工藝夾具-平切口連桿的工藝工裝設計

工藝夾具-平切口連桿的工藝工裝設計,工藝,夾具,切口,連桿,工裝,設計 四 川 理 工 學 院 畢 業(yè) 設 計（論 文）說 明 書 題 目 平切口連桿的工藝工裝設計 學 生 張留軍 系 別 機電工程系 專 業(yè) 班 級 機械設計制造及其自動化 機制2003級2班 學 號 0 3 0 1 1 0 9 0 3 指 導 教 師 林尊榮 四 川 理 工 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題目：平切口連桿的工藝工裝設計 系：機電系專業(yè)：機械設計與制造 班級：機制032 學號：030110903 學生： 張留軍 指導教師：林尊榮 接受任務時間 2007年3月5日 教研室主任 （簽名）　　系主任 （簽名） 1． 畢業(yè)設計（論文）的主要內容及基本要求 （1） 基本設計參數(shù)： ①連桿毛胚圖一張。 ②生產(chǎn)方式：批量生產(chǎn) （2）主要內容及基本要求 ① 繪制柴油機連桿的裝配圖和零件圖。 ②確定加工方法、制定加工工藝、編制加工工序卡。 ③進行連桿部件半精銑兩端面的工裝設計。 ④編寫設計計算說明書。 2．指定查閱的主要參考文獻及說明 ①《機械制造工藝手冊》 ②《機械制造技術基礎》 ③《機械制造裝備》 ④《夾具設計》 3．進度安排 設計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料，了解連桿的功能以及加工制造的基本知識 3月5日 —3月25日 2 完成連桿的裝配圖和零件圖的繪制。 3月26日—4月10日 3 確定加工方法、制定加工工藝、完成工裝設計 4月11日—5月22日 4 完成設計計算說明書的編寫 5月23日 —6月2日 5 設計圖紙與說明書的校對 6月3日 — 6月5日 四川理工學院畢業(yè)設計（論文）開題報告 ?設計（論文）名稱 平切口連桿的工藝工裝設計 設計（論文）類型 B 指導教師 林尊榮 學生 姓名 張留軍 學號 030110903 系、專業(yè)、班級 機電系 機制03.2 一、選題依據(jù)：（簡述研究現(xiàn)狀或生產(chǎn)需求情況，說明該設計（論文）目的意義。） 連桿是內燃機的重要組成部分，它將活塞上的作用力傳給曲軸，使活塞的往復運動變?yōu)榍S的回轉運動。 連桿除承受氣體作用力外，還受到活塞的慣性力。因此連桿是在沖擊，交變載荷下工作。要求連桿能耐疲勞，在保證質量輕的條件下，有足夠的剛度和強度。為保證多缸內燃機運轉平穩(wěn)，給連桿組的質量偏差應在規(guī)定的范圍內。因此如制造出合格的連桿也非常重要的。 該題目綜合了機械制造裝備，機械制造技術基礎，刀具設計，理論力學，材料力學等知識。是對自己大學四年學習的檢驗，通過這次設計可以把以前的知識復習一下，也可以及時找出學的不扎實的的地方進行補充，同時也擴大了自己的知識面，為今后的工作奠定了堅實的基礎。 二、設計（論文研究）思路及工作方法 1．讀懂所給的零件圖。 2．了解零件的作用，并分析出哪些面精度要求高哪些面精度要求低。 3．按步驟確定出加工工序，及每道工序的工藝參數(shù)。 4．設計規(guī)定工序的夾具。 5．編寫設計說明書及后續(xù)完善工作。 三、設計（論文研究）任務完成的階段內容及時間安排。 1．查閱資料，了解連桿的功能以及加工制造的基本知識。 3月5日—3月25日 2．完成連桿的裝配圖和零件圖的繪制。 3月26日—4月10日‘ 3．確定加工方法、制定加工工藝、完成工裝設計。 4月11日—5月22日 4．完成設計計算說明書的編寫。 5月3日—6月2日 5．設計圖紙與說明書的校對。 6月3日—6月5日 ? 指導教師意見 ? 指導教師簽字： 年 月 日 教研室畢業(yè)設計（論文）工作組審核意見 難度 ? 分量 ? 綜合訓練程度 ? ? 教研室主任： 年 月 日 設計（論文）類型：A—理論研究；B—應用研究；C—軟件設計；D-其它等。 摘要 本文主要研究了連桿的加工工藝及夾具設計。具體內容包括：工藝分析、工藝規(guī)程設計，工序卡，工藝過程卡的制作，連桿零件圖、毛坯圖、裝配圖和夾具裝配圖。本論文通過設備選型、刀具選用，并結合工藝學方面的有關知識，對連桿加工工藝進行了詳細闡述，并設計了一套半精銑兩端面夾具。 關鍵字： 連桿 工藝設計 夾具 ABSTRACT The paper mainly discusses the processing　techniques of connecting rod and its jig design. Its content includes techniques analysis, technological process design, working procedure card,　technological process card manufacture, connecting rod detail drawing,　semi-finished materials chart, assembly drawing and jig assembly　drawing. After making a deep investigation on the equipment　model, the cutting　tool selection and combining base theory of the techniques, the thesis elaborates the connecting rod craft, and designs a set of half fine milling double-faced-surface jigs. Keywords: Connecting rod, Processing Techniques, Jig 前 言 制造業(yè)特別是機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結構和文化。由于中國潛在的巨大市場和豐富的勞動力資源，世界的制造業(yè)正在向中國轉移，中國正在成為世界的制造大國。我國在家電等若干產(chǎn)品的產(chǎn)量已居世界第一位。但是在自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新設計、先進制造工藝和裝備及現(xiàn)代化管理等方面仍然存在很大差距，所以我們還不是制造強國。 近一個世紀以來，國內外專家和學者對培養(yǎng)制造工藝技術方面的應用型人才持有兩種不同的觀點：一種是偏重于掌握各種具體的工藝實踐知識（典型零件加工方法），即工藝的個性；另一種是偏重于掌握工藝理論，即工藝的共性。因此，制造工藝教材也有兩種與之相應模式。我們認為，這兩種觀點都有其正確的一面，最佳的方案應該是兩者的有機結合。 傳統(tǒng)的制造技術發(fā)展到了一個嶄新的階段。傳統(tǒng)制造不斷吸取機械、電子、信息、能源及現(xiàn)代管理等技術成果，并將其綜合應用于產(chǎn)品整個生命周期，稱為“市場----設計----制造----市場”的大的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。在生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，各個專業(yè)學科間不斷交叉、融合，其界限逐漸淡化甚至消失。用人單位根據(jù)市場要求需要高技能的數(shù)控編程技術人員，要成為一名合格的機械加工技術人員必須掌握機械制造工藝，能夠指定出合格的工藝規(guī)程和合格的數(shù)控程序，如何制定合理的加工路線和加工的參數(shù)直接影響著零件的加工質量和效率及成本。本次設計就在于通過畢業(yè)設計培養(yǎng)學生能夠根據(jù)機械設備和零件的要求編制合理的加工工藝為以后從事機械加工的技術工作打下堅實的基礎。 連桿廣泛運用于汽車、壓縮機中，其作用是把活塞和曲軸連接起來，使活塞的往復直線運動變?yōu)榍S的回轉運動，以輸出動力。在設計連桿械加工工藝過程時要合理選擇加工刀具，進給量，切削速度、功率，扭矩提高加工精度，來提連桿加工精度，保證加工質量。 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第一章 零件的分析 1連桿的工作條件 1．1運動 連桿是內燃機重要運動部件之一，它把活塞與曲軸連接起來，使活塞的往復運動（小頭）邊為曲軸的回轉運動（大頭），桿身作復合平面運動，軌跡為橢圓。 1．2受力 工作時連桿承受大小、方向為周期性變化的動載荷。在做功過程，燃氣壓力在連桿軸線上的分力產(chǎn)生壓縮應力；燃氣壓力在水平方向的分力引起縱向彎曲應力；擺動時的橫向慣性力造成橫向彎曲應力。而且，交變應力值在很寬的范圍內急劇變化，彎曲應力引起彎曲變形，導致產(chǎn)生疲勞破壞。 1．3連桿疲勞破壞發(fā)生的位置 （1）連桿小頭與桿身圓弧過渡處產(chǎn)生裂紋； （2）大頭桿身與螺栓平面直角處產(chǎn)生應力集中； （3）連桿螺栓斷裂。 2連桿的結構特點 連桿由連桿體和連桿蓋兩部分組成。桿身多為工字形斷面，大頭孔用連桿螺栓和螺母與曲軸軸頸裝配在一起，孔內裝有薄壁軸瓦。鋼質瓦背內表面澆有一層耐磨合金；打頭接合面多為平切口，為便于從汽缸中裝卸，大頭結合面也有做成斜切口的。定位方式有銷釘定位、套筒定位、齒形定位和凸肩定位。小頭孔內壓入青銅襯套，用以補償磨損，便于更換。小頭、大頭與桿身采用圓弧過渡，逐漸變化，以獲得足夠的強度和剛度。 3連桿的材料與毛坯 3．1對連桿材料的要求 （1）具有較高的機械強度和剛度； （2）具有較高的抗疲勞強度； （3）為減小慣性力，盡量減輕桿身重量。 3．2材料與毛坯 （1）桿身與端蓋 通常采用相同的材料，對中高速柴油機，采用中碳鋼、45號鋼，精選含碳量為0.42%~0.47%；毛坯整體鍛模，正火哦處理。對強載內燃機，采用中碳合金鋼，40Cr、35CrMo、18CrNiWA等，毛坯整體鍛模，正火處理，加工中間采用調質處理，提高強度和抗沖擊能力。近年來，有用球墨鑄鐵制造連桿的。 （2）連桿螺栓 中碳合金鋼、35CrMo、20CrNi、18CrNiWA等材料，鍛造表面調質處理，提高強度和韌性，進行探傷、螺紋渡銅防松處理。 （3）小頭青銅襯套 采用錫青銅、Cu-Su合金、ZQSn10-1、ZQSn6-6-3等材料。 （4）大頭薄壁軸瓦、瓦背 采用10、15低碳鋼，瓦背鍍錫，內表面澆注錫基白合金CuSn101-6或鉛基銅鉛合金ZQPb30，厚度為0.3~0.7mm。 4連桿的工藝性分析 4.1連桿的工藝特點 外形復雜，定位較難；細長桿身，剛度較差，受夾緊力、切削力容易變形；尺寸精度、形狀精度，位置精度及表面粗糙度要求較高，是加工難度較大的桿類零件。 4.2基準的選擇 最難達到的技術要求是大小頭孔軸線的平行度和扭曲度。 （1） 應符合“基準統(tǒng)一”原則，盡量避免基準的更換，以減少定位誤差。 （2） 工藝夾緊點要選擇在剛性好的端面處。 （3） 設計工藝用定位凸臺作為輔助基準。 a. 粗基準的選擇 為了保證小頭孔的壁厚均勻，在鉆小頭孔時，選小頭孔不加工的外圓面作為粗基準。在毛坯制造時往往在桿身的一側作出定位標記（凸起球面），以大、小頭端面定位時就能區(qū)別兩個端面。粗加工大、小頭兩端面時，先取沒有凸起標記一側的端面為粗基準來加工另一端面，然后以加工過的端面為精基準加工沒有凸起標記一側的端面，在以后的大部分工序都以此端面作為精基準。這樣可以保證兩端面的厚度和兩端面的平行度，并使作為精基準的端面有較好的表面質量。 b. 精基準的選擇 在整個加工過程中，各工序盡量保持基準統(tǒng)一，選用連桿端平面（沒有凸起標記的一側的端面）、經(jīng)過鉆削的小頭孔及連桿大端經(jīng)過加工的側面作為輔助定位基準。 4.3連桿的加工過程可分為3個階段： （1）粗加工 基準面的加工，包括鉆削連桿小頭孔，粗磨大、小頭端面，粗銑大頭接合面，鉆連桿螺栓孔。 （2）精加工 包括精鏜小頭底孔，精磨分開面，精鉸連桿螺栓孔，精磨端平面。 （3）裝合后加工 小頭壓入襯套后精鏜小頭襯套孔，大頭端蓋與連桿體裝合后，精鏜大頭孔，在這三個階段中，根據(jù)需要穿插一些其他工序。 （4） 加工順序 先基準，后其他；先粗加工，后精加工。 37 第二章 工序方案的確定 方案一 1 銑 粗銑兩平面至（兩平面對桿部對稱度＜0.03） 2 鉆 鉆小頭孔至38，小頭孔至50 3 鏜 粗鏜孔至65（大頭） 4 鏜 粗鏜大孔至 5 車 車大頭孔至70H7成，到角 6 鏜 粗鏜小頭孔至 7 鏜 鏜小頭孔至45，中心距至279 8 鏜 鏜小頭孔至46H7成 9 磨 磨兩平面至40，對桿部對稱度＜0.3，平面度＜0.03 10鉗 去毛刺，打字（桿蓋打上相同編號） 11銑 銑破 12銑 粗銑桿、蓋配合面 13銑 精銑桿、蓋配合面 14銑 銑蓋頂面，保持尺寸68 15磨 磨桿蓋配合面成 16鉆 鉆、擴、鉸孔2-15H8 17磨 磨桿釘孔面成 18磨 磨蓋釘孔面成 19鉆 到角（釘孔）兩個1×45°成 20磨 精磨40C8兩平面成 21鉗 小頭孔壓裝銅套 22鏜 鏜小頭孔至46F8成 23鉆 鉸孔12H7成 24鉆 （1）大頭油孔2-7成，到角 （2）小頭油孔2-5成，到角 25鉗 稱重（2.85）kg 26銑 超重銑桿部均勻到要求 27鉗 去毛刺清洗 28檢 檢驗 方案二 1 銑 粗銑兩平面尺寸40至44 2 劃 中心十字線，中心距尺寸275至279，大頭孔線至65 3 鏜 粗鏜孔至65（大頭） 4 鉗 去毛刺 5 檢 檢驗 6 熱 調質HRC22~28（機械性能試樣一同進行） 7 檢 檢驗硬度和機械性能試樣合格后零件才能繼續(xù)加工 8 噴 1，噴砂 2，涂底漆 9檢 檢驗 10銑 半精銑兩平面至（兩平面對桿部對稱度＜0.3） 11磨 磨兩平面至兩平面對桿部對稱度＜0.3、平面度<0.03 12鉗 去毛刺，打字（桿蓋打上相同編號） 13劃 劃中心十字線，大頭孔線至68，42 中心距275至279 14鏜 粗鏜小頭孔至 15鏜 粗鏜大孔至，中心距至279鏜 16鉗 去毛刺 17檢 檢驗 18劃 劃線（每批劃兩件） 見工序卡 19銑 銑釘孔兩端面 20銑 銑破 21鉗 去毛刺 22銑 銑桿、蓋配合面 23鉗 去毛刺 24銑 銑蓋頂面，保持尺寸68 25磨 磨桿蓋配合面成 26磨 磨桿釘孔面成 27磨 磨蓋釘孔面成 28鉗 去毛刺 29檢 檢驗 30鉆 鉆、擴、鉸孔2-15H8 31檢 檢驗 32鉆 到角（釘孔）兩個1×45°成 33鉗 去毛刺油污對號用螺釘、螺母連接桿蓋擰緊力98~127N/M 34磨 精磨40C8兩平面成（應反復磨兩平面） 35鉗 去毛刺、拆下螺釘、螺母 36鏜 鏜46H7至45 37鏜 鏜46H7成 38鉗 去毛刺油污對號用螺釘、螺母連接桿蓋擰緊力98~127N/M 打磨小頭尾部氧化皮，能探傷即可 39鏜 鏜大頭孔至70H7成，到角 40檢 檢驗磁力探傷檢查退磁 41鉗 小頭孔壓裝銅套 42鉗 拆下螺釘，螺母 43檢 檢驗 44鉆 （1）大頭油孔2-7成，到角 （2）小頭油孔2-5成，到角 45鉗 去非釘孔端面毛刺 46鉗 稱重（2.85）kg 47銑 超重銑桿部均勻到要求 48鉗 去毛刺清洗 49檢 檢驗 防銹入庫 分析 方案一在加工大小頭孔的時候基本上是直接由粗至精的就加工出來了，雖然小范圍的由粗至精了，但是從總體上說并沒有。磨兩平面時也存在同樣的問題，這樣加工會出現(xiàn)基準不統(tǒng)一，造成定位誤差。方案一較方案二還少了許多必不可少的輔助工序，如劃線、檢驗、熱處理等。因此綜合多方面的因素，選擇方案二。 第三章 毛坯尺寸的確定 一、機械加工余量的分析 1.機械加工余量的概念： 總余量：在由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面上切除的金屬層的總厚度。 工序余量：完成一個工序中某一個表面所需要切除的金屬層厚度。 公稱余量：前工序的基本尺寸與本工序基本尺寸之差，通常所說的加工余量及查表所得加工余量均是指公稱余量。 工序余量公差：本工序最大余量與最小余量之差。 2.影響機械加工余量的因素： 前工序（或毛坯）加工后的表面粗糙度及表面缺陷層 前工序（或毛坯）的尺寸公差。 前工序（或毛坯）各表面相互位置的空間偏差，如彎曲度、軸心線偏移及平行度、垂直度和同軸度誤差等。 本工序的安裝誤差包括定位誤差和夾緊誤差。 二、工序余量的確定 1.工序余量可以通過查表確定其要點有： 應考慮前道工序的加工精度和表面質量，加工精度和表面質量較好 ，應取得較小的余量，反之應取較大的余量。 應考慮前道工序 的加工方法、設備、安裝以及加工過程中變形所引起的個表面間相互位置的空間偏差，空間偏差大，應取較大的余量。 應考慮本工序的定位和夾緊所造成的安裝誤差，尤其是對剛度小的零件，安裝誤差大，工件變形大應取得較大的余量。 應考慮熱處理工序引起的零件變形。 2.毛坯余量： 根據(jù)年產(chǎn)量確定鍛件形式為：錘上模鍛件。根據(jù)加工要求查《機械加工工藝手冊》表2.1-13取毛坯余量為3～4，高度偏差。 第四章 各工序參數(shù)的確定 1 銑 粗銑兩平面尺寸40至44 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-73選機床為X52K 由《機械加工工藝手冊》表2.4-73得粗銑每齒進給量為:0.09～0.18mm取=0.12 再由《機械加工工藝手冊》表2.4-96得： 切削速度 其中=2mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-72得：T=s 查《機械加工工藝手冊》表4.4-4刀具選鑲齒套式面銑刀,YT15，mm L=40 mm d=40mm Z=14 銑削寬度=112mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-94有切削速度修正系數(shù)=0.87 ∴ =2.447m/s=146.7m/min 確定機床主軸轉速： 373r/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速375r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取375r/min。 故實際切削速度 147.19m/min 切削工時： 《機械加工工藝手冊》表2.5-10 為加工長度，為刀具切入退出長度 查《機械加工工藝手冊》表3.1-75取600mm/min ∴ 以上為銑一個面的時間 ∴=1.26min 2 劃 中心十字線，中心距尺寸275至279，大頭孔線至64 3 鏜 粗鏜孔至65（大頭） 機床選X52K，刀具材料W18Cr4V 毛坯尺寸55，單邊余量5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66有f=0.2mm/r =2.5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66有=0.25m/s=15m/min 計算 ==79.6r/min 確定 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速75r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取75r/min。 故實際切削速度 14.13m/min 確定工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-3有： 其中 為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度 ∴ 4鏜 粗鏜小頭孔至 機床選X52K，刀具材料W18Cr4V 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66進給量 本工序加工余量為=1mm 查《機械加工工藝手冊》表2.3-48切削速度=15m/min 確定機床主軸轉速： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速118r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取118r/min。 故實際切削速度 15.56m/min 確定工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-3有： 其中 為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度 ∴ 5 鉗 去毛刺 6 檢 檢驗 7 熱 調質HRC22~28（機械性能試樣一同進行） 8 檢 檢驗硬度和機械性能試樣合格后零件才能繼續(xù)加工 9 噴 1，噴砂 2，涂底漆 10檢 檢驗 11銑 半精銑兩平面至（兩平面對桿部對稱度＜0.03） 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-73選機床為X52K 由《機械加工工藝手冊》表2.4-73得每齒進給量為:0.09～0.18mm取=0.09mm 再由《機械加工工藝手冊》表2.4-96得： 切削速度 其中=1.5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-72得：T=s 查《機械加工工藝手冊》表4.4-4刀具選鑲齒套式面銑刀,YT15，mm L=40 mm d=40mm Z=14 銑削寬度=112mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-94有切削速度修正系數(shù)=0.87 ∴ =2.82m/s=169.5m/min 確定機床主軸轉速： 431.85r/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速475r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取475r/min。 故實際切削速度 186.44m/min 切削工時： 《機械加工工藝手冊》表2.5-10 為加工長度，為刀具切入退出長度 查《機械加工工藝手冊》表3.1-75取600mm/min ∴ 以上為銑一個面的時間 ∴=1.26min 12磨 磨兩平面至兩平面對桿部對稱度＜0.3、平面度<0.03 查《機械加工工藝手冊》表3.1-47選機床為M7130臥軸矩臺平面磨床 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167= 0.028mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167工件運動速度=0.2m/s=12m/min 查《機械加工工藝手冊》表3.1-49機床主軸轉速為960r/min 本工序單邊余量=0.25mm 砂輪 D=200mm B=50mm T=540s 材料為鉻剛玉PA 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11有 工件計算磨削長度L=350mm 工件磨削寬度b=85mm 查《機械加工工藝手冊》表2.5-13 k=1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167有 軸向進給量44mm/行程 同時磨削件數(shù)Z=1 ∴0.5min 以上為加工單面的時間，此工序要求加工兩個面所以加工一件的時間為1min 13鉗 去毛刺，打字（桿蓋打上相同編號） 14劃 劃中心十字線，大頭孔線至68，42 中心距275至279 15鏜 粗鏜大頭孔至，中心距至279 機床選X52K，刀具材料W18Cr4V 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66進給量 本工序加工余量為=2.5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.3-48切削速度=15m/min 確定機床主軸轉速： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速75r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取75r/min。 故實際切削速度 16m/min 確定工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-3有： 其中 為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度 ∴ 16鉗 去毛刺 17檢 檢驗 18劃 劃線（每批劃兩件） 見工序卡 19銑 銑釘孔兩端面 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-73選機床為X52K 由《機械加工工藝手冊》表2.4-73得每齒進給量為:0.18～0.22mm取=0.2mm 再由《機械加工工藝手冊》表2.4-96得： 切削速度 其中=2mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-72得：T=s 查《機械加工工藝手冊》表4.4-4刀具選鑲齒三面刃銑刀,YT15，mm L=20 mm d=22mm Z=10 銑削寬度=40mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-94有切削速度修正系數(shù)=0.87 ∴ =2.24m/s=134.4m/min 確定機床主軸轉速： 535r/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速475r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取475r/min。 故實際切削速度 119.32m/min 確定工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-10有 為加工長度，為刀具切入退出長度 查《機械加工工藝手冊》表3.1-75取950mm/min ∴ 20銑 銑破 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-73選機床為X62K 由《機械加工工藝手冊》表2.4-79得每齒進給量為: =0.07mm 再由《機械加工工藝手冊》表2.4-96得： 切削速度 其中=60mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-72得：T=s 查《機械加工工藝手冊》表4.4-12選高速鋼細齒鋸片銑刀 D=160mm L=3.0 mm d=32mm Z=148 銑削寬度=3mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-94有切削速度修正系數(shù)=0.87 ∴ =1.05m/s=63m/min 確定機床主軸轉速： 125r/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速118r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取118r/min。 故實際切削速度 59.28m/min 確定工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-10有 =112mm mm =2～5mm 查《機械加工工藝手冊》表3.1-75取118mm/min ∴ 21鉗 去毛刺 22銑 銑桿、蓋配合面 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-73選機床為X52K 由《機械加工工藝手冊》表2.4-73得每齒進給量為:0.09～0.18mm取=0.12mm 再由《機械加工工藝手冊》表2.4-96得： 切削速度 其中=2.5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-72得：T=s 查《機械加工工藝手冊》表4.4-4刀具選鑲齒套式面銑刀,YT15，D=80 mm L=36 mm d=27mm Z=10 銑削寬度=40mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-94有切削速度修正系數(shù)=0.87 ∴ =2.68m/s=160.8m/min 確定機床主軸轉速： 640r/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速600r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取600r/min。 故實際切削速度 150.72m/min 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-10有 為加工長度，為刀具切入退出長度 查《機械加工工藝手冊》表3.1-75取750mm/min ∴ 23鉗 去毛刺 24銑 銑蓋頂面，保持尺寸68 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-73選機床為X52K 由《機械加工工藝手冊》表2.4-74得每齒進給量為:0.15～0.25mm取=0.2mm 再由《機械加工工藝手冊》表2.4-96得： 切削速度 其中=2.5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-72得：T=s 查《機械加工工藝手冊》表2.4-74高速鋼套式立銑刀,D=40 mm L=32 mm d=16mm Z=6 銑削寬度=25mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-94有切削速度修正系數(shù)=0.87 ∴ =0.34m/s=20.7m/min 確定機床主軸轉速： 164.8r/min 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速150r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取150r/min。 故實際切削速度 18.84m/min 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-10有 為加工長度，為刀具切入退出長度 查《機械加工工藝手冊》表3.1-75取150mm/min ∴ 25磨 磨桿蓋配合面成 （1）磨桿配合面 查《機械加工工藝手冊》表3.1-47選機床為M7130臥軸矩臺平面磨床 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167= 0.039mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167工件運動速度=0.17m/s=10.2m/min 查《機械加工工藝手冊》表3.1-49機床主軸轉速為960r/min 本工序單邊余量=0.15mm 砂輪 D=200mm B=50mm T=540s 材料為鉻剛玉PA 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11有 工件計算磨削長度L=132mm 工件磨削寬度b=80mm 查《機械加工工藝手冊》表2.5-13 k=1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167有 軸向進給量25mm/行程 同時磨削件數(shù)Z=2 ∴4.77min 以上為加工兩件的時間，所以加工一件的時間為2.38min （2）磨蓋配合面 查《機械加工工藝手冊》表3.1-47選機床為M7130臥軸矩臺平面磨床 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167= 0.039mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167工件運動速度=0.17m/s=10.2m/min 查《機械加工工藝手冊》表3.1-49機床主軸轉速為960r/min 本工序單邊余量=0.15mm 砂輪 D=200mm B=50mm T=540s 材料為鉻剛玉PA 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11有 工件計算磨削長度L=132mm 工件磨削寬度b=80mm 查《機械加工工藝手冊》表2.5-13 k=1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167有 軸向進給量25mm/行程 同時磨削件數(shù)Z=2 ∴4.77min 以上為加工兩件的時間，所以加工一件的時間為2.38min 26磨 磨桿釘孔面成 查《機械加工工藝手冊》表3.1-47選機床為M7130臥軸矩臺平面磨床 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167= 0.028mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167工件運動速度=0.2m/s=12m/min 查《機械加工工藝手冊》表3.1-49機床主軸轉速為960r/min 本工序單邊余量=0.1mm 砂輪 D=200mm B=63mm T=540s 材料為鉻剛玉PA 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11有 工件計算磨削長度L=60mm 工件磨削寬度b=24mm 查《機械加工工藝手冊》表2.5-13 k=1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167有 軸向進給量25mm/行程 同時磨削件數(shù)Z=1 ∴0.8min 以上為單邊時間，磨一件為雙邊 ∴=0.8×2=1.6min 27磨 磨蓋釘孔面成 查《機械加工工藝手冊》表3.1-47選機床為M7130臥軸矩臺平面磨床 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167= 0.028mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167工件運動速度=0.2m/s=12m/min 查《機械加工工藝手冊》表3.1-49機床主軸轉速為960r/min 本工序單邊余量=0.07mm 砂輪 D=200mm B=63mm T=540s 材料為鉻剛玉PA 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11有 工件計算磨削長度L=60mm 工件磨削寬度b=24mm 查《機械加工工藝手冊》表2.5-13 k=1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167有 軸向進給量32mm/行程 同時磨削件數(shù)Z=1 ∴0.56min 以上為單邊時間，磨一件為雙邊 ∴=0.56×2=1.12min 28鉗 去毛刺 29檢 檢驗 30鉆 鉆、擴、鉸孔2-15H8 （1）鉆孔至14mm 查《機械加工工藝手冊》表3.1-35選機床為Z535立式鉆床 查《機械加工工藝手冊》表4.3-9有 鉆頭為高速鋼錐柄麻花鉆，鉆頭直徑為14mm，切削部分mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-38 有進給量f=0.32mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68有切削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68 其中 =1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-37有 T=1800s ∴=0.45m/s=27m/min 確定機床主軸轉速： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-36有標準轉速530r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取530r/min。 故實際切削速度 21.6m/min 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-7 ∴ （2）擴孔至 查《機械加工工藝手冊》表3.1-35選機床為Z535立式鉆床 查《機械加工工藝手冊》表4.3-9有 鉆頭為高速鋼錐柄麻花鉆，鉆頭直徑為15mm，切削部分mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-52有擴孔進給量為0.6mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68有切削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68 其中 =1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-51有T=1800s ∴=0.37m/s=22m/min 確定機床主軸轉速： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-36有標準轉速530r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取530r/min。 故實際切削速度 25m/min 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-7 ∴ （3）鉸孔至尺寸 查《機械加工工藝手冊》表3.1-35選機床為Z535立式鉆床 查《機械加工工藝手冊》表4.3-46選 鉸刀為錐柄機用鉸刀，鉸刀直徑為16mm，切削部分mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68有鉸孔進給量為0.6mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68有切削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68 其中 =1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-51有T=1800s ∴=0.27m/s=16.2m/min 確定機床主軸轉速： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-36有標準轉速400r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取400r/min。 故實際切削速度 18.84m/min 確定工時： 鉸桿上面的孔的工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-7 ∴ 鉸蓋上面的孔的工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-7 ∴ 31檢 檢驗 32鉆 到角（釘孔）兩個1×45°成 33鉗 去毛刺油污對號用螺釘、螺母連接桿蓋擰緊力98~127N/M 34磨 精磨40C8兩平面成（應反復磨兩平面） 查《機械加工工藝手冊》表3.1-47選機床為M7130臥軸矩臺平面磨床 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167= 0.028mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167工件運動速度=0.2m/s=12m/min 查《機械加工工藝手冊》表3.1-49機床主軸轉速為960r/min 本工序單邊余量=0.32mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167 砂輪 D=200mm B=63mm T=540s 材料為鉻剛玉PA 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-11有 （1）大頭 工件計算磨削長度L=105mm 工件磨削寬度b=85mm 查《機械加工工藝手冊》表2.5-13 k=1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-167有 軸向進給量32mm/行程 ∴0.26min （2）小頭 工件計算磨削長度L=82mm 工件磨削寬度b=62mm 軸向進給量32mm/行程 ∴0.15min 以上為加工單面大小頭的時間因此 =2×（0.26+0.15）=0.62Min 35鉗 去毛刺、拆下螺釘、螺母 36鏜 鏜46H7至45 機床選X52K，刀具材料W18Cr4V 單邊余量5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66有f=0.2mm/r =2.5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66有=0.3m/s=18m/min 計算 ==127r/min 確定 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速118r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取118r/min。 故實際切削速度 16.67m/min 確定工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-3有： 其中 為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度 ∴ 37鏜 鏜46H7成 機床選X52K，刀具材料W18Cr4V 單邊余量=0.5mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66有f=0.3mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66有=0.35m/s=21m/min 計算 ==145.3r/min 確定 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速150r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取150r/min。 故實際切削速度 21.67m/min 確定工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-3有： 其中 為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度 ∴ 38鉗 去毛刺油污對號用螺釘、螺母連接桿蓋擰緊力98~127N/M 打磨小頭尾部氧化皮，能探傷即可 39鏜 鏜大頭孔至70H7成，到角 機床選X52K，刀具材料W18Cr4V 單邊余量=1mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66有f=0.3mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-66有=0.35m/s=21m/min 計算 ==95.5r/min 確定 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74有標準轉速95r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取95r/min。 故實際切削速度 20.9m/min 確定工時 查《機械加工工藝手冊》表2.5-3有： 其中 為單件小批生產(chǎn)時的試切附加長度 ∴ 40檢 檢驗磁力探傷檢查退磁 41鉗 小頭孔壓裝銅套 42鉗 拆下螺釘，螺母 43檢 檢驗 44鉆 （1）大頭油孔2-7成，到角 （2）小頭油孔2-5成，到角 （1）鉆大頭油孔2-7成，到角 查《機械加工工藝手冊》表3.1-35選機床為Z535立式鉆床 查《機械加工工藝手冊》表4.3-9有 鉆頭為高速鋼錐柄麻花鉆，鉆頭直徑為7mm，切削部分mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-37 有進給量f=0.2mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68有切削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68 其中 =1 查《機械加工工藝手冊》表2.4-37有 T=900s ∴=0.51m/s=60m/min 確定機床主軸轉速： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-36有標準轉速1100r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取1100r/min。 故實際切削速度 24.12m/min 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-7 ∴ （2）小頭油孔2-5成，到角 查《機械加工工藝手冊》表3.1-35選機床為Z535立式鉆床 查《機械加工工藝手冊》表4.3-9有 鉆頭為高速鋼錐柄麻花鉆，鉆頭直徑為5mm，切削部分mm 查《機械加工工藝手冊》表2.4-37 有進給量f=0.12mm/r 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68有切削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-68 其中 =0.87 查《機械加工工藝手冊》表2.4-37有 T=480s ∴=0.64m/s=38.4m/min 確定機床主軸轉速： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-36有標準轉速1100r/min,與計算轉速最接近，為防止速度的損失現(xiàn)選取1100r/min。 故實際切削速度 17.27m/min 確定工時： 查《機械加工工藝手冊》表2.5-7 ∴ 45鉗 去非釘孔端面毛刺 46鉗 稱重（2.85）kg 47銑 超重銑桿部均勻到要求 48鉗 去毛刺清洗 49檢 檢驗 防銹入庫 第五章 夾具設計 1 問題的提出 本夾具是用來半精銑兩平面至41（兩平面對桿部對稱度<0.03）,因為本工序不是最后工序，所以在本道工序加工時主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。 2 切削力及夾緊力計算 刀具：YT15鑲齒套式面銑 D=123mm L=40mm d=40mm Z=14 圓周分力 查《機械加工工藝手冊》表2.4-97有 查《機械加工工藝手冊》表2.4-94有=1.04 =1.5mm =0.09mm/r =85mm n=475r/min =125mm ∴ =1526.59N 水平分力：=5088.63N 垂直分力：=1785.63N 軸向力： =3053.18N 夾緊力的計算 查《機床夾具設計手冊》52頁有 N Q 原始作用力（N） L 作用力臂（mm） ——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm） ——螺桿端部與工件間的摩擦角（°） ——螺紋中徑之半（mm） ——螺紋升角（°） ——螺旋副當量摩擦角 =18.67mm Q=150N L=300N =15° =11.02 mm =2°29 =8°50 ∴ =6250N ∵ ∴此設計合理。 3 定位誤差分析 如圖所示本夾具是有一個大平面，一個短心軸和一個削邊銷組成。 分析限制的自由度： 大平面限制的自由度有Z軸移動、X軸和Y軸的轉動； 短心軸限制的自由度有X軸移動和Y軸移動； 心軸和削邊銷共同限制了Z軸的移動。 這樣六個自由度全部都被限制了，故本定位方式屬于完全定位。 本夾具的主要定位元件為一大平面，如圖，而工件的測量基準也是大平面，因此不會有基準不重合誤差，工件在X方向的移動由短心軸限制了，所以工件在X方向的定位誤差和心軸與工件大頭的配合相關，而工件的尺寸要求有和心軸與大頭孔的配合無關，故工件在X方向的移動可以忽略不記。 4 夾具操作的簡要說明 松開手柄→將工件放入夾具體→夾緊手柄→加工 本夾具的操作過程簡單，使用方便，能滿足工件的精度要求。為了保證通用性本夾具的夾緊方式為手動，但根據(jù)各廠的不同情況，可以將夾緊力的動力源改為氣動或者液壓，這也為以后的升級留下了空間。 總結 經(jīng)過自己的努力和指導老師的指導，我順利的完成了平切口連桿的工藝及工裝設計。從分析連桿零件圖到完成成品的三個月的時間里，遇到了不少的問題；比如：如何確定毛坯的外形尺寸，如何合理的安排連桿的加工工藝，在零件的加工過程中怎樣能夠既保證了加工精度又能夠更好的節(jié)約工件材料，提高生產(chǎn)效率等等。 在同學和指導老師的幫助下，我完成了所選題目的畢業(yè)設計，通過分析問題、解決問題，我得到了一些啟示，如： （1）工藝路線的制定方面：在書本上學到的先面后孔，先基準后其他，先粗后精等方法用在一個零件上怎么去安排他，其實是很有學問的，不單單是幾句話那么簡單，得根據(jù)零件實際的情況去分析。如何正確的安排工藝路線不緊關系著零件的質量，還與工作效率，場地布置，勞動強度，機床的利用率相關聯(lián)。另外我們以前制定工序的時候只考慮到了機加工的工序，而沒有考慮到輔助工序，如：劃線，去毛刺，檢驗等，這些都是很重要的，沒有這些工序是不能做出合格的工件的。通過這次設計也為我將來的工作打下了基礎。 （2）夾具設計方面：一套好的夾具，在保證加工質量的同時，也起到了降低勞動強度的作用。在設計夾具時應根據(jù)自己廠里面的實際情況，合理的利用資源，盡量設計出簡單實用的夾具。 這些問題的發(fā)現(xiàn)和解決對于我而言，既增長了專業(yè)知識，又學會了另外一種考慮問題的新視角，使我受益非淺。我相信，通過這次的畢業(yè)設計，我所學到的東西將伴隨著我在以后的人生道路上越走越遠！ 參考書目 Ⅰ 機械加工工藝手冊 主編李洪 北京出版社發(fā)行 1991年12月第一版 Ⅱ 機械設計課程設計手冊 主編吳宗澤，羅圣國 高等教育出版社 1992年3月第一版 Ⅲ 機械設計 主編邱宣懷 高等教育出版社 1997年7月第四版 Ⅳ 機械制造技術基礎 主編張捷 西南交通大學出版社 2006年2月第一版 Ⅴ GB中國國家標準匯編1 中國標準出版社1983年8月第一版 Ⅵ 機床夾具設計 哈爾濱工業(yè)大學，上海工業(yè)大學主編 上?？茖W技術出版社1980年8月第一版 致謝 通過近一學期的設計，我所選的畢業(yè)題目：平切口連桿的工藝工裝設計，順利的完成了。這其中除了自己的努力，和老師同學的幫助是分不開的，在此對他們一一表示感謝。 首先要感謝我的指導老師。沒有他的指導，我的設計是不可能保質保量按時的完成的。在畢業(yè)設計完成過程中，由于導師的嚴格要求和耐心教導，使我彌補了四年學習中的很多遺漏；鞏固、提高了所學知識；更加拓寬，深化了我的專業(yè)知識面，提高了我分析解決實際應用問題的能力。使我在即將開始的工作中，能夠更快的適應工作崗位，更好的做好自己的工作。導師淵博的學識、求實的工作作風、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、高尚的人格魅力無時無刻不深深的影響著我，并將受益終生！ 其次要對在設計中幫助過我的同學們表示感謝。感謝他們在設計中無私的奉獻，對知識好不吝嗇的精神。這將是我終生難忘的記憶！ 再次要對在幾年中教育過我的老師表示感謝。感謝他們教與我知識、學習的方法和如何做人。 最后要對我的母?！八拇ɡ砉W院”表示感謝。感謝她給我們提供了優(yōu)越的學習環(huán)境，良好的硬件支持，為我們的學習打造了一個很好的平臺。