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1834 连杆 机械 加工 工艺 规程 精铣槽 夹具 设计

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1834--连杆机械加工工艺规程及精铣槽夹具设计,1834,连杆,机械,加工,工艺,规程,精铣槽,夹具,设计

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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号 6铣毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X51夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣10孔两端面高速钢端铣刀，游标卡尺375117.150.2215.09 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号 6铣毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X51夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣宽4.75mm的槽高速钢三面刃铣刀，游标卡尺375117.150.2215.09 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共1页第1页材 料 牌 号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣28孔左端面X51高速钢端铣刀，游标卡尺4铣铣28孔右端面X51高速钢端铣刀，游标卡尺5镗粗镗28孔T716弯头镗刀，游标卡尺6铣铣10孔两端面X51高速钢端铣刀，游标卡尺7钻钻10孔Z525高速钢锥柄麻花钻，游标卡尺8钻钻11孔Z525高速钢锥柄麻花钻，游标卡尺9镗精镗28孔T716弯头镗刀，游标卡尺10铣铣宽4.75mm的槽X51高速钢三面刃铣刀，游标卡尺11铣铣宽36mm两面X51高速钢三面刃铣刀，游标卡尺12终检终检设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期目 录序 言1一 零件的工艺过程分析21.1 零件的工艺分析21.2 确定毛坯3二. 工艺规程设计52.1定位基准的选择52.2 制定工艺路线72.3 切削用量及工时计算10三 夹具设计153.1 问题的提出153.2 定位基准的选择153.3 切削力及夹紧力计算163.4定位误差的分析183.5 夹具设计及简单操作说明19总 结20致 谢22参 考 文 献23设计说明书题目：连杆的机械加工工艺规程及夹具设题目：连杆的机械加工工艺规程及夹具设计计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：摘摘 要要本次设计的题目是连杆零件的工艺工装夹具设计，主要内容包括连杆零件的工艺规程设计和夹具设计两大部分，主要是针对零件进行工艺分析和毛坯的确定，绘制零件图和毛坯图，制定出机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡，然后对连杆零件设计出其中一个工序的夹具装配图和夹具体零件图，分析夹紧力和切削力的计算和定位误差的分析，总结夹具简单操作说明。关键词关键词：连杆，工艺，工序，夹具，夹紧力，定位。ABSTRCTThe topic of this design is the base part of the process tooling/fixture design, mainly includes the base parts of process planning design and fixture design of two parts, mainly for process analysis and determination of the blank parts, drawing parts drawing and blank drawing, to develop a machining process and machining process, and then on the base parts to design one of the clamp assembly drawing for the process and specific detail drawing, analysis of clamping force and cutting force calculation and analysis of fixing error, summarizes the fixture simple instructions.Keywords: Base, technology, process, fixture, clamping force and location. 目目 录录序 言 .1一 零件的工艺过程分析 .21.1 零件的工艺分析 .21.2 确定毛坯 .3二. 工艺规程设计 .52.1 定位基准的选择 .52.2 制定工艺路线 .72.3 切削用量及工时计算 .10三 夹具设计 .153.1 问题的提出 .153.2 定位基准的选择 .153.3 切削力及夹紧力计算 .163.4 定位误差的分析 .183.5 夹具设计及简单操作说明 .19总 结 .20致 谢 .22参 考 文 献 .23第 1 页 共 27 页序序 言言制造业是向国民经济各部门提供装备的部门，是现代经济的支柱产业；装备制造业的发达程度，是衡量一个国家工业化阶段的重要标准。而机床行业又是装备制造业的基础行业，是向传统机械工业、国防工业、汽车工业、航空航天工业、电子信息技术工业以及其他加工工业提供加工装备的部门，是“支柱的支柱”。振兴装备制造业，必须首先发展机床制造业。 车床是应用最为广泛机床之一。车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。车床除了用于车外圆外还能用于镗孔，车端面、钻孔和铰孔，车床的多功能性可以使工件在一次定位安装中完成多种加工，提高了生产效率。是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。本次设计的主要任务是连杆零件的工艺工装夹具设计，是普通车床组成之一。连杆具有制造容易、价格低廉、坚实耐用、便于维修保养等特点。本设计中主要是对普通机床的尾架连杆设计。机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能，独立分析和解决问题的能力，有助于学生对专业知识、技能的进一步提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。专用夹具的设计对加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的性能有着重要的影响。本课题讨论的目的是通过分析连杆的特点，论述了设计时应注意的问题及其应用范围。第 2 页 共 27 页一一 零件的工艺过程分析零件的工艺过程分析1.1 零件的工艺分析零件的工艺分析工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。 该零件为大量生产的小型零件，在生产时要注意零件的：1 便于装夹 零件的结构应便于加工时的定位和夹紧，装夹次数要少。2 便于加工 零件的结构应尽量采用标准化数值，以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积及难加工表面等。第 3 页 共 27 页连杆的工艺有 3 组加工面的分别为1，以左端面为基准的加工面，这组加工面包括铣所有右端面，钻 10 孔2：一个是以 10 孔为基准的加工面，这个主要是粗镗 28 孔。3：以 28 孔为基准 的加工面，这组加工面主要是其他的孔，端面和槽。1.2 确定毛坯确定毛坯影响毛坯选择的因素通常包括：1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。2、零件的结构形状和外形尺寸。3、零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能的要求。4、零件生产纲领的大小。5、现有生产能力和发展前途。第 4 页 共 27 页由于衬套要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择 HT200。因为连杆在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且铸件的铸造性能较好， 。由于该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求较高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用铸造成型第 5 页 共 27 页二二. 工艺规程设计工艺规程设计2.1 定位基准的选择定位基准的选择本零件是连杆，全部表面都需加工，表面精度要求不高，因此应选下端面为粗基准。为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。孔作为精基准应先进行加工，选外圆作为为粗基准。粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。第 6 页 共 27 页基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取外圆和端面为定位基准，利用 V 型块为定位元件。精基准的选择应满足以下原则：1)为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应选加工余量最小的面为粗基准。2)为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的相对位置要求高的不加工面为粗基准。3)为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面为粗基准。零件上有些重要工作表面，精度很高，为了达到加工精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。4)为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无锻造飞边和铸造浇冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单，操作方便。5)粗基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大，如果二次装夹使用同一粗基准，两次装夹中加工出的表面就会产生较大的相互位置误差。以 28 孔（一面 2 销）为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。第 7 页 共 27 页2.2 制定工艺路线制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣 28 孔左端面4铣铣 28 孔右端面5镗粗镗 28 孔6铣铣 10 孔两端面7钻钻 10 孔8钻钻 11 孔9镗精镗 28 孔10铣铣宽 4.75mm 的槽11铣铣宽 36mm 两面12终检终检第 8 页 共 27 页方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣 28 孔左端面4铣铣 28 孔右端面5镗粗镗 28 孔6铣铣 10 孔两端面7钻钻 10 孔8钻钻 11 孔9铣铣宽 4.75mm 的槽方案一和方案二的区别为，方案二是没有精镗 28 孔的工序，而方案一有精镗 28 孔的工序，因为 28 孔的粗糙度是1.6，只有经过粗加工，精加工才能达到粗糙度要求，这样才能提高孔的加工精度要求，综合考虑我们采用方案一。具体的加工路线如下：1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣 28 孔左端面4铣铣 28 孔右端面5镗粗镗 28 孔6铣铣 10 孔两端面7钻钻 10 孔8钻钻 11 孔9镗精镗 28 孔10铣铣宽 4.75mm 的槽第 9 页 共 27 页11铣铣宽 36mm 两面12终检终检第 10 页 共 27 页2.3 切削用量及工时计算切削用量及工时计算2.3.1铣左端面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用 YG8,，。mmap5 . 10120dmmmin/125mv 4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成mmap5 . 12）决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz10001000 125331 / min120svnrd按机床标准选取375wnmin/r50 750117.75/ min10001000wdnvm当375r/min 时wn0.2 4 375300/mzwff znmm r 按机床标准选取300/mfmm r3）计算工时第 11 页 共 27 页切削工时：，则机动工时为370lmmmml91mml3212370935.09min375 0.2mwllltn fx2.3.2铣右端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用 YG8,，。mmap5 . 1040dmmmin/125mv 4z2. 决定铣削用量4）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成mmap5 . 15）决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz10001000 125995 / min40svnrd按机床标准选取1000wnmin/r40 995124.9/ min10001000wdnvm当1000r/min 时wn0.2 4 1000800/mzwff znmm r 按机床标准选取800/mfmm r第 12 页 共 27 页6）计算工时切削工时：，则机动工时为120lmmmml91mml32.12120930.66min1000 0.2mwllltn fx2.3.3粗精镗 28 孔1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：镗孔 100mm机 床：卧式镗床 T716刀 具：弯头镗刀2.计算切削用量 查简明手册表 4.2-19 和 4.2-20,4.2-21 得 =25mm/minv =0.07mm/zmf =9.6mmpa10001000 25284 / min3.143.14 28vnrd根据 T716 镗床说明书，取=300 r/minwn切削工时：L=2mm20.46min300 0.07mfLTv第 13 页 共 27 页2.3.4铣 10 孔两端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用 YG8,，。mmap5 . 1020dmm75/ minvm4z2. 决定铣削用量7）决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成mmap5 . 18）决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz10001000 75687 / min20svnrd按机床标准选取700wnmin/r20 70078.4/ min10001000wdnvm当700r/min 时wn0.2 4 700560/mzwff znmm r 按机床标准选取560/mfmm r9）计算工时切削工时：，则机动工时为20lmmmml91mml32.1220930.247min1000 0.2mwllltn fx第 14 页 共 27 页2.3.5 钻 10 孔机床：Z525 立式钻床 刀具：根据机械加工工艺手册表 10-61 选取高速钢麻花钻 101)进给量 取 f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取 V=30m/min3)确定机床主轴转速ns= 1364r/minWd1000cv1000 30 10与 1364r/min 相近的机床转速为 1450r/min。现选取=1450r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdn 10 145031.87/ min1000m5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1。 t =i ;其中 l=30mm; =4mm; =3mm;mfnlw21ll 1l2l t =2x（） =2x（）=0.284(min)mfnlw21ll 30431000 0.13第 15 页 共 27 页三三 夹具设计夹具设计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。由指导老师的分配，决定设计工序铣槽的铣床夹具。3.1 问题的提出问题的提出 在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为夹具。它是用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或检测的装置。在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。本夹具主要用于铣槽，本道工序加工精度要求高，为此，考虑如何提高生产效率上和精度要求。3.2 定位基准的选择定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。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，从第 16 页 共 27 页保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣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。我们采用 28 孔及其端面作为定位基准，采用心轴和压紧螺钉定位限制空间的六个自由度，同时采用压紧螺钉夹紧机构快速夹紧。3.3 切削力及夹紧力计算切削力及夹紧力计算 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。1. 夹紧力方向的确定（1）夹紧力方向应垂直于主要定位基准面（2）夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致2. 夹紧力作用点的选择（1）应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。（2）应尽量避免或减少工件的夹紧变形（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3. 夹紧力大小的估算（1）首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。（2）常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。（3）对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运第 17 页 共 27 页动场合，必须计入惯性力。刀具：高速钢端面铣刀，20mm。铣时的轴向力查文献表 15-31，NFkyZCkfdCFFFFFFyZFFF6400 . 13 . 047 .4281. 90 . 1, 8 . 0, 0 . 1, 7 .4281. 98 . 00 . 10 由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件在切削力作用下沿平面侧边倾斜，使工件离开基面所需的夹紧力 ，lHfKLQ181. 9 摩擦系数查4表 3-19，=0.25。1f1f 安全系数 ，54321KKKKKK 式中 K 基本安全系数 1.5；1K 加工状态系数 1.2；2K 刀具钝化系数 1.5，由文献4表 3-203查得；K 切削特点系数 1.0；4K 考虑加紧动力稳定性系数 1.3。5L=20mm, H=42mm, l=34mmNQ9904344225. 0206403 . 10 . 15 . 12 . 15 . 181. 9查文献4表 3-26，知 d=14mm 的螺栓许用加紧力，因12425Q许 此选用该螺栓加紧足以满足加紧要求。第 18 页 共 27 页3.4 定位误差的分析定位误差的分析本工序选用的工件以圆孔在心轴上定位，心轴为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在 Z 轴方向，且向下，见下图。0.0220.0240.0320.0782DYzTTd式中 定位副间的最小配合间隙（mm） ； 工件圆孔直径公差（mm） ； DT 心轴外圆直径公差（mm） 。Td心轴水平放置时定位分析图第 19 页 共 27 页3.5 夹具设计及简单操作说明夹具设计及简单操作说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本，提高夹具性价比。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。第 20 页 共 27 页总总 结结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才第 2