泵蓋的鉆擴(kuò)鉸Ф18H7孔夾具設(shè)計及三維造型、加工工藝裝備含4張CAD圖,鉆擴(kuò)鉸,18,h7,夾具,設(shè)計,三維,造型,加工,工藝,裝備,設(shè)備,cad I 蓋類零件的三維造型與加工工藝分析 摘 要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測 量等多方面的知識。 泵蓋加工工藝規(guī)程及其鉆擴(kuò)鉸 18H7 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(jìn)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(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對 零件各個工步的工序進(jìn)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(jìn)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(dǎo)元件、夾具體與機(jī)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(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 II Analysis on the head parts of three-dimensional modeling and processing technology ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. Fixture design process of drilling pump cover and reaming holes is designed with 18H7 include part machining process design, process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error. III 目 錄 摘 要 .1 ABSTRCT .2 引 言 .1 1 緒 論 .2 1.1 機(jī)械加工工藝概述 .2 1.2 機(jī)械加工工藝流程 .2 1.3 夾具概述 .3 1.4 機(jī)床夾具的功能 .4 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢 .5 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 .5 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 .5 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 .7 2.1 零件分析 .7 2.2 確定毛坯的的制造形式 .8 2.3 制訂工藝路線 .8 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .10 2.5 確定切削用量及基本工時 .11 3 工藝專用夾具的設(shè)計 .20 3.1 問題的提出 .21 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .21 3.3 切削力及夾緊力計算 .21 3.4 定位誤差分析 .22 3.5 鉆套的設(shè)計 .22 3.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 .25 IV 結(jié)束語 .26 致 謝 .27 參 考 文 獻(xiàn) .28 附錄： .30 1 引 言 機(jī)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(jī)械裝 備的行業(yè)。機(jī)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(jī)械或機(jī)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(jì)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(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平 的重要指標(biāo)。 畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等進(jìn) 行設(shè)計之后的下一個教學(xué)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(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、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。 2 1 緒 論 1.1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其 成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個依據(jù)。 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改 變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。比如 一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的 流程。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì) 等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗 加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟 就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將 有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可 能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠 根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2 機(jī)械加工工藝流程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它 3 是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工 藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工 藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切 削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì) 效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技 術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完 善。 1.3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處 理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不 可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機(jī) 4 床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。機(jī)床夾 具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自 動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其 功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。 因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4 機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與 夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要 求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由 于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此， 夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊， 它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn) 行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo) 5 向功能。 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成 為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類 總數(shù)的 85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的 競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的 企業(yè)中，約 4 年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 15%左右。特別 是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC） 、加工中心（MC） 、成組技術(shù)（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等 新技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個方面。 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的 6 結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)0.1；用于精密車削的高 精度三爪卡盤，其定心精度為 5m；精密心軸的同軸度公差可控制在 1m 內(nèi)；又如用于 軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達(dá) 0.20.5m。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減 輕工人的勞動強(qiáng)度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝 置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5 倍左右；在車床上 使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為 2600r/min 的條件下仍能牢 固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等 方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣鳌⑸a(chǎn)批量、工件的形狀和 尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、 拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上， 首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的 夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、 毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件 的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國 家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148T225991 以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化， 有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 7 2 工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1 零件分析 泵蓋共有六組加工表面，如圖 2-1 所示，現(xiàn)分述如下： 1、A 面（即大端面） 2、4-18 孔，4-9 孔 3、寬 24 槽 4、2-8 孔 5、2-5 孔 6、18 孔 7、8 孔，M12 螺紋 8 圖 2-1 泵蓋工件圖 2.2 確定毛坯的的制造形式 由零件圖可知，其材料為 HT150，該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性， 適用于承受較大應(yīng)力，要求耐磨的零件。該零件上主要加工面為大端面，4-18 孔，4- 9 孔，寬 24 的槽，2-8 孔， 2-5 孔，18 孔，8 孔，M12 螺紋。 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，已知零件的類型為大批量生產(chǎn)，故毛坯的鑄造方法 用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效處理。由機(jī)械加工工 藝手冊查得該種鑄造公差等級為 CT1011，加工余量等級 MA 選擇 H 級。 2.3 制訂工藝路線 （1） 、工藝路線方案一： 工序 10：鑄造 工序 20：時效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：锪平 4-18 深 2，鉆 4-9 孔 工序 50：銑寬 24 的槽 工序 60：鉆 2-8 孔 9 工序 70：配作 2-5 孔 工序 80：鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔 工序 90：鉆 8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗收 工序 120：入庫 （2） 、工藝路線方案二： 工序 10：鑄造 工序 20：時效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：銑寬 24 的槽 工序 50：锪平 4-18 深 2，鉆 4-9 孔 工序 60：鉆 2-8 孔 工序 70：配作 2-5 孔 工序 80：鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔 工序 90：鉆 8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗收 工序 120：入庫 （3） 、工藝方案的分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一與方案二的區(qū)別是：方案一把鉆 4-18 孔及 9 孔放的相對靠前，這樣做為后面工序 24 槽的加工提供了定位基準(zhǔn)，節(jié)約了夾具設(shè)計 的時間，提高了生產(chǎn)效率，故我們采用方案一： 具體的工藝過程如下： 10 工序 10：鑄造 工序 20：時效 工序 30：銑 A 面（大端面） 工序 40：锪平 4-18 深 2，鉆 4-9 孔 工序 50：銑寬 24 的槽 工序 60：鉆 2-8 孔 工序 70：配作 2-5 孔 工序 80：鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔 工序 90：鉆 8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗收 工序 120：入庫 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “泵蓋”零件材料 HT150，毛坯的重量約為 1.4g，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂 型機(jī)鑄造毛坯。 1、A 面（大端面） ，表面粗糙度為 Ra12.5，查切削用量手冊表 2-8 得，單邊總余 量 Z=3.0 2、4-18 孔，4-9 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 3、寬 24 的槽，因尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 4、2-8 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 5、2-5 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 6、18H7 孔，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 7、8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H，因孔的尺寸不大，很難鑄造成型，故采用實心鑄造 11 8、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。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序 10：鑄造 工序 20：時效 工序 30：銑 A 面（大端面） 1. 選擇刀具 刀具選取端銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.1d10min/85v4z 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度ap0.3 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfzin.451810rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wn/min/5.89i/107vw 3） 計算工時 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為ll0.31l32 12 min21.04753121fnltwm 工序 40：锪平 4-18 深 2，鉆 4-9 孔 工步一：锪平 4-18 深 2 1.選擇刀具 刀具選取锪刀 ，mapin/5v 2. 決定锪削用量 1） 決定锪削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀完成，則 map2 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) Z525 型立式鉆床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfzin5.98110rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 275wn/min/6.31027vw 當(dāng) 275r/min 時nrzfwm /20754. 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf 3） 計算工時 13 切削工時： ， ，則機(jī)動工時為ml10l52in.2751fnltwm 總的工時：T=4 =0.204minmt 工步二：鉆 9 孔 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時， 。由于本零件在加工 9 孔時屬于低剛度零件，d90rm/47.039. 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5. 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 min/7.491801rdvnws 根據(jù)機(jī)床說明書，取 ，故實際切削速度為i/5in/9.17041nvw 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為ml9l5.1ml32in674.02.475321fnltwm 總的工時：T=4 =2.696mint 14 工序 50：銑寬 24 的槽 1.選擇刀具 刀具選取圓柱銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2d50min/75v4z 2. 決定銑削用量 1） 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 map0.2 2） 決定每次進(jìn)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 ，則齒/2.0fzmin6.985710rdvns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 275wn/in/1.691027vw 當(dāng) 275r/min 時nrmzfwm /20754. 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm 3） 計算工時 切削工時： ， ，則機(jī)動工時為l10l42 15 min409.275121fnltwm 工序 60：鉆 2-8 孔 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時， 。由于本零件在加工 8 孔時屬于低剛度零件，d80rm/47.039. 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5. 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 min/4.968101rdvnws 根據(jù)機(jī)床說明書，取 ，故實際切削速度為i/75in/6.1041nvw 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為ml8l1ml32in7.025.47321fnltwm 總的工時：T=2 =0.254mint 工序 70：配作 2-5 孔 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 16 時， 。由于本零件在加工 5 孔時屬于低剛度零件，md50rmf/47.039. 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5. 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 min/2.5631801rdvnws 根據(jù)機(jī)床說明書，取 ，故實際切削速度為i/7in/02.9150nvw 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為mll.ml32in057.2.57321fnltwm 總的工時：T=2 =0.114mint 工序 80：鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔 工步一鉆孔至 15 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時， 。由于本零件在加工 15 孔時屬于低剛度零md150rm/47.039. 件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5. 17 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，現(xiàn)取 rmf/25.0 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 以 in/5.31801rdvnws 根據(jù)機(jī)床說明書，取 ，故實際切削速度為mi/27in/5.101nvw 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為l2l.71l32min485.0.7531fnltwm 工步二：擴(kuò)孔 8. 利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 ，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量18.17 可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rmff/87.05. 75.06.22鉆 根據(jù)機(jī)床說明書，選取 f15.min/4623321vv鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 ，并按機(jī)床說明書取 ，實際切min/46.5rn in/68rw 削速度為 18 min/2.41068.7ndvw 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為ml2l4.1l32in184.57.0682fntw 工步三：鉸 孔7H18 根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-25， ， ，得rmf/4.2min/128vin/65.48.9rns 查參考文獻(xiàn)表 4.2-2，按機(jī)床實際進(jìn)給量和實際轉(zhuǎn)速，取 ，rf/0. ，實際切削速度 。mi/198rnwi/3.v 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為l2ml1.0l2in86.981fntwm 工序 90：鉆 8 孔、擴(kuò)、攻 M12-7H 工步一：鉆 8 孔 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80 時， 。由于本零件在加工 8 孔時屬于低剛度零件，md80rm/47.039. 故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rmf /35.029.5. 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所min/18v 19 以 min/4.968101rdvnws 根據(jù)機(jī)床說明書，取 ，故實際切削速度為i/75in/6.1041nvw 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為ml65l1ml32in4.02.47321fnltwm 工步二：擴(kuò) 8 孔至 10.2 利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 ，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量8m.10 可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rff/87.05. 75.06.22鉆 根據(jù)機(jī)床說明書，選取 mf15. in/4623321vv鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 ，并按機(jī)床說明書取 ，實際切in/46.5rn min/68rw 削速度為 in/17.21068.mdvw 切削工時： ， ， ，則機(jī)動工時為ml35l.1l32 20 min09.157.68321fnltwm 工步三：攻絲 M12 選擇 M12mm 高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距 ，即f p1.25/fr7.5/mincV機(jī) =199r/minrDvn/125.701 按機(jī)床選取 in機(jī) 6.8/icVm機(jī) 基本工時： 1203.5(min)7.ltnf機(jī) 工序 100：清洗去毛刺 工序 110：驗收 工序 120：入庫 21 3 工藝專用夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。有老師 分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計工序 70:鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔，選用機(jī)床：Z525 立式鉆床。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆、擴(kuò)、鉸 18H7 孔，與其他面沒有任何要求，本道工序加工精度 要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序 或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位 置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術(shù)要求，也沒 有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，提 高加工精度。由于該零件所設(shè)計的為鉆、擴(kuò)、鉸18H7孔的夾具，工件左端面及兩側(cè)面 作為定位面，本套設(shè)計定位方案，兩支承板與工件左端面相配合限制三個自由度（即X軸 轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動、Z軸移動） ，另一支承板相配合限制兩個自由度（即Y軸移動、Z軸轉(zhuǎn)動） ， 螺栓與一側(cè)面相配合限制一個自由度（即X軸移動） ，這樣工件被完全定位。 3.3 切削力及夾緊力計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得： 22 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF 鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T 式中：D=18mm maxaxmin187491733 代入公式（5-2）和（5-3）得10.2frN2784x56F6.08. .5391x.1T.9 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計算無太大意 義 3.4 定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工 件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限 位基準(zhǔn)不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， T d=0.25mm， ， 。96a 04.12sinTDWd）（ 已知孔的形狀公差為 0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式， 易知此結(jié)果符合。513 23 3.5 鉆套的設(shè)計 18H7 孔加工需鉆、擴(kuò)、鉸，因為鉆后還要擴(kuò)、鉸，為了我們鉆后能及時的的擴(kuò)、 鉸。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求： 即先用 17 的麻花鉆鉆孔。查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知 17 相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如 下圖 3-1 所示： 圖 3-1 快換鉆套 具體的尺寸如下圖 3-2 所示： 24 圖 3-2 鉆套尺寸 因為快換鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間快換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆 模板上，以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn)，由上圖可知與 17 快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽?為 M6，查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，M6 快換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下圖 3-3 所示 圖 3-3 鉆套螺釘 具體的尺寸如下圖 3-4 所示 25 圖 3-4 鉆套螺釘尺寸 3.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié) 構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了蝶 形螺母、螺栓、和快換墊圈組成的夾緊機(jī)構(gòu)。本工序鉆削余量小，鉆削力小，所 以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 鉆 夾 具裝 配 圖如 下 圖 3-5 所 示 26 圖 3-5 裝配圖 27 結(jié)束語 這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)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(fù)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(dǎo)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設(shè)計。 這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的 指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他 嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從 課題的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日 夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，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(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜 樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬 意。 28 致 謝 合上漫溢墨香的設(shè)計論文，已是夜涼如水，遙望夜空，星光燦爛。歷時半載的畢業(yè) 設(shè)計撰寫工作，終于告了一個段落，掩卷而思，心中卻惶恐不安，唯恐這份代表我四年 本科學(xué)習(xí)成果的畢業(yè)論文有負(fù)師長與親友的厚望。我深知前進(jìn)的每一步，都凝聚著眾多 的關(guān)懷與愛護(hù)。在此，我只能借本文一隅表達(dá)自己內(nèi)心的感激之情。 感謝我的導(dǎo)師，他將我收入門下，不棄粗礪，悉心教誨。從他那里我不僅學(xué)到了許 多知識，而且也被他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、廣博的學(xué)識、敏捷的洞察力與謙和的人格魅力深 深的感染。指導(dǎo)老師對我的論文傾注了大量的心血，從選題、提綱的擬訂、初稿、修改 稿直至最后定稿，每一個環(huán)節(jié)都得到了他悉心指導(dǎo)和幫助。師恩似海，終生難忘! 感謝在我大學(xué)學(xué)習(xí)期間給予我?guī)椭完P(guān)愛的所有同學(xué)，特別是同寢的同學(xué)為本文在 撰寫過程中搜集各種資料，提出各種合理的意見和建議，特別感謝他們！ 衷心感謝我的母親，在我的學(xué)習(xí)和生活中，她給了我無私的關(guān)懷和幫助，面對她始 終如一的理解、寬容和鼓勵，我的感激之情難以用言語表達(dá)，但愿學(xué)有所成，能報于萬 一。 最后，感謝百忙之中抽出時間評閱的老師和參加論文答辯的老師，并向他們致以深 深的謝意! 29 參 考 文 獻(xiàn) 1王仲，劉長吉 .連桿機(jī)械加工工藝探討J.內(nèi)燃機(jī)，1997，1:1316 2陳志亮.柴油機(jī)連桿加工工藝分析J.湖南農(nóng)機(jī)，1997，4:22 3馮日德.6170 柴油機(jī)連桿、機(jī)體加工中幾個難點問題的工藝性研究D.天津：天津 大學(xué)，2003 4程熙.熱能與動力工程機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.3 5王啟平.機(jī)械加工工藝簡明手冊.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2006.5668 6SAE International， Warrendale， Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Forging Makes a Better Connecting RodJ. Technical Papers，2005 7Technological study of liquid die forging for the aluminum alloy connecting rod of an air compressorJ.journal of materials processing technology，2003，2:462464 8崔金嶺.柔性夾具的技術(shù)研究與創(chuàng)新設(shè)計D. 碩士學(xué)位論文.蘇州：蘇州大學(xué)機(jī)械設(shè) 計及自動化，2008 9顧懷祥.淺談連桿加工工藝中的一些新技術(shù)J.柴油機(jī)設(shè)計與制造，2003，2：4548 10曾景華，高國清 . 福建省科協(xié)第五屆學(xué)術(shù)年會數(shù)字化制造及其它先進(jìn)制造技術(shù)專 題學(xué)術(shù)年會論文集C，2005 11陳志亮.發(fā)動機(jī)連桿制造工藝改進(jìn)分析J.機(jī)床與液壓，2003，1：281282 12干方建，潘曉陽，胡開文.加工誤差的綜合分析和銑夾具加工應(yīng)用實例J.機(jī)械設(shè) 計與制造工程，2002，31(1)：2023 13劉燕萍.連桿夾具的設(shè)計J.機(jī)械工程與自動化，2004，2：4851 14馮之敬.機(jī)械制造工程原理M.北京：清華大學(xué)出版社，2005.305 15鄭修本.機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.236 16孫麗媛.機(jī)械制造及專用夾具M(jìn).北京：冶金工業(yè)出版社，2003 30 17于俊一.典型零件的制造工藝M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.1 18陳家瑞.汽車構(gòu)造 M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005.166 19許峰，滿長忠 .內(nèi)燃機(jī)工藝制造教程M.大連：大連理工大學(xué)出版社，2006.203 20嚴(yán)紹華.熱加工工藝基礎(chǔ)（第二版）M.北京：高等教育出版社，2007.242 21崔洪.典型零件的設(shè)計特點與加工工藝過程分析J.山東內(nèi)燃機(jī).2002，2 22柯建宏.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計M.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008 23龐學(xué)慧，武文革，成云平.互換性與測量技術(shù)M.北京：國防工業(yè)出版社，2006 24王先逵.機(jī)械加工工藝手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 25孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊（第一卷）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 31 附錄： 三維實體造型的軟件非常多，比如Pro/E、CATIA、UG（Unigraphics） 、Solidworks 等， 這里選用UG NX6.0 作為三維實體造型的軟件進(jìn)行建模。 打開UG6.0軟件如圖1-1所示，點擊新建按鈕，在此注意，UG所新建的文件名必須是 字母或數(shù)字，中文名將無法創(chuàng)建和打開，新建如圖1-2所示。 圖1-1 打開UG 32 圖1-2新建 新建好后跳入UG界面，點擊草圖按鈕進(jìn)入到建模模塊，如圖1-3所示。 33 圖1-3進(jìn)入UG建模模塊 首先繪制草圖1（工件左端面）所示參數(shù)及其界面如圖1-4所示。 34 圖1-4 草圖1 拉伸草圖1，如圖1-5所示。 35 圖1-5 拉伸1 進(jìn)入草圖界面后，繪制草圖2（4-9孔、2-5孔） ，如圖1-6所示 36 圖1-6 草圖2 拉伸草圖2并與拉伸草圖1求差，如圖1-7所示 37 圖1-7 拉伸2 拉伸3（沉孔18深2） ，具體參數(shù)如圖1-8所示 38 圖1-8 拉伸3 上步操作之后所得圖形如圖1-9所示 39 圖1-9 畫草圖3（R20半圓弧及與其相連的矩形框） ，如圖1-10所示 40 圖1-10 草圖3 拉伸草圖3并與拉伸2求和，如圖1-11所示 41 圖1-11 拉伸3 畫草圖4（R15及與其相連部分） ，圖形如圖1-12所示 42 圖1-12 草圖4 拉伸草圖4并與拉伸3求和，如圖1-13所示 43 圖1-13 拉伸4 孔命令（18H7孔深22） ，如圖1-14所示 44 圖1-14 孔命令 孔1坐標(biāo)位置確定，如圖1-15、1-16和1-17所示 45 圖1-15 46 圖1-16 47 圖1-17 沉孔24深2，如圖1-18、1-19和1-20所示 48 圖1-18 49 圖1-19 50 圖1-20 8深65孔，如圖1-21、1-22和1-23所示 51 圖1-21 52 圖1-22 53 圖1-23 10深35孔，如圖1-24、1-25和1-26所示 54 圖1-24 55 圖1-25 56 圖1-26 插入設(shè)計特征螺紋，如圖1-27和1-28所示 57 圖1-27 58 圖1-28 2-8孔，如圖1-29、1-30、1-31和1-32所示 59 圖1-29 60 圖1-30 61 圖1-31 62 圖1-32 將畫好的工件隱藏，隱藏之后如圖1-33所示 63 圖1-33 格式移動至圖層250，如圖1-34所示 64 圖 1-34 將圖層 250 隱藏，如圖 1-35 和 1-36 所示 65 圖 1-35 66 圖 1-36 倒圓角 R10，如圖 1-37 所示 67 圖 1-37 倒圓角 R2，如圖 1-38 所示 68 圖 1-38 著色處理，如圖 1-39 所示 69 圖 1-39 處理之后，如圖 1-40 所示 70 圖 1-40