连杆工艺设计及夹具设计课程设计【杠杆】钻18孔 螺母夹紧[含CAD高清图纸文档所见所得]
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设计(论文)题 目连杆工艺设计及夹具设计课程设计所属部机械工程系所属专业机械设计与制造所属班级学 号学生姓名指导教师起讫日期摘 要此次设计是对连杆零件的加工工艺和夹具设计,其零件为锻件,具有体积小,零件复杂的特点,由于面比孔易加工,在制定工艺规程时,就先加工面,再以面为基准来加工其它,其中各工序夹具都采用专用夹具,特别的对于加工大头孔、和钻小头孔斜面小孔的工序中,选一面挡销的定位方式,并以操作简单的手动夹紧方式夹紧,其机构设计简单,方便且能满足要求。关键词 连杆,加工工艺,专用夹具,设计IIIAbstractThis design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation technological process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request.Key words: Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1机械加工工艺流程11.2夹具概述1第2章 连杆的分析22.1连杆的工艺分析22.2连杆的工艺要求2第3章 工艺规程设计33.1 加工工艺过程33.2确定各表面加工方案33.2.1影响加工方法的因素43.2.2加工方案的选择43.3 确定定位基准53.3.1粗基准的选择53.3.1精基准选择的原则53.4工艺路线的拟订63.4.1工序的合理组合63.4.2工序的集中与分散73.4.3加工阶段的划分73.4.4加工工艺路线方案的比较83.5连杆的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定93.5.1毛坯的结构工艺要求93.5.2连杆的偏差计算103.6确定切削用量及基本工时(机动时间)103.7时间定额计算及生产安排19第4章 钻18孔夹具设计214.1研究原始质料214.2定位基准的选择214.3夹紧机构214.4切削力及夹紧力的计算224.5误差分析与计算234.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用244.7夹具设计及操作的简要说明25总结与展望26参考文献27致 谢28第1章 绪论1.1机械加工工艺流程机械加工工艺规程一般包括以上内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一,它是在具体的生产条件上,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写 成工艺文件,经审批后用来指导生产。制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领,确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中,往往要对前面已初步确定的内容进行调整,以提高经济效益。在执行工艺规程过程中,可能会出现前所未料的情况,如生产条件的变化,新技术、新工艺的引进,新材料、先进设备的应用等,都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.2夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。27第2章 连杆的分析2.1连杆的工艺分析其小头孔与底平面有垂直度的公差要求,连杆底面与大头孔上平面有平行度公差要求,所要加工的,在其边有平行度公差和对称度公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度,以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量,进而影响其性能与工作寿命,因此它们的加工是非常关键和重要的。连杆是一个很重要的零件,因为其零件尺寸比较小,结构形状较复杂,但其加工孔和底面的精度要求较高,此外还有小头孔端要求加工,对精度要求也很高。连杆的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是,所以都要求精加工。2.2连杆的工艺要求设计和工艺是密切相关的,又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。一个好的结构不但要应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能够保证加工质量,同时使加工的劳动量最小。该加工有七个加工表面:平面加工包括连杆底面、大头孔上平面;孔系加工包括大、小头孔;小头孔端的加工以及大头孔加工。 以平面为主有: 连杆底面的粗、精铣加工,其粗糙度要求是; 大头孔端面的粗、精铣加工,其粗糙度要求是。 孔系加工有: 的大头孔钻、扩和铰加工,其表面粗糙度为; 的小头孔钻、扩和铰加工,其表面粗糙度要求;连杆毛坯的选择锻造,因为生产率很高,所以可以免去每次造型。单边余量一般在,结构细密,能承受较大的压力,占用生产的面积较小。因其年产量是5000件,由3表2.13可知是中批量生产。上面主要是对连杆零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析,选择了其毛坯的的制造方法为锻造和中批的批量生产方式,从而为工艺规程设计提供了必要的准备。第3章 工艺规程设计3.1 加工工艺过程由以上分析可知,该连杆零件的主要加工表面是平面、孔系和系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于连杆来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系以及的各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知:连杆的尺寸精度,形状精度以及位置关系精度要求都不是很高,这样对加工要求也就不是很高。3.2确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能保证加工的质量,同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的,又是相辅相成的。对于我们设计连杆的加工工艺来说,应选择能够满足平面孔系和加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格较底的机床。3.2.1影响加工方法的因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求,根据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择,在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工,在小批量生产时,采用钻、扩、铰加工方法;而在大批量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质,例如:淬火钢必须采用磨削或电加工;而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮,一般都采用精细车削,高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备,推广新技术,提高工艺水平。 此外,还要考虑一些其它因素,如加工表面物理机械性能的特殊要求,工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法,如加工某一轴的主要外圆面,要求公差为IT6,表面粗糙度为Ra0.63m,并要求淬硬时,其最终工序选用精度,前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。3.2.2加工方案的选择 由参考文献3表2.112可以确定,平面的加工方案为:粗铣精铣(),粗糙度为6.30.8,一般不淬硬的平面,精铣的粗糙度可以较小。 由参考文献3表2.111确定,孔的表面粗糙度要求为6.3,则选择孔的加方案序为:钻扩铰。 小头孔加工方法:加零件毛坯不能直接锻出孔,只能锻出一个小坑,以便在以后加工时找正其中心,但其表面粗糙度的要求为,所以选择加工的方法是钻扩铰。3.3 确定定位基准3.3.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求: 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置,能保证连杆在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从连杆零件图分析可知,主要是选择加工连杆底面的装夹定位面为其加工粗基准。3.3.1精基准选择的原则 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则,应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度,避免基准转换所带来的误差,并且各工序所采用的夹具比较统一,从而可减少夹具设计和制造工作。例如:轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位,这样不但在一次装夹中能加工大多书表面,而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 互为基准的原则。选择精基准时,有时两个被加工面,可以互为基准反复加工。例如:对淬火后的齿轮磨齿,是以齿面为基准磨内孔,再以孔为基准磨齿面,这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则,有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,可以选择加工表面本身为基准。例如:磨削机床导轨面时,是以导轨面找正定位的。此外,像拉孔在无心磨床上磨外圆等,都是自为基准的例子。此外,还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准,以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置,能保证连杆在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从连杆零件图分析可知,它的底平面与小头孔,适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面,因为是非加工表面,所以也可以用的孔为加工基准。选择精基准的原则时,考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。3.4工艺路线的拟订对于中批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。连杆的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工连杆底面大头孔上平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。3.4.1工序的合理组合确定加工方法以后,就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则: 工序分散原则工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。 工序集中原则工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大。一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中。但由于不采用专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。3.4.2工序的集中与分散制订工艺路线时,应考虑工序的数目,采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中,就是以较少的工序完成零件的加工,反之为工序分散。 工序分散的特点工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备,简单的机床工艺装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。 工序集中的特点工序数目少,工件装夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大。工序集中与工序分散各有特点,必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中。但由于不采用专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现,使得工序集中的优点更为突出,即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量,从而可取的良好的经济效果。3.4.3加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时,常把整个加工过程划分为几个阶段: 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属,为以后的精加工创造较好的条件,并为半精加工,精加工提供定位基准,粗加工时能及早发现毛坯的缺陷,予以报废或修补,以免浪费工时。粗加工可采用功率大,刚性好,精度低的机床,选用大的切前用量,以提高生产率、粗加工时,切削力大,切削热量多,所需夹紧力大,使得工件产生的内应力和变形大,所以加工精度低,粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra80100m。 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备,保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra101.25m。 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量,工序变形小,有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7,表面粗糙度为Ra101.25m。此外,加工阶段划分后,还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同,有的需安排于粗加工之前,有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中,对于刚性好,精度要求不高或批量小的工件,以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段,在满足加工质量要求的前提下,通常只分为粗、精加工两个阶段,甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的,不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面,在粗加工阶段就要加工的很准确,而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。3.4.4加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下,成批量生产可以考虑采用专用机床,以便提高生产率。但同时考虑到经济效果,降低生产成本,拟订两个加工工艺路线方案。见下表: 表3.1加工工艺过程表工序号工序名称工 序 内 容车间工段0锻件2.时效处理3.粗洗底面4.钻4*直径13、4*直径26孔5.铣前面6铣削后面7铣削左面8铣削右面9铣削顶面10.粗钻,半精钻直径128孔11.粗钻半精钻直径60孔12.钻顶面各孔,并攻丝13.钻前面各孔并攻丝14钻后面各孔并攻丝18.钻左面各孔并攻丝16.钻右面各孔并攻丝17.精钻直径128孔18精钻直径60孔19终检20清洗入库锻件2.时效处理3.粗洗底面4.钻4*直径13、4*直径26孔5.铣前面6铣削后面7铣削左面8铣削右面9铣削顶面10.粗钻,半精钻直径128孔11.粗钻半精钻直径60孔12.钻顶面各孔,并攻丝13.钻前面各孔并攻丝14钻后面各孔并攻丝18.钻左面各孔并攻丝16.钻右面各孔并攻丝17.精钻直径128孔18精钻直径60孔19终检20清洗入库00时效时效00铣粗、精铣52上端面0二0铣粗、精铣36上端面0二0铣粗、精铣52下端面0二0铣粗、精铣36下端面0二0钻、扩、铰钻、扩、铰36孔0二80钻、扩、铰钻、扩、铰18孔80二90检检、检查各部分尺寸及精度90二100入库入库、组装入库100二3.5连杆的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定连杆的锻造采用的是45锻造制造,其材料是45,生产类型为中批量生产,采用锻造毛坯。3.5.1毛坯的结构工艺要求连杆为锻造件,对毛坯的结构工艺性有一定要求: 由于锻造件尺寸精度较高和表面粗糙度值低,因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工,其表面均应设计为非加工表面。 为了使金属容易充满模膛和减少工序,锻造件外形应力求简单、平直的对称,尽量避免锻造件截面间差别过大,或具有薄壁、高筋、高台等结构。 锻造件的结构中应避免深孔或多孔结构。 锻造件的整体结构应力求简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要素统一,尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时,要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近,可以减少加工余量,提高材料的利用率,降低加工成本,但这样可能导致毛坯制造困难,需要采用昂贵的毛坯制造设备,增加毛坯的制造成本。因此,毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后,必要时可据此绘出毛坯图。3.5.2连杆的偏差计算 连杆底平面和大头孔上平面的偏差及加工余量计算底平面加工余量的计算。根据工序要求,其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:由参考文献4表1119。其余量值规定为,现取。查3可知其粗铣时精度等级为IT12,粗铣平面时厚度偏差取精铣:由参考文献3表2.359,其余量值规定为。 大小头孔的偏差及加工余量计算参照参考文献3表2.22,2.225,2.313和参考文献18表18,可以查得:钻孔的精度等级:,表面粗糙度,尺寸偏差是。扩孔的精度等级:,表面粗糙度,尺寸偏差是。铰孔的精度等级:,表面粗糙度,尺寸偏差是。3.6确定切削用量及基本工时(机动时间)工序30:粗、精铣52上端面。机床:铣床 X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度:精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取:根据参考文献3表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取根据参考文献3表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照参考文献3表3.174,取 实际铣削速度: 进给量: 工作台每分进给量: :根据参考文献3表2.481,取切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 机动时间:所以该工序总机动时间工序40:粗、精铣36上端面。机床:铣床 X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数8,此为细齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度:精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取根据参考文献3表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取:根据参考文献3表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照参考文献3表3.131,取 实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知,刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:机动时间:所以该工序总机动时间工序50:粗、精铣52下端面。机床:铣床 X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度:精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取:根据参考文献3表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取根据参考文献3表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照参考文献3表3.174,取 实际铣削速度: 进给量: 工作台每分进给量: :根据参考文献3表2.481,取切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 机动时间:所以该工序总机动时间工序60:粗、精铣36下端面。机床:铣床 X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数8,此为细齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度:精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取根据参考文献3表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取:根据参考文献3表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照参考文献3表3.131,取 实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知,刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:机动时间:所以该工序总机动时间工序70 :钻、扩、铰36孔。机床:钻床 Z525刀具:硬质合金钻刀,钻刀材料: 粗钻36孔单边余量Z=1.1mm,一次钻去全部余量。进给量:根据参考文献3表2.466,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量。切削速度:参照参考文献3表2.445,取。机床主轴转速:,按照参考文献3表3.141,取实际切削速度:工作台每分钟进给量: 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取行程次数:机动时间: 铰36孔粗加工后单边余量Z=0.4mm,一次钻去全部余量, ,精铰后孔径进给量:根据参考文献3表2.466,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量切削速度:参照参考文献3表2.445,取机床主轴转速:,按照参考文献3表3.1441,取实际切削速度: 工作台每分钟进给量:被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间:所以该工序总机动工时工序80:钻、扩、铰18孔。机床:立式钻床Z525刀具:根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔18孔钻孔18时先采取的是钻孔,再扩到,所以。切削深度:进给量:根据参考文献3表2.438,取。切削速度:参照参考文献3表2.441,取。机床主轴转速:,按照参考文献3表3.131,取所以实际切削速度:切削工时 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间: 扩孔18孔刀具:根据参照参考文献3表4.331选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号:E403切削深度:进给量:根据参考文献3表2.452,取。切削速度:参照参考文献3表2.453,取。机床主轴转速:按照参考文献3表3.131,取所以实际切削速度:切削工时被切削层长度:刀具切入长度有:刀具切出长度: ,取走刀次数为1机动时间: 铰孔18孔刀具:根据参照参考文献3表4.354,选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度:,且。进给量:根据参考文献3表2.458,取。切削速度:参照参考文献3表2.460,取。机床主轴转速:按照参考文献3表3.131取实际切削速度:切削工时被切削层长度:刀具切入长度,刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间:该工序的加工机动时间的总和是:3.7时间定额计算及生产安排根据设计任务要求,该连杆的年产量为5000件。一年以240个工作日计算,每天的产量应不低于21件。设每天的产量为21件。再以每天8小时工作时间计算,则每个工件的生产时间应不大于22.8min。参照参考文献3表2.52,机械加工单件(生产类型:中批以上)时间定额的计算公式为: (大量生产时) 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为: 其中: 单件时间定额 基本时间(机动时间) 辅助时间,用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间,包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 粗、精铣面粗加工机动时间:精加工机动时间:辅助时间:参照参考文献3表2.545,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为,则 :根据参考文献3表2.548,单间时间定额有:因此应布置二台粗、精机床即可以完成此二道工序的加工,达到生产要求。 钻、扩、铰孔机动时间: 辅助时间:参照参考文献3表2.541,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为,则 :根据参考文献3表2.543,单间时间定额:因此应布置一台机床即可完成本工序的加工,达到生产要求第4章 钻18孔夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻上18孔,加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2定位基准的选择由零件图可知:在对18孔进行加工前,底平面进行了粗、精铣加工进行了钻、扩、铰加工。为了满足连杆的需要,使连杆左右两端底面定位固定,因不同零件存在一定的误差,应使连杆被加工两孔轴线与钻模板轴线的重合,所以将钻模板固定,又因零件要求为垂直距离,所以设计右端平面固定,左端设置螺旋辅助支撑2进行左右两端垂直距离的调整定位。使其孔轴线与钻模板轴线重合。4.3夹紧机构防止钻孔时零件晃动,应对摇臂杆的两端底面以及前后移动进行定位固定,所以在右端设计定位销7、开口垫圈6、夹紧螺母5对零件零件进行固定;(如图2.2所示)定位销7通过垫圈16和六角螺母15固定于夹具体上。4.4切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用:钻床Z525,刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得:切削力公式: 式中 查表得: 其中: 即:实际所需夹紧力:由参考文献5表得: 有:安全系数K可按下式计算有:式中:为各种因素的安全系数,见参考文献5表 可得: 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。取,查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算:式中参数由参考文献5可查得: 其中: 螺旋夹紧力:由上述计算易得: 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5误差分析与计算制造误差ZZ (1)中心线对定位件中心线位置精度. 取.(2)内外圆同轴度误差(查表P297).故,.则.知此方案可行。4.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套(其结构如下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。 图4.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表4.4:表4.4 钻套dHD公称尺寸允差51212+0.018+0.007221810490.518衬套选用固定衬套其结构如图所示:图4.2 固定衬套其结构参数如下表4.5:表4.5 固定衬套dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.52钻模板选用固定式钻模板,用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。4.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工孔。工件以底平面、两孔为定位基准,在定位环上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。总结与展望在本次设计中,考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题,所选用的零、部件都是操作简单,通用性较强的标准件,从现时以最低的成本实现最先进的加工。但也有不足之处:特别是对于钻孔夹具,在刀具加工完退出工件孔时,有可能会划伤工件内孔表面,本可以在夹具体内部设置液压升降系统,使工件孔与定位立台可升可降,这样,在刀具退出时,使定位立台连同工件孔一起升起,从而避免划伤。但考虑到成本问题,未采用这种方法。为此,钻孔的专用夹具还有待改进。无论怎样,这次的毕业设计使我获益良多,是我在学校的最后一次答卷,也是我成功迈向社会的第一步。参考文献1 黄如林,切削加工简明实用手册M,北京:化学工业出版社,2004。2 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社,1995。3 李洪,机械加工工艺手册M,北京:机械工业出版社,1990。4 方昆凡,公差与配合手册M,北京:机械工业出版社,1999。5 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2000。6 东北重型机械学院等,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,1979。7 吴宗泽,机械设计实用手册M,北京:化学工业出版社,2000。8 刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1987。9 上海金属切削技术协会,金属切削手册M,上海:上海科学技术出版社,1984。10 周永强,高等学校毕业设计指导M,北京:中国建材工业出版社,2002。11 杨叔子,机械加工工艺师手册M,北京:机械工业出版社,2004。12 上海金属切削技术协会,金属切削手册M,上海:上海科学技术出版社,2004。13 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,1980。14 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册M,银州:宁夏人民出版社,1991。18 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社,2000:919。致 谢我要特别感谢我的导师的精心指导,不仅指导我们解决了关键性技术难题,更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验,从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路,也使我学会综合应用所学知识,提高分析和解决实际问题的能力。不仅如此,老师的敬业精神更是深深的感染了我,鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业,导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助,感谢院系领导对我们课程设计的重视和关心,为我们提供了作图工具和场所,使我们能够全身心的投入到设计中去,为更好、更快的完成课程设计提供了重要保障。XX学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工30铣45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗、精铣52上端面铣刀,铣夹具,游标卡尺560200.3111510 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期XX学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共6页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工40铣45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗、精铣36上端面铣刀,铣夹具,游标卡尺560200.3111510 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期XX学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共6页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工50铣45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗、精铣52下端面铣刀,铣夹具,游标卡尺800150.5211510 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期XX学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共6页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工60铣45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗、精铣36下端面铣刀,铣夹具,游标卡尺560200.3111510 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期XX学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共6页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工70钻、扩、铰45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z52511夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻、扩、铰36孔钻床 Z525,钻头,铰刀800150.5211510 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期XX学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称连杆零件名称连杆共6页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工80钻、扩、铰45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z52511夹具编号夹具名称切削液1通用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻、扩、铰18孔钻床 Z525,钻头,铰刀800150.5211510 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期
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