車床夾具設(shè)計

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1、江西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 課題名稱：基于UG的左曲柄車床夾具設(shè)計（含工藝） 專 業(yè) 機(jī)械制造與自動化 班 級 101171 學(xué)生姓名 XXXXX 扌旨導(dǎo)教師 史新逸 指導(dǎo)教師技術(shù)職稱 高級工程師 2013年3月2日 江西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名：XXX班級：101171 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：基于 UG的左曲柄車床夾具設(shè)計（含工藝） 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用的原始資料（數(shù)據(jù)）與技術(shù)要求： 1、 左曲柄的零件圖 2、 設(shè)計左曲柄零件的加工工（產(chǎn)品的年產(chǎn)量 10000臺） 3、 設(shè)計精車工序的車床夾具，保證孔尺寸 2

2、2常和其位置尺寸25 0.1 4、 保證夾具各零件的制造精度和夾具的裝配精度 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容與完成時間： 1、 零件圖的繪制、工藝規(guī)程設(shè)計： ? 2、 車床夾具的總體設(shè)計、專用零件設(shè)計： ? 3、 畢業(yè)設(shè)計（論文）的編寫： ? 畢業(yè)設(shè)計起至?xí)r間： 自 2012年12月3日至2013年5月30日 指導(dǎo)教師評閱成績： 指導(dǎo)教師（簽名）：日期： 畢業(yè)設(shè)計答辯成績： 答辯小組組長（簽名）：日期： 目錄 前言 4- 論文正文 第~一章、零件分析 5' 第二章、零件工藝規(guī)程的設(shè)計 7 第三章 、夾具的設(shè)計 '''''''''''''1'6 致謝 '''''''

3、''''''''''''''''''' 參考資料 '''''''''''''''''''''''' 基于UG的左曲柄車床夾具設(shè)計（含工藝） 江西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械制造專業(yè) 101171 班 學(xué) 生 :XXX 指導(dǎo)教師：史新逸 摘要：左曲柄零件是某型摩托車發(fā)動機(jī)中的受力傳動結(jié)構(gòu)件，它必須具備足 夠的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌性以與表面耐磨性。本設(shè)計對左曲柄零件進(jìn)行機(jī)械加工 工藝設(shè)計，并在其基礎(chǔ)上，運(yùn)用 UG 工具進(jìn)行一精加工工序的車床夾具設(shè)計。 關(guān)鍵詞：受力傳動件加工工藝基于 UG 的車床夾具設(shè)計零件建模與夾具裝配 、八 、、 前言 我希望通過這次設(shè)計能鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化自己所學(xué)到的

4、理論知識與技能，提 高自己設(shè)計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學(xué)會正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)手 冊等工具書， 并設(shè)計中培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、 嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和獨(dú)立工作能力、 畢業(yè)后從事技術(shù)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 車床夾具：在車床上用來加工工件內(nèi)、 外回轉(zhuǎn)面與端面的夾具。本次設(shè)計的夾具重要針對左曲柄的夾具設(shè)計。而且，從 加工時工件上所受的切削力來考慮，夾緊點靠近加工面，夾緊力方向與切削力方 向相反，可以抵消部分切削力有利于提高加緊剛性。 論文正文 第1章零件分析 1.1零件在裝配中的位置: 1. 左曲柄是HD125型摩托車發(fā)動機(jī)中曲軸組件的零件。曲軸主要是由左、 右

5、曲柄、連桿銷壓成一體的組合件，或稱為曲軸連桿機(jī)構(gòu)；曲軸連桿機(jī)構(gòu)的作用 是將發(fā)動機(jī)活塞的往復(fù)直線運(yùn)動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)而輸出轉(zhuǎn)動動力，驅(qū)動 車輪旋轉(zhuǎn)。曲軸連桿機(jī)構(gòu)的裝配圖如圖 1 — 1。 范&亠 ■6  Lil 2! 圖1—1曲軸連桿機(jī)構(gòu)的裝配 2 .零件的功用與工作條件 在曲軸連桿機(jī)構(gòu)中，左曲柄的功用是被組合成曲軸，將動力由此軸輸入傳動 系統(tǒng)中，以驅(qū)動后輪旋轉(zhuǎn)。起動裝置的一部份裝在此半軸上，依靠此半軸可以驅(qū) 動整個曲軸旋轉(zhuǎn)，使傳動工作得以完成。由此可見，該零件在工作中承受高負(fù)載 荷，它必須具備足夠的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌性以與表面耐磨性。 1.2零件的材料 曲軸材料

6、必須滿足以下要求: （1 ）、具有較高的疲勞強(qiáng)度 （2）、必要的軸徑表面硬度以與較好的循環(huán)韌性 （欠摩擦所消耗的功）和淬透 力。 （3 ）、考慮工藝性，資源和經(jīng)濟(jì)性 根據(jù)左曲柄的功用與工作條件， 采用中碳合金鋼制造，故選取用40Cr材料 40Cr的化學(xué)成份 牌號 化學(xué)成份（％） 標(biāo)準(zhǔn)號 C Mn Si Cr ni 其他 合金 兒糸 S< P< 40Cr 0.37- 0.50- 0.17- 0.8- 0.03 0.03 GB307 0.44 0.80 0.37 1.10 5 5 7-82 40Cr的

7、機(jī)械性能 牌號 品種 b(MP a) s(MP a) (%) (%) E(Ks/ m2) 技術(shù)條 件 GB3077 -82 40Cr 棒 980 784 9 45 588 b ．零件的工藝特點與技術(shù)關(guān)鍵： 左曲柄外徑①20g5表面由于要與軸承、齒輪相配合，且承受較大的往復(fù)載 荷，需要對該表面進(jìn)行高頻淬火，提高該表面的耐磨性與剛度。 所以①20的精度 為5級，粗糙度為Ra0.4 ;對于①2 2的孔，它用于壓裝曲柄銷，與右曲柄的① 2 2的孔同樣也被同一曲柄銷壓配的，有較高的形狀和位置公差要求。所以①2 2的孔的精度等級為6級，表面粗糙度Ra0

8、.4 o曲軸要求用強(qiáng)度，沖擊忍性和耐磨 性好的材料制造 ,一般都采用碳鋼或中碳鋼合金鋼模鍛為了提高其耐磨性 ,其主軸 頸和曲柄銷表面均需淬火，或氮化處理，再經(jīng)過精磨以達(dá)到較高的光結(jié)度和精度。 由于外圓①8 7無配合關(guān)系，精度等級為12級，表面粗糙度為 Ra3.2 ;由 于N面與另一端面有配合關(guān)系，所以精度等級為 8級。表面粗糙度為Ra1.6 o C.形狀、位置精變分析(圖1-4 ) ①20g5是重要尺寸，相對于基準(zhǔn)A-B軸線的跳動量為0.005，相對于基準(zhǔn)F 的平行度為 0.03 o ①22孔與曲柄銷配合，要求其圓柱度為0.002 ;并且其圓柱表面與外徑①20g5 的表面平行 所以

9、①22孔的軸線相對①20g5的軸線的平行度誤差在100mm長度 上不超過①0.03 o 由于18.8的加工面也是設(shè)計基準(zhǔn).所以尺寸18.8的N1面相對于①22孔的軸 線應(yīng)控制垂直度要求，而其 M端面相對于①20的外徑中心軸線也應(yīng)控制垂直度 誤差。 第2章 零件工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1 零件生產(chǎn)類型的確定 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為： N Q n(1 %)(1 %) 式中:N:零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) a:零件的備品率一般情況下為 Q:產(chǎn)品的生產(chǎn)綱 領(lǐng) ：零件的平均廢品率 n:每一產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量 題目已經(jīng)給出“設(shè)計左曲軸零件加工工藝與工裝夾具， 生產(chǎn)綱領(lǐng)1萬件/年”， 屬于大批量生產(chǎn) 冋類

10、零件的年產(chǎn)量/件 生產(chǎn)類型 重型（零件重大 于 2000kg） 中型（零件重 100-2000kg ） 輕型（零件重小于 1000kg） 單件生產(chǎn) <5 <20 <100 小批生產(chǎn) 5-100 20-200 100-500 中批生產(chǎn) 100-300 200-500 500-5000 大批生產(chǎn) 300-1000 500-5000 5000-50000 大量生產(chǎn) >1000 >5000 >50000 生產(chǎn)類 型和生 產(chǎn)綱領(lǐng) 的關(guān)系: 定零件毛坯的制造形式 1. 零件材料的工藝性與對材料組織的要求。 2. 零件的結(jié)構(gòu)形狀和外行尺寸。

11、 3. 零件對毛坯精度，表面粗糙度和表面層性能與要求 4. 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。 5. 現(xiàn)有生產(chǎn)能力和發(fā)展前途。 2.3毛坯的種類 由于該零件的輪轂尺寸不大，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，又考慮零件的加工條件 較高，為了保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本，減少工人的勞動度，確定采用鍛造。 2.4 零件的熱處理 曲軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理 ,調(diào)質(zhì)即淬火后的高溫回火 ,調(diào)質(zhì)處理后材料內(nèi) 部應(yīng)力集中 ,組織均勻 , 零件具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性與韌性 ,即具有良好的 飽和機(jī)械性能。 2.5 工藝參數(shù)的確定 取毛坯的尺寸與加工尺寸的加工余量為 3mm 。 2.6 工藝路線制定

12、生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的準(zhǔn)備、運(yùn)輸和 保存生產(chǎn)的準(zhǔn)備毛坯的制造毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件零件、部件經(jīng)裝配 成為產(chǎn)品機(jī)械的質(zhì)量檢查與其運(yùn)行試驗、調(diào)試機(jī)械的油漆與包裝等。 工藝過程是指在生產(chǎn)過程中通過改變生產(chǎn)對象的形狀、相互位置和性質(zhì)等使 其成為成品或半成品的過程。機(jī)械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、 焊接、機(jī)械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯?有關(guān)的過程稱為直接生產(chǎn)過程是生產(chǎn)過程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接 有關(guān)的過程如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運(yùn)輸、保管、機(jī)床與工藝裝備的維修等稱為輔助生。 由于零件加工表面的多樣性、生產(chǎn)設(shè)備和加工

13、手段的加工范圍的局限性、零 件精度要求與產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過程是由若干個順次排列的工序組成 的。工序是加工過程的基本組成單元。每一個工序又可分為一個或若干個安裝、 工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。 工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對幾個工作連續(xù)完 成的那一部分工藝過程。工序的組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃、成本 核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復(fù)雜 程度、加工精度要求與其產(chǎn)量等因素決定。 1、在曲軸加工中，影響加工精度的主要因素有 （1）曲軸本身的剛度比較低， 在外力 （切削力 ,夾緊力 ）的作用下， 容

14、易變形 （2）因曲軸是鍛造件，加工時，將產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)力重新分布。 因此，在安排工藝過程中，就需要把各主要表面進(jìn)行粗精加工工序分開，即 把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面，這是由于粗加工 工序的切削余量大，因此切削力大，夾緊力必然大，加工后容易變形，粗精加工 分開后，粗加工產(chǎn)生的變形，可以在半精加工修正，半精加工產(chǎn)生的變形可以在 精加工中修正，這樣逐步減少加工余量，切削力與內(nèi)應(yīng)力作用，逐步修正加工后 的變形就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。 2、加工方案的選擇 在現(xiàn)實生產(chǎn)當(dāng)中，曲軸的加工也是粗精加工分開進(jìn)行的，但有一點不同，就 是在現(xiàn)實生產(chǎn)當(dāng)中，并沒有專門

15、的半精加工工序，它是將半精加工和精加工并在 一起的，統(tǒng)稱為精加工。所以我的工藝路線為：銑端面、車各級外圓、銑鍵槽、 粗磨、粗鏜、精磨、精鏜。 3、工藝基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)：首道工序是車曲軸兩端面鉆中心孔，以兩端面曲柄外圓作粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)：加工曲柄銷孔以軸頸和曲柄外圓作為精基準(zhǔn)。 4、方案設(shè)計 工序內(nèi)容 設(shè)備 1. 銑端面擴(kuò)中心孔 銑端面擴(kuò)中心孔機(jī) 2. 車削曲柄外圓 液壓仿型車床 3. 車削軸頸外圓 多刀半自動車床 4. 粗磨軸頸外圓 專用斜置外圓磨床 5. 鏜曲柄銷孔 臥式鏜床 6. 鉆孔攻絲 鉆床 7. 銑半圓鍵 臥式銑床 8. 高頻淬火 高頻淬火

16、機(jī) 9. 精磨軸頸外圓 專用斜置外圓磨床 10. 精加工曲柄銷孔 精鏜機(jī)床 11. 磁力探傷 12. 退磁處理 13. 清洗 14. 打印 15. 終檢 1. 銑端面擴(kuò)中心孔 2. 車各級外圓 3. 鉆曲柄銷孔 4. 鉆孔攻絲 5. 銑鍵槽 6. 高頻淬火 7. 多級成型磨床 8. 銑銷孔端面 9. 精鏜曲柄銷

17、孔 10. 刻標(biāo)記 11. 清洗 KCW 左半軸 12. 終檢 5、方案細(xì)劃 清洗裝置 銷孔間距測定機(jī) 銑端面擴(kuò)中心孔專機(jī) 數(shù)控車床 R13 鉆曲柄銷孔專機(jī) 臥式銑床 高頻淬火機(jī) 磨多級外圓 立銑床 F13 精鏜曲柄銷孔專機(jī) 刻標(biāo)記專機(jī) 清洗機(jī) 取毛坯的尺寸與加工的尺寸的加工余量為 3mm. 一、方案一的細(xì)劃 工序一 銑端面 采用銑端面擴(kuò)中心孔專機(jī)，圓柱形銑刀。首先銑端面將軸頸曾豎直向下放入 專用夾具的軸頸孔中。夾具上還有一個銷子，曲柄銷孔要對準(zhǔn)銷子放置，然后進(jìn) 行銑削，由于是大批量生產(chǎn)進(jìn)給量切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速都采用查表來取值。在 機(jī)械切削手冊中進(jìn)給量和

18、切削速度都在機(jī)械切削手冊中查的每齒進(jìn)給量 0.2mm/r 切削速度 255m/min ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 113r/min 。 工序二 車削曲柄外圓 采用液壓仿型車床，硬質(zhì)合金車刀。將軸頸放在專用夾具的定位孔中，銷孔 用定位銷卡住 ,夾具傾斜度為 45 度，然后進(jìn)行車削。同上，采用查表法取值得進(jìn) 給量 0.15mm/r 切削速度 0.87m/s ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 142r/min 。 工序三 車削各級外圓 采用多刀半自動車床，將曲柄外圓放在用夾具的 v 形槽內(nèi)，曲柄銷孔用銷子 住，使軸頸成水平位置， 然后進(jìn)行車削。 同上，采用查表法取值得進(jìn)給量 0.15mm/r 切削速度 0.91m/s

19、, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 720r/min. 工序四 粗磨各級外圓 采用專用斜置外圓磨床，夾緊原理與工序二的夾緊原理幾乎相同，只需將工 序二的夾具逆時針旋轉(zhuǎn) 45 度，即可進(jìn)行磨削。查表得進(jìn)給量 0.007mm/r 切削 速度 22m/min, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 275r/min 。 工序五 銑半圓鍵 采用臥式銑床進(jìn)行加工，夾具原理同工序三相同，查表的進(jìn)給量 0.12mm/r 切削速度 190m/min ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 1000r/min 。 工序六 鏜曲柄銷孔 采用臥式鏜床，鏜刀 YT15 。將曲柄的軸頸外圓水平插入專用夾具主體的定 位孔中，使曲軸外圓在 V 形塊上，夾具上還有一孔對應(yīng)曲

20、柄銷孔，另外夾具還附 有兩銷子在夾具的另一部分上，用來頂住曲柄的端面，在加工時先將曲柄在專用 夾具的主體上，放好后，另一部分采用氣動裝置推動它將曲柄的外圓頂住。即可 進(jìn)行 加 工。查表 的 進(jìn)給 量 0.5mm/r 切削 速 度 1.2m/s ，機(jī) 床主 軸 轉(zhuǎn)速 為 800r/min 。 工序七 各外圓倒角 采用 c6140 車床將曲柄外圓放在專用夾具上并用一銷子卡住銷孔即可進(jìn)行 加工，查表得進(jìn)給量 0.15mm/r 切削速度 0.87m/s, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 720r/min 。 工序八 鉆孔攻絲 將曲柄的外圓放在專用夾具的 V 形塊上， 同時保證銷孔被一定位銷卡住， 即 可進(jìn)行加工

21、。查表得進(jìn)給量 0.5mm/r 切削速度 31mm/s, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 700r/min 工序九 高頻淬火 采用淬火機(jī)，由于曲柄外圓不需要進(jìn)行淬火處理，在高頻淬火機(jī)上配有專用 夾具，即將幾個工件的曲柄外圓同時放在 V 形塊上，放好后，夾具采用氣動，將 工件推入淬火機(jī)內(nèi)進(jìn)行高頻淬火。 工序十 精磨各級外圓 采用專用斜置外圓磨床，夾緊原理與工序四相同，查表得進(jìn)給量 0.0034mm/r 切削速度 40m/min, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 450r/min. 工序十一 精加工曲柄孔 采用精鏜機(jī)床，夾緊原理與工序五相同，查表得進(jìn)給量 0.2mm/r 切削速度 4m/s, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 20

22、00r/min. 工序十二 磁力探傷 工序十三 退磁處理 工序十四 清洗 采用專用的清洗裝置 工序十五 打印 采用銷孔間距測定機(jī) 工序十六 終檢 二、方案二的細(xì)劃 工序一 銑端面 采用銑端面擴(kuò)中心孔專機(jī)進(jìn)行加工，夾具的原理與方案一的工序一的原理相 同，查表得進(jìn)給量 0.2mm/r 切削速度 255m/min, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 2720r/min 。 工序二 車各級外圓 采用數(shù)控車床進(jìn)行加工，夾具的原理與方案一的工序二的夾具原理相同，查 表得進(jìn)給量 0.15mm/r 切削速度 0.87m/s, 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 113r/min 。 工序三 : 鉆曲柄銷孔

23、采用 R13 鉆曲柄銷孔專機(jī)進(jìn)行加工 ,夾具原理同方案一的工序五的夾緊原理 相同 ,同上采用查表法取值 ,在表 7-54 中查得進(jìn)給量，切削速度 ,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為。 工序四 : 銑半圓鍵 采用臥式銑床進(jìn)行加工 ,夾具原理同工序三相同 ,同上采用查表法取值 , 在表 7-40 中查得進(jìn)給量，切削速度 ,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為。 工序五：鉆孔攻絲 將曲柄的外圓放在專用夾具的 V 形塊上， 同時保證銷孔被一定位銷卡住， 即 可進(jìn)行加工。同上 ,采用查表法取值 ,在表 7-31 中查得進(jìn)給量，切削速度 ,機(jī)床主 軸轉(zhuǎn)速為。 工序六 : 高頻淬火 采用淬火機(jī)進(jìn)行加工 ,淬火原理與夾緊原理同上。 工

24、序七 : 磨多級外圓 采用多級成型磨床 ,夾具的原理與工序二的原理相同 ,同上采用查表法取值 ,在 表 7-45 中查得進(jìn)給量，切削速度 ,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為。 工序八 : 銑銷孔端面 采用立銑床進(jìn)行加工 ,夾緊原理與鏜曲柄銷孔的夾緊原理相同 ,同上采用查表 法取值 ,在表 7-40 中查得進(jìn)給量，切削速度 ,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為 . 工序九 : 精鏜曲柄銷孔 采用 F13 精鏜曲柄銷孔專機(jī)進(jìn)行加工 ,夾緊原理同上 ,同上采用查表法取值 ,查 得進(jìn)給量，切削速度 ,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為。 工序十 : 刻標(biāo)記 采用刻標(biāo)記專機(jī)進(jìn)行加工 . 工序十一 : 清洗 KCW 左半軸 采用專用清洗裝置 .

25、工序十二 :終檢 . 三 兩工序的比較與確定 兩工序相比較 ,工序一的工序比工序二的工序要分散一些。 但工序二的工序粗 精加工無法分辨 ,也就是說粗精加工是一道工序加工完成的 ,而現(xiàn)實生產(chǎn)當(dāng)中 ,粗精 加工工序是分開的。這是由于粗加工工序的切削余量大，粗加工產(chǎn)生的變形可以 在半精加工或精加工中得到修正， 這樣逐步減少加工余量， 切削力與內(nèi)應(yīng)力作用， 逐步修正加工后的變形就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。 - 曲軸的加工表現(xiàn)得更明 顯 .它是采用鍛造件 ,毛坯在鍛造車廠就進(jìn)行了曲軸所有工序的粗加工 ,買方只需進(jìn) 行精加工。 足以證明曲軸要采用粗精加工分開進(jìn)行加工。 所以以上兩工序 ,我采用 工序

26、一進(jìn)行加工 .所以正確的加工方案路線為 : 工序內(nèi)容 設(shè)備 1.銑端面擴(kuò)中心孔 銑端面擴(kuò)中心孔機(jī) 2.車削曲柄外圓 液壓仿型車床 3.車削軸頸外圓 多刀半自動車床 4.粗磨軸頸外圓 專用斜置外圓磨床 5.銑半圓鍵 臥式銑床 6.鏜曲柄銷孔 臥式鏜床 7.鉆孔攻絲 臥式鉆床 8.車削各外圓倒角 C6140 9.高頻淬火 高頻淬火機(jī) 10.精磨軸頸外圓 專用斜置外圓磨床 11.精加工曲柄銷孔 精鏜機(jī)床 12.磁力探傷 13.退磁處理 14.清洗 清洗裝置 15. 打印 銷孔間距測定機(jī) 16. 終檢 此種方案的特點在于 :

27、連桿是鍛造鍵 , 孔的加工余量大 ,切削時將產(chǎn)生較大的 內(nèi)應(yīng)力 ,并引起內(nèi)應(yīng)力重新分布。 (1) 加工階段劃分得較合理 因此 ,在安排工藝過程時 ,就需要把各表面的粗 ,精加工的工序分開 ,即把粗加 工安排在前 ,半精加工安排在中間 ,精加工安排在后面 .這樣避免了由于粗加工工序 切削余量大 ,切削力 ,夾緊力必然大 ,加工后易產(chǎn)生變形 ;如 :內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的變形 ;夾緊 力較大引起的變形 ;切削溫度過高引起的變形 ;工藝系統(tǒng)的熱變形等的影響 .粗 ,精 加工分開后 ,粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工與精加工中得到修正 ,就能最后達(dá) 到零件的技術(shù)要求。同時 ,還能合理地使用設(shè)備 ,保證加工質(zhì)

28、量。在粗加工各表面 后可與早地發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 ,避免損失更多的工時和費(fèi)用 2) 定位基準(zhǔn)的選擇 曲柄加工作為精基準(zhǔn)的表面是軸頸與曲柄外圓 ,而作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)提前 加工完 .在選擇粗基準(zhǔn)時考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量 ,使不加 工表面的尺寸 ,位置符合圖紙要求。因此按照粗基準(zhǔn)選擇原則 ,減少了因基準(zhǔn)不重 合而產(chǎn)生的定位誤差 ,提高了定位精度。定位基準(zhǔn) 的選擇還滿足基準(zhǔn)統(tǒng)一的原 則 ,簡化了工藝過程的制定 ,使夾具的設(shè)計 ,制造簡單 ,降低成本 . (3) 按照工序分散的原則來擬定工藝路線 : 曲柄的加工過程中 ,各加工工序的組合基本上是按照工序分散的原則進(jìn)行的 由于曲

29、柄的形狀復(fù)雜 ,要加工表面不便于集中加工 ,為了適應(yīng)大批量生產(chǎn)的快節(jié)奏 必須在各工序采用高效率的專用機(jī)床和夾具 ,以提高生產(chǎn)率 ,保證加工質(zhì)量 ,使各工 序的時間相對平衡 ,按一定的節(jié)拍組織流水生產(chǎn)。 雖然現(xiàn)代的發(fā)展偏向于工序集中 但工序分散在大批量生產(chǎn)中仍應(yīng)用很廣泛。 2.7 、確定機(jī)械加工余量工序尺寸與毛坯尺寸 曲柄材料為 40Cr, 調(diào)質(zhì)處理。 機(jī)械加工余量對工藝過程有一定的影響 ,余量不夠 ,不能保證零件的加工質(zhì)量 余量過大 ,不但增加機(jī)械加工的勞動量 ,而且增加了材料 ,刀具 ,能源的消耗 ,從而增 加了成本 .所以必須合理地安排加工余量。 本設(shè)計采用查表法確定各表面的加工余量

30、 ,工序尺寸與毛坯尺寸。 (1) 曲柄銷孔加工余量的確定 在簡明手冊表 2.3-12 中查得粗鏜余量 0.2mm, 精鏜余量 0.1mm 。 (2) 各級外圓加工余量的確定 在簡明手冊表 2.3-2 中查得粗車余量 0.9mm, 在表 2.3-3 中查得精車余量為 0.3mm ，在表中查得磨削余量 0.3mm 。在表 2.3-21 中查得銑削余量 0.15mm. 第三章夾具的設(shè)計 一 、概述： 在機(jī)床上對零件進(jìn)行機(jī)械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在 機(jī)床上占有正確的位置，然后通過夾緊機(jī)構(gòu)使工件的正確位置固定不動，這一任 務(wù)就是由夾具完成。 對于單件，小批量生產(chǎn)，應(yīng)盡量

31、使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成 本。但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往往較費(fèi)時間，并且操作 復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。 本零件屬于大批量生產(chǎn)，零件外形也不適用于使用通用夾具，為了保證工件 加工精度，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計專用夾具就顯得非常必要。 二、夾具設(shè)計的基本要求 方案設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計關(guān)鍵的一步，方案設(shè)計的好與 壞將直接影響工件的加工精度，加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工 要求，或加工精度不能達(dá)到設(shè)計要求，因此必須慎重考慮。設(shè)計方案的擬訂必須 遵循下列原則： 夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求： 特別對于精加工工序， 應(yīng)適當(dāng)提高 夾具的精度，以保證

32、工件的尺寸公差和位置公差等。 夾具應(yīng)達(dá)到加工生產(chǎn)率的要求： 特別對于大批量生產(chǎn)中使用的夾具， 應(yīng)設(shè) 法縮短加工的基時間和輔助。 夾具的操作要方便、安全：按不同的加工方法，可設(shè)置必要的防護(hù)裝置、 擋屑板以與各種安全器具。 能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本： 夾具元件的材料選擇 將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以與主要元件宜采用力學(xué)性能較好 的材料。夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。在批量生產(chǎn)中，宜采用如 氣動、液壓等高效夾緊機(jī)構(gòu)。 要適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)注化程度： 選用標(biāo)準(zhǔn)化元件， 特別應(yīng)選 用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本。 具有

33、良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造和維修。 以上要求有時是相互矛盾的，故應(yīng)在全面考慮的基礎(chǔ)上，處理好主要矛盾，使之 達(dá)到較好的效果。例如鉆模設(shè)計中，通常側(cè)重于生產(chǎn)率的要求；鏜模等精加工用 的夾具則側(cè)重于加工精度的要求等。 三、夾具設(shè)計的步驟和方法 方法： 夾具設(shè)計主要是繪制所需的樣圖，同時制定有關(guān)的技術(shù)要求。夾具設(shè) 計是一種相互關(guān)聯(lián)的工作，它涉與到很廣的知識面。通常，設(shè)計者在參閱有關(guān)典 型夾具圖樣的基礎(chǔ)上，按加工要求構(gòu)思出設(shè)計方案，再經(jīng)修改，最后確定夾具的 結(jié)構(gòu)。 夾具設(shè)計的步驟可以劃分為五哥階段： 夾具設(shè)計前，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)明確設(shè)計任務(wù)和要求，根據(jù)任務(wù)認(rèn)真調(diào)查研究， 要收縮所需資料，并

34、對其進(jìn)行分析。 方案設(shè)計：這是夾具設(shè)計的重要階段。在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，應(yīng)完 成下列設(shè)計工作： 1) 確定夾具的類型。 2) 根據(jù)六點定位規(guī)則確定工作的定位方式，選擇合適的定位元件。 3) 確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置。 4) 確定刀具的調(diào)整方案，選擇合適的對刀元件或?qū)蛟? 5) 確定夾具與機(jī)床的連接方式。 6) 確定其他元件和裝置的結(jié)構(gòu)形式，如分度裝置、靠模裝置。 7) 確定夾具總體布局和夾具體的結(jié)構(gòu)形式。 8) 繪制總體草圖。 9) 進(jìn)行工序精度分析。 10) 對動力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力驗算。 繪制夾具總圖：夾具總裝配圖應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制。 夾具零件

35、設(shè)計：對于夾具中得非標(biāo)準(zhǔn)零件，要分別繪制零件圖，其中對于需 要在裝配時加工的部位i，應(yīng)特別予以注明以免出錯。圖樣審核與一般設(shè)計相同 常用夾具元件的材料與熱處理可查閱《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 。 夾具的裝配、調(diào)試和驗證：完成設(shè)計圖樣后，設(shè)計工作尚未全部完成。只有 待完成裝配、調(diào)試和驗證并使用夾具加工出合格的工件為止，才算完成夾具設(shè)計 的全過程。其中特別是夾具的裝配，在使用中發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)與時加以解決。夾具的 調(diào)試和驗證可以在工具車間完成，也可直接由加工車間完成。 四、車床夾具設(shè)計特點 在車床上用來夾持工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面與端面的夾具稱為車床夾具。車床夾具 多數(shù)安裝在主軸上；少數(shù)安裝在床鞍或床身上。後一

36、類屬械床改裝范疇，應(yīng)用較 少，不做介紹。車床夾具按工件定位方式不同分為： 定心式、角度式和花盤式等。 本夾具為車床專用夾具，用于零件的精車工序。 五、 車床夾具的總體設(shè)計 22 0.06 這次畢業(yè)設(shè)計的夾具是精車工序的車床夾具，要求保證孔尺寸 22 °.°8和其 位置尺寸25 °.1。在車床夾具的總體設(shè)計中，考慮到車削時，該孔的軸線必須與 車床回轉(zhuǎn)軸線重合，故采用自為基準(zhǔn)原則，即用 22的底孔21.8為定位基準(zhǔn)； mjFr f 加工中先用定位銷插入該孔實現(xiàn)定位，夾緊后再拔出定位銷，進(jìn)行車削精加工。 ~ —- —.I - =— -.— — — - - —— —.— —4- — —

37、 — —.- — - - —— —.— - —- —.— — —.- — — -,--—4—- - —— —.— ■ T —.-— - —— —.— — ?5-^———^.―1— —.- — - —— —.— - —- -.— — — - r— — —-- -.— — —?— - —=- =-.— -- —- -?—— —<* ——.— — —?—_- — — —.— ? - -.— — -.- —- -.—?— — —4-.—— —.— - =-.— ——.- -— — —■ -.— — —.— —— = r ——— 六、 車床夾具在機(jī)床主軸上的安裝方式 本畢業(yè)設(shè)計的車床夾具是通過過渡盤

38、（的止口孔）在車床主軸上安裝的。過 渡盤的使用，使夾具省去了與不同型號車床的聯(lián)接部分，從而增加了通用性，即 通過同規(guī)格的過渡盤可用于別的型號的車床。采用過渡盤，還便于應(yīng)用百分表在 夾具體校正環(huán)或定位面上通過找正的方法來減少定位誤差。 七、 車床夾具的平衡 加工時，因工件隨夾具一起轉(zhuǎn)動，其重心如不在回轉(zhuǎn)中心上將產(chǎn)生離心力， 且離心力隨轉(zhuǎn)速的增高而急劇增大。使加工過程產(chǎn)生振動，對零件的加工精度、 表面質(zhì)量以與車床主軸軸承都會有較大的影響。所以，車床夾具要注意各裝置之 間的布局，必要時設(shè)計配重塊加以平衡。 本畢業(yè)設(shè)計的車床夾具考慮了平衡配重塊，以減小或消除車削旋轉(zhuǎn)時的離心 力。平衡配重塊的大小

39、形狀在車床夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計中解決，平衡配重塊的重量通過 動平衡法采用實驗設(shè)備得到。 本畢業(yè)設(shè)計的車床夾具：工件以外圓柱面和圓孔定位，夾具中相應(yīng)采用的定 位元件是V形塊和圓柱銷。 夾緊方案：采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，通過壓板壓緊零件 本畢業(yè)設(shè)計中定位限制的自由度分析 V形塊限制了 4個自由度（X軸的移動和轉(zhuǎn)動、Y軸的移動和轉(zhuǎn)動），圓柱銷 限制了一個自由度（繞 Z軸轉(zhuǎn)動）。本設(shè)計加工中只需要限制 5個自由度，Z軸 的移動自由度無需限制，但考慮到夾緊， Z軸的移動自由度還是限制了。 八、夾具專用件的三維設(shè)計 1、配重的選擇 材料：Q235 熱處理：零件進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理 配重的結(jié)構(gòu)如下：

40、\ ■ ■—■ JiL 7—妙 tj 昌 1 1 1 十 廣- 1 rl 1 r ■ 配重的設(shè)計 2、定位塊的選擇 材料：45鋼 熱處理：表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理 定位塊的結(jié)構(gòu)如下 定位塊的設(shè)計 3、壓板的選擇 材料：20鋼 熱處理：表面進(jìn)行發(fā)

41、藍(lán)處理 壓板的結(jié)構(gòu)如下 裝 壓板的設(shè)計 4、壓板的選擇 材料：45鋼 熱處理：表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理 壓板的結(jié)構(gòu)如下 CL 壓板的設(shè)計 5、底座的選擇 材料：焊接件 熱處理：發(fā)藍(lán)處理 底座的結(jié)構(gòu)如下 底座的設(shè)計 九、車床夾具的三維裝配 1、先將夾具的底座加載到文件中 2、然后將配

42、重裝配上 3、依次將其他零件裝配上如下圖 致謝 在未來的日子里， 我會更加努力的學(xué)習(xí)和工作， 不辜負(fù)父母對我的殷殷期望！ 我一定會好好孝敬和報答他們！ 在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意！ 參考資料 [1] 《機(jī)械制造工藝與夾具》 ，蘭建設(shè)主編，機(jī)械工業(yè)出版社， 2007 年 6月 [2] 《數(shù)控加工工藝》 ，譚永剛主編，國防工業(yè)出版社， 2009 年 1

43、月 [3] 《 UGNX6.0 應(yīng)用與實例教程》 ，黎震等編著，北京理工大學(xué)出版社， 2012 年 8月 [4] 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 ，東北重型機(jī)械學(xué)院，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1988 年 [5] 《互換性與測量技術(shù)》 ，黃云清主編，北京理工大學(xué)出版社， 2001 年 3 月 [6] 《金屬工藝學(xué)（含材料部分） 》，丁德全編，機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 年1 月 [7] 《航空材料學(xué)》 ，張耀良主編，哈爾濱工程大學(xué)出版社， 2010 年1 月 [8] 《 AutoCAD2008 項目式實訓(xùn)教程》 ，鄧小紅等編，天津大學(xué)出版社， 2009 年 [9] 《世紀(jì)星銑削數(shù)控裝置操作與編程說明書》 ，華中數(shù)控股份有限公司， 2006 年