連桿零件加工工藝及專(zhuān)用鉆床夾具的設(shè)計(jì)

連桿零件加工工藝及專(zhuān)用鉆床夾具的設(shè)計(jì)江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(屆)設(shè)計(jì)(論文)題目連桿零件加工工藝及專(zhuān)用鉆床夾具的 設(shè)計(jì) 辦學(xué)點(diǎn)(系)專(zhuān)業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 連桿零件加工工藝及專(zhuān)用鉆床夾具的設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)是關(guān)于連桿零件的加工工藝規(guī)程和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，以介紹設(shè)計(jì)方法為宗旨，著重實(shí)力，力圖做到內(nèi)容完整、詳實(shí)。這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來(lái)，鞏固了所學(xué)知識(shí)的作用。首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。設(shè)計(jì)零件的工藝規(guī)程以及對(duì)典型夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與精度分析；通過(guò)本課程的設(shè)計(jì)使學(xué)生具有一定的設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具的能力和分析生產(chǎn)中與夾具有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題的能力。第一章引言···························第二章連桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制···············計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型··················零件的分析··························選擇毛坯及毛坯制造方法····················工藝規(guī)程設(shè)計(jì)·························定位基面的選擇·······················連桿零件表面加工方法的選擇·················制定工藝路線(xiàn) 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 加工工序設(shè)計(jì)、工序尺寸及切削用量的計(jì)算 時(shí)間定額計(jì)算 9第三章連桿零件的夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟 對(duì)專(zhuān)用夾具的基本要求 連桿零件的鉆床夾具設(shè)計(jì)····················零件本工序的加工要求分析··················擬訂定位方案和選擇定位元件··················繪制夾具總裝圖························第四章總結(jié)···························參考文獻(xiàn)······························致謝·······························第一章引言機(jī)械制造工藝規(guī)程的制定需選擇機(jī)械加工余量，機(jī)械加工余量的大小，不僅影響機(jī)械零件的毛坯尺寸，而且也影響工藝裝備的尺寸，設(shè)備的調(diào)整，材料的消耗，切削用量的選擇，加工工時(shí)的多少。因此，正確的確定機(jī)械加工余量，對(duì)于節(jié)約金屬材料，降低刀具損耗，減少工時(shí)，從而降低產(chǎn)品制造成本，保證加工質(zhì)量具有十分重要的意義。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，廣泛的收集各種資料及標(biāo)準(zhǔn)，課程設(shè)計(jì)中另一個(gè)重要的設(shè)計(jì)為專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)。專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)是為了特殊加工工序的技術(shù)要求的加工。夾具是機(jī)械制造廠(chǎng)使用的一種工藝裝備,分為機(jī)床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱(chēng)機(jī)床夾具，如車(chē)床上使用的三爪自定心卡盤(pán)、銑床上使用的平口虎鉗等。第二章連桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過(guò)程起著重要的作用，它決定了各工序所需專(zhuān)業(yè)化和自動(dòng)化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。零件生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算。N=Qn(1+a%)(1+b%)根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系，確定其生。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為5000臺(tái)。設(shè)其備品率為25%，機(jī)械加工廢品率為%，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為1件，現(xiàn)制定該連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。N=Qn(1+a%)(1+b%)=5000*1*(1+25%)(1+%)連桿零件工件=件/年連桿零件的年產(chǎn)量為件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻(xiàn)，確定其生產(chǎn)類(lèi)型為大量生產(chǎn)。零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處，采用分組裝配1.毛坯的制造方法和加工余：廣泛采用金屬模機(jī)器造型，鑄或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。2.機(jī)床設(shè)備及其布置形式：廣泛采用商效專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床，按流水線(xiàn)和自動(dòng)排列設(shè)備。3.工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復(fù)合刀具，專(zhuān)用量具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置，靠調(diào)整法達(dá)到精度要求。零件的分析(1)加工表面的尺寸精度和形狀精度。(2)主要加工表面之間的相互位置精度。(3)加工表面的粗糙度及其他方面的表面質(zhì)量要求。(4)熱處理及其他要求。選擇毛坯及毛坯制造方法(1)根據(jù)零件用途確定毛坯類(lèi)型。(2)根據(jù)批量(生產(chǎn)綱領(lǐng))確定毛坯制造方法。(3)根據(jù)手冊(cè)查定表面加工余量及余量公差。根據(jù)技術(shù)要求，零件材料為ZG310—570，即鑄造碳鋼。如表2-1。按GB/T5613—1995規(guī)定，鑄鋼牌號(hào)用“鑄”和“鋼”兩字漢語(yǔ)拼音首位字母“ZG”后加工兩組數(shù)字表示。根據(jù)毛坯的材料，生產(chǎn)類(lèi)型，生產(chǎn)綱領(lǐng)及零件的復(fù)雜程度，毛坯可采用鑄零件并不復(fù)雜，因此毛坯可以與零件的形狀盡量接近。兩孔可不必鍛出，通過(guò)查加工余量表，得兩端面的總加工余量為3mm，毛坯尺寸可以通過(guò)加工數(shù)一般為%—%，其鑄造性能比鑄造鐵差，但力學(xué)性能比鑄造鐵好。主要用于制造形狀復(fù)雜，力學(xué)性能要求高，而在工藝又很鍛壓等方法成形的比較重要的機(jī)表2-1鑄造碳鋼熱處理及機(jī)械性能主主要特性有較好強(qiáng)度、塑性、焊接、性能尚用途舉例軌剛機(jī)架模具、箱體、缸體連桿、曲軸等。回火溫度[℃]620—680CSiMnPS不大于正火或退火溫度[℃]870—890b570310選擇毛坯鑄的主要依據(jù)：鑄可鍛造形狀復(fù)雜的毛坯，尺寸精度較高，尺寸偏差~，表面粗糙度Ra為μm，毛坯的釬維組織好，強(qiáng)度高，生產(chǎn)率較高，但需要專(zhuān)用鍛模及鍛錘設(shè)備。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)定位基面的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線(xiàn)，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇得正確、合理與否，將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)在選擇定位基面時(shí)，需要同時(shí)考慮以下三個(gè)問(wèn)題：(1)以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工精度，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程順利地進(jìn)行。(2)為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為粗基面。(3)是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ?，需要采用統(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基精基面的選擇：根據(jù)精基面的選擇原則，選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基連桿零件表面加工方法的選擇零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，還須考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性方面的要求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要本零件的加工面有：大小頭孔兩端面，小頭孔外圓，大小頭孔，十字形槽，大小孔端槽及螺紋孔。零件各表面加工順序的確定①機(jī)械加工順序安排根據(jù)機(jī)械加工順序安排時(shí)應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點(diǎn)，先安面的加工，接著安排鉆大小頭兩孔，再就是銑十字型通槽，再②熱處理工序的安排由于毛坯為鑄件，在機(jī)械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力，改善金屬組織，細(xì)化晶粒，改善切削性能。③輔助工序的安排。檢驗(yàn)工序：在熱處理工序后安排中間檢驗(yàn)工序，最后安排終結(jié)檢驗(yàn)。制定工藝路線(xiàn)制定工藝路線(xiàn)主要是確定加工方法和劃分加工階段。(1)選擇加工方法應(yīng)以零件加工表面的技術(shù)條件為依據(jù)，主要是加工面的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度，并綜合考慮各個(gè)方面工藝因素的影響。(2)在各表面加工方法選定以后，就需進(jìn)一步考慮這些加工方法在工藝路線(xiàn)中的大致順序，以定位基準(zhǔn)面的加工為主線(xiàn)，妥善安排熱處理工序及其他輔助當(dāng)生產(chǎn)批量不同時(shí)零件的工藝路線(xiàn)也會(huì)有較大的差別，先在列出連桿零件大量生產(chǎn)時(shí)的工藝路線(xiàn)。選擇加工設(shè)備及工藝裝備(1)根據(jù)零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素，合理確定機(jī)床種類(lèi)及規(guī)格。格(2)根據(jù)質(zhì)量、效率和經(jīng)濟(jì)性選擇夾具種類(lèi)和數(shù)量。(3)根據(jù)工件材料和切削用量以及生產(chǎn)率的要求，選擇刀具，應(yīng)注意盡量選(4)根據(jù)批量及加工精度選擇量具。由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線(xiàn)。加工工序設(shè)計(jì)、工序尺寸及切削用量的計(jì)算(1)用查表法確定工序余量。(2)當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，工序尺寸及其公差的確定應(yīng)首先明確工序的加工精(3)當(dāng)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)的工序尺寸及其公差應(yīng)由解算工藝尺寸鏈獲得。(4)確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。單件小批生產(chǎn)時(shí)，一般可由操作工人自定，大批生產(chǎn)條件下，工藝規(guī)程必須給定切削用量的詳細(xì)數(shù)值，選擇的原則是確保質(zhì)量的前提下具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，具有選用可參考各類(lèi)工藝人員手冊(cè)。查有關(guān)手冊(cè)平面加工余量表，得半精加工余量Z為1mm，已知端面總余量如表2-2所示，半精銑右端面以左端面定位，工序尺寸為：表2-2鉆、擴(kuò)、大頭端Φ30H11mm的孔的加工余量表加工表加工表面加工方法余量公差等級(jí)工序尺寸鉆孔—Φ擴(kuò)孔(單邊)H11參考有關(guān)資料，得鉆孔Φmm的切削速度Vc=s=min。由此可算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/Πd=1000**r/min=r/min按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=300r/min，則實(shí)際切削速度為：Vc=∏dn/1000=**300/1000=m/min查有關(guān)資料得：擴(kuò)Φ30H11mm的孔，參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量取f=mm/r。參考有關(guān)資料擴(kuò)孔切削速度為鉆孔時(shí)的1/2—1/3，故取擴(kuò)孔時(shí)=1/2*m/min=min。由此可算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/Πd=1000**30r/min=r/min按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=400r/min。⑷確定銑槽時(shí)的工序尺寸。粗銑就可達(dá)到零件圖樣的要求，則該工序尺m本工序的切削用量及其余次要工序設(shè)計(jì)略。則粗銑右端面工序尺寸為IT11~13，取查閱有關(guān)資料手冊(cè)，取粗銑的每齒進(jìn)給量fz=z;半精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=z,取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min，取半精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，又前面粗加工Vc=πDn粗/1000=*50*150/1000m/min=min半精工Vc=πDn粗/1000=*50*300/1000m/min=m/min面的工步余量和工序尺寸及公差工工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/um62±61±24±23±21±20±工序邊余量/mm21212121加工表面小頭孔右端面大頭孔右端面小頭孔左端面大頭孔左端面n=1000v/Πd=1000**12r/min=r/min按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=630r/min，則實(shí)際切削速度為：Vc=∏dn/1000=*12*630/1000m/min=minmm參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量，取f=mm/r，參考有關(guān)資料，擴(kuò)孔切削速度為鉆孔是的1/2-1/3，故取擴(kuò)孔時(shí)=1/2*m/min=m/min。n=1000v/Πd=1000**r/min=r/min。按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=300r/min。參考有關(guān)資料，取鉸孔的切削速度為Vc=m/s=18m/min。n=1000v/Πd=1000*18/*14r/min=r/min。按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取為n=400r/min。則實(shí)際切削速度為：Vc=∏dn/1000=*14*400/1000m/min=m/min。時(shí)間定額計(jì)算(1)機(jī)動(dòng)時(shí)間。參考有關(guān)資料，得鉆孔的計(jì)算公式為：Tj=(l+l1+l2)/fnL1=D/2cotkr+(1~2)L鉆盲孔時(shí)l2=0。L1=D/2cotkr+(1~2)=[12/2cot(118°/2)+]mm≈L=40mm，取l2=0mm。參考有關(guān)資料，得擴(kuò)孔的計(jì)算公式為：Tj=(l+l1+l2)/fnL1=(D-d1)/2cotkr+(1~2)l2=0。L1=(D-d1)/2cotkr+(1~2)=[()/2cot60°+]mm≈2mmL=40mm，取l2=0mm。Tj=(40+2+0)/*300min≈L1=(D-d1)/2cotkr+(1~2)=[()/2cot45°+]mm≈mmTj=(40++0)/*400min≈(2)總機(jī)動(dòng)時(shí)間Tj(既基本時(shí)間tb)為：Tb=(++)=min。(1)機(jī)動(dòng)時(shí)間。參考有關(guān)資料得鉆孔的計(jì)算公式為：Tj=(l+l1+l2)/fnL1=D/2cotkr+(1~2)L鉆盲孔時(shí)l2=0。L1=D/2cotkr+(1~2)=[2cot(118°/2)+]mm≈L=，取l2=3mm。Tj=(++3)/*300min≈參考有關(guān)資料，得擴(kuò)孔的計(jì)算公式為：Tj=(l+l1+l2)/fnL1=(D-d1)/2cotkr+(1~2)L1=(D-d1)/2cotkr+(1~2)=[()/2cot60°+]mm≈2mmL=，取l2=3mm。Tj=(+2+3)/*140min≈(3)總機(jī)動(dòng)時(shí)間Tj(既基本時(shí)間tb)為：Tb=(+)=min。第三章連桿零件的夾具設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟對(duì)專(zhuān)用夾具的基本要求1.保證工件的加工精度專(zhuān)用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿(mǎn)足工件的加工精度要求。2.工藝性好專(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。3.使用性好專(zhuān)用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)步驟1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定2.擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。確定對(duì)刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預(yù)定位裝置及吊裝確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。連桿零件的鉆床夾具設(shè)計(jì)零件本工序的加工要求分析本工序前已加工的表面如下：○1同時(shí)銑大小一端面(兩工件一起加工)；同時(shí)銑大小一端面(兩工件一起加工)；本工序使用機(jī)床為Z5125立鉆；刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。確定夾具類(lèi)型本工序所加工兩孔(Φ12孔和Φ7螺紋底孔)，位于一條直線(xiàn)上，孔徑不大，工件質(zhì)量較小，輪廓尺寸也不是很大，因此采用移動(dòng)式鉆模。擬訂定位方案和選擇定位元件⑴定位方案根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下。①以Φ30H11的大頭端孔及Φ14H8的小頭端孔作為定位基準(zhǔn)。再選Φ30H11如圖所示：用小頭端孔作定位基準(zhǔn)，用心軸定位限制x、y、x、y。以大頭端Φ30H11的孔及小頭端Φ14H8的孔作為定位基準(zhǔn)，再選大小頭端有過(guò)定位現(xiàn)象。因此，從以上的分析比較，采用方案①比較經(jīng)濟(jì)合理，且又能保證要求。⑵選擇定位元件根據(jù)定位方式，選用帶臺(tái)階的心軸安裝在工件部分為小頭端，Φ14H8的孔選用螺紋心軸安裝在工件部分為大頭端Φ30H11的孔。選擇可調(diào)支承釘。⑶定位誤差計(jì)算H定位誤差的計(jì)算。由于零件是一面兩銷(xiāo)定位，由于孔與心軸存在最大配合間隙，因此在經(jīng)表查得：Φ30H11孔的上下偏差分別為+，0；DBYd1D11min=X1max由于加工要求不高，其他精度可以不必計(jì)算。繪制夾具總裝圖(1)對(duì)Φ12孔，鉆套采用可換鉆套。當(dāng)工件為單一鉆孔工步，大批量生產(chǎn)時(shí)，為便于更換磨損的鉆套，選用可換鉆套。鉆套與襯套(GB/T6623-91)之間后，可卸下螺釘(GB/T2268-91)，更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)及退刀時(shí)脫落。鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑Φ12+0.034mm，外徑Φ18+0.012mm；襯套內(nèi)徑Φ18+0.034mm，外徑+0.016+0.001+0.0166+0.028mm；鉆套端面至加工面的距離取12㎜。(2)對(duì)Φ7的螺紋底孔。鉆套采用可換鉆套。各引導(dǎo)元件至定位元件間的位置尺寸分別為(15±)㎜和(18±)㎜，各鉆套軸線(xiàn)對(duì)基面達(dá)到直線(xiàn)允差為㎜。第四章總結(jié)在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，以前上課沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來(lái)，起到了穿針引線(xiàn)的作用，鞏固了所學(xué)知識(shí)的作用。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。參考文獻(xiàn)[1]顧崇衍.機(jī)械制造工藝學(xué).科技技術(shù)出版社[M].陜西：陜西人民出版社，2010:123-128.[2]倪森壽.機(jī)械制造工藝與裝備[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2011:32-36.[3]張進(jìn)生.機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]