K112-連桿的工藝及鉆Φ25孔夾具設(shè)計【中心距100】
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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 13
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計
題 目：連桿的機械加工工藝規(guī)程及
Φ25孔加工的工藝設(shè)備
班 級： 機械05-6
姓 名： 王大可
指導(dǎo)教師： 張興元
完成日期：2008.6.30
一、設(shè)計題目
連桿的機械加工工藝規(guī)程及Φ25孔加工的工藝設(shè)備
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計說明書(5000～8000字) 1份
四、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
設(shè)計“連桿夾具”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制出連桿夾具零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設(shè)計說明書。
在機械制造工業(yè)中,完成工件所需要的加工工序時,常通過使用夾具來提高生產(chǎn)效率,提高加工精度,減少次品,改善操作的勞動強度。連桿零件的加工就是一個很好的例子。連桿零件雖然不大,加工精度一般,但是生產(chǎn)量大。按傳統(tǒng)的方法加工,即劃線-打洋沖眼-鉆孔,卡若干次,無形中延長了單件的加工時間,減低了工作率,且易造成操作中因定位不準(zhǔn)而產(chǎn)生的誤差,影響加工精度。連桿夾具設(shè)計的課題，設(shè)計宗旨是確保質(zhì)量的前提下,改善加工條件,提高工作效率。
Abstract
The machine of the design"connect pole tongs" spare parts process craft regulations and craft material, and draw connect pole tongs spare parts diagram, semi-finished product diagram, tongs assemble diagram, fill in craft card, draw up a course design manual.
In the machine manufacture industry, completion when what work piece need process a work preface, often pass usage tongs to the exaltation produce efficiency, exaltation process accuracy, decrease time article, improvement operation of labor strength.Connect the process of pole spare parts is a good example.Connect although the pole spare parts be not big and process accuracy general, produce have great capacity.The method which press the tradition process, namely lineation-dozen ocean blunt eye-drill a hole, some card, invisibly extension list process of piece time, turned down work rate, and easy result in in operation because of fixed position prohibit but creation of error margin, influence process accuracy.Connect the pole tongs topic of design, design the aim be the premise which insure quality bottom, improvement process a condition, exaltation work efficiency.
目 錄
序言…………………………………………………………… 1
1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定……………………… 2
1.1零件的工藝分析………………………………………… 2
1.2零件的生產(chǎn)類型 …………………………………………2
2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 …………………3
2.1選擇毛坯 …………………………………………………3
2.2確定機械加工余量 ………………………………………3
2.3確定毛坯尺寸 ……………………………………………3
2.4設(shè)計毛坯 …………………………………………………3
3選擇加工方法，制定工藝路線…………………………… 4
3.1定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………… 4
3.2零件表面加工方法的選擇……………………………… 4
3.3制定工藝路線…………………………………………… 4
4工序設(shè)計…………………………………………………… 6
4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備……………………………… 6
4.2確定工序尺寸（工序Ⅴ）……………………………… 6
5確定切削用量及基本時間（工序Ⅴ）…………………… 8
5.1切削用量的計算………………………………………… 8
5.2基本時間tm的計算………………………………………8
5.3輔助時間的計算………………………………………… 9
6夾具設(shè)計……………………………………………………10
6.1定位方案…………………………………………………10
6.2定位誤差分析及計算……………………………………10
6.3夾緊機構(gòu)…………………………………………………10
6.4導(dǎo)向裝置…………………………………………………10
6.5夾具與機床連接元件……………………………………10
6.6夾具體……………………………………………………10
7設(shè)計體會……………………………………………………11
8體會與展望…………………………………………………12
9參考文獻……………………………………………………13
序言
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計使我們學(xué)完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，通過該課程設(shè)計，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合， 鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及對自己未來將從事的工作進行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。
1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1零件的工藝分析
機床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中應(yīng)深入實際，進行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，再進行具體的設(shè)計。通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該零件表面需要均需切削加工，而加工精度和表面粗糙度都沒有指出，所以忽略不計。
本工序狀態(tài):連桿小端Φ10擴鉆11.8及大端M8和Φ10。及其兩端面和小端兩端面均加工至設(shè)計要求。
本工序要求:加工連桿大端的Φ25+0.033 0
1.2零件的生產(chǎn)類型
大批量生產(chǎn)
2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖
2.1選擇毛坯
連桿的工件材料為鑄鐵，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)類型為大批產(chǎn)，生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削。為使零件有比較高的生產(chǎn)率比較高的精度、表面質(zhì)量和機械性能，所以采用機器造型。
2.2確定機械加工余量
由于鑄件零件尺寸、表面粗糙度不影響工件加工，所以無加工余量。
2.3確定毛坯尺寸
由于沒有加工余量，所以零件尺寸就是毛坯的尺寸。
3機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
3.1定位基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。現(xiàn)以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)。
確定定位基準(zhǔn)原則是:①工件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能設(shè)計基準(zhǔn)重合;②合理選用定位元件;③工件定位符合六點定位原理。根據(jù)上述原則,工件定位基準(zhǔn)是利用已經(jīng)加工的連桿小端內(nèi)孔Φ10和一個端面為主要定位基準(zhǔn)面,并以大端的橫向右側(cè)面作為次定位基準(zhǔn)面,這樣就完成了連桿的全部定位。
3.2零件表面加工方法的選擇
（1）左右端面 未注公差尺寸，公差等級按IT14，進行粗銑。
（2）Φ10mm的孔上下端面 未注公差尺寸，公差等級按IT14，進行粗銑。
（3）Φ25mm孔的上下端面 未注公差尺寸，公差等級按IT14，進行粗銑。
（4）粗鏜Φ10的孔 未注公差尺寸，公差等級按IT14，進行粗鏜。
（5）鉆、鏜Φ25的孔 公差等級為IT13,表面粗糙度為Ra1.6。
3.3制定工藝路線
工序Ⅰ：粗銑左右兩水平端面。
工序Ⅱ：粗銑Φ10孔的上下端面。
工序Ⅲ：粗銑Φ25孔的上下端面。
工序Ⅳ：鉆-擴Φ10的孔到Φ11.8。
工序Ⅴ：鉆-擴-粗鉸-精鉸Φ25的孔。
工序Ⅵ：清洗
工序Ⅶ：終檢
4工序設(shè)計
4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備
表4-1
工
序
號
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
粗銑連桿左右兩個端面
X52K
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
2
粗銑Φ10孔的上下端面
X52K
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
3
粗銑Φ25孔的上下端面
X52K
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
4
鉆-擴Φ10的孔到Φ11.8
Z525組合機床
鉆刀、擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
5
鉆-擴-粗鉸-精鉸Φ25的孔
Z525組合機床
鉆頭、擴孔鉆、絞刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
6
清洗
清洗機
7
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
4.2確定工序尺寸（工序Ⅴ）
（1）確定加工方案：由表可查得，孔的基本尺寸為Φ25mm。其公差等級為IT13，在查表可得確定其加工方案為鉆-擴。
（2）用查表法確定加工余量。查表可知，對于大批量生產(chǎn)砂型鑄造機器造型，可以取公差等級為IT13，加工余量等級為H級。查表得到毛坯每側(cè)的加工余量為0.7mm，查表得到：
Z（拉）=0.5mm
Z（鉆）=1mm
（3）計算各基本尺寸。擴孔后的基本尺寸為Φ25mm。（設(shè)計尺寸）其他的工序尺寸為：
鉆：25-1=24mm
毛坯為實心
（4）確定工序尺寸公差及偏差。
擴：IT12 尺寸公差為0.11
鉆：IT13 尺寸公差為0.18
毛坯：CT12 實心
工序尺寸按如體原則標(biāo)注，擴：25+0.0.1100 鉆：24+0.1800 毛坯為實心。
5確定切削用量及基本時間（工序Ⅴ）
5.1切削用量的計算
（1）鉆孔工步
①被吃刀量的確定 取ap=23mm。
②進給量的確定 由表，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=1.00mm/r。
③切削速度的計算 由表，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v可取為22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=304r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=392r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際鉆削速度v=nΠd/1000=28.3m/min.
(2)粗鉸工步
①被吃刀量的確定 取ap=0.2mm。
②進給量的確定 由表，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.8mm/r。
③切削速度的計算 由表，切削速度v可取為56.5m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=782 r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=960 r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=nΠd/1000=69.3m/min.
5.2基本時間tm的計算
（1）鉆孔工步 根據(jù)表，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=60mm;l2=2mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（23mm/2）×cot54°+2mm=19.02mm;f=1.00mm/r;n= 392r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(60mm+1mm+19.02mm)/(1.00mm/r×392r/min)= 0.20min=12s。
（2） 粗鉸工步 根據(jù)表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時間。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(25mm-23mm)/2=1mm的條件查得l1=1mm；l2=3mm；而l=60mm；f=0.8mm/r; n=960r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序基本時間tj=（60mm+1mm+3mm）/（0.8mm/r×960r/min）=0.08min=4.8s。
5.3輔助時間的計算
鉆孔工步的輔助時間：0.15x12=1.8s
粗鉸工步的輔助時間：0.15x4.8=0.72s
6專用機床夾具設(shè)計
6.1定位方案
工件定位基準(zhǔn)是利用已經(jīng)加工的連桿小端內(nèi)孔Φ10和一個端面為主要定位基準(zhǔn)面,采用削邊銷和套筒定位，其中削邊銷限制了1個自由度，套筒限制了5個自由度，這樣6個自由度就都被限制了。
6.2夾緊機構(gòu)
根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用活動V型塊夾緊機構(gòu)，通過擰螺母實現(xiàn)對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動。由于夾緊力與鉆孔時產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計算。
6.3導(dǎo)向裝置
采用鉆套作為導(dǎo)向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。鉆套高度H=35mm，排削間隙h=18mm
因生產(chǎn)批量較大,可換鉆套磨損后可迅速更換。鉆套上凸緣銑有臺肩,鉆套螺釘?shù)呐_階頭部壓緊在此臺肩上,防止可換鉆套轉(zhuǎn)動,擰去螺釘即可取出可換鉆套。
6.4夾具與機床連接元件
在夾具體上設(shè)計座耳，用T形螺栓固定。
6.5夾具體
由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面與定位銷在安裝時垂直度在Φ25范圍內(nèi)允差0.05mm.因套筒不易固定，所以設(shè)計夾具體時將套筒一并鑄造出來。
7方案綜合評價及結(jié)論
使用夾具后,可以不必在加工前劃線,而能正確、快速地將工件安裝(定位和夾緊)到相對于刀具所需要加工位置,因而既可簡化加工手續(xù),又可大大縮短機械加工單件的時間,提高了勞動生產(chǎn)效率;可以避免工人在定位時所產(chǎn)生的誤差,穩(wěn)定地保證加工精度,使工件能夠互換;可以降低對工人技術(shù)水平的要求。但使用夾具應(yīng)注意以下問題:①工件不應(yīng)過重,否則工人勞動強度過大;②所鉆的孔徑不宜大于25,否則導(dǎo)致切削力矩較大,不安全;③夾具的設(shè)計、制造需要較長的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和消耗較多的人力和物力,增加產(chǎn)品成本,故適用于批量生產(chǎn),否則不經(jīng)濟。
8體會與展望
本次畢業(yè)設(shè)計雖然僅僅經(jīng)歷了短暫的三個星期，但是它濃縮了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課的全過程，體現(xiàn)了我們對所學(xué)知識的掌握和領(lǐng)悟程度。由于我們是第一次進行整體性地設(shè)計，不可避免地碰到了許多困難，有時甚至?xí)械綗o法下手。無論碰到什么樣的困難，我都沒有退縮，憑借著一股求知的熱情，再加上指導(dǎo)老師的幫助，然后再回到書本攻克一個又一個的難題，最終圓滿地完成了本次設(shè)計。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我在各個方面都有了很大的提高，對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課所學(xué)到的東西進行了歸納總結(jié)，找到了各種學(xué)科之間的交叉點，同時構(gòu)成了一個知識網(wǎng)絡(luò)，形成了一個整體的知識體系，進一步完善了自己的知識結(jié)構(gòu)。對所學(xué)習(xí)知識點進行查漏補缺，并了解學(xué)習(xí)了新的知識，開闊了視野，拓寬了自己的知識面。養(yǎng)成了勤學(xué)好問的習(xí)慣，同時具有了一定的創(chuàng)新思維。利用理論知識解決實際問題的能力得到了提高，為以后正確解決工作和學(xué)習(xí)中的問題打下了堅實的基礎(chǔ)。學(xué)會了充分地利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料，以及借助前人的研究成果尋求解決問題的思維方法，對新信息和新知識及時做筆記。利用計算機（CAXA，Word）的能力得到很大的提高，學(xué)會了利用計算機設(shè)計軟件進行相關(guān)的設(shè)計與計算。
但是，設(shè)計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入：缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對夾具的認識過程亦是如此。經(jīng)過三個星期的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
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