連桿零件加工工藝規(guī)程及專用鉆床夾具的設計

連桿零件加工工藝規(guī)程及專用鉆床夾具的設計,連桿,零件,加工,工藝,規(guī)程,專用,鉆床,夾具,設計 35 連桿零件加工工藝及專用鉆床夾具的設計 目 錄 摘要…… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 1 緒論…… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 2 第一章 連桿零件機械加工工藝規(guī)程的編制 …… …… …… …… …… 4 第一節(jié)　計算生產綱領確定生產類型…… …… …… …… …… …… 4 第二節(jié) 零件的分析 …… …… …… …… …… …… …… …… 5 一、 零件的分析 …… …… …… …… …… …… …… …… 5 二、 選擇毛坯及毛坯制造方法 …… …… …… …… …… …… 5 第三節(jié)　工藝規(guī)程設計 …… …… …… …… …… …… …… …… 7 一、 定位基面的選擇 …… …… …… …… …… …… …… …… 7 二、 連桿零件表面加工方法的選擇…… …… …… …… …… …… 7 三、 制定工藝路線 …… …… …… …… …… …… …… …… 8 四、 選擇加工設備及工藝裝備 …… …… …… …… …… …… 9 五、 加工工序設計、工序尺寸及切削用量的計算 …… …… …… 10 六、 時間定額計算 …… …… …… …… …… …… …… …… 14 七、 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 …… …… …… 15 第二章 連桿零件專用夾具的設計（鉆床夾具的設計）…… …… …… 17 第一節(jié) 機床夾具設計的基本要求和一般步驟 …… …… …… 17 一、機床夾具設計的基本要求 …… …… …… …… …… …… 17 二、專用夾具的設計步驟 …… …… …… …… …… …… 17 第二節(jié) 連桿零件的夾具設計 …… …… …… …… …… …… 19 一、 零件本工序加工要求的分析 …… …… …… …… …… …… 19 二、 確定夾具類型 …… …… …… …… …… …… …… …… 19 三、 擬訂定位方案和選擇定位元件 …… …… …… …… …… 19 四、 確定夾緊方案 …… …… …… …… …… …… …… …… 21 五、 繪制夾具總裝圖 …… …… …… …… …… …… …… …… 21 六、 夾具精度分析與計算 …… …… …… …… …… …… …… 21 附錄 …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 22 附圖1 銑床夾具總裝配圖 附表 連桿零件機械加工工藝過程卡 連桿零件機械加工工序卡 總結 …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 33 致謝…… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 34 參考文獻 …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… …… 35 35 連桿零件加工工藝及專用鉆床夾具的設計 摘 要 本設計是關于連桿零件的加工工藝規(guī)程和專用夾具的設計，以介紹設計方法為宗旨，著重實力，力圖做到內容完整、詳實。 本書共有兩章，第一章為機械制造工藝規(guī)程設計的基本要求、內容、方法和步驟；第二章詳細的論序了對專用機床夾具的基本要求和設計步驟以及簡要的說明夾具體的設計要求和步驟。 關鍵詞 ： 專用鉆床夾具 工藝規(guī)程 切削用量 加工余量 Abstract : The design of the components on the link order processing and special fixture design in order to design methods introduced for the purpose. focus on strength, in a bid to ensure the content is complete, informative. The book has two chapters, the first of the machinery manufacturing process planning the basic requirements, contents, methods and steps; 2nd detail in the chapter sequence of the special fixture and the basic requirements for the design steps and brief description of the specific folder design Summation steps. Key words : exclusive drilling fixture Technology of cutting consumption allowance 緒 論 畢業(yè)實踐工作對于每一位即將畢業(yè)的畢業(yè)生來說都是非常重要的，它對我們以后走上工作崗位很有幫助。對于我們機電專業(yè)來說，在以后的工作中經(jīng)常要做關于夾具的設計工作，在這里，我以連桿零件為例，對它的工藝過程和夾具進行設計。做畢業(yè)設計可以把以前所學的知識加以綜合運用，起到鞏固學到的知識的作用，從而提高分析，解決問題的能力。因此，認真的完成畢業(yè)設計是很有必要的。 機械制造工藝規(guī)程的制定需選擇機械加工余量，機械加工余量的大小，不僅影響機械零件的毛坯尺寸，而且也影響工藝裝備的尺寸，設備的調整，材料的消耗，切削用量的選擇，加工工時的多少。因此，正確的確定機械加工余量，對于節(jié)約金屬材料，降低刀具損耗，減少工時，從而降低產品制造成本，保證加工質量具有十分重要的意義。 在這次設計過程中，廣泛的收集各種資料及標準，課程設計中另一個重要的設計為專用夾具的設計。專用夾具的設計是為了特殊加工工序的技術要求的加工。 夾具是機械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。 各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。 一、 機床夾具在機械加工中的作用 對工件進行加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，首先要將工件裝夾好。 工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。 采用第一種方法夾工件時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用于小批生產。批量較大時，大都用夾具裝夾工件。 用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點： （1） 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 （2） 能提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時，提高勞動生產率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高生產率。 （3） 能擴大機床的使用范圍 （4）能降低成本 在批量生產中使用夾具后，由于勞動生產率的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產成本。夾具制造成本分攤在一批工件上，每個工件增加的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟效益就愈顯著。 二、 機床夾具的分類 機床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用的分類方法有以下幾種。 1. 按夾具的使用特點分類 （1） 通用夾具 已經(jīng)標準化的，可加工一定范圍內不同工件的夾具，稱為通用夾具，如三爪定心卡盤、機床用平口虎鉗、萬能分度頭、磁力工作臺等。這些夾具已作為機床附件的專門工廠制造供應，只需選購即可。 （2）專用夾具 專門為某一工件的某道工序設計制造的夾具，稱為專用夾具。專用夾具一般在批量生產中使用。 （3）可調夾具 夾具的某些元件可調整或可更換，以適應多種工件加工的夾具，稱為可調夾具。它還分為通用可調夾具和成組夾具兩類。 （4）組合夾具 采用標準的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。 （5）拼裝夾具 用專門的標準化、系列化的拼裝夾具而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點，但比組合夾具精度高、效能高、結構緊湊。它的基礎板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。。此類夾具更適合在數(shù)控機床上使用。 2.　按使用機床分類 夾具按使用機床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其它機床夾具等。 3.　按夾緊的動力源分類 夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。 三、 機床夾具的組成 機床夾具的種類和結構雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個部分。 1. 定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2. 夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用是不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 3. 對刀或導向裝置 對刀或導向裝置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。 4. 連接元件 連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。 5. 夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件。 6. 其它裝置或元件 它們是指夾具中因特殊需要而設置的裝置或元件。如需加工按一定規(guī)律分 布的多個表面時，常設置分度裝置；為能方便、準確地定位，常設置預定位裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。 四、 本設計的任務 本設計的任務是：設計零件的工藝規(guī)程以及對典型夾具進行結構分析與精度分析；通過本課程的設計使學生具有一定的設計專用夾具的能力和分析生產中與夾具有關的技術問題的能力。 第一章 連桿零件機械加工工藝規(guī)程的編制 第一節(jié) 計算生產綱領，確定生產類型 一、計算生產綱領，確定生產類型 生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。 零件生產綱領可按下式計算。 N=Qn（1+a%）（1+b%） 根據(jù)教材中生產綱領與生產類型及產品大小和復雜程度的關系，確定其生產類型。 如圖，為某產品上的一個連桿零件。該產品年產量為5000臺。設其備品率為25%，機械加工廢品率為0.2%，每臺產品中該零件的數(shù)量為1件，現(xiàn)制定該連桿零件的機械加工工藝規(guī)程。 N=Qn（1+a%）（1+b%） =5000*1*（1+25%）（1+0.2%） =6262.5 件/年 連桿零件的年產量為6262.5件，現(xiàn)已知該產品屬于輕型機械，根據(jù)生產類型與生產綱領的關系查閱參考文獻 ，確定其生產類型為大量生產。 連桿零件工件圖 大量生產的工藝特征： （1） 零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處，采用分組裝配法和調整法。 （2） 毛坯的制造方法和加工余：廣泛采用金屬模機器造型，鑄或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。 （3） 機床設備及其布置形式：廣泛采用商效專用機床及自動機床，按流水線和自動排列設備。 （4） 工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復合刀具，專用量具或自動檢驗裝置，靠調整法達到精度要求。 （5） 對工人的技術要求：對調整工的技術水平要求高，對操作工的技術水平要求較低。 （6） 工藝文件：有工藝過程卡或工序卡，關鍵工序要調整卡和檢驗卡。 （7） 成本：較低。 （8） 生產率：高。 （9） 工人勞動條件：較好。 第二節(jié) 零件的分析 一、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量要求。 （4）熱處理及其他要求。 連桿零件的圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術要求齊全。但基準孔Φ14H8mm要求Ra1.6μm比較高，需要絞孔。本零件的兩大小頭孔的加工并不困難。根據(jù)零件的技術要求，其大小頭孔的兩中心的平行度要求比較高，達Φ0.08mm，因此在加工時應設計一夾具來保證兩孔中心的平行度要求。另外就是該零件的油槽加工，分析該小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要鉆至溝槽之內，即能使油路暢通就行。再就是銑小頭孔上十字形通槽，需要設計一夾具來加工。 二、選擇毛坯及毛坯制造方法 (1) 根據(jù)零件用途確定毛坯類型。 (2)根據(jù)批量（生產綱領）確定毛坯制造方法。 (3)根據(jù)手冊查定表面加工余量及余量公差。 根據(jù)技術要求，零件材料為ZG310—570，即鑄造碳鋼。 主要化學成分W% 主要特性 用途舉例 C Si Mn P S 不大于 0.40 0.50 0.90 0.04 0.04 有較好強度、塑性、焊接、性能尚好。 軌剛機架模具、箱體、缸體連桿、曲軸等。 熱處理 正火或退火溫度[℃] 回火溫度[℃] 870—890 620—680 機械性能 σb[N/mm2] σs[N/mm2] δs[%] φ[%] аk[J/cm2] 570 310 15 21 30 按GB/T5613—1995規(guī)定，鑄鋼牌號用“鑄”和“鋼”兩字漢語拼音首位字母“ZG”后加工兩組數(shù)字表示，第一組數(shù)字表示屈服點的最低值，第二組數(shù)字表示抗拉強度的最低值。 ZG310—570表示бs≥310MPa，бB≥570MPa的鑄鋼。鑄造碳鋼的碳質量分數(shù)一般為0.15%—0.6%，其鑄造性能比鑄造鐵差，但力學性能比鑄造鐵好。主要用于制造形狀復雜，力學性能要求高，而在工藝又很鍛壓等方法成形的比較重要的機械零件，例如汽車的變速箱殼，機車車輛的車銷和聯(lián)軸器等。鑄造碳鋼的牌號，化學成分，力學性能[見表] 毛坯的制造方法： 根據(jù)毛坯的材料，生產類型，生產綱領及零件的復雜程度，毛坯可采用鑄成型。 零件并不復雜，因此毛坯可以與零件的形狀盡量接近。兩孔可不必鍛出，直接加工。 通過查加工余量表，得兩端面的總加工余量為3mm，毛坯尺寸可以通過加工余量確定。 選擇毛坯鑄的主要依據(jù)：鑄可鍛造形狀復雜的毛坯，尺寸精度較高，尺寸偏差0.1mm~0.2mm，表面粗糙度Ra為12.5μm，毛坯的釬維組織好，強度高，生產率較高，但需要專用鍛模及鍛錘設備。 大批量生產，適于鍛造碳素鋼，合金鋼。 鍛件加工表面直線度，平面度公差。 鑄件長度為160mm，熱處理為調質時，直線度和平面度公差的普通級為1.1mm，精密度為0.7mm。 第三節(jié) 工藝規(guī)程設計 一、定位基面的選擇 定位基面的選擇是擬定零件的機械加工路線，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量和生產率。 在選擇定位基面時，需要同時考慮以下三個問題： (1) 以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準，才能保證加工精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行? (2) 為加工上述精基面或統(tǒng)一基準，應采用哪一個表面作為粗基面? (3) 是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面? 精基面的選擇：根據(jù)精基面的選擇原則，選擇精基面時，首先應考慮基準重合的問題，即在可能的情況下，應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準。 在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭孔處指定一側的外圓面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。這樣就使各工序的定位基準統(tǒng)一起來，減少定位誤差。 再深入研究一下： （1） 根據(jù)零件圖，連桿零件的大小頭孔有一端面（即右端面）在一個平 面上，因此可以同時加工出來，但另一端面（即左端面）不在一個平面上，這對作為定位基準面來說是不利的。因此，在加工時需主意其定位方案的合理性。 （2） 小頭孔外圓作為基面，所以小頭孔外圓表面的加工安排得比較早。 在小頭孔與大頭孔作為定位基面前的加工工序且鉆孔、擴孔、鉸孔，這些工序對于加工后的孔與孔的平行度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度，因此，在加工時應注意，選用合理的定位方案。 （3） 在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加工精度會有很大影響，因此第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。連桿加工就是如此。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身，以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。但是由于毛坯表面 不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后端面似乎平整了，一放松，工件又恢復變形，影響后續(xù)工序的定位精度。 二、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，還須考慮生產率和經(jīng)濟性方面的要求，在選擇時，應根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結合零件的特點和技術要求，慎重決定。 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。 大小頭孔兩端面：未注公差，表面粗糙度為Ra3.2μm。需進行粗銑及半精銑。（見教材表3—16） Φ30H11的大頭孔：公差等級為H11，表面粗糙度為Ra6.3μm，采用鉆孔及擴孔即可加工出。（見教材表3-15） 小頭端Φ10的小孔：未注公差及表面粗造度，采用鉆加工即可。 Φ14H8的小頭端不通孔：公差等級為H8，表面粗糙度為Ra1.6μm，在已鉆出的基礎上擴孔及鉸孔即可達到要求。（見教材表3-15） 銑兩個寬4mm，8mm的十字形通槽：未注公差等級，表面粗糙度為Ra12.5μm，即采用粗銑就可以加工出來。（見教材表3-16） 大頭端Φ12深20的孔及螺紋孔：Φ12mm的孔公差等級未注，表面粗糙度Ra12.5μm，先用Φ6的鉆頭鉆通，再用Φ12的鉆頭鉆至深20mm處，再攻M8的螺紋。（見教材表3-15） 大頭端4mm的小槽：未注公差等級，表面粗糙度Ra12.5μm，采用粗銑即可。（見教材表3-15） 大頭端Φ5的油槽：未注公差等級，表面粗糙度Ra12.5μm，采用鉆加工即可。（見教材表3-15） 零件各表面加工順序的確定 ①機械加工順序安排 根據(jù)機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排大小頭孔兩端面的加工，接著安排鉆大小頭兩孔，再就是銑十字型通槽，再鉆大頭端Φ6mm、Φ8mm的孔，攻M8的螺紋，銑大頭端槽，最后鉆大頭端Φ5mm的油孔。 ②熱處理工序的安排 由于毛坯為鑄件，在機械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應力，改善金屬組織，細化晶粒，改善切削性能。 ③輔助工序的安排。 檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結檢驗。 三、制定工藝路線 制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。 (1)選擇加工方法應以零件加工表面的技術條件為依據(jù)，主要是加工面的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度，并綜合考慮各個方面工藝因素的影響。一般是根據(jù)主要表面的技術條件先確定終加工方法，接著再確定一系列準備工序的加工方法，然后再確定其他次要表面的加工方法。 (2)在各表面加工方法選定以后，就需進一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大致順序，以定位基準面的加工為主線，妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。 (3)排加工路線圖表。 當生產批量不同時零件的工藝路線也會有較大的差別，先在列出連桿零件大量生產時的工藝路線。 工序10：銑連桿零件大小頭孔兩端面（有兩種方案） 方案1：大頭兩端面一起銑，再加工小端兩端面。 此方案采用的定位方案是以連桿的大頭外形及連桿桿身的對稱面定位，這種定位方法使工件在夾緊是變形小，同時可以銑工件的兩端面，使一部分切削力相互抵消，易于得到平面度較好的平面。同時由于是以對稱面定位，毛坯在 加工后的外形偏差也比較小。 方案2：大頭孔小頭孔，右端底平面一起銑，再分別銑大小頭孔左端面，鉆小頭端孔，此方案采用的定位方案是：以小頭孔外圓面用V形塊定位及以大頭孔左端定位，加工右端面，加工好后以右端底平面定位及小頭孔外圓定位。加工另一端，及鉆小頭孔。采用此種方案可以在定位基準不變的情況下同時加工幾個面，即減小因基準不重合而產生的誤差。 以上兩種方案，各有各的優(yōu)點及缺點，從多種角度考慮，我會選擇方案2。 工序20：鉆小頭端Φ10mm的通孔，再擴鉆孔，鉸孔至Φ14H8mm 深40mm。 工序30：鉆大頭端Φ30mm的通孔，然而擴Φ30H11mm的孔。 工序40：粗銑寬4mm，8mm的十字形通槽。 工序50：鉆大頭端Φ6mm的通孔，再用Φ12mm的鉆頭從左端鉆至深20mm處，攻右端M8的螺紋，深20mm。 工序60：粗銑大頭端4mm的槽。 工序70：鉆Φ5mm的油孔。 四、選擇加工設備及工藝裝備 (1)根據(jù)零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素，合理確定機床種類及規(guī)格。 (2)根據(jù)質量、效率和經(jīng)濟性選擇夾具種類和數(shù)量。 (3)根據(jù)工件材料和切削用量以及生產率的要求，選擇刀具，應注意盡量選擇標準刀具。 (4)根據(jù)批量及加工精度選擇量具。 由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以通用機床為主，輻以少量專用機床的流水生產線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 ①選擇機床 A，工序10：是粗銑和半精銑。本零件外輪廓尺寸不大。精度要求不是很高，選用X5025。 B，工序20，30，50，70：可以在立式鉆床上加工。可選用Z5140立式鉆床。 C，工序40：可以在立式銑床上加工，可選用X5025。 D，工序60：可用臥式銑床加工出?？蛇x用X6026。 ②選擇夾具 本連桿零件除加工十字型槽與鉆Φ12mm孔，攻M8mm螺紋需設計專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。 ③選擇刀具 A，銑十字型槽選錯齒三面刃銑刀，零件要求銑刀深度為12mm。銑刀直徑應為110~150mm。因此，所選銑刀：十字型通槽寬4mm時，銑刀規(guī)格為d=16mm，D=50mm，L=4mm，齒數(shù)Z=12。寬8mm時，銑刀規(guī)格為d=16mm,D=50mm，L=8mm，齒數(shù)Z=12。 B，銑大小頭兩端面時，銑刀選A類可轉位面銑刀直徑為50mm。 C，鉆Φ10 mm的小頭端孔至尺寸Φ14H8 mm，選用錐柄麻花鉆，錐柄擴孔復合鉆，擴孔時倒角。選用錐柄機用絞刀。 D，鉆、擴Φ30H11mm 的大頭端孔：選用錐柄麻花鉆，錐柄擴孔復合鉆，擴孔時倒角。 E，鉆Φ6 mm的大頭端孔，再用Φ12 mm，的鉆頭鉆至深20 mm，選用錐柄麻花鉆。 F，攻M8mm的螺紋：選用機用絲錐。 G，鉆Φ5mm的大頭端油孔：用Φ5mm直柄麻花鉆。 ④選擇量具 本零件屬大量生產，一般均采用量具，選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量具的測量方法極限誤差選擇。 A，選擇加工孔用量具，可選內徑百分尺，選分度植為0.01mm。 B，選擇加工槽所用量具，選用分度植為0.02mm,測量范圍為0~150mm游標尺進行測量。 五、加工工序設計、工序尺寸及切削用量的計算 （1）用查表法確定工序余量。 （2）當無基準轉換時，工序尺寸及其公差的確定應首先明確工序的加工精度。 （3）當有基準轉換時的工序尺寸及其公差應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注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關。有基準轉換時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。 切削用量的選擇 單件小批生產時，一般可由操作工人自定，大批生產條件下，工藝規(guī)程必須給定切削用量的詳細數(shù)值，選擇的原則是確保質量的前提下具有較高的生產率和經(jīng)濟性，具有選用可參考各類工藝人員手冊。 ⑴工序10粗銑及半精銑大小頭孔兩端面 查有關手冊平面加工余量表，得半精加工余量Z為1 mm，已知端面總余量Z總為3 mm，故粗加工余量Z粗=（3-1）mm=2 mm。 如圖1.4（a）所示，半精銑右端面以左端面定位，工序尺寸為： 1.4(a) X小精=61-0.5 mm, X大精=23mm 則粗銑右端面工序尺寸 X小精為62mm,X大精為24mm。 查教材表3－16平面加工方法，得粗銑加工公差等級為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。 加工端面的工步余量和工序尺寸及公差/mm 加工表面 工序邊余量/mm 工序尺寸及公差/mm 表面粗糙度/um 粗 半精 粗 半精 粗 半精 小頭孔右端面 2 1 62±0.065 　 61±0.037 6.3 3.2 大頭孔右端面 2 1 24±0.095 23±0.026 6.3 3.2 小頭孔左端面 2 1 59±0.065 58-0.5 6.3 3.2 大頭孔左端面 2 1 21±0.095 20±0.026 6.3 3.2 校核精銑余量Z精 Z小精=X小精min ?X小精max=[（62?0.13）?(61+0)]mm=0.87mm Z大精=X大精min ?X大精max=[（24?0.19）?23]mm=0.81mm 故余量足夠。 查閱有關資料手冊，取粗銑的每齒進給量fz=0.2mm/z;半精銑的每轉進給量f=0.05mm/z,粗銑走刀1次，ap =2mm;半精銑走刀1次，ap=1mm。 取粗銑的主軸轉速為150r/min，取半精銑的主軸轉速為300r/min，又前面已選定銑刀直徑D為Φ50 mm，故相應的切削速度分別為： 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*300/1000 m/min=47.1 m/min ⑵工序20：鉆、擴、鉸Φ10的孔到Φ14H8 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸 深度 Φ14 鉆孔 6 IT11 Φ12 40 Φ14H8 擴孔 0.9（單邊） IT10（58μm） Φ13.8+0.058 40 Φ14H8 鉸孔 0.1（單邊） IT8（27μm） Φ14+0.027 40 Φ14H8的孔鉆、擴、鉸余量參考有關資料手冊Z擴=0.9mm，Z鉸=0.1 mm，由此可推算出Z鉆=（14/2-0.9-0.1）=6 mm。 鉆、擴、鉸Φ10的孔到Φ14H8的加工余量 參考Z25140機床技術參數(shù)表，取鉆孔Φ14H8的進給量f=0.3 mm/ r，參考有關資料得鉆孔Φ12的v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min 按機床實際轉速取n=630 r /min，則實際切削速度為： Vc=∏d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min 查有關資料得： Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N） M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·m） 鉆Φ12 mm的孔Ff和M如下： Ff=9.81*42.7*12*0.30.8*1 N=1918.56 N M=9.81*0.021*122*0.30.8*1 N·m=11.32 N·m 擴孔Φ13.8 mm，參考有關資料，并參考機床實際進給量，取f=0.3 mm/ r，（因擴的是盲孔，所以進給量取得較?。? 參考有關資料，擴孔切削速度為鉆孔是的1/2-1/3，故取擴孔時=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。 由此算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min 按機床實際轉速取n=300 r /min。 參考有關資料，取鉸孔的切削速度為Vc=0.3 m/s=18 m/min。 由此算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min 按機床實際轉速取為n=400 r /min。則實際切削速度為： Vc=∏d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min 工序30：鉆、擴大頭端Φ30H11 mm的孔 Φ30H11 mm的孔，擴余量參考有關手冊取Z擴=0.9 mm。 由此可算出Z鉆=（30/2-0.9）=14.1 mm 鉆、擴、大頭端Φ30H11 mm的孔的加工余量表 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸 Φ30H11 鉆孔 14.1 — Φ28.2 Φ30H11 擴孔 0.9（單邊） H11 Φ30+0.13 參考Z25140機床技術參數(shù)表，取鉆孔Φ30H11 mm的進給量取f=0.4 mm/ r。 參考有關資料，得鉆孔Φ28.2 mm的切削速度Vc=0.445m/s=126.7m/min。 由此可算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min 按機床實際轉速取n=300 r /min，則實際切削速度為： Vc=∏d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min 查有關資料得： Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N） M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·M） 所以Φ30的Ff和M如下： Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N M=9.81*0.021*28.22*0.40.8*1 N·M=78.71N·M 擴Φ30H11 mm的孔，參考機床實際進給量取f=0.4 mm/ r。 參考有關資料，擴孔切削速度為鉆孔時的1/2—1/3，故取擴孔時=1/2*26.56 m/min =13.28m/min。 由此可算出轉速為： n=1000v/Πd=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r /min 按機床實際轉速取n=400 r /min。 ⑷確定銑槽時的工序尺寸。粗銑就可達到零件圖樣的要求，則該工序尺寸：槽寬4mm、8mm、深12mm。其工序余量既等于總余量12 mm。 ⑸鉆大頭端Φ12 mm深20的孔及攻M8的螺紋：本工序用鉆孔就可以達到零件的圖樣要求。 本工序的切削用量及其余次要工序設計略。 六、時間定額計算 （一）計算工序20、30的時間定額 ① 機動時間。 參考有關資料，得鉆孔的計算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=D/2cotkr+（1~2） L2=1~4，鉆盲孔時l2=0。 對鉆Φ12 mm的孔有： L1=D/2cotkr+（1~2）=[12/2cot（118°/2）+1.5] mm≈5.1mm L=40mm，取 l2=0 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（40+5.1+0）/0.3*630 min≈0.24min 參考有關資料，得擴孔的計算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=（D-d1）/2cotkr+（1~2） 擴盲孔和鉸盲控時l2=0。 對擴孔Φ13.8 mm有： L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（13.8-12）/2cot60°+1.5] mm≈2 mm L=40mm，取 l2=0 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（40+2+0）/0.3*300 min≈0.47min 對鉸孔Φ14 mm有： L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（14-13.8）/2cot45°+1.5] mm≈1.6 mm 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（40+1.6+0）/0.3*400 min≈0.35min ② 總機動時間Tj（既基本時間tb）為： Tb=（0.24+0.47+0.35）=1.06 min。 （二）計算工序30的時間定額 ① 機動時間。 參考有關資料得鉆孔的計算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=D/2cotkr+（1~2） L2=1~4，鉆盲孔時l2=0。 對鉆Φ28.2 mm的孔有： L1=D/2cotkr+（1~2）=[28.2/2cot（118°/2）+1.5] mm≈9.96mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（21.5+9.96+3）/0.4*300 min≈0.29min 參考有關資料，得擴孔的計算公式為： Tj=（l+l1+l2）/fn L1=（D-d1）/2cotkr+（1~2） 擴盲孔時l2=0。 對擴孔Φ30 mm有： L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（30-28.2）/2cot60°+1.5] mm≈2 mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得： Tj=（21.5+2+3）/0.4*140 min≈0.47min ②總機動時間Tj（既基本時間tb）為： Tb=（0.29+0.47）=0.76 min。 其余時間定額計算略。 七、填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡 ①工藝過程綜合卡片 簡要寫明各道工序，作為生產管理使用。 ②工藝卡片 詳細說明整個工藝過程，作為指導工人生產和幫助管理人員、技術人員掌握整個零件加工過程的一種工藝文件，除 寫明工序內容外，還應填寫工序所采用的切削用量和工裝設備名稱、代號等。 ③工序卡片 用于指導工人進行生產的更為詳細的工藝文件，在大批量生產的關鍵零件的關鍵工序才使用。 （1）簡圖可按比例縮小，用盡量少的投影視圖表達。簡圖也可以只畫出與加工部位有關的局部視圖，除加工面、定位面夾緊面、主要輪廓面，其余線條可省略，以必需、明了為度。 （2）被加工表面用粗實線（或紅線）表示，其余均用細實線。 應標明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。 （3）定位、夾緊表面應以規(guī)定的符號標明。 工藝文件詳見表 第二章 連桿零件的夾具設計 （鉆夾具的設計） 第一節(jié) 機床夾具設計的基本要求和一般步驟 一、對專用夾具的基本要求 1.保證工件的加工精度 專用夾具應有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2.提高生產效率 應根據(jù)工件生產批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產效率。 3.工藝性好 專用夾具的結構應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。 專用夾具的制造屬于單件生產。當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整或修配結構，如設置適當?shù)恼{整間隙，采用可修磨的墊片等。 4.使用性好 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑結構。 5.經(jīng)濟性好 除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外。還應根據(jù)生產綱領對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產中的經(jīng)濟效益。 二、專用夾具設計步驟 1.明確設計任務與收集設計資料 夾具設計的第一步是在已知生產綱領的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設計任務書，對工件進行工藝分析。其內容主要是了解工件的結構特點、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準和夾緊表面及所用的機床、刀具、量具等。 其次是根據(jù)設計任務收集有關資料，如機床的技術參數(shù)，夾具零部件的國家標準、部頒標準和廠訂標準，各類夾具圖冊、夾具設計手冊等，還可收集一些同類夾具的設計圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。 2.擬訂夾具結構方案與繪制夾具草圖 1） 確定工件的定位方案，設計定位裝置。 2） 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置。 3） 確定對刀或導向方案，設計對刀或導向裝置。 4） 確定夾具與機床的連接方式，設計連接元件及安裝基面。 5） 確定和設計其它裝置及元件的結構形式。如分度裝置、預定位裝置　　 及吊裝元件等。 6） 確定夾具體的結構形式及夾具在機床上的安裝方式。 7） 繪制夾具草圖，并標注尺寸、公差及技術要求。 1. 進行必要的分析計算 工件的加工精度較高時，應進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時，可進行經(jīng)濟分析，選用經(jīng)濟效益較高的方案。 3.審查方案與改進設計 夾具草圖畫出后，應征求有關人員的意見，并送有關部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們的意見對夾具方案作進一步修改。 4.繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制。總圖應把夾具的工作原理、個種裝置的結構及其相互關系表達清楚。 夾具總圖繪制次序如下： 1） 用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。 2） 依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對刀或導向裝置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。 3） 標注必要的尺寸、公差和技術要求。 4） 編制夾具明細表及標題欄。 完整的夾具裝配總圖的參閱“夾具圖冊”中的圖。 5.繪制夾具零件圖 夾具中的非標準零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術要求。 第二節(jié) 連桿零件的鉆床夾具設計 圖a所示為連桿類零件 連桿工件圖（a） 一、零件本工序的加工要求分析 ①鉆Φ12孔和鉆Φ7螺紋底孔； ②鉆Φ12孔，其深為20；再用Φ7鉆通，攻為M8； ③鉆出的Φ12孔和Φ7螺紋底孔的總長度為40mm。 本工序前已加工的表面如下： ① 同時銑大小一端面（兩工件一起加工）； ② 同時銑大小一端面（兩工件一起加工）； ③ 鉆，鉸Φ30H11孔并倒角； ④ 鉆，鉸Φ14H8孔并倒角。 本工序使用機床為 Z5125立鉆；刀具為通用標準刀具。 二、確定夾具類型 本工序所加工兩孔（Φ12孔和Φ7螺紋底孔），位于一條直線上，孔徑不大，工件質量較小，輪廓尺寸也不是很大，因此采用移動式鉆模。 三、擬訂定位方案和選擇定位元件 ⑴定位方案 根據(jù)工件結構特點，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。再選Φ30H11的大頭端孔左端面為定位基準，限制工件的6個自由度，如圖所示： 如圖所示：用小頭端孔作定位基準，用心軸定位限制x、y、x、y。 用大頭端孔作定位基準，用螺紋心軸定位，限制z。 用大頭端左端面作為定位基準，限制了z。 ②以大頭端Φ30H11的孔及小頭端Φ14H8的孔作為定位基準，再選大小頭端左端面作為定位基準。也限制了工件的6個自由度。如圖所示： (a) (b) 兩種定位方案 如圖所示： 以大頭孔作為定位基準限制了z轉動； 以小頭孔作為定位基準限制了x的移動和y的移動及x的轉動和y的轉動。 以大、小頭孔作為定位基準限制了z移動。 方案①此定位方案有效制了工件的6個自由度，且定位合理。 方案②此定位方案有效制了工件的6個自由度，但定位元件比較浪費，且有過定位現(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。選擇可調支承釘。 ⑶定位誤差計算 ①加工Φ12孔時Φ30H11孔的最大間隙的定位誤差的計算。 由于零件是一面兩銷定位，由于孔與心軸存在最大配合間隙，因此在 鉆Φ12孔時會產生直線位移誤差。 計算如下： 經(jīng)表查得：Φ30H11孔的上下偏差分別為+0.13，0； Φ29.96h6軸的上下偏差分別為0，-0.013。 △D=△B+△Y =δd1+ΔD1+X1min =X1max =30.13-29.947 =0.183㎜＜1/3δK 加工Φ7的螺紋底孔與加工Φ12孔在一條直線上，因此Φ7的螺紋底孔的定位誤差的計算與Φ12孔定位誤差的計算相同。 由于加工要求不高，其他精度可以不必計算。 四、確定夾具方案 參考夾具資料，采用螺釘11在Φ30H11孔的上端面夾緊工件。如圖所示： 五、確定引導元件（鉆套的類型及結構尺寸） ⑴對Φ12孔，鉆套采用可換鉆套。當工件為單一鉆孔工步，大批量生產時，為便于更換磨損的鉆套，選用可換鉆套。鉆套與襯套（GB/T6623-91）之間采用F7/K6或 F7/m6配合，襯套與鉆摸板之間采用H7/n6配合。當鉆摸磨損后，可卸下螺釘（GB/T2268-91），更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時轉動及退刀時脫落。 鉆孔時鉆套內徑Φ12mm，外徑Φ18mm；襯套內徑Φ18mm，外徑Φ26mm；鉆套端面至加工面的距離取12㎜。 麻花鉆選用Φ11.8㎜。 ⑵對Φ7的螺紋底孔。鉆套采用可換鉆套。 麻花鉆選用Φ6.8㎜。 各引導元件至定位元件間的位置尺寸分別為（15±0.03）㎜和（18±0.05）㎜，各鉆套軸線對基面達到直線允差為0.02㎜。 六、夾具精度分析與計算 由圖可知，所設計夾具需保證的加工要求有：尺寸Φ30H11的孔與其配合的心軸之間的最大轉動允差為0.183㎜，其它尺寸因精度要求較低不必進行驗算外，其精度驗算如下： △D=△B+△Y =δd1+ΔD1+X1min =X1max =30.13-29.947 =0.183㎜＜2/3δK 因而此夾具能夠保證Φ30H11孔的加工要求和平行度要求 鉆床夾具總裝圖 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 連桿零件 共 7 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 10 粗—半精銑大、小頭孔左、右端面 ZG310~570 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 40*58*159 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X5025 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 粗銑、半精銑大、小頭孔左、右端面夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑大、小頭孔右端面 通用銑床夾具 150 23.55 0.2 2 1 半精銑大、小頭孔右端面 通用銑床夾具 300 47.1 0.05 1 1 粗銑大、小頭孔左端面 通用銑床夾具 150 23.55 0.2 2 1 半精銑大、小頭孔左端面 通用銑床夾具 300 47.1 0.05 1 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 連桿零件 共 7 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 鉆小頭端Φ10的通孔，再擴鉸之Φ14H8 ZG310~570 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄件 40*20*159 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z5140 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 通用鉆床夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆小頭端Φ10mm的通孔 通用鉆床夾具 630 23.74 0.3 0.24 選用錐柄麻花鉆 擴鉆孔至Φ14mm 通用鉆床夾具 300 18 0.3 0.47 選用錐柄麻花鉆 鉸孔至Φ14H8mm 選用錐柄機用絞刀 400 17.58 0.3 0.35 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 連桿零件 共 7 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 30 鉆、擴大頭端Φ30H11 mm的孔 ZG310