机械制造技术课程设计连接支架加工工艺及钻小头孔夹具设计【全套图纸】

连接支架加工工艺设计及夹具设计设计题目：连接支架加工工艺及夹具设计系 别：专 业：班 级：姓 名：学 号：指导教师：完成时间：目录 摘要3第一章 连接支架加工工艺41.1 连接支架的主要技术要求41.1.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度51.1.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度51.1.3 大、小头孔中心距51.1.4 连接支架大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度51.1.5 大、小头孔两端面的技术要求51.1.6 螺栓孔的技术要求61.1.7 有关结合面的技术要求61.2连接支架的材料和毛坯61.3连接支架的机械加工工艺过程71.4 连接支架的机械加工工艺过程分析91.4.1 工艺过程的安排101.4.2 定位基准的选择101.4.3 确定合理的夹紧方法111.4.4 连接支架两端面的加工111.4.5 连接支架大、小头孔的加工111.4.6 连接支架螺栓孔的加工121.4.8 大头侧面的加工121.5 连接支架加工工艺设计应考虑的问题121.5.1工序安排131.5.2定位基准131.5.3夹具使用131.6 切削用量的选择原则121.6.1 粗加工时切削用量的选择原则121.6.2 精加工时切削用量的选择原则121.7 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差141.7.1 确定加工余量141.7.2 确定工序尺寸及其公差141.8 计算工艺尺寸链151.8.1 连接支架的卡瓦槽的计算151.9 工时定额的计算161.9.1 铣连接支架大小头平面161.9.2 粗磨大小头平面171.9.3 加工小头孔191.9.4 铣大头两侧面201.9.5、扩小头孔201.9.10 粗镗大头孔201.9.12精磨大小头两平面211.9.13精镗小头孔211.10 连接支架的检验221.10.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度221.10.2 连接支架大头孔圆柱度的检验221.10.3 连接支架大小头孔平行度的检验221.10.4 连接支架螺钉孔与结合面垂直度的检验22第二章 夹具设计232.1钻孔夹具设计232.1.1问题的指出232.1.2 夹具设计231) 定位基准的选择232) 夹紧方案233) 夹具体设计234) 切削力及夹紧力的计算245) 定位误差分析24结束语：25参考文献:26致谢27摘要连接支架是机床的主要传动件之一，本文主要论述了连接支架的加工工艺及其夹具设计。连接支架的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连接支架的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。关键词: 连接支架 变形 加工工艺 夹具设计全套图纸，加153893706第一章 连接支架加工工艺1.1 连接支架的主要技术要求连接支架上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面，连接支架体与连接支架盖的结合面及连接支架螺栓定位孔等。连接支架总成的主要技术要求（图1-1）如下。连接支架总成图（11）1.1.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度为了使大头孔与轴及曲轴、小头孔与塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.4m；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于3.2m。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025 mm，素线平行度公差为0.04/100 mm。1.1.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度两孔轴心线在垂直于连接支架轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连接支架的轴线方向的平行度在60 mm长度上公差为0.04 mm；在垂直与连接支架轴心线方向的平行度在60 mm长度上公差为0.06 mm。1. 1.3 大、小头孔中心距大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到机械的传动效率，所以规定了比较高的要求：600.05 mm。1.1.4 连接支架大头两端面对大头中心线的垂直度连接支架大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在60 mm长度上公差为0.08 mm）。1.1.5 大、小头两端面的技术要求连接支架大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8m, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3m。这是因为连接支架大头两端面与曲轴连接支架轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连接支架小头两端面与塞销孔座内档之间没有配合要求。连接支架大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连接支架小头端面间距离尺寸的公差带中，这给连接支架的加工带来许多方便。1.1.6 螺栓孔的技术要求在前面已经说过，连接支架在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连接支架的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按IT8级公差等级和表面粗糙度Ra应不大于6.3m加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25 mm。1.1.7 有关结合面的技术要求在连接支架受动载荷时，接合面的歪斜使连接支架盖及连接支架体沿着剖分面产生相对错位，影响到曲轴的连接支架轴颈和轴结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连接支架垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴的磨损。对于本连接支架，要求结合面的平面度的公差为0.025 mm。1.2连接支架的材料和毛坯连接支架在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，连接支架材料一般采用普通的铸铁；如HT150、HT200、HT250等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连接支架是一个很有发展前途的制造方法。连接支架毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产，连接支架多用铸造制造毛坯。目前我国有些生产连接支架的工厂，采用了连接支架辊锻工艺。图（1-2）为连接支架辊锻示意图毛坯加热后，通过上锻辊模具2和下锻辊模具4的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连接支架锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。图（1-2）连接支架辊锻示意图图(1-3)、图(1-4)给出了连接支架的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至11401200C0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图(1-3)，然后在锻压机上进行预锻和终锻，再在压床上冲连接支架大头孔并切除飞边见图(1-4)。锻好后的连接支架毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连接支架的毛坯尚需进行热校正。连接支架必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。1.3连接支架的机械加工工艺过程由上述技术条件的分析可知，连接支架的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连接支架的刚性比较差，容易产生变形，这就给连接支架的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。连接支架机械加工工艺过程如下表(11)所示： 表(11)工序工序名称工序内容工艺装备1铣铣连接支架大、小头两平面,每面留磨量0.5mmX52K2粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对称，无标记面称基面。（下同）M73503钻与基面定位，钻、扩、铰小头孔Z30804铣以基面及小头孔定位，装夹工件铣尺寸mm大头端面，保证对称（此平面为工艺用基准面）X62W组合机床或专用工装5钻钻215mm螺栓孔Z30506钻孔钻8.5mm螺栓孔Z30507攻丝攻8.5mm螺丝孔为M108铣以基面及结合面定位装夹工件，铣连接支架体和盖mm28mm直槽X62组合夹具或专用工装9扩扩大8.5mm螺丝孔为11mmZ305010锪以基面、结合面和一侧面定位，装夹工件，锪两螺栓座面,R14mm,保证尺寸mmX62W11镗粗镗小头孔T6 812磨精磨大小头两端面，保证大端面厚度为50mm,80mmM713013镗精镗小头孔至尺寸T211514称重称量不平衡质量弹簧称15钳按规定值去重量16检检查各部尺寸及精度17探伤无损探伤及检验硬度18入库连接支架的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连接支架螺栓孔定位面，次要加工表面为轴锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。连接支架的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。连接支架的加工路线按连接支架的分合可分为三个阶段：第一阶段为连接支架大小头的两端面的加工；第二阶段为连接支架各孔的加工；第三阶段为连接支架后期精加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔和大头外侧面）；第二阶段主要是加工除精基准以外的其它表面，包括小头孔的粗加工，螺栓孔和结合面的粗加工，以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连接支架各项技术要求的加工，包括连接支架合装后小头孔的精加工和端面的精加工及。1.4 连接支架的机械加工工艺过程分析1.4.1 工艺过程的安排在连接支架加工中有两个主要因素影响加工精度：（1）连接支架本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作用下容易变形。（2）连接支架是铸造件，孔的加工余量大，切削时将产生较大的残余内应力，并引起内应力重新分布。因此，在安排工艺进程时，就要把各主要表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。各主要表面的工序安排如下：（1）两端面：粗铣、精铣、粗磨、精磨（2）小头孔：钻孔、扩孔、铰孔、精镗一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。1.4.2 定位基准的选择在连接支架机械加工工艺过程中，大部分工序选用连接支架的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。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。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，如图（15）所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不图（1-5）连接支架的定位方向与夹具的定位元件接触（在设计夹具时亦作相应的考虑）。在精镗小头孔（及精镗小头衬套孔）时，也用小头孔（及衬套孔）作为基面，这时将定位销做成活动的称“假销”。当连接支架用小头孔定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进行加工。为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头前，粗磨端面，在精镗大、小头孔前，精磨端面。由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序对于铰后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。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，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。连接支架的加工就是如此，在连接支架加工工艺路线中，在精加工主要表面开始前，先粗铣两个端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，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。但是由于毛坯面不平整，连接支架的刚性差，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。另一方面是以连接支架的大头外形及连接支架身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一部分切削力互相抵消，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。1.4.3 确定合理的夹紧方法既然连接支架是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响加工精度。在加工连接支架的夹具中，可以看出设计人员注意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在粗铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端面上，并由定位元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镗大小头孔时，只以大平面（基面）定位，并且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧面夹紧。小头一端不在端面上定位夹紧，避免可能产生的变形。1.4.4 连接支架两端面的加工采用粗铣、精铣、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床上，使用砂瓦拼成的砂轮端面磨削。这种方法的生产率较高。精磨在M7130型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种办法的生产率低一些，但精度较高。1.45 连接支架大、小头孔的加工连接支架大、小头孔的加工是连接支架机械加工的重要工序，它的加工精度对连接支架质量有较大的影响。小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了钻、扩、铰三道工序。钻时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。小头孔在钻、扩、铰后，在金刚镗床上与大头孔同时精镗，达到IT6级公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镗大头孔。由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔与大头孔的中心距超差。大头孔经过扩、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗和珩磨达到IT6级公差等级。表面粗糙度Ra 为0.4m，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将连接支架与连接支架体组合在一起，然后进行精镗大头孔的工序。这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最后精镗工序中得到修正，以保证孔的形状精度。1.4.6 连接支架螺栓孔的加工连接支架的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头一侧面定位。为了使两螺栓孔在两个互相垂直方向平行度保持在公差范围内，在扩和铰两个工步中用上下双导向套导向。从而达到所需要的技术要求。粗铣螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与连接支架大头端面垂直，使用两工位夹具。连接支架在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。1.4.7 大头侧面的加工以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。装夹工件铣两侧面至尺寸，保证对称（此对称平面为工艺用基准面）。1.5 连接支架加工工艺设计应考虑的问题1.5.1工序安排连接支架加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（1）连接支架的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（2）连接支架是铸造件，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力。因此在连接支架加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要分开。1.52定位基准精基准：以杆身对称面定位，便于保证对称度的要求，而且采用双面铣，可使部分切削力抵消。统一精基准：以大小头端面，小头孔、大头孔一侧面定位。因为端面的面积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。1.5.3夹具使用应具备适应“一面一孔一凸台”的统一精基准。而大小头定位销是一次装夹中镗出，故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的，当连接支架定位装夹后，再抽出定位销进行加工。保证螺栓孔与螺栓端面的垂直度。为此，精铣端面时，夹具可考虑重复定位情况，如采用夹具限制7个自由度（其是长圆柱销限制4个，长菱形销限制2个）。长销定位目的就在于保证垂直度。但由于重复定位装御有困难，因此要求夹具制造精度较高，且采取一定措施，一方面长圆柱销削去一边，另一方面设计顶出工件的装置。1.6 切削用量的选择原则正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。1.6.1 粗加工时切削用量的选择原则粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高,毛坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。金属切除率可以用下式计算：Zw V.f.ap.1000式中：Zw单位时间内的金属切除量（mm3/s）V切削速度（m/s）f 进给量（mm/r）ap切削深度（mm） 提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度ap,其次选择一个较大的进给量度f，最后确定一个合适的切削速度V.选用较大的ap和f以后，刀具耐用度t 显然也会下降，但要比V对t的影响小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到规定的合理数值，因此，能使V、f、ap的乘积较大，从而保证较高的金属切除率。此外，增大ap可使走刀次数减少，增大f又有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。1）切削深度的选择：粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。2）进给量的选择：粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。3）切削速度的选择：粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。1.6.2 精加工时切削用量的选择原则精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。1）切削深度的选择：精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。2）进给量的选择：精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。3）切削速度的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度ap和进给量f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。1.7 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差1.7.1 确定加工余量 用查表法确定机械加工余量：（根据机械加工工艺手册第一卷 表3.225 表3.226 表3.227）（1）、平面加工的工序余量（mm） 单面加工方法单面余量经济精度工序尺寸表面粗糙度毛坯4312.5粗铣1.5IT12()40()12.5精铣0.6IT10()38.8()3.2粗磨0.3IT8()38.2()1.6 精磨0.1IT7()38()0.8 则连接支架两端面总的加工余量为：A总= =（A粗铣+A精铣+A粗磨+A精磨）2=（1.5+0.6+0.3+0.1）2=mm（2）、连接支架铸造出来的总的厚度为H=38+=mm1.7.2 确定工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程 表229 表234）1）、小头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为15 mm）工序名称工序基本余量工序经济精度工序尺寸最小极限尺寸表面粗糙度精镗0.220200.8粗镗0.819.619.512.5扩孔31818.51.8 计算工艺尺寸链1.8.1 连接支架盖的卡瓦槽的计算增环为： ； 减环为： ；封闭环为：1）、极限尺寸为： = 28.0-4.95 = 23.25 mm= 27.8-5.1 = 22.7 mm2）、的上、下偏差为:=0.20-(-0.05)=0.25(mm)=-0.20-0.10=-0.30(mm)3）、的公差为:= 0.25-（0.30）= 0.55 mm4）、的基本尺寸为:= 28-5= 23 mm5）、的最终工序尺寸为:= mm1.9 工时定额的计算1.9.1 铣连接支架大小头平面选用X52K机床根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据铣刀直径D = 100 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s切削宽度 ae= 60 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 3 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min根据表3.131 按机床选取n = 500 /min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.67 m/s 铣削工时为：按表2.510 L= 3 mm L1 = +1.5 =50 mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (3+50+3)/(5000.186) = 0.11 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.45 = 0.18 min 1.9.2 粗磨大小头平面选用M7350磨床 根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据砂轮直径D = 40 mm 磨削速度V = 0.33 m/s切削深度ap = 0.3 mm fr0 = 0.033 mm/r Z = 8则主轴转速n = 1000v/D = 158.8 r/min根据表3.148 按机床选取n = 100 r/min则实际磨削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 磨削工时为：按表2.511基本时间tj = zbk/nfr0z = (0.31)/(1000.0338) = 0.01 min按表3.140 辅助时间ta = 0.21 min1.9.3 加工小头孔(1) 钻小头孔 选用钻床Z3080 根据机械制造工艺设计手册表2.438(41)选取数据钻头直径D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm切削深度ap = 10 mm 进给量f = 0.12 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 945 r/min根据表3.130 按机床选取n = 1000 r/min则实际钻削速度V = Dn/（100060） = 1.04 m/s 钻削工时为：按表2.57L = 10 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm基本时间tj = L/fn = (10+1.5+2.5)/(0.121000) = 0.12 min按表2.541 辅助时间ta = 0.5 min按表2.542 其他时间tq = 0.2 min(2) 扩小头孔 选用钻床Z3080根据机械制造工艺设计手册表2.453选取数据扩刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.32 m/s切削深度ap = 1.5 mm 进给量 f = 0.8 mm/r则主轴转速n =1000v/D = 203 r/min根据表3.130 按机床选取n = 250 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.39 m/s 扩削工时为：按表2.57L = 10 mm L1 = 3 mm基本时间tj=L/fn=(10+3)/(0.8250)=0.07 min按表2.541 辅助时间ta=0.25 min(3) 铰小头孔 选用钻床Z3080根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据铰刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.8 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 140 r/min根据表3.131 按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.32 m/s 铰削工时为： 按表2.57L=10 mm L1 =0 L2=3 mm基本时间tj = L/fn = (10+3)/(0.8200) = 0.09 min按表2.541 辅助时间ta = 0.25 min1.9.4 铣大头两侧面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.477(88)选取数据铣刀直径D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 4 mm af = 0.10 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 611 r/min根据表3.174 按机床选取n=750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.78 m/s 铣削工时为：按表2.510 L=40 mm L1=+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm基本时间tj = L/fmz = (40+8.5+2.5)/(7500.103)=0.23 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.45 = 0.18 min1.9.5 加工连接支架体 (1) 粗锪连接支架两螺栓底面 选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据锪刀直径D = 28 mm 切削速度V = 0.2 m/s锪刀齿数Z = 6 切削深度ap = 3 mm 进给量f = 0.10 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 50.9 r/min根据表3.130 按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.94 m/s 锪削工时为： 按表2.57L = 28 mm L1 = 1.5 mm 基本时间tj = L/fn = (28+1.5)/(0.107508) = 0.04 min(2) 铣轴瓦锁口槽 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削宽度ae = 0.5 mm af = 0.02 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 94 r/min根据表3.174 按机床选取n=100 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.33 m/s 铣削工时为： 按表2.510 L = 5 mm L1=0.563+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm基本时间tj=L/fmz=(5+33+1.5)/(10024)=0.02 min按表2.546 辅助时间ta=0.40.45=0.18 min(3) 精铣螺栓座面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削宽度ae = 5 mm af=0.015 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 142 r/min根据表3.131 按机床选取n = 150 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.49 m/s 铣削工时为： 按表2.510 L = 28 mm L1 = +1.5 = 19 mm L2 = 3 mm基本时间tj=L/fmz = (28+19+3)/(15024) = 0.02 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.45 = 0.18 min(4) 精磨结合面 选用磨床M7130根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据砂轮直径D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度ap = 0.1 mm 进给量fr0 = 0.006 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 157 r/min根据表3.148 按机床选取n = 100 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 磨削工时为： 按表2.511 基本时间tj= =0.02 min (=0.1 k=1 z=8)1.9.6 铣、钻、镗(1) 精铣连接支架盖上两螺母座面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s切削宽度ae = 5 mm 铣刀齿数Z = 24切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 142 r/min根据表3.174 按机床选取n = 150 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.49 m/s 铣削工时为： 按表2.510 L = 28 mm L1 = +1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm基本时间tj = L/fmz = (28+17.5+2.5)/(15024) = 0.02 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.45 = 0.18 min（2）、从连接支架上方钻、扩、铰螺栓孔a) 钻螺栓孔 选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.438（41）选取数据切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 5 mm进给量f = 0.08 mm/r 钻头直径D = 10 mm则主轴转速n = 1000v/D = 1910 r/min根据表3.130 按机床选取n = 910 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.99 m/s钻削工时为： 按表2.57 L = 34 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2 mm基本时间tj = L/fn = (34+1.5+2)/(0.081910) = 0.23 min按表2.541 辅助时间ta = 0.5 min按表2.542 其他时间tq=0.2 minb) 扩螺栓孔 选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.453选取数据扩刀直径D = 10 mm 切削速度V = 0.40 m/s切削深度ap = 1.0 mm 进给量f = 0.6 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 764 r/min根据表3.130 按机床选取n=764 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.40 m/s 扩削工时为： 按表2.57L = 34 mm L1 = 2 mm基本时间tj = L/fn = (34+2)/(0.6764) = 0.07 min按表2.541 辅助时间ta=0.25 minc）铰螺栓孔 根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据铰刀直径D = 12.2 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.2 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 140 r/min根据表3.131 按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度V =Dn/（100060） = 0.127 m/s 铰削工时为： 按表2.57 L = 34 mm L1 = 2 mm L2 = 3 mm 基本时间tj = L/fn = (34+2+3)/(0.8200) = 0.23 min (3) 从连接支架盖上方给螺栓孔口倒角根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 进给量f = 0.10 mm/r Z = 8 根据表3.130 按机床选取n = 750 r/min切削工时为： 按表2.57基本时间tj = L/fn = （0.5+1.5）/7500.10 = 0.03 min1.9.7粗镗小头孔 选用镗床T68根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据铣刀直径D = 65 mm 切削速度V = 0.16 m/s进给量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm 则主轴转速n = 000v/D = 47 r/min根据表3.141 按机床选取n = 800 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.72 m/s 镗削工时为： 按表2.53L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.30800) = 0.19 min按表2.567 辅助时间ta = 0.50 min1.9.8精磨大小头两平面（先标记朝上） 选用磨床M7130根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据切削速度V = 0.413 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.006 mm/r 磨削工时为： 按表2.57基本时间 tj = =0.1700.021.1/（100060）0.4130.006200.1=0.03 min1.9.9精镗小头孔 选用镗床T2115（1）根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 65.5 mm 切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min镗削工时为： 按表2.53L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm基本时间tj= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.201000) = 0.23 min（2）根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 30 mm 切削速度V = 3.18 m/s进给量f = 0.10 mm/r 切削深度ap = 1.0 mm根据表3.139 按机床选取n = 2000 r/min镗削工时为： 按表2.53L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.102000) = 0.23 min1.10 连接支架的检验连接支架在机械加工中要进行中间检验，加工完毕后要进行最终检验，检验项目按图纸上的技术要求进行。1.10.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度1.10.2 连接支架大头孔圆柱度的检验用量缸表，在大头孔内分三个断面测量其内径，每个断面测量两个方向，三个断面测量的最大值与最小值之差的一半即圆柱度。1.10.3 连接支架大小头孔平行度的检验,将连接支架大小头孔穿入专用心轴，在平台上用等高V形铁支撑连接支架大头孔心轴，测量小头孔心轴在最高位置时两端面的差值，其差值的一半即为平行度。1.10.4 连接支架螺钉孔与结合面垂直度的检验制做专用垂直度检验心轴，其检测心轴直径公差，分三个尺寸段制做，配以不同公差的螺钉，检查其接触面积，一般在90%以上为合格，或配用塞尺检测，塞尺厚度的一半为垂直度公差值。第二章 夹具设计2.1钻孔夹具的设计由连接支架工作图可知，工件材料为HT150，年产量20万件。根据设计任务的要求，需设计一套小头部分孔的夹具，刀具为硬质合金麻花钻。2.1.1问题的指出本夹具主要作来钻小头部分的孔与小头孔轴心线有尺寸精度要求，过度孔与螺栓孔有垂直度要求和同心度要求。由于本工序是粗加工，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。2.1.2 夹具设计1) 定位基准的选择由零件图可知，在钻孔之前，连接支架的两个端面、小头孔及大头孔的两侧都已加工，且表面粗糙要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选20小头孔与连接支架的端面为基准。连接支架上盖以基面（无标记面）、凸台面及侧面定位，连接支架体以基面和小头孔及侧面定位，均属于完全定位。2) 夹紧方案由于零件小，所以采用开口垫圈的螺旋夹紧机构，装卸工件方便、迅速。3) 夹具体设计夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。夹具体图如下：夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。4) 切削力及夹紧力的计算 切削力的计算：，由组合机床（表7-24）得：P=1902.538N夹紧力的计算：由机床夹具设计手册（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夹紧力：W0=5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。定位误差的计算: 由加工工序知，加工面为连接支架的剖分面。剖分面对连接螺栓孔中心线有垂直度要求（垂直度允差0.08）；对连接支架体小头孔有中心距1900.1要求；对剖分面有0.025的平面度要求。所以本工序的工序基准：连接支架上盖为螺母座面，连接支架体为小头孔中心线，其设计计算如下：1）确定定位销中心与大头孔中心的距离及其公差。此公差取工件相应尺寸的平均值，公差取相应公差的三分之一（通常取1/51/3）。故此尺寸为2000.010。2）确定定位销尺寸及公差本夹具的主要定位元件为一固定销，结构简单，但不便于更换。该定位销的基本尺寸取工件孔下限尺寸20。公差与本零件在工作时与其相配孔的尺寸与公差相同，即为20。3）小头孔的确定考虑到配合间隙对加工要求中心距600.1影响很大，应选较紧的配合。另外小头孔的定位面较短，定位销有锥度导向，不致造成装工件困难。故确定小头定位孔的孔径为20。5) 定位误差分析 对于连接支架体剖分面中心距1900.1的要求，以29.49的中心线为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值为：Dw=D+d+min=0.033+0.012+0=0.045 mmDw剖分面的定位误差D工件孔的直径公差d