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設(shè)計說明書 題目：連桿蓋零件的工藝規(guī)程及鉆直徑為20mm孔的工裝夾具設(shè)計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導老師： 摘 要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 連桿體加工工藝規(guī)程及其鉆Φ20孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工藝分析 …………………………………………3 二. 工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………4 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4 2.2基面的選擇傳 ……………………………………………5 2.3制定工藝路線 ……………………………………………8 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………11 2.5確定切削用量及基本工時………………………………14 三 夾具設(shè)計……………………………………………………16 3.1問題的提出………………………………………………16 3.2夾具設(shè)計…………………………………………………17 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………18 3.4定位誤差分析……………………………………………19 3.5夾緊誤差…………………………………………………20 3.6夾具設(shè)計及操作簡要說明………………………………21 總 結(jié)………………………………………………………………23 致 謝………………………………………………………………24 參考文獻 …………………………………………………………25 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)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 連桿體的加工工藝規(guī)程及其銑15mm的夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。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，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(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。 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 連桿蓋的作用，待查 1.2 零件的工藝分析 橫向撥叉有3個加工面他們有位置度要求。 這三個加工面的分別為 1，以底面為基準的加工面，這組加工面包括，上下面，和 的孔，寬90mm的底面和側(cè)面和整個底面。 2：以寬90mm的面為基準的加工面，這組面包括2-M12 3：以直徑為22的圓和直徑為81的圓為基準的加工面，這組加工面主要是銑槽。 二. 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到拖拉機運行時經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2.2 基面的選擇的選擇 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(guān)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(jīng)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(shù)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(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取φ40外圓為定位基準，利用V型塊為定位元件。 3.2.2 精基準的選擇 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 以φ11和φ20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(shè)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。 2.3 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(shù)要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑T5面 工序Ⅳ：銑T6面 工序Ⅴ：鏜直徑為81mm的孔 工序Ⅵ：鉆的孔 工序Ⅶ：銑T2.T3，和T1的面 工序Ⅷ：鉆2-M12的孔 工序Ⅸ：車直徑為21，寬1.1的溝槽 工序X：銑寬15mm的槽。 工序XI：質(zhì)檢 工序XII：入庫 方案二 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑上下2端面 工序Ⅳ：銑下面各端面和側(cè)面 工序Ⅴ：鏜直徑為81mm的孔 工序Ⅵ：鉆2-M12的孔 工序Ⅶ：鉆的孔 工序Ⅷ：車直徑為21，寬1.1的溝槽 工序Ⅸ：銑寬15mm的槽。 工序X：質(zhì)檢 工序XI：入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于工序一把把鉆2-M12孔放在了鏜81孔的前面，這樣為下一步鏜孔選好的定位基準，能更好地保證鏜孔的精度，二方案二不能，因此我們選擇方案一 具體的方案如下 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑T5面 工序Ⅳ：銑T6面 工序Ⅴ：鏜直徑為81mm的孔 工序Ⅵ：鉆的孔 工序Ⅶ：銑T2.T3，和T1的面 工序Ⅷ：鉆2-M12的孔 工序Ⅸ：車直徑為21，寬1.1的溝槽 工序X：銑寬15mm的槽。 工序XI：質(zhì)檢 工序XII：入庫 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 連桿蓋零件材料為HT15—33，重量為1 .074Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機鑄造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、 連桿蓋的底面 由于連桿蓋底面要與其他接觸面接觸，同時又是孔的中心線的基準。作為后序的基準，所以要進行銑，其加工余量為2.5mm。 3、連桿蓋的軸孔 直徑為20孔毛坯為實心，不鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為 鉆 ，擴，絞Ⅰ孔 鉆孔： 擴： 鉸： 表面粗糙毒均為1.6 1、 孔Ⅰ端面 采用銑一次走刀完表面加工，表面粗糙度為3.6，根據(jù)參考文獻，其余量為Z=2.5mm 2.5 確定切削用量及基本工時 工序III：以Φ40外圓面，Φ81內(nèi)圓面和T6為基準面銑T5面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，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(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝750 當＝750r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序IV：以Φ40外圓面，Φ81內(nèi)圓面和T5為基準面銑T6面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，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，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 5） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：l=110 ，，則機動工時為 工序V：以T1，T6，T4為基準加工Φ81的孔 加工要求精鏜孔φ81H7， 機 床：T6210坐標鏜床 刀 具：刀具材料為硬質(zhì)合金、YG8、刀桿尺寸為12mm×12mm，長度為500mm。 工步一：鏜孔φ81 (一)計算切削用量： 鏜孔至φ81mm，單邊余量Z=1.5mm，=1mm,一次加工 確定進給量 查表3-13，P93《機械制造工藝設(shè)計手冊》，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù)T4163鏜床主軸進給量。取f=0.15mm/r 根據(jù)有關(guān)手冊，取V=100m/min則 （2-9） 查表4-7-1，P213《機械制造工藝手冊》。T4163坐標鏜床主軸轉(zhuǎn)速取=612r/min 鏜削工時：查P299表7-1《機械制造工藝手冊》。 ，，， （2-10） 工序VI：Φ81內(nèi)圓面和T6為基準面鉆 擴 鉸 鉆孔 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 2、擴孔 利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 3、 鉸孔 根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，，則機動工時為 工序VII：以Φ81和ΦT6為基準銑T2，T3和T1的面 ：以Φ40外圓面，Φ81內(nèi)圓面和T5為基準面銑T6面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，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，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 8） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 9） 計算工時 切削工時：l=43 ，，則機動工時為 工序VIII：以Φ81和Φ41為基準鉆2-M12底孔，并攻絲M12 鉆M12螺紋底孔 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當 鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步II：攻絲M12 攻螺紋M12mm　。 　　　　　　　 　　　　　　　　　 按機床選取，則 　　　　　機動時　　　，， 　　　攻M12孔　　　 工序IX：以Φ81和Φ41為基準車Φ21寬1.1的溝槽車直徑為21寬1.1的溝槽 車：直徑為21寬為1.1的內(nèi)圓槽 選硬質(zhì)合金車刀 1） 車削深度，因為所車內(nèi)圓有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，多次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+43)/475=0.052min。 工序X：銑寬15H9槽面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬金三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 10） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 11） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X63型銑床說明書，其功率為為12.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝198 當＝198r/min時 按機床標準選取 12） 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 三、 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。 由指導老師的分配，決定設(shè)計第VI道工序鉆Φ20mm孔的夾具設(shè)計 鉆夾具的設(shè)計 1：問題的提出 本夾具主要是鉆Φ20的孔，孔自身有精度要求，定位要求較高，為了達到精度要求，同時又為了提高生產(chǎn)效率，我們采用已鏜過 的Φ81的孔為定位精基準，采用一手柄推動活動V型塊，以Φ40mm的外圓為夾緊基準夾緊工件。 2： 定位基準的選擇 以鏜過的直徑為Φ81H的的孔和已加工的一端面為定位基準，采用一活動V型塊壓緊工件。 3：定位誤差分析 因為我們是已已經(jīng)鏜過的直徑為81mm的孔位主要定位基準，孔的自身精度較高，且公差較小，他和定位銷配合的公差范圍在22孔之內(nèi)，因此能滿足要求。 4:切削力和夾緊力計算 由于本工序主要是鉆直徑為20mm的孔有精度要求，所以只對夾具的定位穩(wěn)定性進行計算，及夾緊力和鉆削力的計算。 鉆孔時的切削力計算： 根據(jù)（《機械加工工藝手冊》 李洪 主編 ）表2.4-69 鉆孔時的切削力為： N.m 夾緊力的計算： 根據(jù)（《機床夾具設(shè)計手冊》 第三版 王光斗 王春福 主編）表1-3-11 =90526 N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。 安全系數(shù) 式中：—基本安全系數(shù)；取1.5 —加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1 —刀具鈍化系數(shù)；取1.1 —斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1 則 N 鉆削力小于夾緊力 ，所以該夾緊裝置可靠。 5：夾具簡要操作說明 工件以81mm的外圓為基準，放上工件后，轉(zhuǎn)動手柄，手柄通過絲桿絲母傳動，帶動活動V型塊左移夾緊工件，需要卸工件時，旋轉(zhuǎn)手柄，手柄軸帶動活動V型塊右移，松開工件，然后取出工件。 裝 配 圖 附 圖如下 夾具體附圖如下 總 結(jié) 課程設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)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(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)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(shè)計。 這次畢業(yè)設(shè)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(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W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(guān)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. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1983年 4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 23 頁 共 26 頁