三轴连杆零件的加工工艺规程及钻φ35孔的专用夹具设计说明书

机械制造技术基础课程设计序 言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课，技术基础课已经大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。另外，也为今后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造工艺学课程设计，在下述几个方面得到锻炼1. 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实践中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹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2. 学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请老师给予批评指正。一、 零件的分析(一) 零件的工艺分析分析零件图可知，该三轴连杆的侧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，故可用铣削加工。25H6 的孔、35H6 的孔的粗糙度均为 Ra1.6，所以采用钻-扩-粗铰-精铰的工艺过程在钻床上加工。90H6mm的孔的粗糙度为 Ra1.6，所以采用粗镗-半精镗-精镗的工艺过程在钻床上加工。各个内孔对精度要求较高，而端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。该零件除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以铣床的粗加工就可达到要求。(二) 零件的技术要求分析三轴连杆零件图纸将该三轴连杆的全部加工表面及技术要求列于表中。三轴连杆加工表面及技术要求表 在此处键入公式。加工表面 尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度Ra(um)形位公差R18 下表面 2.0IT7 6.3机械制造技术基础课程设计R18 上表面 2.0IT7 6.3下表面5035IT7 6.3上表面 .IT7 6.3下表面1220IT7 6.3上表面 .5IT7 6.3孔5130IT6 1.6孔36. IT6 1.6孔9002.9IT6 1.6(三) 确定三轴连杆的生产类型该三轴连杆的生产为中批生产。二、 工艺规程设计(一) 确定毛坯的制造形式有零件技术要求知，零件材料为 45 钢，零件使用锻件，锻造拔模斜度不大于 7。零件为中批量生产，且零件轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。则从提高生产效率、保证加工精度上考虑，也是应该的。(二) 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件成批报废，是生产无法正常进行。1. 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，选取 外圆面为粗基准。122. 精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择零件主视图中的 下表面和 孔中90心线作为精基准。(三) 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度基位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑使用通用机床配合专用夹具，去尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。考虑该三轴连杆个加工表面加工质量，可将加工阶段划分为粗加工精加工机械制造技术基础课程设计两个阶段。在粗加工阶段。首先将精基准（ 下表面和 孔）准备好，使后续工1290序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣三轴连杆底面以及上表面， 然后粗铣连杆上的槽的内侧面和底面；由于三个孔的精度较高，需要按照要求钻-扩-粗铰-精铰 孔和 孔以及粗镗-半精镗-精53镗 孔。90选用工序集中原则安排三轴连杆的加工工序，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。1. 遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准下端面和 孔。902. 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3. 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。4. 遵循“先面后孔”原则，先加工主要表面，后加工孔；先加工上下端面，然后加工三个孔。考虑上述工序安排原则， ，加工路线安排如下：工序 粗铣 112、50、 R18 圆盘两端面；精铣 112、50、 R18圆盘两端面。以 外圆面为基准，选用 X5032A 立式铣床加工。12工序 粗镗、半精镗、精镗 90 孔。选用 TPK611C 型卧式镗床加工。工序 钻、扩、粗铰、精铰 35 孔。选用 Z550 型立式钻床。工序 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。选用 Z550 型立式钻床。工序 终检。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片” 。(四) 加工机械余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1. 机械加工余量要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定一下因素1) 公差等级由三轴连杆的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。2) 加工精度零件无磨削加工工序，取加工精度 F1，一般加工精度。3) 锻件重量已知机械加工后的三轴连杆为 45 钢，密度为 7.8 克每立方厘米，估算体积为，506 立方厘米，算得重量约为 4Kg，由此可初步估计机械加工前的锻件的重量为 4.5Kg4) 锻件形状复杂系数对三轴连杆进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度，即 350mm，150mm，50mm（详见毛坯图）;由公式计算出锻件的复杂系数 25.08.751.3543外 廓 包 容 体锻 件 mS查表有锻件形状复杂系数为 级S5) 锻件材质系数机械制造技术基础课程设计由于该材料为 45 号钢，是碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属 级。M16) 零件表面粗糙度由零件图可知，该三轴连杆的各加工表面的粗糙度 Ra1.6um根据上述因素，查工艺手册确定该锻件毛坯的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表三轴连杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/Kg包容体重量/Kg形状复杂系数 材质系数公差等级加工精度4.5 20 S3M1普通级 F1项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸偏差 /mm 备注厚度 20 2.02.5 取 2 +1.4-0.4 单边余量厚度 35 2.02.5 取 2 +1.5-0.5 单边余量厚度 50 2.02.5 取 2 +1.5-0.5 单边余量孔352.0 +0.6-1.8孔902.5 +0.7-2.1孔25孔径小于最小冲孔孔径，所以该孔为实体中心距 270 6.1中心距 952. 工序尺寸及毛坯尺寸根据以上表格，分别确定各面的工序尺寸及毛坯尺寸，各工步加工余量查机械加工余量手册 （以下简称工艺手册 ）：1) 112 圆盘两端面毛坯： mm5.104粗铣：51.6mm 2Z=2.4mm精铣：500.2mm 2Z=1.6mm2) 50 圆盘两端面毛坯： mm5.1039机械制造技术基础课程设计粗铣：36.2mm 2Z=2.8mm精铣：350.2mm 2Z=1.2mm3) R18 圆盘两端面毛坯： mm4.102粗铣：21.2mm 2Z=2.8mm精铣：200.2mm 2Z=1.2mm4) 90 孔毛坯： mm7.01285粗镗：88mm 2Z=3mm半精镗：89.3 2Z=1.3mm精镗： 2Z=0.7mm02.95) 35 孔毛坯： mm6.0813钻：33mm 2Z=2mm扩：34.7mm 2Z=1.7mm粗铰：34.93mm 2Z=0.23mm精铰： mm 2Z=0.07mm016.356) 25 孔钻：23mm扩：24.8mm 2Z=1.8mm粗铰：24.94mm 2Z=0.14mm精铰： mm 2Z=0.06mm013.25(五) 确定切削用量工序 铣三轴连杆各加工表面1. 粗铣 112 圆盘两端面查切削用量简明手册 （以下简称切削手册 ）取以下切削用量：选用硬质合金端铣刀，使用 YT15 硬质合金刀片，取 =125mm，z=8每齿进给量： =0.1mm/齿切削速度：参考相关资料，取 v= 120m/min，则= = =305（r/min）10001000120125根据 XA5032 铣床使用说明书，取 =300r/min，故实际切削速度为v= = =118m/min10001253001000机械制造技术基础课程设计当 =300r/min 时工作台的每分钟进给量：=0.18300=240(/)查机床说明书，取 =235mm/min2. 粗铣 50 圆盘两端面选用标准硬质合金端铣刀，使用 YT15 硬质合金刀片，取 ，z=8=80每齿进给量： =0.1mm/齿切削速度：参考相关资料，取 v= 120m/min，则= = =478（r/min）1000 100012080根据 XA5032 铣床使用说明书，取 =475r/min，故实际切削速度为v= = =119mm/min1000804751000当 =475r/min 时工作台的每分钟进给量：=0.18475=380(/)查机床说明书，取 =375mm/min3. 粗铣 R18 圆盘两端面选用标准硬质合金端铣刀，使用 YT15 硬质合金刀片，取 ，z=8=80每齿进给量： =0.1mm/齿切削速度：参考相关资料，取 v= 120m/min，则= = =478（r/min）1000 100012080根据 XA5032 铣床使用说明书，取 =475r/min，故实际切削速度为v= = =119mm/min1000804751000当 =475r/min 时工作台的每分钟进给量：=0.18475=380(/)查机床说明书，取 =375mm/min4. 精铣 112 圆盘两端面选用标准硬质合金端铣刀，使用 YT15 硬质合金刀片，取 ，z=8=125每齿进给量： =0.1mm/齿切削速度：参考相关资料，取 v= 150m/min，则= = =382（r/min）1000 1000150125根据 XA5032 铣床使用说明书，取 =375r/min，故实际切削速度为v= = =147mm/min10001253751000机械制造技术基础课程设计当 =375r/min 时工作台的每分钟进给量：=0.18375=300(/)查机床说明书，取 =300mm/min5. 精铣 50 圆盘两端面选用标准硬质合金端铣刀，使用 YT15 硬质合金刀片，取 ，z=8=80每齿进给量： =0.1mm/齿切削速度：参考相关资料，取 v= 150m/min，则= = =597（r/min）1000 100015080根据 XA5032 铣床使用说明书，取 =600r/min，故实际切削速度为v= = =151mm/min1000806001000当 =600r/min 时工作台的每分钟进给量：=0.18600=480(/)查机床说明书，取 =475mm/min6. 精铣 R18 圆盘两端面选用标准硬质合金端铣刀，使用 YT15 硬质合金刀片，取 ，z=8=80每齿进给量： =0.1mm/齿切削速度：参考相关资料，取 v= 150m/min，则= = =597（r/min）1000 100015080根据 XA5032 铣床使用说明书，取 =600r/min，故实际切削速度为v= = =151mm/min1000806001000当 =475r/min 时工作台的每分钟进给量：=0.18600=480(/)查机床说明书，取 =475mm/min工序 镗 90 孔1. 粗镗 90 孔查相关手册，取镗削用量，镗孔至 88mm，单边余量 Z=1.5mm，一次镗去全部余量， =1.5mm。进给量： 1.5mm/r=切削速度：查表取 v=50m/min，则r/min=1000=10005088=181机械制造技术基础课程设计由于 TPK611C 是无级变速，故以上转速可作为加工时所用转速。2. 半精镗 90 孔查相关手册，取镗削用量，镗孔至 89.3mm ，单边余量 Z=0.65mm，一次镗去全部余量， =0.65mm。进给量： 0.65mm/r=切削速度：查表取 v=100m/min，则r/min=1000=100010089.3=357由于 TPK611C 是无级变速，故以上转速可作为加工时所用转速。3. 精镗 90 孔查相关手册，取镗削用量，镗孔至 ，单边余量 Z=0.35mm，一次镗02.9去全部余量， =0.35mm。进给量： 0.35mm/r=切削速度：查表取 v=120m/min，则r/min=1000=100012090=425由于 TPK611C 是无级变速，故以上转速可作为加工时所用转速。工序 钻、扩、粗铰、精铰 35 孔1. 钻孔 33mm确定进给量：查切削手册表 2.7，45 钢 =600Mpa800Mpa,0=33时，f=(0.60.7)0.5mm/r=0.30.35mm/r。根据 Z550 机床说明书，取f=0.28mm/r。切削速度：根据切削手册表 2.13 及表 2.14，查的切削速度。所以=19/183（r/min）=1000=10001933=根据机床说明书，取 ，故实为际切削速度为=185/=19.1（m/min）=1000=3318510002. 扩孔 34.7mm采用刀具：34.7 专用扩孔钻。确定进给量：查切削手册表 2.10 有 f=（0.91.1）0.7=0.630.77（mm/r）查机床说明书，取 f=0.62mm/r。=(1223)钻 =(1223)19.1=9.5512.7(/)则主轴转速为 n=87.6116r/min ，按照机床说明书取 =89r/minn机械制造技术基础课程设计实际切削速度为= =9.7（m/min）=100034.78910003. 粗铰孔 34.93mm查切削手册取以下切削用量确定进给量：f=0.6mm/r（表 2.24） ，查机床说明书，取 f=0.62mm/r切削速度：v=6m/min（表 2.24） ，所以（r/min）=1000=1000634.93=54.7根据机床说明书，取 =63r/min，故实际切削速度为= =6.9（m/min）=100034.936310004. 精铰孔 mm016.35查切削手册取以下切削用量进给确定量：f=0.6mm/r（表 2.24） ，查机床说明书，取 f=0.62mm/r切削速度：v=6m/min（表 2.24） ，所以（r/min）=1000=1000635=54.6根据机床说明书，取 =63r/min，故实际切削速度为= =6.9（m/min）=100034.93631000工序 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔1. 钻孔 23mm确定进给量：查切削手册表 2.7，45 钢 =600Mpa800Mpa,0=23时，f=(0.390.47)0.5mm/r=0.1950.235mm/r 。根据 Z550 机床说明书，取f=0.19mm/r。切削速度：根据切削手册表 2.13 及表 2.14，查的切削速度。所以=19/263（r/min）=1000=10001923=根据机床说明书，取 ，故实为际切削速度为=250/=18（m/min）=1000=232501000机械制造技术基础课程设计2. 扩孔 24.8mm采用刀具：24.8 专用扩孔钻。确定进给量：查切削手册表 2.10 有 f=（0.70.9）0.7=0.490.63（mm/r）查机床说明书，取 f=0.62mm/r。=(1223)钻 =(1223)18=912(/)则主轴转速为 n=115.6154.1r/min，按照机床说明书取 =125r/minn实际切削速度为= =9.7（m/min）=100024.812510003. 粗铰孔 24.94mm查切削手册取以下切削用量确定进给量：f=0.6mm/r（表 2.24） ，查机床说明书，取 f=0.62mm/r切削速度：v=6m/min（表 2.24） ，所以（r/min）=1000=1000624.94=76.6根据机床说明书，取 =89r/min，故实际切削速度为= =7（m/min ）=100024.948910004. 精铰孔: mm013.25查切削手册取以下切削用量进给确定量：f=0.6mm/r（表 2.24） ，查机床说明书，取 f=0.62mm/r切削速度：v=6m/min（表 2.24） ，所以（r/min）=1000=1000625=76.4根据机床说明书，取 =89r/min，故实际切削速度为= =7（m/min）=100025891000(六)机 床 的 夹 具 设 计夹 具 是 一 种 能 够 使 工 件 按 一 定 的 技 术 要 求 准 确 定 位 和 牢 固 夹 紧 的 工 艺装 备 ， 它 广 泛 地 运 用 于 机 械 加 工 ， 检 测 和 装 配 等 整 个 工 艺 过 程 中 。 在 现 代化 的 机 械 和 仪 器 的 制 造 业 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 产 率 ， 降 低 制 造 成 本 ， 一直 都 是 生 产 厂 家 所 追 求 的 目 标 。 正 确 地 设 计 并 合 理 的 使 用 夹 具 ， 是 保 证 加工 质 量 和 提 高 生 产 率 ， 从 而 降 低 生 产 成 本 的 重 要 技 术 环 节 之 一 。 同 时 也 扩机械制造技术基础课程设计大 各 种 机 床 使 用 范 围 必 不 可 少 重 要 手 段 。1 定 位 方 案 设 计1）定位基准的选择工 件 定 位 基 准 是 利 用 已 经 加 工 的 三 轴 连 杆 内 孔 90 和 一 个 端 面 为主 要 定 位 基 准 面 ,采 用 V 型 块 定 位 ， 两 个 V 型 块 限 制 了 5 个 自 由 度 ，因 为 是 要 钻 通 孔 ， 竖 直 方 向 的 自 由 度 可 以 不 用 限 制 ， 可 以 保 证 加 工 的 准 确性 。2）定位误差的分析定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 确 定 。 夹 具 的 主 要 定 位 元 件 为 V 形 块 。 因为 该 定 位 元 件 的 定 位 基 准 为 孔 的 轴 线 ，