，葉玉駒．機(jī)械制圖手冊(cè)［Ｍ］．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1997.8． [5]　孟少農(nóng)．機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991． [6]　鄒青．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004． [7] 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)［M］．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1987． [8] 李文剛.機(jī)車柴油機(jī)典型零件選材及性能[J].金屬熱處理，1999（8）： 32-34. [9] 王宏志.內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)連桿螺釘斷裂分析[J].鐵道機(jī)車車

52、輛工人，2009（10）：16-18. [10] 張世昌.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007. 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，向我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師陳曉英老師的半年多悉心指導(dǎo)表示最誠摯的謝意，做畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，完成零件加工工藝的設(shè)計(jì)與優(yōu)化是一件極為枯燥的事情，更不要說對(duì)此感興趣，但是導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的教學(xué)態(tài)度，深深地感染了我，慢慢地激發(fā)了我對(duì)機(jī)械工程的興趣。在此，我要感謝指導(dǎo)老師讓我認(rèn)識(shí)識(shí)了機(jī)械工程的另一種美麗。作為學(xué)生，導(dǎo)師誨人不倦的教學(xué)態(tài)度也深深地感動(dòng)了我，無論自己有多忙，我們提出的問題她肯定會(huì)在第一時(shí)間解決，在與導(dǎo)師每一次的談話中也都有所

53、收獲，學(xué)生受益匪淺，不甚感激。 同時(shí)也感謝浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院對(duì)我孜孜不倦教導(dǎo)的所有老師，同時(shí)也感謝我的同班同學(xué)在學(xué)習(xí)上和生活上給予的無微不至的關(guān)懷與幫助，因?yàn)橛辛四銈兊拇嬖?，我的三年大學(xué)生活才有了歡樂的回憶和真誠的感動(dòng)。 最后，深深地感謝為我成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)嘔心瀝血的家人以及在我最需幫助的時(shí)候伸出援手的表哥彭晨，我會(huì)以優(yōu)異的表現(xiàn)回報(bào)你們無私的關(guān)愛。 孟 凡 2013/4/25