軸連桿零件的加工工藝規(guī)程及鉆Φ35孔的專用夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書.doc

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序 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課已經(jīng)大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的，這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。它一方面要求學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力。另外，也為今后作好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生通過(guò)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，在下述幾個(gè)方面得到鍛煉 1. 能通過(guò)運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工過(guò)程中的定位.夾緊以及工藝路線安排.工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量 2. 學(xué)會(huì)使用圖表資料以及手冊(cè)，掌握與本本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練運(yùn)用。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)當(dāng)中可能會(huì)有不足之處，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指正。 一、 零件的分析 (一) 零件的工藝分析 分析零件圖可知，該三軸連桿的側(cè)面端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在Ra6.3以上，故可用銑削加工。Φ25H6的孔、Φ35H6的孔的粗糙度均為Ra1.6，所以采用鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸的工藝過(guò)程在鉆床上加工。Φ90H6mm的孔的粗糙度為Ra1.6，所以采用粗鏜-半精鏜-精鏜的工藝過(guò)程在鉆床上加工。 各個(gè)內(nèi)孔對(duì)精度要求較高，而端面為平面，可防止鉆頭鉆偏以保證加工精度。該零件除了內(nèi)孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以銑床的粗加工就可達(dá)到要求。 (二) 零件的技術(shù)要求 分析三軸連桿零件圖紙將該三軸連桿的全部加工表面及技術(shù)要求列于表中。 三軸連桿加工表面及技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra(um) 形位公差 R18下表面 IT7 6.3 R18上表面 IT7 6.3 下表面 IT7 6.3 上表面 IT7 6.3 下表面 IT7 6.3 上表面 IT7 6.3 孔 IT6 1.6 孔 IT6 1.6 孔 IT6 1.6 (三) 確定三軸連桿的生產(chǎn)類型 該三軸連桿的生產(chǎn)為中批生產(chǎn)。 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一) 確定毛坯的制造形式 有零件技術(shù)要求知，零件材料為45鋼，零件使用鍛件，鍛造拔模斜度不大于7。零件為中批量生產(chǎn)，且零件輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。則從提高生產(chǎn)效率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 (二) 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工藝過(guò)程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件成批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 1. 粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，選取外圓面為粗基準(zhǔn)。 2. 精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，選擇零件主視圖中的下表面和孔中心線作為精基準(zhǔn)。 (三) 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度基位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮使用通用機(jī)床配合專用夾具，去盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 考慮該三軸連桿個(gè)加工表面加工質(zhì)量，可將加工階段劃分為粗加工精加工兩個(gè)階段。 在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)（下表面和孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑三軸連桿底面以及上表面， 然后粗銑連桿上的槽的內(nèi)側(cè)面和底面；由于三個(gè)孔的精度較高，需要按照要求鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸孔和孔以及粗鏜-半精鏜-精鏜孔。 選用工序集中原則安排三軸連桿的加工工序，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。 1. 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——下端面和孔。 2. 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3. 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。 4. 遵循“先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔；先加工上下端面，然后加工三個(gè)孔。 考慮上述工序安排原則，，加工路線安排如下： 工序Ⅰ 粗銑φ112、φ50、 R18圓盤兩端面；精銑φ112、φ50、 R18圓盤兩端面。以外圓面為基準(zhǔn)，選用X5032A立式銑床加工。 工序Ⅱ 粗鏜、半精鏜、精鏜φ90孔。選用TPK611C型臥式鏜床加工。 工序Ⅲ 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸φ35孔。選用Z550型立式鉆床。 工序Ⅳ 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸φ25孔。選用Z550型立式鉆床。 工序Ⅴ 終檢。 以上工藝過(guò)程詳見“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片”。 (四) 加工機(jī)械余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 1. 機(jī)械加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定一下因素 1) 公差等級(jí) 由三軸連桿的技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級(jí)為普通級(jí)。 2) 加工精度 零件無(wú)磨削加工工序，取加工精度F1，一般加工精度。 3) 鍛件重量 已知機(jī)械加工后的三軸連桿為45鋼，密度為7.8克每立方厘米，估算體積為，506立方厘米，算得重量約為4Kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前的鍛件的重量為4.5Kg 4) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對(duì)三軸連桿進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件的包容體的長(zhǎng)度、寬度和高度，即350mm，150mm，50mm（詳見毛坯圖）;由公式計(jì)算出鍛件的復(fù)雜系數(shù) 查表有鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)為級(jí) 5) 鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該材料為45號(hào)鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬級(jí)。 6) 零件表面粗糙度 由零件圖可知，該三軸連桿的各加工表面的粗糙度Ra≥1.6um 根據(jù)上述因素，查《工藝手冊(cè)》確定該鍛件毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于下表 三軸連桿鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量 鍛件重量/Kg 包容體重量/Kg 形狀復(fù)雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級(jí) 加工精度 4.5 20 普通級(jí) F1 項(xiàng)目/mm 機(jī)械加工余量/mm 尺寸偏差/mm 備注 厚度20 2.0~2.5 取2 +1.4 -0.4 單邊余量 厚度35 2.0~2.5 取2 +1.5 -0.5 單邊余量 厚度50 2.0~2.5 取2 +1.5 -0.5 單邊余量 孔 2.0 +0.6 -1.8 孔 2.5 +0.7 -2.1 孔 孔徑小于最小沖孔孔徑，所以該孔為實(shí)體 中心距270 中心距95 2. 工序尺寸及毛坯尺寸 根據(jù)以上表格，分別確定各面的工序尺寸及毛坯尺寸，各工步加工余量查《機(jī)械加工余量手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）： 1) φ112圓盤兩端面 毛坯：mm 粗銑：51.6mm 2Z=2.4mm 精銑：500.2mm 2Z=1.6mm 2) φ50圓盤兩端面 毛坯：mm 粗銑：36.2mm 2Z=2.8mm 精銑：350.2mm 2Z=1.2mm 3) R18圓盤兩端面 毛坯：mm 粗銑：21.2mm 2Z=2.8mm 精銑：200.2mm 2Z=1.2mm 4) φ90孔 毛坯：mm 粗鏜：φ88mm 2Z=3mm 半精鏜：φ89.3 2Z=1.3mm 精鏜： 2Z=0.7mm 5) φ35孔 毛坯：mm 鉆：φ33mm 2Z=2mm 擴(kuò)：φ34.7mm 2Z=1.7mm 粗鉸：φ34.93mm 2Z=0.23mm 精鉸：mm 2Z=0.07mm 6) φ25孔 鉆：φ23mm 擴(kuò)：φ24.8mm 2Z=1.8mm 粗鉸：φ24.94mm 2Z=0.14mm 精鉸：mm 2Z=0.06mm (五) 確定切削用量 工序Ⅰ 銑三軸連桿各加工表面 1. 粗銑φ112圓盤兩端面 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）取以下切削用量： 選用硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取=125mm，z=8 每齒進(jìn)給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 120m/min，則 ===305（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說(shuō)明書，取=300r/min，故實(shí)際切削速度為 v===118m/min 當(dāng)=300r/min時(shí)工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量： = 查機(jī)床說(shuō)明書，取=235mm/min 2. 粗銑φ50圓盤兩端面 選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進(jìn)給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 120m/min，則 ===478（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說(shuō)明書，取=475r/min，故實(shí)際切削速度為 v===119mm/min 當(dāng)=475r/min時(shí)工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量： = 查機(jī)床說(shuō)明書，取=375mm/min 3. 粗銑R18圓盤兩端面 選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進(jìn)給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 120m/min，則 ===478（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說(shuō)明書，取=475r/min，故實(shí)際切削速度為 v===119mm/min 當(dāng)=475r/min時(shí)工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量： = 查機(jī)床說(shuō)明書，取=375mm/min 4. 精銑φ112圓盤兩端面 選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進(jìn)給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 150m/min，則 ===382（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說(shuō)明書，取=375r/min，故實(shí)際切削速度為 v===147mm/min 當(dāng)=375r/min時(shí)工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量： = 查機(jī)床說(shuō)明書，取=300mm/min 5. 精銑φ50圓盤兩端面 選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進(jìn)給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 150m/min，則 ===597（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說(shuō)明書，取=600r/min，故實(shí)際切削速度為 v===151mm/min 當(dāng)=600r/min時(shí)工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量： = 查機(jī)床說(shuō)明書，取=475mm/min 6. 精銑R18圓盤兩端面 選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，使用YT15硬質(zhì)合金刀片，取，z=8 每齒進(jìn)給量：=0.1mm/齒 切削速度：參考相關(guān)資料，取v= 150m/min，則 ===597（r/min） 根據(jù)XA5032銑床使用說(shuō)明書，取=600r/min，故實(shí)際切削速度為 v===151mm/min 當(dāng)=475r/min時(shí)工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量： = 查機(jī)床說(shuō)明書，取=475mm/min 工序Ⅱ 鏜φ90孔 1. 粗鏜φ90孔 查相關(guān)手冊(cè)，取鏜削用量，鏜孔至φ88mm，單邊余量Z=1.5mm，一次鏜去全部余量，=1.5mm。 進(jìn)給量：1.5mm/r 切削速度：查表取v=50m/min，則 r/min 由于TPK611C是無(wú)級(jí)變速，故以上轉(zhuǎn)速可作為加工時(shí)所用轉(zhuǎn)速。 2. 半精鏜φ90孔 查相關(guān)手冊(cè)，取鏜削用量，鏜孔至φ89.3mm，單邊余量Z=0.65mm，一次鏜去全部余量，=0.65mm。 進(jìn)給量：0.65mm/r 切削速度：查表取v=100m/min，則 r/min 由于TPK611C是無(wú)級(jí)變速，故以上轉(zhuǎn)速可作為加工時(shí)所用轉(zhuǎn)速。 3. 精鏜φ90孔 查相關(guān)手冊(cè)，取鏜削用量，鏜孔至，單邊余量Z=0.35mm，一次鏜去全部余量，=0.35mm。 進(jìn)給量：0.35mm/r 切削速度：查表取v=120m/min，則 r/min 由于TPK611C是無(wú)級(jí)變速，故以上轉(zhuǎn)速可作為加工時(shí)所用轉(zhuǎn)速。 工序Ⅲ 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸φ35孔 1. 鉆孔φ33mm 確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》表2.7，45鋼=600Mpa<800Mpa, 時(shí)，f=(0.6～0.7)0.5mm/r=0.3～0.35mm/r。根據(jù)Z550機(jī)床說(shuō)明書，取f=0.28mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，查的切削速度。所以 183（r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取，故實(shí)為際切削速度為 =19.1（m/min） 2. 擴(kuò)孔φ34.7mm 采用刀具：φ34.7專用擴(kuò)孔鉆。 確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》表2.10有f=（0.9～1.1）0.7=0.63～0.77（mm/r）查機(jī)床說(shuō)明書，取f=0.62mm/r。 則主軸轉(zhuǎn)速為n=87.6～116r/min，按照機(jī)床說(shuō)明書取=89r/min 實(shí)際切削速度為 ==9.7（m/min） 3. 粗鉸孔φ34.93mm 查《切削手冊(cè)》取以下切削用量 確定進(jìn)給量：f=0.6mm/r（表2.24），查機(jī)床說(shuō)明書，取f=0.62mm/r 切削速度：v=6m/min（表2.24），所以 （r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取=63r/min，故實(shí)際切削速度為 ==6.9（m/min） 4. 精鉸孔mm 查《切削手冊(cè)》取以下切削用量 進(jìn)給確定量：f=0.6mm/r（表2.24），查機(jī)床說(shuō)明書，取f=0.62mm/r 切削速度：v=6m/min（表2.24），所以 （r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取=63r/min，故實(shí)際切削速度為 ==6.9（m/min） 工序Ⅳ 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸φ25孔 1. 鉆孔φ23mm 確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》表2.7，45鋼=600Mpa<800Mpa, 時(shí)，f=(0.39～0.47)0.5mm/r=0.195～0.235mm/r。根據(jù)Z550機(jī)床說(shuō)明書，取f=0.19mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，查的切削速度。所以 263（r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取，故實(shí)為際切削速度為 =18（m/min） 2. 擴(kuò)孔φ24.8mm 采用刀具：φ24.8專用擴(kuò)孔鉆。 確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》表2.10有f=（0.7～0.9）0.7=0.49～0.63（mm/r）查機(jī)床說(shuō)明書，取f=0.62mm/r。 則主軸轉(zhuǎn)速為n=115.6～154.1r/min，按照機(jī)床說(shuō)明書取=125r/min 實(shí)際切削速度為 ==9.7（m/min） 3. 粗鉸孔φ24.94mm 查《切削手冊(cè)》取以下切削用量 確定進(jìn)給量：f=0.6mm/r（表2.24），查機(jī)床說(shuō)明書，取f=0.62mm/r 切削速度：v=6m/min（表2.24），所以 （r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取=89r/min，故實(shí)際切削速度為 ==7（m/min） 4. 精鉸孔:mm 查《切削手冊(cè)》取以下切削用量 進(jìn)給確定量：f=0.6mm/r（表2.24），查機(jī)床說(shuō)明書，取f=0.62mm/r 切削速度：v=6m/min（表2.24），所以 （r/min） 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書，取=89r/min，故實(shí)際切削速度為 ==7（m/min） (六)機(jī)床的夾具設(shè)計(jì) 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 1定位方案設(shè)計(jì) 1）定位基準(zhǔn)的選擇 工件定位基準(zhǔn)是利用已經(jīng)加工的三軸連桿內(nèi)孔Φ90和一個(gè)端面為主要定位基準(zhǔn)面,采用V型塊定位，兩個(gè)V型塊限制了5個(gè)自由度，因?yàn)槭且@通孔，豎直方向的自由度可以不用限制，可以保證加工的準(zhǔn)確性。 2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊。因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)相對(duì)位置的生變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。 △j=0.707δd=0.7070.022mm=0.0156mm 即定位誤差△d=0.0156mm 2導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 根據(jù)工序7的加工工步：鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸。與加工所用的刀具與機(jī)床，采用可換鉆套與襯套想配合的方式作為鉆刀的導(dǎo)向裝置。 可換鉆套的選取：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式H=（1～2.5）d可以確定鉆套的高度為35～87.5。再根據(jù)表9-9可以選取相應(yīng)的鉆套。 襯套的選取：根據(jù)所選的可換鉆套，選取與之配合的襯套。 排屑間隙的確定：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式h=（0.7～1.5）d可以確定排屑間隙為24～52.5，選取24。 根據(jù)定位裝置與可換鉆套與襯套，設(shè)計(jì)鉆模板。 3夾緊裝置設(shè)計(jì) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿。采用活動(dòng)V型塊足夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)擰固定手柄壓緊螺釘實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動(dòng)。 4夾具體的設(shè)計(jì) 根據(jù)定位方案、導(dǎo)向裝置、夾緊裝置的要求，并考慮結(jié)構(gòu)公益性和清除切削等要求，設(shè)計(jì)夾具體，具體見夾具體圖。 5專用機(jī)床夾具總裝配圖繪制