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設(shè) 計 說 明 書 彎頭連桿加工工藝及夾具設(shè)計 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 目 錄 序 言 .................................................................................................................................3 1 零件的分析 ..............................................................................................................................4 1.1 零件的作用 ....................................................................................................................4 1.2 零件的工藝分析 ............................................................................................................4 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 ......................................................................................................................5 2.1 確定毛坯的制造形式 ....................................................................................................5 2.2 基準(zhǔn)的選擇 ....................................................................................................................5 2.3 制定工藝路線 ................................................................................................................6 2.3.1 加工方法的選擇 ..................................................................................................6 2.3.2 加工順序的安排 ..................................................................................................6 2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 ..................................................................12 2.5 確定切削用量及功率的校核 ......................................................................................14 3 夾具設(shè)計 ................................................................................................................................20 3.1 問題的提出 ..................................................................................................................20 3.2 夾具設(shè)計 ......................................................................................................................20 3.3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 ......................................................................................21 小結(jié) ...........................................................................................................................................22 參考文獻 ...................................................................................................................................23 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械 裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提 供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)， 因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支 柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué) 技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 彎頭連桿零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、 機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件 在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具， 保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè) 計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論， 又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次 設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 1 零件的分析 本零件，假設(shè)年產(chǎn)量為 5000 件，每臺機器需要該零件 1 個，備品率為 19%，廢品率為 0.25%，每日工作班次為 1 班。 該零件材料為 45，考慮到零件在工作時有很多的要求，所以選擇鑄造。依據(jù)設(shè)計要求 Q=5000 件/年，n=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和 0.25%代入公式得 該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Qn(1+α)（1+β)=7437.5 件/年 1.1 零件的作用 彎 頭 連 桿 的 作 用 是 將 活 塞 承 受 的 力 傳 給 曲 軸 ， 并 使 活 塞 的 往 復(fù) 運 動 轉(zhuǎn) 變 為 曲 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 運 動 ，是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞組上的燃 氣壓力轉(zhuǎn)給曲軸，所以連桿除上下運動外，還左右擺動做復(fù)雜的平面運動，連桿工作 時，主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，要求它應(yīng)有足夠的疲勞強度 和結(jié)構(gòu)剛度，同時由于連桿既是轉(zhuǎn)動零件，又是運動件不能單靠加大尺寸來提高其承 載能力，須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)備。 1.2 零件的工藝分析 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單，其主要加工的面有 φ112、φ50、φ36、的圓柱端面面，φ90、φ35、φ25 的內(nèi)孔表面，連桿的端面，連 桿的鍵槽，耳鉤的端面圖中所給的尺寸精度高，大部分是 IT6 級；粗糙度方面表現(xiàn)在 孔的端面和內(nèi)表面、φ90 內(nèi)孔表面為 Ra1.6um, φ112 圓柱的端面 Ra6.3um。φ35 的 孔的內(nèi)表面 Ra1.6um,φ50 圓柱面為 Ra6.3um、φ25 的內(nèi)孔表面為 Ra1.6um,φ36 圓柱 的端面為 Ra6.3um,耳鉤的兩端面為 Ra6.3um，其余為 Ra12.5um，要求不高；位置要求 較嚴格，表現(xiàn)在 φ90 孔的內(nèi)表面的圓柱度為 0.0085mm、φ25 內(nèi)孔圓柱表面對為 0.0085mm, φ35 孔內(nèi)表面的圓柱度為 0.0085mm 并相對于 φ90 的孔的內(nèi)表面 A 的平行 度為 0.02mm，熱處理方面需要調(diào)質(zhì)處理，到 226～271HBS，保持均勻。 通過分析該零 件，其布局合理，方便加工，我們通過徑向夾緊可保證其加工要求，整個圖面清晰， 尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇和擬定毛坯圖是制定工藝規(guī)程的最初階段工作之一，也是一個比較重 要的階段，毛坯的形狀和特征（硬度，精度，金相組織等）對機械加工的難易，工序 數(shù)量的多少有直接影響，因此，合理選擇毛坯在生產(chǎn)占相當(dāng)重要的位置，同樣毛坯的 加工余量的確定也是一個非常重要的問題。 毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲 得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材 2、鍛造 3、鑄造 4、焊接 5、其 他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用鑄件或鍛件，但從經(jīng)濟方面著想，如用鑄件中的鑄 料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鍛 件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn)， 這個是粗基準(zhǔn)，該零件選用 φ112 內(nèi)圓孔表面面作為粗基準(zhǔn)來加工 φ50、φ36 圓柱的 端面。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，在以后的 工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)，φ50、φ25 的孔為定位基準(zhǔn)，這個基 準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。在選精基準(zhǔn)時采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠， 為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。 2.3 制定工藝路線 2.3.1 加工方法的選擇 市場經(jīng)濟的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同樣 的加工 方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和 經(jīng)濟性，而在具體的選擇上，一般根據(jù)機械加工資料和工人的經(jīng)驗來確定。由于方法 的多種多樣，工人在選擇時一般結(jié)合具體的工件和現(xiàn)場的加工條件來確定最佳的加工 方案。 同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況，一般我們按加 工順序來闡述加工方案： 加工表面 表面粗糙度 公差/精度等級 加工方法 φ112 圓柱端面 Ra6.3 IT6 粗銑- -精銑 φ50 圓柱端面 Ra6.3 IT6 粗銑- -精銑 φ36 圓柱端面 Ra6.3 IT6 粗銑- -精銑 耳鉤的兩端平面 Ra6.3 IT6 粗銑- -精銑 連桿的兩端面 Ra12.5 自由公差 粗銑 φ90 圓柱孔 Ra1.6 IT6 精鏜孔 φ90 孔端口的導(dǎo)圓 Ra6.3 IT6 精銑 φ35 圓柱孔 Ra1.6 IT6 鉆孔-鉸孔 φ25 圓柱孔 Ra1.6 IT6 鉆孔-鉸孔 2.3.2 加工順序的安排 (1)工序的安排 1、加工階段的劃分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時,往往不可能用一道工序來滿足要求,而要用幾道工 序逐步達到所要求的加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力,零件的加工過程通常按工序性 質(zhì)不同,可以分為粗加工,半精加工,精加工三個階段。 ①粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零 件成品，因此，主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率，去除內(nèi)孔，端面以及外圓表面的大部分余量， 并為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，如加工 φ112、φ50、φ36、圓柱的端面，耳鉤兩端面平面， 連桿的兩端面，連桿的兩凹槽。 ②半精加工階段：其任務(wù)是使主要表面達到一定的精加工余量，為主要表面的精 加工做好準(zhǔn)備，如 φ112、φ50、φ36、外圓柱的端面，耳鉤的兩端平面等。 ③精加工階段：其任務(wù)就是保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度，留一定的精加 工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并可完成一些次要表面的加工。如 φ112、φ50、φ36、φ90、φ35、φ25、φ90 的導(dǎo)圓，耳鉤的兩端平面，如精度和表 面粗糙度要求，主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。 2、基面先行原則 該零件進行加工時，要將端面先加工，再以 φ112 下端面、內(nèi)孔圓柱面為基準(zhǔn)來 加工，因為 φ112 下端面和 φ112 內(nèi)圓柱面為后續(xù)精基準(zhǔn)表面加工而設(shè)定的，才能使 定位基準(zhǔn)更準(zhǔn)確，從而保證各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出來。 3、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗車將在較短時間內(nèi)將工件表面上 的大部分余量切掉，一方面提高金屬切削效率，另一方面滿足精車的余量均勻性要求， 若粗車后留余量的均勻性滿足不了精加工的要求時，則要安排半精車，以此為精車做 準(zhǔn)備。 4、先面后孔 對該零件應(yīng)該先加工平面，后加工孔，這樣安排加工順序，一方面是利用加工過 的平面定位，穩(wěn)定可靠，另一方面是在加工過的平面上加工孔，比較容易，并能提高 孔的加工精度，所以對于彎頭連桿來講先加工 φ112 孔內(nèi)圓柱面，做為定位基準(zhǔn)再來 加工其余各孔和其它端面。 （2）工序劃分的確定 工序集中與工序分散：工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工 序加工內(nèi)容較多，工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時 間減少，減少夾具數(shù)目，并且利用采用高生產(chǎn)率的機床。工序分散是將工件的加工分 散在較多的工序中進行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步， 工序分散可使每個工序使用的設(shè)備，刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工 人的技術(shù)水平也要求低些。 綜上所述：考慮到工件是中批量生產(chǎn)的情況，采用工序分散 輔助工序的安排：輔助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除銹，退磁，檢驗等。 （3） 、熱處理工序的安排 熱處理的目的是提高材料力學(xué)性能，消除殘余應(yīng)力和改善金屬的加工性能，熱處 理主要分預(yù)備熱處理，最終熱處理、實效處理、表面處理和內(nèi)應(yīng)力處理等，本零件彎 頭連桿材料為 45 鋼，在加工過程中預(yù)備熱是消除零件的內(nèi)應(yīng)力，在毛坯鍛造之后。最 終熱處理、實效處理、在半精車之前，表面處理和內(nèi)應(yīng)力處理精車之前，按規(guī)范在 840℃溫度中保持 30 分鐘釋放應(yīng)力。 （4） 、擬定加工工藝路線 根據(jù)以上各個零部件的分析以及加工工藝確定的基本原則，可以初步確定加工工 藝路線，具體方案如下： 方案一 1、 下料 鍛造毛坯 2、 熱處理 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 3、 普銑 粗銑 φ112、φ50、φ36、圓柱端面留半精車、 4、 普銑 粗銑耳鉤的兩平面、半精銑 5、 普銑 連桿的兩端面 6、 普銑 連桿的兩凹槽 7、 數(shù)控鉆 鉆 φ35、φ25 的孔 8、 數(shù)控鏜 精鏜 φ90 孔達到要求，圓角 9 數(shù)控鏜 精鏜 φ35、φ25 的孔達到要求 10 數(shù)控銑 精銑 φ112、φ50、φ36、余量使各圓柱孔端面到要求 11 數(shù)控銑 精銑耳鉤的兩端平面使其達到精度要求 12、 鉗工 去毛刺、磨倒角 13、 檢驗 方案二 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 30 粗銑 粗銑 φ112、φ50 圓柱端面一側(cè)端面，留加工余量 40 粗銑 粗銑 φ25 孔端面一側(cè)端面，留加工余量 50 粗銑 翻面，粗銑 φ112、φ50 圓柱端面另外一側(cè)端面 60 粗銑 粗銑 φ25 孔端面另外一側(cè)端面，留加工余量 70 熱處理 熱處理 226-271HBS 80 精銑 精銑 φ112、φ50 圓柱端面一側(cè)端面 90 精銑 精銑 φ25 孔端面一側(cè)端面 100 精銑 翻面，精銑 φ112、φ50 圓柱端面另外一側(cè)端面 110 精銑 精銑 φ25 孔端面另外一側(cè)端面 120 粗鏜 粗鏜 φ90 孔，留加工余量 130 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸 φ35 孔 140 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸 φ25 孔 150 精鏜 精鏜 φ90 孔并倒角 160 鉗工 去毛刺 170 檢驗 檢驗 綜上所述：三個工藝方案的特點在于工序集中和工序分散和加工順序，從零件本 身來考慮，由于軸類零件在切削加工時易產(chǎn)生彎曲變形，如采用工序分散，在加工時 零件的位置精度無法保證，為了同時保證零件圖示的圓跳動要求，所以采用方案二。 10 鍛 鍛造毛坯 20 退火 退火（消除內(nèi)應(yīng)力） 30 粗銑 粗銑 φ112、φ50 圓柱端面一側(cè)端面，留加工余量 40 粗銑 粗銑 φ25 孔端面一側(cè)端面，留加工余量 50 粗銑 翻面，粗銑 φ112、φ50 圓柱端面另外一側(cè)端面 60 粗銑 粗銑 φ25 孔端面另外一側(cè)端面，留加工余量 70 熱處理 熱處理 226-271HBS 80 精銑 精銑 φ112、φ50 圓柱端面一側(cè)端面 90 精銑 精銑 φ25 孔端面一側(cè)端面 100 精銑 翻面，精銑 φ112、φ50 圓柱端面另外一側(cè)端面 110 精銑 精銑 φ25 孔端面另外一側(cè)端面 120 粗鏜 粗鏜 φ90 孔，留加工余量 130 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸 φ35 孔 140 鉆擴鉸孔 鉆擴鉸 φ25 孔 150 精鏜 精鏜 φ90 孔并倒角 160 鉗工 去毛刺 170 檢驗 檢驗 （5） 、加工路線的確定 確定刀具走刀路線主要是提高生產(chǎn)效率，正確的加工工藝程序，在確定走刀路線 時主要考慮以下幾個方面： 1、應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度 2、應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，提高加工效率 3、應(yīng)使數(shù)值計算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量 具體加工路線見走到路線圖。 （6） 、加工設(shè)備的選擇 ①、工序 3、4、5、6、采用 Z52K 普通銑床，車床的參數(shù)如下： 主要技術(shù)參數(shù) Z52K，T 形槽數(shù)目 （mm） 3 工作臺行程 （mm） 740*320 主軸孔錐度 7：24/ISO40 主軸轉(zhuǎn)速范圍 （r.p.m) 40-1300（12 級）工作臺進給速度 （mm/min） 30-740(8 級）主軸中心至垂直導(dǎo)軌距離 （mm） 310 主軸端面至工作臺距離 （mm） 85-460 工作臺尺寸 （mm） 1370×320 工作臺上下行程 （mm） 400 外型尺寸 （mm） 1460×1720×1500 電動機功率 5～1500（KW） 3 凈重 / 毛重 （Kg） 1800 ②、工序 8、9 采用數(shù)控銑床 XK714，數(shù)控立式銑床參數(shù)如下： XK714 數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù) 工作臺 1000*320mm 工作臺行程 600*360mm 主軸行程 500mm 主軸端至工作臺距離 0-500mm 主軸中心至立柱表面距離 120-620mm 主軸轉(zhuǎn)速范圍/級別 6000rpm 主軸內(nèi)孔錐度 BT40 立銑最大直徑 50mm 端銑最大寬度 100mm 鉆孔最大直徑 16mm 最大快移速度 6000mm/min 定位精度 0.01mm 重復(fù)定位精度 0.01mm 最小設(shè)定單位 0.01mm 主電動機額定功率 3.7Kw（變頻） 機床凈重 2000Kg 工序 11、采用 CK5140C，數(shù)控鉆床的參數(shù)如下： 型號 CK5140C，最大鉆孔直徑 40mm,主軸允許最大矩 200N。m，最大進給抗力為 12000N 主軸電機功率 3KW，主軸孔錐度 7:24，主軸箱行程為 350M，主軸中心線距立柱 導(dǎo)軌面距離為 335m 主軸行程（Z 軸）為 240m，主軸轉(zhuǎn)速（12 級） 。工作臺工作面尺寸 為 850*360，T 型槽寬*槽數(shù) 18*3，進給速度為 600mm/min，ZK5140C 工作臺縱向行程 （X 軸）為 850mm, 工作臺橫向行程（Y 軸）為 400mm，快移動速度（X／Y／Z 軸） 15*15*3，主軸端面至工作臺面距離 100－700mm，定位精度（X．Y 坐標(biāo)）±0.025mm， 重復(fù)定位精度（X．Y 坐標(biāo)）±0.015mm，外型尺寸（長×寬×高）1800×1590×2360mm 工序 10、13 采用 T68K 立式精鏜床的參數(shù)如下 滑架行程 800mm，主軸轉(zhuǎn)速(變頻無級) 0~1500r/min，主軸進給速度 0~3000mm/mi n，主軸中心至立柱導(dǎo)軌距離 580mm，主軸中心至滑架直立面距離 510mm，工作臺尺寸: 長×寬 1100×500mm，工作臺縱向行程 1000mm，工作臺橫向行程 400mm，工作臺縱橫向 進給速度 0~3000mm/min，滑架端面離工作臺面最小距離 375mm，滑架端面離工作臺面 最大距離 1175mm，加工精度 IT6，加工粗糙度 R0.8~1.6，定位精度 0.02mm，重復(fù)定位 精度 0.02mm （7） 、刀具的選擇 由于刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)率，工件的加工精度，已加工表面質(zhì)量， 刀具的磨損和加工成本，所以正確的選擇刀具材料是數(shù)控加工工藝的一個重要部分， 刀具應(yīng)具有高剛度，足夠的強度和韌度，高耐磨性，良好的導(dǎo)熱性，良好的工藝性和 經(jīng)濟性，抗粘接性，化學(xué)穩(wěn)定性。由于零件彎頭連桿材料為 45 鋼，推薦用硬質(zhì)合金中 的 YT15 類刀具，因為加工該類零件時摩擦嚴重,切削溫度高,而 YT 類硬質(zhì)合金具有較 高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐熱性,在高速切削鋼料時刀具磨損小壽命長,所以加 工 45 鋼這種材料時采用硬質(zhì)合金的刀具。 ①、銑車外圓柱面：刀具號為 T0101，立銑刀，圓弧半徑為 10， ②、半精車，精車外圓柱面：刀具號為 T0202，立銑刀，圓弧半徑為 3， ③ 鉆頭：高速鋼刀具 刀具號為 T0303，直徑為 φ35;刀具號 T0303，直徑為 φ35， 鉆 φ25 的孔 T0404 鉆頭直徑為 φ25 ④鏜刀 刀具號為 T0505，T0606，T0707，刀桿長度為分別為 B×H＝45×50，B×H＝17.5×35，B×H＝12.5×20 綜上可做一刀具表如下： 加工表面 刀具號 刀具名稱 刀具參數(shù) 粗銑孔的外圓柱端面 T0101 立銑刀 r=10 半精，精銑的外圓柱端面 T0202 立銑刀 r=3 鉆 Φ35 的孔 T0303 鉆頭 Φ35 鉆 φ25 的孔 T0404 鉆頭 φ25 鏜 Φ90 的孔 T0505 鏜刀 B×H＝45×50 鏜 Φ35 的孔 T0606 鏜刀 B×H＝17.5×35 鏜 Φ25 的孔 T0707 鏜刀 B×H=12.5×20 粗銑連桿兩端面 、凹槽 T0101 立銑刀 r=10 精 銑耳鉤的兩端平面 T0202 立銑刀 r=3 2.4 加工余量，工序尺寸，及其公差的確定 根據(jù)各資料及制定的零件加工工藝路線，采用計算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加 工余量，中間工序公差按經(jīng)濟精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面 的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1）φ112 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 5 IT12 55 ±0.12mm 12.5 毛坯 60 半精銑 1.0 IT8 51±0.02mm 6.3 2）φ35 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 3.0 IT12 38±0.12mm 12.5 毛坯 40 半精銑 1.0 IT8 36±0.02mm 6.3 3）φ25 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 3.0 IT12 23±0.12mm 12.5 毛坯 25 半精銑 1.0 IT8 21±0.02mm 6.3 精銑 0 IT6 20±0.02m 6.3 4） 耳鉤的兩端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 3.0 IT12 23±0.12mm 12.5 毛坯 25 半精銑 1.0 IT6 21±0.02mm 6.3 5）連桿的端平面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 粗銑 0 IT12 23±0.5mm 12.5 毛坯 30 7）φ112 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 0 IT6 350.02m 6.3 8）φ35 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 0 IT6 35±0.02m 6.3 9）φ25 的孔的外圓柱端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 0 IT6 20±0.02m 6.3 10）耳鉤的兩端面 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精銑 0 IT6 20±0.02m 6.3 11）精鏜 φ90 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鏜 0 IT6 φ90H6﹢0.022 1.6 毛坯 80 12）鉆 φ35 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鉆 2.0 IT12 φ33 12.5 13）鉆 φ25 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鉆 2.0 IT12 φ23 12.5 14）精鉸 φ35 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鏜 0 IT6 φ35H6﹢0.016 1.6 15）精鉸 φ25 的孔 工序名稱 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 鏜 0 IT6 φ25H6﹢0.013 1.6 2.5 確定切削用量及功率的校核 Ⅰ φ112 的孔的外圓柱面 粗銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》P433 得知：f=0.8～1.2mm/r 取 f=0.81mm/r ap=2.5mm 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=80 m/min 則 n=1000Vc/ d =195.85r/min 由 Z52K 說明書取 n=125r/min 故實際切削速度： Vc=n d/1000=200×3.14×187/1000=73.4m/min 校核功率：Pc=Kc×ap×Vcf/60000=2305×2.5×0.81×73.4/60000=5.4Kw 由于機床 說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值 為 Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r Ⅱφ35 的孔的外圓柱面 粗銑： 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W(xué)出版 社表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 結(jié)合 Z52K 說明書取 f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查《金屬 切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.22r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×0.71/60000=2305×2.5×70.34×0.66/60×1000=4.4Kw 由于機床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r 半精車：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》P433 得知： f=0.25～0.35mm/r 取 f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取 Vc=120m/min 故 n=1000Vc/ d=660.04r/min 圓整得 n=660 r/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.3×120/60000=1.24Kw 由于機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.75，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠， 實際取值為 Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精車：查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計》表 2-20 知： Vc=150～160 m/min 取 Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.55mm 則 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圓整得 n=910 r/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×0.18×160/60000=0.6Kw 由于機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率 為 0.75，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r Ⅲφ25 的孔的外圓柱面 粗銑：d=70 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上海科學(xué)出 版社表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 取 f=0.71 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際 切削速度 Vc=n d/1000=320×3.14×70/1000=70.34m/min 取 ap=2.5mm 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8 Kw 由于機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠， 實際取值為 Vc=70.34m/min，n=400r/min f=0.71mm/r 半精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取 f=0.45 ap=0.9mm 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取 Vc=1.8m/s 則 n=1000Vc/ d=546.8r/min 圓整得 n=550 r/min 則 Vc=n d/1000=510×3.14×62.9/1000 =100.7 m/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×0.45×100.7/60000=1.57Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 100.7m/min，n=510r/min ，f=0.45mm/r Ⅳ 耳鉤的兩端面 粗銑： 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W(xué)出版社 表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75 m/min 則 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=70.34m/min 取 ap=2.5mm 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×70.34×0.71/60000=4.8Kw 由于機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠， 實際取值為 Vc=70.34m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r 半精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》P433 得知：f=0.4～0.5mm/r 取 f=0.45mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc=1.667～2.17m/s 取 Vc=1.8m/s 則 n=1000Vc/ d=506.55r/min 圓整得 n=510 r/min 取 ap=0.9mm Vc=n d/1000=510×3.14×67.9/1000=108.7m/min 功率 Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.9×108.7×0.45/60000=1.7Kw 由于機床說明書查 得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc=108.7m/min，n=510r/min f=0.45mm/r Ⅴ 桿的端平面 粗銑： 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上海科學(xué)出版社 表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=80.384m/min 取 ap=2.5mm 校核功率： Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw 由于機床說明書 查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 80.384m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r Ⅵ 連桿的凹槽 粗銑： 確定進給量 f：查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編 上?？茖W(xué)出版社 表 10-8 知 f=0.6～0.9mm/r 取 f=0.71mm/r 查《金屬切削手冊》知 Vc=70～90 m/min 取 Vc=75m/min 則 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由 Z52K 說明書取 n=320r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=80.384m/min 取 ap=2.5mm 校核功率： Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×2.5×80.384×0.71/60000=5.5Kw 由于機床說明書 查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 80.384m/min，n=320r/min， f=0.71mm/r Ⅶ φ112 的孔的外圓柱面 精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》表 9-16 知： f=0.13～0.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅷ φ50 的孔的外圓柱面 精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》表 9-16 知： f=0.13～0.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅸ φ36 的孔的外圓柱面 精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》表 9-16 知： f=0.13～0.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅹ 耳鉤的兩端面 精銑：查《機械加工工藝設(shè)計手冊》表 9-16 知： f=0.13～0.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圓切削數(shù)據(jù)表知：Vc>1.67m/s 取 Vc=120 m/min 則 n=1000Vc/ d=1000×120/3.14×61.1=625.5 r/min 圓整得 n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故實際切削速度：Vc=n d/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw 由于 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際 取值為 Vc= 120.87m/min，n=630r/min f=0.15mm/r Ⅺ 精鏜 φ90 的孔 精鏜孔： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編表 10-13 ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 則 n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min 由 TK7220 說明書取 n=160/min 故實際切削 速度 Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min 根據(jù)機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效 率為 0.8，功率 Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機床功 率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r Ⅻ 鉆 φ35 的孔 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P294 知：ap=d/2=15mm 取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故 n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圓整得 n=210r/min 故實際切 削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw 由于 CK5140C 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P297 知 f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833 ～1.666m/s 取 f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故 n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min 由 CK5140C 說明書取 n=200r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min 取 ap=3mm 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw 根據(jù)機床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r ⅩⅢ 鉆 φ25 的孔 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P294 知：ap=d/2=15mm 取 f=0.35mm/r ；Vc=0.33 m/s 故 n=1000Vc/ d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2 r/min 圓整得 n=210r/min 故實際切 削速度： Vc=n d/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw 由于 CK5140C 機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 19.8m/min，n=210r/min， f=0.35mm/r 鉆孔：查《簡明加工工藝手冊》P297 知 f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833 ～1.666m/s 取 f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故 n=1000Vc/ d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min 由 CK5140C 說明書取 n=200r/min 故實際切削速度 Vc=n d/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min 取 ap=3mm 校核功率 Pc=Kc×ap×Vc×f /60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw 根據(jù)機床說 明書查得 Pc=7.5 Kw，效率為 0.8，機床功率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r ⅩⅣ 精鏜 φ35 的孔 精鏜孔： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編表 10-13 ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 則 n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min 由 TK7220 說明書取 n=160/min 故實際切削 速度 Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min 根據(jù)機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效 率為 0.8，功率 Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機床功 率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r ⅩⅤ 精鏜 φ25 的孔 精鏜孔： 查《金屬機械加工工藝人員手冊》增訂組編表 10-13 ap=3mm； S=0.30～0.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 則 n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min 由 TK7220 說明書取 n=160/min 故實際切削 速度 Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min 根據(jù)機床說明書查得 Pc=7.5 Kw，效 率為 0.8，功率 Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw 機床功 率 Pn＜Pc，所以機床功率足夠，實際取值為 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r 3 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。設(shè)計工序鉆鉸孔 Ф25㎜孔。本夾具將用于立式鉆床 Z525 3.1 問題的提出 本夾具用來鉆鉸孔 ф25㎜孔，在本工序加工時還應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而 其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。 3.2 夾具設(shè)計 (2)定位基準(zhǔn)的選擇 以零件的中心線和底面作為定位基準(zhǔn)，一面一個定位銷和活動 V 型塊作為定位元件。為了提高 加工效率，現(xiàn)決定采用手動夾緊工件快換裝置。 2.切削力及夾緊力計算 刀 具：硬質(zhì)合金端銑刀 YG6。 由資料[10]《機床夾具設(shè)計手冊》查表 可得：721? 切削力由式 2.11 得： Pf KfDF5.0.4? 查資料[10]《機床夾具設(shè)計手冊》表 得： 821?95.0)1(6.?HBKp 即： )(69.180NFf? 切削扭矩由式 2.12 得： PfDM8.02.? 即： )(.m? 實際所需夾緊力：由式 2.13 得： 21??KFWf 取 ， ，25.?K16.0?.2? 即： )(379NW 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力由式得： )(5830)(210 NtgtQLz??????? 該夾具采用夾緊機構(gòu)，用螺栓壓塊壓緊工件。 即： )(28.9547.160lK??? 3.6.05830 mNLWMQ ???? 由上述計算易得： Q?KW?? 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。 3．定位誤差分析 該夾具要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤 差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔與左