关 键 词：

制定 制订 连杆 零件 加工 工艺 设计 20 铣床 夹具 全套 cad 图纸

资源描述：

 

内容简介：

可持续夹具及固定装置的高精度安装的方法论 J. 国巴斯大学机械工程学系 摘要 在夹具安装阶段，夹具组件的精确测量能力决定其精确性，尤其是对大尺寸的产品和应用来说。大量定制一些在设计上有多样性的小批量产品和零部件是十分重要的。产品质量应该与迅速转换理念相互协调，对于敏感元器件及组件而言，以牺牲产品质量来提高速度是不明智的，例如在航空航天工业中所看到的那些零部件。提高精确性对于夹具的安装是很有必要的，为了要尽量少用，这可取决于夹具和夹具定位变化的耐受 性预算。在航空航天工业中，灵活和可重构夹具的概念的发展及固定装置是夹具的主要开销成本。吸引他们的是重构夹具的可重用性，可持续使用是由于那些零部件也能够被重新应用到许多种产品和装配中去。一直不佳的准确性和可靠性为这类夹具的缺点，这篇论文主要是研究可持续夹具主要零部件的精确定位，影响夹具性能的因素在安装阶段会得以审查。本文介绍了一种在灵活夹具中为了最大限度地减少定位和夹紧的不确定性的方法。 关键词 :可持续性夹具；夹具安装；校准不确定性；夹具的监测；计量； 可重复使用的夹具 1 引言 质量和可靠性等因素 早已经转换为新零件固有的特征。在他们的产品和服务范围内，近期市场趋势已经迫使制造业走向大规模定制。其次增加新陈品的多样化设计在部件和组件级别上遵循第二次高幅度的变化。有先进制造系统和技术的国家提供了更多的灵活性，能使设计师更加自由的发挥想象。例如在过去几十年发展起来的一种新的大体积测量方法，就能测量及公丈的距离。用来检测大尺寸零件的这些设备通常是由多个组装部件所制造出来的。在重组和装配期间，那些大尺寸产品的制造需要用到专用的夹具和固定装置，以便于他们的零部件能够被定位在设计基准上。对于大批量产品，在计算机辅 助软件上就能估算出其主要的花费需求，否则，在某些情况下或以其他方式生产的产品成本可能会是非常高的。这个问题与客户不断用钱来寻求具有更高价值的市场需求相互矛盾。用一种典型的变化产品可以创建一个更加具有持续性的商业，因为它能够满足相对比较大地市场需求。由支持产品变化的不同形状的产品而形成的灵活和可重构夹具及固定装置则是应对上述挑战关键的解决方案。灵活夹具的概念已经在研究领域存在了几年 1。然而，它们在很大程度上没有充分利用真正的生产设施，尤其是大尺寸产品的制造，如航空航天设备。这是由于关于它们的初始安装、校准 困难和可重复性等挑战往往超出公差要求。这些夹具和高品质关键部件装置的制造以及大量的集成计量系统，都可以减少上述限制。本文包括了有关安装的计量问题和灵活的夹具校准以及检测服务。 2 相关工作 型零件的制造和装配 通常把要精密制造的机械零件移动到机床工作台是必需的，先进行粗加工，然后精对准和夹紧。在这个阶段，一方面是准备用于加工高精度的关键所在，然而，这对于一些大尺寸或重的零部件并不总是可以实现的。大型产品是指那些与一些不经济的可能需要处理或在工厂周围移动的的组件一起来达到制造和装配的目的 2。制造业和 这些部件的装配工艺包括所需机器和系统的运动以及这些部件的位置和方向。这些零部件通常定位在大尺寸夹具及固定装置上该定位的位置。如果这些部件以小批量生产，在航空航天工业、高开销的情况下，每个产品将会出现。在设计和制造夹具上，已经有了许多尝试，以便于能够持有许多种组件的变种。然而，这方法是不可行的，因为敏感或关键的零部件完全是由它们的 高精度要求所决定的。与固定的夹具相比较，可调、可重构夹具会产生更低的重复性。固定夹具有固定的方式，可以通过焊接或铆接的接头固定在一起来实现。这些机械故障，例如夹具和固定装置由于疲劳和 塑料变形就是一个终止其服务的主要原因，发送它们再进行回收。小批量制造的需求是目前常见的淘汰不合格夹具，其使用寿命取决于产品的生命周期。换句话说，在制造变种零件停止不久之后，与之有关联的夹具和固定装置将会变得多余。即使夹具有工作顺序，但它们仍然有报废并送往循环再造。这种方法会带来高负担回收的能耗。在大尺寸零件下的固定夹具和夹具的漂移以及夹具都能影响大尺寸零件组装的精确性 5。对于大尺寸的夹具已经开发出了几种分析夹具刚性的方法，可用来评估振动的影响因素。在任何情况下更加可持续生产要通过选择性方案才能得以实现。 如图 图 型的大型夹具元件 用于制造所延误的时间是固定夹具的又一重大缺点，这些夹具应该在制造前就被订购，在生产计划和产品上市前还可以创建额外的复杂性。不管他们的类型，大型夹具有一些共同的元素，包括一个主框架、内在的框架，有可能有一个或数多个可移动的机制或更小的组件，如钳、套管、皮卡和可调螺丝 表 1。 性夹具 开发的柔性夹具的概念增加了其可持续性、快速转换以及降低了成本。现在可以使用现成的模块来设计和组装夹具。根据规定，只有极少数夹具的专用零件需要设计和制造。以这种概念看，大 多数散装部件、附件关节都应用的很具体。一旦产品设计变异完全制造出来，然后就可以拆卸上述组件和重组成一种新的元 件来与未来的设计变异相匹配。因为组装和组件范围上的设计都相当接近，所以这种方法是最能降低夹具成本的。 根据组件的变化水平和工作类型的需求，每一个不同比例的柔性夹具都需要被重新安排。为了增加使用这种类型夹具的效益，这个问题在设计阶段考虑是十分重要的。例如，在可能的情况下，皮卡车的位置和三维定位夹具上的组件的不同变种，甚至完全不同的部分应该是在靠近增加兼容性和夹具子系统间变性。夹具关键部件的收集在短期内能 保证所需夹具的可用性。另外，这些夹具的存储需要很少空间，因为拆除所有模块是可能的，通常以脚手架的形式并把它们彼此放在一起。目前在一些汽车公司应用到柔性夹具，因为它们的精度等级是足够满足的。大尺寸制造的夹具设施尽管没有许多柔性夹具那样操作灵活，比如航空航天设备。准确性和定位销的不确定性、夹具的可重复性以及夹具结构的漂移都出现这样一个事实，这些夹具在发电和航空航天等工业不能满足公差要求。一旦它们的精度问题得以解决，这些夹具在上述的工业中将会有很高的利用价值。 图 具与汽车行业中的可重构组件 大量的体积 计量系统和技术一直有许多新的发展。依靠计量系统和技术的现代激光技术现在就能够测量一些可接受精度的大尺寸产品甚至到几公丈的产品。在安装和初期安装调试期间，这些系统能够用来精确定位一些夹具的关键部件。 夹具的安装通常开始形成机架或主要框架，然后是那些大的部件和像皮卡和夹具那样逐渐更小的零部件。计量系统能够用于柔性夹具的主要框架和其内部框架的安装，从而来保证每个零部件彼此之间的准确定位。表 1 显示了这些大规模的测量系统数。跟踪系统能够测量基准点，它是实现这一目的的最合适的测量系统。一起跟踪球式反射镜在三维空间内都可 以认准所要记录的位置。球式反射镜可以直接练习目标对象来提供几何位置信息或可以在机械重复的球式反射镜下 应用，从这个角度用激光来跟踪目标或短期目标。像一些其他测量仪器的激光跟踪有时候不确定，在夹具的安装过程中需要做以说明。此外，激光跟踪和目标点之间的光线问题还应该考虑到。如果必要的话，多个跟踪职位都可以使用，在实际测量活动中，其结果必然是伴随着一个不确定的说明。经过测量，这些给定的分散的特征值是合理的，这个问题与一些夹具或夹具的安装及以后的审核都是一样的。这些知识阐明了一个给定的定位夹具的能力和装配任务。换句话 说，它表示在其相关流程中一套夹具是否能够满足公差要求。 具理论比较 为了用于多种生产装置和组装应用，在不同的公司也有大量不同形状和设计的夹具。这些夹具中的某一些的形式都是标准形式，然而另一些是经过专门设计和制造的特殊零部件。后者可以说是建立在产品的复杂性和大规模的基础上的，所以可能会是非常昂贵的 9。 无论成本和目的如何，制造和组装过程都可以完成，要么不使用夹具，要么用固定帧夹具或用可重构或柔性夹具。表 2 对它们的典型应用的这些方法做出了比较。 固定框夹具通常用于重型应用上，它们更适合于应用在能够减 轻花费开销的大量产品上。 对于制造业和大型组装及复杂产品来说，柔性夹具的应用有很多好处。特别是在研究和发展工作中，以及低容量产品的情况下，制造柔性夹具和夹具可能会是非常有益的。除了在时间和金钱上使利益均衡外，柔性夹具还会有一个更加灵活的设计思路。由于在夹具的制造和装配过程中，会直接和经常改变夹具的拓扑成本。与传统夹具相比较，这种类型的柔性夹具的可重用性和可重构性是一个主要的优点。这一点尤为重要，因为它在绿色制造方面符合行业的发展方向，通过回收使用系统的组成部件，为相关项目的工装费用降低了项目成本。 表 于验证夹具大量的例子、便携式测量仪器 仪器 辅助部件 测量类型 接触式 非接触式 图像 激光跟踪仪 赛立信探头 是 T 型探头 是 激光雷达 球形目标 是 摄影 目标 是 光投影 是 关节臂 三坐标测量机 基于激光扫描头 是 接触探头 是 性夹具的安装 本节中描述的夹具在安装过程中需要考虑一些问题。夹具元件安装在合适位置可以说是一种挑战，尤其是当定位公差比较小时，柔性夹具也应当被监测以便于开发和与传统夹具相比较它们的刚性。 给出了一个通用的描述阶段根据初步夹具安装在仿真软件环境和利用一些尺寸为 5m 4m 3m 的大尺寸夹具的实际实验结果来测量指令阶段。这是不论这个夹具是否是第一次安装在夹具中还是对已经存在的夹具只做外形上的更换，其都是为了定位不同的零部件。 根据其复杂性，一种典型的大尺寸夹具具有三至五个结构。通常除了有一个主框架之外，在每一个级别的基本水平， 也可以由一个或多个结构。这些结构用来作为参考以便于作为夹具基准来定位。在一个自动化固定的平台上，机器系统会进行多项任务，比如定位、加工和进行装配。因此机器人的工作基准与夹具的工作框架相联系。仔细考虑夹具的综合数据，会确保后续安装达到预期的公差要求。 试辅助柔性夹具的安装 柔性夹具的安装在第一次进行模拟仿真时有几个安装阶段。使用模拟演习，在这个工程中可以减少一些潜在的错误和返工。测量辅助安装过程是类似的跟踪对象位置的过程，是常见的大尺寸组件用到的。夹具的组件先用这种方法使其大致位置公差在 1，然后当所有的夹具组件被放到所设计的位置时，在 差内，它们可以使用适当的扭矩收紧。典型的计量协助柔性夹具安装阶段如下： 在出厂时设置初试参考结构； 测量初始参照系； 安装基地或其位置的主框架； 安装脱机内结构； 安装控股和定位； 在内框和主框架位置安装钳、套管和皮卡。 底座上安装内框； 重点定位元件的精细调整和紧固； 核查参照系和夹具； 对于夹具关键位置的服务监测。 这些阶段是从无到有夹具的完整安装。更不用说，在设计变化略有变化的情况下，一些下面的操作将被忽略。 表 同夹 具理念之间简明的比较 典型特征 固定框架 柔性夹具 夹具 应用 大批量产品 小批量产品 样机 优点 唯一性 可重复性 可重构性 成本效益 耐用性 非常高 高 低 刚度 非常高 刚性不确定 低 缺点 重量 重 中 低 可移植性 不可移植 难以在每一个安装中定位 难以进行 成本 非常高 中等 低 生产时间 长 中等 短 性夹具的安装 柔性夹具安装过程中采取了以下阶段： 安装夹具的主框架； 移动单元和子系统组装； 夹具内框架在夹具装配中的安装； 皮卡和夹具的装配。 主框 架通常是夹具的骨干。因此，它一般不会改变外形，和内框架及较小的元素如衬套、皮卡和夹具一样具有规律性。慎重考虑制造过程可以减少夹具元件 较大元素的重新排列，也会更进一步节约时间和成本。图 3 显示了三组不同活动小组对于柔性夹具的安装过程。在这个过程中，假定夹具的标准件是从可供选择的现成的部件和组件中选出来的，然后提前在大量的物理安装测试和调试时以降低测量不确定度来进行一次夹具安装。一旦达到可接受水平的不确定性的物理安装才能进行。 图 性夹具的测量辅助安装程序 在夹具安装过程中，它可能需要用到多个测量 系统或用到包括一套完整夹具安装关键点的测量系统。这应该包括在夹具维修期间放在工厂的地板和墙壁上的稳定性及漂移检查的目标参考点。 在夹具上定位的关键点、测量仪器的不确定性应该予以考虑。作为一个经验法则，每个夹具关键位置的定位的准确性应该是在 10 倍，甚至比所需的耐受性更好。换句话说，如果组件公差指定至 夹具定位精度至少应为 柔性夹具安装的最佳做法如下： 一个工厂的墙壁和地板上的初始参考点的位置是首选，以减少测量的不确定性； 应验证该仪器所在位置上经常使用初始参考点的基地； 在每个夹具的 大节上，为更好地具有跟踪和可重复性，可以附加多个球式反射跟踪系统； 夹具大型组件有关于弯曲或扭曲的测量应集中在角梁的中央部分，以减少定位误差； 内框架参考点应选择尽可能远的创建框的坐标系统。这可能会导致在内框坐标系时的较小的不确定性。 由于评估的结果旨在对于所描述物体真正价值范围内的评估定位，则不确定性被定义为胶 8。这里的不确定性来自两方面的审查，首先是与测量过程中有关的，其次是与夹具定位的不确定性有关。测量不确定性的一些因素，如灰尘、重力、温度、气压、湿度、测量仪器和相关软件中的系统误差 、操作人员的技能、接触探针或球式反射跟踪仪。基于胶 8的定义，测量结果应伴随着它的不确定性说明，这些错误详细来源的讨论超出了本文的范围。已经有多项研究来建立真正的不确定性的一些测量仪器 10、 11。 夹具关键点的测量结果应该包括相关的置信水平。除了最初的不确定性上升的测量仪器，夹具的不确定性还有其他方面的影响。夹具框架方面的应用由于产品重量以及制造工艺过程在夹具框架中能创建一些弹性变形。夹具有了集成化、自动化和移动部分，是这个问题变得更加复杂。 仔细考虑夹具设计阶段不确定性的来源可以在一个给定的情况下减 少过度使用公差预算的风险。夹具的精度和夹具的成本之间有着直接的关系。然而，整体的成本也应该被考虑在内。高数额的零部件有更长的使用寿命。换句话说，质量特征接近平均值是，在使用过程中会很少失效。朝六个方向靠近在安装时是很必要的，然后是在高精度夹具和敏感部位上的可重构、柔性夹具及夹具的监测。 柔性夹具适用于组装和在加工部分有不同的设计和几何参数。尤其是当这些部件之间的设计变化小时，这种类型的夹具被证明是具有成本效益和快速的解决方案，这是因为它可能会通过夹具重新配置到一个新的产品或组件的变种上。然而，当所 需的零件盒装配的设计完全不同时，可能需要不同尺寸夹具组件的完整地重排，因此，在设计一个新的零件和重组夹具的拓扑结构时应该考虑到要便于减少夹具的安装和重新配置的时间以及成本，并最大限度的重用现在的组件在当前的装配中。 一个柔性夹具有许多种装配方式，是由于其灵活性。在正确的安装顺序下选择合适的组件，可以最大限度的节约成本和时间。本次选择的过程中应该对未来产品的夹具的潜在的重用予以考虑。在产品不断变化的情况下，计划和设计夹具框架是很重要的。使用定制的夹具、紧固件、轴套和其他夹具元件都是降低成本的关键问题。 仿真软 件和工具的广泛使用，可以减少返工和浪费夹具材料相关的成本。例如测量仪器，其目标点之间的视线检查就会使用这些软件来辅助。图 4 显示了柔 性夹具安装在测量仿真软件中的第一个阶段。由于夹具正在兴建的模拟的效益越 来越明显，因此它可以突出仪器与目标测量点的水平视线的问题和不确定性。 由于关于夹具操作中重量和力使夹具元件的电位漂移和变形，则可以提前在仿真中分析以及在购买夹具元件方面的财政。更重要的是，这种工具允许更好的装配和制造等操作，因为它们能提前分析出夹具的长处和弱点，揭示其物理设置。 选择合适的测量仪器最重要的是要 协助夹具安装的的计量。一个连贯的计量系统，其测量结果的不确定性能够决定夹具的不确定性，也暴露了夹具和是否符合一个给定的公差范围内所需任务的能力。 图 量辅助夹具安装的模拟过程 由于关于夹具操作中重量和力使夹具元件的电位漂移和变形，则可以提前在仿真中分析以及在购买夹具元件方面的财政。更重要的是，这种工具允许更好的装配和制造等操作，因为它们能提前分析出夹具的长处和弱点，揭示其物理设置。 选择合适的测量仪器最重要的是要协助夹具安装的的计量。一个连贯的计量系统，其测量结果的不确定性能够决定夹具的不确定性 ，也暴露了夹具和是否符合一个给定的公差范围内所需任务的能力。 总 结 零件和装配体应该以尽量减少夹具成本的方式来设计，以满足使用标准组件。如果在夹具更新至下一产品时提前思考，则其速度和成本可能会增加。在夹具和固定装置的设计上有强大的总成本、碳足迹及其可持续性。它往往要求生产出只有极少数的典型设计或产品，子系统或组件，以满足产品的变化和客户的需求。对于大型产品的几何尺寸超出几米夹具的可能会造成重大的开销。此外，一旦所需的零部件倍制造出来，这些夹具则会变得多余。常规回收多余夹具是不经济的。因此，找到增加夹具的灵活 性才是所需求的方法。 柔性夹具和夹具的概念已存于二十余年。然而它们的潜能还没有真正发挥，是由于其精度可可重复性的不确定性。高精度计量系统现在能够用来对夹具进行初始安装和服务。然后使用该系统有可能重新设定夹具元素使其精确到一个新的拓扑结构，以便于定位不同几何位置的组件，允许几次使用夹具。 本文提出了一种对于大规模柔性夹具及夹具初始定位和安装的通用的算法。计量辅助夹具安装的新概念被证明对复杂的设置和夹具的安装是有益的。当完全装配好时，夹具的稳定性可以通过慎重考虑和选择夹具几何位置上的关键点来予以保证。这种方法将 应用于大尺寸元件和产品的制造以及装配件，尤其是应用于航空航天和发电工业中。 G. et (, of 149 78 011 . he to of of is in of in be in as is as in It is of to be in to of to in in to of of of as be of a or of of In of of is of a in of as to of to in in of is by a of at of to in of of to be of in to be in be by in or of be In a in a as it of a be in to of is a of in 1. to a in as is to to of as as to of as as 2 of to of it is to to At is of is or to to or in 2. of of to to in If in is to so a of of 3, 4. is or to J. 50 to or of to is a of it is to a as on of In of a s if in to be of in of a 5. 6 to of on In a be by : of ) to is be in of in to of a of or a of or a of as ). he of is as as It is to on a of be to be In of at in a is it is to in a to be a of in to as be of of of in on of in of on a of to be is to be at in to of of D of on of or be in to of of a of of of in a In to of as it is to in of to in of ) as is 51in in as of of of to of in : ) a of in of up to be to of of of or to as be of to of a of of 7. of a of be in be to or be a MR or in a of to be of be if be In be a of of to 8. is of or of a In it if a of a of in of in to be on of 9. of a or be no or or a of a of of in of of In as as be In to of a to to of of of is a . 52 of to is as it is in in of by a to of : of MR 9 9 9 9 9 9 9 3 he to be in in of in be a be in to of by on of an in of a m x 4m is in a is of is in or it is a of an a a on a to of at be or to in to In an as is of of of be in of of of is to to is In of mm at of of 1. in . of . of or in . of 5. of . of in on . of on 8. of 9. of 0. in of on to of to in of 53in of be : A ow in to he 1. of of . of . of on . of on is of is a of it in as as or of as of of of in in of of In it is of in of a of to in a of is of is : . 54 In it be to or a to of on d 1 设计说明书 题目： 制定连杆零件的加工工艺，设计铣槽 20 的铣床夹具设计 姓 名： 学 号： 年 级： 专 业： 学生类别： 指导教师： 教学单位： 2015 年 4 月 8 日 购买后包含有 咨询 要 连杆 零件加工工艺及 夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸 计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 ， 夹紧 ， 定位 ， 误差 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 3 is he In of of to of a of of is to of a of a as a of of to 买后包含有 纸和论文 ,咨询 4 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 5 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 6 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 7 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 8 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 9 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 10 目 录 1 前言 . 11 2 零件的分析 . 12 件的作用 . 12 件的工艺分析 . 12 的加工 . 12 的加工 . 13 3 工艺规划设计 . 13 坯的制造形式 . 13 面的选择 . 13 基准的选择 . 13 基准的选择 . 13 艺路线的拟定 . 14 艺路线方案 . 14 艺方案的确定 . 15 坯尺寸及其加工余量的确定 . 15 侧面毛坯尺寸及加工余量计算 . 16 坯尺寸及加工余量计算 . 16 定各工序切削用量及基本工时 . 16 4 铣槽夹具设计 . 23 究原始质料 . 23 位基准的选择 . 23 削力及夹紧分析计算 . 24 差分析与计 算 . 25 紧装置的选用 . 26 向键与对刀装置设计 . 26 具设计及操作的简要说明 . 28 总结 . 29 参考文献 . 30 致 谢 . 31 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 11 1 前言 本次 毕业设 计 内容包括零件的分析，工艺路线的制定，工艺规划设计，某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡，机械加工综合卡片，夹具装配图以及夹具底座零件图的绘制等等。 就我个人而言，希望能通过这次 毕业设计 对未来即将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，并学会将所学到的理论知识应用到具体的实际生产问题中来，为以后走向社会打下坚实的基础。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师批评指正。 其目的如下： 培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过 毕业设计 ，熟练运用机械技术基础课 程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。 培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。 进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 12 2 零件的分析 件的作用 该零件 为典型的杆类零件，而且为连杆类。因此，其主要的要素包括两侧面， 16 10还有一个 6 通过孔连接即 该 连杆 的作用是实现运动 的 传递 作用 。 件的工艺分析 该 连杆 的加工表面分 三 种，主要是孔的加工， 两侧 面的加工各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证 而需精加工，现将主要加工面分述如下： 该零件共有 3 个孔要加工： 16 10购买后包含有 纸和论文 ,咨询 13 组面， 通过两孔中心连线及对两侧对称面，没 有位置尺寸度要求 ，只需要 钻 床粗加工 。 该零件共有 2 个 侧 面要加工： 两个侧面是配合 16 10后续工序的主要精基准面 ，需要精加工 。 3 工艺规划设计 坯的制造形式 零件材料为 45，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型 锻造 生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用 普通模锻 。 由于零件上 两 孔都较 大 ，且都有严格的表面精度要求，故都 要留 出 足够的加工余量 。 面的选择 基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否 则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于 两侧面较平整且加工精度较高，故 以 2个主要 侧 面为基准 。 精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便， 该零件上重要表面是大头孔 38于其与底面有垂直度关系，所以底面自然成为精基准面，考虑到第二基准面选择的方便性，将其精度由原来的 37 38定位基准组合在后续孔的加工中，以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 14 艺路线的拟定 拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。 方案一 10 模锻 模锻 20 去飞边 去飞边 30 热处理 人工时效 40 铣 铣上平面 50 铣 铣下平面，保证尺寸 160 钻 钻、扩、铰 16口倒角 0 钻 钻 6，钻 1080 铣 铣宽度为 790 插 插键槽 100 检验 按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差 110 入库 清洗，加工表面涂防绣油，入库 方案二 10 模锻 模锻 20 去飞边 去飞边 30 热处理 人工时效 40 钻 钻、扩、铰 16口倒角 0 钻 钻 6，钻 1060 铣 铣上平面 70 铣 铣下平面，保证尺寸 16买后包含有 纸和论文 ,咨询 15 80 铣 铣宽度为 790 插 插键槽 100 检验 按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差 110 入库 清洗，加工表面涂防绣油，入库 方案分析与比较： 经过分析发现，方案二先钻孔后加工面，而方案一是先面后孔 根据书本理论知识，应该是先面后孔比较合理，因为钻孔需要以加工了面的为精基准。 10 模锻 模锻 20 去飞边 去飞边 30 热处理 人工时效 40 铣 铣上平面 50 铣 铣下平面，保证尺寸 160 钻 钻、扩、铰 16口倒角 0 钻 钻 6，钻 1080 铣 铣 宽度为 790 插 插键槽 100 检验 按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差 110 入库 清洗，加工表面涂防绣油，入库 坯尺寸及其加工余量的确定 连杆 零件材料为 45,毛坯重量约为 产类型为 中批或 大批生产，采用 普通模锻 生产。 普通模锻 ，材料为 45钢 ， 分模线平直对称，材质系数 杂系数 = 度为 25通级，查的上下偏差分别为 + 买后包含有 纸和论文 ,咨询 16 根据工序要求，两 侧 面经过 四 道工序，先粗铣 端面 B，再粗铣 端面 A，精铣端面 B， 最后 精铣端面 A， 各步余量如下： 粗铣：由机械加工工艺手册第一卷表 余量值规定， 零件厚度大于 60度小于 100加工余量为 精铣：由机械加工工艺手册第一卷表 余量值规定 ，零件厚度大于 60度小于 100加工余量为 精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按 机械 加工工艺手册表 铣 精铣所能达到的经济精度取 入体原则取值。 工余量计算 根据工序要求， 精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按 机械 加工工艺手册表 铣 精铣所能达到的经济精度取 入体原则取值。 定各工序切削用量及基本工时 没切削过程，无需计算 没切削过程，无需计算 没切削过程，无需计算 工序 40. 铣上平面 （ 1）铣 上平面 取背吃到量 选用 ，每齿进给量 0 /zf m m z工件材料 45 ，锻造 ，高速钢镶齿铣刀、 125wd 数 14z ，查表 定铣削速度 7 9 m 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 ，查表 转速 1 6 0 / m 故实际铣削速度 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 17 1 2 5 1 6 0 6 2 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0wc 当 1 6 0 / m 作台每分钟进给 0 . 1 2 1 4 1 6 0 2 6 8 . 8 / m i nm z wf f z n m m 由工艺手册得 60l 2 2 2 21 5 d d a 1 3 0 . 5 1251 2 5 6 0 1 3 9 ml m 2 = 1 3 m m = 2 m 9 22 6 8 . 8 t 0 . 2 6 m i n 1 5 . 8 4 l l 1t 1 5 . 8 4 0 . 1 6 2 . 5 3 11xt t 1 5 . 8 4 2 . 5 3 0 . 0 6 1 . 1 0 1 5 . 8 4 2 . 5 3 1 . 1 0 1 9 . 5 s 工序 保证尺寸 16背吃到量 选用 ，每齿进给量 0 /zf m m z工件材料 45 ， 锻造 ，高速钢镶齿铣刀、 125wd 数 14z ，查表 定铣削速度 7 9 m 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 ，查表 转速 1 6 0 / m 故实际铣削速度 1 2 5 1 6 0 6 2 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0wc 当 1 6 0 / m 作台每分钟进给 0 . 1 2 1 4 1 6 0 2 6 8 . 8 / m i nm z wf f z n m m 由工艺手册得 60l 2 2 2 21 5 d d a 1 3 0 . 5 1251 2 5 6 0 1 3 9 ml m 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 18 2 = 1 3 m m = 2 m 9 22 6 8 . 8 t 0 . 2 6 m i n 1 5 . 8 4 l l 1t 1 5 . 8 4 0 . 1 6 2 . 5 3 11xt t 1 5 . 8 4 2 . 5 3 0 . 0 6 1 . 1 0 1 5 . 8 4 2 . 5 3 1 . 1 0 1 9 . 5 s 工序 50： 钻、扩、铰 16口倒角 1）钻孔 切屑用量： 取背吃刀量 9pa 由参考文献 2可查出，根据 进 给量0 /f m m r ，切屑速度： 1 7 / m ， ， ，则修正后的切屑速度 1 7 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 / m i ，即1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 . 2 2 1 9 8 . 4 / m i 查参考文献 2表 1 9 5 / m 故实际切屑速度为 1 6 1 9 5 1 1 . 0 2 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时： 1 c o t ( 1 2 )2 k m m=109 4 5，2 1l 12l 故121 1 2 1 0 1 0 . 2 4 m i n 1 4 . 40 . 4 8 1 9 5l ， 11 0 . 1 6 0 . 2 4 0 . 1 6 2 . 3t s ， 1 1 1 1( ) 0 . 0 6 ( 1 4 . 4 2 . 3 ) 0 . 0 6 1b x j ft t t t s ，1 1 1 1 1 1 7 . 7d j j f b xt t t t t s （ 2）扩孔 切 屑用量： 取背吃刀量 由参考文献 2可查出，根据 进给量 0 /f m m r ，切屑速度： 2 5 / m ， ，则修正后的切屑速度 2 5 0 . 8 8 0 . 7 5 2 2 . 4 4 / m i ，即购买后包含有 纸和论文 ,咨询 19 1 0 0 0 1 0 0 0 2 2 . 4 4 3 6 0 . 7 / m i . 8s ， 查参考文献 2表 2 7 2 / m 故实际切屑速度为 1 9 . 8 2 7 2 1 6 . 9 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时： 1 c o t ( 1 2 )2 k m m=109 4 5，2 1l 12l 故122 1 2 1 0 1 0 . 1 3 m i n 7 . 80 . 6 2 2 7 2l ， 22 0 . 1 6 7 . 8 0 . 1 6 1 . 2 5t s ， 2 2 2 2( ) 0 . 0 6 ( 7 . 8 1 . 2 5 ) 0 . 0 6 0 . 5 4b x j ft t t t s ，2 2 2 2 2 9 . 6d j j f b xt t t t t s （ 3）铰孔 切屑用量： 取背吃刀量 由参考文献 2可查出，根据 进给量 0 /f m m r ，切屑速度： 8 m ， ，则修正后的切屑速 度 8 . 2 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i ，即1 0 0 0 1 0 0 0 7 . 1 4 1 1 3 . 6 9 / m i ， 查参考文献 2表 9 7 / m 故实际切屑速度为 2 0 9 7 6 . 0 9 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时： 1 c o t ( 1 2 )2 k m m=1010D ， 45，2 1l 12l 故123 2 5 0 . 1 9 1 3 0 . 2 9 m i n 1 7 . 40 . 8 1 9 7l ，33 0 . 1 6 1 7 . 4 0 . 1 6 2 . 8t s ， 3 3 3 3( ) 0 . 0 6 1 . 2b x j ft t t t s ，3 3 3 3 3 2 1 . 4d j j f b xt t t t t s 。 工序 70 钻 钻 6，钻 10工件材料为 45钢，孔 速钢钻头，查表 削速度 2 0 / m 进给量 f 0 m m / r 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 20 则 1 0 0 0 1 0 0 0 2 0n 6 6 3 . 5 / m i . 6s w v 采用 由表 n 5 4 5 / m r故实际切削速度为 9 . 6 5 4 5v 1 6 . 4 3 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 1 9 . 6c o t 1 2 c o t 4 5 1 5 . 822k m m 1 1l 9l 该工序基本时间为112 3 9 5 . 8 1 0 . 4 2 m i n 2 5 . 20 . 2 0 5 4 5l 1 2 5 . 2 0 . 1 6 4 . 0 3 11 ( 2 5 . 2 4 . 0 3 ) 0 . 0 6 1 . 7 5 1t 2 5 . 2 4 . 0 3 1 . 7 5 3 1jd s （ 1） 铰 孔 取背吃刀量 5钢 孔，查表 削速度 1 4 / m 进给量 f 0.8 m m / r 则 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 4n 4 5 . 5 / m i 1 0s v r 采用 立式钻床 取转速 n 3 9 2 / m r故实际切削速度为 1 2 3 9 2v 1 2 . 1 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 由 459 . 8 9 . 6 0 . 122p m m 查表 15l 39l 工序基本时间为212 3 9 0 . 1 1 5 0 . 1 7 m i n 1 0 . 4 8 3 9 2j l l lt 2t 1 0 . 4 0 . 1 6 1 . 6 6 4f s 22 ( 1 0 . 4 1 . 6 6 4 ) 0 . 0 6 0 . 7 2 2t 1 0 . 4 1 . 6 6 4 0 . 7 2 1 2 . 8jd s 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 21 （ 3） 倒角 机床： 刀具： 倒角钻头 量具：游标卡尺 型 夹具：专用夹具 工序 90：粗、精铣 宽度为 7 机床：铣床 刀具：错齿三面刃铣刀 粗铣槽 切 削深度据参考文献 3表 6 查得：进给量 0 /fa m m z,根据参考文献 1表 30 32 查得切削速度 2 4 / m 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 4 6 2 . 1 / m i 1 4 4 5 ， 按照参考文献 3表 74，取 75 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 4 5 7 5 0 . 5 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 0 6 1 8 7 5 / 6 0 1 . 3 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量 1 . 3 5 / 8 1 / m i m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 20l ， 刀具切入长度 1l ： 1 0 1 2 )=63具切出长度2l：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 2 0 6 3 2 1 . 0 5 m i l lt f 精铣槽 根据参考文献 3表 6 查得：进给量 0 /fa m m z,根据参考文献 1购买后包含有 纸和论文 ,咨询 22 表 30 32 查得切削速度 2 3 / m ， 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 3 4 5 . 8 / m i 1 4 6 ， 按照参考文献 3表 74，取 4 7 m 。 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 6 4 7 . 5 0 . 4 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 0 8 2 2 4 7 . 5 / 6 0 1 . 3 9 /a Z n m m s 工作台每分进给量 1 . 3 9 / 8 3 . 6 / m i m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 20l ， 刀具切入长度 1l ： 1 0 1 2 )=81具切出长度2l：取 2 走刀次数为 1 机动时间222 2 0 8 1 2 1 . 2 3 m i . 6l lt f 本工序机动时间：12 1 . 0 5 1 . 2 3 2 . 2 8 m i nj j jt t t 工序 70. 按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差 无切削加工 工序 80. 清洗，加工表面涂防绣油，入库 无切削加工 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 23 4 铣槽夹具设计 究原始质料 利用本夹具主要用来粗 、精铣 宽度为 7槽 ，该 槽 对孔的中心线要满足 对称度要求以及其槽两边的平行度要求。 在 铣此 槽 时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 位基准的选择 对孔的的加工没有位置公差要求， 由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进行了钻、扩、铰加工。因此，定位、夹紧方案有： 方案：选底平面、工艺孔和大头孔外圆端来定位 方案：应用一面即底面，一销即定位于大头孔外端的挡销和工艺孔的心轴来定位，夹紧方式就用螺母在心轴上夹紧。 方案：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，还有一挡销定位于大头孔外端，夹紧方式用操作简单，通用 性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面三种方案：方案中的 V 型块定位造成过定位，而夹紧方式加大了设计量，装、取工件也不易。方案中的心轴夹紧、定位是不正确的，也端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。 定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。 因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有 较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 24 削力及夹紧分析计算 刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 00 15 00 10 顶 刃0n 侧 刃 60010 15 30 40D 160d 22Z 0 /fa m m z p 由 参考文献 55 表 1 2 9 可得铣削切削力的计算公式： 0 . 9 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12335 a f D B z n 有： 0 . 9 0 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12 3 3 5 2 . 0 0 . 0 8 2 8 2 0 . 5 2 2 2 . 4 8 3 6 . 2 4 ( ) 根据工件受力 切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数 6543210 式中：60 种因素的 安全系数， 查参考文献 51 2 1 可知其公式参数： 1 2 34 5 61 . 0 , 1 . 0 , , 1 . 0 ,1 . 3 , 1 . 0 , 1 . 0 K 由此可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 8 3 6 . 2 4 1 . 5 6 1 3 0 4 . 5 3 ( ) F N 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 查参考文献 51 2 26可知移动形式压板螺旋夹紧时 产生的夹紧力按以下公式计算： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有 ： )( 210 考文献 5可查得： 901 0592 2 29 其中： 33( )L )(80 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 25 螺旋夹紧力：0 4 7 4 8 )夹具采用 螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如 由表 2621 得：原动力计算公式 0 01l 即： 00 4 7 4 8 . 2 3 3 0 . 9 8 9 0 3 2 . 7 5 ( )17K 由上述计算易得： W 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构 。 差分析与计算 该夹具以一个平面和和一个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所