畢業(yè)設計移動手柄的工藝工裝設計THEDESIGNOFTHECONNECTINGRODCAPSTECHNICALFROCK目錄引言3第一章零件的分析311零件的作用312零件的工藝分析3第二章確定毛坯，畫毛坯圖4第三章工藝規(guī)程設計531定位基準的選擇5132加工工藝路線633選擇加工設備及刀具，夾具，量具734加工工序設計7第四章夾具設計1141第30道工序的夾具設計11411確定設計方案11412計算夾緊力并確定螺桿的直徑12413定位精度分析1242第50道工序的夾具設計13421確定設計方案13422定位精度分析13結論14致謝15參考文獻16移動手柄的工藝工裝設計摘要現(xiàn)代機械加工行業(yè)發(fā)生著深刻的結構性變化，工藝工裝的設計與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件。工藝工裝的設計與改良直接影響著連桿蓋的質量與性能。連桿蓋行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進的發(fā)展。在新經(jīng)濟時代，連桿蓋行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，由此對其連桿蓋質量、性能產生了新的變化。本文首先介紹了連桿蓋的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進行了工藝規(guī)程設計，最后對第30道工序和第50道工序進行了夾具設計關鍵詞工藝分析工藝規(guī)程設計夾具設計2THEDESIGNOFTHECONNECTINGRODCAPSTECHNICALFROCKABSTRACTAPROFOUNDSTRUCTURALMOVEMENTISTAKINGPLACEINTHEMODERNMACHINEPROCESSINDUSTRY,SOTHEDESIGNANDIMPROVEMENTOFTHETECHNICALFROCKHAVEBECOMETHENECESSARYCONDITIONFORTHECORPORATIONTOLIVEANDDEVELOPTHEDESIGNANDIMPROVEMENTOFTHETECHNICALFROCKDIRECTLYAFFECTTHEQUALITYANDPERFORMANCEOFTHECONNECTINGRODCAPTHECONNECTINGRODCAPINDUSTRYWHICHISTRADITIONALANDVIVIDHASMUCHDEVELOPEDINRECENTTENYEARSINNEWECONOMYTIMES,THECAPINDUSTRYPRESENTSANEWDEVELOPINGTRENDSOTHEREISANEWREQUIREMENTTOITSQUALITYANDPERFORMANCETHISPAPERINTRODUCESTHEEFFECTANDTECHNICALANALYSEOFTHECONNECTINGRODCAPATFIRST,THENMAKESSURETHEROUGHSSIZE,PLANNINGTHETECHNICALRULES,ATLASTDESIGNSTHEMODULARFORTHE30THAND50THWORKINGPROCEDUREKEYWORDSTECHNICALANALYSETHETECHNICALRULESPLANMODULARDESIGN引言這次設計使我能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐經(jīng)驗知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件（手柄）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，為未來從事的工作打下良好的基礎。由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。第一章零件的分析11零件的作用該零件為手柄。42H7的孔和35H7,20H7的孔是用來裝入軸類零件由動力源提供動力通過手柄，有孔和軸的配合傳遞動力。寬為35034的槽也3是套入且有一定配合關系的零件來傳遞動力。12零件的工藝分析121分析、審查產品的零件圖和裝配圖制定工藝規(guī)程時，首先應分析零件圖及該件所在部件的裝配圖。了解該零件在件中的作用及零件的技術要求，找出其主要技術關鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采取適當?shù)拇胧┘右员ＷC。122零件的結構工藝分析所謂零件的結構工藝性是指設計的零件在滿足使用要求的前提下，其制造。的可行性和經(jīng)濟性由附圖零件圖得知,其材料為HT200,該材料具有較高的強度,耐磨性,耐熱性及減振性適用于承受較大應力,要求耐磨的零件該零件的主要加工面為N面R面Q面D面及寬為35的兩槽面和42H7,35H7,42,20H7的孔N面R面的粗糙度為RA125UM,Q面D面的粗糙度為RA32UM42H7,35H7的孔的同軸度為003且兩孔的粗糙度RA為32UM,42的孔內壁粗糙度為125UM,220H7的孔內壁粗糙度RA為16UM,寬度為35034的槽兩側壁的粗糙度RA為32UM,在前部42H7的孔與220H7的孔圓心距為4637MM加工這些時最好能在一次裝夾下同時加工出來,同時也可以采用互為基準的原則進行互定位由參考文獻1中的有關方面和孔加工,面槽銑的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度可知,上述技術要求是可以達到的,零件的結構工藝性也是可行的第二章確定毛坯，畫毛坯零件合圖在擬訂機械加工工藝規(guī)程時，毛坯選擇得是否正確，不僅直接影響毛坯的制造工藝及費用，而且對零件的機械加工工藝、設備、工具以及工時的消耗都4有很大影響。毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，機械加工的勞動量就越少，但毛坯制造的成本可能會越高。由于原材料消耗的減少，會抵消或部分抵消毛坯成本的增加。所以，應根據(jù)生產綱領、零件的材料、形狀、尺寸、精度、表面質量及具體的生產條件等作綜合考慮，以選擇毛坯。在毛坯選擇時，應充分注意到采用新工藝、新技術、新材料的可能性，以降低成本、提高質量和生產率。毛坯的種類包括鑄件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。合理的選擇毛坯，通常從下面幾個方面綜合考慮1、零件材料的工藝特性；2、生產綱領的大小；3、零件的形狀和尺寸；4、現(xiàn)有的生產條件。根據(jù)毛坯材料確定毛坯為鑄件,又由題目已知零件的生產綱領一2000件/年由文獻1P139表42可知其生產類型為成批生產中的中批生產,毛坯的鑄造方法選用砂型手工造型又由于手柄中有內腔,均鑄出,故還應放型心,此外為消除應力,鑄造后應安排人工時效參考文獻1表236，該種鑄件的尺寸公差等級CT為1113級，加工余量等級MA為H級。故取CT為12級，MA為H級。鑄件的分型面選擇通過正視圖鑄造內腔中心平面，且與N面（或Q面）平行的面。澆口位置位于分型面上。本零件主要加工面為R面N面Q面D面和槽以及42H7,35H7,42,20H7，220H7的孔。由于槽和孔是后序加工出來的，因此只在R面N面Q面D面上在鑄造時留有余量。參考文獻1表235，用查表法確定各表面的總余量如表21所示。各加工表面的總余量表21加工表面基本尺寸（MM）加工余量等級（MM）加工余量數(shù)值（MM）說明R面85H35底面雙側加工（取下行據(jù)）N面85J45頂面降一級雙側加工D面35H35底面雙側加工（取下行據(jù)）Q面35J45頂面降一級雙側加工5由參考文獻1表239可得，鑄件主要尺寸的公差如表21所示。主要毛坯尺寸及公差（MM）主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CTR面N面間輪廓尺寸858936D面Q面間輪廓尺寸3584356第三章工藝規(guī)程設計31定位基準的選擇粗基準的選擇考慮到以下幾點要求，選擇零件的重要孔的毛坯孔和軸面作粗基準1、在保證各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；2保證定位準確、夾緊可靠。因此選擇鑄造孔的軸線作為粗基準選擇精基準的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及安裝的方便可靠。其選擇的原則如下1、基準重合原則；2、基準統(tǒng)一原則；3、自為基準原則；4、互為基準原則；5、所選精基準應能保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結構簡單適用。R面是裝配基準又是設計基準，用它們作精基準能使加工遵循“基準重合”的原則，其余各表面也能用它們定位。這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外R面的面積相比較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案相對簡單可靠，操作方便。最先進行機械加工的表面是精基準R面，此時的定位夾緊方案1為R面用銑床夾緊，對工件進行定位，夾緊。方案2，用磁力工作臺把N面牢牢吸住，消除三個自由度，在用V型塊消除另外三個自由度。32制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面的加工方法如下R面N面粗銑；D面Q面粗銑精銑；42H7,35H7,42,鉆粗鏜精鏜；20H7，220H7鉆擴鉸；寬35034的槽粗銑精銑。6因為42H7的孔與35H7的孔有較高同軸度要求，故它們的加工宜采用工序集中的原則，即在一次裝夾下將兩孔同時加工出來，以保證其位置精度。根據(jù)先面后孔、先主要面后次要面和先粗后精的原則，將N面R面Q面D面及寬為35MM的兩槽面和42H7,35H7,42,20H7的孔的粗加工防在前面，精加工放在后面。每一階段中首先加工R面再加工孔，在特殊情況如銑槽和銑面不在同一工序中，故在面、孔加工后在加工。工藝路線如下鑄造時效（消除內應力）10粗銑R面及N面先加工基準面20粗銑D面及Q面先加工面30鉆擴鉸20H7的孔至19H9和鉆35H7的孔至30留工序余量40粗鏜42H7,35H7的孔留精鏜余量50粗銑35034/0的槽至寬為32留精銑余量60精銑D面及Q面70精鏜42H7,35H7的孔80精銑寬35034/0的槽90檢驗100入庫33選擇加工設備及，刀，夾，量具由于生產類型大批生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式為以通用機床及專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，工件在各機床的的裝卸及各機床間的傳送均由工人完成。粗銑R面N面?？紤]到工件的定位夾緊及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇X52K立式銑床（參考文獻1表3173）。選擇直徑D為100MM的A類可轉位面銑刀（參考文獻1表4440）、專用夾具和游標卡尺。粗銑D面Q面。采用立式銑床，因切削功率較大，故采用功率為55KW的1TX32型銑削頭（參考文獻1表3243）。選擇直徑為80MM的A類可轉位面7銑刀（參考文獻1表4440）、專用夾具和游標卡尺。精銑D面Q面。采用功率為15KW的1TXB20M的型銑削頭的立式銑床。精銑刀具類型與粗銑的相同。采用專用夾具。粗鏜42H7,35H7的孔。采用臥式雙面組合鏜床。選擇功率為22KW的TA25鏜削頭（參考文獻1表3244）。分別選擇鏜盲孔和通孔的鏜刀、專用夾具和游標卡尺。精鏜42H7,35H7的孔。也采用臥式雙面組合鏜床。選擇功率為22KW的TA25鏜削頭，分別選擇鏜盲孔和通孔的鏜刀、專用夾具。在N面上鉆擴鉸220H7的孔，在Q面鉆擴鉸20H7的孔。選用搖臂鉆床Z3063X201（參考文獻1表3130）。選用錐柄麻花鉆（參考文獻1表439），選用錐柄擴孔鉆（參考文獻1表4331），錐柄長刃機用鉸刀（參考文獻1表4350），專用夾具和游標卡尺。粗銑寬為35034的槽。考慮到工件的定位夾緊及夾具結構設計等問題，采用臥銑，選擇X52K臥式銑床（參考文獻1表3173）。選擇直徑為200MM，寬為32MM的錯齒三面刃銑刀（參考文獻1表448），專用夾具和游標卡尺。精銑寬為35034的槽。仍采用臥銑，選擇X52K臥式銑床，選擇粗銑槽的刀具，只是調整刀具達到寬為35MM，專用夾具和游標卡尺。34加工工序設計341工序30鉆擴鉸20H7的孔和鉆35H7的孔至30。20H7的擴鉸余量參考文獻1表2348取Z擴16MM，Z鉸015MM。由此可算出Z鉆199/21601582MM。35H7的孔因一次鉆出，故其鉆削余量為Z鉆30/215MM。各工步的余量和工序尺寸及公差列于下表各工步的余量和工序尺寸及公差MM加工表面加工方法余量公差等級工序尺寸及公差20H7鉆孔8216520H7擴孔16J101970042/8004220H7粗鉸孔015H91990052/020H7精鉸孔005H7200021/035H7鉆孔1530孔與孔之間的位置尺寸如4637025/017MM由鉆模保證。參考文獻1表2438，并參考Z306320I機床說明書，取鉆30MM孔的進給量F1MM/R，取鉆165MM的孔的進給量F063MM/R參考文獻1表2441，用插入法求得鉆30MM孔的切削速度V037M/S222M/MIN,由此算出轉速為N1000V/D1000222/31430R/MIN23567R/MIN按機床實際轉速取250R/MIN。則實際切削速度為V31430250/1000M/MIN2355M/MIN同例可得用插入法求得鉆165MM孔的切削速度V044M/S264M/MIN,由此算出轉速為N1000V/D1000264/314165R/MIN5096R/MIN按機床實際轉速取500R/MIN。則實際切削速度為V314165500/1000M/MIN25905M/MIN參考文獻1表2469得FF981427D0F08KFNM9810021D02F08KMNM分別求出鉆30MM孔的FF和M及155MM孔的FF和M如下FF981427301081125666NM981002130210811854NMFF981427165063081477587NM981002116520630813876NM9它們均小于機床的最大進給力24500N和最大扭轉力矩980NM故機床剛度足夠。擴197MM孔參考文獻1表2450并參考機床實際進給量，取F04MM/R參考文獻4表354，擴孔的切削速度為（1/21/3）V鉆，故取V擴1/2V鉆1/22591M/MIN12955M/MIN由此算出轉速N1000V/D1000295/314197209R/MIN按機床實際轉速取N180R/MIN則實際切削速度VDN/1000314197180/10001113M/MIN粗鉸199MM的孔參考文獻1表2458，粗鉸孔的進給量取F16MM/R參考文獻1表2460，取粗鉸孔的切削速度V015MM/S9M/MIN由此算出轉速N1000V/D10009/314199144R/MIN按機床實際轉速取N125R/MIN則實際切削速度VDN/1000314199125/1000781M/MIN粗鉸199MM的孔參考文獻1表2458，粗鉸孔的進給量取F1MM/R參考文獻1表2460，取粗鉸孔的切削速度V2MM/S18M/MIN由此算出轉速N1000V/D100018/31420287R/MIN按機床實際轉速取N250R/MIN則實際切削速度VDN/100031420250/1000157M/S342工序40粗鏜42H7,35H7的孔和工序70精鏜42H7,35H7的孔查文獻1表24183得粗鏜的直徑為405MM，34MM，余量為2故兩孔的精鏜余量為，Z精（42405）/2075MMZ精（3534）/205MM粗鏜及精鏜工序的余量和工序尺寸及公差列于下表鏜孔余量和工序尺寸及公差（MM）加工表面加工方法余量公差等級工序尺寸及公10差42H7粗鏜3751040501/042H7精鏜0757420025/035H7粗鏜2103401/035H7精鏜057350025/0孔的位置，中心孔的位置精度均由機床、夾具、劃線來保證。粗鏜42H7,35H7的孔粗鏜42孔時因余量為375MM，故AP375MM。查文獻1表24180，取V06M/S36M/MIN，取進給量為F08MM/R所以N1000V/D100036/314405283R/MIN。粗鏜35孔時因余量為2MM，故AP2MM。查文獻1表24180，取V06M/S36M/MIN，取進給量為F1MM/R所以N1000V/D100036/31434337R/MIN。查文獻1表2421得FZ98160NFZCFZAPXFZFYFZVYFZKFZNPMFZV/1000KW取CFZ92，XFZ1，YFZ075,NFZ0,KFZ1則FZ98160092375108075060128629NPM2862906/1000172KWFZ9816009221107506011805NPM180506/1000108KW取機床效率為085，則22085187KW故機床效率足夠。343工序50粗銑35034/0的槽至寬為32和工序80精銑寬35034/0的槽參考文獻1表3174，取粗銑的主軸轉速為150R/MIN，精銑的主軸轉速為300R/MIN又前面已選定的銑刀直徑為200MM故切削速度分別為V粗DN/1000314200150/1000942M/MIN11V精DN/1000314200300/10001884M/MIN參考文獻1表2476，取粗銑的每齒進給量為F006MM/Z，取精銑的每轉進給量為F03MM/R粗銑走刀一次，AP32MM精銑走刀一次，AP3MM參考文獻1表2485,取粗銑槽切削速度為V158M/S,948M/MINPM61KW又由文獻1表3173得機床功率為75KW，若取效率為085則750856375KW61KW故機床效率足夠。第四章夾具設計這次設計的夾具為第30道工序鉆擴鉸20H7的孔和鉆35H7的孔至30該夾具適用于搖臂鉆床Z306320（I）（參考文獻（1）表3130）和第50道工序銑35034/0的槽,該夾具適用于銑床X52K（參考文獻（1）表4350）41第30道工序鉆擴鉸20H7的孔和鉆35H7的孔至30的夾具設計411確定設計方案這道工序所加工的孔在R面D面上，按照基準重合原則并考慮到目前R面經(jīng)過加工后，為避免重復使用粗基準，所以以R面定位，又因為42H7的孔為后加工的孔，所以30應從N面上鉆孔，又為避免更換夾具，220H7的孔在N面上鉆，又為避免鉆頭引偏，20H7的孔在D面上鉆，這就要求鉆孔時N面必須朝上，D面朝外。這給裝夾工具帶來了一定的困難。工件以底面R面在兩塊支承板上定位，消除三個自由度，以R45MM圓弧面在V形塊上定位，消除二個自由度，又以R40MM弧面在上下活動V形塊上定位，從而實現(xiàn)六點定位。工件在支承板及V形塊上定位后，先用兩塊移動壓板將工件輕輕壓住，再擰12螺母，由鉤頭螺栓使上下活動V形塊互相移近，直至將工件R40MM圓弧面抱住，然后將活動支板上推至圖示位置，利用滾花螺釘使工件在V形塊上可靠地定位，最后再使移動壓板及上下活動V形塊將工件完全夾緊。在工件R40MM圓弧面被夾緊的同時，鉤頭螺栓的鉤頭沿下活動V形塊的斜面上升，迫使活動V形塊下部的彈性漲套漲開，鎖緊于導套中。本夾具結構緊湊，合理；利用上下活動V形塊對工件進行定位并浮動輔助夾緊，設計構思較好，對一些異形件的加工頗有啟發(fā)作用。412計算夾緊力并確定螺桿的直徑參考文獻（3）表1211，因為夾具的夾緊力與切削方向相反，實際所需要夾緊力F夾與切削力F之間的關系F夾KF式中K為安全系數(shù)，參考文獻（6），當夾緊力與切削力方向相反時，取K3當前面的計算可知F夾KF3125666376998N由于采用移動壓板，故F0F夾/3376998/3125666N參考文獻（3）表124，從強度，剛度上考慮度及整體結構考慮，這里選用M16的螺栓。413定位精度的分析30，20的孔是在一次裝夾下完成的，它們之間的精度由鉆模保證。30，20的孔偏32度角的距離為4637025/017MM夾具鉆模上的鉆套孔相距尺寸公差，參考文獻3表1101，取工件公差的1/4，即夾具尺寸公差為0625MM/0425MM。故兩鉆套偏32度角，相距為46370625/0425MM即水平相距為39460015/005MM,垂直相距為2466001/001MM參考文獻3表1106，取襯套與夾具體模板的配合為H7/R6鉆套，擴孔套和鉸套與襯套的配合為H7/G6鉆，擴孔時的刀具與導套內孔的配合為F8/H6鉸孔時取刀具與導套內孔的配合為H7/H613此外，夾具上還應標注下列技術要求鉆套孔中心軸線與支承板平面的垂直度為30002鉆20的鉆套孔