连杆体零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计论文.pdf

目录 设计简介和序言及组内工作划分 1 p a r t 1 工艺设计 2 第 1 章 零件的分析 2 1 1 零件的作用 2 1 2 零件的工艺分析 2 1 3 零件的生产类型 3 第 2 章 毛坯的制造 5 2 1 确定毛坯的制造形式 5 2 1 1 选择毛坯公差等级 5 2 1 2 铸件收缩率 5 2 1 3 起模斜度 5 2 1 4 选择浇注系统类型 5 2 1 5 确定内浇道在铸件上的位置 5 2 1 6 确定直浇道的位置和高度 5 2 2 各加工表面总余量 6 2 3 根据加工余量绘毛坯 6 第 3 章 制定工艺路线 7 3 1 定位基准的选择 7 3 2 各表面加工方法 8 3 2 1 结合面 8 3 2 2 凹槽面 8 3 2 3 螺栓孔 8 3 2 4 轴瓦锁止口 8 3 2 5 端面 8 3 2 6 大头中心孔 8 3 3 拟定工艺路线 8 3 4 工艺方案的比较与分析 9 3 5 选择加工设备与工艺装备 10 3 5 1 选择机床 根据不同的工序选择机床 10 3 5 2 选择刀具 11 第 4 章 机械加工工序设计 11 4 1 加工余量 工序尺寸及公差的确定 11 4 1 1 加工余量的确定 11 4 1 2 工序尺寸与公差的确定 11 4 2 切削用量及其基本时间的确定 12 4 2 1 工序二切削用量及其基本时间的确定 12 4 2 1 1 工序和刀具 12 4 2 1 2 确定每齿进给量 fz 13 4 2 1 3 选择铣刀磨钝标准和耐用度 13 4 2 1 4 确定切削速度和工作台每分钟进给量 13 4 2 1 5 基本时间 13 4 2 2 工序三切削用量及其基本时间的确定 13 1 4 2 2 1 切削用量 13 4 2 2 2 选择铣刀磨钝标准和耐用度 14 4 2 2 3 确定切削速度和工作台每分钟进给量 14 4 2 2 4 基本时间 14 4 2 3 工序五切削用量及其基本时间的确定 14 4 2 3 1 钻孔切削用量 14 4 2 3 2 钻孔基本时间的确定 14 4 2 3 3 扩孔切削用量 15 4 2 4 工序八切削用量及其基本时间的确定 15 4 2 4 1 铣轴瓦锁止口 保证止口加工深度为 2 5 m m 15 4 2 4 2 切削工时 15 p a r t 2 夹具设计 15 1 问题的提出 15 2 夹具总装图 16 3 定位基准和定位方案 16 4 切削力的计算 16 5 夹紧力的计算 17 6 定位误差分析 17 结 论 17 课程设计总结 18 参考文献 19 附表 1 机械加工工艺过程卡片 19 存在的问题及更改 20 设计简介和序言及组内工作划分 题目 设计图 3 9 连杆合件之一 连杆体零件的机械加工工 艺规程和专用夹具设计 内容 1 零件毛坯合图 2 机械加工工艺规程卡片 3 夹具 装配总图 4 课程设计说明书 指导老师 组长 组员 设计单位 模具 2 0 1 1 级 1 2 6 寝室 起止时间 5 月 1 3 日到 5 月 1 7 日 工作分配 夹具总装图和说明书 零件三视图 c a d 和毛坯图 零件三维图 p r o e 说明书 2 计算 查资料 序言 机械制造工艺学课程设计是我们学习完大学阶段的机械类基础 和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程 它是将设计和制造 知识有机的结合 并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进 成熟的制造技术的应用 而进行的一次理论联系实际的训练 通过本 课程的训练 将有助于我们对所学知识的理解 是在学完了机械制造 工艺学的理论课程之后 并进行了生产实习的基础上进行的又一个实 践性教学环节 这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基 本理论 并结合生产实习中学到的实践知识 独立地分析和解决了零 件制造工艺问题 设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备 提高了 结构设计能力 为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基 础 由于能力有限 经验不足 设计中还有许多不足之处 希望各位 老师多加指教 p a r t 1 工艺设计 第 1 章 零件的分析 1 1 零件的作用 连杆是柴油机的重要零件之一 连杆体与连杆盖通过螺栓连接成 为一整体 其大头孔与曲轴相连接 将作用于活塞的气体膨胀压力传 给曲轴 又受曲轴而带动活塞压缩汽缸中的气体 连杆的作用是将活 塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动 并把作用在活塞组上的燃气压 力传给曲轴 所以 连杆除上下运动外 还左右摆动作复杂的平面运动 连杆工作时 主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷 要 求它应有足够的疲劳强度和结构刚度 同时 由于连杆既是传力零件 又是运动件 不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力 须综合材料 选用 结构设计 热处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性 零件图如下所示 图 1和图 2 1 2 零件的工艺分析 连杆体要求加工的平面有结合面 轴瓦锁止口 螺栓孔 大头中 心孔 凹槽以及端面 其中 零件的大头中心孔和凹槽面粗糙度较低 且精度要求较高 为主加工面 需要进行较精密的加工过程 其余为 次加工面 没有必要进行精密加工 根据各面的粗糙度和公差等级确 定不同的加工方式 3 1 3 零件的生产类型 依据设计题目知 年生产量为 6 0 0 0 件 结合生产实际 备品率 和废品率 分别取10 和1 代入 n q 1 得年生产纲 领 6000 1 10 1 6660件 年其属轻型零件 生产类型为 大量生产 图 1 零件三维图 4 图 2 零件三视图 5 第 2 章 毛坯的制造 2 1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 q t 4 5 0 1 0 0 连杆的作用是将活塞的往复运动转变为 曲轴的旋转运动并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴 所以连杆 除上下运动外还左右摆动作复杂的平面运动连杆工作时主要承受气 体压力和往复惯性力所产生的交变载荷 要求它应有足够的疲劳强 度和结构刚度同时由于连杆既是传力零件又是运动件不能单靠加大 连杆尺寸来提高其承载能力须综合材料选用 结构设计 热处理及表 面强化等因素来确保连杆的可靠性 由于零件年产量为 6 6 6 0件 已达大批生产的水平 而且零件的 轮廓尺寸不大 故可采用铸造成型 这从提高生产率 保证加工精度 上考虑 也是应该的 2 1 1 选择毛坯公差等级 查文献 2 表 3 2 8 这种铸件的尺寸公差 c t为 7 9级 加工余 量 r m a 为 f 级 2 1 2 铸件收缩率 查文献 3 表 3 3 7查得球墨铸铁收缩率为自由收缩 0 9 0 1 1 受阻收缩 0 6 0 8 由于零件为简单厚实铸件视为自由收缩 取收缩率 k 1 0 式中 l m 模样的工作面尺寸 l g 铸件的尺寸 2 1 3 起模斜度 为了方便起模 在模样 芯盒的出模方向要有一点的斜度 以免 损坏型砂或砂芯 j b t 5 0 1 5 9 1 中得起模斜度为1 3 0 2 1 4 选择浇注系统类型 由于铸件为较小也不易氧化 故采用封闭式浇注系统 该系统具有较好的阻渣能力 可防止金属液卷入气体 消耗金属 少 清理方便 2 1 5 确定内浇道在铸件上的位置 采用底注浇注系统 其优点有 内浇道基本上在淹没状态下工作 充型平稳 可避免金属液发生激溅 氧化及由此形成的铸件缺陷 2 1 6确定直浇道的位置和高度 100 lg lglm k 6 查文献 6 表 3 铸件壁厚用一个直浇道浇注 查得压力角取 7 图 2 1 直流交道图 h m l t g 6 0 0 t g 7 7 3 7 由参考文献 1 中有关面和孔加工的经济精度 及机床能达到的 位置精度可知 上述技术要求是可以达到的 零件的结构工艺性也是 可行的 2 2 各加工表面总余量 加工表面 基 本 尺 寸 m m 加工余量 等级 加工余量 数值 m m 说 明 结合面 2 8 f 2 5 顶面降 1 级 单侧加工 取上行数据 端面 4 3 f 2 0 双侧加工 8 1 m m 孔 8 0 f 2 0 孔降 1 级 双侧加工 表 2 1 加工表面总余量 由参考文献 1 表 2 3 9 可得铸件主要尺寸的公差 如表 2 2 所 示 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差c t 结合面 2 8 2 5 3 0 5 1 8 端面轮廓尺寸 4 3 2 0 2 0 4 7 2 0 8 1 m m 孔 8 1 2 0 2 0 7 7 2 2 表 2 2 主要毛坯尺寸及公差 m m 2 3 根据加工余量绘毛坯 7 图 2 2 毛坯图 第 3 章 制定工艺路线 3 1 定位基准的选择 精基准的选择 连杆的结合既是装配基准 又是设计基准 用它 们作精基准 能使加工遵循 基准重合 的原则 实现箱体零件 一 面两孔 的典型定位方式 其余各面和孔的加工也能用它定位 这样 使工艺路线遵循了 基准统一 的原则 此外 结合面的面积较大 定位比较稳定 夹紧方案也比较简单 可靠 操作方便 粗基准的选择 按照有关粗基准的选择原则 当零件有不同加工 表面时 应以这些不加工表面作粗基准 若零件有若干个不加工表面 时 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为粗基 准 现选取两个未铸造孔 1 2 5 孔的下表面 r 1 2 外圆的圆弧不加 工外轮廓表面作为基准 此外还应能保证定位准确 夹紧可靠 最先 进行机械加工的表面是精基准面 结合面 方案 用两支承钉支撑两个未铸造孔 1 2 5 孔的下表面 限制 z的 移动和 x 的旋转这两个自由度 用对活动动 v 型块夹紧r 1 2 的外圆表 面 限制 y x 的移动 z y 的旋转这四个自由度 用粗铣的方式加工 连杆体结合面 以上端面为基准 对 1 2 5 孔的加工是先钻孔再 扩孔 然进行与连杆盖配对加工其它孔和端面 本方案完全克服了方案存在的缺点 减小了加工误差 降低了对 工人技术的要求和工人的劳动强度 使制造夹具的成本降低了 同时 也大大提高了加工效率 提高了效益 8 3 2 各表面加工方法 3 2 1 结合面 未选定公差等级 根据 g b 1 8 0 0 7 9 规定其公差等级 按 i t 1 3 加 工 表面粗糙度为 r a 6 3 m m 故用粗铣或粗刨 即可达到要求 但因 刨加工时是单行程加工 返回时不加工 只适合工件较长而窄的情况 而铣加工是连续切削 铣比刨效率高 故选用铣加工 3 2 2 凹槽面 公差等级为 i t 1 0 表面粗糙度为 r a 1 6 m m 应采用粗铣 半精铣 精铣或者粗刨 半精刨 精刨 才可达到要求 但因刨加工时是单行 程加工 返回时不加工 只适合工件较长而窄的情况 而铣加工是连 续切削 铣比刨效率高 故选用铣加工 3 2 3 螺栓孔 未选定公差等级 根据 g b 1 8 0 0 7 9 规定其公差等级 按 i t 1 3 加 工 表面粗糙度为 r a 6 3 m m 采用钻 扩即可满足要求 3 2 4 轴瓦锁止口 曲面未注公差等级 根据 g b 1 8 0 0 7 9规定其公差等级 按 i t 1 3 加工 表面粗糙度为 r a 6 3 m m 两侧平面公差等级为 i t 1 1 未注明 表面粗糙度 采用粗铣或者粗刨即可 但因刨加工时是单行程加工 返回时不加工 只适合工件较长而窄的情况 而铣加工是连续切削 铣比刨效率高 故选用铣加工 3 2 5 端面 公差等级为 i t 1 2 表面粗糙度为 r a 3 2 m m 采用粗铣 半精铣 或者粗刨 半精刨可达到要求 但因刨加工时是单行程加工 返回时 不加工 只适合工件较长而窄的情况 而铣加工是连续切削 铣比刨 效率高 故选用铣加工 3 2 6 大头中心孔 公差等级为 i t 6 表面粗糙度为 r a 1 6 m m 采用精镗后 公差等 级为 i t 7 9 不能满足要求 必须采用磨削加工 而精磨后 公差等级 为 i t 6 7 符合加工要求 故采用粗镗 半精镗 粗磨 精磨 3 3 拟定工艺路线 制定工艺路线的出发点 应当是使零件的几何形状 尺寸精度及 位置精度等技术要求能得到合理的保证 机械加工顺序的安排一般 应 先粗后精 先面后孔 先主后次 基面先行 热处理按段穿插 检验按需安排 在生产纲领已确定为大批生产的条件下 可以考虑采 用万能性机床配以专用工夹具 并尽量使工序集中来提高生产率 除 此以外 还应当考虑经济效益 以便使生产成本尽量下降 工艺路线方案一 9 工序 粗铣结合面 工序 粗铣 半精铣 精铣凹槽面 工序 钻 扩至图样尺寸并锪 1 2 5 的沉孔 工序 粗铣连杆体前后两端面 留足余量 工序 钳 将连杆体与连杆盖用螺栓锁紧 工序 粗镗 半精镗 8 1 的孔 并倒角 工序 半精铣连杆体两端面 工序 精镗 8 1 的孔 工序 粗铣轴瓦锁止口 工序 检查 工艺路线方案二 工序 粗铣连杆体结合面 粗铣连杆体两端面 留足余量 钻 1 2 5 孔 不到尺寸 扩 1 2 5 的孔至图样尺寸 锪 2 1 5 沉孔 工序 粗铣 半精铣 精铣连杆体凹槽面 工序 用螺栓将连体与连杆盖锁紧 工序 粗镗 半精镗 8 1 的孔 并倒角 工序 半精铣连杆体两端 至图上规定尺寸 工序 粗铣轴瓦锁止口 工序 粗磨 精磨 8 1 的孔 工序 检查 3 4 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于 方案一是先加工连杆体结合面 然后以此为基准面 加工凹槽面 然后进行钻孔加工 接着与连杆盖 配对锁紧进行其它的加工 方案二与方案一加工结合面是相同的 但 是明显不同的是钻孔和铣前后端面的顺序和定位方法 两相对比 方 案一的设计优于方案二 以精基准面加工 1 2 5 孔 使在一定的 加工设备和加工条件下加工误差降到最小 减少废品 但是方案也二 不是完全没有优点 方案二的工序 工序 就比方案一的优越 将 精加工安排在最后 可以避免因为粗加工对精度的影响 综合考虑 保留方案一的优点 改进方案二的缺点 具体工艺如下 工序 粗铣结合面 工序 粗铣 半精铣 精铣凹槽面 工序 钻 扩至图样尺寸并锪 1 2 5 的沉孔 工序 粗铣 半精铣前后两端面 留足余量 工序 钳 将连杆体与连杆盖用螺栓锁紧 工序 用螺栓将连体与连杆盖锁紧 工序 粗镗 半精镗 8 1 的孔 并倒角 10 工序 铣轴瓦锁止口 工序 粗磨 精磨 8 1 的孔 工序 检查 以上加工方案大致看来还是合理的 但通过仔细考虑零件的技术 要求以及可能采取的加工手段之后 就会发现仍有问题 从上述工艺 过程来看 很多的地方没有将粗 精加工分开 有点显得不太合理 但是考虑本生产的实际条件 经济加工精度的要求 同时该生产是大 批量生产 要求叫高的生产率 工序 的粗精就不分开 根据工序集 中原则 使每个工序中包含尽可能多的工步内容 使总的工序数目减 少 夹具的数目和装夹的次数减少 节省装夹的时间 大大提高了生 产效率 也可以减少因装夹不正确产生的装夹误差 因此工序 改为 粗铣凹槽 粗铣两端面 同时将工序 工序 的粗精分开 另外 在上述方案中没有任何热处理方式 对于铸件来说 这是不合理的 因为铸造出来的毛坯还存在一些残余应力和缺陷 只有通过热处理方 式才能消除 因而 添加调质处理 改善上述存在的缺点 因此 最 后的加工路线确定如下 工序 调质 工序 粗铣连杆体结合面 工序 粗铣凹槽 粗铣连杆体两端面 工序 半精铣 精铣凹槽 工序 钻并扩 1 2 5 m m 的两孔 锪沉头孔 工序 用螺栓将连体与连杆盖锁紧 工序 用芯轴定位 粗镗 半精镗 8 1 m m 的孔 并倒角 工序 粗铣轴瓦锁止口 工序 半精铣连杆体两端面 工序 粗磨 8 1 m m 的大头孔 工序 精磨 8 1 m m 的大头孔 工序 检验 入库 以上工艺过程见附说明书后的工艺卡片与图纸部分 3 5 选择加工设备与工艺装备 3 5 1 选择机床 根据不同的工序选择机床 工序 是粗铣 各工序的工步数不多 成批生产不要求和高 的生产率 故选用立式铣床就来满足要求 本零件外轮廓尺寸不大 精度要求不是很高 选用常用 x 5 0 2 0 a型铣床即可 工序 在凸台上钻两个 1 2 5 m m的孔 位置要求不是很高 故 可选用 z 5 2 5 型号立式钻床 工序 是半精铣 精铣凹槽面 精度要求较高 故可选用 x 5 0 3 2 型铣床 11 工序 是镗连杆体 8 1 m m大头孔 粗镗 半精镗精度要求不高 可选用 c a 6 1 4 0 卧式车床 半精镗时采用 c 6 1 6 a型卧式车床 工序 是粗磨采用 m 2 1 1 6 a型内圆磨床 工序 是精磨 精磨时 精度要求比较高为 i t 6 级 粗糙度值为r a 1 6 m m 可选用 m 6 0 2 0 b 万能 磨床 工序 是粗铣轴瓦锁止口 精度要求不是很高 选用常用的 x 5 0 2 0 a 型铣床即可 3 5 2 选择刀具 根据不同的工序选择刀具 1 结合面和前后端面最大尺寸为1 3 4 m m 铣刀按文献 2 选高速 钢错齿三面刃铣刀 g b t 1 1 1 8 8 5 d 1 6 0 m m d 4 0 m m l 1 2 m m z 2 4 凹槽面宽小于 1 0 m m 深度为 3 5 m m 铣刀按文献 2 选直柄立铣 刀 g b t 1 1 1 0 8 5 d 1 2 m m l 8 3 m m z 3 粗铣 z 4 半精铣 z 5 精铣 轴瓦锁止口选用圆角铣刀 g b t 6 1 2 2 8 5 r 2 5 m m l 2 8 m m z 1 0 2 镗刀的选择 在车床上加工的工序 一般都选用硬质合金镗 刀 加工钢质零件采用 y t 类硬质合金 查文献 3 粗加工用 y t 5 半精加工用 y t 1 5 精加工用 y t 3 0 为提高生产率及经济性 应选用 可转位车刀 g b 5 3 4 3 1 1 9 8 5 g b 5 3 4 3 2 1 9 8 5 3 钻 1 2 5的孔时 查文献 3 表 1 0 8 3选用直柄麻花钻 g b t 6 1 3 5 3 1 9 9 6 扩孔采用直柄扩孔钻 g b t 1 1 4 1 1 9 8 4 4 磨 8 1 m m大头孔 选择内圆磨的砂轮 查文献 3 表 1 3 8 1 选用平形砂轮代号 p 第 4 章 机械加工工序设计 4 1 加工余量 工序尺寸及公差的确定 4 1 1 加工余量的确定 加工余量的确定采用查表法 主要以工厂生产实践和实验研究积 累经验所制成的手册和表格为基础 并结合实际加工情况加工纠正确 定加工余量 查文献 1 表 2 3 5 9 查得各端面的加工表面的工序余量 粗加 工工序余量由总余量减去后续各半精加工和精加工的工序余量之和 而求得 4 1 2 工序尺寸与公差的确定 大头孔加工工序的分析 精磨后工序基本尺寸为 8 1 m m 其他各工序其本尺寸依次为 粗磨 8 0 9 m m 0 3 m m 8 0 6 m m 半精镗 8 0 6 m m 1 5 m m 7 9 1 m m 12 粗镗 7 9 1 m m 2 1 m m 7 7 m m 确定各工序的加工精度和表面粗糙度并汇于下表中 表 4 1 各工序的加工精度和表面粗糙度 4 2 切削用量及其基本时间的确定 4 2 1 工序二切削用量及其基本时间的确定 4 2 1 1 工序和刀具 本工序为粗铣大端结合面 所选用刀具为高速钢错齿三面刃铣刀 g b t 1 1 1 8 8 5 d 1 6 0 m m d 4 0 m m l 1 2 m m z 2 4 工 序 加工表面 工序名 称 工序间 余量 m m 经济精度 m m 表面粗糙 度 m 工序基本 尺寸 m m 标注工序 尺寸公差 m m 粗铣 2 5 h 1 3 0 3 3 0 r a 6 3 2 8 2 8 3 0 0 3 3 结 合 面 毛坯 2 8 2 5 3 0 5 3 0 5 1 5 精铣 0 1 h 8 0 0 1 8 0 r a 1 6 3 5 3 5 0 0 0 5 半精铣 0 3 h 1 1 0 0 7 5 0 r a 6 3 3 5 0 1 3 4 3 4 0 0 0 7 5 粗铣 3 1 h 1 3 0 1 8 0 r a 1 2 5 3 4 0 3 3 1 3 1 0 0 1 8 凹 槽 面 毛坯 3 1 3 1 0 半精铣 0 6 h 1 1 0 1 6 0 r a 3 2 4 3 4 3 0 0 1 6 粗铣 3 4 h 1 3 0 3 9 0 r a 1 2 5 4 3 0 6 4 3 6 4 3 6 0 0 3 9 两 端 面 毛坯 4 3 6 3 4 4 7 4 7 1 5 扩 1 5 h 1 2 0 1 8 0 r a 6 3 1 2 5 1 2 5 0 1 8 0 钻 1 1 h 1 3 0 2 7 0 r a 1 2 5 1 2 5 1 5 1 1 1 1 0 2 7 0 1 2 5 孔 毛坯 1 1 1 1 0 精磨 0 1 h 6 0 0 2 1 0 r a 0 8 8 1 8 1 0 0 2 1 0 粗磨 0 3 h 8 0 0 5 4 0 r a 3 2 8 1 0 1 8 0 9 8 0 9 0 0 5 4 0 半精镗 1 5 h 1 1 0 2 2 0 r a 6 3 8 0 9 0 3 8 0 6 8 0 6 0 2 2 0 粗镗 2 1 h 1 2 0 3 0 0 r a 1 2 5 8 0 6 1 5 7 9 1 7 9 1 0 3 0 0 8 1 大 头 孔 毛坯 7 9 1 2 1 7 7 7 7 1 5 粗铣 2 5 h 1 3 0 1 4 0 r a 6 3 2 5 2 5 0 1 4 0 轴瓦锁止口 毛坯 2 5 2 5 0 13 4 2 1 2 确定每齿进给量 fz 由文献 2 表 9 4 1 知道 x 5 0 2 0 a型立式铣床的功率为 3 k w 工艺 系统刚性为中等 细齿盘铣刀加工铸铁 查得铣削进给量 f a 0 1 5 0 3 0 m m z 现取 f a 0 2 0 m m z 4 2 1 3 选择铣刀磨钝标准和耐用度 由文献 2 表9 4 7 查得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为0 1 5 m m 耐用度 t 1 5 0 m i n 4 2 1 4 确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据文献 2 9 1 0 5 的公式计算 vpu w y f x p m q v k zaaat dc vvvv v 0 v 查文献 2 表 9 4 7 表 9 4 8 表 9 4 1 1 可得 式中 cv 4 0 qv 0 2 xv 0 1 yv 0 4 uv 0 5 pv 0 1 m 0 1 5 t 1 5 0 v k 0 9 4且 pa为铣削深度即工件铣削面宽度为5 7 m m w a为 铣削宽度即工件加工余量为2 5 m m f a 0 2 0 m m z v 3 0 2 m m i n 0 5 m s n d v 1000 6 0 1 r m i n 此为铣刀工作时的最大速度 根据 x 5 0 2 0 a 型铣床主轴转速表 选择 n 4 0 r m i n 实际切削速度 v 0 3 3 m s 工作台每分钟进给量为 a faz n 1 9 2 m m m i n 因 x 5 0 2 0 a型立式铣 床工作台进给量级数为无极 此计算结果为实际结果 4 2 1 5 基本时间 根据文献 2 表 9 2 7 三面铣刀铣平面的基本时间为 t a l 式中 l 4 7 t 0 2 4 m i n 1 4 6 9 s 4 2 2 工序三切削用量及其基本时间的确定 4 2 2 1 切削用量 本工序为粗铣上端槽 所选用刀具为直柄立铣刀 g b t 1 1 1 0 8 5 d 1 2 m m l 8 3 m m z 3 粗铣 z 4 半精铣 z 5 精铣 由文献 2 表9 4 1 知道x 5 0 2 0 a 型铣床的功率为3 k w 工艺系统刚性为中等 细齿盘铣刀加工铸铁 查得 fz 0 1 5 0 3 0 m m z 现取 fz 0 2 0 m m z 14 4 2 2 2 选择铣刀磨钝标准和耐用度 由文献 2 表 9 4 7查得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为 0 2 0 0 2 5 m m 耐用度t 1 8 0 m i n 4 2 2 3 确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据文献 2 9 1 0 5 的公式计算 v pu w y f x p m q v k zaaat dc vvvv v 0 v 查文献 2 表 9 4 7 表 9 4 8 表 9 4 1 1 可得式中 cv 4 0 qv 0 2 xv 0 1 yv 0 4 uv 0 5 pv 0 1 m 0 1 5 t 1 5 0 v k 0 9 4 v 2 4 2 m m i n n d v 1000 3 8 5 r m i n 根据 x 5 0 2 0 a 型铣床主轴转速表 查文献 2 表 9 2 9 选择 实际切削速度 v 2 3 6 m m s 工作台每分钟进给粮为 a faz n 1 n 3 7 5 r m i n 8 0 m m m i n 根据 x 5 0 2 0 a 型铣床主轴转速表 查文献 2 表 9 2 4 0 选择 a 1 5 0 m m m i n 则实际的每齿进给量为 f a 0 1 7 m z m 4 2 2 4 基本时间 根据文献 2 表 9 2 7 三面铣刀铣平面的基本时间为 t a 21lll 2 sin 2 d t 式中 l 4 3 l1 8 2 l2 2 t 0 8 5 m i n 5 1 s 4 2 3 工序五切削用量及其基本时间的确定 4 2 3 1 钻孔切削用量 确定进给量 f 本工序为钻孔 刀具为直柄麻花钻 钻头直径 d0 1 8 h b s 2 0 0 根据文献 3 表5 1 2 7 f 0 6 1 0 7 5 本孔加工要绞 f 0 6 1 2 0 7 5 2 根据 1 表 4 2 1 6 z 5 2 5 型号立式钻床的进给量取f 0 3 6 确定切削速度 v 查文献 6 3 1 v 3 5 m m i n 则 n 1 0 0 0 3 5 1 8 6 1 9 r m i n 根据文献 1 表4 2 1 5 取n 5 4 5 r m i n 则实际速度v 3 0 8 m m i n 4 2 3 2 钻孔基本时间的确定 t fn 21lll l 4 3 l1 d 2 c t g kr 1 2 9 0 6 1 2 7 l2 0 15 t 0 2 5 m i n 1 5 2 9 s 4 2 3 3 扩孔切削用量 确定进给量 f 本工序为扩孔 f 1 2 1 8 f钻 1 2 1 8 0 3 6 0 4 3 2 0 6 4 8 根据 1 表 4 2 1 6 进给量取f 0 4 8 m m r 确定切削速度 v v 1 2 1 3 v钻 1 7 5 1 9 6 m m i n 则 n 1 8 6 6 2 8 1 5 根据文献 1 表 4 2 1 5 取 n 2 7 2 r m i n 实际速度 v 1 6 9 m m i n 基本时间的确定 根据文献 1 表 6 2 5 t fn 21lll l 4 3 l1 d d 2 c t g kr 1 2 1 9 8 1 8 c t g 5 9 o 1 2 2 l2 4 t 2 2 s 4 2 4 工序八切削用量及其基本时间的确定 4 2 4 1 铣轴瓦锁止口 保证止口加工深度为 2 5 m m 每齿进给量 fz 0 0 8 m m z 切削速度 参考有关手册 确定 ve 2 3 m m i n 采用圆角铣刀 g b t 6 1 2 2 8 5 r 2 5 m m l 2 8 m m z 1 0 查参考 文献 1 dw 5 0 齿数 z 1 0 机床选用 x 5 0 2 0 a型铣床 根据机床使 用说明书 取 nw 5 0 r m i n 故 实 际 切 削 速 度 为v dwnw 1 0 0 0 3 1 4 5 0 5 0 1 0 0 0 7 8 5 m m i n 当 nw 5 0 r m i n时 工作台的每分钟进给量 a fanw 0 0 8 1 4 5 0 5 6 m m m i n 查机床说明书 选择 f a 6 3 m m m i n 4 2 4 2 切削工时 进给长度 l 2 5 m m tm 3 3 6 3 0 0 5 2 m i n p a r t 2 夹具设计 1问题的提出 为了提高劳动生产率 保证加工质量 降低劳动强度 需要设计 专用夹具进行各个工序的加工 经过同组成员协商 决定由本人设计 第 道工序 粗铣大端结合面的铣床夹具 本夹具将用于 x 5 0 2 0 a 型铣床 刀具为高速钢错齿三面刃铣刀 g b t 1 1 1 8 8 5 d 1 6 0 m m d 4 0 m m l 1 2 m m z 2 4 本夹具主要用来粗铣结合面 在次道工序之前未进行任何加工 16 因此 在本道工序加工时 主要应考虑如何提高劳动生产效率 降低 劳动强度 而精度则不是主要问题但是也保证的一个因素 2夹具总装图 3定位基准和定位方案 由零件图可知 应以不加工的圆柱凸台下表面和外圆表面为粗基 准 结合面为未标注加工公差要求 根据 g b 1 8 0 0 7 9 规定其公差等 按 i t 1 3 加工 r a 6 3 u m 加工相对宽松 将零件放在底板的凹槽内 限制z 转动和x 方向的移动 用两支承住支撑连杆体圆柱凸台下表面 限制 z 的移动x 的旋转 y 的旋转这三个自由度 用一压板压紧 8 1 m m 大头孔底部 限制 z 的移动 4切削力的计算 刀具 高速钢错齿三面刃铣刀 g b t 1 1 1 8 8 5 d 1 6 0 m m d 4 0 m m l 1 2 m m z 2 4 根据文献 2 9 1 0 5 的公式计算 z ff fff fw 0 f z n fk d zaaac q u w y f x p 查文献 2 表 9 4 1 0可知式中 f c 2 9 4 f x 1 0 f y 0 6 5 f u 0 8 3 o d 1 6 0 f w 0 f q 0 8 3 z 2 4 且 p a为铣削深度即工件铣削面宽度为 5 7 m m w a为铣削宽度即工件 加工余量为 2 5 m m f a 0 2 0 m m z 查文献 2 表 9 4 1 0 可知 z f k 0 9 4 zf 4 4 6 1 n 查文献 2 表 9 2 2 6 可知 2 0 17 f zf sin 1 5 2 5 n f zf cos 4 1 9 2 n 在计算切削力时 必须把安全系数考虑在内 其中 0 k为基本安全系数 1 5 1 k为加工性质系数 1 1 2 k为刀具钝化系数 1 1 3 k为断续切削系数 1 1 f 0 k 1 k 2 k 3 k z f 1 5 1 1 1 1 1 1 4 4 6 1 8 9 0 7 n 5夹紧力的计算 夹紧力 k w w k 式中 k w 实际所需的夹紧力 n w 在一定条件下 由静力平衡计算出的理论夹紧力 n k 安全系数 0 k 考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数 取 k 0 1 2 1 5 1 k 加工性质 粗加工取 k 1 1 2 2 k 刀具钝化程度 k 2 1 0 1 9 3 k 切削特点 连续切削取 k 3 1 0 4 k 夹紧力的稳定性 手动夹紧 k 4 1 3 5 k 手动夹紧时的手柄位置 操作方便取 k 5 1 0 6 k 仅有力矩使工作回转时工件与支承面的接触情况 接触点 确定取 k 6 1 0 k 0 k 1 k 2 k 3 k 4 k 5 k 6 k 1 3 1 2 1 0 1 0 1 3 1 0 1 0 2 0 2 8 k w 6 0 4 7 n 6定位误差分析 此道工序为平面支承定位 且工序基准与定位基准重合 可认 为基准位移误差为零 故定位误差为零 结 论 根据生产纲领的要求 本工件为大量生产 为提高生产效率 提 高经济效益 针对连杆体结合面的加工 我设计了铣削连杆体结合面 的专用铣床夹具 用两支承板支撑连杆体圆柱凸台下表面 限制 z 的移动x 的旋转 18 y 的旋转这三个自由度 用一压板压紧 8 1 m m 大头孔底部 限制 y 的 移动和 z 的旋转 零件在x 的移动方向未限制 但不会影响加工过程 首先将夹具体正确安装在铣床的工作台上然后开始夹具及工件 的安装 将工件定位正确后 用压板压紧 安装完夹具和工件 正却 安装对刀装置 正确保证夹具和刀具