1、1摘要连杆螺钉是柴油机中的重要零件之一。其主要用来紧固连杆大头和连杆盖，在柴油机工作时，连杆螺钉承受着活塞组的往复惯性力和连杆组的旋转惯性力，这样的功能决定了它既是传力构件，又是运动件，这就要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。因此，不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力，须综合材料选用、结构设计、热处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性目 录 一.零件的分析 1.零件的作用 2.零件的工艺分析 二.工艺规程设计 1.确定毛坯的制造形式 2.基准的选择 3.工艺路线的制定 4.机械加工余量的确定 5.确定切削用量及基本工时 三.夹具设计 四.设计体会五.参考资料六.致谢2连杆螺钉一 、零件的分析零
2、件的工艺分析: 连接螺钉共有 3 组加工表面，它们之间有一定的位置要求，具体分述如下：1.以 45 和 34 为中心的加工表面。这一组加工表面包括： 所有外圆及倒角、退刀槽、两端面。 2.以 45 为中心的加工表面。主要包括：45 上的削边。 3. M302-6g加工表面。主要包括： 2-6 孔。 这 3 组加工表面之间有着一定的位置要求，具体如下： 45 外圆侧面与 34 有垂直度要求跳动 0.015mm，M302-6g 螺纹与34 跳动公差为 0.04mm； 34 圆度与圆柱度公差为 008mm 由以上分析可知，对于这 3 组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后再加工其他两组表面，并
3、保证它们之间的位置精度要求。二.工艺规程设计(一).确定毛坯的制造形式 根据零件的工作情况，零件的材料为 40Cr， 要承受较大的循环载荷、冲击载荷等，所以毛坯形式采用锻件，其晶粒细小，较均匀、致密，可以保证零件的工作可靠，由于零件为中批生产，为了提高生产率，保证加工质3量，故采用模锻成型。 (二).基准的选择 粗基准的选择。由于该零件为普通的轴类零件，故选外圆为粗基准。 精基准的选择，选轴前端的圆锥孔和后端孔倒角作为精基准。 (三).工艺路线的制订 制定工艺路线的出发点，应使零件的几何形状精度、 尺寸精度、位置精度等技术要求得到保证。 在生产纲领成批生产的条件下， 可以考虑采用通用机床和专用
4、夹具尽量使工序集中而提高生产率，除此还应考虑，经济效果使成本最低。(三).工艺路线的制定1、工艺路线方案一： 工序一：下料，棒料尺寸为 60mm 125mm 工序二：锻造，自由锻造成形，锻件尺寸：连杆螺钉头部为52mm27mm 部为 41m183mm，零件总长为 210mm（留有工艺余量） 工序三：正火处理 工序四：调质处理 2832HRC 工序五：划毛坏两端中心孔线，照顾各部分加工余量 工序六：钻两端中心孔 A2.5，也可以在车床上加工工序七：粗车，夹 37mm 外圆，车另一端毛坯外圆 52mm 至 48mm工序八：粗车，以 52mm 27mm 定位夹紧（毛坯尺寸） ，顶尖顶紧另一端中心孔,
5、以毛坯外圆找正，将毛坯外圆 41mm 车至 37mm ，4长度 185mm 工序九：精车，修研两中心孔。夹紧 48mm（工艺过程尺寸） ，顶紧别一端中心孔，车工艺凸台（中心孔处）外圆尺寸至 25mm，长7.5mm，车 37mm 外圆至 35mm，长 178.5mm工序十：精车，夹 35 mm(垫上铜皮)，车工艺凸台（中心孔部分）25mm7.5mm，尺寸 48mm 车至图样尺寸 45mm，倒角145工序十一：精车，以两中心孔定位，卡环夹紧 45mm 外圆，按图样车连杆螺钉各部尺寸至图样要求，其中 340 -0.016mm, 处留磨量0.5mm，保证连杆螺钉头部 45mm 长 15.1mm 总长
6、190mm，螺纹一端长出部分车至 25mm ，车螺纹部分至 30+0.25 +0.15mm工序十二：以两中心孔定位装夹，磨 34.5mm 尺寸至图样要求 340 -0.016mm, 同时磨削 45mm 右端面，保证尺寸 15m工序十三：夹紧 340 -0.016 mm 外圆（垫上铜皮） ，并以外圆找正，车螺纹 M30-6g，倒角 145工序十四：用 V 形块或组合夹具装夹工作，铣 45mm 处 42mm 尺寸为（420.1mm）工序十五：用专用钻模或组合夹具装夹工件，钻 26mm 孔（以（420.1）mm 尺寸定位）工序十六：用 V 形块或组合夹具装夹工作，铣螺纹一端中心孔工艺凸台，与螺纹端面
7、平齐即可。注意不可碰伤螺纹部分 5工序十七：用 V 形块或组合夹具装夹工作，铣另一端工艺凸台，与45mm 端面平齐即可。注意不可碰伤倒角部分工序十八：按图样要求检验各部，并进行磁粉探伤检查 工序十九：涂防锈油、包装入库2、工艺路线方案二： 工序一：下料，棒料尺寸为 60mm 125mm 工序二：锻造，自由锻造成形，锻件尺寸：连杆螺钉头部为52mm27mm，杆部分为 41m183mm，零件总长为210mm（留有工艺余量） 工序三：正火处理 工序四：划毛坏两端中心孔线，照顾各部分加工余量 工序五：钻两端中心孔 A2.5，也可以在车床上加工 工序六：粗车，以 52mm 27mm 定位夹紧（毛坯尺寸）
8、 ，顶尖顶紧另一端中心孔，以毛坯外圆找正，将毛坯外圆 41mm 车至37mm，长度 185mm工序七：粗车，夹 37mm 外圆，车另一端毛坯外圆 52mm 至48mm 工序八：调质处理 2832HRC工序九：精车，修研两中心孔。夹紧 48mm（工艺过程尺寸） ，顶紧别一端中心孔，车工艺凸台（中心孔处）外圆尺寸至25mm，长 7.5mm，车 37mm 外圆至 35mm，长178.5mm6工序十：精车，夹 35 mm(垫上铜皮)，车工艺凸台（中心孔部分）25mm7.5m，尺寸 48mm 车至图样尺寸 45mm，倒角145工序十一：精车，以两中心孔定位，卡环夹紧 45mm 外圆，按图样车连杆螺钉各部
9、尺寸至图样要求，其中 340 -0.016,mm 处留磨量 0.5mm 保证连杆螺钉头部 45mm 长 15.1mm 总长190mm，螺纹一端长出部分车至 25mm 车螺纹部分至30+0.25 +0.15mm工序十二：精车，夹紧 34.5mm 外圆（垫上铜皮） ，并以外圆找正，车螺纹 M30-6g，倒角 145工序十三：以两中心孔定位装夹，磨 34.5mm 尺寸至图样要求 340 -0.016,mm，同时磨削 45mm 右端面，保证尺寸 15mm工序十四：用 V 形块或组合夹具装夹工作，铣螺纹一端中心孔工艺凸台，与螺纹端面平齐即可。注意不可碰伤螺纹部分工序十五：用 V 形块或组合夹具装夹工作，
10、铣另一端工艺凸台，与45mm 端面平即可。注意不可碰伤倒角部分工序十六：用 V 形块或组合夹具装夹工作，铣 45mm 处 42mm 尺寸为（420.1mm）为以下工序中用）工序十七：用专用钻模或组合夹具装夹工件，钻 26mm 孔（以（420.1）mm 尺寸定位）工序十八：按图样要求检验各部，并进行磁粉探伤检查 工序十九：涂防锈油、包装入库73、工艺方案的比较与分析： 方案一是先进行调质处理再进行毛坯尺寸加工，加工过程中先进行粗车，再根据尺寸要求将定位尺寸进行磨削。接着进行其它尺寸的处理，最后加工时先进行铣 45mm 处的 42mm 尺寸（42 0.1mm）以及钻 26mm孔，之后再铣两端的工艺
11、凸台，最后检验，入库。这种做法，本想先进行定位尺寸的加工，以使之后的尺寸加工更加准确，但这样会导致之后的加工使磨削变得毫无意义，粗糙度更无法保证。而且，在进行凸台处理与平面铣削和钻孔加工时，其顺序有些不太合理。 方案二则与方案一有所区别，是先进行毛坯尺寸加工再进行调质处理，其次在粗精车时，先车出工艺凸台，通过中心孔的定位，按图样车连杆螺钉各部尺寸至图样要求（其中 34 mm 处留磨量 0.5mm） ，接着夹紧34.5mm 外圆，车图示螺纹及倒角，之后再进行 34.5mm 外圆和45mm 右端面的磨削。最后加工时先铣削两端的工艺凸台，之后再进行铣 45mm 处的 42mm 尺寸（420.1mm）
12、以及 26mm 钻孔，最后检验，入库。 从以上两种工艺加工路线分析中可知：工艺路线方案二比较好。因为它更清晰具体地说明了该工件的加工所需步骤路线，它的加工路线更为精确，加工顺序更为精细合理，能够更好地达到所要求的加工标准(四).机械加工余量的确定“连杆螺钉”零件材料为 40Cr，硬度为 2832HRC， ，生产类型为批量生产，采用在锻锤上自由锻造成型。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量以8下： （1） 、螺纹外圆表面（M3026g） 考虑其加工长度为 40mm(含退刀槽)，与其联结的非加工外圆表面直径为 41mm，为简化锻件毛坯的外形，考虑其加工工序以及外表有螺纹配
13、合精度要求，因此，其工序尺寸和加工余量为：粗车：41mm ， 2Z=4 ， 加工至 37mm精车：37mm ， 2Z=2 ， 加工至 35mm 精车：35mm ， 2Z=5 ， 加工至 30mm 切退刀槽：30mm，退刀槽尺寸为 5mm4mm 车螺纹：M3026g ， 倒角 145（2） 、340 -0.016,mm 外圆表面考虑其加工长度为 60mm，与其联结的非加工外圆表面直径为41mm，为简化锻件毛坯的外形，考虑其作为定位基准尺寸，有圆 度以及圆柱度精度要求，因此，其工序尺寸和加工余量为：粗车：41mm ， 2Z=4 ， 加工至 37mm 精车：37mm ， 2Z=2 ， 加工至 35m
14、m 精车：35mm ， 2Z=0.5 ， 加工至 34.5mm 倒角：两侧倒角 C1磨削：34.5mm ， 2Z=0.5 ， 加工至 34mm，使之满足340 -0.016,mm（3） 、30mm 外圆表面 表面粗糙度 Ra 要求为 3.2m，因此，其工序尺寸和加工余量为：9粗车：41mm ， 2Z=4 ， 加工至 37mm 精车：37mm ， 2Z=2 ， 加工至 35mm 精车：35mm ， 2Z=5 ， 加工至 30mm （4） 、42mm 外圆表面及端面 粗车：52mm ， 2Z=4 ， 加工至 48mm 精车：48mm ， 2Z=3 ， 加工至 45mm，倒角 1x45铣削：45mm
15、15.1mm ，铣 45mm 处 42mm 尺寸为（420.1mm） 磨削：45mm 右端面，即 45mm 15.1mm，使之保证尺寸为15mm，表面粗糙度 Ra 要求为 3.2m （5） 、内孔 26mm 根据工序安排，以（420.1）mm 尺寸定位，依照图示：钻孔：26mm (五). 确定切削用量及基本工时车端面，钻中心孔，粗车各外圆工序（如未特别注明，本工序相关数据的出示切削用量手册的车削用量选择） 1. 车端面 （1）.加工条件 工作材料：40Cr 钢正火，b0.735GPa，模锻。 加工要求：车两端面，打中心孔，粗车各外圆表面 机床：C620-1 卧式车床 刀具：刀片材料 YT15
16、， 刀杆尺寸 1625mm Kr90, r010,10。12, s0,r1.0mm. （2）.计算切削用量 a.粗车 45 端面，用计算法 切削深度：加工总余量2.0mm，留余量 0.5mm，单边余量0.75mm，一次走刀，ap0.75mm 进给量：根据表 4 选 f0.6-0.9mm/r。 按 C620-1 机床说明书选 f=0.52mm/r 表 26 计算切削速度：见表 21 根据表 10，车刀耐用度 t60min V（Cv/60 1-mTmapxvfyv）Kv式中 Cv=242，xv0.15，yv0.35，m0.20 KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv 其中 Ktv1.0（表
17、21-6） ，Kkrv0.81（表 21-7） ，KSV0.8（表 21-5） ， KTv1.0（表 11） ，KKv1.24（表 21-9） ，KMv0.637/b 0.637/0.7350.87（表 21-1） v=（242/601-0.236000.20.750.150.520.35）0.871.00.81 0.81.01.241.623m/s 确定机床主轴转速： ns1000v/dw 10001.623/(3.1445)5.38r/s（323r/min） 按 C620-1 机床说明书（表 26） ，与 323r/min 相近的机床转速为305r/min 及 370r/min，现选 nw
18、370r/min，所以实际切削速度 11VnWdw/1000 370963.14/1000111.53r/min（1.86r/s） 切削工时工艺手册表 7-1： T 左Ll 1l 2/nf 式中 L96/248，l 14，l 20 T 左48+4+0/0.523700.27min（16.2s） T 右Ll 1l 2/nf， 式中 L96-72/212，l 14，l 20 T 右12+4+0/0.523700.083min（5s） b.车 30 端面： 切削深度： 加工总余量3.25mm，留余量 0.5mm，单边余量 2.75mm，一次走刀，ap2.75mm 主轴转速和进给量： 为了提高生产率，
19、在不影响加工质量的情况下，取与车 45 端面时的主轴转速和进给量。即 n370r/min，f0.52mm/r。所以实际切削速度:Vdwns/10003.1472370/100083.65m/min（1.394m/s） 切削工时工艺手册表 7-1： TLl 1l 2/nf，式中L72/236，l14，l20 T3640/0.523700.21min（12.6s）2.车外圆 粗车 45 外圆。要求校验机床功率及进给强度 切削深度：单边余量 Z2.76mm，一次走刀。ap2.76mm， 进给量：查表 4，f0.6-0.9mm/r。按机床说明书取 f=0.6mm/r。 计算切削速度：按表 21V（Cv
20、/60 1-mTmapxvfyv）Kv，式中12Cv=242，xv0.15，yv0.35，m0.20，KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv 其中 Ktv1.0（表 21-6） ，Kkrv0.81（表 21-7） ，KSV0.8（表 21-5） ， KTv1.0（表 11） ，KKv1.0（表 21-9） ，KMv0.637/b 0.637/0.7350.87（表 21-1） V（242/601-0.236000.22.760.150.60.35）0.871.00.81 0.81.01.01.03m/s（61.8m/min）确定主轴转速： ns1000v/dw 100061.8/3.14
21、30205.02r/min 按机床选取n230r/min，所以实际切削速度 VnWdw/1000 3.1445230/100032.5m/min （1.94m/s）校验机床功率： 由表 22 中查得：PmFzV10-3KW,式中 Fz 可由表 13 查出，当b0.569-0.951GPa，ap2.0mm，f0.6mm/r， V1.66m/s 时，Fz2350N，切削力 Fz 的修正系数为KKrFz0.89， Kr0Fz1.0（表 22-3） 故 Fzc23500.89=2091.5N Pmc FzV10-32091.51.1610-32.43kw,按机床说明书，当n230r/min 时，机床主
22、轴允许功率 PE5.9kw，因 PmcPE 故所选切削用量可在 C620-1 车床上进行。 校验机床进给系统强度：根据 C620-1 机床说明书，其进给机构允许走刀力 Fmax3530N,由表 16，当 b0.669-130.794GPa，ap2.8mm， f0.75mm/r，V1.66m/s，Kr90时，走刀力 Fxc760N。 切削时 Fx 的修正系数为 Kr0Fx1.0，KsFx1.0，KKrFx1.17（表22-3） 故实际走刀力为 Fxc7601.01.01.17889.2N，则所选f0.6mm/r 的进给量可用。切削工时工艺手册表 7-1： TLl1l2/nf，式中L35.5，l1
23、4，l23 T35.5+4+3/2300.60.31min（18.6s） 考虑到该零件台阶面较多，如若各台阶面都采用不同的转速和不同的进给量，则效率不高，故在不影响加工质量的情况下， 粗车该轴时，采用主轴转速 230r/min，粗车进给量 f0.6mm/r。 粗车 34 外圆 切削深度：单边余量 2.59mm，一次走刀，ap2.59mm 进给量 f=0.6mm/r 主轴转速 n=230r/min，所以实际切削速度 VnWdw/1000=3.1472230/1000=52m/min（0.87m/s） 切削工时： TLl1l2/nf，式中L400.5，l14，l20 T400.5+4/2300.6
24、=2.93min 粗车 30 外圆 切削深度：单边余量 2mm，一次走刀，ap2mm 进给量 f=0.6mm/r 主轴转速 n=230r/min，所以实际切削速度VnWdw/1000=3.1466.82230/1000 =48.26m/min（0.80414m/s） 切削工时： TLl1l2/nf，式中L45，l14，l20 T45+4/2300.6=0.36min 半精车 34 外圆 切削深度 ap0.45mm 进给量：因表面粗糙度 Ra=0.8，r=1.0mm。为了保证质量，查表 6，f=0.20.3mm，按机床说明书取f=0.25mm/r。 计算切削速度：根据表 21 Vc=（Cv/60
25、1-mTmapXvfyv）Kv， 式中Cv=291，Xv=0.15，yv=0.2，m=0.2。 KvKMv KtvKkrvKsvKTvKKv 。其中 KMv=0.637/0.735=0.87，Ktv=1.0，Kkrv=1.0，Ksv=0.8，KTv=1.0，KKv=1.0 Vc=（291/601-0.236000.20.450.150.250.35）0.871.0 1.00.81.01.02.21m/s（132.6m/min） 确定主轴转速： ns1000v/dw 1000132.6/3.1466.82632r/min 按机床选取n610r/min，所以实际切削速度 VnWdw/1000 3.
26、1466.82610/1000 127.99m/min （2.13m/s） 切削工时： TLl1l2/nf，式中L60，l14，l20 T64+4+0/6100.250.446min（26.76s） 半精车 45 15切削深度 ap0.45mm 进给量与主轴转速：与 88.88 相同，即 f=0.55mm/r，n=370r/min 所以实际切削速度 VnWdw/1000 3.1446.5370/1000 54m/min （0.9m/s） 切削工时： TLl1l2/nf，式中L35，l14，l20 T35+4+0/3700.550.192min（11.5s） 半精车 30 切削深度 ap0.45
27、mm 进给量与主轴转速：与 45 相同，即 f=0.55mm/r，n=370r/min, 所以实际切削速度:VnWdw/1000 3.1443.5370/1000 50.54m/min （0.84m/s）切削工时：TLl1l2/nf，式中L45，l14，l20 T100+4+0/3700.550.51min（30.6s） 钻 6（如未特别注明，本工序相关数据的出示切削手册的孔加工削用量选择） 钻孔 6mm。要求校验机床的功率和扭矩。 选择钻头：选莫氏锥柄麻花钻，其直径 d0=20mm，钻头几何形状（表 1 及表 2）：双锥修磨横刃、棱带，=30，2=118，21=70，0=10，=50。 切削
28、用量： 进给量：根据表 5，当钢的 b0.784GPa，d=20m 时，16f=0.350.43mm/r，按机床取 f=0.43mm/r. 切削速度：根据表 11，b=0.735GPa 的 40Cr 钢加工性属 7 类。由表 10，当加工性为第 7 类，f0.49mm/r，双横刃磨的钻头，d0=20mm 时，Vt=0.30m/s（18m/min） ，切削速度的修正系数：KTV=1.0（表 10） ， KCV=1.0（表 23） ，Klv=1.0（表 23） ，Ktv=1.0（表 21-6） 。故 V=0.30 主轴转速：n=1000V/dw 100018/3.1420286.6r/min 按机
29、床说明书去取 nW=400r/min，所以实际切削速度为：VnWdw/1000 3.146400/1000 7.536m/min （0.45m/s） 校验机床功率及扭矩： 根据表 17，当 f0.51mm/r，d021mm 时，Mt=76.81Nm。扭矩的修正系数 KMM=1.11，KWM=1.0，故 Mc=76.811.1=85.26Nm。根据钻床说明书，当 n=400r/min 时，Mm=115.8Nm。据表 19，当 b=0.6670.804GPa，d0=20mm，f0.38mm/r，V0.29m/s 时，Pm=1.7Kw。根据钻床说明书，PE=4.50.81=3.645Kw。由于McM
30、m，PmPE，故选择的切削用量可用。 粗精铣 45mm 端削边（如未特别注明，本工序相关数据的出示切削手册的铣削用量选择）1.粗铣：选择铣刀：采用错齿三面刃盘铣刀，齿数为 18。耐用度 T=7200s（表8） 机床：X62W 铣床 切削用量： 进给量 af：根据 X62W 铣床说明书（表 24） ，其功率为 7Kw。属中等系统刚度。根据表 3，af=0.080.15mm/z，现取 af=0.15mm/z。 切削速度和每17秒进给量 vf：根据表 9，当d=100mm，z=18，ap=1240mm，ae1=4mm， af0.18mm/z 时，vt=0.35m/s，nt=1.13r/s，vft=1
31、.40mm/r 各修正系数为KMv=KMn=KMvf=0.69，KSv=KSn=KSvf=0.8，KZv=KZn=0.9，KZvf=2.7 所以v=vtKv=0.350.690.80.9=0.17m/s n=ntKn=1.130.690.80.9=0.56r/s vf=vftKvf=1.400.690.82.7=2.087mm/r 根据机床取 nc=0.625r/s，vfc=2.5mm/s，因此实际切削速度和每齿进给量为：vc=dnc=/1000=3.141000.625/1000=0.196m/s vfc=vfc/ncz=2.5/0.62518=0.22mm/z 切削工时： TL/vf，式中
32、 Ll+y+，l45，根据表19，y+=23mm T45+23/0.50.746min（91s） 切槽 32 1.选用刀具：W18Cr4V，几何形状：h1=20，h=25，H1=18，B=3r0=7，0=5。车刀耐用度 T=3600s（表 10） 2.切削用量： 切削深度：ap=1.5mm 进给量：查工艺手册表 3-16，f=0.10.14mm/r 主轴转速：为了缩短辅助时间，取主轴转速 n=460r/min，所以实际切削速度 v=nd/1000 3.1445460/100065m/min （1.1m/s） 切削工时：工艺手册表 7-1 TL/nf，式中 Ld-d1/2+l1，l14，L=45
33、-1842/2+4=5.5 T5.5/4600.120.10min（6s）倒角：采用 45车刀，为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速n=460r/min，手动进给。 车螺纹: 切削速度：当公称直径 D=30mm，螺距 P=2，查工艺手册表 3-57 及切削手册表 21，粗车螺纹的速度 v=0.6m/s，并规定粗车螺纹时ap0.17，走刀次数 i=4；精车螺纹的速度 v=1.066m/s，精车时ap0.08，走刀次数 i=2。 确定主轴转速： 粗车螺纹时： n1=1000v/d=10000.6/3.1430=4.25r/s（255r/min） 按机床取n=230r/min，实际切削速度： v=d
34、n/1000=3.1430230/1000=32.50m/min 精车螺纹时： n2=1000v/d=10001.066/3.1430=7.54r/s（452.4r/min） 按机床取n=460r/min，实际切削速度： v=dn/1000=3.1430460/1000=65m/min（1.08m/s） 切削工时：取切入长度 l1=3mm， 粗车螺纹的工时： t1=（l+l1/nf）i=（40+3/2301.5）4=0.41min（24.6s） 精车螺纹的工时： t2=（l+l1/nf）i=（32+3/4501.5）2=0.10min（6s） 粗精磨外圆 34（本工序未特别注明，数据均出自工艺
35、手册 ）: 1.粗磨外圆 34： 选择砂轮：见表 3-9197，表 4-10，其结果为19GB50ZR1A6P60063305。 切削用量：表 4-11 n 砂=1110r/min，v 砂=3.146001110/1000=2091.24m/min（34.854m/s） 轴向进给量fa=0.7B=0.763=44.1mm（双行程） （P175） 工件速度 vw=0.45m/s（表3-101） 径向进给量 fr=0.025mm/双行程 切削工时： t=2lZbk/nfBf 双 ， 式中 l=64，Zb=0.1，k=1.1 t=2640.11.1/111044.10.025=0.012min（0.
36、72s） 精磨 34:选择砂轮：参照有关资料及工艺手册表 3-9197。其结果为GB70R2A3P20326 切削用量： n 砂=11000r/min，v 砂=3.142011000/1000=690.8m/min（11.5m/s）轴向进给量 fa=（0.250.7）B=（0.250.7）32=822.4mm，取fa=20mm 工件速度 vw=50m/min（表 3-107） 径向进给量 fr=0.006mm/双行程切削工时： t=2lZbk/nfBf 双 ， 式中l=20，Zb=0.06，k=1.1 t=2200.061.1/11000200.006=0.002min（0.12s）铣直径 4
37、5mm 端尺寸为 42mm 的平面：加工条件： 工件材料： HT200，铸造。 20机床：X62w 铣床。 查参考文献7表 3034 刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料：15YT，100Dmm，齿数 Z =8, 此为粗齿铣刀。因其余量：Z=3mm 所以铣削深度 ap=2mm 每齿进给量 fa：根据参考文献3表 2.4-75，取 0.12/fammZ 铣削速度V：参照参考文献7表 3034，取 1.33/Vms 。 由式 2.1 得机床主轴转速 n=1000V/d=1000 1.3360/3.14100=254/min按照参考文献3表 3.1-74 300/min实际铣削速度v：v=
38、dn/1000=3.14100300/100060=1.57m/s 三.夹具设计铣 45 外圆削边的夹具 （一） 问题的提出 本夹具要用于铣槽 45 外圆削边，精度等级为 IT12 级，面粗糙度为6.3。本道工序只铣一次即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证平面的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 （二） 夹具设计 对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定21位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： 尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。 1 在成批生产时才考虑采用专用夹具，最好结构简单可靠
39、、制造容易。2 装卸零件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 3 夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 根据基准统一的原则,我采用设计基准来作为我们的定位基准,即采零件的34 外圆作为定位基准夹紧方式的确定,我考虑了各种各样的方案,都觉得不理想.最后我选用了在 V 形块与压板的螺旋夹紧方法。. 定位基准的选择:拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要
40、求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度。34 的外圆和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 34外圆和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具.夹具使用说明: 先用螺母上旋，把压板移开，然后放上零件，再固定把零件靠在一端的挡板侧面，最后把活动螺母旋进去通过压板把零件压在 V 形块上面，把整个夹具放到机床工作台上,用夹具体上的 U 形槽对准机床的 T 形槽.用螺栓和22压板把夹具体固定在机床上. 当加工零件时,把零件放到夹具体上,把零件固定在夹具上,.再通过旋
41、转螺母。夹紧零件.夹紧力的大小通过手工来调节。当零件在机床上加工完成后,再通过旋转螺母使其与 V 形块分开,再用手去轻轻移动压板,使零件能从夹具体上拿下来,在用同样的方法加工下一个零件. 铣工艺凸台夹具: 工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 工件的夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。 工件位置的正确与否，用加工要求衡量。能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确。 一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但各个工件的位置变动时必须控制在加工要求所允许的范围之内。 将工件定位后的位置固定下来，称为夹紧
42、。工件夹紧的任务是：使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置，以保证机械加工的正常进行。 夹紧机构: 根据该产品是批量生产，因此夹具的夹紧机构不用太过复杂，自动化程23度也不能太高，采用螺旋压板夹紧机构，采用 M10 螺栓作为夹具夹紧手柄。件靠在一端的挡板侧面，最后把活动螺母旋进去通过压板把零件压在 V 形块上面，把整个夹具放到机床工作台上,用夹具体上的 U 形槽对准机床的T 形槽 .用螺栓和压板把夹具体固定在机床上. 当加工零件时,把零件放到夹具体上,把零件固定在夹具上,.再通过旋转螺母。夹紧零件.夹紧力的大小通过手工来调节。当零件在机床上加工完成后,再通过旋转螺
43、母使其与 V 形块分开,再用手去轻轻移动压板,使零件能从夹具体上拿下来,在用同样的方法加工下一个零件. 铣工艺凸台夹具: 工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 工件的夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。 工件位置的正确与否，用加工要求衡量。能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确。 一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但各个工件的位置变动时必须控制在加工要求所允许的范围之内。 将工件定位后的位置固定下来，称为夹紧。工件夹紧的任务是：使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确
44、位置，以24保证机械加工的正常进行。 夹紧机构: 根据该产品是批量生产，因此夹具的夹紧机构不用太过复杂，自动化程度也不能太高，采用螺旋压板夹紧机构，采用 M10 螺栓作为夹具夹紧手柄。夹紧力的计算: 根据理论力学的力平衡理论，夹紧摩擦力矩应与铣削力矩平衡，即 M 摩=M 切。铣削力矩 M 切的计算和夹紧力的计算 (1)切削力的计算(C a 吃刀量 f 进给量 v 切削速度 k 修正系数) Fz=9.81Cafvk=9.811800.24 10 （300/190 ）0.551.8=1561.18N Fy=9.81Cafvk=9.81940.2 4 10 （ 300/190）1.31.63=179
45、5.36N Fx=9.81Cafvk=9.81540.2 4 10 （ 300/190）1.10.7=1092.82N 故总的切削力 F=【Fz_+ Fy + Fx 】开平方根=2618.27N (2)夹紧力的计算 Fwk=KM/LF（Fwk 实际夹紧力,M 切削力矩,L 压板长度,F 进给量）=0.1 2618.2720 /500.2=523.65N 在确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力。夹紧力（大型工件还应考虑重力，惯性力等）25的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数。操作的简要说明
46、 在设计夹具时，为降低成本，可选用手动螺钉夹紧，本道工序的铣床夹具就是选择了手动螺旋板夹紧机构。由于本工序是粗加工，切削力比较大，为夹紧工件，势必要求工人在夹紧工件时更加吃力，增加了劳动强度，因此应设法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。 夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）结构分析 按设计步骤，先在各视图部位用双点划线画出工件的外形，然后围绕工件的布置定位，加紧和导向元件再进一步考虑零件的装卸，各部件结构单元的划分，加工时操作的方便和结构工艺性的问题使整个夹具设计形成一个整体。 1、夹具采用分铸式铸件组合的结
47、构。铸造简单，刚性较好。为保证铸件壁厚均匀，内腔掏空；为减少加工面，各部件的结合面处设置铸件凸台。2、定位板和定位钉安装在夹具体的底面与侧面并通过夹具体的孔与底面的平行度，保证工件底面与夹具底面的平行度。小结: 本次设计总体来说较为成功。在分析目前机械产品加工的特点、技术26特点以及使用情况后，我们确定了设计这个课题。在设计过程中，我们特别注意吸收各种新的技术，新的设计方法，并将之尽量融入到我们的设计中，使机加工能够达到一个较高的水平。同时我们自始至终贯彻使我的设计具有实用性、经济性的要求，总体方案的设计及部件结构设计均以降低成本为目的，尽量采用新工艺、新技术，并结合我国实际情况，具有一定的可行性；机械设计保证了其功能良好、使用可靠、维护方便；零件结构设计选择合理的毛坯型式和材料，保证具有良好的加工工艺性；结构设计中尽可能的采用标准件和通用件。 在设计中，
