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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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)該的。
2.2 基面的選擇的選擇
粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求：
（1）粗基準的選擇應(yīng)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(yīng)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(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(yīng)避免重復(fù)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(yīng)滿足以下原則：
（1）“基準重合”原則 應(yīng)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(yīng)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(fù)加工。
（5）所選的精基準 應(yīng)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(yīng)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(fù)。
2.3 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)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?。?50
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(yīng)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(yīng)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?。?98
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(dǎo)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(yīng)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(dǎo)，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(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畢業(yè)設(shè)計。
這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(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(dǎo)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(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，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(dǎo)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，上海科學技術(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