I摘 要連桿零件加工工藝及夾具設(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，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：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差2AbstractA machining process and fixture design is the design process, including the design of The connecting rod processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning3目 錄1 前言.42 零件的分析.52.1 零件的作用 .52.2 零件的工藝分析 .52.2.1 孔的加工 .52.2.2 面的加工 .63 工藝規(guī)劃設(shè)計.63.1 毛坯的制造形式 .63.2 基面的選擇 .63.2.1 粗基準的選擇 .63.2.2 精基準的選擇 .63.3 工藝路線的擬定 .73.3.1 工藝路線方案 .73.3.2 工藝方案的確定 .83.4 毛坯尺寸及其加工余量的確定 .83.4.1 兩側(cè)面毛坯尺寸及加工余量計算 .93.4.2 毛坯尺寸及加工余量計算 .93.5 確定各工序切削用量及基本工時 .941 前言1.簡介本次畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容包括零件的分析，工藝路線的制定，工藝規(guī)劃設(shè)計，某道工序的夾具設(shè)計以及該道工序的工序卡，機械加工綜合卡片，夾具裝配圖以及夾具底座零件圖的繪制等等。就我個人而言，希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計對未來即將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，并學(xué)會將所學(xué)到的理論知識應(yīng)用到具體的實際生產(chǎn)問題中來，為以后走向社會打下堅實的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師批評指正。2.設(shè)計目的其目的如下：①培養(yǎng)學(xué)生解決機械加工工藝問題的能力。通過畢業(yè)設(shè)計，熟練運用機械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的能力。②培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。③進一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運用和編寫技術(shù)文件等基本技能。52 零件的分析2.1 零件的作用 該零件為典型的桿類零件，而且為連桿類。因此，其主要的要素包括兩側(cè)面，φ16mm 孔和 φ10mm 孔還有一個 φ6mm 孔。通過孔連接即該連桿的作用是實現(xiàn)運動的傳遞作用。2.2 零件的工藝分析該連桿的加工表面分三種，主要是孔的加工，兩側(cè)面的加工各組加工面之間有嚴格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，幾乎都要保證 Ra3.2um 的表面粗糙度，因而需精加工，現(xiàn)將主要加工面分述如下：62.2.1 孔的加工該零件共有 3 個孔要加工：φ16mm 孔和 φ10mm 孔是零件的主要加工面，多組面， ，通過兩孔中心連線及對兩側(cè)對稱面，沒有位置尺寸度要求，只需要鉆床粗加工。2.2.2 面的加工該零件共有 2 個側(cè)面要加工：兩個側(cè)面是配合 φ16mm 孔和 φ10mm 孔孔后續(xù)工序的主要精基準面，需要精加工。3 工藝規(guī)劃設(shè)計3.1 毛坯的制造形式零件材料為 45，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復(fù)雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，而砂型鍛造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，故本零件毛坯采用 普通模鍛 。由于零件上兩孔都較大，且都有嚴格的表面精度要求，故都要留出足夠的加工余量。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計中的重要工作之一，基準選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。3.2.1 粗基準的選擇粗基準選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準，由于兩側(cè)面較平整且加工精度較高，故以 2 個主要側(cè)面為基準。 3.2.2 精基準的選擇精基準主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，該零件上重要表面是大頭7孔 φ38H8，由于其與底面有垂直度關(guān)系，所以底面自然成為精基準面，考慮到第二基準面選擇的方便性，將其精度由原來的 φ37H11 提高到 φ38H8，該定位基準組合在后續(xù)孔的加工中，以及孔上徑向孔的加工中都將作為精基準面。3.3 工藝路線的擬定擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案方案一10 模鍛 模鍛20 去飛邊 去飛邊30 熱處理 人工時效40 銑 銑上平面50 銑 銑下平面，保證尺寸 16mm60 鉆 鉆、擴、鉸 φ16H7mm，孔口倒角 C170 鉆 鉆 φ6H7mm 孔，鉆 φ10H7mm 孔至圖紙尺寸80 銑 銑寬度為 7mm 的槽90 插 插鍵槽100 檢驗 按照圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差110 入庫 清洗，加工表面涂防繡油，入庫方案二10 模鍛 模鍛20 去飛邊 去飛邊30 熱處理 人工時效840 鉆 鉆、擴、鉸 φ16H7mm，孔口倒角 C150 鉆 鉆 φ6H7mm 孔，鉆 φ10H7mm 孔至圖紙尺寸60 銑 銑上平面70 銑 銑下平面，保證尺寸 16mm80 銑 銑寬度為 7mm 的槽90 插 插鍵槽100 檢驗 按照圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差110 入庫 清洗，加工表面涂防繡油，入庫方案分析與比較：經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，方案二先鉆孔后加工面，而方案一是先面后孔根據(jù)書本理論知識，應(yīng)該是先面后孔比較合理，因為鉆孔需要以加工了面的為精基準。3.3.2 工藝方案的確定10 模鍛 模鍛20 去飛邊 去飛邊30 熱處理 人工時效40 銑 銑上平面50 銑 銑下平面，保證尺寸 16mm60 鉆 鉆、擴、鉸 φ16H7mm，孔口倒角 C170 鉆 鉆 φ6H7mm 孔，鉆 φ10H7mm 孔至圖紙尺寸80 銑 銑寬度為 7mm 的槽90 插 插鍵槽100 檢驗 按照圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差110 入庫 清洗，加工表面涂防繡油，入庫3.4 毛坯尺寸及其加工余量的確定連桿零件材料為 45,毛坯重量約為 1.6kg，生產(chǎn)類型為中批或大批生產(chǎn)，采用普通模鍛生產(chǎn)。9普通模鍛，材料為 45 鋼，分模線平直對稱，材質(zhì)系數(shù) M1,復(fù)雜系數(shù)=1.56/1.8≈0.87,為 S1 級，厚度為 25mm，普通級，查的上下偏差分別為+1.4和-0.63.4.1 兩側(cè)面毛坯尺寸及加工余量計算根據(jù)工序要求，兩側(cè)面經(jīng)過四道工序，先粗銑端面 B，再粗銑端面 A，精銑端面 B，最后精銑端面 A，各步余量如下：粗銑：由《機械加工工藝手冊第一卷》表 3.2-23，其余量值規(guī)定，零件厚度大于 6mm 到 30mm，寬度小于 100mm，其加工余量為 1.0mm。精銑：由《機械加工工藝手冊第一卷》表 3.2-25，其余量值規(guī)定，零件厚度大于 6mm 到 30mm，寬度小于 100mm，其加工余量為 0.5mm。精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設(shè)計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按《機械加工工藝手冊》表 5.29，粗銑→精銑所能達到的經(jīng)濟精度取IT8,按入體原則取值。3.4.2 毛坯尺寸及加工余量計算根據(jù)工序要求，精銑后尺寸與零件尺寸相同，但由于設(shè)計零件圖紙并未給出具體的公差等級，現(xiàn)按《機械加工工藝手冊》表 5.29，粗銑→精銑所能達到的經(jīng)濟精度取IT8,按入體原則取值。3.5 確定各工序切削用量及基本工時10.模鍛毛坯; 沒切削過程，無需計算20.去飛邊 沒切削過程，無需計算30.人工時效 沒切削過程，無需計算工序 40. 銑上平面（1）銑上平面取背吃到量 ，選用 X52 型立式銑床 ，每齒進給量2.5pam? 0.12/zfmz?工件材料 45 ，鍛造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表 5.8125wdm?410確定銑削速度 79.8/mincv?s10Vn203.r/iπd15??采用 X52k 立式銑床 ，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速 ， 故實際銑削速度160/minwnr?6.8/i100wcvm??當(dāng) 工作臺每分鐘進給 為6/innr?f.21462./inmzwf??由《工藝手冊》得 60l??????2 21e.5da~30.51601~39m???????2=3l:12jm6098. t .26min15.84sfl???1t5.453sf???1x2.0.61s???1jdt.89?工序 50.銑下平面，保證尺寸 16mm取背吃到量 ，選用 X52K 型立式銑床 ，每齒進給量2.5pam? 0.12/zfmz?工件材料 45 ，鍛造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表 5.8125wdm?4確定銑削速度 79.8/incvs10Vn203.r/iπd15???采用 X52 立式銑床 ，查表 3.6，取轉(zhuǎn)速 ， 故實際銑削速度160/inwr?6.8/min100wcv?當(dāng) 工作臺每分鐘進給 為6/minnr?f110.124628./minmzwfn????由《工藝手冊》得 6l?????2 21e.5da~30.51601~39m??????2=3l:12jm6098. t .26min15.84sfl????1t5.453sf???1x2.0.61s???1jdt.89?工序 50：鉆、擴、鉸 φ16H7mm，孔口倒角 C1（1）鉆孔切屑用量：取背吃刀量 ，由參考文獻[2]可查出，根據(jù) Z3040 立式鉆床，取進給9pam?量 ，切屑速度： ， ， ，則修正0.48/fr17/mincv?0.8vk?.75lvk后的切屑速度 ，即'170.85.2cv?129.4/in6swnrd??:查參考文獻[2]表 3.17，取 ，15/miw?故實際切屑速度為 。691.02/in0cdnvr??切屑用時：=10mm， ， ， 1cot(1~2)2rDlkm??.8,45rDk??2lm?12l故 ，10.2in14895jwlt sfn?，10.621.3fjt s???， 1().(2)0.61bxjft s????117.djjfbxttts??12（2）擴孔切屑用量：取背吃刀量 ，由參考文獻[2]可查出，根據(jù) Z3040 立式鉆床，取進給0.9pam?量 ，切屑速度： ， ， ，則修正.62/fr25/mincv?0.8vk?.75lvk后的切屑速度 ，即'5.87.4cv?，104360./in19.swnrd??:查參考文獻[2]表 3.17，取 ，27/miw?故實際切屑速度為 。19.86.9/in00cdnvr???切屑用時：=10mm， ， ， 1cot(1~2)2rDlkm??.,45rDk?21l2lm?故 ，0.13in7.8.67jwlt sfn???，20.18.25fjt s?， 2().(1)0.6.54bxjft s??????2229.6djjfbxttts??（3）鉸孔切屑用量：取背吃刀量 ，由參考文獻[2]可查出，根據(jù) Z3040 立式鉆床，取進給0.1pam量 ，切屑速度： ， ， ，則修正.8/fr?8.2/mincv?0.8vk?.9lvk后的切屑速度 ，即'.2.9714cv?，107143.6/in0swnrd?:查參考文獻[2]表 3.17，取 ，97/miw?故實際切屑速度為 。206.9/in1cdnvr??切屑用時：=10mm， ， ， ， 1cot(~2)2rDlk??D?45rk?21lm?2l13故 ，12350.193.2min17.487jwlt sfn?????，30.6.4.fjt s?， 。3()12bxjft???33321.4djjfbxttts??工序 70 鉆 鉆 φ6H7mm 孔，鉆 φ10H7mm 孔至圖紙尺寸工件材料為 45 鋼，孔 mm，高速鋼鉆頭，查表 5.190.96??切削速度 ，進給量2/mincv?f.2m/r?則 100n63.5/in1.swrd??采用 Z3040 型立式鉆床 由表 3.17 得轉(zhuǎn)速 故實際切削54/inwr?速度為 9.654v1.3/min100wcdn??????ot2cot5.82rDlk????:1m39l該工序基本時間為 1239.10.42in5.5jnlt sf???125.064.3fts??1(.).617bxt?1 75jd??（1） 鉸 孔0.3?取背吃刀量 45 鋼 孔，查表 5.23.1pam切削速度 ，進給量 則4/incv?f0.8m/r?10.n5./in10s r??采用 Z3040 型立式鉆床 取轉(zhuǎn)速 故實際切削速度為392/inwr239v./i10wcdm??14由 45rk??9.860.12pDdam??查表 5.40 絞孔切入切出行程 1l25l?39lm該工序基本時間為 2239.0.17in.4s8jtnf????2t10.46.4f s??2()0.6.72sbx??2t.18jd?（3）倒角機床：Z525 鉆床刀具：倒角鉆頭量具：游標卡尺Ⅱ型夾具：專用夾具工序 90：粗、精銑寬度為 7mm 的槽。機床：銑床 KX52刀具：錯齒三面刃銑刀⑴ 粗銑槽切削深度 ：pa3.m?根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,根據(jù)參考文獻[1]2476?0.6/famz?表 查得切削速度 。302?/inV機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，102.1/i3.45rd????按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 7n?實際切削速度 ：v.0.5/106nms?進給量 ：fV.87/1.3/ffaZ?工作臺每分進給量 ： m.58infVs?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 20lm15刀具切入長度 ：1l0.5(~2)D??=63mm刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ： jt120631.05min8jmlf????⑵ 精銑槽根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,根據(jù)參考文獻[1].476?.8/faz?表 查得切削速度 ，302?23/inV?機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，1045./min.6rd???按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 。7?實際切削速度 ：v3.1.0/0ns??進給量 ：fV.8247.5/61.39/ffaZm工作臺每分進給量 ： m8infVs??被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 0l刀具切入長度 ：10.5(~2)lD??=81mm刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ： 2jt12081.23min.6jmlf????本工序機動時間： 125.ijjtt?工序 70. 按照圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差 無切削加工工序 80. 清洗，加工表面涂防繡油，入庫 無切削加工16總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計是在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，是一次對我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握情況的重要考察和檢驗，更是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際，分析并解決問題能力的重要內(nèi)容和階段。使我更好的掌握了 CAD 和 PROE 制圖軟件。這次畢業(yè)設(shè)計，其設(shè)計圖主要用 CAD 制圖軟件完成。自我感覺尚有很多不足和錯誤，首先，在設(shè)計夾具裝配件時過于匆忙，裝配連桿時放在了左手邊，不符合工人正常勞作習(xí)慣；其次是畢業(yè)設(shè)計前準備工作沒做好，在圖書館很多資料和文獻都沒能借到（早已借空了） ，在借閱同學(xué)的相關(guān)資料時沒有時間認真琢磨和分析相關(guān)信息和數(shù)據(jù)；最后就是畢業(yè)設(shè)計說明書的編寫過于匆忙，時間很緊，很多文字和標準，公式，數(shù)據(jù)，計算上的錯誤沒有時間一一改正（確實，在打這篇文稿，發(fā)現(xiàn)了很多錯誤和缺憾） 。畢業(yè)設(shè)計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過的知識聯(lián)系起來，運用到各個方面上去。同時，廣泛地運用設(shè)計手冊及各種參考資料，學(xué)會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；整個零件的加工過程是和其他同學(xué)分工完成的，集中體現(xiàn)了團隊精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設(shè)計中培養(yǎng)了我獨立分工合作的能力！為以后出身社會的工作打下基礎(chǔ)！1718參考文獻1.《機床夾具設(shè)計》 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社2.《機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社3.《機械制造工藝學(xué)》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社4. 《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社5. 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社3. 《機床夾具設(shè)計手冊》 王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?. 《機床專用夾具設(shè)計圖冊》南京市機械研究所 主編 機械工業(yè)出版社8. 《機械原理畢業(yè)設(shè)計手冊》 鄒慧君主編 機械工業(yè)出版社9.《金屬切削手冊》第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 上海科學(xué)技術(shù)出版社10.《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社11． 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 第三版 陳立德主編 高等教育出版社12． 《工程材料》 丁仁亮主編 機械工業(yè)出版社13． 《機械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書》 ， 機械工業(yè)出版社14． 《機床夾具設(shè)計》 王啟平主編 哈工大出版社15.《現(xiàn)代機械制圖》 呂素霞 何文平主編 機械工業(yè)出版社19致 謝經(jīng)過了的很長時間，終于比較圓滿完成了設(shè)計任務(wù)。回顧這日日夜夜，感覺經(jīng)過了一場磨練，通過圖書、網(wǎng)絡(luò)、老師、同學(xué)等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識。對所學(xué)知識的了解和使用都有了更加深刻的理解。此時此刻，我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計的思路并給我們講解了設(shè)計中用到的實際工程設(shè)計經(jīng)驗，從而使我們設(shè)計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會綜合應(yīng)用所學(xué)知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。同時也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計提供了重要保障。