連桿體的機械加工工藝規(guī)程的編制

1、目錄12342.1469.10.5.1III105.2IV135.3V135.4VI155.5VII165.6VIII175.7X195.8IX20226.1226.2246.32527281序言機械制造工藝及設(shè)備畢業(yè)設(shè)計是我們完成本專業(yè)教學(xué)計劃的最后一個極為重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使我們綜合運用所學(xué)過的基本課程，基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進行的一次基本訓(xùn)練。我們在完成畢業(yè)設(shè)計的同時，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊，圖冊等工具書，進行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)，所以我們要認(rèn)真對待這次綜合能力運用的

2、機會！2第一章課題簡介本零件主要用于連接和傳遞動力的場合，它要求的精度較高。其原始資料如下：零件材料：45 鋼技術(shù)要求：連桿體應(yīng)經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度為217 293HB生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)零件數(shù)據(jù)：見零件圖3第二章設(shè)計內(nèi)容2.1 零件分析零件的作用本零件的作用是用來連接和傳遞運動和動力的，且精度要求較高。零件的工藝分析由零件圖可知，主要加工表面有：（1）. 尺寸 55 上表面（2）. 尺寸 27 左表面（3）.38 的前后表面（4）. 70 的半圓孔（5）. 基準(zhǔn)面 1（6）. 基準(zhǔn)面 2（7）. 基準(zhǔn)面 3各表面的相互位置精度要求有：（1）. 孔 2 10.2 對尺寸 55 上表面的垂直度公差為

3、0.05 ；（2）. 70 的同軸度公差為0.005 ；（3）. 連桿體應(yīng)該經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，硬度為217293HB；由上述可知，各加工表面以尺寸 55 上表面、 38 前后表面為主，有較高的尺寸精度和較高的相互位置尺寸精度要求， 因此，擬訂 55 上表面、38 前后表面為主的工藝方案。為了保證各表面的相對位置精度要求，應(yīng)以基準(zhǔn) 1、基準(zhǔn) 2、基準(zhǔn) 3 為定位基準(zhǔn)，便于實現(xiàn)基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一。零件毛坯的選擇零件材料為45 鋼，考慮到零件的經(jīng)濟性和綜合性能要求，可選擇鑄件，可以保證加工精度要求。4零件的定位基準(zhǔn)面的選擇基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中重要的工作之一，基準(zhǔn)面選擇的正確與否，可以使加工質(zhì)量得

4、到保證，使生產(chǎn)力得到提高，否則，不但加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。（1）. 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇要保證粗基準(zhǔn)定位所加工出的精基準(zhǔn)有較高的精度，通過精基準(zhǔn)定位使后續(xù)各被加工表面具有較高的均勻的加工余量，并與非加工表面保持應(yīng)有的相對位置精度。在確定粗基準(zhǔn)時，要保證相對位置精度要求和加工表面余量合理分配原則，在本零件中，先以基準(zhǔn)面 2 為粗基準(zhǔn)，加工 18 圓，然后加工 20 的表面，以 18 的孔和基準(zhǔn)面 1 來加工 70 的上表面；在加工70 的上表面時，要保證其表面的 45 度要求，在以此基礎(chǔ)上，加工 70 的半圓孔，要注意 70 的同軸

5、度公差要求，要保證足夠的加工余量，然后對 R13 進行粗加工，在 70的表面上鉆倆個孔 2- 10.2 ，要保證兩孔的軸線與 70 的上表面的垂直度。（2）. 精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)應(yīng)考慮的主要問題是保證加工精度要求，特別是加工表面的相互位置精度要求，以及實現(xiàn)裝夾的方便、 可靠、準(zhǔn)確，要考慮到基準(zhǔn)重合原則， 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，互為基準(zhǔn)原則，自為基準(zhǔn)原則，保證工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，操作方便的原則。在本零件中，我選擇了基準(zhǔn)面2 作為精基準(zhǔn)，以粗糙度要求為12.5 來加工 18的孔，在鏜 18 孔的時候，要保證其加工精度要求，然后以18 孔來加工 55 上表面，55 上表面是精度要求較高的表面，其粗糙

6、度值為 0.8um，為了保證 55 上表面的精度，用銑刀對 55 上表面進行銑削加工；尺寸 38的前后表面加工要求較高， 粗糙度值為 0.8um，也需要進行銑削加工； 在對孔 10.2 進行第二次加工時， 要保證 10.2 的軸線與 55 上表面的垂直度公差為 0.05um，同時，也需要注意的是，在加工 70 的半圓孔時，要注意同軸度公差為 0.05um，同時也需要對基準(zhǔn)面 1 進行加工，但要求精度不高，在加工尺寸 38 前后表面時，其寬度在 38.1538.25 之間，在 70 的半圓上，有一個小槽，在加工 70 時，也需要加工這個小槽，這樣加工是為了便于實現(xiàn)基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而保證了零

7、件的加工質(zhì)量，并使夾具的設(shè)計和制造簡化！5第三章制定加工工藝路線擬訂零件的加工路線是制定工藝規(guī)程的總體布局，主要任務(wù)是選擇各表面的加工方法，及定位基準(zhǔn)，確定加工順序，各工序采用的機床設(shè)備和工藝裝備等。該零件是大批量生產(chǎn)， 可以采用機床配以專用夾具， 并適當(dāng)配置專用機床進行加工，工序以分散為主，某些工序可以適當(dāng)集中應(yīng)劃分加工階段，將粗加工和精加工分開；刀具和量具的選擇可以專用的與適用的相結(jié)合，根據(jù)以上分析，初步擬訂的工藝路線方案（一）如下：工序鑄調(diào)質(zhì)熱處理銑 20 的端面鉆，精鏜 18 的孔粗銑 55 上表面銑基準(zhǔn)面 1鉆 2- 10.2 的孔鏜 2- 10.2 的 孔粗銑 38 前后表面精銑

8、55 上表面和 38 前后表面鏜 70 的半圓和半圓上的小槽6檢查該方案符合分散原則，能將零件按照圖紙的技術(shù)要求加工出來，但經(jīng)過仔細分析，該方案需要改進，擬訂工藝路線方案（二）如下：工序鑄調(diào)質(zhì)熱處理鉆18孔擴18孔銑 20 的平面銑 55 上表面和 38 的前后表面磨 55 上表面和 38 的前后表面粗銑 70 的半圓和小槽，倒角精銑 70 的半圓和小槽，倒角鉆 2- 10.2的 孔鏜 2- 10.2的 孔檢查兩種工藝路線的比較：7上述的兩種加工工藝路線特點在于：第一種，由于工序分散加工比較繁瑣，但是步驟緊湊； 第二種，由于在 55 上表面和 38 的前后表面的精度用銑刀未必能夠達到，在第二種

9、方案中添加了磨這道工序，可以使零件的加工質(zhì)量得到有效的保證。根據(jù)以上兩種工藝路線方案的分析比較，可以從兩個工藝路線方案中，結(jié)合成為一個較為合理的工藝路線方案，其具體工藝路線如下：工序鑄調(diào)質(zhì)熱處理鉆. 擴. 鏜 18 的孔銑 20 的平面精銑 55 上表面和 38 的前后表面鉆 2- 10.02 的孔鏜 2- 10.02 的孔磨 55 上表面和 38 的前后表面粗銑 70 的半圓精銑 70 的半圓檢查8第四章機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定連桿體零件的材料是45 鋼，硬度為 217293HB，為大批量生產(chǎn)，所以采用鑄造的形式。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面機械加工余量，工序

10、尺寸及毛坯尺寸如下：1 內(nèi)孔 18 的加工鉆孔 17擴孔 17.85鏜孔 182Z=1.5mm2 尺寸 55 上表面和 38 的前后表面的加工(1). 按照 <<工藝手冊 >>, 取加工精度后 , 鑄件復(fù)雜系數(shù)S3, 則三個表面的單邊余量為 2.03.0mm，取 Z=2.0mm，鑄件的公差按工藝手冊 ，材質(zhì)系數(shù)取 M1，復(fù)雜系數(shù)為 Sn1，則鑄件的上偏差為 +1.3mm，下偏差為 -0.7 。(2). 磨削余量：單邊0.2mm，磨削的公差既零件的公差，為-0.1mm(3). 銑削余量：銑削的公稱余量（單邊）為Z=2.0-0.2=1.8mm銑削公差 :現(xiàn)規(guī)定本工序的加工精

11、度為IT11 級, 因此 , 可知本工序的公差為-0.2mm。由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此，所規(guī)定的加工余量其實是其名義上的加工余量，實際上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。3 .2 10.2 的加工毛坯為實心，不沖出孔，參照工藝手冊 ，來確定加工余量的分配：（1） . 鉆孔 9.8（2） . 鏜孔 10.29第五章確定切削用量及基本工時5.1工序鉆. 擴. 鏜 18 的孔鉆 18 的孔根據(jù)有關(guān)資料介紹， 利用鉆頭進行擴孔時， 其進給量與切削速度，與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量，與切削速度之間的關(guān)系為：f=(1.2-1.8)f鉆V=(12-13)V鉆式中 :f 鉆

12、V 鉆加工實心孔時的切削用量現(xiàn)已知，f 鉆=0.56mm/r（切削手冊）v鉆=19.25mm/min（切削手冊）并f=1.35 f鉆=0.76 mm/r按機床選取f=0.76 mm/rv=0.4 v鉆=7.7 mm/minns=1000v/3.14D=1000*7.7/3.14*41=59r/min10按機床選取nw=58 r/min所以實際切削速度為：V=3.14*41*58/1000=7.47m/min切削工時：l1=7mml2=2 mml=150 mmt=150+7+2/0.76*59=3.55 min擴 18 孔根據(jù) <<切削手冊 >>, 查得擴孔擴 18 孔時

13、的進給量 , 并根據(jù)機床規(guī)格選f=1.24mm/r擴孔時的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料，確定為：V=0.4 v鉆其中 v 鉆為用鉆頭鉆同樣的尺寸實心孔時的切削速度故=7.7r/minn=1000*7.7/3.14*4311=57r/min按機床選?。簄w=58 r/min切削工時：l1=3mml2=1.5 mmt=150+3+1.5/58*1.24=2.14min鏜 18 的孔機床：CA6140夾具：專用夾具刀具：鏜刀量具：塞規(guī)切削用量：ap=18-17.5/2=0.25mmf=0.2mm/rVs=15m/minns=1000*15/3.14*18=265r/min根據(jù)機床選?。簄=270r/m

14、inv=3.14*18*450/1000=25.4m/min切削工時：L=l+l1+l2=55mm12T1=55/0.2*450=0.6min5.2工序銑 20 的平面fz=0.08mm/齒切削速度：參考有關(guān)手冊，確定：V=0.45m/s=27m/min采用高速剛鑲齒三面刃銑刀dw=225mm齒數(shù) Z=20則ns=1000V/3.14 dw=1000*27/3.14*225=38r/min現(xiàn)采用 X63臥式銑床，根據(jù)使用說明書取nw=37.5r/min故實際切削速度為：V=3.14 dw nw/1000=26.5m/min當(dāng) nw=37.5r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fw 應(yīng)為：=6

15、0mm/min5.3工序精銑 55 上表面和 38 的前后表面13在精銑 55 上表面和 38 的前后表面時，需要保證尺寸38。所以選fz=0.05mm/齒 ( 參考切削手冊)切削速度：V=0.65m/s=39m/min(參考切削手冊)采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀dw=225mm 齒數(shù) Z=20則ns=1000V/3.14 dw=1000*39/3.14*225=55.2 r/min現(xiàn)采用 X63 臥式銑床，根據(jù)使用說明書取nw=56r/min故實際切削速度為：V=3.14 dw nw/1000=3.14*225*56/1000=39.564m/min當(dāng) nw=56r/min 時，工作臺的每分鐘進

16、給量 fw 應(yīng)為： fm=fzz/ nw=0.08*20*56=56mm/min查資料：剛好有fm=56mm/min，故選用該值。切削工時：由于是精銑，整個銑刀要銑過整個工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程：L=l+l1+l2=105mm則機動工時為：tm= l+l1+l2 /fm14=105/56=1.875min5.4工序鉆 2- 10.02 的孔在鉆 10.2 時，應(yīng)保證兩孔的中心距和與70 的垂直度。確定進給量 f ：根據(jù)切削手冊表2.7 ，當(dāng)鋼的剛度 800Mpa d0=10.2 時f=0.390.47mm/r由于本零件在加工 70.2 時，孔屬于低剛度零件故進給量 * 系數(shù) 0.75

17、則f=(0.39 0.47)*0.75=0.29 0.35mm/r根據(jù)雙軸鉆床說明書取f=0.25mm/r切削速度：V=1.8m/min所以ns=1000V/3.14 dw=1000*18/3.14*25=229r/min根據(jù)機床說明書15取nw=195r/min故實際切削速度為：V=3.14 dw nw/1000=3.14*225*195/1000=137.76m/min切削工時：L=l+l1+l2=45mmTm1= l+l1+l2 /fnw=45/195*0.25=0.92min5.5工序鏜 2- 10.02 的孔在鏜 2 10.2 孔時，要保證 2 10.2 孔的粗糙度為 6.3um。選

18、用機床：T740金剛鏜床單邊余量：Z=0.1mm，一次鏜去余量0.1mm進給量：f=0.1mm/r根據(jù)有關(guān)手冊，確定鏜床的切削速度為：V=1000m/min則nw=1000V/3.14D16=3122.268r/min由于 T740 鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工時的使用的轉(zhuǎn)速。切削工時：當(dāng)加工一個孔時l1=15mml2=5mml=25mmt=25+15+5/3122*0.1=0.14min所以加工兩個孔時的機動時間為：t=0.14*2=0.28min5.6工序粗銑 70 的半圓fz=0.08mm/齒（參考切削手冊表3-3 ）切削速度：參考有關(guān)手冊來確定：V=0.45m/s=2

19、7m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀17dw=225mm齒數(shù) z=20則ns=1000V/3.14 dw=1000*27/3.14*225=38r/min現(xiàn)采用 X63 臥式銑床，根據(jù)使用說明書取nw=37.5r/min故實際切削速度為：V=3.14 dw nw/1000=26.5m/min當(dāng) nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fw 應(yīng)為：=60mm/min查資料：剛好有 fm=60mm/min，故選用該值。切削工時：由于是粗銑，整個銑刀不要銑過整個工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程：L=l+l1+l2=105mm則機動工時為：tm= l+l1+l2 /fm=105/6018=1

20、.875min5.7工序磨 55 上表面和 38 的前后表面在加工此程序時，要保證38 的尺寸。選擇砂輪：見工藝手冊第三章中磨料的選擇表，結(jié)果為：WA46KV6P350*40*127其含義為：砂輪磨料為白剛玉，粒度為46 號，硬度為中軟1 級，陶瓷結(jié)合劑， 6 號組織，平型砂輪，其尺寸為：350*40*127（D*B*d）切削用量的選擇砂輪的轉(zhuǎn)速 n 砂=1500r/min( 見機床說明書 )V 砂=27.5m/s軸向進給量：fa= 0.5B=20mm（雙行程）工件速度：vw= 10m/min徑向進給量：fr=0.015mm/ 雙行程切削工時：當(dāng)加工 1 個表面時：19t1=2L62bk/10

21、00v fa fr(見工藝手冊表6.2-8)式中L加工長度 96mmB加工寬度 38mmZ單面加工余量0.2mmK系數(shù) 1.10V工作臺移動速度m/minfa工作臺往返一次砂輪軸向進給量mmfr工作臺往返一次砂輪徑向進給量mm所以t1 =2*96*38*1.1/1000*10*20*0.015=2.67min當(dāng)加工兩個端面時tm=2.67*2=5.34min5.8工序精銑 70 的半圓在精銑 70 的半圓時，要保證與 2- 10.2 的孔的軸線的垂直度，保證其公差帶要求。在所選的銑刀為立銑刀，有34 個刀齒組成。20根據(jù)切削手冊表3-3 ：fz=0.05m/齒切削速度：參考有關(guān)資料，確定V=0

22、.56m/s=33.6m/minDw225mmZ=4則ns=1000V/3.14 dw=1000*33.6/3.14*225=47.5r/min現(xiàn)采用 X63臥式銑床，根據(jù)使用說明書取nw=47r/min故實際切削速度為：V=3.14 dw nw/1000=3.14*225*47/1000=32.2m/min當(dāng) nw=37.5r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fw 應(yīng)為： fw=fzz nw=0.05*4*47=9.4mm/min切削工時tm= l+l1+l2 /fm=70/9.4=7.44min21第六章夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)討論，決

23、定將設(shè)計第道工序鉆2- 10.2 的鉆床夾具，本夾具將用于雙軸鉆床。6.1問題的提出本夾具主要用于 2- 10.2 孔，70 半圓孔對于兩個孔 2- 10.2 都有一定的技術(shù)要求，但在加工本工序時，兩孔尚未加工，而且這兩個端面在工序時還要進行加工，因此，在本工序加工時，主要應(yīng)該考慮如何提高生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是問題。夾具的設(shè)計1 . 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知， 70 對 2- 10.2 有垂直度要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為 2- 10.2 的中心線，為了使定位誤差為零， 應(yīng)該選擇以兩個 10.2 的孔為定位的自動定心夾具， 但這種自動定心夾具在結(jié)構(gòu)上過于復(fù)雜，因此，這這是只選用 10.2

24、兩孔為主要定位基面。為了提高加工效率，為了縮短輔助時間，準(zhǔn)備用氣動夾緊。2 . 切削力及夾緊力的計算刀具：采用硬質(zhì)合金鉆頭F=CfapXFfzaeUYfz/d0qfnWf （見切削手冊表3-28 ）其中Cf=65022Ap=3.1mmXF=1.0fz=0.08mmd0=225mmWf=0Ae=40（在加工面上測量近似值）Uf=0.86Qf=0.86Z=20Yf=0.72所以=1456N在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K1*K2*K3*K423其中K1：基本安全系數(shù)1.5K2：加工安全系數(shù)1.1K3：刀具鈍化系數(shù)1.1K4：斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以F=KFH= 2906.904

25、N選用汽缸斜鍥加緊機構(gòu)，鍥角a=10°，其結(jié)構(gòu)形式選用型，則擴力比I=3.42, 故由汽缸產(chǎn)生的實際夾緊力為：N 汽=3900i=3900 ×3.42 =13338N此時 N 汽所需要 5813.808N 的夾緊力，故本來夾具可安全工作。6.2定位誤差分析定位元件尺寸及公差的確定夾具的主要定位元件為10.2 兩孔，該定位 10.2 兩孔的尺寸與公差規(guī)定為本零件在工作時應(yīng)該有的公差。24（ 1） 計算 70+ 0.019的孔外端面銑加工后與兩孔2 10.2 的最大垂直度誤差。零件0兩孔與+ 0.019的最大間隙為70 0 max=+0.019-0=0.019mm當(dāng)定位孔的共度

26、取 100mm時，則上述間隙引起的最大傾角為 0.019/100 ，此即為由于定位而引起的 70+00.019 的半圓端對兩孔中心線而不起最大垂直度誤差。由70+00.019 孔要進行精加工，故上述垂直度誤差可以允許。6.3夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)注意提高該產(chǎn)品的生產(chǎn)率，為此，應(yīng)該先著眼于機動夾緊而不采用手動夾緊。因此這是提高產(chǎn)品生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇該夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大汽缸直徑，而這樣使整個夾具龐大。因此，應(yīng)首先改進降低切削力；目前采取措施有三：一 是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二 是選擇一種比較理想的斜鍥機構(gòu)，盡量增加該機構(gòu)的擴展力。三 是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮完全的工件壓力，以增加汽缸推力，結(jié)果本夾具總的感覺還比較緊湊。定位方案的設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計中的最關(guān)鍵一步。定位方案的25好壞，將直接影響加工精度和加工效率。定位方案一經(jīng)確定，夾具的其他組成部分也大體隨之而定，因此，對于定位方案必須慎重考慮，以滿足設(shè)計的要求。