銑床（等臂）杠桿 加工工藝和鉆φ25孔夾具設(shè)計

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鎮(zhèn)江市高等專科學(xué)校 機械加工工序卡 產(chǎn)品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 共9 頁 杠桿 第 2 頁 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 HT200 鑄件 （198X83X77.5）mm 零件毛重 零件凈重 硬 度 設(shè) 備 型 號 設(shè) 備 名 稱 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 技 術(shù) 等 級 冷 卻 液 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 20 1 時效 編 制 校 對 會 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡 產(chǎn)品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 共9 頁 杠桿 第3頁 零件毛重 零件凈重 硬 度 設(shè) 備 型 號 設(shè) 備 名 稱 X62W 臥式銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 銑O面夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 技 術(shù) 等 級 冷 卻 液 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 40 1 粗銑O面 GB1117-85 直齒三面刃銑刀 GB1214-85 游標(biāo)卡尺 45 3 1．2 360 2 精銑O面 GB1117-85 直齒三面刃銑刀 GB1214-85 游標(biāo)卡尺 49 1．5 0．8 400 編 制 校 對 會 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 目 錄 第一章 零件的分析 2 第二章 確定毛坯、畫毛坯零件圖 2 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 3 第四章 夾具設(shè)計 6 第五章 參考文獻 7 第六章 結(jié)束語 8 一、 零件的分析 （一） 零件的作用 連桿是柴油機的重要零件之一。連桿體與連桿蓋通過螺栓連接成為一個整體，其大頭孔與曲軸相連，小頭孔通過活塞銷與活塞連接，將作用于活塞的氣體膨脹壓力傳給曲軸，又受曲軸驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。 （二） 零件的工藝分析 由圖可知，其材料為HT200。該材料具有較高的強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐的零件。 該零件上的主要加工面N面、R面、Q面、P面、Ф25的孔、2-Ф8的孔和1Ф0的孔。 所要加工的面的粗糙度是6.3和3.2 ，而孔的要求比較高粗糙度要求為1.6和3.2。Ф8和Ф25的中心距840.2,25的孔的軸線是要做為基準(zhǔn)，故其精度要求較高。 參考文獻（1）中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 二、 確定毛坯、畫毛坯——零件圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件/年。通過計算，該零件的質(zhì)量約為7kg 。查參考文獻（2）表8.2可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。由于所有的孔徑都小于30mm,故在鑄造時這些孔都不用鑄造出來。此外，為消除參與應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。 鑄件的分型面為B中心線（在毛坯圖上表示出）澆口為于零件的側(cè)面。 查參考文獻（1），用查表法確定個表面的總余量如下表所示： 各加工表面總余量 加工表面 基本尺寸 (mm) 加工余量數(shù)量(mm) 說 明 N面 R面 Q面 P面 54 54 15 15 3 3 3 3 頂面 底面 頂面 底面 查參考文獻（2）表2.3-9可得鑄件的主要尺寸的公差，如下表所示： 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 N面輪廓尺寸 R面輪廓尺寸 Q面輪廓尺寸 P面輪廓尺寸 54 54 15 15 - 6 - 6 54 60 15 21 三、 工藝規(guī)程設(shè)計 （一）、定位基準(zhǔn)的選擇 連桿的N面既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用它作為基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)重合”原則，其余各加工工序也能選用其定位，符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。此外，N面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠。 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到下面幾點：1.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；2.保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 我所加工的Ф２５的孔的夾緊方案有兩種： 方案一：以Ｒ面定位，限制三個自由度；在Ф４０的圓柱外圓中間以Ｖ形塊定位，限制兩個自由度；在Ａ－Ａ視圖的最左邊用壓板加緊，限制一個自由度。 方案二：以Ｒ面定位，限制了三個自由度；在Ф４０的圓柱外圓中間以Ｖ形塊定位，限制兩個自由度；在Ａ－Ａ視圖的最左邊用一個活動Ｖ行塊夾緊，限制兩個自由度，其中一個自由度重復(fù)限制。 （二）、　制定工藝路線 　　　根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下：Ｎ面和Ｒ面：粗銑——精銑；Ｑ面和Ｐ面：粗銑——精銑；Ф２５的孔：鉆——擴——鉸；Ф８和Ф１０的孔：鉆——擴——鉸。 　　　根據(jù)先面后孔、先主后次和先粗后精的原則，先加工Ｎ面、Ｒ面、Ｑ面和Ｐ面，后加工Ф２５和Ф８及Ф１０的孔，并在加工過程中把粗加工放在前面，把精加工放在后面。 擬訂的加工工藝路線如下： 工序號　　　 工序內(nèi)容 10. 鑄造 20. 時效 30. 涂漆 40. 粗精銑底面 50. 粗精銑頂面N 60. 鉆擴鉸Ф25H9孔，孔口倒角1X45° 70. 粗精銑Ｑ面 80. 粗精銑P面 90. 鉆擴鉸2-￠8H7（+0.015）和￠10H7（+0.015） 0 0 100. 檢驗 (三)、　選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 　　　由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 　　　粗精銑Ｎ面。采用立銑，選用X62W。選擇直齒三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺。 　　　粗精銑Ｒ面。采用立銑，選用X62W。選擇直齒三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺。 　　　　鉆Ф２３的孔。采用立式鉆床，選用Ｚ3０２５。選擇￠２４錐柄擴孔鉆，三爪內(nèi)千分尺。 　　　　擴Ф２４的孔。選擇￠24錐柄擴孔鉆，三爪內(nèi)千分尺。 　　　　鉸￠２５的孔。選擇錐柄機用鉸刀，三爪內(nèi)千分尺。 　(四)、　加工工序設(shè)計 　　　　工序6０鉆擴鉸Ф２５Ｈ９孔的工序 　　　　各工步的余量和工序尺寸及公差列于下表： 各工步余量和工序尺寸及公差 加工表面　　　加工方法　　　余量　　　　　　工序尺寸及公差 Ф２５Ｈ９　　　鉆孔　　　?。啊　　　　　　　¨叮玻? Ф２５Ｈ９　　　擴孔　　　?。?８　　　　　　Ф２４.８＋０.０３ 　　?。啊? Ф２５Ｈ９ 鉸孔　　　　０.２　　　　　　Ф２５＋０.０５ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。? 　　　　　 　　　　Ф２５的孔需要做為其他尺寸的基準(zhǔn)，故其精度需要得到保證。用鉆模來保證，由于是大批量生產(chǎn)，參考文獻（２），選用可換鉆模。 　　　　參考文獻（１）表10-66，并參考Z5025鉆床說明書，取鉆Ф25孔的進給量s=0.21mm/r。 參考文獻（1）表10-93，用插入法求得鉆Ф孔的切削速度v=106.1mm/s=6.366m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為 n=1000v/лd=1000X43.6/3.14X25=553.6r/min 實際轉(zhuǎn)矩取n=550r/min v=nлd/1000=550X3.14X25/1000=43.175m/s 查文獻（1）表10-78 Ff=9.81X42.7d0Xf0.8KF=9.81X42.7X25X0.210.8X1=3005N M=9.81X0.02d02f0.8KM=9.81X0.021X625Xf0.8X1=36.9N 它們均小于最大進給力900N，最大扭距2500N.M 擴Ф25的孔，參考文獻（1）表10-97，取s=0.75mm/r,查表10-98，用插補法求得速度v為56.85 n=1000v/лd=1000X56.85/3.14X25=724r/min 實際取n=720r/min v= nлd/1000=56.52m/min 鉸Ф25的孔，參考文獻（1），s=1.9,v=7.55m/s n=1000v/лd=1000X7.55/3.14X25=96 實際取n=100r/min v= nлd/1000=3.14X25X100/1000=7.85m/min (五)、 時間定額計算 計算工序30的時間定額。 1. 機動時間參考文獻（1），表11-6，得出鉆孔公式為： tj=l+l1+l2/sn 查表11-6，l1=7.4mm,l2=2,l=54,s=0.21,n=550 tj=l+l1+l2/sn=7.4+2+54/0.21X550=0.55 擴Ф25孔： T0= l+l1+l2/sn 查表11-8，l1=2，l2=0.61X2=1.22,l=54 T0= l+l1+l2/sn=2+1.22+54/0.21X720=0.11min 鉸Ф25孔 Te=l+l1+l2/sn 查表11-10，l1=1.1+1=2.1, l2=28,l=54 Te=l+l1+l2/sn=54+2.1+28/1.9X100=0.44 To=0.55+0.11+0.44=1.1min 2. 輔助時間。參考文獻（3）表5.2-44確定如下表所示： 輔助時間 (min) 操作內(nèi)容 每次需用時間 鉆Ф25孔 擴Ф25孔 鉸Ф25孔 主軸變速 0.025 0.025 0.025 變換進給量 0.02 0.02 移動搖臂 0.02 0.06 0.02 0.02 升降鉆桿 0.03 0.06 0.03 0.03 裝卸套筒刀具 0.04 0.04 0.04 0.04 測量時間 0.04 0.04 0.04 0.04 開停車 0.02 主軸運轉(zhuǎn) 0.02 清除銑屑 0.03 各工步的輔助時間為：鉆Ф25孔0.22min 、擴Ф25孔0.155min、鉸Ф25孔0.155min. 裝卸時間參考文獻（3）取1.5mm。 所以輔助時間Ta為： Ta=0.22+0.155+0.155+0.02+0.02+0.03+1.5=2.1min 3. 作業(yè)時間 TB=Tb+Ta=1.1+2.1=3.3min 4. 布置工作地點時間Ts。查參考文獻（3）取ɑ=3%,則： Ts=TBɑ=3.3X3%=0.099min 5．休息與生理需要時間Tr。查參考資料（3），取β=3%。則： Tr=TBβ=3.3X3%=0.099min 6. 準(zhǔn)備與終結(jié)時間Te。查參考文獻（3）表2.5-44，取各部分時間為： 中等件 33min 升降搖臂 1min 深度定位 0.3min 使用回轉(zhuǎn)夾具 10min 試鉸刀 7min 由題目已知生產(chǎn)批量為10000件，則： Te/n=(33+1+0.3+10+7)/10000=0.005min 7. 單件時間Tp Tp=Tb+Ta+Ts+Tr=1.1+2.1+0.099+0.099=3.4min 8. 單件計算時間Tc Tc=Tp+Te/n=3.4+0.005=3.405min (六)、 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡（詳見附表） 四、 夾具設(shè)計 本次設(shè)計的夾具為第60道工序——鉆擴鉸Ф25孔，孔口倒角1X45°，該夾具適用于Z5025立式鉆。 a) 確定設(shè)計方案 這道工序所加工的孔N面上，并與N面垂直。按照基準(zhǔn)重合原則并考 慮到N面已經(jīng)經(jīng)過加工，為避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，應(yīng)以N面定位。N面定位限制了工件的三個自由度。在Ф40圓柱的外表面中間用一V形塊定位，限制工件的兩個自由度，剩余一個自由度應(yīng)該怎么限制呢？工件怎么夾緊呢？有兩種方案。 方案一：在A-A視圖上工件的最左面用壓板壓緊，這樣就限制了工件最后一個自由度。這種方案定位可靠，夾緊比較方便。 方案二：在A-A視圖上工件的最左邊用一活動V形塊夾緊，這樣限制了工件的兩個自由度，其中一個自由度被重復(fù)限制，但該方案夾緊比較簡單。 綜合上述分析，選擇第一種夾具設(shè)計方案。 b) 計算夾緊力 參考文獻（5）表1-2-11，因夾具的夾緊力與切削力的方向相反，實際 需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系為F夾=KF 式中K為安全系數(shù)。參考文獻（6），當(dāng)夾緊力與切削力相反時。取K=3。 由前面的計算可知F=3005N 所以 F夾=KF=3X3005=9015N 五、參考文獻： 1.《金屬機械加工工藝人員手冊》 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組修訂 上海科學(xué)技術(shù)出版社出版 2.《機械制造技術(shù)》 陳立德 李曉輝 主編 上海交通大學(xué)出版社出版 3.《機械加工工藝人員手冊》 孟少農(nóng) 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版 4.《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書及習(xí)題》 張龍勛 主編 機械工業(yè)出版社 結(jié)束語 機械制造技術(shù)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了機械制造技術(shù)（含機床夾具設(shè)計）和大部分專業(yè)課，并進行了工藝實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我門能綜合地運用機械制造技術(shù)中的基本理論，并結(jié)合實際生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（連桿體）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊和圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次時間機會，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作下良好的基礎(chǔ)。做本次課程設(shè)計使我獲益匪淺，通過本次課程設(shè)計，我進一步掌握了機械方面的知識。在做本次課程設(shè)計的過程中我遇到了很多難處，是陳興和老師給了我很大的幫助，感謝陳老師的指導(dǎo)。 由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之出，希望老師多加指教。 9 機械加工工序卡 產(chǎn)品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 共9 頁 杠桿 第 `1 頁 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 HT200 鑄件 （198X83X77.5）mm 零件毛重 零件凈重 硬 度 設(shè) 備 型 號 設(shè) 備 名 稱 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 技 術(shù) 等 級 冷 卻 液 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 10 1 鑄造 鑄造要求：不能有縮孔，縮松，砂眼，氣泡 編 制 校 對 會 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡 產(chǎn)品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 共9 頁 杠桿 第4頁 HT200 鑄件 （198X83X77.5）mm 零件毛重 零件凈重 硬 度 設(shè) 備 型 號 設(shè) 備 名 稱 X62W 臥式銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用銑夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 技 術(shù) 等 級 冷 卻 液 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 50 1 粗銑N面 GB1117-85 直齒三面刃銑刀 GB1214-85 游標(biāo)卡尺 45 3 1．2 360 2 精銑N面 GB1117-85 直齒三面刃銑刀 GB1214-85 游標(biāo)卡尺 49 1．5 0．8 400 編 制 校 對 會 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡 產(chǎn)品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 共9 頁 杠桿 第5頁 HT200 鑄件 （198X83X77.5）mm 零件毛重 零件凈重 硬 度 設(shè) 備 型 號 設(shè) 備 名 稱 Z3025 搖臂鉆 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 技 術(shù) 等 級 冷 卻 液 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 60 1 鉆￠20H9孔 GB1141-82 ￠20錐柄擴孔鉆 GB6314-86 三爪內(nèi)千分尺 76.7 0.4 1200 2 擴￠24孔并孔口倒角1X45° GB1141-82 ￠20錐柄擴孔鉆 GB6314-86 三爪內(nèi)千分尺 82 0．4 1000 3 鉸￠25H9孔 GB1141-82 錐柄機用鉸刀 GB6314-86 三爪內(nèi)千分尺 11.6 0.8 150 編 制 校 對 會 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡 產(chǎn)品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 共9 頁 杠桿 第 6頁 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 HT200 鑄件 （198X83X77.5）mm 零件毛重 零件凈重 硬 度 設(shè) 備 型 號 設(shè) 備 名 稱 X62W 臥式銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用銑夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 技 術(shù) 等 級 冷 卻 液 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 70 1 粗銑M面 GB5341-85 可轉(zhuǎn)位式三面刃銑刀 GB1214-85 游標(biāo)卡尺 41 3 1．2 440 2 精銑M面 GB5341-85 可轉(zhuǎn)位式三面刃銑刀 GB1214-85 游標(biāo)卡尺 44 1．5 0．8 470 編 制 校 對 會 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡 產(chǎn)品型號及規(guī)格 圖 號 名 稱 工藝文件編號 共9 頁 杠桿 第 7頁 材料牌號及名稱 毛坯外型尺寸 HT200 鑄件 （198X83X77.5）mm 零件毛重 零件凈重 硬 度 設(shè) 備 型 號 設(shè) 備 名 稱 X62W 臥式銑床 專 用 工 藝 裝 備 名 稱 代 號 專用銑夾具 機動時間 單件工時定額 每合件數(shù) 技 術(shù) 等 級 冷 卻 液 工序號 工步號 工 序 及 工 步 內(nèi) 容 刃 具 量 檢 具 切 削 用 量 代 號 名 稱 代 號 名稱 切削速度（米/分） 切削深度（毫米） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 80 1 粗銑P面 GB5341-85 可轉(zhuǎn)位式三面刃銑刀 GB1214-85 游標(biāo)卡尺 41 3 1．2 440 2 精銑P面 GB5341-85 可轉(zhuǎn)位式三面刃銑刀 GB1214-85 游標(biāo)卡尺 44 1．5 0．8 470 編 制 校 對 會 簽 復(fù) 制 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期 修改標(biāo)記 處 數(shù) 文件號 簽 字 日 期