制定撥叉（831003型號）零件的加工工藝及鉆22孔的鉆床夾具設計

【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預覽點開可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內(nèi)文檔可直接點開預覽，需要原稿請自助充值下載，所見才能所得，請細心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396

機械加工工藝卡片 工件名稱 鉆Φ22孔 工序號 2 零件名稱 CA6140撥叉 零件號 零件重量 1.0kg 同時加工件數(shù) 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 HT200 HBS151~229 鑄件 1kg 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆Φ20孔并鉆Φ22孔 高速鋼麻花鉆 游標卡尺 設計者 指導老師 共 1 頁 第 1 頁 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 CA6140 產(chǎn)品型號 831003 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 機床 零件名稱 撥叉 第 1 頁 材料牌號 HT200 鑄 鐵 毛坯 種類 鑄 件 毛坯 尺寸 φ80 毛坯件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 銑削 1.粗銑左端面 2. 精銑左端面 銑床車間 2 銑床 專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀， 游標卡尺 60s 2 鉆孔 擴孔 1.鉆孔φ20 2.擴孔至φ22 鉆床車間 2 鉆床 專用夾具、直柄麻花鉆，卡尺，塞規(guī) 100s 3 倒角 1. 倒角15° 車床車間 1 車床 普通車刀，游標卡尺 4 拉花鍵 1. 拉花鍵 拉床車間 1 拉床 專用夾具、拉刀 5 銑削 2.粗銑上下表面 銑床車間 2 銑床 專用夾具、盤銑刀深度， 游標卡尺 200s 6 鉆 鉆2-M8底孔和2-8孔 鉆床車間 2 鉆床 專用夾具、麻花鉆， 游標卡尺 7 銑槽 銑槽 銑床車間 1 銑床 高速鋼三面刃銑刀 8 攻螺紋 1.攻螺紋2×M8 鉗工車間 1 錐絲 絲錐 9 檢驗 檢驗車間 塞規(guī)，卡尺等。 設計（日期） 2007.12.26 審核（日期） 會簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 摘 要 本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 撥叉加工工藝規(guī)程及其鉆Φ22孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設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計，選擇設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，并在以后設計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The shifting fork technological process and its the processing ￠ 22 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 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 …………………………………………2 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………2 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………2 2.2基面的選擇傳 ……………………………………………2 2.3制定工藝路線 ……………………………………………3 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………4 2.5確定切削用量及基本工時………………………………10 三 夾具設計……………………………………………………12 3.1問題的提出………………………………………………12 3.2定位基準的選擇…………………………………………18 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………13 3.4定位誤差分析……………………………………………18 3.5夾具設計及操作簡要說明………………………………19 總 結(jié)………………………………………………………………20 致 謝………………………………………………………………21 參考文獻 …………………………………………………………22 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。 撥叉的加工工藝規(guī)程及其鉆Φ22孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎、機械設計、機械工程材料等進行設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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設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計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機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，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，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。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，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 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質(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，加工工藝是每個步驟的詳細參數(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機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(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)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(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，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 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)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。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，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機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。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機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，幫機床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術(shù)工作。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機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機床夾具的功能 在機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．機床夾具的主要功能 機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．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （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，并引導其進行鉆削。導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）也具有導向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(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，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(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)的應用，對機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床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(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±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm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0.2～0.5μm。 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2200r/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 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(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。 標準化 機床夾具的標準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)的基礎上，首先進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。夾具的標準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準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 一 零件的分析 1.1 零件的作用 題目給定的零件是CA6140撥叉，它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作。寬度為18mm的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 1.2 零件的工藝分析 CA6140拔叉（型號：831003）共有3組加工表面： 1、 零件兩端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面為粗基準加工右端面，再以前端面為精基準加工左端面； 2、 以花鍵中心線為基準的加工面：這一組面包括?25H7的六齒方花鍵孔、?22H12的花鍵底孔、兩端的2X150倒角和距花鍵中心線為22mm的上頂面； 3、 以工件右端面為基準的18H11mm的槽、上頂面的2-M8通孔和?5錐孔。 經(jīng)上述分析可知， 對于后兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。 零件的結(jié)構(gòu)特點 拔叉84009的毛坯為鑄造件，在零件圖上只有2處位置誤差要求，即上頂面與花鍵中心線的平行度誤差≤0.10， 18H11槽的兩側(cè)面與花鍵中心線的垂直度誤差≤0.08 零件外形上大體上與六面體相似，形狀大體如下： 零件剖視圖 圖（1）零件大致結(jié)構(gòu)圖 Fig(1) Components approximate structure drawing B. 生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)類型的確定 根據(jù)指導老師要求，設計此零件為鑄件，成批大量生產(chǎn)，工藝的安排基本傾向于工序分散原則，設備的選用是通用設備和專用工裝，工藝手段以常規(guī)工藝為主，新工藝為輔的原則。 C. 毛坯的確定 CA6140車床拔叉，零件材料HT20-40，硬度190HB～210HB，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，毛坯為鑄件，灰鑄鐵的機械加工余量按JZ67-62規(guī)定了灰鑄鐵鑄件的三種精度等級和相應的鑄件機械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在大批量生產(chǎn)的鑄件，采用2級精度鑄件，毛坯重量由《金屬機械加工工藝人員手冊》表5-2有零件≤80kg，偏差為7%，故毛坯估算約為1.0kg，采用2級精度鑄件，頂面的加工余量和底面的加工余量忽略不計，兩側(cè)面的加工余量也忽略不計，由表5-4左右端面的加工余量為3±0.8，其余部分均為實心部分。 故毛坯圖如下： 圖（2）毛坯圖 Fig(2) Rough map 二 工藝規(guī)程設計 2.1 定位基準的選擇 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，定位基準的選擇得正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。 2.1.1 粗基準的選擇 在選擇粗基準時，一般遵循下列原則：⑴保證相互位置要求原則；⑵保證加工表面加工余量合理分配的原則；⑶便于工件裝夾原則；⑷粗基準一般不得重復使用的原則；⑸為了保證所有加工表面有足夠的加工余量，選用加工余量小的表面作粗基準，不要用同一尺寸方向上。 兩端面，后端面為精加工面，故在銑兩端面時，先以后端面為粗基準，粗銑前端面。 加工花鍵底孔時，利用兩邊側(cè)面找正對稱面和以底面為粗基準加工花鍵底孔。 2.1.2 精基準的選擇 在選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方面，提高工件的加工精度。一般遵循下列原則：⑴基準重合原則；⑵統(tǒng)一基準原則；⑶互為基準原則；⑷自為基準原則；⑸便于裝夾原則。 為保證定位基準和工序基準重合，加工2-M8螺紋孔、Φ5錐孔，18H11槽以零件的坐端面和花鍵中心線為精基準，銑上頂面以花鍵中心線為精基準。 2.2 重點工序的說明 CA6140拔叉零件的重要加工面有花鍵底孔、兩端面，花鍵，槽，頂面，材料為HT200，參考《機械制造工藝設計簡明手冊》，其加工方法選擇如下： 2.2.1加工前后兩端面 根據(jù)GB1800-79規(guī)定毛坯的公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra12.5μm，要達到后端面Ra3.2μm的技術(shù)要求，需要經(jīng)過粗銑→精銑。 2.2.2 加工Φ22花鍵底孔 此工序重點在于找正毛坯對稱面，故采用螺旋定心夾緊機構(gòu)，找正對稱面，進行加工。零件技術(shù)要求底孔的表面粗糙度達到Ra6.3μm，毛坯為實心，故采用鉆孔→擴孔，可以達到要求。 2.2.3 加工外徑為Φ25的花鍵內(nèi)孔 零件要求花鍵底面粗糙度Ra1.6μm，側(cè)面Ra3.2μm，由于此工序在鉆底孔工序之后，故采用拉花鍵孔的方法，一次拉削可以達到要求。 2.2.4加工上頂面 零件上頂面為精加工，粗糙度要求為Ra3.2μm，與花鍵中心線的平行度誤差≤0.10mm，故以花鍵中心線為精基準，對上頂面進行粗銑→精銑。 2.2.5 加工18H11槽 零件技術(shù)要求槽底面要達到表面粗糙度為Ra6.3μm，側(cè)面粗糙度為Ra3.2μm，而且兩側(cè)面和花鍵中心線的垂直度≤0.08，本身有精度要求，18H11，故以花鍵中心線和左端面為精基準，用花鍵心軸定位，采用銑→磨。 頂面的鉆2-M8通孔和Φ5錐孔工序不是很重要，在此不做詳細說明，2-M8通孔先鉆孔，再攻絲，Φ5錐孔采用錐刀進行加工。 2.3 制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的加工精度和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在此零件為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具并盡量使工序分散來提高生產(chǎn)率，此外，還應考慮經(jīng)濟效果，使生產(chǎn)成本盡量降低。 2.3.1 工藝路線方案一的制訂 工序Ⅰ：粗銑前端面 工序Ⅱ：粗、精銑后端面 工序Ⅲ：鉆、擴花鍵底孔 工序Ⅳ：粗、精銑上頂面 工序Ⅴ：鉆2-M8通孔 工序Ⅵ：鉆Φ5錐孔 工序Ⅶ：銑削18H11槽 工序Ⅷ：磨削18H11槽 工序Ⅸ：拉花鍵 工序Ⅹ ：挫圓角 工序Ⅺ：去毛刺 工序Ⅻ：終檢 2.3.2 工藝路線方案二的制訂 工序Ⅰ：粗銑前端面 工序Ⅱ：粗、精銑后端面 工序Ⅲ：鉆、擴花鍵底孔 工序Ⅳ：拉花鍵 工序Ⅴ：粗、精銑上頂面 工序Ⅵ：鉆2-M8通孔 工序Ⅶ：鉆Φ5錐孔 工序Ⅷ：銑削18H11槽 工序Ⅸ：磨削18H11槽 工序Ⅹ ：挫圓角 工序Ⅺ：去毛刺 工序Ⅻ：終檢 2.3.3 兩種工藝路線的比較與分析 上述兩種方案，工藝路線一把拉花鍵放在磨削18H11槽之后，在此，工序4、工序5、工序6、工序7、工序8中很難對工件進行定位和夾緊，造成生產(chǎn)率的下降。工藝路線二，一把花鍵底孔鉆削出來后緊接著就是拉花鍵，這樣，后面的工序就很容易對工件進行定位和夾緊，即以花鍵心軸進行定位，進行螺旋夾緊，此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠。 通過以上的兩種工藝路線的優(yōu)、缺點的分析，最后確定工藝路線二為該零件的加工路線。工藝過程詳見機械加工工序卡片。 2.4 機械加工余量的確定 確定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步）向前推算，前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出了零件各加工表面的加工總余量（即毛坯余量），將加工余量分配給各工序加工余量，然后往前推算工序尺寸。 CA6140 的撥叉材料為HT200。毛坯重量約為1.0 kg ，生產(chǎn)類型為由大批量生產(chǎn)，毛坯為鑄件，精度為2級鑄件，大體尺寸確定，外表面加工面少，根據(jù)以上原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸及加工余量如下： ⒈前后端面的加工余量 前后端面有3±0.8mm的加工余量，足以把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。 前端面粗銑一次即可，加工余量3mm，工序基本尺寸為83mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT11，公差值0.22mm，表面粗糙度Ra5μm，上下偏差按“入體原則”確定（以后按照此原則確定）。 后端面粗銑一次，精銑一次，粗銑加工余量2.8mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT11，公差值0.22mm，精銑加工余量0.2mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度Ra3.2μm，工序基本尺寸為80mm。 ⒉矩形花鍵底孔 要求以矩形花鍵的外徑定心，故先鉆中心孔，再擴，最后拉削，內(nèi)孔尺寸為Φ22H12，見零件圖，參照《金屬機械加工工藝人員手冊》 表3-59確定孔加工余量的分配。 鉆孔Φ20mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT11，公差值0.13mm。 擴孔Φ21mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT10，公差值0.084mm，粗糙度Ra6.3μm。 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm。 ⒊頂面的加工余量 此工序分為兩個工步：①粗銑頂面；②精銑頂面。 粗銑加工余量為2.8mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT11，公差值0.22mm。 精銑加工余量為0.2mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度Ra3.2μm。 ⒋18H11槽的加工余量 銑削的加工余量：槽底面的銑削余量為50mm，槽側(cè)面的銑削余量為17.9mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT12，公差值0.25mm，槽底面表面粗糙度Ra6.3μm。 磨削的加工余量：槽側(cè)面的磨削余量為0.5mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT9，公差值為0.043mm，側(cè)面粗糙度為Ra3.2μm。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ：銑端面。 1）粗銑左端面 α=0.25mm/Z (表3-28) ν=0.35m/s（21m/min） (表3-30) 采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n===0.637r/s (38.2r/min) 按機床選取n=31.5r/min=0.522r/s （表4—17） 故實際切削速度ν==0.29m/s 切削工時 l=75mm，l=175mm，l=3mm t== =121.2s=2.02min 2）粗銑右端面 粗銑右端面的進給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相同。 切削工時 l=45mm，l=175mm，l=3mm t== =106.8s=1.78min 3）精銑左端面 α=0.10mm/Z (表3-28) ν=0.30m/s（18m/min） (表3-30) 采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n===0.546r/s (32.76r/min) 按機床選取n=31.5r/min=0.522r/s （表4—17） 故實際切削速度ν==0.29m/s 切削工時 l=75mm，l=175mm，l=3mm t== =302.92s=5.05min 工序Ⅱ：鉆、擴花鍵底孔 1）鉆孔? 20㎜ f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71㎜/s (表3—38) ν=0.35m/s （21m/min） （表3—42） n===5.57r/s (334r/min) 按機床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實際切削速度 ν==0.35m/s 切削工時 l=80mm，l= 10mm，l=2mm t== =23s （0.4min） 2）擴孔? 22㎜ f=1.07 (表3—54) ν=0.175m/s （10.5m/min） n===2.53r/s (151.8r/min) 按機床選取 n=136r/min=2.27r/s 故實際切削速度 ν==0.16m/s 切削工時 l=80mm，l= 3mm，l=1.5mm t== =35s （0.6min） 工序Ⅲ：倒角1.07×15 f=0.05㎜/r (表3—17) ν=0.516m/s （參照表3—21） n===6.3r/s (378r/min) 按機床選取 n=380r/min=6.33r/s 切削工時 l=2.0mm，l= 2.5mm， t== =14s （0.23min） 工序Ⅳ：拉花鍵孔 單面齒升 0.05㎜ （表3—86） v=0.06m/s （3.6m/min） （表3—88） 切削工時 （表7—21） t= 式中： h——單面余量1.5㎜（由? 22㎜—? 25㎜）； l——拉削表面長度80㎜； ——考慮標準部分的長度系數(shù)，取1.20； K——考慮機床返回行程的系數(shù)，取1.40； V——切削速度3.6m/min； S——拉刀同時工作齒數(shù) Z=L/t。 t——拉刀齒距， t=(1.25—1.5)=1.35=12㎜ Z=L/t=80/126齒 t==0.15min (9s) 工序Ⅴ：銑上、下表面 1）粗銑上表面的臺階面 α=0.15mm/Z (表3-28) ν=0.30m/s（18m/min） (表3-30) 采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n===0.546r/s (33r/min) 按機床選取n=30r/min=0.5r/s （表4—17） 故實際切削速度ν==0.27m/s 切削工時 l=80mm，l=175mm，l=3mm t== =215s=3.58min 2）精銑臺階面 α=0.07mm/Z (表3-28) ν=0.25m/s（18m/min） (表3-30) 采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n===0.455r/s (33r/min) 按機床選取n=30r/min=0.5r/s （表4—17） 故實際切削速度ν==0.27m/s 切削工時 l=80mm，l=175mm，l=3mm t== =467s=7.7min 3）粗銑下表面保證尺寸75㎜ 本工步的切削用量與工步1）的切削用量相同 切削工時 l=40mm，l=175mm，l=3mm t== =181.7s=3.03min 工序Ⅵ：鉆2-M8底孔（? 6.80㎜） f=0.36㎜/r (表3—38) ν=0.35m/s （參照表3—42） n===16.39r/s (983.4r/min) 按機床選取 n=960r/min=16r/s 故實際切削速度ν==0.34m/s 切削工時（表7—5） l=9.5mm，l= 4mm，l=3㎜ t== =2.86 （0.048min） 工序Ⅶ：銑槽18H11 1）粗銑 α=0.10㎜/s(表3-28) ν=0.30m/s（21m/min） (表3-30) 采用粗齒直柄立銑刀，d=16mm,齒數(shù)Z=3。 n===5.97/s (358.2/min) 按機床選取n=380r/min=6.33/s （表4—16） 故實際切削速度ν==0.32/s 切削工時 l=34mm，l=2mm，l=0mm t== =19s 因為要走刀兩次，所以切削工時為38s。 2）精銑通槽 α=0.07/s(表3-28) ν=0. 25m/s（15m/min） (表3-30) 采用細齒直柄立銑刀，d=12mm,齒數(shù)Z=5。 n===6.63s (397.8min) 按機床選取n=380r/min=6.33/s （表4—16） 故實際切削速度ν==0.24s 切削工時 l=35mm，l=2mm，l=0mm t== =16s 因為走刀兩次，所以切削工時為64s。 Ⅷ：攻螺紋2—M8 v=0.35m/s (表3—42) n===13.9 (834min) 按機床選取n=850r/min=14.2s 故實際切削速度ν==0.357m/s。 三 夾具設計 3.1 問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計鉆Φ22孔的鉆床夾具。 3.2 夾具設計 1．定位基準的選擇 由零件圖可知，我們采用2側(cè)面作為定位基準，一側(cè)面用氣缸壓緊。 1． 切削力和夾緊力計算 (1)刀具： 麻花鉆 機床： Z525立式鉆床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計算 我們采用汽缸快速夾緊，通過調(diào)節(jié)進氣口的大小來調(diào)整夾緊力的大小，同時因為我們鉆削力的方向和我們夾緊力的方向相同，因此夾緊力不予計算 即可滿足要求 2.定位誤差分析 由于鉆Φ22和其他的沒有任何位置度要求，因此定位誤差分析不予計算 3．夾具設計及操作說明 如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在夾緊方案上我們采用氣動夾緊，為了定位準確，我們下面用2個A型支撐板,以便定位,夾具體上有4個槽面，可以使夾具體固定在鉆床工作臺上。 總 結(jié) 設計即將結(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計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，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計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。 設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計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關(guān)鍵一步。 致 謝 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。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)設計。 這次設計成績的取得，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]王仲，劉長吉 .連桿機械加工工藝探討[J].內(nèi)燃機，1997，1:13~16 [2]陳志亮.柴油機連桿加工工藝分析[J].湖南農(nóng)機，1997，4:22 [3]馮日德.6170柴油機連桿、機體加工中幾個難點問題的工藝性研究[D].天津：天津大學，2003 [4]程熙.熱能與動力工程機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.3 [5]王啟平.機械加工工藝簡明手冊.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社.2006.56～68 [6]SAE International， Warrendale， Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Forging Makes a Better Connecting Rod[J]. Technical Papers，2005 [7]Technological study of liquid die forging for the aluminum alloy connecting rod of an air compressor[J].journal of materials processing technology，2003，2:462~464 [8]崔金嶺.柔性夾具的技術(shù)研究與創(chuàng)新設計[D].碩士學位論文.蘇州：蘇州大學機械設計及自動化，2008 [9]顧懷祥.淺談連桿加工工藝中的一些新技術(shù)[J].柴油機設計與制造，2003，2：45~48 [10]曾景華，高國清. 福建省科協(xié)第五屆學術(shù)年會數(shù)字化制造及其它先進制造技術(shù)專題學術(shù)年會論文集[C]，2005 [11]陳志亮.發(fā)動機連桿制造工藝改進分析[J].機床與液壓，2003，1：281~282 [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用實例[J].機械設計與制造工程，2002，31(1)：20~23 [13]劉燕萍.連桿夾具的設計[J].機械工程與自動化，2004，2：48~51 [14]馮之敬.機械制造工程原理[M].北京：清華大學出版社，2005.305 [15]鄭修本.機械制造工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.236 [16]孫麗媛.機械制造及專用夾具[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003 [17]于俊一.典型零件的制造工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，1989.1 [18]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：機械工業(yè)出版社.2005.166 [19]許峰，滿長忠.內(nèi)燃機工藝制造教程[M].大連：大連理工大學出版社，2006.203 [20]嚴紹華.熱加工工藝基礎（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2007.242 [21]崔洪.典型零件的設計特點與加工工藝過程分析[J].山東內(nèi)燃機.2002，2 [22]柯建宏.機械制造技術(shù)基礎課程設計[M].武漢：華中科技大學出版社，2008 [23]龐學慧，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.機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007 [25]孟少農(nóng).機械加工工藝手冊（第一卷）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1991