【正文】 [16]陳東祥：《機(jī)械工程制圖》，天津大學(xué)出版社 ,2021 年版。 [6] 孫麗嬡；《機(jī)械制造工藝及專用夾具》 ,冶金工業(yè)出版社 ,2021 年版。在設(shè)計即將完成之際，我的心情無 法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意 ! 最后再一次感謝在畢業(yè)設(shè)計中給以我們辛勤指導(dǎo)的李老師還有曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作指導(dǎo)，經(jīng)由你悉心點(diǎn)撥，再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟，常常讓我有“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”。我不是你最出色的學(xué)生，而你卻是我最尊重的老師。偉人。 致 謝 三年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。 除了以上三個方面，在設(shè)計過程中我還熟悉了查各種手冊，接觸到了大量的專業(yè)書籍，真是獲益良多。 第三方面：在次設(shè)計過程中，除了涉及到本專業(yè)的專業(yè)知識外，大學(xué)三年所學(xué)的其它知識幾乎全派上用場，在此過程中涉及到其它知識有 Word 和 Excel 文檔的編輯、 Auto CAD 鑄造等。 第二方面：主要是關(guān)于夾具的設(shè)計方法及其步驟： 定位方 案的設(shè)計、導(dǎo)向及對刀裝置的設(shè)計、夾緊裝置的設(shè)計、夾具體設(shè)計、定位精度和定位誤差的計算、繪制夾具裝備圖及夾具零件圖等 。 即基準(zhǔn)位置誤差為零，定位誤差為零。 ③ 大頭孔兩側(cè)面對中心距的要求：擴(kuò)大頭孔時，限制 Z 軸的轉(zhuǎn)動是一擋板（工序基準(zhǔn)），同時亦為第一定位基準(zhǔn)，對加工大頭孔來說，它與工序基準(zhǔn)的距離49 及相應(yīng)的平行度誤差只取決于工序基準(zhǔn)在夾具中的位置。 （ 5) 定位誤差分析 ① 定位元件尺寸及公差的確 定： 本夾具的主要定位元件為一固定定位銷，結(jié)構(gòu)簡單，但不便于更換。 1 3 1 9 ????? ? N 鉆削力 39。 擴(kuò)孔時的切削力計算： 根據(jù)（《機(jī)械加工工藝手冊》 李洪 主編 ）表 擴(kuò)孔時的切削力為： FkfdF ?? ????? ? 夾緊力的計算： 根據(jù)（《機(jī)床夾具設(shè) 計手冊》 第三版 王光斗 王春福 主編）表 1311 4/200 pdQ ?? 4/ 2 ??? =90526 N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。擴(kuò)大頭孔夾具體圖 如下： 圖 擴(kuò)大頭孔 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好 ，但制造周期較長。自鎖機(jī)構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛的是圓錐鎖緊機(jī)構(gòu)。使用時，轉(zhuǎn)動手柄，經(jīng)過齒輪齒條的傳動和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利的帶動鉆模板升降，將工件夾緊或松開。故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具。 （ 2) 夾緊方案 由于所加工的零件比較小，夾具的夾緊力與加工零件時的軸向力方向相同，為了裝卸工件方便，采用手動式滑柱鉆模。為 了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選Φ 定位銷與基面為定位基準(zhǔn)，定位銷限制 2 個自由度，基面限制工件 3 個自由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件 1 個自由度，屬完全定位。由于本工序是粗加工，在加工本道工序時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。 第 3 章 夾具設(shè)計 擴(kuò)大頭孔夾具 由連桿工 作圖可知，連桿材料為 45 鋼，年產(chǎn)量 20 萬件。 連桿大小頭孔平行度的檢驗(yàn) 如圖 所示 ,將連桿大小頭孔穿入專用心軸，在平臺上用等高 V形鐵支撐連桿大頭孔心軸，測量小頭孔心軸在最高位置時兩端面的差值，其差值的一半即為平行度。 連桿體、連桿上蓋對大頭孔中心線的對稱度的檢驗(yàn) 圖 連桿上蓋對大頭孔中心線的對稱度的檢驗(yàn) 采用圖（ ）所示專用檢具（用一平尺安裝上百分表）。 連桿的檢驗(yàn) 連桿在機(jī)械加工中要 進(jìn)行中間檢驗(yàn)，加工完畢后要進(jìn)行最終檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目按圖紙上的技術(shù)要求進(jìn)行。只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。 （ 3）切削速度的選擇： 切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。 （ 2）進(jìn)給量的選擇： 精加工時限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。 （ 1）切削深度的選擇： 精加工時的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。 精加工時切削用量的選擇原則 精加工時加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。切削深度、進(jìn)給量和切削速度三者決定了切削功 率，在確定切削速度時必須考慮到機(jī)床的許用功率。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的情況下，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來確定。只有當(dāng)總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。 （ 1）切削深度的選擇： 粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。此外，增大 ap可使走刀次數(shù)減少，增大 f又有利于斷屑。但是，在這 三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能 保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。 切削用量的選擇原則 正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。 ⑶、小頭孔 162。 ⑵大頭孔 162。 機(jī)械加工余量的確定 連桿材料為 45 鋼，硬度為 226271HBS，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用整體鍛造毛坯。 連桿蓋加工工藝路線： 毛坯準(zhǔn)備 校直 磁粉探傷 粗銑兩端面 精銑兩端面 磨兩端面 粗銑結(jié)合面 精銑結(jié)合面 粗鏜大頭孔及倒角 磨結(jié)合面 鉆，擴(kuò)沉頭孔 鉆鉸定位孔 鉸定位孔 去毛刺 清洗 打印件號 檢驗(yàn)。 拉大、小頭凸臺及兩側(cè)面。 倒角。 加工螺栓底座面。 銑鎖口槽。 擠壓小頭孔?？紤]到該孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用鏜床 TF673 精鏜大小頭孔。選擇直徑 D 為 100mm 的硬合金面銑刀，刀具材料為 YW2，代號 M20（ GB20751987），采用專用夾具和游標(biāo)卡尺； 半精加工，精加工表面。 粗銑兩端面。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。 ⑶小頭孔的加工均采用外定位方式，均以工藝凸臺和工藝面 作定位基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)的選擇 ⑴粗基準(zhǔn)的選擇 ，來加工連桿的兩側(cè)面，設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)要重合； ，同時以未加工過的毛面作為粗基準(zhǔn)。因?yàn)檫B桿是大批量生產(chǎn)，所以粗、精加工要分開。 ⑵孔的加工方法選擇： 孔的加工方法有鉆孔、鉸孔、鏜孔等加工方式，其中鏜孔精度高，在連桿所以以需要加工的部位中，大、小頭孔的加工要求是最高的，所以宜用鉆頭鉆、擴(kuò)孔，最后采用鏜、磨的方式保證精度。 工序順序的安排原則 ① 先加工基準(zhǔn)面，再加工其它面 ② 一般情況下，先加工平面，后加工孔 ③ 先加工主要表面，后加工次要表面 ④ 先安排粗加工工序，后安排精加工工序 ⑤ 檢查、檢驗(yàn)工序，去毛刺、平衡、清洗工序根據(jù)需要穿插在各其它工序中進(jìn)行。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精度準(zhǔn)（端面、小孔頭和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)意外的其它的表面，包括大、小頭粗加工、為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗精加工以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面精加工及大、小頭孔的精加工。 連桿的機(jī)械加工路線 是圍繞著主要表面的加工來安排的。在實(shí)際的生產(chǎn)中應(yīng)在滿足設(shè)計精度的要求下盡可能地降低成本。 加工經(jīng)濟(jì)精度與加工工序安排 加工經(jīng)濟(jì)精度 各種加工方 法（車、銑、刨、磨、鉆、鏜、鉸等）所達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，都應(yīng)該滿足圖紙設(shè)計要求。顯然第一個端面的精度要比第二個端面高，在以后的加工中，用第一個端面做精基準(zhǔn)最好。對于一些要求高或?qū)⒅胁灰妆ＷC的技術(shù)要求，在精加工時也可以采用自為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工（小頭孔尺寸精度的保證） ，或采用互為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工（如大、小頭孔中心距精度保證），有機(jī)床精度直接保證（大、小頭孔中心距要求可在雙軸鏜床上一次安裝同時加工出大、小孔來直接保證）。同時同時選擇小頭孔和大頭孔連桿的外側(cè)面作為一般定位基準(zhǔn)，從而限制了連桿的六個自由度。 在連桿實(shí)際加工過程中，一般都會對連桿進(jìn)行完全定位，即按六點(diǎn)定位原理來限制連桿的六個自由度。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。 在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在粗銑兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產(chǎn)生在平行于端面的方向上，很少或不會影響端面的平面度。 確定合理的夾緊方法 既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點(diǎn)的選擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差， 定位夾緊時工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復(fù)變形，影響后續(xù)工序的定位精度。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝 過程的加工精度常有深遠(yuǎn)的影響。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。 為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當(dāng)配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。當(dāng)連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進(jìn)行加工。具體的辦法是，如圖 所示： 圖 連桿的定位方向 在安裝工件時，注意將成套編號標(biāo)記的一面不與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計夾具時亦作相應(yīng)的考慮）。 連桿外觀缺陷， 內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查合格