【正文】 中爭取勝的法寶，是技術(shù)進(jìn)步的主要舞臺(tái)，是提高人均收入的財(cái)源、國防安全的保證，是發(fā)展現(xiàn)代化文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。 當(dāng)代的機(jī)械制造業(yè)正沿著三個(gè)主要的方向發(fā)展： ① 加工技術(shù)向高度信息化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，信息技術(shù)、智能制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)以及敏捷制造等先進(jìn)制造技術(shù)都在改造傳統(tǒng)制造業(yè)并迅速向前發(fā)展。 ② 加工技術(shù)向高精度發(fā)展，出現(xiàn)高精度發(fā)展，出現(xiàn)超精密工程以及納米測量等納米技術(shù)。 ③ 機(jī)械加工的工藝方法進(jìn)一步完善與開拓，傳統(tǒng)的切削與磨削技術(shù)仍在不斷地發(fā)展，各種特種加工方法也在不斷開拓新的工藝可能性與新的技術(shù)，如快速成形、激光加工、電加工和射流加工等。同時(shí)，機(jī)械制造中的計(jì)量與測試技術(shù)、機(jī)械產(chǎn)品的裝備技術(shù)、工況監(jiān)測與故障診斷技術(shù)、機(jī)械設(shè) 備性能試驗(yàn)技術(shù)、機(jī)械產(chǎn)品的可靠性保證與質(zhì)量控制技術(shù)、仿生制造技術(shù)、微型制造設(shè)備技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)、人工智能在機(jī)太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 械制造中的應(yīng)用以及考慮到環(huán)境保護(hù)的綠色制造技術(shù)等均有重大的進(jìn)展。 可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 刀片轉(zhuǎn)位后，切削刃在刀體上的空間位置不變，并具有和轉(zhuǎn)位前相同的幾何參數(shù)。 有利于根據(jù)加工對(duì)象選用各種材料的刀片，而刀體不變。 刀片用壞了可快速更換，刀體可重復(fù)使用，節(jié)省了換刀、對(duì)刀等所需的輔助時(shí)間，既節(jié)省成本又提高了效率。 缺點(diǎn)： 經(jīng)刀片搭接而形成的切削刃加工后的表面粗糙度較大。 小 尺寸規(guī)格無法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榈镀枰欢ǖ难b夾空間。 復(fù)雜形狀的加工面加工成本高，因?yàn)樾枰刂品菢?biāo)刀片。 對(duì)加工和使用刀具的設(shè)備要求高。 可轉(zhuǎn)位刀具是現(xiàn)代金屬切削工具中具有時(shí)代特征的一種先進(jìn)刀具。 隨著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)過程進(jìn)入數(shù)控化、自動(dòng)化，加工效率不斷提高，加工對(duì)象日趨復(fù)雜，這就要求切削刀具具有高可靠性、高精度、高壽命，以及良好的斷屑性、可快換性與之相適應(yīng)。為滿足這些新的高要求，刀具領(lǐng)域產(chǎn)生了一系列的變革，“切削刀片可轉(zhuǎn)位化”便是刀具結(jié)構(gòu)中有代表性的一次變革。多年 來國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐表明，可轉(zhuǎn)位刀具的開發(fā)與應(yīng)用，不僅改變了機(jī)加工車間的面貌，提高了企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，而且推動(dòng)了機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展 ［ 10］ 。 可轉(zhuǎn)位刀具與焊接刀具相比有以下特點(diǎn)： ⑴ 刀片成為獨(dú)立的功能元件，其切削性能得到了擴(kuò)展和提高。 ⑵ 機(jī)械夾固式避免了焊接工藝的影響和限制，更利于根據(jù)加工對(duì)象選用各種材料刀片，并充分地發(fā)揮其切削性能，從而提高了切削效率。 ⑶ 切削刃空間位置相對(duì)刀體固定不變，節(jié)省了換刀、對(duì)刀等所需的輔助時(shí)間，提高了機(jī)床利用率。 為了與金屬切削加工的發(fā)展相適應(yīng)，對(duì)可轉(zhuǎn)位刀具提出來新的更高的要求： ⑴ 刀具必須 適應(yīng)高速加工的要求，即刀具夾持機(jī)構(gòu)、重量配置、刀片材質(zhì)和刀具精度等必須適應(yīng)高速切削的需要。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 ⑵ 刀具應(yīng)具有高的可靠性、刀片材質(zhì)壽命長，質(zhì)量一致性好、定位裝夾可靠、切削刃的重復(fù)精度高。 ⑶ 刀具應(yīng)具有高的切削性能。切削阻力小，切削熱少，加工精度高和刀具壽命長。刀片材質(zhì)導(dǎo)熱性好，刀具幾何參數(shù)、切削刃幾何形狀的設(shè)計(jì)應(yīng)充分發(fā)揮刀具的切削性能。 ⑷ 盡量減少換刀次數(shù)。 ⑸ 能適應(yīng)難加工材料。 切削加工時(shí)不污染環(huán)境，防止產(chǎn)生粉塵、噪聲，斷屑良好，切屑易處理 ［ 10］ 鉆孔與倒角合為一個(gè)工步，明顯的提高了效率。 1)可同時(shí)或順序加工幾個(gè)表面，減少機(jī)動(dòng)和輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率； 2)可減少工件的安裝次數(shù)或夾具的轉(zhuǎn)位次數(shù)，以減小和降低定位誤差； 3)降低對(duì)機(jī)床的復(fù)雜性要求，減少機(jī)床臺(tái)數(shù)，節(jié)約費(fèi)用，降低制造成本； 4)可保證加工表面間的相互位置精度，加工質(zhì)量高。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 零件圖 零件圖分析 該零件表面 由圓柱、圓錐、槽、螺紋等表面組成。尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為 40Gr，Φ 55mm 150mm， 熱處理頭部、柄部，硬度為 HRC4050【 B】。 毛坯的選擇 毛坯的種類 （ 1） 鑄造毛坯：適合做形狀復(fù)雜零件的毛坯 （ 2） 鍛造毛坯：適合做形狀簡單零件的毛坯； （ 3） 型材：適合做軸、平板類零件的毛坯； （ 4） 焊接毛坯：適合板料、框架類零件的毛坯。 選擇毛坯的原則 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 毛坯的形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機(jī) 械加工。 毛坯選擇應(yīng)考慮的因素 1） 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大?。? 對(duì)于大批大量生產(chǎn)，應(yīng)選擇高精度的毛坯制造方法，以減少機(jī)械加工，節(jié)省材料。 2） 現(xiàn)有生產(chǎn)條件： 要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設(shè)備能力。 零件材料為 40Gr，且考慮刀本零件力學(xué)性能要求不高，臺(tái)階直徑相差不大，故選棒料 ,Φ 70X190 的材料加工工件 FZ50、 FZ45，Φ 50X190 的材料加工工件 FZ40 . 刀體：采用 40Gr 端齒刀片：采用硬質(zhì)合金 YS25 夾緊螺釘：采用 40Cr。 3 尺寸精度分析 ⑴ 客戶沒有特殊要求。故采用本廠精度加工即可 ⑵ 舊國標(biāo)（ HG） 15959中，在基準(zhǔn)件 公差 上，把精度等級(jí)分成 12級(jí)。取自其中 9 兩級(jí)精度基準(zhǔn)件公差，稱為自由尺寸公差。將偏差分為；單向（ +）或（ ）、雙向（ 177。 ）二種。 在自由尺寸公差的注解中提示； ① 自由尺寸公差僅適用于機(jī)械加工表面。 ② 自由尺寸公差在工作圖上不標(biāo)注。 ③ 單向偏差對(duì)于軸用（ ）號(hào) ，對(duì)于孔、 孔深 、槽寬、槽深及槽 長用（ +）號(hào)，其余均用雙向正負(fù)偏差（ 177。 ）。 ④ 不能納入上述明確原則的自由尺寸，且有單向偏差要求時(shí)，設(shè) 計(jì)者應(yīng)在工圖中注出，否則按雙向偏差制造。 修定后國標(biāo)（ GB） 180079 中，標(biāo)準(zhǔn)公差分 20級(jí)。 即； IT0 IT0、 IT1 至 IT18。 IT表示標(biāo)準(zhǔn)公差，公差等級(jí)的代 號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，從 IT01 至 IT18 等級(jí)依次降低。 并制定（ GB） 180479 未注公差尺寸的極限偏差，規(guī)定有三條； ① 規(guī)定的極限偏差適用于 金屬切削加工 的尺寸，也可用于非切削加 工的尺寸， ② 圖樣上未注公差尺寸的偏差，按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系列，由相應(yīng)的技 術(shù)文件作出具體規(guī)定。 ③ 未注公差尺寸的公差等級(jí)規(guī)定為 IT12 至 IT18。一般孔用 H（ +）； 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 軸用 h（ ）；長度用（ 177。 ） ? IT（即 Js 或 js）。必要時(shí)，可不分孔、 軸或長度，均采用 ? IT（即 Js 或 js） 。 4 刀體加工工藝規(guī)程的制定 工藝過程就是改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相互位置和性質(zhì)，使其成為成品或半成品的過程，在生產(chǎn)過程中占重要位置。工藝過程主要分為毛坯制造工藝過程、機(jī)械加工工藝過程和機(jī)械裝配工藝過程，后兩個(gè)過程稱為機(jī)械制造過程。 工藝的基本概念 機(jī)械加工工藝過程就是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的力學(xué)性能，使之成為合格的零件的全過程，是直接生產(chǎn)的過程。按照規(guī)定的工藝過程組織生產(chǎn)，對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量以及生產(chǎn)成本有著重要的作用。 定位基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工件之一，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)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。因此，工件在加工過程中的定位、測量等問題需要被重點(diǎn)考慮。 ⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇 在選用粗基準(zhǔn)時(shí)要考慮如何保證各個(gè)加工面有足夠的余量，如何保證各個(gè)表面間的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此，選擇粗基準(zhǔn)是，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： ① 對(duì)于不需要全部加工表面的零件，應(yīng)使用始終不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，藝保證不加工 表面與加工表面之間的相互位置要求。 ② 選擇毛坯余量最小量的表面作粗基準(zhǔn)。 ③ 選擇零件上重要基準(zhǔn)面作粗基準(zhǔn)。 ④ 選擇零件上加工面積大，形狀復(fù)雜的表面作粗基準(zhǔn)，以定位準(zhǔn)確、夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 ⑤ 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只能使用一次，不應(yīng)重復(fù)使用，以免產(chǎn)生不必要的定位誤差。 ⑵ 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使工件的定位誤差較小，能保證工件的加工精度，同時(shí)還應(yīng)使加工過程操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則。 ① 基準(zhǔn)重合 盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或 工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的定位誤差。 ② 一次安裝原則 一次安裝又稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一或一次安裝和有關(guān)工序所使用的夾具結(jié)構(gòu)大體上統(tǒng)一，降低了工裝設(shè)計(jì)和制造成本。同時(shí)多數(shù)表面采用同一基準(zhǔn)進(jìn)行加工，避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來的誤差。 ③ 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)某些表面相互位置精度要求較高時(shí)，這些表面又可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，以不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證這些表面之間的位置精度。 ④ 自為基準(zhǔn)原則 對(duì)于加要求很高的表面，如果加工時(shí)要求其余量很小且均勻時(shí)，可以以加 工表面本身作為定位基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。 根據(jù)以上原則，結(jié)合刀體具體的結(jié)構(gòu)，確定基準(zhǔn)如下：為了保證小頭孔的壁厚均勻，在鉆小頭孔時(shí)，選小頭孔不加工的外圓作為粗基準(zhǔn)。在毛坯制造時(shí)往往在桿身的一側(cè)作出定位標(biāo)記（凸起球面），以大、小頭端面定位時(shí)就能區(qū)別兩個(gè)端面。粗加工大、小頭兩端面時(shí)，先選取沒有凸起標(biāo)記的一側(cè)的端面為粗基準(zhǔn)來加工另一端面，然后以這一加工過的端面為精基準(zhǔn)加工沒有凸起標(biāo)記一側(cè)的端面，以后的大部分工序都以這個(gè)精加工端面作為精基準(zhǔn)。這樣可以保證兩端面的平行度，并使作為精基準(zhǔn)的端面有良 好的表面質(zhì)量。 在整個(gè)加工過程中，各工序盡量保持基準(zhǔn)一致。選用連桿端平面（沒有凸起標(biāo)記一側(cè)的端面），經(jīng)過鉆削的小頭孔及連桿大端經(jīng)過加工的側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。大、小頭孔精加工時(shí)，大、小頭孔互為基準(zhǔn)。 加工余量的確定 在確定工序尺寸時(shí)，首先要確定加工余量。正確確定加工余量對(duì)于工廠具有重要的意義。若毛坯的余量過大，浪費(fèi)材料勢(shì)必增加生產(chǎn)的成本；反之若余量過小，是太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 毛坯制造困難，同樣增加成本，余量太小也不能保證零件的加工精度。所以余量過大、過小對(duì)機(jī)械加工都會(huì)帶來不利的影響 。 經(jīng)查表，本設(shè)計(jì)使用的加工余量端面為 5mm。徑向加工為 3mm。粗磨的加工余量為 2mm。 機(jī)械加工工藝路線的擬定 加工順序就是指工序的排列次序，加工順序?qū)ΡＷC加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本有著重要的作用，一般考慮一下幾個(gè)原則 ① 先基準(zhǔn)后其他 零件的前幾道工序應(yīng)安排加工精基準(zhǔn)，然后用精基準(zhǔn)來加工其他表面。 ② 先粗加工后精加工 整個(gè)零件的加工工序應(yīng)是粗加工在前，然后是半精加工、精加工以及光整加工。這樣以避免由于工件受力變形而影響加工質(zhì)量，也避免了精加工表面受到損傷等。 ③ 先加工平 面，后加工內(nèi)孔 先加工主要表面，后加工次要表面，即作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工。然后對(duì)精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加工。半精加工，并穿插一些次要表面的加工，然后進(jìn)行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工安排在最后進(jìn)行，這樣避免已加工表面在運(yùn)輸過程中的碰傷。 根據(jù)以上原則，以及在一些相關(guān)資料中查找的數(shù)據(jù)，制定工藝路線，如表 22所示。 表 22 連桿加工工藝路線 工序號(hào) 工序內(nèi)容 1 下料 2 粗精車各部 3 粗銑溝槽 4 精銑溝槽及刀片槽 5 銑柄部削平 6 鉆出水孔 7 攻螺紋，去毛刺 8 表面光蝕處理 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 9 熱處理 10 噴砂 11 磨刃部外圓 12 磨柄部外圓 13 發(fā)黑處理 14 打標(biāo)記 15 裝配刀片 16 檢驗(yàn) 17 防銹，包裝 刀體工藝計(jì)算 加工工藝路線制定后，為了能達(dá)到加工工藝路線中的要求，有必要對(duì)每個(gè)工序進(jìn)行切削用量計(jì)算，選擇合適的機(jī)床，并在此基礎(chǔ)上編制工藝過程卡片、工序卡片、使整個(gè)加工過程有章可循，最大限度的節(jié)省費(fèi)用，降低工時(shí)，提高生產(chǎn)效率。