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机床 连接 支架 加工 工艺 钻孔 扩孔 专用 夹具 设计 机械 毕业设计 论文

资源描述：

文档包括:

说明书一份，33页，16700字左右。

课题申报表一份。

图纸共8张，如下所示

A1-扩孔夹具装配图.dwg

A1-钻孔夹具

A1-钻孔夹具体.dwg

A1-铣下端面夹具装配图.dwg

A2-铣下端面夹具体.dwg

A3-连接支架.dwg

A4-扩孔夹具定位块.dwg

A4-钻孔夹具定位块.dwg

连接支架加工工序卡片.dwg

连接支架工艺卡片.dwg

内容简介：

毕业设计（论文） 开题报告 1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 连接支架加工工艺及夹具 设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。 为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。 在整个设计过程中 ,我们将学习到更多的知识。 （ 1）我们必须仔细了解零件结构，认 真分析零件图 ,培养我们独立识图能力 ,增强我们对零件图的认识和了解 ,通过对零件图的绘制 ,不仅能增强我们的绘图能力和运用 件的能力。 （ 2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的 ,通过这些设计 ,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定 ,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定 ,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习 ,也是以后工作的一个铺垫。 （ 3）在这个设计过程中 ,我们还必须考虑工件的安装和夹紧 直接影响工件加工精度 ,安装是否方便和迅速 ,又会影响辅助时间的长短 ,从而影响生产率 ,夹具是加工工件时 ,为完成某道工序 ,用来正确迅速安装工件的装置 高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点 ,也是一个难点 近年来，机械制造工艺有着飞速的发展。 比如， 应用人工智能选择零件的工艺规程 。因为 特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难 ,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进 行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面 质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方 法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，目前特种加工 的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式 加工工艺，它在占电火花成形机床总数 95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其 理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的 统问毕业设计（论文） 开题报告 世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于 型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊 数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展，人们开始尝试利用这一技术 来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步 的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特 种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特 种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。 同时，在机械加工过程中，夹具占有 非常 重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案。 我们 都知道减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。然而零件加工过程中的精确定位和装夹的重复精度也是改进效率和质量的关键。譬如柔性加工中心的产生 就是为了减少产品循环周期。 目前中国制造业发展迅猛，以前的 我国 制造业普遍使用刚性专机加工 各种各样的 零部件，导致 改型和生产个零部件 周期较长。随着 我国制造业发展 和 各种各种零件 的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上，因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然，在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案，如：模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案，使用高性能的液压夹具都显得尤为重要，现在，柔性专机、可重新配 置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额 使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省 90%95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本。 当加工一长型铝合金零件时，刀具通过时旋转油缸可快速让开，刀具通过后可快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。 由于变形造成的废品率将会微乎其微 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济 的 方向发展 毕业设计（论文） 开题报告 2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 本课题的基本内容： 连接支架加工工艺及夹具设计 1、 连接支架 加工工艺 1、 制订 连接支架 加工工艺规程，关键是工序的划分和定位基准的选择。 在设计开始的过程中，我们必须要认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节，都应仔 细的分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件各孔系自身精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点，同时因为箱体零件比较复杂 ,所以也是一个难点。我们采用 件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对 件的熟悉。 工序的划分 确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划 分工序阶段，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数；如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则，批量大时即可按工序分散原则，组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备，按工序集中原则组织生产。 2、夹具设计可能遇到的问题： 工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧牢固是否可靠等等。 工件在夹具中的定位精度，主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过定位时，可通过撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。 夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。 夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理 ,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具 的认真分析 ,结合一些夹具的具体设计事例 ,查阅相关的夹具设计资料 ,联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题 . 上述即为遇到困难的解决措施 3、 本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析 根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段（途径），本课题包括两方面内容： 连接支架 加工工艺的设计 和 夹具设计 毕业设计（论文） 开题报告 制定工艺规程的研究途径和可行性分析 毛坯的选择 ： 根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。 如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确定尺寸规格，并决定每批加工件数。 毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。 连接支架 毛坯材料为灰铸铁（ 硬度范围在 150 200受中等载荷。采用砂型铸造方法，由于大批量生产故宜采用实体模样（金属模）进行两箱造型，这不仅简化了造型和合箱操作，还因型砂紧实度较为均匀，铸件的表面质量得到提高。在切削加工前进行石墨化退火处理，消除铸件表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（大量渗碳体出现）以便进行切削 加工。 拟订工艺路线 ： 表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。 计算切削用量、加工余量及工时定额 ： 查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前，对单件小批量生产不规定切削用量，而是由操作工人根据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为保证生产的节拍，必须规定切削用量，并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证 最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展，工艺的改进，新工艺，新技术的不断出现，工时定额应进行相应的修改。 对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从于质量，应在保证质量的 前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济性。 因此， 连接支架 的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合理及可行的最优方案。 毕业设计（论文） 开题报告 夹具设计的研究途径和可行性分析 连接支架 铣、钻等工序使用的专用夹具，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。 夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。为了解决此问题，首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以 提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。 除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。 毕业设计（论文） 开题报告 4、进度计划 序号 日期 进度安排 1 3 月 27 号 开始进行毕业设计、熟悉题目及要求 2 3 月 31 号 设计资料的收集及借阅 3 4 月 4 号 分析研究所得到的设计资料 4 4 月 10 号 方案设计、比较 5 4 月 20 号 设计方案实施（设计 、计算等） 6 5 月 20 号 设计、论文整理及修改 7 6 月 9 号 毕业设计 答辩 8 9 10 11 12 毕业设计（论文） 开题报告 5、指导教师意见（ 对 本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测） 毕业设计选题后，能综合运用所学的专业知识研究、分析设计内容，明确所要完成的设计任务和要求。对该设计课题即“机械加工工艺与夹具设计”以及与之相关的机械制造技术当今的发展方向、发展水平的认识基本正确，对该毕业设计的初步解决方法，思路基本正确。有关设计所需要的参考资料、手册等的查阅 、收集基本就绪，根据已具备的条件，可以进行零件的机械加工艺工规程设计、并依据所优选的零件机械加工规程进行夹具的方案设计等工作。在进行过程中，希望该同学注意保留有关方案构思、计算等有关材料，以便后续工艺卡填写及设计说明书的整理。 指导教师： 2008 年 月 日 6、教研室主任意见 教研室负责人 ： 2008 年 月 日 说明： 1、开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后两周内完成。 2、“课题的研究意义、现状、发展趋势”应不少于 1200 字，“课题的基本内容及研究手段和可行性分析”应不少于 1000 字。 3、本页不够，请加 页 连接支架加工工艺设计及夹具设计 1 设计题目： 连接支架 加工工艺及夹具设计 系 别： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 连接支架加工工艺设计及夹具设计 2 目 录 摘要 . 错误 !未定义书签。 第一章 连接支架 加工工艺 . 5 接支架 的主要技术要求 . 5 、小头孔的尺寸精度、形状精度 . 5 、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 . 5 、小头孔中心距 . 5 接支架 大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 . 5 、小头孔两端面的技术要求 . 6 栓孔的技术要求 . 6 关结合面的技术要求 . 6 接支架 的材料和毛坯 . 6 接支架 的机械加工工艺过程 . 7 接支架 的机械加工工艺过程分析 . 9 艺过程的安排 . 9 位基准的选择 . 9 定合理的夹紧方法 . 10 接支架 两端面的加工 . 11 接支架 大、小头孔的加工 . 11 接支架 螺栓孔的加工 . 11 头侧面的加工 . 12 接支架 加工工艺设计应考虑的问题 . 12 序安排 . 12 位基准 . 12 具使用 . 12 削用量的选择原则 . 12 加工时切削用量的选择原则 . 12 加工时切削用量的选择原则 . 13 定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 . 14 定加工余量 . 14 定工序尺寸及其公差 . 15 算工艺尺寸链 . 15 接支架 的卡瓦槽的计算 . 15 时定额的计算 . 16 连接支架 大小头平面 . 16 磨大小头平面 . 16 工小头孔 . 19 大头两侧面 . 18 小 头孔 . 错误 !未定义书签。 镗大头孔 . 21 磨大小头两平面 . 21 镗小头孔 . 22 连接支架加工工艺设计及夹具设计 3 接支架 的检验 . 22 察外表缺陷及目测表面粗糙度 . 22 接支架 大头孔圆柱度的检验 . 22 接支架 大小头孔平行度的检验 . 22 接支架 螺钉孔与结合面垂直度的检验 . 22 第二章 夹具设计 . 23 大头端 面夹具设计 . 23 题的指出 . 23 具设计 . 23 1) 定位基准的选择 . 23 2) 夹紧方案 . 23 3) 夹具体设计 . 23 4) 切削力及夹紧力的计算 . 24 5) 定位误差分析 . 24 孔夹具 . 25 题的指出 . 25 具设计 . 25 1) 定位基准的选择 . 25 2) 夹紧方案 . 25 3) 夹具体设计 . 26 4) 切削力及夹紧力的计算 . 26 5) 定位误差分析 . 26 孔 夹具设计 . 27 题的指出 . 27 具设计 . 27 1) 定位基准的选择 . 27 2) 夹紧方案 . 27 3) 夹具体设计 . 27 4) 切削力及夹紧力的计算 . 28 5) 定位误差分析 . 29 结束语： . 30 参考文献 : . 31 致谢 . 32 连接支架加工工艺设计及夹具设计 4 摘要 连接支架 是 机床 的主要传动件之一，本文主要论述了 连接支架 的加工工艺及 其夹具设计。 连接支架 的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而 连接支架 的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。 关键词 : 连接支架 变形 加工工艺 夹具设计 连接支架加工工艺设计及夹具设计 5 第一章 连接支架 加工工艺 接支架 的主要技术要求 连接支架 上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面， 连接支架 体与 连接支架 盖的结合面及 连接支架 螺 栓定位孔等。 连接支架 总成的主要技术要求（图 1下。 连接支架 总成图（ 1 1） 、小头孔的尺寸精度、形状精度 为了使大头孔与轴及曲轴、小头孔与塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为 面粗糙度 不大于 m；大头孔的圆柱度公差为 头孔公差等级为 面粗糙度 不大于 m。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为 线平行度公差为 00 、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 两孔轴心线在垂直于 连接支架 轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在 连接支架 的轴线方向的平行度在 60 度上公差为 垂直与 连接支架 轴心线方向的平行度在 60 1. 、小头孔中心距 大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到 机械 的 传动 效率，所以规定了比较高的要求： 60 接支架 大头两端面对大头中心线的垂直度 连接支架 大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 ， 影响到轴的安装和磨损，甚至引起烧伤； 所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于 头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在 60 度上公连接支架加工工艺设计及夹具设计 6 差为 、小头两端面的技术要求 连接支架 大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为 面粗糙度 大于 m, 小头两端面的尺寸公差等级为 面粗糙度 大于 m。这是因为连接支架 大头两端面与曲轴 连接支架 轴颈两轴肩端面间有配合要求，而 连接支架 小头两端面与塞销孔座内档之间没有配合要求。 连接支 架 大头端面间距离尺寸的公差带正好落在 连接支架 小头端面间距离尺寸的公差带中，这给 连接支架 的加工带来许多方便。 栓孔的技术要求 在前面已经说过， 连接支架 在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到 连接支架 的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按 公差等级和表面粗糙度 不大于 m 加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为 关结合面的技术要求 在 连接支架 受动载荷 时，接合面的歪斜使 连接支架 盖及 连接支架 体沿着剖分面产生相对错位，影响到曲轴的 连接支架 轴颈和轴结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到 连接支架 垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴的磨损。对于本 连接支架 ，要求结合面的平面度的公差为 接支架 的材料和毛坯 连接支架 在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此， 连接支架 材料一般采用 普通的铸铁 ；如 。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料 损 耗少，成 本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造 连接支架 是一个很有发展前途的制造方法。 连接支架 毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产， 连接支架 多用 铸造 制造毛坯。 目前我国有些生产 连接支架 的工厂，采用了 连接支架 辊锻工艺。图（ 1 连接支架 辊锻示意图毛坯加热后，通过上锻辊模具 2 和下锻辊模具 4 的连接支架加工工艺设计及夹具设计 7 型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的 连接支架 锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。 图（ 1连接支架 辊锻示意图 图 (1图 (1出了 连接支架 的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至1140 1200在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图 (1然后在锻压机上进行预锻和终锻，再在压床上冲 连接支 架 大头孔并切除飞边见图(1锻好后的 连接支架 毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应 力 。为了提高毛坯精度， 连接支架 的毛坯尚需进行热校正。 连接支架 必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面 检查，方能进入机械加工生产线。 接支架 的机械加工工艺过程 由上述技术条件的分析可知， 连接支架 的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是 连接支架 的刚性比较差，容易产生变形，这就给 连接支架 的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。 连接支架 机械加工工艺过程如 下表 (1 1)所示： 连接支架加工工艺设计及夹具设计 8 表 (1 1) 工序 工序名称 工序内容 工艺装备 1 铣 铣 连接支架 大、小头两平面 ,52K 2 粗磨 以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对称，无标记面称基面。（下同） 钻 与基面定位，钻、扩、铰小头孔 铣 以基面及小头孔定位，头端面 ，保证对称（此平面为工艺用基准面） 合机床或专用工装 5 钻 钻 2 15栓孔 钻 孔 钻 栓孔 攻丝 攻 丝孔为 8 铣 以基面及结合面定位装夹工件，铣连接支架体和盖 28槽 合夹具或专用工装 9 扩 扩大 丝孔为 113050 10 锪 以基面、结合面和一侧面定位，装夹工件，锪两螺栓座面 ,62W 11 镗 粗镗小头孔 12 磨 精磨大小头两端面，保证大端面厚度为 5007130 13 镗 精镗小头孔至尺寸 4 称重 称量不平衡质量 弹簧称 15 钳 按规定值去重量 16 检 检查各部尺寸及精度 连接支架加工工艺设计及夹具设计 9 17 探伤 无损探伤及检验硬度 18 入库 连接支架 的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连接支架 螺栓孔定位面，次要加工表面为轴锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。 连接支架 的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。 连接支架的加工路线按 连接支架 的分合可分为三个阶段：第一阶段为 连接支架 大小头的两端面 的加工；第二阶段为 连接支架 各孔 的加工；第三阶段为 连接支架 后期精 加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔和大头外侧面）； 第二阶段主要是加工除精基准以外的其它表面，包括 小头孔的粗加工， 螺栓孔和结合面的粗加工，以及轴瓦锁口 槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证 连接支架 各项技术要求的加工，包括 连接支架 合装后 小 头孔的 精加工和端面的精加工及 。 接支架 的机械加工工艺过程分析 艺过程的安排 在 连接支架 加工中有两个主要因素影响加工精度： （ 1） 连接支架 本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作用下容易变形。 （ 2） 连接支架 是 铸造 件，孔的加工余量大，切削时将产生较大的残余内应力，并引起内应力重 新分布。 因此，在安排工 艺进程时，就要把各主要表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。 各主要表面的工序安排如下： （ 1）两端面：粗铣、精铣、粗磨、精磨 （ 2）小头孔：钻孔、扩孔、铰孔、精镗 一些次要表面的加工，则视需要和可 能安排在工艺过程的中间或后面。 位基准的选择 在 连接支架 机械加工工艺过程中，大部分工序选用 连接支架 的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小连接支架加工工艺设计及夹具设计 10 头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，如图（ 1 5）所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不 图（ 1连接支架 的定位方向 与夹具的定位元件接触（在设计夹具时亦作相应的考虑）。在精镗小头孔（及精镗小头衬 套 孔）时，也用小头孔（及衬套孔）作为基面，这时将定位销做成活动的称“假销” 。当 连接支架 用小头孔定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进行加工。 为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头前，粗磨端面，在精镗大、小头孔前，精磨端面。 由于 用小头孔和大头孔外侧面 作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序对于铰后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。 在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹 紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差，则对加 工精度会有很大影响。因此，第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。 连接支架 的加工就是如此，在 连接支架 加工工艺路线中，在精加工主要表面开始前，先粗铣两个端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面和端部夹紧，粗铣一个端面后，翻身以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯面不平整， 连接支架的刚性差，定位夹紧时工件可能变形，粗 铣后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。另一方面是以 连接支架 的大头外形及 连接支架 身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度较好的平面。同时，由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。 定合理的夹紧方法 既然 连接支架 是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响连接支架加工工艺设计及夹具设计 11 加工精度。在加工 连接支架 的夹具中，可以看出设计人员注意 了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在粗铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。 在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端面上，并由定位元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镗大小头孔时，只以大平面（基面）定位，并且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧面夹紧。小头一端不在端面上定位夹紧，避免 可能产生的变形。 接支架 两端面的加工 采用粗铣、精铣、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床上，使用砂瓦拼成的砂轮端面磨削。这种方法的生产率较高。精磨在 种办法的生产率低一些，但精度较高。 接支架 大、小头孔的加工 连接支架 大、小头孔的加工是 连接支架 机械加工的重要工序，它的加工精度对 连接支架 质量有较大的影响。 小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了钻、扩、铰三道 工序。钻时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。 小头孔在钻、扩、铰后，在金刚镗床上与大头孔同时精镗，达到 公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镗大头孔。由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔与大头孔的中心距超差。 大头孔经过 扩、 粗镗、半精镗、精镗、 金刚镗和珩磨达到 公差等级。表面粗糙度 m，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将 连接支架与 连接支架 体组合在一起，然后进行精镗大头孔的工序。这样，在铣开以后可能产生的变形，可以 在最后精镗工序中得到修正，以保证孔的形状精度。 接支架 螺栓孔的加工 连接支架 的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头 一侧面 定位。 为了使两螺栓孔在两个互相垂直方向平行度保持在公差范围内，在扩和铰两个工步中用上下双导向套导向。从而达到所需要的技术要求。 粗铣螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与 连接支架 大头连接支架加工工艺设计及夹具设计 12 端面垂直，使用两工位夹具。 连接支架 在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转 1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。 头侧面的加工 以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔） 。装夹工件 铣 两侧面至尺寸，保证对称（此对称平面为工艺用基准面）。 接支架 加工工艺设计应考虑的问题 序安排 连接支架 加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（ 1） 连接支架 的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（ 2） 连接支架 是 铸造件 ，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力。因此在 连接支架 加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要 分开。 位基准 精基准：以杆身对称面定位，便于保证对称度的要求，而且采用双面铣，可使部分切削力抵消。 统一精基准：以大小头端面，小头孔、大头孔一侧面定位。因为端面的面积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。 具使用 应具备适应“一面一孔一凸台”的统一精基准。而大小头定位销是一次装夹中镗出，故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的，当 连接支架 定位装夹后，再抽出定位销进行加工。 保证螺栓孔与螺栓端面的垂直度。为此，精铣端面时，夹具可考虑重复定位情况，如采 用夹具限制 7 个自由度（其是长圆柱销限制 4 个，长菱形销限制 2 个）。长销定位目的就在于保证 垂直度。但由于重复定位装御有困难，因此要求夹具制造精度较高，且采 取一定措施，一方面长圆柱销削去一边，另一方面设计顶出工件的装置。 削用量的选择原则 正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。 加工时切削用量的选择原则 粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高 ,毛坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率 ）和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。 金属切除率可以用下式计算： 接支架加工工艺设计及夹具设计 13 式中： s） V 切削速度（ m/s） f 进给量（ mm/r） 削深度（ 提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度 次选择一个较大的进给量度 f，最后确定一个合适的切削速度 V. 选用较大的 f 以后，刀具耐用度 t 显然也会下降，但要比 V 对 t 的影响小得多，只要稍微降低一下 V 便可以使 t 回升到规定的合 理数值，因此，能使 V、 f、 乘积较大，从而保证较高的金属切除率。此外，增大 大 f 又有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。 1）切削深度的选择： 粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切 除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。 2）进给量的选择： 粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。 3）切削速度的选择： 粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。 如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。 加工时切削用量的选择原则 精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。 1）切削深度的选择： 精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余连接支架加工工艺设计及夹具设计 14 量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。 2）进给量的选择： 精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升 ，表面质量下降。 3）切削速度的选择： 切削速度提高时，切削变形减小，切 削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀 具材料和合理的 几何参数， 尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而 不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生 的 范围。 由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度 进给量 f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度 V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。 定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 定加工余量 用查表法确定机 械加工余量： （根据机械加工工艺手册第一卷 表 25 表 26 表 27） （ 1）、平面加工的工序余量（ 单面加工方法 单面余量 经济精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 43 铣 ) 40( 铣 ) 磨 ) 磨 ) 38( ) 连接支架 两端面总的加工余量为： A 总 = 21 ni =（ A 粗铣 +A 精铣 +A 粗磨 +A 精磨 ） 2 连接支架加工工艺设计及夹具设计 15 =（ 2 = 2）、 连接支架 铸造出来的总的厚度为 H=38+ 确定工序尺寸及其公差 （根据机械制造技术基础课程设计指导教程 表 2 29 表 2 34） 1）、 小 头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为 15 工序名称 工序基 本余量 工序经济 精度 工序尺寸 最小极限尺寸 表面粗糙度 精 镗 (8 20 20 )(8 镗 (12 (12 孔 3 18 算工艺尺寸链 接支架 盖的卡瓦槽的计算 增环