连杆零件加工工艺及专用钻床夹具的设计模板

目录摘要………………1绪论………………2连杆零件机械加工工艺规程编制…………4第一节计算生产纲领确定生产类型………………4第二节零件分析…………5零件分析…………5选择毛坯及毛坯制造方法………………5第三节工艺规程设计…………7定位基面选择…………7连杆零件表面加工方法选择………………7制订工艺路线…………8选择加工设备及工艺装备………………9加工工序设计、工序尺寸及切削用量计算………………10时间定额计算…………14填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡………………15连杆零件专用夹具设计（钻床夹具设计）………………17第一节机床夹具设计基础要求和通常步骤………………17一、机床夹具设计基础要求………………17二、专用夹具设计步骤………………17第二节连杆零件夹具设计………………19零件本工序加工要求分析………………19确定夹具类型…………19拟订定位方案和选择定位元件…………19确定夹紧方案…………21绘制夹具总装图…………21夹具精度分析和计算……21附录…………22附图1铣床夹具总装配图附表连杆零件机械加工工艺过程卡连杆零件机械加工工序卡总结…………33致谢………………34参考文件…………35连杆零件加工工艺及专用钻床夹具设计摘要本设计是相关连杆零件加工工艺规程和专用夹具设计，以介绍设计方法为宗旨，着重实力，力图做到内容完整、详实。本书共有两章，第一章为机械制造工艺规程设计基础要求、内容、方法和步骤；第二章具体论序了对专用机床夹具基础要求和设计步骤和简明说明夹具体设计要求和步骤。关键词：专用钻床夹具工艺规程切削用量加工余量Abstract:Thedesignofthecomponentsonthelinkorderprocessingandspecialfixturedesigninordertodesignmethodsintroducedforthepurpose.focusonstrength,inabidtoensurethecontentiscomplete,informative.Thebookhastwochapters,thefirstofthemachinerymanufacturingprocessplanningthebasicrequirements,contents,methodsandsteps;2nddetailinthechaptersequenceofthespecialfixtureandthebasicrequirementsforthedesignstepsandbriefdescriptionofthespecificfolderdesignSummationsteps.Keywords:exclusivedrillingfixtureTechnologyofcuttingconsumptionallowance绪论毕业实践工作对于每一位立即毕业毕业生来说全部是很关键，它对我们以后走上工作岗位很有帮助。对于我们机电专业来说，在以后工作中常常要做相关夹具设计工作，在这里，我以连杆零件为例，对它工艺过程和夹具进行设计。做毕业设计能够把以前所学知识加以综合利用，起到巩固学到知识作用，从而提升分析，处理问题能力。所以，认真完成毕业设计是很有必需。机械制造工艺规程制订需选择机械加工余量，机械加工余量大小，不仅影响机械零件毛坯尺寸，而且也影响工艺装备尺寸，设备调整，材料消耗，切削用量选择，加工工时多少。所以，正确确实定机械加工余量，对于节省金属材料，降低刀具损耗，降低工时，从而降低产品制造成本，确保加工质量含有十分关键意义。在这次设计过程中，广泛搜集多种资料及标准，课程设计中另一个关键设计为专用夹具设计。专用夹具设计是为了特殊加工工序技术要求加工。夹具是机械制造厂使用一个工艺装备,分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。多种金属切削机床上用于装夹工件工艺装备，称机床夹具，如车床上使用三爪自定心卡盘、铣床上使用平口虎钳等。机床夹具在机械加工中作用对工件进行加工时，为了确保加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确位置，并使这个位置在加工过程中不因外力影响而变动。为此，在进行机械加工前，首先要将工件装夹好。工件装夹方法有两种：一个是工件直接装夹在机床工作台或花盘上；另一个是工件装夹在夹具上。采取第一个方法夹工件时，通常要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，通常见于小批生产。批量较大时，大全部用夹具装夹工件。用夹具装夹工件有下列优点：能稳定地确保工件加工精度用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床位置精度由夹具确保，不受工人技术水平影响，使一批工件加工精度趋于一致。能提升劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地降低辅助工时，提升劳动生产率；工件在夹具中装夹后提升了工件刚性，所以可加大切削用量，提升劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件夹具，并可采取高效夹紧机构，深入提升生产率。能扩大机床使用范围（4）能降低成本在批量生产中使用夹具后，因为劳动生产率提升、使用技术等级较低工人和废品率下降等原因，显著地降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上，每个工件增加成本是极少，远远小于因为提升劳动生产率而降低成本。工件批量愈大，使用夹具所取得经济效益就愈显著。机床夹具分类机床夹具种类繁多，能够从不一样角度对机床夹具进行分类。常见分类方法有以下多个。按夹具使用特点分类通用夹具已经标准化，可加工一定范围内不一样工件夹具，称为通用夹具，如三爪定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工作台等。这些夹具已作为机床附件专门工厂制造供给，只需选购即可。（2）专用夹具专门为某一工件某道工序设计制造夹具，称为专用夹具。专用夹具通常在批量生产中使用。（3）可调夹具夹具一些元件可调整或可更换，以适应多个工件加工夹具，称为可调夹具。它还分为通用可调夹具和成组夹具两类。（4）组合夹具采取标准组合夹具元件、部件，专为某一工件某道工序组装夹具，称为组合夹具。（5）拼装夹具用专门标准化、系列化拼装夹具而成夹具，称为拼装夹具。它含有组合夹具优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。。这类夹具更适合在数控机床上使用。2.按使用机床分类夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具和其它机床夹具等。3.按夹紧动力源分类夹具按夹紧动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具和真空夹具等。机床夹具组成机床夹具种类和结构即使繁多，但它们组成均可概括为下面多个部分。定位装置定位装置作用是使工件在夹具中占据正确位置。夹紧装置夹紧装置作用是将工件压紧夹牢，确保工件在加工过程中受到外力作用是不离开已经占据正确位置。对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件正确位置。连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置元件。5.夹具体夹具体是机床夹具基础件。其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置装置或元件。如需加工按一定规律分布多个表面时，常设置分度装置；为能方便、正确地定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。本设计任务本设计任务是：设计零件工艺规程和对经典夹具进行结构分析和精度分析；经过本课程设计使学生含有一定设计专用夹具能力和分析生产中和夹含相关技术问题能力。第一章连杆零件机械加工工艺规程编制第一节计算生产纲领，确定生产类型一、计算生产纲领，确定生产类型生产纲领大小对生产组织和零件加工工艺过程起着关键作用，它决定了各工序所需专业化和自动化程度，和所选择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%）依据教材中生产纲领和生产类型及产品大小和复杂程度关系，确定其生产类型。图，为某产品上一个连杆零件。该产品年产量为5000台。设其备品率为25%，机械加工废品率为0.2%，每台产品中该零件数量为1件，现制订该连杆零件机械加工工艺规程。N=Qn（1+a%）（1+b%）=5000*1*（1+25%）（1+0.2%）=6262.5件/年连杆零件年产量为6262.5件，现已知该产品属于轻型机械，依据生产类型和生产纲领关系查阅参考文件，确定其生产类型为大量生产。连杆零件工件图大量生产工艺特征：零件交换性：含有广泛交换性，少数装配精度较高处，采取分组装配法和调整法。毛坯制造方法和加工余：广泛采取金属模机器造型，铸或其它商效方法。毛坯精度高，加工余量小。机床设备及其部署形式：广泛采取商效专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。工艺装备：广泛采取高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法达成精度要求。对工人技术要求：对调整工技术水平要求高，对操作工技术水平要求较低。工艺文件：有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡。成本：较低。生产率：高。工人劳动条件：很好。第二节零件分析一、零件分析（1）加工表面尺寸精度和形状精度。（2）关键加工表面之间相互位置精度。（3）加工表面粗糙度及其它方面表面质量要求。（4）热处理及其它要求。连杆零件图样视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。但基准孔Φ14H8mm要求Ra1.6μm比较高，需要绞孔。本零件两大小头孔加工并不困难。依据零件技术要求，其大小头孔两中心平行度要求比较高，达Φ0.08mm，所以在加工时应设计一夹具来确保两孔中心平行度要求。另外就是该零件油槽加工，分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻至沟槽之内，即能使油路通畅就行。再就是铣小头孔上十字形通槽，需要设计一夹具来加工。二、选择毛坯及毛坯制造方法(1)依据零件用途确定毛坯类型。(2)依据批量（生产纲领）确定毛坯制造方法。(3)依据手册查定表面加工余量及余量公差。依据技术要求，零件材料为ZG310—570，即铸造碳钢。关键化学成份W%关键特征用途举例CSiMnPS小于0.400.500.900.040.04有很好强度、塑性、焊接、性能尚好。轨刚机架模具、箱体、缸体连杆、曲轴等。热处理正火或退火温度[℃]回火温度[℃]870—890620—680机械性能σb[N/mm²]σs[N/mm²]δs[%]φ[%]аk[J/cm²]570310152130按GB/T5613—1995要求，铸钢牌号用“铸”和“钢”两字汉语拼音首位字母“ZG”后加工两组数字表示，第一组数字表示屈服点最低值，第二组数字表示抗拉强度最低值。ZG310—570表示бs≥310MPa，бB≥570MPa铸钢。铸造碳钢碳质量分数通常为0.15%—0.6%，其铸造性能比铸造铁差，但力学性能比铸造铁好。关键用于制造形状复杂，力学性能要求高，而在工艺又很锻压等方法成形比较关键机械零件，比如汽车变速箱壳，机车车辆车销和联轴器等。铸造碳钢牌号，化学成份，力学性能[见表]毛坯制造方法：依据毛坯材料，生产类型，生产纲领及零件复杂程度，毛坯可采取铸成型。零件并不复杂，所以毛坯能够和零件形状尽可能靠近。两孔可无须锻出，直接加工。经过查加工余量表，得两端面总加工余量为3mm，毛坯尺寸能够经过加工余量确定。选择毛坯铸关键依据：铸可铸造形状复杂毛坯，尺寸精度较高，尺寸偏差0.1mm~0.2mm，表面粗糙度Ra为12.5μm，毛坯钎维组织好，强度高，生产率较高，但需要专用锻模及锻锤设备。大批量生产，适于铸造碳素钢，合金钢。锻件加工表面直线度，平面度公差。铸件长度为160mm，热处理为调质时，直线度和平面度公差一般级为1.1mm，精密度为0.7mm。第三节工艺规程设计一、定位基面选择定位基面选择是确定零件机械加工路线，确定加工方案中首先要做关键工作。基面选择得正确、合理是否，将直接影响工件加工质量和生产率。在选择定位基面时，需要同时考虑以下三个问题：以哪一个表面作为加工时精基面或统一基准，才能确保加工精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行?为加工上述精基面或统一基准，应采取哪一个表面作为粗基面?是否有部分工序为了特殊加工要求，需要采取统一基准以外精基面?精基面选择：依据精基面选择标准，选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能情况下，应尽可能选择加工表面设计基准为定位基准。在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选择连杆一个指定端面和小头孔作为关键基面，并用大头孔处指定一侧外圆面作为另一基面。这是因为：端面面积大，定位比较稳定；用小头孔定位可直接控制大小头孔中心距。这么就使各工序定位基准统一起来，降低定位误差。再深入研究一下：依据零件图，连杆零件大小头孔有一端面（即右端面）在一个平面上，所以能够同时加工出来，但另一端面（即左端面）不在一个平面上，这对作为定位基准面来说是不利。所以，在加工时需主意其定位方案合理性。小头孔外圆作为基面，所以小头孔外圆表面加工安排得比较早。在小头孔和大头孔作为定位基面前加工工序且钻孔、扩孔、铰孔，这些工序对于加工后孔和孔平行度不易确保，有时会影响到后续工序加工精度，所以，在加工时应注意，选择合理定位方案。在第一道工序中，工件各个表面全部是毛坯表面，定位和夹紧条件全部较差，而加工余量和切削力全部较大，假如再遇上工件本身刚性差，则对加工精度会有很大影响，所以第一道工序定位和夹紧方法选择，对于整个工艺过程加工精度常有深远影响。连杆加工就是如此。在粗铣中工件怎样定位呢？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，以铣好面定位，铣另一个毛坯面。不过因为毛坯表面不平整，连杆刚性差，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，影响后续工序定位精度。二、连杆零件表面加工方法选择零件各表面加工方法和方案选择，首先要确保加工表面加工精度和表面粗糙度要求，还须考虑生产率和经济性方面要求，在选择时，应依据多种加工方法特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件特点和技术要求，慎重决定。本零件加工面有：大小头孔两端面，小头孔外圆，大小头孔，十字形槽，大小孔端槽及螺纹孔。大小头孔两端面：未注公差，表面粗糙度为Ra3.2μm。需进行粗铣及半精铣。（见教材表3—16）Φ30H11大头孔：公差等级为H11，表面粗糙度为Ra6.3μm，采取钻孔及扩孔即可加工出。（见教材表3-15）小头端Φ10小孔：未注公差及表面粗造度，采取钻加工即可。Φ14H8小头端不通孔：公差等级为H8，表面粗糙度为Ra1.6μm，在已钻出基础上扩孔及铰孔即可达成要求。（见教材表3-15）铣两个宽4mm，8mm十字形通槽：未注公差等级，表面粗糙度为Ra12.5μm，即采取粗铣就能够加工出来。（见教材表3-16）大头端Φ12深20孔及螺纹孔：Φ12mm孔公差等级未注，表面粗糙度Ra12.5μm，先用Φ6钻头钻通，再用Φ12钻头钻至深20mm处，再攻M8螺纹。（见教材表3-15）大头端4mm小槽：未注公差等级，表面粗糙度Ra12.5μm，采取粗铣即可。（见教材表3-15）大头端Φ5油槽：未注公差等级，表面粗糙度Ra12.5μm，采取钻加工即可。（见教材表3-15）零件各表面加工次序确实定①机械加工次序安排依据机械加工次序安排时应遵照标准，考虑到该工件具体特点，先安排大小头孔两端面加工，接着安排钻大小头两孔，再就是铣十字型通槽，再钻大头端Φ6mm、Φ8mm孔，攻M8螺纹，铣大头端槽，最终钻大头端Φ5mm油孔。②热处理工序安排因为毛坯为铸件，在机械加工之前，首先安排正火处理，以消除铸造应力，改善金属组织，细化晶粒，改善切削性能。③辅助工序安排。检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最终安排终止检验。三、制订工艺路线制订工艺路线关键是确定加工方法和划分加工阶段。(1)选择加工方法应以零件加工表面技术条件为依据，关键是加工面尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺原因影响。通常是依据关键表面技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序加工方法，然后再确定其它次要表面加工方法。(2)在各表面加工方法选定以后，就需深入考虑这些加工方法在工艺路线中大致次序，以定位基准面加工为根本，妥善安排热处理工序及其它辅助工序。(3)排加工路线图表。当生产批量不一样时零件工艺路线也会有较大差异，先在列出连杆零件大量生产时工艺路线。工序10：铣连杆零件大小头孔两端面（有两种方案）方案1：大头两端面一起铣，再加工小端两端面。此方案采取定位方案是以连杆大头外形及连杆杆身对称面定位，这种定位方法使工件在夹紧是变形小，同时能够铣工件两端面，使一部分切削力相互抵消，易于得到平面度很好平面。同时因为是以对称面定位，毛坯在加工后外形偏差也比较小。方案2：大头孔小头孔，右端底平面一起铣，再分别铣大小头孔左端面，钻小头端孔，此方案采取定位方案是：以小头孔外圆面用V形块定位及以大头孔左端定位，加工右端面，加工好后以右端底平面定位及小头孔外圆定位。加工另一端，及钻小头孔。采取此种方案能够在定位基准不变情况下同时加工多个面，即减小因基准不重合而产生误差。以上两种方案，各有各优点及缺点，从多个角度考虑，我会选择方案2。工序20：钻小头端Φ10mm通孔，再扩钻孔，铰孔至Φ14H8mm深40mm。工序30：钻大头端Φ30mm通孔，然而扩Φ30H11mm孔。工序40：粗铣宽4mm，8mm十字形通槽。工序50：钻大头端Φ6mm通孔，再用Φ12mm钻头从左端钻至深20mm处，攻右端M8螺纹，深20mm。工序60：粗铣大头端4mm槽。工序70：钻Φ5mm油孔。四、选择加工设备及工艺装备(1)依据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等原因，合理确定机床种类及规格。(2)依据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。(3)依据工件材料和切削用量和生产率要求，选择刀具，应注意尽可能选择标准刀具。(4)依据批量及加工精度选择量具。因为生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辐以少许专用机床流水生产线。工件在各机床上装卸及各机床间传送均由人工完成。①选择机床A，工序10：是粗铣和半精铣。本零件外轮廓尺寸不大。精度要求不是很高，选择X5025。B，工序20，30，50，70：能够在立式钻床上加工。可选择Z5140立式钻床。C，工序40：能够在立式铣床上加工，可选择X5025。D，工序60：可用卧式铣床加工出。可选择X6026。②选择夹具本连杆零件除加工十字型槽和钻Φ12mm孔，攻M8mm螺纹需设计专用夹具外，其它各工序使用通用夹具即可。③选择刀具A，铣十字型槽选错齿三面刃铣刀，零件要求铣刀深度为12mm。铣刀直径应为110~150mm。所以，所选铣刀：十字型通槽宽4mm时，铣刀规格为d=16mm，D=50mm，L=4mm，齿数Z=12。宽8mm时，铣刀规格为d=16mm,D=50mm，L=8mm，齿数Z=12。B，铣大小头两端面时，铣刀选A类可转位面铣刀直径为50mm。C，钻Φ10mm小头端孔至尺寸Φ14H8D，钻、扩Φ30H11mmE，钻Φ6mm大头端孔，再用Φ12mm，钻头钻至深F，攻M8mm螺纹：选择机用丝锥。G，钻Φ5mm大头端油孔：用Φ5④选择量具本零件属大量生产，通常均采取量具，选择量具方法有两种：一是按计量器具不确定度选择；二是按计量具测量方法极限误差选择。A，选择加工孔用量具，可选内径百分尺，选分度植为0.01mm。B，选择加工槽所用量具，选择分度植为0.02mm,测量范围为0~150mm游标尺进行测量。五、加工工序设计、工序尺寸及切削用量计算（1）用查表法确定工序余量。（2）当无基准转换时，工序尺寸及其公差确实定应首先明确工序加工精度。（3）当有基准转换时工序尺寸及其公差应由解算工艺尺寸链取得。（4）确定工序尺寸通常方法是，由加工表面最终工序往前推算，最终工序工序尺寸按零件图样要求标注。当无基准转换时，同一表面数次加工工序尺寸只和工序（或工步）加工余量相关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。切削用量选择单件小批生产时，通常可由操作工人自定，大批生产条件下，工艺规程必需给定切削用量具体数值，选择标准是确保质量前提下含有较高生产率和经济性，含有选择可参考各类工艺人员手册。⑴工序10粗铣及半精铣大小头孔两端面查相关手册平面加工余量表，得半精加工余量Z为1mm，已知端面总余量Z总为3mm，故粗加工余量Z粗=（3-1）mm=2mm。图1.4（a）所表示，半精铣右端面以左端面定位，工序尺寸为：1.4(a)X小精=61-0.5mm,X大精=23mm则粗铣右端面工序尺寸X小精为62mm,X大精为24mm。查教材表3－16平面加工方法，得粗铣加工公差等级为IT11~13，取IT11，其公差T小精=0.13mm，T大精=0.19mm，所以X小精=（62±0.065）mm,X大精=（24±0.095）mm。加工端面工步余量和工序尺寸及公差/mm加工表面工序边余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/um粗半精粗半精粗半精小头孔右端面2162±0.06561±0.0376.33.2大头孔右端面2124±0.09523±0.0266.33.2小头孔左端面2159±0.06558-0.56.33.2大头孔左端面2121±0.09520±0.0266.33.2校核精铣余量Z精Z小精=X小精min−X小精max=[（62−0.13）−(61+0)]mm=0.87mmZ大精=X大精min−X大精max=[（24−0.19）−23]mm=0.81mm故余量足够。查阅相关资料手册，取粗铣每齿进给量fz=0.2mm/z;半精铣每转进给量f=0.05mm/z,粗铣走刀1次，ap=2mm;半精铣走刀1次，ap=1mm。取粗铣主轴转速为150r/min，取半精铣主轴转速为300r/min，又前面已选定铣刀直径D为Φ50mm，故对应切削速度分别为：粗加工Vc=πDn粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min半精加工Vc=πDn粗/1000=3.14*50*300/1000m/min=47.1m/min⑵工序20：钻、扩、铰Φ10孔到Φ14H8加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸深度Φ14钻孔6IT11Φ1240Φ14H8扩孔0.9（单边）IT10（58µm）Φ13.8+0.05840Φ14H8铰孔0.1（单边）IT8（27µm）Φ14+0.02740Φ14H8孔钻、扩、铰余量参考相关资料手册Z扩=0.9mm，Z铰=0.1mm，由此可推算出Z钻=（14/2-0.9-0.1）=6mm。钻、扩、铰Φ10孔到Φ14H8加工余量参考Z25140机床技术参数表，取钻孔Φ14H8进给量f=0.3mm/r，参考相关资料得钻孔Φ12v=0.435m/s=26.1m/n=1000v/Πd=1000*26.1/3.14*12r/min=692.68r/min按机床实际转速取n=630r/min，则实际切削速度为：Vc=∏dn/1000=3.14*12*630/1000m/min=23.74m/查相关资料得：Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N）M=9.81*0.021dof0.8KM（N·m）钻Φ12mm孔FFf=9.81*42.7*12*0.30.8*1N=1918.56NM=9.81*0.021*12²*0.30.8*1N·m=11.32N·m扩孔Φ13.8mm，参考相关资料，并参考机床实际进给量，取f=0.3mm参考相关资料，扩孔切削速度为钻孔是1/2-1/3，故取扩孔时=1/2*23.74m/min=11.87m由此算出转速为：n=1000v/Πd=1000*11.87/3.14*13.8r/min=273.93r/min按机床实际转速取n=300r/min。参考相关资料，取铰孔切削速度为Vc=0.3m/s=18m/由此算出转速为：n=1000v/Πd=1000*18/3.14*14r/min=409.46r/min按机床实际转速取为n=400r/min。则实际切削速度为：Vc=∏dn/1000=3.14*14*400/1000m/min=17.58m工序30：钻、扩大头端Φ30H11mmΦ30H11mm孔，扩余量参考相关手册取Z扩=0.9由此可算出Z钻=（30/2-0.9）=14.1mm钻、扩、大头端Φ30H11mm加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸Φ30H11钻孔14.1—Φ28.2Φ30H11扩孔0.9（单边）H11Φ30+0.13参考Z25140机床技术参数表，取钻孔Φ30H11mm进给量取f=0.4mm参考相关资料，得钻孔Φ28.2mm切削速度Vc=0.445m/s=126.7m由此可算出转速为：n=1000v/Πd=1000*26.7/3.14*28.2r/min=301.5r/min按机床实际转速取n=300r/min，则实际切削速度为：Vc=∏dn/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56m/查相关资料得：Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N）M=9.81*0.021dof0.8KM（N·M）所以Φ30Ff和M以下：Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1N=5675.4NM=9.81*0.021*28.2²*0.40.8*1N·M=78.71N·M扩Φ30H11mm孔，参考机床实际进给量取f=0.4mm参考相关资料，扩孔切削速度为钻孔时1/2—1/3，故取扩孔时=1/2*26.56m/min=13.28m/由此可算出转速为：n=1000v/Πd=1000*13.28/3.14*30r/min=140.98r/min按机床实际转速取n=400r/min。⑷确定铣槽时工序尺寸。粗铣就可达成零件图样要求，则该工序尺寸：槽宽4mm、8mm、深12mm⑸钻大头端Φ12mm本工序切削用量及其它次要工序设计略。六、时间定额计算（一）计算工序20、30时间定额机动时间。参考相关资料，得钻孔计算公式为：Tj=（l+l1+l2）/fnL1=D/2cotkr+（1~2）L2=1~4，钻盲孔时l2=0。对钻Φ12mmL1=D/2cotkr+（1~2）=[12/2cot（118°/2）+1.5]mm≈5.1mmL=40mm，取l2=0将以上数据及前面已选定f及n代入公式得：Tj=（40+5.1+0）/0.3*630min≈0.24min参考相关资料，得扩孔计算公式为：Tj=（l+l1+l2）/fnL1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）扩盲孔和铰盲控时l2=0。对扩孔Φ13.8mmL1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（13.8-12）/2cot60°+1.5]mm≈2L=40mm，取l2=0将以上数据及前面已选定f及n代入公式得：Tj=（40+2+0）/0.3*300min≈0.47min对铰孔Φ14mmL1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（14-13.8）/2cot45°+1.5]mm≈1.6将以上数据及前面已选定f及n代入公式得：Tj=（40+1.6+0）/0.3*400min≈0.35min总机动时间Tj（既基础时间tb）为：Tb=（0.24+0.47+0.35）=1.06min。（二）计算工序30时间定额机动时间。参考相关资料得钻孔计算公式为：Tj=（l+l1+l2）/fnL1=D/2cotkr+（1~2）L2=1~4，钻盲孔时l2=0。对钻Φ28.2mmL1=D/2cotkr+（1~2）=[28.2/2cot（118°/2）+1.5]mm≈9.96mmL=21.5mm，取l2=3将以上数据及前面已选定f及n代入公式得：Tj=（21.5+9.96+3）/0.4*300min≈0.29min参考相关资料，得扩孔计算公式为：Tj=（l+l1+l2）/fnL1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）扩盲孔时l2=0。对扩孔Φ30mmL1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（30-28.2）/2cot60°+1.5]mm≈2L=21.5mm，取l2=3将以上数据及前面已选定f及n代入公式得：Tj=（21.5+2+3）/0.4*140min≈0.47min②总机动时间Tj（既基础时间tb）为：Tb=（0.29+0.47）=0.76min。其它时间定额计算略。七、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡①工艺过程综合卡片简明写明各道工序，作为生产管理使用。②工艺卡片具体说明整个工艺过程，作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程一个工艺文件，除写明工序内容外，还应填写工序所采取切削用量和工装设备名称、代号等。③工序卡片用于指导工人进行生产更为具体工艺文件，在大批量生产关键零件关键工序才使用。（1）简图可按百分比缩小，用尽可能少投影视图表示。简图也能够只画出和加工部位相关局部视图，除加工面、定位面夹紧面、关键轮廓面，其它线条可省略，以必需、明了为度。（2）被加工表面用粗实线（或红线）表示，其它均用细实线。应标明本工序工序尺寸，公差及粗糙度要求。（3）定位、夹紧表面应以要求符号标明。工艺文件详见表第二章连杆零件夹具设计（钻夹具设计）第一节机床夹具设计基础要求和通常步骤一、对专用夹具基础要求1.确保工件加工精度专用夹具应有合理定位方案，标注适宜尺寸、公差和技术要求，并进行必需精度分析，确保夹具能满足工件加工精度要求。2.提升生产效率应依据工件生产批量大小设计不一样复杂程度高效夹具，以缩短辅助时间，提升生产效率。3.工艺性好专用夹具结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专用夹具制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配确保时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置合适调整间隙，采取可修磨垫片等。4.使用性好专用夹具操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必需时可设置排屑结构。5.经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应依据生产纲领对夹具方案进行必需经济分析，以提升夹具在生产中经济效益。二、专用夹具设计步骤1.明确设计任务和搜集设计资料夹具设计第一步是在已知生产纲领前提下，研究被加工零件零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容关键是了解工件结构特点、材料；确定本工序加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用机床、刀具、量具等。其次是依据设计任务搜集相关资料，如机床技术参数，夹具零部件国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可搜集部分同类夹具设计图样，并了解该厂工装制造水平，以供参考。2.拟订夹具结构方案和绘制夹具草图确定工件定位方案，设计定位装置。确定工件夹紧方案，设计夹紧装置。确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。确定夹具和机床连接方法，设计连接元件及安装基面。确定和设计其它装置及元件结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。确定夹具体结构形式及夹具在机床上安装方法。绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。进行必需分析计算工件加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置夹具，需计算夹紧力。当有多个夹具方案时，可进行经济分析，选择经济效益较高方案。3.审查方案和改善设计夹具草图画出后，应征求相关人员意见，并送相关部门审查，然后依据依据她们意见对夹具方案作深入修改。4.绘制夹具装配总图夹具总装配图应按国家制图标准绘制。绘图百分比尽可能采取1：1。主视图按夹具面对操作者方向绘制。总图应把夹具工作原理、个种装置结构及其相互关系表示清楚。夹具总图绘制次序以下：用双点划线将工件外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图适宜位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上线条。依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。标注必需尺寸、公差和技术要求。编制夹具明细表及标题栏。完整夹具装配总图参阅“夹具图册”中图。5.绘制夹具零件图夹具中非标准零件均要画零件图，并按夹具总图要求，确定零件尺寸、公差及技术要求。第二节连杆零件钻床夹具设计图a所表示为连杆类零件连杆工件图（a）一、零件本工序加工要求分析=1\*GB3①钻Φ12孔和钻Φ7螺纹底孔；②钻Φ12孔，其深为20；再用Φ7钻通，攻为M8；③钻出Φ12孔和Φ7螺纹底孔总长度为40mm。本工序前已加工表面以下：同时铣大小一端面（两工件一起加工）；同时铣大小一端面（两工件一起加工）；钻，铰Φ30H11孔并倒角；钻，铰Φ14H8孔并倒角。本工序使用机床为Z5125立钻；刀具为通用标准刀具。二、确定夹具类型本工序所加工两孔（Φ12孔和Φ7螺纹底孔），在一条直线上，孔径不大，工件质量较小，轮廓尺寸也不是很大，所以采取移动式钻模。三、拟订定位方案和选择定位元件⑴定位方案依据工件结构特点，其定位方案以下。①以Φ30H11大头端孔及Φ14H8小头端孔作为定位基准。再选Φ30H11大头端孔左端面为定位基准，限制工件6个自由度，图所表示：图所表示：用小头端孔作定位基准，用心轴定位限制x、y、x、y。用大头端孔作定位基准，用螺纹心轴定位，限制z。用大头端左端面作为定位基准，限制了z。②以大头端Φ30H11孔及小头端Φ14H8孔作为定位基准，再选大小头端左端面作为定位基准。也限制了工件6个自由度。图所表示：(a)(b)两种定位方案图所表示：以大头孔作为定位基准限制了z转动；以小头孔作为定位基准限制了x移动和y移动及x转动和y转动。以大、小头孔作为定位基准限制了z移动。方案①此定位方案有效制了工件6个自由度，且定位合理。方案②此定位方案有效制了工件6个自由度，但定位元件比较浪费，且有过定位现象。所以，从以上分析比较，采取方案①比较经济合理，且又能确保要求。⑵选择定位元件依据定位方法，选择带台阶心轴安装在工件部分为小头端，Φ14H8孔选择螺纹心轴安装在工件部分为大头端Φ30H11孔。选择可调支承钉。⑶定位误差计算①加工Φ12孔时Φ30H11孔最大间隙定位误差计算。因为零件是一面两销定位，因为孔和心轴存在最大配合间隙，所以在钻Φ12孔时会产生直线位移误差。计算以下：经表查得：Φ30H11孔上下偏差分别为+0.13，0；Φ29.96h6轴上下偏差分别为0，-0.013。△D=△B+△Y=δd1+ΔD1+X1min=X1max=30.13-29.947=0.183㎜＜1/3δK加工Φ7螺纹底孔和加工Φ12孔在一条直线上，所以Φ7螺纹底孔定位误差计算和Φ12孔定位误差计算相同。因为加工要求不高，其它精度能够无须计算。四、确定夹具方案参考夹具资料，采取螺钉11在Φ30H11孔上端面夹紧工件。图所表示：五、确定引导元件（钻套类型及结构尺寸）=1\*GB2⑴对Φ12孔，钻套采取可换钻套。当工件为单一钻孔工步，大批量生产时，为便于更换磨损钻套，选择可换钻套。钻套和衬套（GB/T6623-91）之间采取F7/K6或F7/m6配合，衬套和钻摸板之间采取H7/n6配合。当钻摸磨损后，可卸下螺钉（GB/T2268-91），更换新钻套。螺钉能预防钻套加工时转动及退刀时脱落。钻孔时钻套内径Φ12mm，外径Φ18mm；衬套内径Φ18mm，外径麻花钻选择Φ11.8㎜。⑵对Φ7螺纹底孔。钻套采取可换钻套。麻花钻选择Φ6.8㎜。各引导元件至定位元件间位置尺寸分别为（15±0.03）㎜和（18±0.05）㎜，各钻套轴线对基面达成直线允差为0.02㎜。六、夹具精度分析和计算由图可知，所设计夹具需确保加工要求有：尺寸Φ30H11孔和其配合心轴之间最大转动允差为0.183㎜，其它尺寸因精度要求较低无须进行验算外，其精度验算以下：△D=△B+△Y=δd1+ΔD1+X1min=X1max=30.13-29.947=0.183㎜＜2/3δK所以此夹具能够确保Φ30H11孔加工要求和平行度要求钻床夹具总装图机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称连杆零件共7页第1页车间工序号工序名称材料牌号10粗—半精铣大、小头孔左、右端面ZG310~570毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件40*58*15911设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X50251夹具编号夹具名称切削液粗铣、半精铣大、小头孔左、右端面夹具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粗铣大、小头孔右端面通用铣床夹具15023.550.221半精铣大、小头孔右端面通用铣床夹具30047.10.0511粗铣大、小头孔左端面通用铣床夹具15023.550.221半精铣大、小头孔左端面通用铣床夹具30047.10.0511设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标识处数更改文件号签字日期标识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零件名称连杆零件共7页第2页车间工序号工序名称材料牌号20钻小头端Φ10通孔，再扩铰之Φ14H8ZG310~570毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件40*20*15911设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z51401夹具编号夹具名称切削液通用钻床夹具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钻小头端Φ10mm通孔通用钻床夹具63023.740.30.24选择锥柄麻花钻扩钻孔至Φ14mm通用钻床夹具300180.30.47选择锥柄麻花钻铰孔至Φ14H8mm选择锥柄机用绞刀40017.580.30.35设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标识处数更改文件号签字日期标识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零件名称连杆零件共7页第3页车间工序号工序名称材料牌号30钻、扩大头端Φ30H11mm孔ZG310~570毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件40*20*15911设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z51401夹具编号夹具名称切削液钻床、通用夹具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钻Φ30H11mm孔钻床、通用夹具30026.560.40.29选择锥柄麻花钻扩Φ30H11mm孔钻床、通用夹具40013.280.40.47锥柄扩孔复合钻设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标识处数更改文件号签字日期标识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零件名称连杆零件共8页第4页车间工序号工序名称材料牌号40铣宽4mm、8mm十字型通槽ZG310~570毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件40*20*15911设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X50251夹具编号夹具名称切削液专用夹具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4mm、8mm十字型槽专用夹具选择错齿三面刃铣刀设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标识处数更改文件号签字日期标识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零件名称连杆零件共7页第5页车间工序号工序名称材料牌号50钻大头端Φ6mm通孔，用Φ12mm钻头扩钻Φ6mmZG310~570毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件40*20*15911设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z51401夹具编号夹具名称切削液专用夹具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钻大头端Φ6mm专用夹具锥柄麻花钻用Φ12mm钻头扩钻Φ6mm专用夹具锥柄麻花钻攻M8螺纹专用夹具机用丝锥设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标识处数更改文件号签字日期标识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零件名称连杆零件共8页第6页车间工序号工序名称材料牌号60铣大头端4mm槽ZG310~570毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件40*20*15911设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X50251夹具编号夹具名称切削液通用夹具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粗铣大头端4mm槽通用夹具设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标识处数更改文件号签字日期标识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零件名称连杆零件共7页第7页车间工序号工序名称材料牌号70钻5mm油孔ZG310~570毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件40*20*15911设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z51401夹具编号夹具名称切削液通用夹具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钻5mm油孔通用夹具设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标识处数更改文件号签字日期标识处数更改文件号签字日期工艺卡片产品型号零件图号产品名称零件名称连杆零件共2页第1页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数零件毛重（Kg）零件净重（Kg）材料消耗定额每台产品零件数每批数量ZG310~570铸件40*20*15911工序安装工步工序内容设备工艺装备名称及编号工时（分）名称及型号编号夹具切削工具量具、辅具准终铸造热处理:退火10A1粗铣大、小头端右端面保持尺寸，并确保表面粗糙度Ra为3.2μmX5025铣床、通用夹具A类可转位面铣刀游标卡尺2粗铣大、小头端左端面X5025铣床、通用夹具A类可转位面铣刀游标卡尺20A1钻小头端Φ10mm通孔，Z5140钻床、通用夹具锥柄麻花钻内径百分尺2再扩钻孔Φ10mm孔至40mm，Z5140钻床、通用夹具锥柄扩孔钻内径百分尺3铰孔至Φ14H8mm深40mm。并确保表面粗糙度Ra为1.6μm、Z5140钻床、通用夹具锥柄机用丝锥内径百分尺30A1钻大头端Φ30mm通孔Z5140钻床、通用夹具锥柄麻花钻内径百分尺2扩Φ30H11mm孔，并确保表面粗糙度Ra为6.3μm、Z5140钻床、通用夹具锥柄扩孔钻内径百分尺40A1,铣宽4mm，8mm十字形通槽X5025专用夹具错齿三面刃铣刀游标卡尺设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标识处数更改文件号签字日期标识处数更改文件号签字日期工艺卡片产品型号零件图号产品名称零件名称连杆零件共2页第2页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数零件毛重（Kg）零件净重（Kg）材料消耗定额每台产品零件数每批数量ZG310~570铸件40*20*15911工序安装工步工序内容设备工艺装备名称及编号工时（分）名称及型号编号夹具切削工具量具、辅具准终50A1钻大头端Φ6mm通孔Z5140钻床、通用夹具锥柄麻花钻内径百分尺2用Φ12mm钻头从左端钻至深20mmZ5140钻床、通用夹具锥柄扩孔钻内径百分尺3攻右端M8螺纹，深20mmZ5140钻床、通用夹具锥柄机用丝锥内径百分尺60A1铣大头端4mm槽X5025铣床、通用夹具错齿三面刃铣刀游标卡尺70A1钻Φ5mm油孔Z5140钻床、通用夹具直柄麻花钻内径百分尺80检验90入库设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化