連桿蓋加工工藝規(guī)程及銑臺階底面夾具設(shè)計【含5張CAD圖紙、畢業(yè)論文】

夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂CAM 實驗室，機械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院， 100 路，伍斯特，碩士 01609，美國2004 年 9 月 14 日收稿;2004 年 11 月 9 日修訂;2004 年 11 月 10 日發(fā)表摘 要幾何約束是夾具設(shè)計中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達。然而，如何分析和修改在實際夾具設(shè)計實踐過程中的一個非確定性的定位計劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識別給定定位計劃?？梢宰詣幼R別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計劃，并為修訂提供指引，以最終實現(xiàn)確定性的定位。關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計;幾何約束;確定性定位;限制約束; 過約束1.介紹夾具是用于制造工業(yè)進行工件牢固定位的一種機制。在零件加工過程中規(guī)劃一個關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。一個加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點指出，定位計劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動，而至少有一個定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計劃分為以下三個類別：1、良好的約束（確定性）：工件在一個獨特的位置進行配合，工件表面與 6 個定位器取得聯(lián)系。2、限制約束：不完全約束工件的自由度。3、過約束：工件自由度超過 6 定位的制約。在1985年,淺田1提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程, 基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等2在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等3考慮定位工件的接觸的影響，而采用點接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個接觸的機構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點曲率相反?？柹?認為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費雷拉5應(yīng)用周對 3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q* ,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是 gi(見圖1) 。表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個獨一無二的解決方案為下列所有定位方程組。gi(q)=0,i=1,2,.,n (1)其中n是定位器的位置與 方向, 代表了工件的定位和方向。只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在 處:淺田表明(2)hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3） 。確定定位如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個解決辦法(3)在1個3-2-1定位計劃中，一個約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6 ，工件是限制約束的，即存在至少有一個工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6 定位，工件是過約束，這表明存在至少一個定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點。胡等 6已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。圖1 .夾具系統(tǒng)模型。表 1 等級 數(shù)量的定位 地位 6 Over-constrained康等 7遵循這些方法和他們實施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計算機輔助夾具設(shè)計的核查制度。他們的 CAFDV 系統(tǒng)可以計算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯誤。熊等人 8提出的等級檢查方法的定位矩陣 WL(見附件)。他們還介紹了左/ 右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差 X 和位置誤差 r 的工件定位相關(guān)如下:Under-constrained: X=WLr, (4)Well-constrained :X=(WTLWL)-1WLTr, (5)Over-constrained:X=WLT(WTLWL)-1r+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL), (6)是任意一個向量。他們還介紹了從這些矩陣的幾個指標(biāo)，評價定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計系統(tǒng)的研究。2.定位完整性評價如果不確定性的位置達到夾具系統(tǒng)設(shè)計的要求，設(shè)計師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時，所有有關(guān)知識約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計師選擇額外的定位或使得修改定位計劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個定位器定位提供矩陣的滿秩定位 WL:如圖 3 所示,在給定的定位器數(shù)量 n,定位法向量ai,bi,ci和定位的位置xi,yi,zi每一個定位器,i=1,2,.,n,n*6 定位矩陣可以確定如下 :（7）當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n=6 時，是工件良好約束。當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n6 時;是工件過約束。這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖 2 幾何約束狀態(tài)描述圖 3 一個簡化的定位方案。定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達國家的算法使用下列方法確定不必要的定位：1、找到所有的（ n-6）組合定位的。2、為每個組合 ,從（n-6 ）定位器確定定位方案。3、重新計算矩陣秩的定位為左六個定位器。4、如果等級不變 ,被刪除的(n-6)定位器是負責(zé)過約束狀態(tài)。這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。當(dāng)?shù)燃墸╓L）6,工件的限制約束。參考文獻1 Asada H, By AB.。自動重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運動學(xué)分析。 IEEE J 機器人autom1985; 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Bulk solids handing ,Vol. 21(2001) No.214Robert L.Mott.機械設(shè)計（第四版） （英文版）.北京：電子工業(yè)出版社， 2007.5 學(xué)生簽名： 年 月 日5指導(dǎo)教師批閱意見某某同學(xué)在接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)后，經(jīng)過指導(dǎo)老師的講解，明確了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書和課題的內(nèi)容,加緊進行了有關(guān)調(diào)研，查閱了相關(guān)資料，開始進行有關(guān)設(shè)計內(nèi)容的自學(xué)。根據(jù)該生對畢業(yè)設(shè)計課題的理解和所做的有關(guān)準(zhǔn)備工作，可以開展下一步的設(shè)計工作。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日1產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號數(shù)控加工工序卡連桿零件 連桿蓋車間 使用設(shè)備數(shù)控加工車間 X51工藝序號 程序編號1 %0001夾具名稱 夾具編號專用夾具 1工步號 工步作業(yè)內(nèi)容 加工面 刀具號 刀補 量 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀 量 備注1 粗銑上端面，留 0.5mm精銑余量 外表面 T01 600r/min 120mm/min 1mm2 精銑上端面，保證其加工精度及表面粗糙度 外表面 T01 800r/min 80mm/min 0.25mm3 粗銑下端面，留 0.5mm精銑余量 外表面 T01 600r/min 120mm/min 1mm4 精銑下端面，保證其加工精度及表面粗糙度 外表面 T01 500r/min 80mm/min 0.25mm編制 審核 批準(zhǔn) 2013年 02月 20日 共 7 頁 第 1 頁2產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號數(shù)控加工工序卡連桿零件 連桿蓋車間 使用設(shè)備數(shù)控加工車間 X51工藝序號 程序編號2 %0002夾具名稱 夾具編號專用夾具 1工步號 工步作業(yè)內(nèi)容 加工面 刀具號 刀補 量 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀 量 備注1 粗銑下端面，留 0.5mm精銑余量 外表面 T01 600r/min 120mm/min 1mm2 精銑下端面，保證其加工精度及表面粗糙度 外表面 T01 800r/min 80mm/min 0.25mm3 粗銑側(cè)面，留 0.5mm精銑余量 外表面 T01 600r/min 120mm/min 1mm4 精銑側(cè)面，保證其加工精度及表面粗糙度 外表面 T01 800r/min 80mm/min 0.25mm編制 審核 批準(zhǔn) 2013年 02月 20 共 7 頁 第 2 頁3日產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號數(shù)控加工工序卡連桿零件 連桿蓋車間 使用設(shè)備數(shù)控加工車間 T6210工藝序號 程序編號3 %0003夾具名稱 夾具編號專用夾具 1工步號 工步作業(yè)內(nèi)容 加工面 刀具號 刀補量 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀 量 備注1 粗鏜 81 孔，留 1.5mm精鏜余量 內(nèi)孔 Z-1 450r/min 0.3mm/r 1mm2 精鏜 81 孔，保證其加工精度及表面粗糙度 內(nèi)孔 Z-1 600r/min 0.15mm/r 0.25mm34 567編制 審核 批準(zhǔn) 2013年 02月 20日 共 7 頁 第 3 頁4產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號數(shù)控加工工序卡連桿零件 連桿蓋車間 使用設(shè)備數(shù)控加工車間 Z525工藝序號 程序編號4 %0004夾具名稱 夾具編號工序簡圖專用夾具 1工步號 工步作業(yè)內(nèi)容 加工面 刀具 號 刀補 量 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀 量 備注1 鉆 M12螺紋底孔， 孔 T02 100r/min 50mm/min 1mm2 攻 M12螺紋， 螺紋 T03 手動345編制 審核 批準(zhǔn) 2013年 02月 20日 共 7 頁 第 4 頁5產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號數(shù)控加工工序卡連桿零件 連桿蓋車間 使用設(shè)備數(shù)控加工車間 Z525工藝序號 程序編號5 %0005夾具名稱 夾具編號工序簡圖專用夾具 1工步號 工步作業(yè)內(nèi)容 加工面 刀具 號 刀補 量 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀 量 備注1 鉆 19mm 的孔 孔 T02 100r/min 50mm/min 1mm2 鉆 19.85mm 的孔 孔 T02 100r/min 50mm/min 1mm3 鉸 20H7 的孔 孔 T04 500r/min 30mm/min 0.25mm45編制 審核 批準(zhǔn) 2013年 02月 20日 共 7 頁 第 5 頁6產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號數(shù)控加工工序卡連桿零件 連桿蓋車間 使用設(shè)備數(shù)控加工車間 CA6140工藝序號 程序編號6 %0006夾具名稱 夾具編號工序簡圖專用夾具 1工步號 工步作業(yè)內(nèi)容 加工面 刀具 號 刀補 量 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀 量 備注1 粗車 21 寬 1.1的溝槽 內(nèi)表面 T05 450r/min 120mm/min 1mm2 精車 21 寬 1.1的溝槽，保證尺寸精度和粗糙度 內(nèi)表面 T05 600r/min 80mm/min 0.25mm345編制 審核 批準(zhǔn) 2013年 02月 20日 共 7 頁 第 6 頁7產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號數(shù)控加工工序卡連桿零件 連桿蓋車間 使用設(shè)備數(shù)控加工車間 X63工藝序號 程序編號7 %0007夾具名稱 夾具編號工序簡圖專用夾具 1工步號 工步作業(yè)內(nèi)容 加工面 刀具 號 刀補 量 主軸轉(zhuǎn)速 進給速度 背吃刀 量 備注1 粗銑寬 15的槽 內(nèi)表面 T01 600r/min 120mm/min 1mm2 精銑寬 15的槽，保證尺寸精度和粗糙度 內(nèi)表面 T01 800r/min 80mm/min 0.25mm345編制 審核 批準(zhǔn) 2013年 02月 20日 共 7 頁 第 7 頁產(chǎn)品型號及名稱 連桿零件 零件生產(chǎn)批量 單件 第 1 頁數(shù)控加工工藝過程卡零件名稱 連桿蓋 零件圖號 共 2 頁毛坯種類 型材 材料名稱 QT450-10 每件毛坯制坯數(shù) 1 成品外形尺寸 134x105x43毛坯外形尺寸137x108x46 零件重量 5.34Kg 毛坯數(shù)量 1 產(chǎn)品件數(shù) 1車間名稱工序號工種 工序名稱 單件工時 機床型號夾具名稱及編號刀具名稱及編號量具名稱數(shù)控車間1銑銑上下兩端面1.04min X51 專用夾具 YG8 游標(biāo)卡尺，千分尺數(shù)控車間2銑銑下面各端面和側(cè)面1.63min X51 專用夾具 YG8 游標(biāo)卡尺 千分尺數(shù)控車間3鏜鏜 81孔 0.43min T6210 坐標(biāo)鏜床專用夾具 硬質(zhì)合金、YG8游標(biāo)卡尺 千分尺數(shù)控車間4鉆鉆 2xM12底孔0.28min Z525 專用夾具 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 千分尺數(shù)控車間5鉆鉆 20孔 4.3min Z525 專用夾具 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 千分尺數(shù)控車間6車車 21，寬1.1 的溝槽0.052 CA6140 專用夾具 硬質(zhì)合金 游標(biāo)卡尺 千分尺數(shù)控車間7銑銑寬 15 的槽0.202 X63 專用夾具 YG8 游標(biāo)卡尺 千分尺檢驗車間8驗檢驗個尺寸精度編制 審核 批準(zhǔn) 日期 13.02.20 共 2 頁 第 1 頁摘 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。連桿蓋制造工藝規(guī)程及其銑夾具設(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(zhǔn)，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：連桿蓋；工藝設(shè)計；工序設(shè)計；專用夾具ABSTRACTThis design involves the machinery manufacturing process and fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.Fixture design of connecting rod cap manufacturing process planning and milling 15mm groove is the design process design, including the parts processing process design and fixture three.In the process of design should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design a part of the process route; then the parts of each step of the process dimension calculation, is the key to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then the special fixture fixture design, selection of the various components, such as the connecting part positioning element, clamping elements, guiding elements, fixture and machine tools and other components; the positioning errors calculated fixture positioning, analysis the rationality and shortcoming of the fixture structure, pay attention to improve and design in later.Keyword: connecting rod cap; process design; process design; fixture目 錄摘 要 .1ABSTRACT .2目 錄 .3第一章 零件的分析 .41.1 零件的作用 .41.2 零件的工藝分析 .4第二章 工藝規(guī)格的設(shè)計 .72.1 確定毛坯的制造形式 .72.2 基準(zhǔn)的選擇 .72.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .72.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 .72.3 制定工藝路線 .82.3.1 表面加工方法的確定 .82.3.2 確定工藝路線 .82.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .92.5 確定切削用量及基本工時 .102.5.1 粗銑連桿蓋端面和側(cè)面 .102.5.2 鉆 2-M12 的孔 .102.5.3 攻絲 M12 .112.5.4 鏜直徑為 81mm 的孔 .122.5.5 鉆直徑為 19 的孔 .122.5.6 車直徑為 21 寬 1.1 的溝槽 .142.5.7 銑寬 15H9 槽面 .14第三章 銑床夾具的設(shè)計 .163.1 設(shè)計任務(wù) .163.2 夾具方案分析 .163.2.1 工件的定位方案分析 .163.2.2 夾緊方案分析 .173.2.3 夾具體設(shè)計 .173.2.4 切削力夾緊力計算 .183.3.5 定位誤差分析 .18結(jié)束語 .20致 謝 .21參考文獻 .22第一章 零件的分析1.1 零件的作用連桿蓋主要和連桿組合成一體，作為組合機體來使用，是汽車上的動力連接裝置中的主要零件。連桿由連桿體和連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起，連桿蓋是其中一個重要的部分。此外，為了減少摩擦和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有軸瓦，連桿蓋還起到固定和定位軸瓦的作用。1.2 零件的工藝分析此零件為連桿的合件之一連桿蓋，連桿蓋的視圖完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。此零件形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，零件各表面的加工并不困難，但是基準(zhǔn)孔 81+0.021 0mm 以及小頭孔要求表面粗糙度 Ra1.6偏高?；舅悸窞橄燃庸ご箢^孔再以其為基準(zhǔn)來加工小頭孔。在小頭孔中間的大的溝槽需要用 R67mm刀具加工，同樣在加工大頭孔內(nèi)表面的溝槽時也要用特殊的 R25mm 的刀具加工。零件圖上的主要技術(shù)要求有：1.該連桿蓋為整體鑄造成型，其外形可不再加工，根據(jù) GB/T 6414-1999 的規(guī)定，鑄件尺寸公差代號為 CT 公差等級分為 16 級，由于零件的輪廓尺寸不大，形狀不是很復(fù)雜，為大批量生產(chǎn)，從減少加工難度來說，經(jīng)查機械制造工藝手冊，毛坯采用鑄造成型。2.鑄件應(yīng)消除內(nèi)應(yīng)力。3.不允鑄件許有夾渣、氣孔、疏松等缺陷。4.連桿小頭孔對 A 基準(zhǔn)的平行度公差為 0.01mm。5.大頭孔兩端的臺階面對 B 基準(zhǔn)的對稱度公差為 0.3mm。6.小頭孔中間的溝槽，對基準(zhǔn) B 的對稱度為 0.2mm。7.鑄件毛坯需要經(jīng)過人工時效處理。8.未注明倒角均為 145。9.去毛刺，銳邊倒鈍。10.未注明鑄造圓角 R2-R5。11.材料 QT450-10 。12.連桿大小頭孔平行度的檢驗，可采用穿入專用心軸，在平臺上用等高的V 型塊支撐連桿大頭孔心軸，測量大頭孔心軸在最高位置時兩端的差值，其差值一半即為平行度誤差。第二章 工藝規(guī)格的設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式在各類機械中，連桿蓋為為傳動件,由于其在工作時處于運動中，經(jīng)常受沖擊和高壓載荷，要求具有一定的強度和韌性。該零件的材料選擇 QT450-10，零件的輪廓尺寸不大，形狀不是很復(fù)雜，為成批量生產(chǎn)模型，從減少加工難度來說，經(jīng)查機制工藝手冊，毛坯采用鑄造成型。因為零件形狀并不復(fù)雜，但為減小加工時的切削用量和提高生產(chǎn)效率，節(jié)約毛坯材料，毛坯形狀可以與零件形狀接近，即外形做成臺階形。由于工藝原因，和質(zhì)量要求，內(nèi)部孔小于 25mm 不鑄出。 2.2 基準(zhǔn)的選擇2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇（1）由連桿蓋有孔、溝槽等都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工，因此選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。（2）在保證各加工面有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻。（3）要保證定位準(zhǔn)確，加緊可靠。2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇該零件是帶孔的盤狀零件，孔是其設(shè)計基準(zhǔn)，為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即選 81+0.021 0mm 孔及一端面為加工精基準(zhǔn)。2.3 制定工藝路線2.3.1 表面加工方法的確定該零件的加工面有內(nèi)孔、端面、小孔及槽等，材料為 QT450-10。參考有關(guān)資料，其加工方法的選擇如下:1.毛坯的兩端面互為基準(zhǔn)加工，表面粗糙度為 Ra3.2，需粗銑-半精銑。2.大頭孔 81+0.021 0mm：內(nèi)表面粗糙度為 Ra1.6，需進行粗鏜-精鏜。3.小頭孔 20+0.023 0mm：內(nèi)表面粗糙度為 Ra1.6，需進行鉆-擴-半精鉸。4.大頭孔內(nèi)溝槽：表面粗糙度為 Ra6.3，一次成型磨即可。5.切割面：表面粗糙度為 Ra1.6，需精銑。6.兩臺階面:底面為 Ra6.3，側(cè)面為 Ra1.6，故采用粗銑臺階面后，側(cè)面進行精銑并保證距離尺寸 94 0 +0.02mm，以及對稱度 0.3mm A。7.兩個螺紋孔的加工：鉆-鉸孔。8.小頭孔的大溝槽采用 R67mm 的成型銑刀去加工。9.大頭孔內(nèi)表面的溝槽采用 R25 的砂輪磨削。10.小頭孔里面的溝槽用精細的鏜刀加工。2.3.2 確定工藝路線連桿的加工工藝路線一般是先進行外形的加工，再進行孔、槽等加工。其加工包括各側(cè)面和端面的加工，按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則進行。連桿蓋加工可按下面工藝路線進行。工序：鑄造毛坯。工序：人工時效處理。工序: 銑上下兩端面工序：銑下面各端面和側(cè)面 工序：鏜直徑為 81mm 的孔 工序：鉆 2M12 的螺紋孔工序：鉆 20 的孔工序：車直徑為 21，寬 1.1mm 的溝槽 工序：銑寬 15mm 的槽 工序：檢查各個部分的尺寸和精度。工序：組裝入庫。2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定1.鑄件質(zhì)量：零件表面無明顯的裂紋等缺陷。2.加工精度：零件除孔以外的各表面為一般加工精度。3.機械加工余量。根據(jù)鑄件質(zhì)量、形狀，以及各個加工部位的要求毛坯尺寸和余量如下：表：毛坯尺寸和余量加工表面 基本尺寸 mm 毛坯尺寸 mm 單邊總加工余量 mm小頭孔直徑 20 0 10大頭孔直徑 81 70 5.5零件厚度 43 46 1.5大頭孔兩端深度 8.5 0 4.25鑄造圓角 R3-R5其余余量 Z=2.52.5 確定切削用量及基本工時2.5.1 粗銑連桿蓋端面和側(cè)面1）選擇刀具刀具選取不沖磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YG82）決定銑削用量因為加工余量不大一次加工完成 ap=1.5mm d0=40mm v=125m/min z=4根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出fz=0.2mm/齒，則轉(zhuǎn)速 n=1000v/d 0= 995r/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 nw=750r/min則切削速度為 v=d n/1000=190.8m/min當(dāng) nw=750r/minmf= z=0.2*4*750=600mm/r按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf=600mm/r3）計算工時切削連桿蓋端面工時：l=90mm，l 1=9mm，l 2=3mm，則機動工時為1T=（(9+3+90)/750*0.2 ）*2=1.04min切削連桿蓋側(cè)面工時：l=110mm，l 1=9mm，l 2=3mm，則機動工時為 2=（(9+3+(110)/750*0.2 ）*2=1.63 min2.5.2 鉆 2-M12 的孔1）決定機床要素鉆 M12 螺紋底孔 10確定進給量 f：根據(jù)參考文獻，當(dāng)鋼的 b800Mpa，d 0=10mm 時，f=0.39 0.47m/r由于本零件在加工 4.8 孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75 則進給量 f=0.75*(0.39 0.47)=0.295 0.35m/r根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 f=0.25mm/r切削速度：根據(jù)參考文獻，查得切削速度 v=18m/min，所以實際轉(zhuǎn)速 n=1000*18/*10=573r/min根據(jù)機床說明書，取 nw=965r/min，故實際切削速度為v=965*10/1000=30m/min2）計算工時切削工時：l=10mm，l 1=9mm，l 2=3mm，則機動工時為3T=(9+3+10/0.3*965)*2=0.14min2.5.3 攻絲 M121）決定機床要素攻螺紋 M12mmv=15m/mm ns=217r/min按機床選取 nw=195r/min，則 v=13.4r/mm2）計算工時機動時 l=20mm，l 1=5mm，l 2=3mm，2.5.4 鏜直徑為 81mm 的孔1）選擇加工機床和刀具加工要求精鏜孔 81H7機床：T6210 坐標(biāo)鏜床刀具：刀具材料為硬質(zhì)合金、YG8、刀桿尺寸為 12mm12mm，長度為500mm。2）決定機床要素鏜孔至 81mm，單邊余量 Z=1.5mm，a p=1mm，一次加工確定進給量，f=0.15mm/r根據(jù)有關(guān)手冊 取 v=100m/min 則wn=1000v/3.14D=612r/min2）計算工時查機械制造工藝設(shè)計手冊 ，n w=612r/min，l1=3mm，l 2=4mm，l 3=5mm，l=20mm，則T=20+4+3+5/0.15*612=0.432.5.5 鉆直徑為 19 的孔1）決定機床要素鉆孔 19mm確定進給量 f：根據(jù)參考文獻，當(dāng)鋼的 b800Mpa，d 0=19mm 時，f=0.390.47m/r。由于本零件在加工 19mm 孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75.則f=（0.390.47）*0.75=0.290.35mm/r根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 f=0.25mm/r切削速度：根據(jù)參考文獻，查得切削速度 v=18m/min，所以sn=1000v/*d 0 =337.2r/min根據(jù)機床說明書，取 nw=375r/min，故實際切削速度為V=* 0* w/1000=22.375m/min2）計算工時：l=72mm，l 1=9mm，l 2=3mm，則機動工時為mt=（43+9+3）/375*0.25=0.896min擴孔 19.85mm1） 決定機床要素利用鉆頭將 19mm 孔擴大至 19.85mm，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴孔的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取f=(1.21.8)* mf=(1.21.8)*0.65*0.7=0.5850.87mm/r根據(jù)機床說明書，選取 f=0.57mm/r 轉(zhuǎn)v=12m/minV=(1/21/3) 轉(zhuǎn)v=(64)m/min則主軸轉(zhuǎn)速為 n=51.634r/min，并按車床說明書取 nw=68r/min，實際切削速度為2） V=* 0d* wn/1000=4.67m/min3） 計算工時切削工時：l =43mm，l 1=9mm,l2=3mm,則機動工時為mt=（43+9+3）/68*0.57=2.167min鉸孔 20H7mm 孔1） 決定機床要素根據(jù)參考文獻，f=0.20.4mm/r，v=812m/min，得fn=169.8254.65r/min查參考文獻，按照機床實際進給量和實際進給轉(zhuǎn)速，取 f=0.35mm/r,nw=198r/min,實際切削速度 v=9.33m/min。2） 計算工時切削工時：l=43mm，l 1=9mm，l 2=3mm，則機動工時為mt=（43+9+3）/198*0.35=1.212min2.5.6 車直徑為 21 寬 1.1 的溝槽1） 決定機床要素切削深度：因為所車內(nèi)圓有精度的要求，故可以選擇 ap=1.0mm，多次走刀即可完成所需長度機床功率為 7.5kw。查切削手冊，f=0.140.24mm/z，選較小量，f=0.14mm/z查后刀面最大磨損及壽命，最大磨損為 1.01.5mm，壽命 T=180min計算切削速度，查切削手冊，查得VC=98mm/s，n=439r/min，V t=490mm/s根據(jù) CA6140臥式車床參數(shù)，選擇 nc=475r/min，V fc=475mm/s，則實際切削速度 VC=3.14804751000=119.3m/min，實際進給量為fzc=Vfc/ncz=475（30019）=0.16mm/z2） 計算工時tm=L/Vf=（12+43）475=0.052min2.5.7 銑寬 15H9 槽面 1） 選擇刀具刀具選取不重合磨損硬金三面刃銑刀，刀片采用 YG8ap=1.5mm，d 0=200，v=75m/min，z=42） 決定銑削用量因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 ap=1.5mm根據(jù) X63 型銑床說明書，其功率為 12.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，f z=0.2mm/齒，則sn=1000v/d=1000*75/3.14*120=199r/min按照銑床標(biāo)準(zhǔn)選取 nw=198r/minV=*d* w/1000=3.14*120*198/1000=74.6m/min當(dāng) nw=198r/min 時，mf= z=0.2*4*198=158.4mm/r按照機床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm=158.4mm/r3） 計算工時切削工時：l 1=100mm，l 2=3mm，則機動工時為wt=100+3/475=0.202min第三章 銑床夾具的設(shè)計3.1 設(shè)計任務(wù)此次設(shè)計主要分為兩部分，一是對零件的機加工進行工藝規(guī)程設(shè)計，二是對工序進行專用夾具設(shè)計。此次夾具設(shè)計選擇連桿蓋臺階面下端面加工進行專用夾具設(shè)計。本夾具主要作來銑連桿體和連桿蓋分割面的臺階面底面，臺階底面與小頭孔軸心線有尺寸精度要求，臺階底面與螺栓孔應(yīng)有垂直度要求和臺階底面的平面度要求。由于本工序是粗加工，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。3.2 夾具方案分析3.2.1 工件的定位方案分析由零件圖可知，在銑臺階面之前，連桿的兩個端面、小頭孔及大頭孔的兩側(cè)都已加工，且表面粗糙要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選 81小頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)，但由于大頭孔不完整，難以用來較好的定位，所以采用小頭孔 20 定位。因為大小孔軸向方向不影響臺階面銑削精度，所以此方向可以不定位，而靠加緊機構(gòu)固定，所以連桿蓋以大小頭孔及側(cè)面的 “兩孔”定位，屬于不完全定位，其中大頭孔做成與削邊銷作用相同的定位板，以避免過定位。由于大頭孔尺寸 81,沒有相應(yīng)的削邊銷，由于是大批量生產(chǎn)，所以可以自制一個作用與削邊銷相同作用的“定位板” ，如下圖所示：而小頭孔用定孔芯軸定位，元件如下圖所示：3.2.2 夾緊方案分析由于零件小，所以采用有壓緊手柄機構(gòu)的螺母壓緊機構(gòu)與壓板，裝卸工件方便、迅速。加緊機構(gòu)用壓緊手柄機構(gòu)與壓塊，如 cad 圖所示：3.2.3 夾具體設(shè)計夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時，能承受一部分切削力。夾具體如圖：夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。3.2.4 切削力夾緊力計算切削力的計算：，由組合機床得：夾緊力的計算：由機床夾具設(shè)計手冊得：用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W 0=5380N由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。3.3.5 定位誤差分析定位誤差的計算: 由加工工序知，加工面為連桿的剖分臺階面。臺階底面對連接螺栓孔中心線應(yīng)有垂直度要求；對剖分出來的臺階底面有一定的平面度要求。所以本工序的工序基準(zhǔn)為小頭孔中心線，其設(shè)計計算如下：（1）確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取相應(yīng)公差的三分之一（通常取 1/51/3） 。故此尺寸為850.015。（2）確定定位銷尺寸及公差本夾具的主要定位元件為一固定銷，結(jié)構(gòu)簡單，但不便于更換。該定位銷的基本尺寸取工件孔下限尺寸 20。公差與本零件在工作時與其相配孔的尺寸與公差相同，即為 20 0 -0.012。（3）小頭孔的確定考慮到配合間隙對加工要求中心距 850.015 影響很大，應(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷有錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為 20+0.023 0。對于連桿體蓋剖分臺階面深度 8.5+0.05 0 的要求，以 20+0.023 0的中心線為定位基準(zhǔn)，而其設(shè)計基準(zhǔn)為大頭孔軸心線，屬“基準(zhǔn)不重合” ，基準(zhǔn)不重合誤差 jb=0.1，且由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為：Dw=0.1+D+d+min=0.1+0.023+0.012+0=0.135 mmDw剖分面的定位誤差D工件孔的直徑公差d定位銷的直徑公差min孔和銷的最小保證間隙因此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。結(jié)束語此次機械設(shè)計制造工藝及機床夾具課程設(shè)計主要是對連桿蓋加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計，在設(shè)計過程中要通過對零件進行分析，選擇基準(zhǔn)，擬定合理的工藝路線，再次選擇加工設(shè)備及切削用量，即而確定主要表面不同加工時的工序尺寸及公差，填寫過程卡，工序卡，通過相關(guān)文獻手冊的查閱，擬定合理的工件定位方案，并分析夾具方案，對刀方案的確定，設(shè)計出一套針對于工件銑削臺階底面定位專用夾具，并完成對夾具體裝配圖，零件圖的繪制。通過本次的設(shè)計，我們將學(xué)到的理論知識，應(yīng)用于實踐，學(xué)以致用，從中受益匪淺，使我們明白了對零件加工時的流程，并大致了解了對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的查找及繪制，我們更從此次設(shè)計中學(xué)到一絲不茍的工作作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)，細致的工作態(tài)度。在此要感謝在我們設(shè)計過程中給我們關(guān)心和幫助的老師同學(xué)們，謝謝！致 謝本次畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)最后也是最重要的一次設(shè)計，所以在此對那些幫助過、知道過我的人致以最誠摯的感謝。感謝我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，如果不是指導(dǎo)老師耐心的教導(dǎo)，我也完不成我的設(shè)計。當(dāng)我的設(shè)計出現(xiàn)問題時，當(dāng)我的知識薄弱時，指導(dǎo)老師總會及時的幫助我，我想我的設(shè)計其實也凝聚著指導(dǎo)老師的一份心血。指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神給我們留下了深刻的印象。所以特別感謝指導(dǎo)老師，致以最崇高的敬意。這里我還要感謝我們機電系的所有老師，當(dāng)我們有疑難困惑的時候，總能及時得到你們的幫助。作為你們的學(xué)生是幸福的，也是幸運的。感謝我的父母，是你們把我?guī)У竭@個世界上，讓我去生活，去學(xué)習(xí)。其實還要感謝很多人，就用我今后的表現(xiàn)去報答你們愛。參考文獻1聞邦椿.機械設(shè)計手冊（第 5 版）.北京：機械工業(yè)出版社，2010.1 2王光斗等編. 機床夾具設(shè)計手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2000.113王寶璽 賈慶祥.汽車制造工藝學(xué)(第 3 版).北京：機械工業(yè)出版社，2010.1 4達世亮汽車制造切削加工系統(tǒng)工程及應(yīng)用北京：機械工業(yè)出版社，2009.1 5趙敖生 宜沈平. 5計算機工程制圖實例教程.南京：東南大學(xué)出版社，2008.96張嵐 弓海霞 劉宇輝.新編實用液壓技術(shù)手冊 ，北京：人民郵電出版社，2008.57范欽珊 蔡新.工程力學(xué)（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，2007.18李凱嶺.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2010.49Robert L.Mott.機械設(shè)計（第四版） （英文版）.北京：電子工業(yè)出版社， 2007.510齊占慶機床電氣控制技術(shù)北京：機械工業(yè)出版社，2005.611曾秀云 .公差配合與測量技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2007.812 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