連桿零件加工工藝及專用鉆床夾具的設計論

1、目 錄第1章 引 言1第2章 連桿零件機械加工工藝規(guī)程的編制2 2.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點2.2 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型22.3 連桿零件的分析32.4 毛坯的選擇及毛坯制造方法32.5 工藝過程的安排設計42.5.1定位基面的選擇42.5.2 連桿零件表面加工方法52.5.3 制定工藝路線52.5.4 選擇加工設備及工藝裝備6 2.5.5 連桿的檢驗 2.5 加工工序尺寸及切削用量的計算62.6 時間定額的計算9第3章 連桿零件的夾具設計11 3.1 專用夾具的概述及組成3.1 機床夾具設計的基本要求和一般步驟113.1.1 對專用夾具的基本要求113.1.2 專用夾具設計步驟113.2 連

2、桿零件的鉆床夾具設計123.2.1 對零件工序的加工要求分析123.2.2 確定夾具類型133.3 擬訂定位方案和選擇定位元件133.4 繪制夾具總裝圖14第4章 總 結(jié)16參考文獻17致 謝18第1章 引 言工作對于每一位即將畢業(yè)的畢業(yè)生來說都是非常重要的，它對我們以后走上工作崗位很有幫助。對于我們機電專業(yè)來說，在以后的工作中經(jīng)常要做關于夾具的設計工作，在這里，我以連桿零件為例，對它的工藝過程和夾具進行設計。做畢業(yè)設計可以把以前所學的知識加以綜合運用，起到鞏固學到的知識的作用，從而提高分析，解決問題的能力。因此，認真的完成畢業(yè)設計是很有必要的。機械制造工藝規(guī)程的制定需選擇機械加工余量，機械加

3、工余量的大小，不僅影響機械零件的毛坯尺寸，而且也影響工藝裝備的尺寸，設備的調(diào)整，材料的消耗，切削用量的選擇，加工工時的多少。因此，正確的確定機械加工余量，對于節(jié)約金屬材料，降低刀具損耗，減少工時，從而降低產(chǎn)品制造成本，保證加工質(zhì)量具有十分重要的意義。在這次設計過程中，廣泛的收集各種資料及標準，課程設計中另一個重要的設計為專用夾具的設計。專用夾具的設計是為了特殊加工工序的技術要求的加工。夾具是機械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。第二章 連桿零件機械加

4、工工藝規(guī)程1.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點：連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更換。在發(fā)動機工作過程中，連桿受膨脹

5、氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設有油孔(或油槽)，發(fā)動機工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運動副。連桿的作用是

6、把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度2.1 計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。零件生產(chǎn)綱領可按下式計算。N=Qn（1+a%）（

7、1+b%） 式中a-備品率 b-廢品率 n-每件產(chǎn)品中該種零件的數(shù)量 Q-產(chǎn)品的計劃期內(nèi)產(chǎn)量 N-零件的計劃期內(nèi)產(chǎn)量根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復雜程度的關系，確定其生產(chǎn)類型。圖2-1，為某產(chǎn)品上的一個連桿零件。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為6000臺。設其備品率為30%，機械加工廢品率為0.2%，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為1件，現(xiàn)制定該連桿零件的機械加工工藝規(guī)程。 圖2-1 連桿零件工件N=Qn（1+a%）（1+b%）=6000x1x（1+30%）（1+0.2%）=7815.6件/年連桿零件的年產(chǎn)量為715.6件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機械，根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領的關系查閱參考文獻 ，確定其生產(chǎn)類型

8、為大量生產(chǎn)。大量生產(chǎn)的工藝特征：零件的互換性：是指制成同一規(guī)格的零件部件，不需進行任何挑選、調(diào)整或修配，就能裝到機器上取，并符合規(guī)定的設計性能要求。具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處，采用分組裝配法和調(diào)整法。1.毛坯的制造方法和加工余量：廣泛采用金屬模機器造型，鑄或其他有效方法。所要求的毛坯精度高，則零件的加工余量小。2.機床設備及其布置形式：廣泛采用有效專用機床及自動機床，按流水線和自動排列設備。3.工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復合刀具，專用量具或自動檢驗裝置，靠調(diào)整法達到精度要求。4.對工人的技術要求：對調(diào)整工的技術水平要求高，對操作工的技術水平要求較低。2.2 零件的分析（1）加工表面

9、的尺寸精度和形狀精度。（2）主要加工表面之間的相互位置精度。（3）加工表面的粗糙度及其他方面的表面質(zhì)量要求。（4）熱處理及其他要求。連桿零件的圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術要求齊全。但基準孔14H8mm要求Ra1.6m比較高，需要絞孔。本零件的兩大小頭孔的加工并不困難。根據(jù)零件的技術要求，其大小頭孔的兩中心的平行度要求比較高，達0.08mm，因此在加工時應設計一夾具來保證兩孔中心的平行度要求。另外就是該零件的油槽加工，分析該小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要鉆至溝槽之內(nèi)，即能使油路暢通就行。再就是銑小頭孔上十字形通槽，需要設計一夾具來加工。2.3 選擇毛坯及毛坯制造方法連桿在工

10、作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種

11、，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊鞯姆N類和制造方法的選擇應使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高(1) 根據(jù)零件用途確定毛坯類型。(2)根據(jù)批量（生產(chǎn)綱領）確定毛坯制造方法。(3)根據(jù)手冊查定表面加工余量及余量公差。根據(jù)技術要求，零件材料為ZG310570，即鑄造碳鋼。如表2-1。按

12、GB/T56131995規(guī)定，鑄鋼牌號用“鑄”和“鋼”兩字漢語拼音首位字母“ZG”后加工兩組數(shù)字表示。毛坯的制造方法：根據(jù)毛坯的材料，生產(chǎn)類型，生產(chǎn)綱領及零件的復雜程度，毛坯可采用鑄成型。零件并不復雜，因此毛坯可以與零件的形狀盡量接近。兩孔可不必鍛出，直接加工。通過查加工余量表，得兩端面的總加工余量為3mm，毛坯尺寸可以通過加工余量確定。ZG310570表示s310MPa，B570MPa的鑄鋼。鑄造碳鋼的碳質(zhì)量分數(shù)一般為0.15%0.6%，其鑄造性能比鑄造鐵差，但力學性能比鑄造鐵好。主要用于制造形狀復雜，力學性能要求高，而在工藝又很鍛壓等方法成形的比較重要的機械零件，例如機車車輛的車銷和聯(lián)軸器

13、等。鑄造碳鋼的牌號，化學成分，力學性能見表2-1 。表2-1 鑄造碳鋼熱處理及機械性能主要化學成分W%主要特性用途舉例C Si Mn P S 不大于0.40 0.50 0.90 0.04 0.04有較好強度、塑性、焊接、性能尚好。軌剛機架模具、箱體、缸體連桿、曲軸等。正火或退火溫度回火溫度870890620680bN/mm²sN/mm²s%kJ/cm²570310152130選擇毛坯鑄的主要依據(jù)：鑄可鍛造形狀復雜的毛坯，尺寸精度較高，尺寸偏差0.1mm0.2mm，表面粗糙度Ra為12.5m，毛坯的釬維組織好，強度高，生產(chǎn)率較高，但需要專用鍛模及鍛錘設備。大批量生產(chǎn)

14、，適于鍛造碳素鋼，合金鋼。 鍛件加工表面直線度，平面度公差。鑄件長度為160mm，熱處理為調(diào)質(zhì)時，直線度和平面度公差的普通級為1.1mm，精密度為0.7mm。2.4 工藝規(guī)程設計連桿的加工順序大致如下：粗銑精磨上下斷面鉆、擴、鉸小頭孔粗精銑工藝凸臺及結(jié)合面兩件連桿半圓孔和拼鏜大頭孔磨結(jié)合面鉆鉸定位孔配鉆、攻螺栓孔合件聯(lián)結(jié)磨削合見兩端面半精鏜大頭孔精鏜大小頭孔鉆小油孔、倒角研磨大頭孔壓裝小頭孔襯套銑小頭孔端面精鏜小頭孔襯套拆分合件并配對編號銑軸瓦定位槽對號裝配清洗檢驗連桿小頭孔壓入襯套后常以金剛鏜孔作為最后加工。大頭孔常以研磨或冷擠壓作為底孔的最后加工。整個過程體現(xiàn)出“先粗后精”、“先面后孔”、

15、“先基準而后其他面”、“先主要后次要面”的工藝順序。定位基面的選擇定位基面的選擇是擬定零件的機械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇得正確、合理與否，將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基面時，需要同時考慮以下三個問題：（1）以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準，才能保證加工精度，使整個機械加工工藝過程順利地進行。（2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準，應采用哪一個表面作為粗基面。（3）是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。精基面的選擇：根據(jù)精基面的選擇原則：（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.保證工件定位準確，

16、夾緊安全可靠，操作方便、省力的原則）選擇精基面時，首先應考慮基準重合的問題，即在可能的情況下，應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準。 連桿零件表面加工方法的選擇零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，還須考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性方面的要求，在選擇時，應根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點和技術要求，慎重決定。本零件的加工面有：大小頭孔兩端面，小頭孔外圓，大小頭孔，十字形槽，大小孔端槽及螺紋孔。零件各表面加工順序的確定機械加工順序安排根據(jù)機械加工順序安排時應遵循的原則，考慮到該工件的具體特點，先安排大小頭孔兩端面的加工，接著安排鉆

17、大小頭兩孔，再就是銑十字型通槽，再鉆大頭端6mm、8mm的孔，攻M8的螺紋，銑大頭端槽，最后鉆大頭端5mm的油孔。熱處理工序的安排由于毛坯為鑄件，在機械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應力，改善金屬組織，細化晶粒，改善切削性能。輔助工序的安排。檢驗工序：在熱處理工序后安排中間檢驗工序，最后安排終結(jié)檢驗。 制定工藝路線制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。(1)選擇加工方法應以零件加工表面的技術條件為依據(jù)，主要是加工面的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度，并綜合考慮各個方面工藝因素的影響。一般是根據(jù)主要表面的技術條件先確定終加工方法，接著再確定一系列準備工序的加工方法，然后再確定其他次

18、要表面的加工方法。(2)在各表面加工方法選定以后，就需進一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大致順序，以定位基準面的加工為主線，妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。(3)排加工路線圖表。當生產(chǎn)批量不同時零件的工藝路線也會有較大的差別，先在列出連桿零件大量生產(chǎn)時的工藝路線。 選擇加工設備及工藝裝備(1)根據(jù)零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素，合理確定機床種類及規(guī)格。(2)根據(jù)質(zhì)量、效率和經(jīng)濟性選擇夾具種類和數(shù)量。(3)根據(jù)工件材料和切削用量以及生產(chǎn)率的要求，選擇刀具，應注意盡量選擇標準刀具。(4)根據(jù)批量及加工精度選擇量具。由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設備宜以通用機床為主，輻以少量專用機床的流水生

19、產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。連桿的檢驗： 連桿加工工序多，中間又插入熱處理工序，因而需經(jīng)多次中間檢驗，最終檢查項目和其他零件一樣，包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。以及表面粗糙度檢驗，只不過連桿某些要求較高而已。 由于裝配的要求，大小頭孔要按尺寸分組，連桿的位置精度要在檢具上進行。如：大小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向上的平行度。在大小頭孔中穿入心軸。大頭的心軸放在等高的墊鐵上，使大頭心軸與平板平行。將連桿至于直立位置時，在小頭心軸上距離為100mm處測量高度的讀書差，既為大小頭孔在連桿軸心線方向的平行度誤差值：工件置于水平位置是，同樣方法測得出來的讀書差，即為大小頭

20、孔在垂直連桿軸心線方向的平行度誤差值，連桿還要進行探傷檢查其內(nèi)在質(zhì)量。2.5 加工工序設計、工序尺寸及切削用量的計算（1）用查表法確定工序余量。（2）當無基準轉(zhuǎn)換時，工序尺寸及其公差的確定應首先明確工序的加工精度。（3）當有基準轉(zhuǎn)換時的工序尺寸及其公差應由解算工藝尺寸鏈獲得。（4）確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圖樣的要求標注。當無基準轉(zhuǎn)換時，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關。有基準轉(zhuǎn)換時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。單件小批生產(chǎn)時，一般可由操作工人自定，大批生產(chǎn)條件下，工藝規(guī)程必須給定切削用量的詳細數(shù)值，選擇的原則是確

21、保質(zhì)量的前提下具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，具有選用可參考各類工藝人員手冊。工序10粗銑及半精銑大小頭孔兩端面查有關手冊平面加工余量表，得半精加工余量Z為1 mm，已知端面總余量Z總為3 mm，故粗加工余量Z粗=（3-1）mm=2 mm。如表2-2所示，半精銑右端面以左端面定位，工序尺寸為：表2-2 鉆、擴、大頭端30H11 mm的孔的加工余量表加工表面加工方法余量公差等級工序尺寸30H11鉆孔14.128.230H11擴孔0.9（單邊）H1130+0.13參考Z25140機床技術參數(shù)表，取鉆孔30H11 mm的進給量取f=0.4 mm/ r。參考有關資料，得鉆孔28.2 mm的切削速度Vc=0.

22、445m/s=126.7m/min。由此可算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/d=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=300 r /min，則實際切削速度為：Vc=d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min查有關資料得：Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N）M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·M）所以30的Ff和M如下：Ff=9.81*42.7*28.2*1 N=5675.4 NM=9.81*0.021*28.2²*1 N·M=78.71N·M擴

23、30H11 mm的孔，參考機床實際進給量取f=0.4 mm/ r。參考有關資料擴孔切削速度為鉆孔時的1/21/3，故取擴孔時=1/2*26.56 m/min =13.28m/min。由此可算出轉(zhuǎn)速為： n=1000v/d=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r /min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=400 r /min。確定銑槽時的工序尺寸。粗銑就可達到零件圖樣的要求，則該工序尺寸：槽寬4mm、8mm、深12mm。其工序余量既等于總余量12 mm。鉆大頭端12 mm深20的孔及攻M8的螺紋：本工序用鉆孔就可以達到零件的圖樣要求。本工序的切削用量及其余次要工序設計略。圖2-3

24、半精銑右端面以左端面定位X小精=61-0.5mm,X大精=23mm則粗銑右端面工序尺寸X小精為62mm,X大精為24mm。查教材表316平面加工方法，得粗銑加工公差等級為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，如表2-3。Z小精=X小精min X小精max=（620.13）(61+0)mm=0.87mmZ大精=X大精min X大精max=（240.19）23mm=0.81mm故余量足夠。查閱有關資料手冊，取粗銑的每齒進給量fz=0.2mm/z;半精銑的每轉(zhuǎn)進給量f=

25、0.05mm/z,粗銑走刀1次，ap =2mm;半精銑走刀1次，ap=1mm。取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min，取半精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，又前面已選定銑刀直徑D為50 mm，故相應的切削速度分別為：粗加工 Vc=Dn粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min半精工 Vc=Dn粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/min表2-3加工端面的工步余量和工序尺寸及公差加工表面工序邊余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/um小頭孔右端面2 162±0.065 61±0.0376.3 3.2大頭孔

26、右端面2 124±0.095 23±0.0266.3 3.2小頭孔左端面2 159±0.065 58-0.56.3 3.2大頭孔左端面2 121±0.095 20±0.0266.3 3.2工序20：鉆、擴、鉸10的孔到14H814H8的孔鉆、擴、鉸余量參考有關資料手冊Z擴=0.9mm，Z鉸=0.1 mm，由此可推算出Z鉆=（14/2-0.9-0.1）=6 mm。參考Z25140機床技術參數(shù)表，取鉆孔14H8的進給量f=0.3 mm/ r，參考有關資料得鉆孔12的v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/d=100

27、0*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min按機床實際轉(zhuǎn)速取n=630 r /min，則實際切削速度為：Vc=d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min擴孔13.8 mm，參考有關資料，并參考機床實際進給量，取f=0.3 mm/ r，參考有關資料，擴孔切削速度為鉆孔是的1/2-1/3，故取擴孔時=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。由此算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/d=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min。按機床實際轉(zhuǎn)速取n=300 r /min。參考有關資料，

28、取鉸孔的切削速度為Vc=0.3 m/s=18 m/min。由此算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/d=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min。按機床實際轉(zhuǎn)速取為n=400 r /min。則實際切削速度為：Vc=d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min。工序30：鉆、擴大頭端30H11 mm的孔。30H11 mm的孔，擴余量參考有關手冊取Z擴=0.9 mm。由此可算出Z鉆=（30/2-0.9）=14.1 mm。2.6 時間定額計算1.計算工序20的時間定額（1） 機動時間。參考有關資料，得鉆孔的計算公式為：Tj=（l+l1

29、+l2）/fnL1=D/2cotkr+（12）L2=14，鉆盲孔時l2=0。對鉆12 mm的孔有：L1=D/2cotkr+（12）=12/2cot（118°/2）+1.5 mm5.1mmL=40mm，取 l2=0 mm。參考有關資料，得擴孔的計算公式為：Tj=（l+l1+l2）/fnL1=（D-d1）/2cotkr+（12）擴盲孔和鉸盲控時l2=0。對擴孔13.8 mm有：L1= （D-d1）/2cotkr+（12）=（13.8-12）/2cot60°+1.5 mm2 mmL=40mm，取 l2=0 mm。將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得：Tj=（40+2+0）/0

30、.3*300 min0.47min對鉸孔14 mm有：L1= （D-d1）/2cotkr+（12）=（14-13.8）/2cot45°+1.5 mm1.6 mm將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得：Tj=（40+1.6+0）/0.3*400 min0.35min（2） 總機動時間Tj（既基本時間tb）為：Tb=（0.24+0.47+0.35）=1.06 min。2.計算工序30的時間定額（1）機動時間。參考有關資料得鉆孔的計算公式為：Tj=（l+l1+l2）/fnL1=D/2cotkr+（12）L2=14，鉆盲孔時l2=0。對鉆28.2 mm的孔有：L1=D/2cotkr+（12

31、）=28.2/2cot（118°/2）+1.5 mm9.96mmL=21.5mm，取 l2=3 mm。將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得：Tj=（21.5+9.96+3）/0.4*300 min0.29min參考有關資料，得擴孔的計算公式為：Tj=（l+l1+l2）/fnL1=（D-d1）/2cotkr+（12）擴盲孔時l2=0。對擴孔30 mm有：L1= （D-d1）/2cotkr+（12）=（30-28.2）/2cot60°+1.5 mm2 mmL=21.5mm，取 l2=3 mm。將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的f及n代入公式得：Tj=（21.5+2+3）/0.4*14

32、0 min0.47min（2）總機動時間Tj（既基本時間tb）為：Tb=（0.29+0.47）=0.76 min。第3章 連桿零件的夾具設計夾具的認識 夾具是機械制造廠使用的一種工藝裝配，分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。 各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機床夾具，一、機床夾具在機械加工中的作用 對工件進行加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行加工前，首先要將工件裝夾好。 工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上，另一種是工件裝夾在夾具上。 采用第一種方法夾工件

33、時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾是用劃線針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用于小批生產(chǎn)。批量較大時，大都用夾具裝夾工件。 用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點： （1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，時一批工件的加工趨于一致。 （2）能提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線趙正，可顯著減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構(gòu)，進一步

34、提高生產(chǎn)率。 （3）能擴大機床的使用范圍 （4）能降低成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動生產(chǎn)率的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯地降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分攤在一批工件上，每個工件增加的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產(chǎn)率而降低的成本。工件批量愈大，使用夾具所取得的經(jīng)濟效益就愈顯著。二、機床夾具的分類 機床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用的分類方法有以下幾種 按夾具的使用特點分類 （1）通用夾具 已經(jīng)標準化的，可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，如三爪卡盤、機床用平口虎鉗、萬能分度頭、磁力工作臺等。這些夾具已作為機床附件的專門

35、工廠制造供應，只需選購即可。 （2）專用夾具 專門為某一工件的某道工序設計制造的夾具，稱為專用夾具。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。 （3）可調(diào)夾具 夾具的某些原件可調(diào)整或可更換，以適應多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。 （4）組合夾具 采用標準的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。 （5）拼裝夾具 用專門的標準化、系列化的拼裝夾具而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點，但比組合夾具精度高、效能好、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類夾具更設和在數(shù)控機床上使用。 2按使用機床分類 夾具按使用機床可分為車

36、床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其它機床夾具等。 3按夾緊的動力源分類 夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。三 機床夾具的組成 機床夾具的種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個部分。 1 定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2 夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾勞，保證工件在加工過程中受到外力作用是不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 3 對刀或?qū)蜓b置 對刀或?qū)蜓b置用于相對于定位元件的正確位置。 4 連接元件 連接元件是確定夾具在機床上正確位

37、置的元件。 5 夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件。 6 其它裝置或元件 它們是指夾具中因特殊需要而設置的裝置或元件。如需加工按一定規(guī)律分布的多個表面是，常設置分度裝置；為能方便、準確的定位，常設置預定為裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。3.1 機床夾具設計的基本要求和一般步驟 對專用夾具的基本要求1.保證工件的加工精度專用夾具應有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2.提高生產(chǎn)效率應根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。3.工藝性好專用夾具的結(jié)構(gòu)應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和

38、維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當最終精度由調(diào)整或修配保證是，夾具上應設置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設置適當?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。4.使用性好專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑結(jié)構(gòu)。5.經(jīng)濟性好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標準化程度高、成本低廉。還應根據(jù)生產(chǎn)綱領對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。 專用夾具設計步驟1.明確設計任務與收集設計資料夾具設計的第一步是在已知生產(chǎn)綱領的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設計任務書，對工件進行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量

39、、定位基準和夾緊表面及所用的機床、刀具、量具等。2.擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖確定工件的定位方案，設計定位裝置。確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置。確定對刀或?qū)蚍桨?，設計對刀或?qū)蜓b置。確定夾具與機床的連接方式，設計連接元件及安裝基面。確定和設計其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預定位裝置及吊裝元件等。確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機床上的安裝方式。繪制夾具草圖，并標注尺寸、公差及技術要求。1.進行必要的分析計算工件的加工精度較高時，應進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時，可進行經(jīng)濟分析，選用經(jīng)濟效益較高的方案。2.審查方案與改進設計夾具草圖畫出后，應征求有關人員的意見，并送有關部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們的意見對夾具方案作進一步修改。3.繪制夾具裝配總圖夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制?？倛D應把夾具的工作原理、個種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關系表達清楚。3.2 連桿零件的鉆床夾具設計如圖3-