小連桿加工工藝及鉆φ3.7孔夾具設(shè)計(jì)

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題目所給的零件典型零件的一種——連桿。連桿在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中起著傳遞動(dòng)力和連接運(yùn)動(dòng)的重要作用。其在各類機(jī)械中都有著廣泛的應(yīng)用，如：車輛的轉(zhuǎn)向連接處、起重機(jī)的推桿等等，而且他還可以承受一定的拉力，具有良好的平均載荷的能力。連桿的截面積很小 但是，卻可以傳遞很大的力，且加工簡單，因此，在傳遞動(dòng)力的場合大多選用連桿機(jī)構(gòu)。 1.1.2 零件的工藝性分析 連桿結(jié)構(gòu)總共有兩類加工表面?，F(xiàn)分述如下： （1）兩連接頭處的平面，，即圖中尺寸8和尺寸14兩個(gè)厚度以及期間的距離11-0.150 都是在加工兩端面的過程中要考慮到的。其中尺寸線都出自小端的一邊可以將該面作為端面加工的基準(zhǔn)從而對(duì)與其相聯(lián)系的相關(guān)尺寸進(jìn)行控制及驗(yàn)收。 （2） 兩個(gè)主要受力面即兩個(gè)∮7.94+0.0160的孔，兩個(gè)孔是本零件的關(guān)鍵尺寸，和其位置尺寸39.5±0.1需首要保證的。以它們?yōu)榛鶞?zhǔn)加工其他部分才能保證本件的正確性。再就是三個(gè)潤滑孔Ф1、∮2.5、∮3.7和M3.5×0.35-6H。 由以上分析知道：對(duì)于這兩組加工面而言，可以先半精加工其中兩個(gè)∮7.94+0.0160的面，找到該零件的精基準(zhǔn)，然后借助于專用的夾具加工另一組表面，和打潤滑孔，從而保證它們之間的位置精度要求。 1.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，零件為連桿用來承受一定的拉壓力并且受變換的載荷，再者考慮其生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批大量，而且它的內(nèi)外形狀亦非太復(fù)雜，而且外型尺寸不大。故選用金屬型澆注成型，其大體形狀鑄出，這對(duì)節(jié)約成本，保證質(zhì)量也是有利的。 第2章：擬定零件加工的工藝路線 2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)只分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。 2.1.1精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)重保證零件的加工精度，特別是加工表面的相互位置精度來考慮，同時(shí)也要考慮到裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)方便。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循下列原則： ①“基準(zhǔn)重合”原則 即應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 ②“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 即應(yīng)盡可能選擇加工工件的多個(gè)表面時(shí)都能使用的一組定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這樣就便于保證各加工表面的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換說產(chǎn)生的誤差，并能簡化夾具的設(shè)計(jì)制造。 ③“互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度以及他們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí)，可以采取互為基準(zhǔn)的原則，反復(fù)多次進(jìn)行加工。 ④“自為基準(zhǔn)”原則 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，再加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，而該表面與其他表面之間的位置精度則有先行工序保證。 2.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇主要影響不加工表面與加工表面的相互位置精度，以及加工表面的余量分配。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)必須注意以下幾個(gè)問題： ① 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置精度要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果工件上由很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 ② 必須首先保證工件上的某種要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 ③ 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡量平整光潔，不應(yīng)有飛邊、澆口、冒口等缺陷。 ④ 粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。 2.2 加工路線的擬定 擬定機(jī)械加工工序，要依照“先粗后精”“先主后次”，“先面后孔”加工連桿零件的原則。必要的熱處理、檢驗(yàn)等輔助工序安排在各加工階段之間。 加工階段的劃分 （1） 粗基準(zhǔn)的選擇 按有關(guān)原則（當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)該以不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)該以與加工表面要求相對(duì)位置精度要求較高的不加工表面為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)取寬度為8處的一端為粗基準(zhǔn)定位。 （2） 精基準(zhǔn)的選擇 按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則）由基準(zhǔn)重合原則取寬度為8的∮7.94+0.0160的中心線為精基準(zhǔn)定位。 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì): 本零件的加工有內(nèi)孔、端面、外圓以及螺紋材料為HT200，針對(duì)本零件現(xiàn)對(duì)各個(gè)加工面選擇如下的加工方法： 1、∮7.94+0.0160 mm的內(nèi)孔面，經(jīng)查∮7.94H7上偏差+0.015下偏差0與本要求差0.001，對(duì)于一般的機(jī)械傳動(dòng)可以忽略這點(diǎn)誤差，將其表面粗糙度定為1.6，這在一般的配合面中也足夠使用，針對(duì)這種小孔徑，無法用車、鏜的方法實(shí)現(xiàn)，故此處可選擇先鉆孔然后在精鉸的方法； 2、兩頭的四個(gè)端面 端面加工一般的選擇是銑削或者車刨削，這里本零件的加工端面非常的小，銑削或者刨削加工端面的優(yōu)點(diǎn)難以發(fā)揮，故本處選用車削的方法，因其兩面必定與其他表面接觸、配合，所以定其表面粗糙度值為6.3，以滿足一般表面的相互作用； 3、外圓止口∮10臺(tái)階 對(duì)于外回轉(zhuǎn)表面我們選擇的加工方法一般是車削。本工位尺寸輸未注公差，可選擇粗車，表面粗糙度值取12.5。 4、∮1、∮2.5、∮3.7等孔 考慮這些孔的作用是潤滑孔其位置和尺寸精度的要求并不高，可用鉆床一次鉆出，表面粗糙度值取12.5。 5、螺紋孔M3.5×0.5-6H 螺紋很小且深度也很小，可以考慮手工攻絲。 制定工藝路線： 由于大批大量的生產(chǎn)，故采用專用的夾具及盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，以降低成本。 （1） 工藝路線方案一 工序 1 粗車大頭端和小頭端4個(gè)端面； 工序 2 鉆內(nèi)孔Ф7.94； 工序 3 精車大頭端和小頭端4個(gè)端面，車外圓Ф10； 工序 4 鉆Ф2.5、Ф3.7孔；鉆Ф1孔； 工序 5 鉸內(nèi)孔Ф7.94及倒角； 工序 6 攻M3.5×0.5-6H； 工序 7 去毛刺，終檢。 （2） 工藝路線方案二 工序 1 劃線，找孔Ф7.94中心； 工序 2 鉆內(nèi)孔Ф7.94； 工序 3 車外圓Ф10及其端面； 工序 4 精車大頭端和小頭端4個(gè)端面； 工序 5 劃潤滑孔線； 工序 6 鉆Ф2.5、Ф3.7孔；鉆Ф1孔，； 工序 7 打M 3.5×0.5孔并攻絲； 工序 8 鉸內(nèi)孔Ф7.94及倒角； 工序 9 去毛刺，終檢。 以上加工方案大致看來還是合理的，但通過相互比較來看，方案一：雖然，首先保證了兩個(gè)關(guān)鍵孔的垂直度但是卻無法確定基準(zhǔn)空的中心位置，從而得在另一工序中才能加工確定四個(gè)端面和外圓止口的尺寸；方案二：先確定了兩個(gè)關(guān)鍵孔的位置，接著精加工其位置精度，也可以保證他的垂直度，同時(shí)也更滿足設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。為了更好的保證加工精度和節(jié)約成本，現(xiàn)選用第二套工藝方案加工該零件。 第3章：機(jī)械加工余量及工序尺寸的確定 3.1 選擇刀具 本零件粗加工孔的時(shí)候可以使用硬質(zhì)合金麻花鉆； 粗車外圓的時(shí)候使用硬質(zhì)合金外圓車刀 粗車及精車端面和止口端面的時(shí)候使用硬質(zhì)合金端面車刀 攻M3.5×0.5螺紋的時(shí)候使用手用絲錐。 3.2 選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用的量具。選擇量具的方法有兩種：一、按計(jì)量器具的不確定度選擇；二、按計(jì)量器具的測量方法極限誤差選擇；選擇時(shí)采用其中的一種方法即可。 在測定兩端面的距離值和其相對(duì)位置時(shí)，可選用游標(biāo)卡尺，因?yàn)槠湎鄬?duì)位置尺寸110-0.15，可選用分度值為0.02mm的卡尺，同時(shí)，該卡尺還可以測量Ф10外圓的自由公差和尺寸值39.5±0.1的距離值。 測量內(nèi)孔的時(shí)候，因?yàn)椐?.94的孔經(jīng)過了鉆，鉸兩道工序，所以在粗加工時(shí)可以使用內(nèi)徑百分尺測量，分度值為0.02mm，鉸孔后可以選用合適孔徑的圓柱塞規(guī)。 3.3 確定工序尺寸及加工余量 確定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注，當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，工序尺寸應(yīng)該由工藝尺寸鏈來解出。 孔Ф7.94的工序尺寸 鉆Ф7.5±0.05，鉸孔至∮7.94+0.0160 mm 端面尺寸 小端 毛坯厚度11加工至8 大端 毛坯厚度17加工至14 本零件的外圓表面需要加工的很少，故其兩頭四個(gè)端面的加工余量定為單邊1.5；內(nèi)孔劃線后鉆出。 確定切削用量以及基本工時(shí) 工序2 根據(jù)劃線確定的位置鉆孔Ф7.94至Ф7.5 （1） 加工條件：HT200鑄件 加工要求：鉆 機(jī)床：Z 512臺(tái)式鉆床 刀具： 硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆（GB10946-89） （2） 計(jì)算切削用量 ① 鉆孔φ7.5 刀具選用硬質(zhì)合金錐柄麻花，鉆頭直徑7.5 ，鉆2個(gè)通孔，使用切削液。由于孔徑和深度都不大宜采用手動(dòng)進(jìn)給。根據(jù)相關(guān)資料暫定f=0.05 由《金屬切削實(shí)用手冊》可查得v=15m/min ， 根據(jù)Z 512臺(tái)式鉆床選擇主軸完成轉(zhuǎn)速： Ns===636.6r/min 根據(jù)機(jī)床說明書 Nw=760r/min 則： 實(shí)際的切削速度為 ： v= 則 切削工時(shí)為： l1=2 ，l2=4 。l= 11 t= l1=2 ，l2=4 。l= 17 t= ② 粗車φ10外圓， 材料 HT200 方法 車 機(jī)床 C336K-1 切削深度：單邊余量Ｚ＝1mm，可以一次性切除， 　進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊》表１.４　選用　f＝０.５mm／r， 　　　　　　　查的切削速度為100m/min　見《切削手冊》表1.10* 切削速度的修正系數(shù)為ksv=0.8，ktv=0.65，krv=0.81，kTv=1.15，kMv=1.0，（見表1.28*） VC=100×0.8×0.65×0.81×1.15 (m/min)　　　　 ＝48.438 m／min 確定主軸轉(zhuǎn)速：　　ns＝＝＝1541（r／min） 　按機(jī)床取n＝2000r／min，　　實(shí)際切削速度為： 　　　　　　　V＝＝＝62.8m／min　 　切削工時(shí)　　　　t=,l=1,L1=2,L2=0,L3=5 故　t==0.01s 即單面的車削時(shí)間是0.01s 車φ 10外圓端面l＝ 則　　t＝＝0.001s 總時(shí)間t=4×0.001=0.004s 以上加工方案祥見機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。 第4章 專用夾具的設(shè)計(jì) 本人針對(duì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)了如下兩套專用夾具： 4.1 斜鉆孔專用夾具 在本零件的加工過程當(dāng)中，出現(xiàn)了一些特殊位置的孔需要加工。如：尺寸φ3.7、尺寸φ2.5等，這些孔的位置和形狀的精度要求并不高，因此通過劃線找正即可。本夾具由兩個(gè)M6的螺栓來實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的定位和夾緊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的準(zhǔn)確加工。因?yàn)榱慵恼w尺寸較小，加工尺寸也不大，所以本夾具只要工人手工抓緊即可，簡便且有效。 4.2 鉸兩個(gè)φ7.94孔 在本零件中，這兩個(gè)孔是加工的關(guān)鍵所在。本夾具通過已經(jīng)加工的兩個(gè)端面定位，由斜面方向夾緊，在鉆模板的導(dǎo)引下對(duì)工件進(jìn)行加工，從而保證零件的加工精度。本夾具為活動(dòng)式，因?yàn)榱慵恼w尺寸較小，加工尺寸也不大，所以本夾具只要工人手工抓緊即可，簡便且有效。 結(jié)論 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在本次設(shè)計(jì)中，我查了大量的資料，在網(wǎng)上也搜索了很多相關(guān)的典型零件的工藝規(guī)程等內(nèi)容，在我設(shè)計(jì)困難的時(shí)候，我得到了我的導(dǎo)師和多位院里老師的指導(dǎo)和幫助，同學(xué)們也給了我很大的支持和啟發(fā)，因此，我的設(shè)計(jì)與老師同學(xué)的幫助是分不開的，在這里，我對(duì)幫助過我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師和同學(xué)表示真摯的感謝。 我的課題題目是：小連桿的工藝規(guī)程和專用夾具設(shè)計(jì)。這是我第一次全方位的對(duì)所學(xué)科目的運(yùn)用。從中發(fā)現(xiàn)了很多以前沒有注意到的問題，也學(xué)到了很多的處理生產(chǎn)問題的技巧和方法，我覺得本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我而言，非常重要。既是對(duì)我大學(xué)三年的學(xué)習(xí)總結(jié)，也是為以后在工廠工作打下基礎(chǔ)。在本次設(shè)計(jì)中，在老師的指導(dǎo)下，我完成了本次設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)了新的知識(shí)，很感謝學(xué)校為我創(chuàng)造這個(gè)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。 本次設(shè)計(jì)中，我查閱了大量的書籍，在此，對(duì)所有機(jī)械書籍的作者表示感謝。沒有他們的辛勤勞動(dòng)，不可能完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。由于我的知識(shí)有限，而且設(shè)計(jì)中實(shí)際生產(chǎn)的知識(shí)，因此，有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望答辯時(shí)專家和老師們能給我指出，對(duì)此表示感謝。 致謝： 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們將設(shè)計(jì)主要分為兩大部分進(jìn)行：工藝編制部分和夾具設(shè)計(jì)部分。 在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。其中，工序機(jī)床的進(jìn)給量，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度需要計(jì)算并查手冊確定。 在夾具設(shè)計(jì)部分，首先需要對(duì)工件的定位基準(zhǔn)進(jìn)行確定，然后選擇定位元件及工件的夾緊，在對(duì)工件夾緊的選擇上，我用了兩種不同的夾緊方法，即：粗銑下平面用的是螺釘壓板夾緊機(jī)構(gòu)，粗銑前后端面時(shí)用的是氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，兩種方法在生產(chǎn)中都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，但都廣泛運(yùn)用在生產(chǎn)中。然后計(jì)算銑削力以及夾緊工件需要的夾緊力，這也是該設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)三年所學(xué)的知識(shí)有了一次全面的綜合運(yùn)用，也學(xué)到了許多上課時(shí)沒涉及到的知識(shí)，尤其在利用手冊等方面，對(duì)今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，指導(dǎo)老師XXX老師在大多數(shù)時(shí)間犧牲自己的寶貴休息時(shí)間，對(duì)我們進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo)，我對(duì)他們表示衷心的感謝！老師，您辛苦了！ 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我基本完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，但是，我知道自己的設(shè)計(jì)還有許多不足甚至錯(cuò)誤，希望老師們能夠諒解，謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8 [2] 趙志修 主編 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