軸連桿零件的加工工藝規(guī)程及鉆Φ35孔的專用夾具設計說明書.doc

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序 言 機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課已經(jīng)大部分專業(yè)課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。它一方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結(jié)構(gòu)設計的基本能力。另外，也為今后作好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。學生通過機械制造工藝學課程設計，在下述幾個方面得到鍛煉 1. 能通過運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實踐中學到實踐知識，正確的解決一個零件在加工過程中的定位.夾緊以及工藝路線安排.工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量 2. 學會使用圖表資料以及手冊，掌握與本本設計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練運用。因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設計當中可能會有不足之處，懇請老師給予批評指正。 一、 零件的分析 (一) 零件的工藝分析 分析零件圖可知，該三軸連桿的側(cè)面端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在Ra6.3以上，故可用銑削加工。Φ25H6的孔、Φ35H6的孔的粗糙度均為Ra1.6，所以采用鉆-擴-粗鉸-精鉸的工藝過程在鉆床上加工。Φ90H6mm的孔的粗糙度為Ra1.6，所以采用粗鏜-半精鏜-精鏜的工藝過程在鉆床上加工。 各個內(nèi)孔對精度要求較高，而端面為平面，可防止鉆頭鉆偏以保證加工精度。該零件除了內(nèi)孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以銑床的粗加工就可達到要求。 (二) 零件的技術(shù)要求 分析三軸連桿零件圖紙將該三軸連桿的全部加工表面及技術(shù)要求列于表中。 三軸連桿加工表面及技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度Ra(um) 形位公差 R18下表面 IT7 6.3 R18上表面 IT7 6.3 下表面 IT7 6.3 上表面 IT7 6.3 下表面 IT7 6.3 上表面 IT7 6.3 孔 IT6 1.6 孔 IT6 1.6 孔 IT6 1.6 (三) 確定三軸連桿的生產(chǎn)類型 該三軸連桿的生產(chǎn)為中批生產(chǎn)。 二、 工藝規(guī)程設計 (一) 確定毛坯的制造形式 有零件技術(shù)要求知，零件材料為45鋼，零件使用鍛件，鍛造拔模斜度不大于7。零件為中批量生產(chǎn)，且零件輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。則從提高生產(chǎn)效率、保證加工精度上考慮，也是應該的。 (二) 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件成批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。 1. 粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，選取外圓面為粗基準。 2. 精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇零件主視圖中的下表面和孔中心線作為精基準。 (三) 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度基位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮使用通用機床配合專用夾具，去盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 考慮該三軸連桿個加工表面加工質(zhì)量，可將加工階段劃分為粗加工精加工兩個階段。 在粗加工階段。首先將精基準（下表面和孔）準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑三軸連桿底面以及上表面， 然后粗銑連桿上的槽的內(nèi)側(cè)面和底面；由于三個孔的精度較高，需要按照要求鉆-擴-粗鉸-精鉸孔和孔以及粗鏜-半精鏜-精鏜孔。 選用工序集中原則安排三軸連桿的加工工序，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 1. 遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準——下端面和孔。 2. 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3. 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。 4. 遵循“先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔；先加工上下端面，然后加工三個孔。 考慮上述工序安排原則，，加工路線安排如下： 工序Ⅰ 粗銑φ112、φ50、 R18圓盤兩端面；精銑φ112、φ50、 R18圓盤兩端面。以外圓面為基準，選用X5032A立式銑床加工。 工序Ⅱ 粗鏜、半精鏜、精鏜φ90孔。選用TPK611C型臥式鏜床加工。 工序Ⅲ 鉆、擴、粗鉸、精鉸φ35孔。選用Z550型立式鉆床。 工序Ⅳ 鉆、擴、粗鉸、精鉸φ25孔。選用Z550型立式鉆床。 工序Ⅴ 終檢。 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。 (四) 加工機械余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 1. 機械加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定一下因素 1) 公差等級 由三軸連桿的技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。 2) 加工精度 零件無磨削加工工序，取加工精度F1，一般加工精度。 3) 鍛件重量 已知機械加工后的三軸連桿為45鋼，密度為7.8克每立方厘米，估算體積為，506立方厘米，算得重量約為4Kg，由此可初步估計機械加工前的鍛件的重量為4.5Kg 4) 鍛件形狀復雜系數(shù) 對三軸連桿進行分析計算，可大致確定鍛件的包容體的長度、寬度和高度，即350mm，150mm，50mm（詳見毛坯圖）;由公式計算出鍛件的復雜系數(shù) 查表有鍛件形狀復雜系數(shù)為級 5) 鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該材料為45號鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬級。 6) 零件表面粗糙度 由零件圖可知，該三軸連桿的各加工表面的粗糙度Ra≥1.6um 根據(jù)上述因素，查《工藝手冊》確定該鍛件毛坯的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列于下表 三軸連桿鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量 鍛件重量/Kg 包容體重量/Kg 形狀復雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 加工精度 4.5 20 普通級 F1 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸偏差/mm 備注 厚度20 2.0~2.5 取2 +1.4 -0.4 單邊余量 厚度35 2.0~2.5 取2 +1.5 -0.5 單邊余量 厚度50 2.0~2.5 取2 +1.5 -0.5 單邊余量 孔 2.0 +0.6 -1.8 孔 2.5 +0.7 -2.1 孔 孔徑小于最小沖孔孔徑，所以該孔為實體 中心距270 中心距95 2. 工序尺寸及毛坯尺寸 根據(jù)以上表格，分別確定各面的工序尺寸及毛坯尺寸，各工步加工余量查《機械加工余量手冊》（以下簡稱《工藝手冊》）： 1) φ112圓盤兩端面 毛坯：mm 粗銑：51.6mm 2Z=2.4mm 精銑：500.2mm 2Z=1.6mm 2) φ50圓盤兩端面 毛坯：mm 粗銑：36.2mm 2Z=2.8mm 精銑：350.2mm 2Z=1.2mm 3) R18圓盤兩端面 毛坯：mm 粗銑：21.2mm 2Z=2.8mm 精銑：200.2mm 2Z=1.2mm 4) φ90孔 毛坯：mm 粗鏜：φ88mm 2Z=3mm 半精鏜：φ89.3 2Z=1.3mm 精鏜： 2Z=0.7mm 5) φ35孔 毛坯：mm 鉆：φ33mm 2Z=2mm 擴：φ34.7mm 2Z=1.7mm 粗鉸：φ34.93mm 2Z=0.23mm 精鉸：mm 2Z=0.07mm 6) φ25孔 鉆：φ23mm 擴：φ24.8mm 2Z=1.8mm 粗鉸：φ24.94mm 2Z=0.14mm 精鉸：mm 2Z=0.06mm (五) 確定切削用量 工序Ⅰ 銑三軸連桿各加工表面 1. 粗銑φ112圓盤兩端面 查《切削用量簡明手冊》（以下簡稱《切削手冊》）取以下切削用量： 選用硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取=125mm，z=8 每齒進給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 120m/min，則 ===305（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說明書，取=300r/min，故實際切削速度為 v===118m/min 當=300r/min時工作臺的每分鐘進給量： = 查機床說明書，取=235mm/min 2. 粗銑φ50圓盤兩端面 選用標準硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 120m/min，則 ===478（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說明書，取=475r/min，故實際切削速度為 v===119mm/min 當=475r/min時工作臺的每分鐘進給量： = 查機床說明書，取=375mm/min 3. 粗銑R18圓盤兩端面 選用標準硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 120m/min，則 ===478（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說明書，取=475r/min，故實際切削速度為 v===119mm/min 當=475r/min時工作臺的每分鐘進給量： = 查機床說明書，取=375mm/min 4. 精銑φ112圓盤兩端面 選用標準硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 150m/min，則 ===382（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說明書，取=375r/min，故實際切削速度為 v===147mm/min 當=375r/min時工作臺的每分鐘進給量： = 查機床說明書，取=300mm/min 5. 精銑φ50圓盤兩端面 選用標準硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 150m/min，則 ===597（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說明書，取=600r/min，故實際切削速度為 v===151mm/min 當=600r/min時工作臺的每分鐘進給量： = 查機床說明書，取=475mm/min 6. 精銑R18圓盤兩端面 選用標準硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 150m/min，則 ===597（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說明書，取=600r/min，故實際切削速度為 v===151mm/min 當=475r/min時工作臺的每分鐘進給量： = 查機床說明書，取=475mm/min 工序Ⅱ 鏜φ90孔 1. 粗鏜φ90孔 查相關(guān)手冊，取鏜削用量，鏜孔至φ88mm，單邊余量Z=1.5mm，一次鏜去全部余量，=1.5mm。 進給量：1.5mm/r 切削速度：查表取v=50m/min，則 r/min 由于TPK611C是無級變速，故以上轉(zhuǎn)速可作為加工時所用轉(zhuǎn)速。 2. 半精鏜φ90孔 查相關(guān)手冊，取鏜削用量，鏜孔至φ89.3mm，單邊余量Z=0.65mm，一次鏜去全部余量，=0.65mm。 進給量：0.65mm/r 切削速度：查表取v=100m/min，則 r/min 由于TPK611C是無級變速，故以上轉(zhuǎn)速可作為加工時所用轉(zhuǎn)速。 3. 精鏜φ90孔 查相關(guān)手冊，取鏜削用量，鏜孔至，單邊余量Z=0.35mm，一次鏜去全部余量，=0.35mm。 進給量：0.35mm/r 切削速度：查表取v=120m/min，則 r/min 由于TPK611C是無級變速，故以上轉(zhuǎn)速可作為加工時所用轉(zhuǎn)速。 工序Ⅲ 鉆、擴、粗鉸、精鉸φ35孔 1. 鉆孔φ33mm 確定進給量：查《切削手冊》表2.7，45鋼=600Mpa<800Mpa, 時，f=(0.6～0.7)0.5mm/r=0.3～0.35mm/r。根據(jù)Z550機床說明書，取f=0.28mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊》表2.13及表2.14，查的切削速度。所以 183（r/min） 根據(jù)機床說明書，取，故實為際切削速度為 =19.1（m/min） 2. 擴孔φ34.7mm 采用刀具：φ34.7專用擴孔鉆。 確定進給量：查《切削手冊》表2.10有f=（0.9～1.1）0.7=0.63～0.77（mm/r）查機床說明書，取f=0.62mm/r。 則主軸轉(zhuǎn)速為n=87.6～116r/min，按照機床說明書取=89r/min 實際切削速度為 ==9.7（m/min） 3. 粗鉸孔φ34.93mm 查《切削手冊》取以下切削用量 確定進給量：f=0.6mm/r（表2.24），查機床說明書，取f=0.62mm/r 切削速度：v=6m/min（表2.24），所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書，取=63r/min，故實際切削速度為 ==6.9（m/min） 4. 精鉸孔mm 查《切削手冊》取以下切削用量 進給確定量：f=0.6mm/r（表2.24），查機床說明書，取f=0.62mm/r 切削速度：v=6m/min（表2.24），所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書，取=63r/min，故實際切削速度為 ==6.9（m/min） 工序Ⅳ 鉆、擴、粗鉸、精鉸φ25孔 1. 鉆孔φ23mm 確定進給量：查《切削手冊》表2.7，45鋼=600Mpa<800Mpa, 時，f=(0.39～0.47)0.5mm/r=0.195～0.235mm/r。根據(jù)Z550機床說明書，取f=0.19mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊》表2.13及表2.14，查的切削速度。所以 263（r/min） 根據(jù)機床說明書，取，故實為際切削速度為 =18（m/min） 2. 擴孔φ24.8mm 采用刀具：φ24.8專用擴孔鉆。 確定進給量：查《切削手冊》表2.10有f=（0.7～0.9）0.7=0.49～0.63（mm/r）查機床說明書，取f=0.62mm/r。 則主軸轉(zhuǎn)速為n=115.6～154.1r/min，按照機床說明書取=125r/min 實際切削速度為 ==9.7（m/min） 3. 粗鉸孔φ24.94mm 查《切削手冊》取以下切削用量 確定進給量：f=0.6mm/r（表2.24），查機床說明書，取f=0.62mm/r 切削速度：v=6m/min（表2.24），所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書，取=89r/min，故實際切削速度為 ==7（m/min） 4. 精鉸孔:mm 查《切削手冊》取以下切削用量 進給確定量：f=0.6mm/r（表2.24），查機床說明書，取f=0.62mm/r 切削速度：v=6m/min（表2.24），所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書，取=89r/min，故實際切削速度為 ==7（m/min） (六)機床的夾具設計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 1定位方案設計 1）定位基準的選擇 工件定位基準是利用已經(jīng)加工的三軸連桿內(nèi)孔Φ90和一個端面為主要定位基準面,采用V型塊定位，兩個V型塊限制了5個自由度，因為是要鉆通孔，豎直方向的自由度可以不用限制，可以保證加工的準確性。 2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊。因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)相對位置的生變化即存在基準位移誤差。 △j=0.707δd=0.7070.022mm=0.0156mm 即定位誤差△d=0.0156mm 2導向裝置的設計 根據(jù)工序7的加工工步：鉆-擴-粗鉸-精鉸。與加工所用的刀具與機床，采用可換鉆套與襯套想配合的方式作為鉆刀的導向裝置。 可換鉆套的選?。焊鶕?jù)經(jīng)驗公式H=（1～2.5）d可以確定鉆套的高度為35～87.5。再根據(jù)表9-9可以選取相應的鉆套。 襯套的選?。焊鶕?jù)所選的可換鉆套，選取與之配合的襯套。 排屑間隙的確定：根據(jù)經(jīng)驗公式h=（0.7～1.5）d可以確定排屑間隙為24～52.5，選取24。 根據(jù)定位裝置與可換鉆套與襯套，設計鉆模板。 3夾緊裝置設計 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿。采用活動V型塊足夾緊機構(gòu)，通過擰固定手柄壓緊螺釘實現(xiàn)對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動。 4夾具體的設計 根據(jù)定位方案、導向裝置、夾緊裝置的要求，并考慮結(jié)構(gòu)公益性和清除切削等要求，設計夾具體，具體見夾具體圖。 5專用機床夾具總裝配圖繪制