單拐曲軸加工工藝及車連桿軸頸夾具設(shè)計(jì)【軸長384mm】

XX大學(xué) 課程設(shè)計(jì)論文 單拐曲軸加工工藝及車連桿軸頸夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)老師 年 月 日摘 要單拐曲軸零件加工工藝及車床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)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(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差目 錄摘 要II目 錄III第1章 序 言5第2章 零件的分析62.1零件的形狀62.2零件的工藝分析6第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)73.1 確定毛坯的制造形式73.2 基面的選擇73.3 制定工藝路線83.3.1 工藝路線方案一83.3.2 工藝路線方案二93.3.3 工藝方案的比較與分析103.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備113.4.1 機(jī)床選用113.4.2 選擇刀具113.4.3 選擇量具113.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定113.6確定切削用量及基本工時(shí)13第四章 車連桿軸頸夾具設(shè)計(jì)184.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明184.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)184.3 定位機(jī)構(gòu)204.4夾緊機(jī)構(gòu)204.5零件的車床夾具的加工誤差分析214.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)214.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明22總 結(jié)24致 謝25參 考 文 獻(xiàn)25 第1章 序 言機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。單拐曲軸零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)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(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是單拐曲軸零件，主要作用是起連接作用。零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為QT600-2，該材料為QT600-2，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。單拐曲軸零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。單拐曲軸共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)右端的加工表面： 這一組加工表面包括：左端面，80外圓，120外圓，96外圓。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。(2). 左端面的加工表面： 這一組加工表面包括：右端面；80的外圓，粗糙度為6.3。其要求也不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本單拐曲軸假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺(tái)，每臺(tái)車床需要該零件1個(gè)，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。該零件材料為QT600-2，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率和 廢品率分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為QT600-2，不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像單拐曲軸這樣的零件來說，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來說，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。3.3 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、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，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。3.3.1 工藝路線方案一10鑄鑄造，清理20熱處理正火30鋸式樣40鉆中心孔銑曲軸兩端面鉆中心孔50粗車粗車主軸頸右端60粗車粗車主軸頸左端70半精車半精車主軸頸右端80半精車半精車主軸頸右端90粗車粗車連桿軸頸切第一、二側(cè)板100粗銑粗銑連桿上、下及前、后端110校直校直120熱處理淬火130去毛刺在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺140清理并吹凈在乳化液中清洗頂尖和油孔保證沒有贓物并吹凈150檢驗(yàn)檢驗(yàn)以上加工尺寸160修正中心孔修正中心孔170磨削磨削主軸頸右端并倒角180磨削磨削主軸頸左端并倒角190磨削磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板并倒角180磨削磨削連桿上、下及前、后端并倒角190去毛刺吹凈在所有孔口處拋光棱邊在主軸頸、連桿軸頸上去毛刺并吹凈200檢驗(yàn)檢驗(yàn)210動(dòng)平衡曲軸動(dòng)平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min220去除不平衡量去除不平衡量230校直校直240終檢終檢3.3.2 工藝路線方案二10鑄鑄造，清理20熱處理正火30鋸式樣40粗車粗車主軸頸右端50粗車粗車主軸頸左端60半精車半精車主軸頸右端70半精車半精車主軸頸右端80粗車粗車連桿軸頸切第一、二側(cè)板90粗銑粗銑連桿上、下及前、后端100鉆中心孔銑曲軸兩端面鉆中心孔110校直校直120熱處理淬火130去毛刺在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺140清理并吹凈在乳化液中清洗頂尖和油孔保證沒有贓物并吹凈150檢驗(yàn)檢驗(yàn)以上加工尺寸160修正中心孔修正中心孔170磨削磨削主軸頸右端并倒角180磨削磨削主軸頸左端并倒角190磨削磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板并倒角180磨削磨削連桿上、下及前、后端并倒角190去毛刺吹凈在所有孔口處拋光棱邊在主軸頸、連桿軸頸上去毛刺并吹凈200檢驗(yàn)檢驗(yàn)210動(dòng)平衡曲軸動(dòng)平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min220去除不平衡量去除不平衡量230校直校直240終檢終檢3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸ぃM、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設(shè)計(jì)專用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：10鑄鑄造，清理20熱處理正火30鋸式樣40鉆中心孔銑曲軸兩端面鉆中心孔50粗車粗車主軸頸右端60粗車粗車主軸頸左端70半精車半精車主軸頸右端80半精車半精車主軸頸右端90粗車粗車連桿軸頸切第一、二側(cè)板100粗銑粗銑連桿上、下及前、后端110校直校直120熱處理淬火130去毛刺在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺140清理并吹凈在乳化液中清洗頂尖和油孔保證沒有贓物并吹凈150檢驗(yàn)檢驗(yàn)以上加工尺寸160修正中心孔修正中心孔170磨削磨削主軸頸右端并倒角180磨削磨削主軸頸左端并倒角190磨削磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板并倒角180磨削磨削連桿上、下及前、后端并倒角190去毛刺吹凈在所有孔口處拋光棱邊在主軸頸、連桿軸頸上去毛刺并吹凈200檢驗(yàn)檢驗(yàn)210動(dòng)平衡曲軸動(dòng)平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min220去除不平衡量去除不平衡量230校直校直240終檢終檢3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用.工序粗車和精車。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊(cè)表4.2-7。.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。.工序是磨零件左右外圓面,這兩個(gè)面的要求精度都比較高,從經(jīng)濟(jì)角度看,采用外圓磨床。3.4.2 選擇刀具.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考機(jī)械加工工藝手冊(cè)（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考簡明機(jī)械加工工藝手冊(cè)（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號(hào)砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“單拐曲軸” 零件材料為QT600-2，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)（以后簡稱工藝手冊(cè)），表2.2-17 各種的性能比較，球墨鑄鐵的硬度HB為143269，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，QT600-2密度=7.27.3（），計(jì)算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件重型（零件重>2000kg）中型（零件重1002000kg）輕型（零件重<100kg）單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于3050，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查工藝手冊(cè)表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性，采用機(jī)器砂模造型鑄件。表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)鑄造方法公差等級(jí)CT球墨鑄鐵砂型手工造型1113砂型機(jī)器造型及殼型810金屬型79低壓鑄造79熔模鑄造57根據(jù)上表選擇金屬型公差等級(jí)為7級(jí)。3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值鑄件基本尺寸公差等級(jí)CT大于至8631001601001602501.61.82.0根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8。表3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-32）如下鑄件基本尺寸加工余量等級(jí) 6澆注時(shí)位置>1202506.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6確定切削用量及基本工時(shí)切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)切削用量簡明手冊(cè)（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊(cè)的表區(qū)別。（1） 銑曲軸兩端面并從兩面鉆中心孔時(shí)：（T1=T輔 T2=T機(jī) T3=T工 T4=T休）切削用量：ap=5 由表7.3-5得：f=0.5mm/r 由表7.3-11得 v=16m/min 則n=318x16/22=231.3=232r/mm工時(shí)定額：由表7.4-1得鉆中心孔時(shí)機(jī)動(dòng)時(shí)間為：lf=2/dxcotkr=2/22xcot120=18.7T2=lw+lf/fxn=26.66+18.7/0.5x232=0.4min由表3.3-1得：裝夾工件時(shí)間為1.1min由表3.3-2得：松開卸下工件時(shí)間為0.76min，由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min由表3.3-4得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.1+0.14=0.24minT1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時(shí)間分別為：T3=53min、T4=15minT基=lz/nfap=26.66x5/232x0.5x5=0.3min則T總=T1+T2+T3+T4+T基=69.31min（2）粗車主軸頸右端時(shí)：切削用量：（車刀刀桿尺寸BXH取25X25）ap=2.6 ，由表5.3-1得f=1.3，由表5.3-20查得v=59m/min，則n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min工時(shí)定額：由表3.3-1得：裝夾工件時(shí)間為1.1min由表3.3-2得：松開卸下工件時(shí)間為0.76min，由表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min由表3.3-4得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.1+0.14=0.24minT1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min由表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為：T2=0.07+0.06+0.04+0.03=0.2min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時(shí)間分別為：T3=53min、T4=15minT基=lz/nfap=412.8x5/167x1.3x2.6=3.7min則T總=T1+T2+T基+53+15=77.51（3）粗車主軸頸左端時(shí)：切削用量：ap=2.6 由表5.3-1得：f=1.3mm/r 由表5.3-20得：v=59m/min 則n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min工時(shí)定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=53min T4=15minT基=91.6x5/167x1.3x2.6=0.81minT總=T1+T2+T3+T3+T基=74.62min(4)半精車主軸頸右端時(shí)：切削用量：（刀尖圓弧半徑取0.5）ap=2 由表5.3-2得f=0.1mm/r 由表5.3-20得v=120m/min 則n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工時(shí)定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15min T基=lz/nfap=410.8x5/346x0.1x2=29.7minT總=T1+T2+T3+T4+T基=103.5min(5)半精車主軸頸左端時(shí)：切削用量：ap=2 由表5.3-2得f=0.1mm/r 由表5.3-20得v=120m/min 則n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工時(shí)定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15minT基=93.6x5/346x0.1x2=6.8minT總=80.61min(6)粗車連桿軸頸，切第一、二側(cè)板切削用量：ap=4.6 由表5.3-1得f=1.2mm/r由表5.3-20得v=48m/min 則n=318v/d=318x48/110.4=139r/min工時(shí)定額：由表3.3-21得裝夾工件時(shí)間為0.6min由表3.3-23得操作時(shí)間為0.02+0.02+0.05+0.05+0.01=0.15min由表3.3-24得測(cè)量工件時(shí)間為0.14minT1=0.6+0.4+0.15+0.14=1.29min T2=0.2min T3=56min T4=15minT基=lz/nfap=163.5x5/139x1.2x4.6=1.1minT總=73.6min(7)粗銑連桿上、下端及前、后端：切削用量：ap=4.5 由表6.3-2得f=0.25mm/r 由表6.3-21的硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時(shí)v=120m/min 則n=318v/d=318x120/270.5=142r/min工時(shí)定額：由表6.4-1得T2=lw+l1+l2/vf=313+10+10/0.25x142=9.4min由表3.3-7得操作時(shí)間為：0.83min由表3.3-8得測(cè)量工件時(shí)間為：0.14minT1=2.27min T3=51min T4=15minT基=lz/nfap=313x5/142x0.25x4.5=9.8minT總=87.5min(8)在第一側(cè)板鉆油孔，在主軸頸左淀鉆油孔：切削用量：ap=230 由表7.3-1得f=0.5mm/r 由表7.3-11得v=16m/min則n=318v/d=318x16/20=254.4r/min工時(shí)定額：當(dāng)鉆20深230油孔時(shí)：T2=lw+lf+lt/fn=230+17+0/0.5x254.4=1.9min(lf=dm/2cotkr=20/2cot120=17) T基=230x20/254.4x0.5x230=0.16min當(dāng)鉆20 深160油孔時(shí)：由表7.4-1得T2=lw+lf+lt/fn=160+17+0/0.5x254.4=1.4min(lf=dm/2cotkr=20/2cot120=17) T基=160x20/254.4x0.5x0.6=0.16min當(dāng)鉆10 深200油孔時(shí):T2=lw+lf+lt/fn=200+8.5+0/0.5X254.4=1.7min(lf=dm/2cotkr=10/2cot120=8.5) T基=200x10/254.4x0.5x200=0.08min由表3.3-9得裝夾工件時(shí)間為0.17min由表3.3-10得松卸工件時(shí)間為0.15min由表3.3-11得操作時(shí)間為0.4min由表3.3-12得測(cè)量工件時(shí)間為0.04minT1=0.76min T3=47min T4=15minT總=68.07min(9)在主軸頸右端粗銑鍵槽：切削用量：ap=9.7 由表6.3-2得f=0.3mm/r 由表6.3-11得v=49m/min 則n=318v/d=318x49/105=149r/min工時(shí)定額：由表6.4-1得T2=(t+lw)/vf2+(lw-d0)/vf=(10+179.7)/49x9.7+(179.7-105)/(49x0.3)5.5min由表3.3-5得裝夾工件時(shí)間為0.11min 由表3.3-6得松卸工件時(shí)間為0.1min由表3.3-7得操作時(shí)間為0.68 min 由表3.3-8得測(cè)量工件時(shí)間為0.18minT1=1.07min T3=51min T4=15minT基=lz/nfap=179.7x10/149x0.3x9.7=4.2minT總=76.8min(10)磨削主軸頸右端并倒角：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min n=318v/d=318x22/110=64r/min工時(shí)定額：由表3.3-13得裝夾和松卸工件時(shí)間為：0.19min 0.10min由表3.3-15得操作時(shí)間為0.37min 由表3.3-16得測(cè)量工件時(shí)間為0.08minT1=0.74min T基=403x0.4/64x0.5x0.4=13min T3=60min T4=15minT總=88.74min(11)磨削主軸頸左端并倒角：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min則n =318v/d=64r/min工時(shí)定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時(shí)間為0.19 min 0.10 min由表3.3-15得操作時(shí)間為0.37min 由表3.3-16得測(cè)量工件時(shí)間為0.08minT1=0.74min T3=60min T4=15min T基=94x0.4/64x0.5x0.4=3minT總=78.74min（12）磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板并倒角切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min則n =318v/d=64r/min工時(shí)定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時(shí)間為0.09 min 0.08 min由表3.3-15得操作時(shí)間為0.39min 由表3.3-16得測(cè)量工件時(shí)間為0.08minT1=0.64min T3=60min T4=15min T基=164x0.4/64x0.5x0.4=5.2minT總=82.9min（13）磨削連桿上、下端并倒角：切削用量：ap=0.5 由表10.2-2得f=0.5mm/r v=22m/min則n =318v/d=318X22/270=26r/min工時(shí)定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時(shí)間為0.19 min 0.10 min由表3.3-15得操作時(shí)間為0.41min 由表3.3-16得測(cè)量工件時(shí)間為0.08minT1=0.78min T3=60min T4=15min T基=270x0.5/26x0.6x0.5=17.3minT總=93.1min（14）擴(kuò)孔32切削用量：ap=45 由表7.3-2得f=1mm/r 由表7.3-12得v=20.9m/min則n =318v/d=318X20.9/32=208r/min工時(shí)定額：由表7.4-1得T2=iw+lf+lt/fn=(45+10.2)/(1x208)=0.3min【lf=(dm-dw)/2cotkr=(32-20/2cot120=10.2)】由表3.3-9得裝夾工件時(shí)間為0.17min 由表3.3-10的松卸工件時(shí)間為0.15min由表3.3-11得操作機(jī)床時(shí)間為0.42 min 由表3.3-12得測(cè)量工件時(shí)間為0.05minT1=0.79min T3=47min T4=15min T基=45x32/208x1x45=0.16minT總=63.25min第四章 車連桿軸頸夾具設(shè)計(jì)4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明車床夾具主要用于車連桿軸頸夾具。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。（1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí)，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具?；ūP式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個(gè)T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對(duì)稱，要注意平衡。（2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。4.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。（2）夾具與機(jī)床主軸的連接車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：1)對(duì)于徑向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。圖1-b所示的過渡盤，其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時(shí)因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。對(duì)于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.050.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。圖1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè)4.3 定位機(jī)構(gòu)由零件圖分析孔F的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個(gè)自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下：選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。支撐板限制了X,Y,Z方向的移動(dòng)自由度，X,Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，支撐釘限制了Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度?？梢?，定位方案選擇合理。4.4夾緊機(jī)構(gòu)選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下：1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。4.5零件的車床夾具的加工誤差分析工件在車床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：（1）定位誤差由于C面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。（2）夾具誤差?yuàn)A具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對(duì)安裝基面C的平行度誤差是0.01.（3）安裝誤差因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。（4）加工方法誤差如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲(chǔ)備：故此方案可行。4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應(yīng)便于排除切屑在機(jī)械加工過程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。4.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩?？?結(jié)課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，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(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)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(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻(xiàn)1 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980。2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)。北京出版社，1996。5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)。上海科學(xué)技術(shù)出版社，2544。6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2544。7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。8 周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。9劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)M，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。10 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。11 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984。 12 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)M，銀州：寧夏人民出版社，1991。13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量M，中國計(jì)量出版社，2540：9-19。14 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2540。15 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17