單拐曲軸加工工藝及車連桿軸頸夾具設(shè)計【軸長384mm】

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XX大學(xué) 課程設(shè)計論文 單拐曲軸加工工藝及車連桿軸頸夾具設(shè)計 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 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(jìn)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(zhǔn)，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)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(jìn)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(jī)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(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 6 2.1零件的形狀 6 2.2零件的工藝分析 6 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 7 3.1 確定毛坯的制造形式 7 3.2 基面的選擇 7 3.3 制定工藝路線 8 3.3.1 工藝路線方案一 8 3.3.2 工藝路線方案二 9 3.3.3 工藝方案的比較與分析 10 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 11 3.4.1 機(jī)床選用 11 3.4.2 選擇刀具 11 3.4.3 選擇量具 11 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 3.6確定切削用量及基本工時 13 第四章 車連桿軸頸夾具設(shè)計 18 4.1 車床夾具設(shè)計要求說明 18 4.2車床夾具的設(shè)計要點 18 4.3 定位機(jī)構(gòu) 20 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 20 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 21 4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 21 4.6 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國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(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、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個全面的考核。正確地解決一個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)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 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。現(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，Φ80外圓，Φ120外圓，Φ96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；Φ80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 本單拐曲軸假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，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要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β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+α)（1+β)=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。考慮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，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇，對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，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。 對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，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，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 檢驗以上加工尺寸 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 檢驗 210 動平衡 曲軸動平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min 220 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 檢驗以上加工尺寸 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 檢驗 210 動平衡 曲軸動平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min 220 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 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設(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)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、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)計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，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 檢驗以上加工尺寸 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 檢驗 210 動平衡 曲軸動平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min 220 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 ①.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)計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序Ⅸ是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 ③.工序Ⅹ是磨零件左右外圓面,這兩個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 ①.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)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊》（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)。 ③.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》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號砂輪。 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：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測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》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種的性能比較，球墨鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，QT600-2密度ρ=7.2～7.3（），計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100~2000kg） 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) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 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30～50，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要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應(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 鑄造方法 公差等級CT 球墨鑄鐵 砂型手工造型 11~13 砂型機(jī)器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(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 6 澆注時位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側(cè)面 底 面 鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機(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 切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（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，與《機(jī)械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 （1） 銑曲軸兩端面并從兩面鉆中心孔時：（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 工時定額：由表7.4-1得鉆中心孔時機(jī)動時間為：lf=2/dxcotkr=2/22xcot120=18.7 T2=lw+lf/fxn=26.66+18.7/0.5x232=0.4min 由表3.3-1得：裝夾工件時間為1.1min 由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.76min， 由表3.3-3得：操作機(jī)床時間為： 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：測量工件時間為：0.1+0.14=0.24min T1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min 由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時間分別為：T3=53min、T4=15min T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： 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 工時定額： 由表3.3-1得：裝夾工件時間為1.1min 由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.76min， 由表3.3-3得：操作機(jī)床時間為： 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：測量工件時間為：0.1+0.14=0.24min T1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min 由表5.4-1得機(jī)動時間為：T2=0.07+0.06+0.04+0.03=0.2min 由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時間分別為：T3=53min、T4=15min T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： 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 工時定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=53min T4=15min T基=91.6x5/167x1.3x2.6=0.81min T總=T1+T2+T3+T3+T基=74.62min (4)半精車主軸頸右端時： 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 工時定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15min T基=lz/nfap=410.8x5/346x0.1x2=29.7min T總=T1+T2+T3+T4+T基=103.5min (5)半精車主軸頸左端時： 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 工時定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15min T基=93.6x5/346x0.1x2=6.8min T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 工時定額：由表3.3-21得裝夾工件時間為0.6min 由表3.3-23得操作時間為0.02+0.02+0.05+0.05+0.01=0.15min 由表3.3-24得測量工件時間為0.14min T1=0.6+0.4+0.15+0.14=1.29min T2=0.2min T3=56min T4=15min T基=lz/nfap=163.5x5/139x1.2x4.6=1.1min T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v=120m/min 則n=318v/d=318x120/270.5=142r/min 工時定額：由表6.4-1得T2=lw+l1+l2/vf=313+10+10/0.25x142=9.4min 由表3.3-7得操作時間為：0.83min 由表3.3-8得測量工件時間為：0.14min T1=2.27min T3=51min T4=15min T基=lz/nfap=313x5/142x0.25x4.5=9.8min T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 工時定額： 當(dāng)鉆φ20深230油孔時：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φ20 深160油孔時：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φ10 深200油孔時: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得裝夾工件時間為0.17min 由表3.3-10得松卸工件時間為0.15min 由表3.3-11得操作時間為0.4min 由表3.3-12得測量工件時間為0.04min T1=0.76min T3=47min T4=15min T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得裝夾工件時間為0.11min 由表3.3-6得松卸工件時間為0.1min 由表3.3-7得操作時間為0.68 min 由表3.3-8得測量工件時間為0.18min T1=1.07min T3=51min T4=15min T基=lz/nfap=179.7x10/149x0.3x9.7=4.2min T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 工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸工件時間為：0.19min 0.10min 由表3.3-15得操作時間為0.37min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08min T1=0.74min T基=403x0.4/64x0.5x0.4=13min T3=60min T4=15min T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 工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時間為0.19 min 0.10 min 由表3.3-15得操作時間為0.37min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08min T1=0.74min T3=60min T4=15min T基=94x0.4/64x0.5x0.4=3min T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 工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時間為0.09 min 0.08 min 由表3.3-15得操作時間為0.39min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08min T1=0.64min T3=60min T4=15min T基=164x0.4/64x0.5x0.4=5.2min T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 工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時間為0.19 min 0.10 min 由表3.3-15得操作時間為0.41min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08min T1=0.78min T3=60min T4=15min T基=270x0.5/26x0.6x0.5=17.3min T總=93.1min （14）擴(kuò)孔φ32 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得裝夾工件時間為0.17min 由表3.3-10的松卸工件時間為0.15min 由表3.3-11得操作機(jī)床時間為0.42 min 由表3.3-12得測量工件時間為0.05min T1=0.79min T3=47min T4=15min T基=45x32/208x1x45=0.16min T總=63.25min 第四章 車連桿軸頸夾具設(shè)計 4.1 車床夾具設(shè)計要求說明 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)計的心軸；專用夾具通常可分為心軸式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運動 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，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。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個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)運動，夾具做進(jìn)給運動。 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)計要點 （1）定位裝置的設(shè)計特點和夾緊裝置的設(shè)計要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時，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。 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，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，同時會使主軸振動。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或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，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)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)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0.05～0.1mm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)計夾具時應(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 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自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計夾具模型如下： 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方向的移動自由度，X,Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，支撐釘限制了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度?？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，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下： 1. 夾緊時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、不轉(zhuǎn)動、不震動，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)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，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，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，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，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 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因為夾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。 （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、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?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理，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，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，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對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現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時，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)工件和夾具上個元件相對機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，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，對于重量不對稱的夾具，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，必要時應(yīng)該加防護(hù)罩。 總 結(jié) 課程設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(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)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(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)計的機(jī)會，它將是我們課程設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。 致 謝 這次課程設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，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，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計。 這次課程設(shè)計成績的取得，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)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、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)計手冊[M]，上海：上?？茖W(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)計指導(dǎo)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］?；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[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[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)計手冊［Ｍ］。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)計手冊［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 [12] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊[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)測量[M]，中國計量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[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