曲柄板加工工藝及鉆5個孔夾具設計（全套含CAD圖紙）

畢業(yè)設計（論文）說明書作 者： 學 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 曲柄板加工工藝及鉆 5 個孔夾具設計指導者：評閱者： 年 月 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 中 文 摘 要本文是對曲柄板零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對曲柄板的加工設計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內(nèi)容是設計夾具，最后設計了一副檢驗夾具。關鍵詞：曲柄板，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 外 文 摘 要Title： The crank plate processing technology and fixture design Abstract：This article is on the fork parts processing application and processing technology and analysis, including the spare parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing method, the rational design of machining process. In addition to the156FM camshaft adjusting fork parts of the two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, designed for a certain workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design jig boring machine and milling fixture, the design of a test fixture.Key Words: Crank plate，Processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄目 錄 .IV1 緒論 .11.1 機械加工工藝概述.11.2 機械加工工藝流程 .11.3 夾具概述 .21.4 機床夾具的功能 .31.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 .32 曲柄板的工藝設計 .62.1 曲柄板的結構特點和技術要求.62.2 曲柄板的材料、毛坯和熱處理.62.3 工藝過程設計中應考慮的主要問題.72.4 曲柄板的機械加工工藝過程分析.92.5 曲柄板的工序設計.162.6 曲柄板切削用量的確定.202.7 曲柄板加工時間定額計算.243 專用夾具設計 .283.1 專用夾具的設計及原理分析.283.2 定位基準和定位元件的設計與分析 .283.3 分度裝置的設計與分析 .293.4 鉆模板與導引元件的設計 .293.5 夾具方案與夾具體的設計 .31結 論 .34參 考 文 獻 .35致謝 .36 1 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、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工作。隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段?！肮び破涫?，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（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，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。精密化夾具的結構類型很多，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 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。在制訂典型夾具結構的基礎上，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構。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/T2148T225991 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。 2 曲柄板的工藝設計2.1 曲柄板的結構特點和技術要求曲柄板是該機床上的一個重要零件，因為其零件尺寸較小，結構形狀也不是很復雜。但因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命。曲柄板毛坯材料 45 鋼，硬度范圍在 180230HBW，承受中等載荷，用于制造機器的運動件。采用鍛造方法，由于成批量生產(chǎn)故宜采用模鍛方法。曲柄板是模鍛件，根據(jù)要求主要是加工孔、底平面和外圓柱面。具體特點和技術要求如下： 精加工孔 30H8 要求達到的精度等級為 ，粗糙度為 ，87ITumRa6.1且以底平面為基準，要求垂直度公差為 0.01，主要滿足加工孔的位置精度。 其他各個孔的加工都要以 103 底平面為定位基準。所以，底平面的形位公差要達到設計要求。 精加工 29h6 外圓柱面，精度等級為粗 ，粗糙度為 ，87ITumRa6.1且與 30H8 孔軸線有位置要求。 五個 5.2 孔和五個 11 沉孔的同軸度和相互夾角 45 度的位置，需設計一立軸回轉分度鉆床夾具。2.2 曲柄板的材料、毛坯和熱處理毛坯材料45 鋼，由資料 14 表 2.1-84，可得力學性能：表 2.1 45 鋼的性能參數(shù)/sMPa/ba(%)(%)/JkA牌號 45 335 600 16 40 3945 鋼的性能特性：45 鋼為中碳鋼，具有良好的綜合力學性能，可加工性能好。 45 鋼應用舉例：曲柄、連桿、聯(lián)合收割機轉向節(jié)、主軸、變速桿、曲軸等。毛坯的熱處理45 鋼為中碳鋼，應采用退火處理，加熱到 線以上 3050，隨爐冷卻到3Ac500左右出爐空冷。目的使鋼的成分均勻化，細化晶粒，改善組織，消除內(nèi)應力，降低硬度，改善切削性能以及最終熱處理性能。2.3 工藝過程設計中應考慮的主要問題2.3.1 加工方法選擇的原則 所選加工方法應考慮每種加工方法的經(jīng)濟、精度要求相適應。 所選加工方法能確保加工面的幾何形狀精度，表面相互位置精度要求。 所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應。 加工方法要與生產(chǎn)類型相適應。 所選加工方法企業(yè)現(xiàn)有設備條件和工人技術水平相適應。2.3.2 加工階段的劃分按照加工性質(zhì)和作用的不同，工藝過程一般可劃分為三個加工階段： 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 ，粗糙度為 。12ITumRa502 半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 。表面粗糙度為109IT。umRa25.10 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為 ，表面粗糙度為 。76ITumRa8.061 光整加工階段對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為 ,表65IT面粗糙度為 。umRa32.05.1此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。2.3.3 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： 工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。 工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 2.3.4 加工順序的安排零件的加工過程通常包括機械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序。在安排加工順序時常遵循以下原則：見下表表 2.2 加工工序安排原則工序類別 工序 安排原則機械加工1） 對于形狀復雜、尺寸較大的毛坯，先安排劃線工序，為精基準加工提供找正基準2） 按“先基準后其他”的順序，首先加工精基準3） 在重要表面加工前應對精基準進行修正4） 按“先主后次，先粗后精”的順序5） 對于與主要表面有位置精度要求的次要表面應安排在主要表面加工之后加工退火與正火 毛坯預備性熱處理，應安排在機械加工之前進行時效為消除殘余應力，對于尺寸大結構復雜的鑄件，需在粗加工前、后各安排時效處理；對于一般鑄件在鑄造后或則粗加工后安排時效處理；對于精度高的鑄件，在半精加工前、后各安排一次時效處理淬火 淬火后工件硬度提高，應安排在精加工階段的磨削加工前進行滲碳 滲碳易產(chǎn)生變形，應安排在精加工前熱處理滲氮 一般安排在工藝過程的后部、該表面的最終加工之前輔助工序 中間檢驗一般安排在粗加工全部結束之后，精加工之前；花費工時較多和重要工序的前后2.4 曲柄板的機械加工工藝過程分析 2.4.1 曲柄板零件圖分析圖 2-1 曲柄板零件圖由圖 2-1 可知： 該零件為模鍛件，材料為 45 鋼。 要求加工 30H8，表面粗糙度 =1.6 ，且軸線要求與 103 底平面Raum的垂直度公差為 0.01。 要求精加工 103 底平面，表面粗糙度 =1.6 ，平面度公差為au0.03。 要求精加工 44 圓柱端面，表面粗糙度 =6.3 ，并且此端面與底面Rm平行度公差 0.01。 要求精加工 29h6 外圓柱面，表面粗糙度 =1.6 ，并且軸線與孔au30H8 軸線有位置要求。 要求粗加工曲柄板斜面，表面粗糙度 =6.3 。Rm 要求粗加工 103 外圓，44 外圓，22 外圓和凹槽。 要求粗加工 8 深孔。 要求加工 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔。有零件圖分析知，該零件有車削部分、銑削部分、鉆孔部分。其中車削部分有 103 外圓，車 103 外圓上端面，粗車 44 外圓柱面，精加工 44 外圓柱面的端面，在車床上加工孔 30H8，精加工 103 的底面，精加工 29h6 的外圓柱面，粗車 22 的外圓柱面，粗車 22 外圓的端面，在車床上加工深孔 8；銑削部分有粗加工斜面；鉆孔部分為在立式鉆床上加工 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔。根據(jù)零件幾何形狀和尺寸、技術要求、加工位置以及加工順序原則，可把加工順序進行劃分為： 裝夾 44 毛坯外圓上，車 103 外圓至尺寸，作為粗基準。 裝夾 103 外圓，粗車、半精車 103 上端面，粗車 44 外圓，粗加工凹槽，精加工 44 外圓拄端面，倒角，粗鏜、半精鏜、精鏜孔 30H8。 掉頭用專用夾具裝夾工件，精加工 103 外圓底面至尺寸，精加工29h6 的外圓柱面，粗車 22 的外圓柱及其端面，倒角，加工 8 的深孔。 銑床上加工兩斜面。 立式鉆床上加工 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔。2.4.2 曲柄板的加工工藝的路線分析與比較擬定工藝路線是制定工藝過程的關鍵性的一步。在擬定時應充分調(diào)查研究，多提幾個方案，加以分析比較確定一個最合理方案。采用加工方法一般所能達到的公差等級和表面粗糙度以及需留的加工余量 表 2.3 (參考參數(shù))加工表面 加 工方 法表面粗糙 度 Ra表 面光 潔度公 差等 級公 差等 級加 工余 量說 明外圓粗 車半精車精 車細 車粗 磨精 磨研 磨12.56.31.60.81.00.40.11345677867891014IT12IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT5IT8IT7IT6IT5IT6IT5111010887767645150.501.600.20.50.10.250.250.850.06指尺寸在直徑 180以下,長度在 500 以下,鑄件的直徑余量 0.100.03內(nèi)孔鉆 孔擴 孔粗 鏜半精鏜精 鏜細 鏜粗 鉸精 鉸粗 磨精 磨研 磨256.36.33.21.60.23.21.61.60.20.113452456679105667679101014IT13IT11IT10IT9IT10IT9IT9IT8IT8IT7IT7IT6IT8IT7IT8IT7IT6IT7IT610898876877676540.30.51.81.01.80.50.80.10.30.10.550.40.20.20.30.20.50.10.20.010.02指孔徑在180 以下,鑄件直徑的余量.L/d2L/d=210時,加工誤差增加1.22 倍平面粗刨,粗銑精刨,精銑 粗 磨半精磨精 磨研 磨12.56.3 1.60.80.80.11346 6779791014IT14IT11IT10IT9IT7IT6IT7IT6IT5119109 867575520.92.30.20.3 0.050.030.030.010.03指平面最大尺寸 500以下的鑄件的平面余量主要工序的加工工藝路線主要工序的加工工藝路線： 加工 30H8 孔孔的加工精度等級 IT8，表面粗糙度 =1.6 。Raum由上述的技術要求（粗糙度和精度等級） ，選擇合理、經(jīng)濟的加工方式，可得孔的加工工藝路線為：粗鏜半精鏜精鏜 加工 103 底面 底面的加工精度等級 IT8，表面粗糙度 =1.6 。Raum由上述的技術要求（粗糙度和精度等級） ，選擇合理、經(jīng)濟的加工方式，可得孔的加工工藝路線為：粗車半精車精車 加工 44 圓柱端面加工平面的精度等級 IT10，表面粗糙度 =6.3 ，并且與底面平行度有要Raum求。由上述的技術要求（粗糙度和精度等級） ，選擇合理、經(jīng)濟的加工方式，可得孔的加工工藝路線為：粗車半精車精車 加工 29h6 的外圓柱面軸的加工精度等級 IT8，表面粗糙度 =1.6 。Raum加工工藝路線為：粗車半精車精車 加工兩斜面根據(jù)加工面的表面粗糙度 =12.5 ，根據(jù)零件形狀特點選擇合理、經(jīng)濟Raum的加工方式，可得軸的加工工藝路線為：粗銑曲柄板加工工藝路線的確定在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，曲柄板具體加工工藝過程如下表：表 2.4 機械加工工藝過程方案一工藝設備名稱工序內(nèi)容加工車間設備名稱 夾具 刀具 量具1 備料用模鍛方法獲得毛坯鍛造車間模鍛錘2 毛坯退火熱處理熱處理間退火爐 3裝夾 44 外圓車 103 外圓柱面至尺寸，倒角金工車間普通車床專用夾具外圓車刀專用量具4車 103 上端面，車 44 外圓，加工 44 外圓端面，加工凹槽，倒角金工車間普通車床專用夾具外圓車刀，端面車刀，切槽刀專用量具5 加工 30H8 孔至要求金工車間普通車床專用夾具鏜刀專用量具6調(diào)頭夾 103 外圓，并用 44 外圓端面定位，車 103 底面至尺寸金工車間普通車床專用夾具端面車刀專用量具7 車 29h6 外圓柱面金工車間普通車床專用夾具外圓車刀8車 22 外圓柱面，車 22 外圓端面，倒角，鉆 8 的深孔金工車間普通車床專用夾具外圓車刀，端面車刀，直柄麻花鉆專用量具9 銑斜面到要求金工車間萬能銑床專用夾具圓柱銑刀專用量具10 加工 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔金工車間立式鉆床專用夾具專用量具11 檢驗表 2.4 機械加工工藝過程方案二工藝設備名稱工序內(nèi)容加工車間設備名稱 夾具 刀具 量具1 備料用模鍛方法獲得毛坯 鍛造 模鍛 車間 錘2 毛坯退火熱處理熱處理間退火爐3 銑斜面到要求金工車間萬能銑床專用夾具圓柱銑刀專用量具4裝夾 44 外圓車 103 外圓柱面至尺寸，倒角金工車間普通車床專用夾具外圓車刀專用量具5車 103 上端面，車 44 外圓，加工 44 外圓端面，加工凹槽，倒角金工車間普通車床專用夾具外圓車刀，端面車刀，切槽刀專用量具6 加工 30H8 孔至要求金工車間普通車床專用夾具鏜刀專用量具7調(diào)頭夾 103 外圓，并用 44 外圓端面定位，車 103 底面至尺寸金工車間普通車床專用夾具端面車刀專用量具8 車 29h6 外圓柱面金工車間普通車床專用夾具外圓車刀9車 22 外圓柱面，車 22 外圓端面，倒角，鉆 8 的深孔金工車間普通車床專用夾具外圓車刀，端面車刀，直柄麻花鉆專用量具10 加工 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔金工車間立式鉆床專用夾具專用量具11 檢驗方案一與方案二的區(qū)別在于 方案二把銑斜面的工序調(diào)到最前面，這將對于加工時沒有相關的基準，導致加工尺寸不準。故選擇方案一做為最終方案。 2.5 曲柄板的工序設計工序設計包括工序基準的選擇、工序尺寸的確定、加工余量的確定、機床的選擇、工藝裝備的選擇、切削用量的選擇和時間定額的確定。工序基準是在工序圖上以標定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準。所標定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術要求，工序尺寸和工序技術要求的內(nèi)容在加工后應進行測量，測量時所用的基準稱為測量基準。通常工序基準和測量基準重合。2.5.1 加工余量的確定 外圓柱面加工余量的確定查表資料 14（第 1 卷）表 3.2-2，表 3.2-3，表 5.2-9，可得：粗車 103 外圓柱面粗車加工余量 2.5mm，加工精度 IT10-IT11，表面粗糙度 =（12.5-6.3）Raum粗車 44 外圓柱面粗車加工余量 2.0mm，加工精度 IT10-IT11，表面粗糙度 =（12.5-6.3）au粗車 22 外圓柱面粗車加工余量 2.0mm，加工精度 IT10-IT11，表面粗糙度 =（12.5-6.3）Raum粗車、半精車、精車 29H6 外圓柱面粗車加工余量 2.0mm，加工精度 IT10-IT11，表面粗糙度 =（12.5-6.3）au半精車加工余量 1.3mm，加工精度 IT8-IT9，表面粗糙度 =（6.3-3.2）Rm精車加工余量 0.2mm，加工精度 IT6-IT7，表面粗糙度 =（1.6-0.8）aum 內(nèi)孔加工余量的確定查表資料 14（第 1 卷）表 3.2-10，表 3.2-11，表 5.2-8，可得：粗鏜、半精鏜、精鏜 30H8 孔 粗鏜加工余量 2.0mm，加工精度 IT11-IT13，表面粗糙度 =（12.5-6.3）Raum半精鏜加工余量 0.9mm，加工精度 IT9-IT10，表面粗糙度 =（3.2-1.6）精車加工余量 0.1mm，加工精度 IT7-IT8，表面粗糙度 =（1.6-0.8）Raum 軸端面加工余量確定查表資料 14（第 1 卷）粗車、半精車、精車 103 底面的加工余量粗車加工余量 2.0mm，加工精度 IT10-IT11，表面粗糙度 =（12.5-6.3）Raum半精車加工余量 0.8mm，加工精度 IT8-IT9，表面粗糙度 =（6.3-3.2）精車加工余量 0.2mm，加工精度 IT6-IT7，表面粗糙度 =（1.6-0.8）Raum粗車 103 上端面的加工余量粗車加工余量 2.0mm，加工精度 IT10-IT11，表面粗糙度 =（12.5-6.3）um粗車 22 外圓柱端面粗車加工余量 2.0mm，加工精度 IT10-IT11，表面粗糙度 =（12.5-6.3）Rau粗車、半精車 44 外圓柱端面粗車加工余量 2.0mm，加工精度 IT10-IT11，表面粗糙度 =（12.5-6.3）aum半精車加工余量 1.0mm，加工精度 IT8-IT9，表面粗糙度 =（6.3-3.2）R由以上分析可得下表：表 2.5 加工余量、工序尺寸序號 加工表面 加工內(nèi)容加工余量（mm）表面粗糙度（mm）Ra加工精度等級 IT尺寸 粗車 2.0 12.5 11半精車 0.8 6.3 81 103 底面 精車 0.2 1.6 72103 上端面粗車 2.0 12.5 11103 圓柱高為213103 外圓柱面粗車 2.5 12.5 11 103444 外圓柱面粗車 2.0 12.5 11 44粗車 2.0 12.5 11544 外圓柱端面 半精車 1.0 6.3 9至要求粗鏜 2.0 12.5 13半精鏜 0.9 3.2 106 30H8 孔精鏜 0.1 1.6 830H8粗車 2.0 12.5 11半精車 1.3 6.3 9729h6 外圓柱面精車 0.2 1.6 729h6822 外圓柱面粗車 2.0 12.5 11 229 8 深孔 鉆 孔深 59mm 12.5 11 8105-5.2通孔與 5-11 沉孔鉆通孔深16mm 沉孔深 3.5mm12.5 11通孔5.2，沉孔11由上表可得鍛造毛坯圖，如下： 圖 2-2 鍛造毛坯圖2.5.2 確定各工序的加工設備和工藝裝備1.機床的選用機床的選用原則 機床的加工尺寸范圍應與零件的外輪廓尺寸相適應。 機床的工作精度應與工序要求精度相適應。 機床的生產(chǎn)率應與工件的生產(chǎn)類型相適應。 查資料 14 可得：普通車床（C6132） ，主要用于車外圓、倒角、車端面、車凹槽、加工孔等。立式鉆床（Z5132A） ，主要用于 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔的加工。萬能銑床（XW6032A） ，主要用于銑平面加工。2.刀具的選用刀具的選擇主要取決于工序采用的加工方法，加工表面的尺寸，工件材料，所要求的加工精度，表面粗糙度，生產(chǎn)率及經(jīng)濟性等，一般應盡可能采用標準刀具，必要時采用高生產(chǎn)率的復合刀具及其化專用刀具。查資料 14 可得：車刀：材料 硬質(zhì)合金外圓車刀：前角 = 后角 = 主偏角 = 副偏角 =9001508rK30/rK刃傾角 = 。 1s 端面車刀：前角 = 后角 = 主偏角 = 副偏角 =9001508rK30/rK刃傾角 = 。 1s切槽刀：前角 = 后角 = 主偏角 = 副偏角 = 刃0707r/r傾角 = 。 s倒角車刀：前角 = 后角 = 主偏角 = 副偏角 = 01508rK30/rK10刃傾角 = 。s0鏜刀：材料 硬質(zhì)合金 YT15刀具幾何參數(shù)： = =- = =rK60801s銑刀：材料 高速鋼 （ ）VCrW41圓柱形銑刀：D=63mm L=70mm Z=10 （GB/T1115.1-2002）鉆頭：材料 高速鋼 （ ）r418直柄長麻花鉆：8(GB/T1135.4-1996)專用復合刀具：材料 高速鋼用于加工 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔2.6 曲柄板切削用量的確定2.6.1 車外圓柱面切削用量用量的確定查資料 14（第 2 卷）得：切削深度 切削速度 進給量paVf 粗車 103 圓柱面=2.5 =40 =1.0pamVin/frm/機床主軸轉速 ：n01dVn（2-1 ） ，取 mi/6.12304.310rdVn in/2r 實際切削速度 ：V10ndV（2-2） min/8.3in/10234.0ndV 粗車 44 圓柱面 =2.0 =40 =0.6 pamin/fr/機床主軸轉速 ：n，取min/5.28941.300rdV in/30r實際切削速度 ：in/4.1in/10.0nV 粗車、半精車、精車 29h6 外圓柱面粗車： =2.0 =40 =0.5pami/frm/機床主軸轉速 ：n，取in/3.4921.300rdV in/40r實際切削速度 ：min/40i/1049.0nV半精車： =1.3 =60 =0.3pamin/fr/機床主軸轉速 ：n，取mi/9.658214.300rdV in/60r實際切削速度 ： min/1.60in/106294.30ndV精車： =0.2 =80 =0.1pami/fr/機床主軸轉速 ：n，取min/5.872914.300rdV in/80r實際切削速度 ：in/1.80in/108.0nV 粗車 22 外圓柱面 =2.0 =40 =0.4 pamin/frm/機床主軸轉速 ：n，取in/579214.300rdV in/580r實際切削速度 ：min/40i/1058.0nV2.6.2 車端面切削用量的確定 粗車、半精車、精車 103 圓柱底面粗車： =2.0 進給速度 =200 取pamVmin/ in/40r半精車： =0.8 進給速度 =100 取 m6精車： =0.2 進給速度 =80 取p in/ in/80r 粗車、半精車 44 圓柱端面粗車： =2.0 進給速度 =100 取pamVmi/ i/3r半精車： =1.0 進給速度 =50 取nmn40 粗車 103 圓柱上端面及 22 圓柱端面 =2.0 進給速度 =50 取pamVmin/ in/40r2.6.3 加工孔切削用量的確定 粗鏜、半精鏜、精鏜 30H8 孔查資料 14（第 2 卷）得：切削深度 切削速度 進給量paVf粗鏜： =2.0 =40 =0.5pamVin/frm/機床主軸轉速 ：n，取i/5.63241.300rd in/60r實際切削速度 ：Vmin/7.49in/106.0n半精鏜： =0.9 =80 =0.3pami/fr/機床主軸轉速 ：n，取min/9.02814.30rdV in/910r實際切削速度 ：in/80i/109.0nV精鏜： =0.1 =10 =1.0pamin/frm/機床主軸轉速 ：n，取i/8.106.294.310rdV in/10r實際切削速度 ：min/3.10in/108.10nV 加工孔 8 深孔 切削速度 =10 進給量 =1.0Vmin/frm/機床主軸轉速 ：，取in/4781.320rd in/480r實際切削速度 ：Vmin/1.2in/104.0n 銑斜面銑削寬度 =8 每齒進給量 =0.03mm/齒 背吃刀量 =50mm 切削wamfapa速度 V=25 in/機床主軸轉速 ：，取min/13064.2510rdV in/150r實際切削速度 ：in/7.29in/1053.0nV 加工 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔進給量 =1.0 切削速度 =10 frm/Vmi/機床主軸轉速 ：n，取in/5.3184.010rdV in/320r實際切削速度 ：min/1.in/1032.0nV2.7 曲柄板加工時間定額計算2.7.1 粗車、半精車、精車 29h6 外圓柱面查資料 14 可知： 切削時間 = mtifnl21（2-3）式中： paziDVn10-加工長度, -刀具切入長度（ mm）, -刀具切出長度（ mm）, -進給次數(shù),l1l 2l i-加工余量（ mm）, -背吃刀量 , -進給量(mm/r), -機床主軸轉速, -切削速zpafnV度（m/min）, -加工直徑（mm）查資料 14 3mm 可計算 121l i粗車 29h6 外圓= min=0.14min1mtifnl2405.3半精車 29h6 外圓= = =0.14min2mtifnl21603.精車 29h6 外圓= = =0.31min3mtifnl2180.4本工序總基本時間 ： = =0.59minmt321mtt2.7.2 粗車、半精車、精車 103 底面查資料 14 可知：切削時間 = mtiVlf21（2-4） -加工長度（mm）, -刀具切出長度（mm）, -進給速度（mm/min）l 2l fV取 =2mm， 計算可得： =81.5mm， =11 li粗車： = = min=0.41minmtiVlf2105.8半精車： = = min=0.82min2tilf1.精車： = = min=1.04min3mtiVlf21805.本工序總基本時間 ： = =2.27minmt321mtt2.7.3 粗鏜、半精鏜、精鏜 30H8 孔由式（2-3） ,查資料 14 3mm 可計算 121l i粗鏜： = min=0.08min1mtifnl2605.3半精鏜： = = min=0.10min2tifl2191.精鏜： = = min=0.24min3mtifnl210.3本工序總基本時間 ： = =0.42minmt321mtt2.7.4 加工 5-5.2 通孔與 5-11 沉孔查資料 14 可知：切削時間 = mtfnlL1（2-5）式中：-沉孔深度（mm）, -切入長度（ mm） ， =（1-2）mml1l1l 切削時間 ： = = min=0.17minmttfnlL1320.52.7.5 粗銑斜面查資料 14 可知：切削時間 = mtfwVll21（2-6）式中：-銑削長度（mm）, -刀具切入長度（mm）, -刀具切出長度（mm）, -進wl 1l 2l fV給速度（mm/min）其中： = , = -fVfazn1lwwadDa0)()(0wa=0.03mm/齒 =10 =100r/min =8mm =103mm =63mmf znD0d得： =39mm/min =14.5mmf 1l又由零件圖知： =50mm =26.5mmw2則：切削時間 = = min=2.3min mtfwVll21395.6450 3 專用夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工曲柄板沉孔時，需要設計專用夾具。3.1 專用夾具的設計及原理分析為保證曲柄板使用要求，需加工曲柄板上五個 的孔和同軸線上五個2.5的沉孔且相互夾角 從而設計立軸回轉分度夾具，保證工件的加工精度和145加工質(zhì)量。3.2 定位基準和定位元件的設計與分析根據(jù)曲柄板的形狀和加工技術要求及精度。工件定位用了平面定位，內(nèi)孔定位及外圓柱定位。當曲柄板 底面與設置成三角形布置的三個固定支撐接觸為平面定位，103限制工件的 , , 三個自由度，工件 H8 孔與分度盤上 H7 的外圓柱面ZXY3030接觸行成圓柱孔定位，限制了工件 , 兩個自由度，當工件上 h6 外圓柱面XY29與活動 V 形塊接觸形成外圓柱定位，限制了一個 自由度。如圖 3-1 所示:Z圖 3-1 曲柄板定位示意圖綜上分析： H8 孔，端面和 h6 外圓在分度盤 f7 外圓，三個支撐302930釘和工件以活動 V 形塊上定位，限制了工件的 6 個自由度，實現(xiàn)了曲柄板的完全定位。 3.3 分度裝置的設計與分析根據(jù)要求要在立式鉆床上加工曲柄板上通孔 5 mm 和同軸線上沉孔 52.mm 深 3.5mm，且相互夾角 均勻分布由 2.1.5 可知，為滿足加工要求應選用145回轉分度裝置，切選用軸向分度形式。即對定銷的運動方向與分度盤的回轉軸線平行。在軸向分度形式中最常用的對定機構。其特點是結構簡單，制造容易，當對定機構有污物或碎屑粘付時對定銷插入分度套時能將污物推出，并不影響對定元件的接觸。主要用于中等精度分度的裝置中。對定銷與分度套之間常采用 H7/g6的配合。其結構如下圖：1手柄 2夾具體 3分度盤 4分度盤套筒 5對定銷 6彈簧圖 32 槍栓式圓柱銷對定機構 分度原理分析：對定銷 5 裝在夾具體 2 上，并借助彈簧的作用插入分度盤相應的孔中，以確定工件與鉆套間的相對位置。分度盤的孔座數(shù)與工件被加工孔數(shù)相等，且成 4X = 均勻分布。分度時抬起手柄 1 拔出對定銷 5，轉動分度盤451803，當下一個分度孔與對定銷對準時，對定銷在彈簧作用下，插入分度孔即可鉆第二個孔，以此類推。3.4 鉆模板與導引元件的設計1.鉆模板的設計鉆模板是供安裝鉆套用的。要求具有一定的強度和剛度，以防止由于變形而