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1、毕业实践工作对于每一位即将毕业的毕业生来说都是非常重要的，它对我们以后走上工作岗位很有帮助。对于我们机电专业来说，在以后的工作中经常要做关于夹具的设计工作，在这里，我以连杆零件为例，对它的工艺过程和夹具进行设计。做毕业设计可以把以前所学的知识加以综合运用，起到巩固学到的知识的作用，从而提高分析，解决问题的能力。因此，认真的完成毕业设计是很有必要的。机械制造工艺规程的制定需选择机械加工余量，机械加工余量的大小，不仅影响机械零件的毛坯尺寸，而且也影响工艺装备的尺寸，设备的调整，材料的消耗，切削用量的选择，加工工时的多少。因此，正确的确定机械加工余量，对于节约金属材料，降低刀具损耗，减少工时，从而降
2、低产品制造成本，保证加工质量具有十分重要的意义。在这次设计过程中，广泛的收集各种资料及标准，课程设计中另一个重要的设计为专用夹具的设计。专用夹具的设计是为了特殊加工工序的技术要求的加工。夹具是机械制造厂使用的一种工艺装备,分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备，称机床夹具，如车床上使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用的平口虎钳等。一、机床夹具在机械加工中的作用对工件进行加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，首先要将工件装夹好。工件的装夹方法有两种：一种
3、是工件直接装夹在机床的工作台或花盘上；另一种是工件装夹在夹具上。采用第一种方法夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，一般用于小批生产。批量较大时，大都用夹具装夹工件。用夹具装夹工件有下列优点：（1） 能稳定地保证工件的加工精度用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。（2） 能提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用
4、量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高生产率。（3） 能扩大机床的使用范围（4）能降低成本在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显地降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上，每个工件增加的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。二、机床夹具的分类机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有以下几种。1. 按夹具的使用特点分类（1） 通用夹具已经标准化的，可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，如
5、三爪定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工作台等。这些夹具已作为机床附件的专门工厂制造供应，只需选购即可。（2）专用夹具专门为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。专用夹具一般在批量生产中使用。（3）可调夹具夹具的某些元件可调整或可更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。它还分为通用可调夹具和成组夹具两类。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 19 页（4）组合夹具采用标准的组合夹具元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。（5）拼装夹具用专门的标准化、系列化的拼装夹具而成的夹具，称为拼
6、装夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它的基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。此类夹具更适合在数控机床上使用。2.按使用机床分类夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其它机床夹具等。3.按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。三、机床夹具的组成机床夹具的种类和结构虽然繁多，但它们的组成均可概括为下面几个部分。1. 定位装置定位装置的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2. 夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保
7、证工件在加工过程中受到外力作用是不离开已经占据的正确位置。3. 对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。4. 连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。5. 夹具体夹具体是机床夹具的基础件。6. 其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。如需加工按一定规律分布的多个表面时，常设置分度装置；为能方便、准确地定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。四、本设计的任务本设计的任务是：1.设计零件的工艺规程以及对典型夹具进行结构分析与精度分析 2.设计出夹具装配图3.通过本课程的设计使学生具有一定的设计专用夹具的能力和分析生产中与夹具有关
8、的技术问题的能力。第一章连杆零件机械加工工艺规程的编制第一节 计算生产纲领，确定生产类型一、计算生产纲领，确定生产类型生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 19 页零件生产纲领可按下式计算。 N=Qn（1+a%）（1+b%）根据教材中生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系，确定其生产类型。如图，为某产品上的一个连杆零件。该产品年产量为5000 台。设其备品率为25%，机械加工废品率为0.2%，
9、每台产品中该零件的数量为1 件，现制定该连杆零件的机械加工工艺规程。 N=Qn（1+a%）（1+b%） =5000*1*（1+25%）（1+0.2%） =6262.5 件/年连杆零件的年产量为6262.5 件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献，确定其生产类型为大量生产。连杆零件工件图大量生产的工艺特征：1)零件的互换性：具有广泛的互换性，少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。2)毛坯的制造方法和加工余：广泛采用金属模机器造型，铸或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。3)机床设备及其布置形式：广泛采用商效专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。4)工
10、艺装备：广泛采用高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法达到精度要求。5)对工人的技术要求：对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求较低。6)工艺文件：有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡。7)成本：较低。8)生产率：高。9)工人劳动条件：较好。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 19 页第二节 零件的分析一、零件的分析 (1)加工表面的尺寸精度和形状精度。 (2)主要加工表面之间的相互位置精度。 (3)加工表面的粗糙度及其他方面的表面质量要求。 (4)热处理及其他要求。连杆零件的图样的视图正确
11、，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。但基准孔14H8mm 要求 Ra1.6m 比较高，需要绞孔。本零件的两大小头孔的加工并不困难。根据零件的技术要求，其大小头孔的两中心的平行度要求比较高，达0.08mm，因此在加工时应设计一夹具来保证两孔中心的平行度要求。另外就是该零件的油槽加工，分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻至沟槽之内，即能使油路畅通就行。再就是铣小头孔上十字形通槽，需要设计一夹具来加工。二、选择毛坯及毛坯制造方法(1)根据零件用途确定毛坯类型。(2)根据批量（生产纲领）确定毛坯制造方法。(3)根据手册查定表面加工余量及余量公差。根据技术要求，零件材料为ZG310570，即
12、铸造碳钢。主要化学成分W% 主要特性用途举例C Si Mn P S 不大于0.40 0.50 0.90 0.04 0.04 有较好强度、塑性、焊接、性能尚好。轨刚机架模具、箱体、缸体连杆、曲轴等。热处理正火或退火温度 回火温度 870890 620680 机械性能bN/mm2sN/mm 2 s% %kJ/cm2 570 310 15 21 30 按 GB/T56131995规定，铸钢牌号用“铸”和“钢”两字汉语拼音首位字母“ZG”后加工两组数字表示，第一组数字表示屈服点的最低值，第二组数字表示抗拉强度的最低值。ZG310570 表示s310MPa，B570MPa 的铸钢。铸造碳钢的碳质量分数一
13、般为0.15%0.6%，其铸造性能比铸造铁差，但力学性能比铸造铁好。主要用于制造形状复杂，力学性能要求高，而在工艺又很锻压等方法成形的比较重要的机械零件，例如汽车的变速箱壳，机车车辆的车销和联轴器等。铸造碳钢的牌号，化学成分，力学性能见表 毛坯的制造方法：根据毛坯的材料，生产类型，生产纲领及零件的复杂程度，毛坯可采用铸成型。零件并不复杂，因此毛坯可以与零件的形状尽量接近。两孔可不必锻出，直接加工。通过查加工余量表，得两端面的总加工余量为3mm，毛坯尺寸可以通过加工余量确精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 19 页定。选 择毛
14、坯 铸 的主 要依据 ：铸可 锻 造形 状复杂 的 毛坯 ，尺寸 精度较 高 ，尺 寸偏 差0.1mm0.2mm，表面粗糙度Ra 为 12.5m，毛坯的钎维组织好，强度高，生产率较高，但需要专用锻模及锻锤设备。大批量生产，适于锻造碳素钢，合金钢。锻件加工表面直线度，平面度公差。铸件长度为160mm，热处理为调质时，直线度和平面度公差的普通级为1.1mm，精密度为 0.7mm。第三节 工艺规程设计一、定位基面的选择定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择得正确、合理与否，将直接影响工件的加工质量和生产率。在选择定位基面时，需要同时考虑以下三个问题：(1)
15、以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行 ? (2)为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基面? (3)是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面? 精基面的选择：根据精基面的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准。在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头孔处指定一侧的外圆面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。这样就使各工序的定位基准统一起来，
16、减少定位误差。再深入研究一下：(1)根据零件图，连杆零件的大小头孔有一端面（即右端面）在一个平面上，因此可以同时加工出来，但另一端面（即左端面）不在一个平面上，这对作为定位基准面来说是不利的。因此，在加工时需主意其定位方案的合理性。(2)小头孔外圆作为基面，所以小头孔外圆表面的加工安排得比较早。在小头孔与大头孔作为定位基面前的加工工序且钻孔、扩孔、铰孔，这些工序对于加工后的孔与孔的平行度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度，因此，在加工时应注意，选用合理的定位方案。(3)在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差
17、，则对加工精度会有很大影响，因此第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。连杆加工就是如此。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 19 页位，在侧面和端部夹紧，粗铣一个端面后，翻身，以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯表面不平整，连杆的刚性差，定位夹紧时工件可能变形，粗铣后端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。二、连杆零件表面加工方法的选择零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要
18、求，还须考虑生产率和经济性方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。本零件的加工面有：大小头孔两端面，小头孔外圆，大小头孔，十字形槽，大小孔端槽及螺纹孔。大小头孔两端面：未注公差，表面粗糙度为Ra3.2m 。需进行粗铣及半精铣。（见教材表 316）30H11的大头孔：公差等级为H11 ，表面粗糙度为Ra6.3m ，采用钻孔及扩孔即可加工出。（见教材表3-15）小头端 10 的小孔：未注公差及表面粗造度，采用钻加工即可。14H8 的小头端不通孔：公差等级为H8，表面粗糙度为Ra1.6m ，在已钻出的基础上扩孔及铰孔即可达到要求
19、。（见教材表3-15）铣两个宽4mm ，8mm的十字形通槽：未注公差等级，表面粗糙度为Ra12.5m ，即采用粗铣就可以加工出来。（见教材表3-16）大头端 12 深 20 的孔及螺纹孔： 12mm 的孔公差等级未注，表面粗糙度Ra12.5m ，先用6 的钻头钻通，再用 12 的钻头钻至深20mm处，再攻M8的螺纹。（见教材表3-15）大头端 4mm 的小槽：未注公差等级，表面粗糙度Ra12.5m ，采用粗铣。（见教材表3-15）大头端 5 的油槽：未注公差等级，表面粗糙度Ra12.5m ，采用钻加工（见教材表3-15）零件各表面加工顺序的确定机械加工顺序安排根据机械加工顺序安排时应遵循的原则
20、，加工工序的步骤如下：(1)安排大小头孔两端面的加工；(2)安排钻大小头两孔；(3)铣十字型通槽；(4)钻大头端 6mm、8mm 的孔，攻 M8 的螺纹，铣大头端槽；(5)最后钻大头端 5mm 的油孔。热处理工序的安排由于毛坯为铸件，在机械加工之前，首先安排正火处理，以消除锻造应力，改善金属组织，细化晶粒，改善切削性能。辅助工序的安排。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 19 页检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验。三、制定工艺路线制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。(1)选择加工方法应以零件
21、加工表面的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序的加工方法，然后再确定其他次要表面的加工方法。(2)在各表面加工方法选定以后，就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，妥善安排热处理工序及其他辅助工序。(3)排加工路线图表。当生产批量不同时零件的工艺路线也会有较大的差别，先在列出连杆零件大量生产时的工艺路线。工序 10：铣连杆零件大小头孔两端面（有两种方案）方案 1： 大头两端面一起铣，再加工小端两端面。此方案采用的定位方案是以连杆的
22、大头外形及连杆杆身的对称面定位，这种定位方法使工件在夹紧是变形小，同时可以铣工件的两端面，使一部分切削力相互抵消，易于得到平面度较好的平面。同时由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。方案 2：大头孔小头孔，右端底平面一起铣，再分别铣大小头孔左端面，钻小头端孔，此方案采用的定位方案是：以小头孔外圆面用V 形块定位及以大头孔左端定位，加工右端面，加工好后以右端底平面定位及小头孔外圆定位。加工另一端，及钻小头孔。采用此种方案可以在定位基准不变的情况下同时加工几个面，即减小因基准不重合而产生的误差。以上两种方案，各有各的优点及缺点，从多种角度考虑，我会选择方案2。工序 20：钻小头端 1
23、0mm 的通孔，再扩钻孔，铰孔至14H8mm 深 40mm。工序 30：钻大头端 30mm 的通孔，然而扩 30H11mm的孔。工序 40：粗铣宽 4mm，8mm的十字形通槽。工序 50：钻大头端 6mm 的通孔，再用 12mm 的钻头从左端钻至深20mm 处，攻右端 M8 的螺纹，深 20mm。工序 60：粗铣大头端 4mm的槽。工序 70：钻5mm 的油孔。四、选择加工设备及工艺装备(1)根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素，合理确定机床种类及规格。(2)根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。(3)根据工件材料和切削用量以及生产率的要求，选择刀具，应注意尽量选择标准刀具。(4)根据批
24、量及加工精度选择量具。由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辐以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 19 页选择机床A ，工序10：是粗铣和半精铣。本零件外轮廓尺寸不大。精度要求不是很高，选用X5025。B，工序 20，30，50，70：可以在立式钻床上加工。可选用Z5140立式钻床。C，工序 40：可以在立式铣床上加工，可选用X5025。D，工序 60：可用卧式铣床加工出。可选用X6026。选择夹具本连杆零件除加工十字型槽与钻12mm
25、孔，攻 M8mm 螺纹需设计专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。选择刀具A ，铣十字型槽选错齿三面刃铣刀，零件要求铣刀深度为12mm。铣刀直径应为110150mm。因此，所选铣刀：十字型通槽宽4mm 时，铣刀规格为d=16mm，D=50mm，L=4mm，齿数 Z=12。宽 8mm 时，铣刀规格为 d=16mm,D=50mm，L=8mm，齿数 Z=12。B，铣大小头两端面时，铣刀选A 类可转位面铣刀直径为50mm。C，钻10 mm 的小头端孔至尺寸 14H8 mm，选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角。选用锥柄机用绞刀。D，钻、扩 30H11 mm的大头端孔：选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复
26、合钻，扩孔时倒角。E，钻6 mm 的大头端孔，再用 12 mm，的钻头钻至深 20 mm，选用锥柄麻花钻。F，攻 M8mm 的螺纹：选用机用丝锥。G，钻5mm 的大头端油孔：用 5mm 直柄麻花钻。选择量具本零件属大量生产，一般均采用量具，选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量具的测量方法极限误差选择。A，选择加工孔用量具，可选内径百分尺，选分度植为0.01mm。B，选择加工槽所用量具，选用分度植为0.02mm,测量范围为0150mm 游标尺进行测量。五、加工工序设计、工序尺寸及切削用量的计算（1）用查表法确定工序余量。（2）当无基准转换时，工序尺寸及其公差的确定应首先
27、明确工序的加工精度。（3）当有基准转换时的工序尺寸及其公差应由解算工艺尺寸链获得。（4）确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。切削用量的选择精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 19 页单件小批生产时，一般可由操作工人自定，大批生产条件下，工艺规程必须给定切削用量的详细数值，选择的原则是确保质量的前提下具有较高的生产率和经济性，具有选用可参考各类工艺人员
28、手册。工序 10粗铣及半精铣大小头孔两端面查有关手册平面加工余量表，得半精加工余量Z 为 1 mm，已知端面总余量Z 总为 3 mm，故粗加工余量 Z 粗=（3-1）mm=2 mm。如图 1.4（a）所示，半精铣右端面以左端面定位，工序尺寸为： 1.4(a) X 小精=61-0.5 mm, X 大精=23mm 则粗铣右端面工序尺寸X 小精为 62mm,X 大精为 24mm。查教材表 316平面加工方法，得粗铣加工公差等级为IT1113，取 IT11，其公差 T 小精=0.13mm，T 大精=0.19mm，所以 X 小精=（62 0.065）mm, X 大精=（24 0.095）mm。加工端面的
29、工步余量和工序尺寸及公差/mm 加工表面工序边余量 /mm 工序尺寸及公差/mm 表面粗糙度 /um 粗半精粗半精粗半精小头孔右端面2 1 62 0.065 61 0.037 6.3 3.2 大头孔右端面2 1 24 0.095 230.026 6.3 3.2 小头孔左端面2 1 59 0.065 58-0.56.3 3.2 大头孔左端面2 1 21 0.095 200.026 6.3 3.2 校核精铣余量 Z 精Z 小精=X 小精 min - X 小精 max=（62- 0.13）- (61+0)mm=0.87mm Z 大精=X 大精 min - X 大精 max=（24- 0.19）- 2
30、3mm=0.81mm 故余量足够。查 阅 有 关 资 料 手 册， 取 粗 铣 的 每 齿 进 给 量fz=0.2mm/z 。 半 精 铣 的 每 转 进 给 量f=0.05mm/z, 粗铣走刀 1 次， ap =2mm 。半精铣走刀 1 次，ap=1mm 。取粗铣的主轴转速为150r/min ，取半精铣的主轴转速为300r/min ，又前面已选定铣刀直径 D为50 mm ，故相应的切削速度分别为：粗加工 Vc= Dn粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min 半精加工 Vc= Dn粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/m
31、in 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 19 页工序 20：钻、扩、铰 10 的孔到 14H814H8的孔钻、扩、铰余量参考有关资料手册Z 扩=0.9mm，Z 铰=0.1 mm，由此可推算出 Z 钻=（14/2-0.9-0.1）=6 mm。钻、扩、铰 10 的孔到 14H8的加工余量参考 Z25140 机床技术参数表，取钻孔14H8的进给量 f=0.3mm/ r ，参考有关资料得钻孔12 的 v=0.435m/s=26.1 m/min。由此算出转速为：n=1000v/d=1000*26.1/3.14*12 r /min=6
32、92.68 r /min 按机床实际转速取n=630 r /min，则实际切削速度为：Vc=d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min=23.74m/min 查有关资料得：Ff =9.81*42.7dof0.8KF （N）M=9.81*0.021 dof0.8KM （Nm ）钻12 mm 的孔 Ff 和 M如下：Ff=9.81*42.7*12*0.30.8*1 N=1918.56 N M=9.81*0.021*12 2*0.30.8*1 Nm=11.32 Nm 扩孔13.8 mm，参考有关资料，并参考机床实际进给量，取f=0.3mm/ r ，（因扩的是盲孔，所以进给量取得较
33、小）参 考 有 关 资 料 ， 扩 孔 切 削 速 度 为 钻 孔 是 的1/2-1/3， 故 取 扩 孔 时 =1/2*23.74m/min=11.87 m/min。由此算出转速为：n=1000v/d=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min 按机床实际转速取n=300 r /min。参考有关资料，取铰孔的切削速度为Vc=0.3 m/s=18 m/min。由此算出转速为： n=1000v/d=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min 按机床实际转速取为n=400 r /min。则实际切削速度为：Vc=d n/1000
34、=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min 工序 30：钻、扩大头端 30H11 mm 的孔30H11 mm 的孔，扩余量参考有关手册取Z 扩=0.9 mm。由此可算出 Z 钻=（30/2-0.9）=14.1 mm 钻、扩、大头端 30H11 mm 的孔的加工余量表加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸深度14 钻孔6 IT11 12 40 14H8 扩孔0.9 （单边）IT10（58 m）13.8+0.058 40 14H8 铰孔0.1 （单边）IT8 （27 m）14+0.027 40 精选学习资料 - - - - - - -
35、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 19 页30H11钻孔14.1 28.230H11扩孔0.9（单边）H11 30+0.13参考 Z25140机床技术参数表，取钻孔30H11 mm的进给量取 f=0.4 mm/ r 。参考有关资料，得钻孔 28.2 mm 的切削速度 Vc=0.445m/s=126.7m/min。由此可算出转速为：n=1000v/d=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min 按机床实际转速取n=300 r /min，则实际切削速度为：Vc=d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m
36、/min 查有关资料得：Ff =9.81*42.7dof0.8KF （N）M=9.81*0.021 dof0.8KM （NM ）所以30 的 Ff 和 M如下：Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N M=9.81*0.021*28.2 2*0.40.8*1 NM=78.71N M 扩30H11 mm 的孔，参考机床实际进给量取f=0.4 mm/ r 。参考有关资料，扩孔切削速度为钻孔时的1/2 1/3 ，故取扩孔时=1/2*26.56m/min=13.28m/min。由此可算出转速为： n=1000v/d=1000*13.28/3.14*30 r /min=
37、140.98 r /min 按机床实际转速取n=400 r /min。确定铣槽时的工序尺寸。粗铣就可达到零件图样的要求，则该工序尺寸：槽宽4mm、8mm、深 12mm。其工序余量既等于总余量12 mm。钻大头端 12 mm 深 20 的孔及攻 M8 的螺纹：本工序用钻孔就可以达到零件的图样要求。本工序的切削用量及其余次要工序设计略。六、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡工艺过程综合卡片简要写明各道工序，作为生产管理使用。工艺卡片详细说明整个工艺过程，作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件，除写明工序内容外，还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号
38、等。工序卡片用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件，在大批量生产的关键零件的关键工序才使用。（1）简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 19 页关的局部视图，除加工面、定位面夹紧面、主要轮廓面，其余线条可省略，以必需、明了为度。（2）被加工表面用粗实线（或红线）表示，其余均用细实线。应标明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。（3）定位、夹紧表面应以规定的符号标明。工艺文件详见表第二章连杆零件的夹具设计（钻床夹具的设计）第一节 机床夹具设计的基本要求和一般
39、步骤一、对专用夹具的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3.工艺性好专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。4.使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5.经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成
40、本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。二、专用夹具设计步骤1.明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。精选学习资料 - - - - -
41、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 19 页2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图1）确定工件的定位方案，设计定位装置。2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。3）确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。4）确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。5）确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。6）确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。7）绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。 1.进行必要的分析计算工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析
42、，选用经济效益较高的方案。2.审查方案与改进设计夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。3.绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。夹具总图绘制次序如下：1)用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。2)依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。3)标注必要的尺寸、公差和技
43、术要求。4)编制夹具明细表及标题栏。4.绘制夹具零件图夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。第二节 连杆零件的钻床夹具设计图 a 所示为连杆类零件精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 19 页连 杆 工 件 图（a）一、零件本工序的加工要求分析钻12 孔和钻 7 螺纹底孔；钻12 孔，其深为 20；再用 7 钻通，攻为 M8 ；钻出的 12 孔和7 螺纹底孔的总长度为40mm 。本工序前已加工的表面如下：同时铣大小一端面（两工件一起加工）；同时铣大小一端面（两工件一起加工）；钻，
44、铰 30H11孔并倒角；钻，铰 14H8孔并倒角。本工序使用机床为 Z5125 立钻；刀具为通用标准刀具。二、确定夹具类型本工序所加工两孔（ 12 孔和7 螺纹底孔），位于一条直线上，孔径不大，工件质量较小，轮廓尺寸也不是很大，因此采用移动式钻模。三、拟订定位方案和选择定位元件定位方案根据工件结构特点，其定位方案如下。以30H11的大头端孔及 14H8的小头端孔作为定位基准。再选30H11的大头端孔左端面为定位基准，限制工件的6 个自由度，如图所示：如图所示： 1）用小头端孔作定位基准，用心轴定位限制x、y、x、y。 2）用大头端孔作定位基准，用螺纹心轴定位，限制z。3）用大头端左端面作为定位
45、基准，限制了z。以大头端 30H11的孔及小头端 14H8的孔作为定位基准，再选大小头端左端面作为定位基准。也限制了工件的6 个自由度。如图所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 19 页两种定位方案如图所示：1）以大头孔作为定位基准限制了z 转动；2）以小头孔作为定位基准限制了x 的移动和 y 的移动及 x 的转动和 y 的转动。3）以大、小头孔作为定位基准限制了z 移动。方案此定位方案有效制了工件的6 个自由度，且定位合理。方案此定位方案有效制了工件的6 个自由度，但定位元件比较浪费，且有过定位现象。因此，从以上的分
46、析比较，采用方案比较经济合理，且又能保证要求。选择定位元件根据定位方式，选用带台阶的心轴安装在工件部分为小头端，14H8 的孔选用螺纹心轴安装在工件部分为大头端30H11的孔。选择可调支承钉。定位误差计算加工 12 孔时30H11孔的最大间隙的定位误差的计算。由于零件是一面两销定位，由于孔与心轴存在最大配合间隙，因此在钻12 孔时会产生直线位移误差。计算如下：经表查得： 30H11孔的上下偏差分别为 +0.13，0；29.96h6 轴的上下偏差分别为0，-0.013 。D=B+Y = d1+D1+X1min =X1max =30.13-29.947 =0.1831/3 K 加工7 的螺纹底孔与
47、加工 12 孔在一条直线上，因此 7 的螺纹底孔的定位误差的计算与12 孔定位误差的计算相同。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 19 页由于加工要求不高，其他精度可以不必计算。四、确定夹具方案参考夹具资料，采用螺钉11 在30H11孔的上端面夹紧工件。如图所示：五、确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸）对 12 孔，钻套采用可换钻套。当工件为单一钻孔工步，大批量生产时，为便于更换磨损的钻套，选用可换钻套。钻套与衬套（GB/T6623-91）之间采用F7/K6 或 F7/m6 配合，衬套与钻摸板之间采用H7/n6 配合。当钻
48、摸磨损后，可卸下螺钉（GB/T2268-91），更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱落。钻 孔 时 钻 套 内 径 12034.0016.0mm ， 外径 18012. 0001.0mm ；衬 套内 径 18034. 0016. 0mm ， 外径 26028. 0015. 0mm ；钻套端面至加工面的距离取12 。麻花钻选用 11.80027.0_。对7 的螺纹底孔。钻套采用可换钻套。麻花钻选用 6.80027.0_。各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为（150.03 ）和（ 180.05），各钻套轴线对基面达到直线允差为0.02 。六、夹具精度分析与计算由图可知，所设计夹具需保
49、证的加工要求有：尺寸30H11 的孔与其配合的心轴之间的最大转动允差为 0.183 ，其它尺寸因精度要求较低不必进行验算外，其精度验算如下：D=B+Y = d1+D1+X1min =X1max =30.13-29.947 =0.1832/3 K 因而此夹具能够保证 30H11孔的加工要求和平行度要求总结通过这两年以来学习专业课程和这几个月以来的毕业设计中，发现理论知识掌握的不扎实和与实际应用无法紧密联系起来。在设计过程中，充分应用了计算机的Word，又在画图中练习了CAD 软件，选择零件的毛坯、尺寸、加工中又加深了对机械制造重要理论知识的理解。这次毕业设计的完成让我感受到：今后无论做任何事都要
50、脚踏实地，一步一步的完成，最后才能取得成功。毕业设计中存在不足之处，希望老师指出。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 19 页致谢首先在这里我要感谢三年来每一位给我们上课的任课教师。感谢你们不辞辛苦的给我们传授知识。这次毕业设计能够完成，在这里首先要感谢我的导师习老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，轴承等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为简单，习老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩习老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也