I畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）課題名稱 連桿螺釘加工工藝及鉆夾具的設(shè)計課題來源 生產(chǎn)實際 二級學(xué)院（系） 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械制造及自動化 班 級 機制 1111 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 起訖時間：2014 年 3 月 24 日～2014 年 5 月 16 日(共八周)II摘 要本設(shè)計是基于連桿螺釘零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。連桿螺釘零件的主要加工表面是外圓及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動夾緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：連桿螺釘類零件；工藝；夾具；IIIABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: Angle gear seat parts; fixture;IV目 錄摘 要 .IIABSTRACT III第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 .11.1 零件的分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.1 零件的作用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.2 零件的工藝分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2 連桿螺釘加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 ?????????????????????????????????????????21.2.1 孔和平面的加工順序 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.2.2 加工方案選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.3 連桿螺釘加工定位基準(zhǔn)的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.4 連桿螺釘加工主要工序安排 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????51.6 選擇加工設(shè)備及刀、量具 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????61.7 確定切削用量及基本工時（機動時間） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????61.8 時間定額計算及生產(chǎn)安排 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19第 2 章 連桿螺釘鉆孔夾具設(shè)計.212.1 設(shè)計要求 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????212.2 夾具設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????212.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????212.2.2 切削力及夾緊力的計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????212.3 定位誤差的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????242.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25結(jié) 論.27參考文獻(xiàn)28致 謝291第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是連桿螺釘。連桿螺釘?shù)闹饕饔檬沁B接作用，保證連桿能正常運行，并保證部件與其他部分正確安裝。因此連桿螺釘零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。圖 1 連桿螺釘1.1.2 零件的工藝分析由連桿螺釘零件圖可知。連桿螺釘是一個軸類零件，它的外表面上有 2 個平面需要進(jìn)行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以 φ34 外圓面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：φ34 外圓面的加工；，其中表面粗糙度要求為 。mRa?2.3（2）以 M30X2 外圓面主要加工面的加工面。這一組加工表面包括 M30X2 外螺紋和退刀槽和 φ30 臺階面，加工粗糙度為 。.（3）以 42 寬度的平面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：58.5 寬度的平面，粗糙度為 。Ra?2.3（4）其他各個孔的加工，φ6 孔21.2 連桿螺釘加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該連桿螺釘零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于連桿螺釘來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.2.1 孔和平面的加工順序連桿螺釘類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工連桿螺釘上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。連桿螺釘?shù)募庸ぷ匀粦?yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。連桿螺釘零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。1.2.2 加工方案選擇連桿螺釘孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。根據(jù)連桿螺釘零件圖所示的連桿螺釘?shù)木纫蠛蜕a(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。（1）用坐標(biāo)法鏜孔在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。用坐標(biāo)法鏜孔，需要將連桿螺釘孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運動的機床進(jìn)行鏜孔。在大批量生產(chǎn)中，連桿螺釘孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制3造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。1.3 連桿螺釘加工定位基準(zhǔn)的選擇1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要外圓作為主要基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇從保證連桿螺釘孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證連桿螺釘在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從連桿螺釘零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是連桿螺釘?shù)难b配基準(zhǔn)，但因為它與連桿螺釘?shù)闹饕S系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。1.4 連桿螺釘加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。連桿螺釘加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到連桿螺釘加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，結(jié)合面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于連桿螺釘，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%蘇打及c??9080.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、4鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg20根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將連桿螺釘加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 型材開料毛坯20 車右端面及外圓至 φ45mm 車床 CA614030 粗車外圓 φ34mm 及臺階 車床 CA614040 粗車外圓 φ30mm 及臺階 車床 CA614050 掉頭車左端面（長度達(dá) 190mm） 車床 CA614060 調(diào)質(zhì)處理70 修磨中心孔 磨床 M2110A80 精車 φ45、φ34、φ30 及倒角 車床 CA614090 車退刀槽 5Xφ25 車床 CA6140100 車 M30X2-6g 螺紋 車床 CA6140110 銑 42 上平面 銑床 X6132120 鉆 φ6 孔 鉆床 Z525130 鉆另外一側(cè) φ6 孔 鉆床 Z525140 去毛刺150 檢驗入庫工藝路線二：10 型材開料毛坯20 銑 42 上平面 銑床 X613230 車右端面及外圓至 φ45mm 車床 CA614040 粗車外圓 φ34mm 及臺階 車床 CA614050 粗車外圓 φ30mm 及臺階 車床 CA614060 掉頭車左端面（長度達(dá) 190mm） 車床 CA614070 調(diào)質(zhì)處理80 修磨中心孔 磨床 M2110A90 精車 φ45、φ34、φ30 及倒角 車床 CA6140100 車退刀槽 5Xφ25 車床 CA6140110 車 M30X2-6g 螺紋 車床 CA6140120 鉆 φ6 孔 鉆床 Z525130 鉆另外一側(cè) φ6 孔 鉆床 Z525140 去毛刺5150 檢驗入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。從提高效率和保證精度這兩個前提下，發(fā)現(xiàn)該方案一比較合理。綜合選擇方案一：10 型材開料毛坯20 車右端面及外圓至 φ45mm 車床 CA614030 粗車外圓 φ34mm 及臺階 車床 CA614040 粗車外圓 φ30mm 及臺階 車床 CA614050 掉頭車左端面（長度達(dá) 190mm） 車床 CA614060 調(diào)質(zhì)處理70 修磨中心孔 磨床 M2110A80 精車 φ45、φ34、φ30 及倒角 車床 CA614090 車退刀槽 5Xφ25 車床 CA6140100 車 M30X2-6g 螺紋 車床 CA6140110 銑 42 上平面 銑床 X6132120 鉆 φ6 孔 鉆床 Z525130 鉆另外一側(cè) φ6 孔 鉆床 Z525140 去毛刺150 檢驗入庫1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定(1)毛坯種類的選擇零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟意義。根據(jù)該零件的材料為 45、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇型材成型。(2)確定毛坯的加工余量根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 2.2-65， “連桿螺釘”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為 45，硬度 HB 為 170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。（1）結(jié)合面的加工余量。根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.3~71現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m0.2 m28.0?精銑：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。（2）面的加工余量。根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機械加工工藝手冊第 1 卷》表 3.2.23。其余量值規(guī)定為 ，m4.3~71現(xiàn)取 。表 3.2.27 粗銑平面時厚度偏差取 。m0. m28.0?精銑：參照《機械加工工藝手冊》表 2.3.59，其余量值規(guī)定為 。1.6 選擇加工設(shè)備及刀、量具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以所選設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機車。起生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床加工生產(chǎn)。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳遞，由于工件質(zhì)量較大，故需要輔助工具來完成。平端面確定工件的總長度。可選用量具為多用游標(biāo)卡尺（mm）,測量范圍0～1000mm（參考文獻(xiàn)[2]表 6—7） 。采用車床加工，床選用臥式車床 CA6140（參考文獻(xiàn)[2]表 4—3） ，專用夾具。鉆孔、擴孔、攻絲所選刀具見（參考文獻(xiàn)[2]第五篇金屬切削刀具，第 2、3 節(jié)） ，采用相匹配的鉆頭，專用夾具及檢具。鉆中心孔。選用 60°中心鉆（參考文獻(xiàn)[4]第 6 章） 。1.7 確定切削用量及基本工時（機動時間）工序 10 無切削加工，無需計算工序 20. 車右端面及外圓至 φ45mm已知工件材料： 45，型材，有外皮，機床 CA6140 普通車床，工件用卡盤固定。所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.7①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成m2②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進(jìn)給機構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實f roFfKsFf?krFfK際進(jìn)給力為：=950 =1111.5 （1-f17.?N2）由于切削時進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （1-3）'0?0.184.920.1?in?= = =120 （1-4）nDc?'1748mr根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nir8這時實際切削速度 為：cV= = （1-10cDn?01257?min?5）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （1-3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故nmi125r EPKW9.5C?EP所選切削用量可在 C620—1 機床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =paf7.0ni25rsr08.Vmin0工序 30 粗車外圓 φ34mm 及臺階所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于C6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0srm8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故5.2= = p.m251②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pa4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0frm按 CA6140 機床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1—930，CA6140 機床進(jìn)給機構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實f roFfKsFf?krFfK際進(jìn)給力為：=950 =1111.5 由f17.?N于切削時進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）min48?= = =120 （3-nDc?'127?ir13）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?10=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 3.?k根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125EPkw9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pafr7.0ni125rsr08.Vmin0⑥.計算基本工時（3-15）flt?式中 = + + ， = m127Lly?l由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則?m1=126+ =128= =mt7.0125?in4工序 40 粗車外圓 φ30mm 及臺階所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于C6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故5.2= = p.m251②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pa4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0frm按 CA6140 機床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進(jìn)給機構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN11根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSpam4?f75.0rrK時，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實f roFfKsFf?krFfK際進(jìn)給力為：=950 =1111.5 由f17.?N于切削時進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）min48?= = =120 （3-nDc?'127?ir13）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPkw7.112切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krPcPcrK0=1.7 =1.2 C73.?kw根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125EPkw9.5C?EP選切削用量可在 CA6140 機床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =pafr7.0ni125rsr08.Vmin0⑥.計算基本工時（3-15）flt?式中 = + + ， = m127Lly?l由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則?m1=126+ =128= =mt7.0125?in4工序 50掉頭車左端面（長度達(dá) 190mm）該工序與工序 20 的計算方法完全一樣，在此不一一計算。工序 60 調(diào)質(zhì)不需計算切削計算。工序 70 修磨中心孔①.選擇砂輪 由《機械加工工藝手冊》4.8 中磨料的選擇各表選取:A46GV69 350 40127?其含義為：砂輪磨料為棕剛玉，粒度為 46 號，硬度為中軟 1 級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織手型砂輪其尺寸為 350 （D B d）?②.切削用量的選擇 砂輪速度： n=1500r/min，V=30m/s軸向進(jìn)給量：f =0.2B=8mm（雙線程） 《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表 15-67a徑向進(jìn)給量： f =0.02（雙線程）r工件速度 v =100wV = =0.3（m/s） N= = =1.737r/m （3-w27.51010d?0.345?21）③.切削工時 查《機械加工工藝手冊》表 2.5-11 k=1.113表 2.5-12t = = = （s） （3-22）j2barlzknf02.873.145?6.19磨機床選擇為 M2110A，刀具選擇代號為 MY 的圓柱磨頭，根據(jù)《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表 13.4-16 確定砂輪直接為 20 ，則工件速度 =20 ，縱向進(jìn)mwvmin給量 ，工作臺一次往復(fù)行程磨削深度 ，根據(jù)以上數(shù)rmfa20? stdap.021.?據(jù)計算出所耗工時為 41.5 s。工序 80 精車 φ45、φ34、φ30 及倒角已知加工材料為 45，型材，有外皮，機床 CA6140 普通車床，工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于CA6140 機床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑孔帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =m5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故2= （3-1）pm②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，1625?pa4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0frm按 CA6140 機床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進(jìn)給機構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實f roFfKsFf?krFfK際進(jìn)給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N142）由于切削時進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鍛造件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?3）min48?= = =120 （3-nDc?'1127?ir4）根據(jù) CA6140 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?5）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故nmi125r EPKW9.5C?EP15所選切削用量可在 CA6140 機床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin50⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?換車刀手動進(jìn)給。⑦. 計算基本工時（3-nflt7）式中 = + + ， = m127Lly?l由《切削用量簡明使用手冊》表 1.26，車削時的入切量及超切量 y+ = ，則?m1= + =1278= = mt7.01258?in46工序 90 車退刀槽 5Xφ25切削深度 ap：ap=2mm根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.476?查得：進(jìn)給量 0.5/famz?,查《機械加工工藝手冊》表 2.4-82 得切削速度 3/minV?，機床主軸轉(zhuǎn)速 n：10345.8/i.160Vnrd????，查《機械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 47.5/innr?實際切削速度 v：.1600Dnms????進(jìn)給量 fV： 0.52./.9/ffaZ工作臺每分進(jìn)給量 m： 1857infVs?被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知深度為 3mm，l=3mm機動時間 1jt= =0.052min=3.12s573工序 100 車 M30X2-6g 螺紋16①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m3= = p25.1②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 CA6140 機床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7f確定的進(jìn)給量尚需滿足機床進(jìn)給機構(gòu)強度的要求，故需進(jìn)行校驗根據(jù)表 1—30，CA6140 機床進(jìn)給機構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進(jìn)給力： =950 。045RFN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實f roFfKsFf?krFfK際進(jìn)給力為：=950 =1111.5 f17.?由于切削時進(jìn)給力小于機床進(jìn)給機構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpa4?frm75. Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-12）'0?0.184.920.1?in?= = =120 （3-13）nDc?'174mr根據(jù) CA6140 車床說明書選擇17=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-1cD?01257?min?14）工序 40：銑 42 上平面，表面粗糙度 Ra 值為 3.2um（1）粗銑 42 上平面，表面粗糙度 Ra 值為 3.2um加工條件：工件材料： 45，型材。機床：X52K 立式銑床。查參考文獻(xiàn)[7]表 30—34刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù)15YT0Dm?，此為粗齒銑刀。8Z?因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度 ：pa2m?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4-75，取 銑削速度 ：參照f 0.12/famZ?V參考文獻(xiàn)[7]表 30—34，取 。1.3/Vs機床主軸轉(zhuǎn)速 ： （2.1）nVd?式中 V—銑削速度；d—刀具直徑。由式 2.1 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n101.360254/min4nr????按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1-74 ?實際銑削速度 ：v.130.57/106dns???進(jìn)給量 ： fV.28/4.8ffaZm?工作臺每分進(jìn)給量 ： m.2/infVs?：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7] 表 2.4-81,?a0a?18（2）精銑銑 42 上平面，表面粗糙度 Ra 值為 3.2um加工條件：工件材料： 45，型材。機床： X52K 立式銑床。參考文獻(xiàn)[7]表 30—31刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）： ， ，齒數(shù) 12，此為15YT0Dm?細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1mm銑削深度 ：pa1m?每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 30—31，取f 0.8/famZ?銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]表 30—31，取V32Vs機床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（2.1）有：n100.3261/min14nrd????按照參考文獻(xiàn)[7]表 3.1-31 75?實際銑削速度 ：v.40.4/016ds??進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：fV.512760.25/ffVaZnms??工作臺每分進(jìn)給量 ： mf2./3/infms?粗銑的切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 80l刀具切入長度 ：1210.5()(~3lDa????40)7m?刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：1jt123571.3in8jmlf????根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表 2.5-45 可查得銑削的輔助時間 1.04ft?19精銑的切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l 315lm?刀具切入長度 ：精銑時110lD刀具切出長度 ：取2l走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt128012.09min35jmlf????根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表 2.5-45 可查得銑削的輔助時間 21.4ft?銑下平面的總工時為：t= + + + =1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min1jt2j1ft2f工序 120、130：鉆 孔6?機床：臺式鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭切削深度 ：pam3?根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 查得：進(jìn)給量 ,切削速度 。4.2?0.2/fmr?smV/36.0?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，in/1476.3010dV???按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 。nr?實際切削速度 ：v.40.5/10Dms?切削工時被切削層長度 ：l3m刀具切入長度 ：1 6(1~2)0242rctgkctg??????刀具切出長度 ： 取 。2l4ml3加工基本時間 ： jt124.1in0.6jLlfn??160 去毛刺 無切削計算170 清洗 無切削計算180 檢驗 無切削計算190 入庫 無切削計算201.8 時間定額計算及生產(chǎn)安排假設(shè)該零件年產(chǎn)量為 10 萬件。一年以 240 個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 420 件。再以每天 8 小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于 1.14min。參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為：（大量生產(chǎn)時 ）Ntktt zfjd /%)1(?? 0/?Ntz因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為：ttfjd其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間）jt—輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消ft耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間k—布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值工序：粗、精銑結(jié)合面機動時間 ：jtmin73.1?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.43，取工步輔助時間為 。f min15.0由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in1.0in25.01.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3?k單間時間定額 ： dt min14.i2.%)1)(25.0731(%)( ?????kfj因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺機床時， min4.i12.4.2???dt即能滿足生產(chǎn)要求工序：粗銑平面機動時間 ：jtin53.0?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為 。f min31.0由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則in1.021min41.03.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 13?k單間時間定額 ： dt min14.i06.%))(4.05(%)1( ?????kfj因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：銑端面機動時間 ：jtmin53.0?j輔助時間 ：參照《機械加工工藝手冊》表 2.5.45，取工步輔助時間為 。f in31.0由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 。則mi.min41.03.??ftk：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.5.48， 3k單間時間定額 ： dt in14.i06.%)1)(4.05(%)1( ????kfj因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。第 2 章 連桿螺釘鉆孔夾具設(shè)計2.1 設(shè)計要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于 Z525 鉆床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一連桿螺釘鉆小孔 φ6 孔。本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。2.2 夾具設(shè)計2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動夾緊。由零件圖可知：進(jìn)行加工前，外圓面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。22因此，定位、夾緊方案有：方案Ⅰ：選外圓面平面、和側(cè)面和 V 型塊定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的螺旋壓塊來夾緊。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。2.2.2 切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻(xiàn)[5]查表 可得：721?切削力公式： .06f PFDfK?式中 9m/r查表 得： 821?0.75()36bp?其中： 0.b??.48K?即： 95()fFN實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表 得：12?12KFW????有： 10.7,.6安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K?式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 60~ 12?.10.56???所以 9581492()KfWFN???根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：FK??安全系數(shù) K 可按下式計算：6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1 可知其公式參數(shù)：6~123456.,.0,.,3KK??23由此可得： 1.20.1.301.56K????所以 83645()WFN?由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。b. 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及