K089-連桿（杠桿臂）工藝規(guī)程和銑Φ10孔兩端面夾具設計【中心距80】(含CAD圖紙+PDF圖)

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Keywords: Base, technology, process, fixture, clamping force and location. 目 錄 序 言 1 一 零件的工藝過程分析 2 1.1 零件的工藝分析 2 1.2 確定毛坯 3 二. 工藝規(guī)程設計 5 2.1定位基準的選擇 5 2.2 制定工藝路線 7 2.3 切削用量及工時計算 10 三 夾具設計 15 3.1 問題的提出 15 3.2 定位基準的選擇 15 3.3 切削力及夾緊力計算 16 3.4定位誤差的分析 18 3.5 夾具設計及簡單操作說明 19 總 結 20 致 謝 22 參 考 文 獻 23 序 言 制造業(yè)是向國民經濟各部門提供裝備的部門，是現代經濟的支柱產業(yè)；裝備制造業(yè)的發(fā)達程度，是衡量一個國家工業(yè)化階段的重要標準。而機床行業(yè)又是裝備制造業(yè)的基礎行業(yè)，是向傳統(tǒng)機械工業(yè)、國防工業(yè)、汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)、電子信息技術工業(yè)以及其他加工工業(yè)提供加工裝備的部門，是“支柱的支柱”。振興裝備制造業(yè)，必須首先發(fā)展機床制造業(yè)。?車床是應用最為廣泛機床之一。車床是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。車床除了用于車外圓外還能用于鏜孔，車端面、鉆孔和鉸孔，車床的多功能性可以使工件在一次定位安裝中完成多種加工，提高了生產效率。是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。 本次設計的主要任務是連桿零件的工藝工裝夾具設計，是普通車床組成之一。連桿具有制造容易、價格低廉、堅實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點。本設計中主要是對普通機床的尾架連桿設計。 機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次理論聯系實際的綜合運用，培養(yǎng)學生綜合運用所學基礎理論、專業(yè)知識與技能，獨立分析和解決問題的能力，有助于學生對專業(yè)知識、技能的進一步提高，為以后從事專業(yè)技術的工作打下基礎。專用夾具的設計對加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的性能有著重要的影響。本課題討論的目的是通過分析連桿的特點，論述了設計時應注意的問題及其應用范圍。 一 零件的工藝過程分析 1.1 零件的工藝分析 工藝分析的目的，一是審查零件的結構形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術要求是否合理，是否便于加工和裝配；二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進一步的了解，以便制訂出合理的工藝規(guī)程。 該零件為大量生產的小型零件，在生產時要注意零件的： 1 ．便于裝夾 零件的結構應便于加工時的定位和夾緊，裝夾次數要少。 2 ．便于加工 零件的結構應盡量采用標準化數值，以便使用標準化刀具和量具。同時還注意退刀和進刀，易于保證加工精度要求，減少加工面積及難加工表面等。 連桿的工藝有3組加工面的分別為 1，以左端面為基準的加工面，這組加工面包括銑所有右端面，鉆Ф10孔 2：一個是以Ф10孔為基準的加工面，這個主要是粗鏜Φ28孔。 3：以Φ28孔為基準 的加工面，這組加工面主要是其他的孔，端面和槽。 1.2 確定毛坯 影響毛坯選擇的因素通常包括： 1、零件材料的工藝性及對材料組織的要求。 2、零件的結構形狀和外形尺寸。 3、零件對毛坯精度，表面粗糙度和表面層性能的要求。 4、零件生產綱領的大小。 5、現有生產能力和發(fā)展前途。 由于襯套要求有較高的強度和剛度，以及良好的耐磨性和疲勞強度，材料選擇HT200。 因為連桿在工作中承受靜載荷以及小量的動載荷，為了使金屬纖維盡量不被切斷，非加工表面對稱均勻，使零件工作可靠，并且鑄件的鑄造性能較好，。由于該零件的輪廓尺寸不大，生產類型為大量生產，又考慮零件的加工條件要求較高。為了保證加工質量、提高生產率、降低成本、減少工人的勞動強度，確定采用鑄造成型 二. 工藝規(guī)程設計 2.1定位基準的選擇 本零件是連桿，全部表面都需加工，表面精度要求不高，因此應選下端面為粗基準。為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。孔作為精基準應先進行加工，選外圓作為為粗基準。 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取外圓和端面為定位基準，利用V型塊為定位元件。 精基準的選擇應滿足以下原則： 1)為了保證零件各個加工面都能分配到足夠的加工余量，應選加工余量最小的面為粗基準。 　2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應選不加工面為粗基準。當零件上有幾個加工面，應選與加工面的相對位置要求高的不加工面為粗基準。 　3)為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應選重要表面為粗基準。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達到加工精度要求，在粗加工時就應使其加工余量盡量均勻。 　4)為了使定位穩(wěn)定、可靠，應選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準。作為粗基準的面應無鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時，還應使夾具結構簡單，操作方便。 　5)粗基準應盡量避免重復使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一粗基準，兩次裝夾中加工出的表面就會產生較大的相互位置誤差。 以φ28孔（一面2銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 2.2 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑Φ28孔左端面 4 銑 銑Φ28孔右端面 5 鏜 粗鏜Φ28孔 6 銑 銑Φ10孔兩端面 7 鉆 鉆Φ10孔 8 鉆 鉆Φ11孔 9 鏜 精鏜Φ28孔 10 銑 銑寬9.5mm的槽 11 銑 銑寬36mm兩面 12 終檢 終檢 方案二 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑Φ28孔左端面 4 銑 銑Φ28孔右端面 5 鏜 粗鏜Φ28孔 6 銑 銑Φ10孔兩端面 7 鉆 鉆Φ10孔 8 鉆 鉆Φ11孔 9 銑 銑寬9.5mm的槽 方案一和方案二的區(qū)別為，方案二是沒有精鏜Φ28孔的工序，而方案一有精鏜Φ28孔的工序，因為Φ28孔的粗糙度是1.6，只有經過粗加工，精加工才能達到粗糙度要求，這樣才能提高孔的加工精度要求，綜合考慮我們采用方案一。 具體的加工路線如下： 1 鑄造 鑄造 2 時效處理 時效處理 3 銑 銑Φ28孔左端面 4 銑 銑Φ28孔右端面 5 鏜 粗鏜Φ28孔 6 銑 銑Φ10孔兩端面 7 鉆 鉆Φ10孔 8 鉆 鉆Φ11孔 9 鏜 精鏜Φ28孔 10 銑 銑寬9.5mm的槽 11 銑 銑寬36mm兩面 12 終檢 終檢 2.3 切削用量及工時計算 2.3.1銑左端面 1. 選擇刀具 刀具選取端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝375 當＝375r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 2.3.2銑右端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 5） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?000 當＝1000r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 . 2.3.3粗精鏜Φ28孔 1.加工條件 工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造 加工要求：鏜孔Φ100mm 機 床：臥式鏜床T716 刀 具：彎頭鏜刀 2.計算切削用量 查《簡明手冊》表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm 根據T716鏜床說明書，取=300 r/min 切削工時：L=2mm 2.3.4銑Φ10孔兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 8） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝700r/min時 按機床標準選取 9） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 . 2.3.5 鉆Ф10孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ10 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉速　　 ns== 1364r/min 與1364r/min相近的機床轉速為1450r/min。現選取=1450r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=30mm; =4mm; =3mm; t=2x（） =2x（）=0.284(min) 三 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計第6道工序銑Φ10孔兩端面的銑床夾具。 3.1 問題的提出 在機械制造中，用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或檢測的裝置。 在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。 本夾具主要用于銑Φ10孔兩端面，本道工序加工精度要求高，為此，考慮如何提高生產效率上和精度要求。 3.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用Φ28孔及其端面作為定位基準，采用心軸和壓緊螺釘定位限制空間的六個自由度，同時采用壓緊螺釘夾緊機構快速夾緊。 3.3 切削力及夾緊力計算 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結構特點、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結構形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結構的設計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當，方向正確才能獲得良好的效益。 1. 夾緊力方向的確定 （1）夾緊力方向應垂直于主要定位基準面 （2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 2. 夾緊力作用點的選擇 （1）應能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產生位移或偏轉。 （2）應盡量避免或減少工件的夾緊變形 （3）夾緊力作用點應盡量靠近加工部位 3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假設系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計算。 （3）對重型工件應考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。 刀具：高速鋼端面銑刀，φ20mm。 銑時的軸向力 查文獻[２]表15-31， 由于工件所受加緊力與切削力方向相互垂直，為防止工件在切削力作用下沿平面?zhèn)冗厓A斜，使工件離開基面所需的夾緊力 ， 摩擦系數查[4]表3-19，=0.25。 安全系數 ， 式中 K————基本安全系數1.5； K————加工狀態(tài)系數1.2； K————刀具鈍化系數1.5，由文獻[4]表3-20查得； K————切削特點系數1.0； K————考慮加緊動力穩(wěn)定性系數1.3。 L=20mm, H=42mm, l=34mm 查文獻[4]表3-26，知d=14mm的螺栓許用加緊力，因 此選用該螺栓加緊足以滿足加緊要求。 3.4定位誤差的分析 本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——心軸外圓直徑公差（mm）。 心軸水平放置時定位分析圖 3.5 夾具設計及簡單操作說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本，提高夾具性價比。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構。 總 結 這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。 這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的實用，在生產過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！ 致 謝 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1. 崇凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南.北京.化學工業(yè)出版社，2006 2. 王先逵主編.機械制造工藝學.北京.機械工業(yè)出版社，2005 3. 王先逵主編.機械加工工藝手冊.北京.機械工業(yè)出版社，2006 4. 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001 5. 李旦、王杰主編.機床專用夾具圖冊.哈爾濱工業(yè)大學出版社，1998 6. 趙家齊主編.機床制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工藝出版社，2000 7. 陳于萍、周兆元主編.互換性與測量技術基礎.北京.機械工業(yè)出版社，2005 8. 王光斗、王春福主編.機床夾具設計手冊.上海.上?？茖W技術出版社，2000 9. 李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 10. 孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999 11. 劉守勇主編.機械制造工業(yè)與機床夾具.北京：機械工業(yè)出版社，2000 第 23 頁 共 27 頁