连杆零件加工工艺及专用钻床夹具设计【5张图纸】【夹具毕业优秀+工艺卡】
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连杆
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目 录
绪 论1
第一章 连杆零件机械加工工艺规程的编制3
1.1 制定生产纲领，确定生产类型3
1.2 零件分析3
第二章 制定加工工艺路线6
2.1 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定6
2.2 加工工艺路线的制定7
第三章 确定切削用量及基本工时9
3.1 工序Ⅲ 钻.扩.镗∮18的孔9
3.2工序Ⅳ 铣20的平面11
3.3 工序Ⅴ 精铣55上表面和38的前后表面12
3.4工序Ⅵ 钻2-∮10.02 的孔13
3.5工序Ⅶ 镗2-∮10.02 的孔14
3.6 工序Ⅷ 粗铣∮70的半圆15
3.7 工序Ⅹ 磨55上表面和38的前后表面16
3.8 工序Ⅸ 精铣∮70的半圆17
第四章 连杆零件的夹具设计19
4.1 问题的提出19
4.2 夹具的设计19
4.3 定位误差分析21
4.4 夹具设计及操作简要说明21
总 结22
参考文献23
致 谢24
- 内容简介：
-
盐城纺织职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 2012 年 12 月 21 日 学 生 姓 名 周阳红 专业 机电设备维护 班级 机设 1012 联系方式 15895188943 指 导 教 师 陈涛 职称 教师 工作 单位 联系方式： 电话及 E-mail 13961991047 设计（论文）题目：连杆零件的加工工艺及专用钻床的夹具设计 任务、目的与要求： 对连杆零件在工艺分析的基础上确定工艺过程及大致结构，进行夹具设计，并进而对连杆零件进行加工工艺设计与编制；研究方向为连杆加工工艺及其夹具设计， 重点在于其设计方案的确定及夹具结构的优化设计。 参考资料： 1 、 毕业设计指导书 青岛海洋大学出版社出版 周永强主编 1993 年 2 、 机械制图 高等教育出版社出版 刘文建主编 2002 年 3 、 切削用量简明手册 机械工业出版社出版 余光国、马俊主编 1959 年 4 、 机械制造工艺简明手册 机械工业出版社出版 孟少农主编 1991 年 5 、 机械夹具设计手册 上海科技出版社出版 王光斗 王春福主编 2008 年 6 、 CAD 技术 电子出版社出版 徐晓阳主编 2000 年 7 、 机械加工工艺词典 学苑出版社 王俊俏主编 1990 年 进度安排： 自 2012 年 12 月 17 日起至 2013 年 6 月 16 日止，共计 20 周。具体安排如下： 1、调研、搜集资料，论文提纲或设计方案确定 2012 年 12 月 17 日 2012 年 12 月 26 日 2、完成论文初稿或初步设计，通过第二次检查 2012 年 12 月 27 日 2013 年 1 月 20 日 3、修改并完善毕业设计（论文），通过第三次检查，定稿、装订 2013 年 5 月 3 日 4、通过毕业设计（论文）审核，准备 答辩 2013 年 6 月 16 日 5、其他 教研室审核 系审核 nts nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 连杆零件加工工艺及专用钻床夹具的设计 周阳红 班 级 机设 1012 专 业 机电设备维护 所 在 系 机电工程系 指导老师 陈 涛 完成时间 2012 年 12 月 16 日至 2013 年 6 月 16 日 nts nts盐城纺织职业技术学院 毕业论文开题报告书 2012 2013 学年 机电系 机电设备维护 专业 学 号 10301443 姓 名 周阳红 专 业 机电设备维护 企业导师 学校导师 陈 涛 开题日期 2012 年 12 月 26 日 填表日期 2012 年 12 月 26 日 nts 毕业论文题目 连杆零件的加工工艺及专用钻床的夹具设计 毕业设计（论文）的内容和要求 此次设计的基本内容是 对典型 连杆零 件在工艺分析的基础上确定 加工 类型及大致结构，进行 夹具 设计，并进而对 夹 具零件进行加工工艺设计与编制；研究方向为 连杆零件加工 工艺及其模具设计，重点在于其 设计 方案的确定及 夹 具结构的优化设计。 一、 本课题的重点难点： 1. 连杆零件的 类型及大致结构。 2. 设计方案 的确定 及加工过程 。 3. 夹 具结构总装图的绘制。 4. 设计说明书的撰写。 二、 研究预期目标： 1文献综述； 2开题报告； 3确定 连杆零件 类型及大致结构； 4选用 连杆零件的夹具 类型，确定 步骤； 5分析并确定 设计 方案； 6校核 连杆零件的 有关工艺参数； 7绘制 夹 具结构总装图和零件工作图； 8撰写设计说明书及毕业论文、答辩 课题的研究思路和方法、工作方案 在机床上加工工件时，为了保证加工精度，必须正确安装工件，使其相对机床切削成形运动和刀具占有正确的位置，这一过程称为“定位”。为了不因受切削力、惯性力、重力等 外力作用而破坏工件已定的正确位置，还必须对其施加一定的夹紧力，这一过程称为“夹紧”。定位和夹紧的全过程称为“安装”。在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备，就是各类夹具中应用最为广泛的“机床夹具”。 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。因此，专用夹具的设计是一项重要生产准备工作，每一个从事加工工艺的工装设计人员，都应nts该掌握有关夹具设计的基础知识。 机械零件上往往都有各种不同用途和不同精度的孔需要加工。在机械加工中，孔的加工量所占比例较大，其中钻头、扩孔钻、铰刀等定尺寸刀具加工占相当多数。这时，除了要保证孔的尺寸精度外，还要达到孔的位置精度要求。在单件小批量生产中，用划线后找正孔轴线位置方法加工，更因钻头刚性差、易变形，因此生产效率低且精度差。在批量生产中一般都采用钻床夹具，钻床夹具又称钻模，通过钻套引导刀具进行加工可准确地确定刀具与工件之间的相对位置，是钻模的主要特点。 其他 自 2012 年 12 月 17 日起至 2012 年 6 月 16 日止，共计 20 周。 具体安排如下： 1、调研、搜集资料，论文提纲或设计方案确定 2012 年 12 月 17 日 2012 年12 月 26 日 2、完成论文初稿或初步设计，通过第二次检查 2012 年 12 月 27 日 2013 年1 月 20 日 3、修改并完善毕业设计（论文），通过第三次检查，定稿、装订 2013 年 5 月3 日 4、通过毕业设计（论文）审核，准备答辩 2013 年 6 月 16 日 5、其他 参考文献 ： 1 、 毕业设计指导书 青岛海洋大学出版社出版 周永强主编 1993 年 2 、 机械制图 高等教育 出版社出版 刘文建主编 2002 年 3 、 切削用量简明手册 机械工业出版社出版 余光国、马俊主编 1959 年 4 、 机械制造工艺简明手册 机械工业出版社出版 孟少农主编 1991 年 5 、 机械夹具设计手册 上海科技出版社出版 王光斗 王春福主编 2008 年 6 、 CAD 技术 电子出版社出版 徐晓阳主编 2000 年 7 、 机械加工工艺词典 学苑出版社 王俊俏主编 1990 年 nts nts摘 要 本设计是关于连杆零件的加工工艺规程和专用夹具的设计，以介绍设计方法为宗旨，着重实力 ,力求做到内容完整、详实 .这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，巩固了所学知识的作用 .首先是对工件机械加工工艺规程的制定，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的 .设计零件的工艺规程以及对典型夹具进行结构分析与精度分析；通过本课题的设计使学生具有一定的设计专用夹具的能力和分析生产中与夹具有关的技术问题的能力 . 本次设计的内容包括： 连杆零件机械加工工 艺规程的编制、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定、确定切削用量及基本工时、连杆零件的夹具设计 ；夹具是机械制造厂使用的一种工艺装备 ,分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等 .专用夹具的设计是本次设计的关键，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识来讲的，可是没有亲自设计过。所以通过此次毕业设计真正做到了理论联系实际 . 关键词 : 专用钻床夹具， 工艺规程， 切削用量， 加工余量 Abstract The design of the components on the link order processing and special fixture design， To introduce the design methods for the purpose, focus on strength, ensure the content is complete, detailed set map.This design will I had learned of machinery manufacturing technology and equipment, tolerance and fit, mechanical drawing, engineering materials and heat treatment process of knowledge well linked up， All the learned knowledge.The first is on the workpiece machining process planning formulation, the workpiece machining process planning formulation is essential to design parts of the process procedure and the typical fixture structure analysis and precision analysis; Through the design of this issue to make students have a certain design ability and analysis of production and fixture technical problems related to ability. This design content includes: connecting rod machining process specification preparation, machining allowance, process dimension and ntsblank size determination, determine the amount of cutting and the basic working hours, connecting parts of the fixture design; The fixture is machinery manufacturing plant using a process equipment, divided into the fixture, welding fixture, test fixture assembly fixture and special fixture design. This design is critical, because of machine tool fixture design in the process of learning just as theory terms, but not personally design. So through this graduation design truly link theory with practice. Key words: special drilling fixture, process specification, cutting, machining allowance nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 1 绪 论 1.课题背景 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自 20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 2.夹具的发展史 夹具在其发展的 200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的 优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床 工件 工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的 主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。 3.小结 一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 2 几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的 50% 80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣 起着举足轻重的作用。 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 3 第一章 连杆零件机械加工工艺规程的编制 1.1 制定生产纲领，确定生产类型 生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。 零件生产纲领可按下式计算： N=Qn(1+a%)(1+b%) 式中 a-备品率 b-废品率 n-每件产品中该种 零件的数量 Q-产品的计划期内产量 N-零件的计划期内产量 根据教材中生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系，确定其生产类型。 1.2零件分析 本零件主要用于连接和传递动力的场合，它要求的精度较高。 其原始资料如下： 零件材料： 45 钢 技术要求： 连杆体应经调质处理，硬度为 217 293HB 生产批量： 大批量生产 零件数据： 见零件图 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 4 1.2.1零件的作用 本零件的作用是用来连接和 传递运动和动力的，且精度要求较高。 1.2.2零件的工艺分析 由零件图可知，主要加工表面有： （ 1） .尺寸 55上表面 （ 2） .尺寸 27左表面 （ 3） .38的前后表面 （ 4） . 70 的半圆孔 （ 5） .基准面 1 （ 6） .基准面 2 （ 7） .基准面 3 各表面的相互位置精度要求有： （ 1） .孔 2 10.2对尺寸 55上表面的垂直度公差为 0.05； （ 2） . 70 的同轴度公差为 0.005 ； （ 3） .连杆体应该经过调质处理，硬度为 217293HB； 由上述可知，各加工表面以尺寸 55上表面、 38前后表面为主，有较高的尺寸精度和较高的相互位置尺寸精度要求，因此，拟订 55上表面、 38前后表面为主的工艺方案。 为了保证各表面的相对位置精度要求，应以基准 1、基准 2、基准 3为定位基准，便于实现基准重合和基准统一。 1.2.3零件的毛坯选择 在选择毛坯种类及制造方法时，应该考虑下列因素： （ 1）零件材料及其力学性能 （ 2）零件的结构形状与外形尺寸 （ 3）生产类型 （ 4）现有生产条件 （ 5）充分考虑利用新工艺、新材料的可能性 通过上述要求，零件材料选为 45钢，选择铸件可以保证加工精度要求。 1.2.4零件的定位基准面的选择 基准面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一，基准面选择的正确与否，可以使加工质量得到保证，使生产力得到提高，否则，不但加工工艺过程中的问题百出，更有nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 5 甚者，还会造成零件的大批量报废，使生产无法正常进行。 （ 1） .粗基准的选择 粗基准的选择要保证粗 基准定位所加工出的精基准有较高的精度，通过精基准定位使后续各被加工表面具有较高的均匀的加工余量，并与非加工表面保持应有的相对位置精度。在确定粗基准时，要保证相对位置精度要求和加工表面余量合理分配原则，在本零件中，先以基准面 2为粗基准，加工 18 圆，然后加工 20的表面，以 18的孔和基准面 1来加工 70的上表面；在加工 70的上表面时，要保证其表面的 45度要求，在以此基础上，加工 70 的半圆孔，要注意 70 的同轴度公差要求，要保证足够的加工余量，然后对 R13 进行粗加工，在 70 的表面上钻俩个孔 2- 10.2， 要保证两孔的轴线与 70的上表面的垂直度。 （ 2） .精基准的选择 选择精基准应考虑的主要问题是保证加工精度要求，特别是加工表面的相互位置精度要求，以及实现装夹的方便、可靠、准确，要考虑到基准重合原则，基准统一原则，互为基准原则，自为基准原则，保证工件定位准确，夹紧可靠，操作方便的原则。 在本零件中，我选择了基准面 2作为精基准，以粗糙度要求为 12.5 来加工 18的孔，在镗 18孔的时候，要保证其加工精度要求，然后以 18孔来加工 55上表面， 55上表面是精度要求较高的表面，其粗糙度值为 0.8um，为了保证 55上表面的精度，用铣刀对 55 上表面进行铣削加工；尺寸 38 的前后表面加工要求较高，粗糙度值为 0.8um，也需要进行铣削加工；在对孔 10.2进行第二次加工时，要保证 10.2 的轴线与 55上表面的垂直度公差为 0.05um，同时，也需要注意的是，在加工 70 的半圆孔时，要注意同轴度公差为 0.05um，同时也需要对基准面 1进行加工，但要求精度不高，在加工尺寸 38 前后表面时，其宽度在 38.1538.25 之间，在 70 的半圆上，有一个小槽，在加工 70时，也需要加工这个小槽，这样加工是为了便于实现基准重合和基准统一， 从而保证了零件的加工质量，并使夹具的设计和制造简化！ nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 6 第二章 制定加工工艺路线 2.1 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 连杆体零件的材料是 45钢，硬度为 217293HB，为大批量生产，所以采用铸造的形式。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.内孔 18的加工 钻孔 17 扩孔 17.85 镗孔 18 2Z=1.5mm 2.尺寸 55上表面和 38的前后表面的加工 (1).按照 ,取加工精度后 ,铸件复杂系数 S3,则三个表面的单边余量为 2.03.0mm，取 Z=2.0mm，铸件的公差按工艺手册，材质系数取 M1，复杂系数为 Sn1，则铸件的上偏差为 +1.3mm，下偏差为 -0.7mm. (2).磨削余量：单边 0.2mm，磨削的公差既零件的公差，为 -0.1mm. (3).铣削余量：铣削的公称余量（单边）为 Z=2.0-0.2 =1.8mm 铣削公差 : 现规定本工序的加工精度为 IT11 级 ,因此 ,可知本工序的公差为 -0.2mm。 由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此，所规定的 加工余量其实是其名义上的加工 余量，实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 3. 2- 10.2的加工 毛坯为实心，不冲出孔，参照工艺手册，来确定加工余量的分配： （ 1） .钻孔 9.8 （ 2） .镗孔 10.2 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 7 2.2 加工工艺路线的制定 拟订零件的加工路线是制定工艺规程的总体布局，主要任务是选择各表面的加工方法，及定位基准，确定加工顺序，各工序采用的机床设备和工艺装备等。 该零件是大批量生产，可以采用机床配以专用夹具，并适当配置专用机床进行加工，工序以分散为主，某些工序可以适当集中应划分加工阶段，将粗加工和精加工分开；刀具和量具的 选择可以专用的与适用的相结合，根据以上分析，初步拟订的工艺路线方案（一）如下： 工序 铸 调质热处理 铣 20的端面 钻，精镗 18的孔 粗铣 55 上表面 铣基 准面 1 钻 2- 10.2的孔 镗 2- 10.2的 孔 粗铣 38 前后表面 精铣 55 上表面和 38前后表面 镗 70 的半圆和半圆上的小槽 检查 该方案符合分散原则 ，能将零件按照图纸的技术要求加工出来，但经过仔细分析，该方案需要改进，拟订工艺路线方案（二）如下： 工序 铸 调质热处理 钻 18孔 扩 18孔 铣 20 的平面 铣 55 上表面和 38的前后表面 磨 55 上表面和 38的前后表面 粗铣 70的半圆和小槽，倒角 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 8 精铣 70的半圆和小槽，倒角 钻 2- 10.2的 孔 镗 2- 10.2的 孔 检查 两种工艺路线的比较： 上述的两种加工工艺路线特点在于：第一种，由于工序分散加工比较繁琐，但是步骤紧凑； 第二种，由于在 55上表面和 38 的前后表面的精度用铣刀未必能够达到，在第二种方案中添加了磨这道工序，可以使零件的加工质量得到有效的保证。 根据以上两种工艺路线方案的分析比较，可以从两个工艺路线方案中，结合成为一个较为合理的工艺路线方案，其具体工艺路线如下： 工序 铸 调质热处理 钻 .扩 .镗 18的孔 铣 20的平面 精铣 55上表面和 38的前后表面 钻 2- 10.02 的孔 镗 2- 10.02 的孔 磨 55上表面和 38的前后表面 粗铣 70的半圆 精铣 70的半圆 检查 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 9 第三章 确定切削用量及基本工时 3.1 工序 钻 .扩 .镗 18的孔 3.1.1 钻 18的孔 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩孔时，其进给量与切削速度，与钻同样尺寸的实心孔时的进给量，与切削速度之间的关系为： f=(1.2-1.8)f钻 V=(12-13)V钻 式中 : f钻 V钻 加工实心孔时的切削用量 现已知， f钻 =0.56mm/r（切削手册） v钻 =19.25mm/min（切削手册） 并 f=1.35 f钻 =1.35*0.56 =0.76 mm/r 按机床选取 f=0.76 mm/r v=0.4 v钻 =0.4*19.25 mm/r =7.7 mm/min ns=1000v/3.14D =1000*7.7/3.14*41 =59r/min 按机床选取 nw=58 r/min 所以 实际切削速度为： nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 10 V=3.14*41*58/1000 =7.47m/min 切削工时： l1=7mm l2=2 mm l=150 mm t=150+7+2/0.76*59 =3.55 min 3.1.2 扩 18孔 根据 ,查得扩孔扩 18孔时的进给量 ,并根据机床规格 选 f=1.24mm/r 扩孔时的切削速度，根据 其他有关资料，确定为： V=0.4 v钻 其中 v钻为用钻头钻同样的尺寸实心孔时的切削速度 故 V=0.4*19.25 =7.7r/min n=1000*7.7/3.14*43 =57r/min 按机床选取： nw=58 r/min 切削工时： l1=3mm l2=1.5 mm t=150+3+1.5/58*1.24 =2.14min 3.1.3 镗 18 的孔 机床： CA6140 夹具： 专用夹具 刀具： 镗刀 量具： 塞规 切削用量： ap=18-17.5/2 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 11 =0.25mm f=0.2mm/r Vs=15m/min ns=1000*15/3.14*18 =265r/min 根据机床选取： n=270r/min v=3.14*18*450/1000 =25.4m/min 切削工时： L=l+l1+l2=55mm T1=55/0.2*450 =0.6min 3.2工序 铣 20的平面 fz=0.08mm/齿 切削速度：参考有关手册，确定： V=0.45m/s=27m/min 采用高速刚镶 齿三面刃铣刀 dw=225mm 齿数 Z=20 则 ns=1000V/3.14 dw =1000*27/3.14*225 =38r/min 现采用 X63卧式铣床，根据使用说明书 取 nw=37.5r/min 故实际切削速度为： V=3.14 dw nw/1000 =3.14*225*37.5/1000 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 12 =26.5m/min 当 nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量 fw应为： fw=fzz/ nw=0.08*20*37.5 =60mm/min 3.3 工序 精铣 55上表面和 38的前后表面 在精铣 55上表面和 38的前后表面时，需要保证尺寸 38。 所以选 fz=0.05mm/齿 (参考切削手册 ) 切 削速度： V=0.65m/s=39m/min(参考切削手册 ) 采用高速钢镶齿三面刃铣刀 dw=225mm 齿数 Z=20 则 ns=1000V/3.14 dw =1000*39/3.14*225 =55.2 r/min 现采用 X63卧式铣床，根据使用说明书 取 nw=56r/min 故实际切削速度为： V=3.14 dw nw/1000 =3.14*225*56/1000 =39.564m/min 当 nw=56r/min时，工作台的每分钟进给量 fw应为： fm=fzz/ nw=0.08*20*56 =56mm/min 查资料：刚好有 fm=56mm/min，故选用该值。 切削工时： 由于是精铣，整个铣刀要铣过整个工件，利用作图法，可得出铣刀的行程： nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 13 L=l+l1+l2=105mm 则机动工时为： tm= l+l1+l2 /fm =105/56 =1.875min 3.4工序 钻 2- 10.02 的孔 在钻 10.2时，应保证两孔的中心距和与 70的垂直度。 确定进给量 f： 根据切削手册表 2.7，当钢的刚度 800Mpa d0= 10.2时 f=0.390.47mm/r 由于 本零件在加工 70.2时，孔属于低刚度零件 故 进给量 *系数 0.75 则 f=(0.39 0.47)*0.75 =0.29 0.35mm/r 根据双轴钻床说明书 取 f=0.25mm/r 切削速度： V=1.8m/min 所以 ns=1000V/3.14 dw =1000*18/3.14*25 =229r/min 根据机床说明书 取 nw=195r/min nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 14 故实际切削速度为： V=3.14 dw nw/1000 =3.14*225*195/1000 =137.76m/min 切削工时： L=l+l1+l2=45mm Tm1= l+l1+l2 /fnw =45/195*0.25 =0.92min 3.5工序 镗 2- 10.02 的孔 在镗 2 10.2孔时，要保证 2 10.2孔的粗糙度为 6.3um。 选用机床： T740金刚镗 床 单边余量： Z=0.1mm，一次镗去余量 0.1mm 进给量： f=0.1mm/r 根据有关手册，确定镗床的切削速度为： V=1000m/min 则 nw=1000V/3.14D =1000*100/3.14*10.2 =3122.268r/min 由于 T740镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时的使用的转速。 切削工时： 当加工一个孔时 l1=15mm l2=5mm l=25mm t=25+15+5/3122*0.1 =0.14min 所以 加工两个孔时的机动时间为： t=0.14*2=0.28min nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 15 3.6 工序 粗铣 70的半圆 fz=0.08mm/齿（参考切削手册表 3-3） 切削速度： 参考有关手册来确定： V=0.45m/s=27m/min 采用高速钢镶齿三面刃铣刀 dw=225mm 齿数 z=20 则 ns=1000V/3.14 dw =1000*27/3.14*225 =38r/min 现采用 X63卧式铣床，根据使用说明书 取 nw=37.5r/min 故实际切削速度为： V=3.14 dw nw/1000 =3.14*225*37.5/1000 =26.5m/min 当 nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量 fw应为： fw=fzz nw=0.08*20*37.5 =60mm/min 查资料： 刚好有 fm=60mm/min，故选用该值。 切削工时： 由于是粗铣，整个铣刀不要铣过整个工 件，利用作图法，可得出铣刀的行程： L=l+l1+l2=105mm 则 机动工时为： Tm =l+l1+l2 /fm=105/60 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 16 =1.875min 3.7 工序 磨 55上表面和 38的前后表面 在加工此程序时，要保证 38的尺寸。 3.7.1 选择砂轮： 见工艺手册第三章中磨料的选择表，结果为： WA46KV6P350*40*127 其含义为： 砂轮磨料为白刚玉，粒度为 46号，硬度为中 软 1级，陶瓷结合剂， 6号组织，平型砂轮，其尺寸为： 350*40*127（ D*B*d） 3.7.2 切削用量的选择 砂轮的转速 n 砂 =1500r/min(见机床说明书 ) V砂 =27.5m/s 轴向进给量： fa= 0.5B=20mm（双行程） 工件速度： vw= 10m/min 径向进给量： fr=0.015mm/双行程 3.7.3 切削工时： 当加工 1个表面时： t1=2L62bk/1000v fa fr(见工艺手册表 6.2-8) 式中 L 加工长度 96mm B 加工宽度 38mm Z 单面加工余量 0.2mm K 系数 1.10 V 工作台移动速度 m/min fa 工作台往返一次砂轮轴向进给量 mm nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 17 fr 工作台往返一次砂轮径向进给量 mm 所以 t1 =2*96*38*1.1/1000*10*20*0.015 =2.67min 当加工两个端面时 tm=2.67*2=5.34min 3.8 工序 精铣 70的半圆 在精铣 70的半圆时，要保证与 2- 10.2 的孔的轴线的垂直度，保证其公差带要求。 在所选的铣刀为立铣刀，有 3 4个刀齿组成。 根据切削手册表 3-3： fz=0.05m/齿 切削速度： 参考 有关资料，确定 V=0.56m/s=33.6m/min Dw225mm Z=4 则 ns=1000V/3.14 dw =1000*33.6/3.14*225 =47.5r/min 现采用 X63卧式铣床，根据使用说明书 取 nw=47r/min 故实际切削速度为： V=3.14 dw nw/1000 =3.14*225*47/1000 =32.2m/min 当 nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量 fw应为： fw=fzz nw nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 18 =0.05*4*47 =9.4mm/min 切削工时 tm= l+l1+l2 /fm=70/9.4 =7.44mi nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 19 第四章 连杆零件的夹具设计 4.1 问题的提出 本夹具主要用于 2- 10.2 孔， 70 半圆孔对于两个孔 2- 10.2 都有一定的技术要求，但在加工本工序时，两孔尚未加工，而且这两个端面在工序时还要进行加工，因此，在本工序加工时，主要应该考虑如何提高生产率，降低劳动强度，而精度则不是问题。 4.2夹具的设计 1.定位基准的选择 由零件图可知， 70对 2- 10.2有垂直度要求，其设计基准为 2- 10.2的中心线，为了使定位误差为零，应该选择以两个 10.2 的 孔为定位的自动定心夹具，但这种自动定心夹具在结构上过于复杂，因此，这这是只选用 10.2两孔为主要定位基面。 为了提高加工效率，为了缩短辅助时间，准备用气动夹紧。 2.切削力及夹紧力的计算 刀具：采用硬质合金钻头 F=CfapXFfzaeUYfz/d0qfnWf（见切削手册表 3-28） 其中 Cf=650 Ap=3.1mm XF=1.0 fz=0.08mm d0=225mm Wf=0 Ae=40（在加工面上测量近似值） Uf=0.86 Qf=0.86 Z=20 Yf=0.72 nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 20 所以 F=650*3.1*0.08*40*20/225 =1456N 在计算切削力时 ，必须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=K1*K2*K3*K4 其中 K1： 基本安全系数 1.5 K2： 加工安全系数 1.1 K3： 刀具钝化系数 1.1 K4： 断续切削系数 1.1 所以 F=KFH =1.5*1.1*1.1*1.1*1456 = 2906.904N 选用汽缸斜锲加紧机构，锲角 a=10 ，其结构形式选用型，则扩力比 I=3.42,故由汽缸产生的实际夹紧力为： N汽 =3900i=3900 3.42 =13338N 此时 N汽所需要 5813.808N的夹紧力，故本来夹具可安全工作。 4.3 定位误差分析 4.3.1 定位元件尺寸及公差的确定 夹具的主要定位元件为 10.2两孔，该定位 10.2两孔的尺寸与公差规定为本零件在工作时应该有的公差。 （ 1） 计算 70+00.019的孔外端面铣加工后与两孔 2 10.2 的最大垂直度误差。零件两孔与 70+00.019的最大间隙为 max=+0.019-0=0.019mm 当定位孔的共度取 100mm 时，则上述间隙引起的最大倾角为 0.019/100，此即为由于定位而引起的 70+00.019 的半圆端对两孔中心线而不起最大垂直度误差。由nts盐城纺织职业技术学院毕业设计 21 70+00.019 孔要进行精加工，故上述垂直度误差可以允许。 4.4 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应注意提高该产品的生产率，为此，应该先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因此这是提高产品生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择该夹紧方式。本工序由于是粗加工 ，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大汽缸直径，而这样使整个夹具庞大。因此，应首先改进降低切削力；目前采取措施有三： 一、 是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力； 二、 是选择一种比较理想的斜锲机构，尽量增加该机构的扩展力。 三、 是在可能的情况下，适当提高压缩完全
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