连杆槽零件的加工工艺,设计槽45的铣床夹具要求加工2-3件一次

机械制造技术课程设计说明书
设计题目：制造连杆槽零件的加工工艺，设计
槽45的铣床夹具要求加工2-3件一次
专 业：机械电子工程
班 级：机电12-3
学 号：1230120304
姓 名：陈哲
指导教师：张中然
机械工程系
2015年 11 月 20 日
序
机械制造技术基础学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过对此门学科的课程设计，使我在下述各方面得到了锻炼：
片型号：wk.baidu.com403
切削深度 ：
进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～52，取 。
切削速度 ：参照参考文献[3]表2.4～53，取 。
机床主轴转速 ：
按照参考文献[3]表3.1～31，取
所以实际切削速度 ：
切削工时
被切削层长度 ：
刀具切入长度 有：
刀具切出长度 ： ，取
走刀次数为1
机动时间 ：
⑶铰孔
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。
第1章零件的分析
1.1
题目所给的零件是连杆。它位于变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
（二）零件的工艺分析
CA6140车床共有四处加工表面，其间有一定位置要求。
分述如下：
1）以φ25孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ25 的孔，以及其右端面。
按照参考文献[3]表3.1～74，取
实际铣削速度 ：
进给量 ：
工作台每分进给量 ：
：根据参考文献[3]表2.4～81,取
切削工时
被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ，
刀具切入长度 ：
刀具切出长度 ：取
走刀次数为1
机动时间 ：
机动时间 ：
所以该工序总机动时间
工序40：粗铣、精铣下端面
机床：铣床X52K
刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料： ， ，齿数8，此为细齿铣刀。
1、能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。
2、提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。
连杆为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：
（1）由于模锻件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。
（2）为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。
3、学会使用手册及图表资料。
4、培养了一定的创新能力。
通过对CA6140拔叉的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如《互换性与测量技术基础》、《机械设计》、《金属切削机床概论》、《机械制造工艺学》、《金属切削原理与刀具》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！
(5)加工原则:
1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——连杆下端面
2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
3）遵循“先主后次”原则.
4）遵循“先面后孔”原则.
1.3
制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。
（1）钻孔Φ25
切削深度 ：
进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～38，取 。
切削速度 ：参照参考文献[3]表2.4～41，取 。
机床主轴转速 ：
，
按照参考文献[3]表3.1～31，取
所以实际切削速度 ：
切削工时
被切削层长度 ：
刀具切入长度 ：
因其单边余量：Z=2.2mm
所以铣削深度 ：
精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm
铣削深度 ：
每齿进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～73，取 根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度
每齿进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～73，取 ：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度
机床主轴转速 ：
实际切削速度 ：
进给量 ：
工作台每分进给量 ：
被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ，
刀具切入长度 ：
=81mm
刀具切出长度 ：取
走刀次数为1
机动时间 ：
本工序机动时间：
第2章铣槽夹具设计
2.1
利用本夹具主要用来粗、精铣铣宽度为45mm的槽，该槽对孔的中心线要满足对称度要求以及其槽两边的平行度要求。在铣此槽时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。
2.2
由零件图可知：在对槽进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工
方案Ⅱ：选一面两销定位方式， 工艺孔用短圆柱销， 用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。
通过比较分析只有方案Ⅱ满足要求，孔 其加工与孔 的轴线间有尺寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。
2.3
刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金）
，
按照参考文献[3]表3.1～74，取
实际切削速度 ：
进给量 ：
工作台每分进给量 ：
被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ，
刀具切入长度 ：
=63mm
刀具切出长度 ：取
走刀次数为1
机动时间 ：
（2）精铣槽
根据参考文献[3]表 查得：进给量 ,根据参考文献[1]表 查得切削速度 ，
机床主轴转速 ：
，
按照参考文献[3]表3.1～74，取 。
（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，应该进行尺寸互算。
（3）加工阶段的划分
该连杆加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
(4）工序的集中和分散
本连杆选用工序集中原则安排连杆的加工工序。该连杆的生产类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工装、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。
所以实际切削速度 ：
切削工时
被切削层长度 ：
刀具切入长度 有：
刀具切出长度 ： ，取
走刀次数为1
机动时间 ：
（3）铰孔
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。
进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～58， 取 。
切削速度 ：参照参考文献[3]表2.4～60，取 。
按照参考文献[3]表3.1～31取
（3）模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构。
（4）模锻件的整体结构应力求简单。
（5）工艺基准以设计基准相一致。
（6）便于装夹、加工和检查。
（7）结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。
在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类
工艺路线方案：
10锻造锻造开料
20时效处理时效处理
30铣粗铣、精铣上端面
40铣粗铣、精铣上端面
50钻、铰Φ13孔1)钻Φ13孔；2)铰Φ13孔
60钻扩铰钻扩铰Φ25孔
70铣槽铣宽度为45mm的槽
80钳工去毛刺
90检验检验入库
1.4
连杆的锻造采用的是45钢模锻制造，其材料是45，生产类型为中批量生产，采用模锻毛坯。
进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～58， 取 。
切削速度 ：参照参考文献[3]表2.4～60，取 。
按照参考文献[3]表3.1～31取
切削工时
被切削层长度 ：
刀具切入长度 ，
刀具切出长度 ： 取
走刀次数为1
机动时间 ：
该工序的加工机动时间的总和是 ：
工序60：钻扩铰Φ25孔。
机床：立式钻床Z525
加工该孔的工艺是：钻——扩——铰
（3）粗、精铣45槽
参照参考文献[1]表21～5，得其槽边双边粗加工余量2Z=45mm，再由参照参考文献[1]表21～5的刀具选择可得其极限偏差
1.6
工序30：粗铣、精铣上端面。
机床：铣床X52K
刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料： ， ，齿数 ，此为粗齿铣刀。
切削工时
被切削层长度 ：
刀具切入长度 ，
刀具切出长度 ： 取
走刀次数为1
机动时间 ：
该工序的加工机动时间的总和是 ：
工序5：粗、精铣宽度为45mm的槽。
机床：双立轴圆工作台铣床
刀具：错齿三面刃铣刀
（1）粗铣槽
切削深度 ：
根据参考文献[3]表 查得：进给量 ,根据参考文献[1]表 查得切削速度 。
机床主轴转速 ：
（1）钻孔Φ13
切削深度 ：
进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～38，取 。
切削速度 ：参照参考文献[3]表2.4～41，取 。
机床主轴转速 ：
，
按照参考文献[3]表3.1～31，取
所以实际切削速度 ：
切削工时
被切削层长度 ：
刀具切入长度 ：
刀具切出长度 ： 取
走刀次数为1
机动时间 ：
（2）扩孔
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。
刀具有关几何参数：
由参考文献[5]5表1～2～9可得铣削切削力的计算公式：
有：
根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即：
1.2
定位基准是影响连杆零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
按照参考文献[3]表3.1～31，取
实际铣削速度 ：
进给量 ：
工作台每分进给量 ：
被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ，
刀具切入长度 ：精铣时
刀具切出长度 ：取
走刀次数为1
机动时间 ：
机动时间 ：
所以该工序总机动时间
工序3：钻、扩、铰Φ13孔。
机床：立式钻床Z525
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。
2）以φ55为中心的加工表面
3）斜面的加工
4）拨槽的加工
由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
三.工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200，考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它机器那么频繁。但是，零件在工作过程中，也经常要承受变载荷及冲击性载荷，且它的外型复杂，不易加工。因此，应该选用铸件以提高劳动生产率，保证精度，由于零件的年生产量为5000件已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属型铸造，这样可以提高生产率，保证精度。
形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。
1.5
（1）连杆底平面和大头孔上平面的偏差及加工余量计算
底平面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：
粗铣：由参考文献[4]表11～19。其余量值规定为 ，现取 。查[3]可知其粗铣时精度等级为IT12，粗铣平面时厚度偏差取
精铣：由参考文献[3]表2.3～59，其余量值规定为 。
（2）小头孔的偏差及加工余量计算
参照参考文献[3]表2.2～2，2.2～25,2.3～13和参考文献[15]表1～8，可以查得：
孔 ：
钻孔的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。
扩孔的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。
铰孔的精度等级： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。
钻 孔
参照参考文献[3]表2.3～47，表2.3～48。确定工序尺寸及加工余量为：
刀具切出长度 ： 取
走刀次数为1
机动时间 ：
（2）扩孔
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。
片型号：E403
切削深度 ：
进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～52，取 。
切削速度 ：参照参考文献[3]表2.4～53，取 。
机床主轴转速 ：
按照参考文献[3]表3.1～31，取
因其单边余量：Z=2.2mm
所以铣削深度 ：
精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm
铣削深度 ：
每齿进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～73，取 ：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度
每齿进给量 ：根据参考文献[3]表2.4～73，取 根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度
机床主轴转速 ：