三孔连杆的机械加工工艺规程及工装毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 连杆是很多机械中的主要部件之 一 ，例如在汽车发动机中有重要的作用。本设计主要介绍了普通连杆的加工工艺及其夹具设计。本设计主要内容有普通连杆的作用、选材、毛坯的制造方法、连杆的技术要求、加工工艺路线的制定、加工设备的选择，刀具、量具，切削用量的选择计算等，并设计出一套加工连杆的的专用夹具，最终达到零件的技术要求。通过制定连杆加工工和设计夹具为工人加工连杆提供了依据。而我要设计的三孔连杆 工艺规程的设计是从零件图开始对零件的加工工艺进行了分析，并通过查表、计算对 毛坯 材料、制造方法等进行选择确定。然 后根据定位基准的选择原则和所要求的加工精度，确定加工基准和加工方法。并最终确定加工工艺路线。参阅有关技术手册计算确定三孔连杆的机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸并绘制出了毛坯图，计算其相关加工工序的切削用量并制作了加工工序卡片。最后，确定加工机床和工艺装备，并对专用夹具进行设计。 关键词：三孔连杆；加工工艺；工装设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he is of of it an in us of of of of At it of It to to of of of to of of we to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 . I . 1章 引 言 . 1 第 2章 普通连杆简介及工艺加工 . 2 连杆的主要技术要求 . 2 杆的毛坯的确定 . 2 杆机械加工工艺分析与确定 . 3 . 3 位基准的分析 . 3 紧方案的分析 . 3 杆加工工艺路线的制定 . 4 . 4 艺尺寸链计算 . 4 削加工用量的选择原则 . 5 吃刀量的选择 . 5 给量的选择 . 6 削速度的选择 . 6 时定额的计算 . 6 铣连杆大小头平面 . 6 磨大小头平面 . 7 头孔的加工 . 7 头两侧面的加工，即 99. 8 开连杆体和连杆盖 . 9 杆体和连杆盖结合面的加工 . 10 瓦锁口槽的加工，即 5 . 11 铣螺栓座面 . 12 杆体螺栓孔加工 . 13 镗大头孔 . 14 磨大小头两平面 . 14 精镗大头孔 . 15 镗小头孔 . 15 镗大头孔 . 15 . 16 磨大头孔 . 17 连杆体结合面的夹具设计 . 17 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 18 . 18 紧方案的确定 . 18 紧力的计算 . 19 . 19 杆铣剖分面的的夹具示意图。 . 19 第 3章 三孔连杆的设计 . 21 三孔连杆零件图介绍 . 21 零件的工艺分析 . 22 毛坯的选择 . 22 选择毛坯时应考虑的因素 . 22 选择毛坯 . 23 定毛坯的制造流程，确定毛坯的形状 . 23 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 10. 24 制锻件毛坯简图 . 25 机械加工工艺规程的制定 . 26 定位基准的选择 . 26 粗基准的选择 . 27 精基准的选择 . 28 零件表面加工方法的选择 . 29 加工顺序的安排 . 31 工序安排需遵循的原则 . 31 加工阶段的划分 . 31 工序顺序的安排 . 32 确定工艺路线 . 32 加工余量、工序尺寸的确定 . 33 加工余量与工序余量 . 33 加工余量与工序尺寸的确定 . 34 削用量的确定、基本时间的计算 . 35 工序 6 . 35 工序 13 . 36 机床工艺装备的确定 . 38 机床设备的选择 . 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 艺装备的选择 . 38 夹具的选择 . 38 刀具的选择 . 39 量具的选择 . 39 机床夹具的设计 . 40 本零件专用夹具的设计 . 40 问题的提出 . 40 钻小头孔夹具结构方案的确定 . 40 夹具草图的绘制 . 41 计结语 . 43 参考文献 . 44 致谢 . 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 引 言 在当 代机械制造工业正以迅猛的步伐迈向 21世纪，加工方法和制造工艺进一步完 善与开拓，在传统的切削、磨削技术不断发展，上升到新的高度的同时，各种特种方法也在不断出现，开拓出新的工艺可能性，达到新的技术水平，并在生产中发挥重要作用；加工技术向高精度发展，出现了所谓的 “ 精密工程 ” 、 “ 纳米技术 ” 。制造技术向自动化方向发展，正沿着数控技术、柔性制造系统及计算机集成制造系统的台阶向上攀登 1。 随着经济的发展，人们生活水平的提高，汽车成为越来越重要的交通工具，尤其是加入世贸以来，我国的汽车工业得到了迅速的发展，汽车工业已经成为国民经济的重要组成部分。发动机是给汽车提供动力的部件，发动机对 汽车而言非常重要，然而连杆是汽车发动机中的主要传动件之一，连杆的制造对汽车行业有很重要的作用，因此对连杆制定出一套合理的加工工艺方案以及设计出连杆加工的专用夹具十分有必要。 题目所给定的零件是一个三孔连杆，连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。所以，连杆除上下运动外，还左右摆动作复杂的平面运动。连杆工作时，主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。同时，由于连杆既是传力零件，又是运动件，不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载 能力 2，须综合材料选用、结构设备。下面就对三孔连杆的加工工艺及工装设计进行分析。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第 2 章 普通连杆简介及工艺加工 连杆的主要技术要求 连杆主要参数 4为： (1)连杆大头孔的尺寸公差为 面粗糙度 圆柱度公差为 杆小头孔的尺寸公差为 ，表面粗糙度 (2)大小头孔中心距受到了气缸压缩比的要求，因此要求较高，要求为190 (3)连杆大小头孔两端面的要求：大头孔两端面的尺寸公差为 面粗糙度 小头孔两端面尺寸公差为 面粗糙度 (4)螺栓孔的技术要求 :螺栓孔的公差等级为 面粗糙度 因为连杆在工作中受到剧烈的载荷作用，而这一载荷又传递到连杆体和盖的两个螺栓及螺母上，因此，螺栓孔的要求也比较高； (5)连杆大小头孔轴线的平行度公差为 00； (6)连杆大头两侧对大头孔轴线的垂直度公差为 00； (7)连杆体分割面、00； (8)连杆体分割面、连杆上盖分割面对大头孔轴线位置度公差为 (9)连杆体、连杆上盖螺栓孔对大头孔轴线的对称度公差为 杆的毛坯的确定 毛坯的尺寸公差及机械加工余量受到下面因素的影响，首先要确定下面的值。 （ 1）锻件公差，根据连杆的功能作用及技术要求，确定公差等级为普通级； （ 2）根据最后加工的要求，估算锻造出来后的锻件质量为 （ 3）锻件形状复杂系数 S，计算公式为： nt （ 2 （ 4）锻件材质系数 m 由于该零件选用的材料为 45钢 ，碳的质量分数为 是碳的质量分数小于 碳素钢，因此锻件的材质系数为 5。 确定汽车连杆的机械加工余量 ,查得 单边余量在厚度方向为 水平买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 方是 锻件孔的单边余量 锻件的中心距公差得到锻件中心距公差为 由锻件长宽高度公差、锻件厚度公差、锻件内外表面加工余量、锻件内孔直径单边加工余量 6得到连杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量表。 杆机械加工工艺分析与确定 要加工面得加工方法 分析连杆的零件图知道连杆的主要加工表面为大、小头孔和大小头孔两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面以及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为轴瓦锁口槽、 油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面，非机械加工的技术要求有称重、检验等工序。 根据各个表面粗糙度、精度以及形位公差确定各主要表面的工序安排如下： (1)两端面：粗铣、粗磨、精磨； (2)小头孔：钻孔、扩孔、铰孔、精镗； (3)大头孔：粗镗、半精镗、精镗、珩磨； (4)结合面：粗铣、精铣、磨； (5)大头两侧面：铣； (6)螺栓座面：粗铣、精铣。 位基准的分析 连杆的外形复杂，不容易定位，而且大小头孔由细长的杆身连接，刚性比较差，容易产生变形，尺寸、形状和位置公差要求较高，表面粗糙度值小，加 工起来非常困难，定位基准的选择对加工精度影响非常大。连杆在加工过程中可以选择大小头两端面、大小头孔以及大头的两侧面作为定位基准。连杆的加工，定位基准大多选择大、小头端面，因为端面支撑面积大，定位可靠，而且便于装夹。为了保证大头孔与端面垂直，加工大小头孔时，应以同一端面作为定位基准，为了区分作为定位基准的面，通常在定位基准面一侧做一标记。为了保证两孔中心距公差要求，采用“互为基准”的原则，加工一个孔时，以另外一个孔作为定位基准。在铣剖分面时，按照“基准重合”原则可以以端面和小头孔作为定位基准。 紧方案的分析 连杆是一个刚性较差的工件，夹紧时要注意夹紧力的大小以及作用力的方向及作用点的选择，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，也会产生在平行于端面的方向买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 上，很少或不会影响端面的平面度。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柱度。在精镗大小头孔时，只以大平面定位，并且只夹紧大头这一端。小头一端以短销定位后，用螺钉在另一侧面 夹紧，小头那一端不在端面上定位夹紧，可以避免可能产生的变形。 杆加工工艺路线的制定 在安排工艺时，要把各表面的粗精加工分开进行，遵循先粗后精的原则，把粗加工安排在前，精加工安排在后面。因为粗加工的切削余量比精加工大，切削力和夹紧力也较大，加工后更容易产生变形。作为定位基面的加工表面应该先加工，如连杆的大头两端面和连杆的侧面的加工就应该安排得靠前。连杆毛坯是整体锻造的，所以连杆的加工可以分为三个阶：一是连杆体和盖在切开之前的加工，主要有端面的粗铣粗磨等；第二阶段主要是连杆体和连杆盖铣开后的加工， 主要有结合面的加工，大头孔的粗加工，螺栓孔的加工等；第三阶段是连杆组件的加工，即连杆体和盖用螺栓连接后的加工，主要有端面的精加工，大头孔的精加工，连杆小头油孔的加工等。由连杆的尺寸精度、形状精度及连杆本身表面粗糙度等特点，可以得到汽车连杆的机械加工工艺路线表。 要加工工序的加工余量 (1)大头两端面要求：尺寸公差为 面粗糙度 由平面加工的经济精度、标准公差值、平面加工余量 5得到大端面加工余。 (2)大头孔要求：尺寸公差 面粗糙度 m。根据内 圆表面加工经济精度与表面粗糙度、标准公差值、珩孔余量得到大头孔工序加工余量。 (3)小头孔：尺寸公差为 面粗糙度 m。根据内圆表面加工经济精度与表面粗糙度以及标准公差值得到小头孔加工余量。 艺尺寸链计算 连杆卡瓦槽的计算，根据连杆零件图确定增环为 1A ，减环为 2A ，封闭环为 0A ，工艺尺寸链图如图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 图 2艺尺寸链图 （ 1）0 1 1p m m a a x0 n （ 2 = 11p m a m （ 2 =5.7 2）0偏差为 : 11p A （ 2 = = 1 1p p0 n A = 3）0 000 （ 2 = 4）0 0A= 21 （ 2 =11=6 5）0 0A= 削加工用量的选择原则 背吃刀量、进给量和切削速度是切削加工的三要素，它们的选择对加工有重要的影响，他们的选择有着各自的原则。 吃刀量的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 粗加工时切削深度一般由工件的加工余量和机床、夹具、刀具以及工件组成的工艺系统的刚性决定。当加工余量较小时，在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，尽量将粗加工余量一次切除，只有当加工余量较大，一次切除不了时才采用多次走刀切除。 给量的选择 在粗加工时，切削力是限制进给量提高的主要因素，在确定进给量时应根据工艺系统的刚性和强度来确定。确定进给量时还应该考虑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。如果工艺系统的刚性和强度比较好，可选用大一些的进给量 ，如果工艺系统的刚性和强度较差，应适当减小进给量。 削速度的选择 粗加工时，切削速度主要受到刀具耐用度和机床功率的限制。切削功率由加工时的切削深度、进给量和切削速度三者决定，在确定切削速度时要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。 时定额的计算 铣连杆大小头平面 （ 1）根据连杆的尺寸及精度要求，选用铣床为卧式铣床，型号为 具选用套齿式面铣刀，铣刀直径 d =80刀齿数 Z =10，刀具材料选用硬质合金，则确定 48 （ 2）确定进给量，因为 且是硬质合金刀具加工钢材，可以确定铣连杆大小头平面的每齿进给量为 =z，这里取 =mm/z。 （ 3）选择磨钝标准及耐用度 5。高速钢面铣刀加工钢材， 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 具耐用度 T=180 （ 4）确定切削速度及工作台每分钟进给量 铣削速度公式 5为： 2 计算转速 ,转速的计算公式为： d 1000（ 2 计算实际速度，实际速度的计算公式为 ： 1000（ 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 计算工作台每分钟进给量，工作台每分钟进给量计算公式为： z （ 2 根据 工作台进给量50mm/ 三面刃铣刀铣削加工时机动时间的计算公式是： 1 （ 2 磨大小头平面 （ 1）根据卧轴据台平面磨床表，选用粗磨大小头平面的磨床型号为：，根据普通磨具的尺寸和形状表，选用砂轮直径 d=250度 T=32 （ 2）根据砂轮圆周粗磨平面切削用量表，得到工件速度为 v=16m/作台单行程进给量 1424程，取 20程，工作台磨削深度进给量程。 （ 3）根据卧轴矩台磨床 砂轮转速 n=1500r/ （ 4）卧轴矩台磨削时的机动时间计算公式为 6： 000（ 2 头孔的加工 （ 1）钻小头孔 1)根据孔的要求以及大小，选用钻床型号为 头选用莫氏锥柄麻花钻，钻头的材料选用高速钢，钻头直径 d=28 14 2)确定进给量，根据高速钢钻头钻孔时的进给量 7，得到进给量f=r，再根据 钻床进给量 f=r。 3) 根据切削速度表，取得切削速度 v=s。 计算转速，根据公式 （ 2得到转速 n=s= 根 据 钻床转速： n=250r/ 钻削的实际速度，钻削的实际速度计算公式： 601000 （ 2 代 入数据得到钻削速度 v=m/s。 4）计算钻削的机动时间，钻削机动时间的计算公式 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 fn j 21 （ 2 式中 l =21c ， 2l =14 。 代入数据得 1l =7， 2l =2。 最终得到机动时间 （ 2）扩小头孔 1）根据孔的要求以及大小，选用钻床型号为 孔钻选用莫氏锥柄扩孔钻，扩孔钻材料选用高速钢，扩孔钻直径 d= 2）本设计采用的小头孔的进给量为 f=r，再根据钻床 给量表，最终确定钻削小头孔的进给量为： f=r。 3）根据切削速度表 7，取得切削速度： v=s。 根据公式 （ 2， 代入数据得到 n=s=180r/ 再根据 速表，取钻床转速 n=200r/ 根据公式 （ 2得到 扩削的实际速度 v=s。 4）确定机动时间， 扩小头孔机动时间的 公式为公式 （ 2。 其中的参数为 l =21c o 1 ， 2l =14。 代入数据得 1l =2， 2l =3。 最终得到 3）绞小头孔 1）根据孔的要求以及大小，选用钻床 刀选用莫氏锥柄机用铰刀，刀具材料选用高速钢，铰刀直径 d=）确定进给量及速度，根据进给量及速度推荐值，得确定进给量f=r ， v=57m/s， 再根据 给量表，取钻床进给量 f=r，取切削速度 v=s。 计算转速，根据公式（ 2到转速 n=s= 根据 速表，取钻床转速 n=63r/ 实际钻削速度，根据公式（ 2到转速 v=s 3）确定机动时间，绞削机动时间的计算公式参照公式（ 2 其中的参数 l =21c o 1 ， 2l =14。 代入数据得 1l =2， 2l =2。 最终得到 头两侧面的加工，即 99两侧面 （ 1）根据连杆两侧面要求，铣削时，机床选用卧式铣床 刀选用圆柱平面铣刀，铣刀直径 d=80数 z=8，刀具材料选用硬质合金 定mm， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 （ 2）确定进给量，硬质合金圆柱平面铣刀加工钢材，查得每齿进给量 =z，这里取 =z （ 3）选择磨钝标准及耐用度。硬质合圆柱平面铣刀粗加工钢材，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 具耐用度 T=180 （ 4）确定切削速度及工作台每分钟进给量削速度计算公式为公式 2-（ 7）。 其中的参数为，Z=8， d=80， T=180，45，.1，m = 将 数据代入公式中得速度 v = 根据公式（ 2到转速 n= 根据 速表，取 n=600r/ 实际速度，根据公式（ 2到 v=s。 工作台每分钟进给量，根据公式（ 2到20mm/ 根据 作台进给量表，取工作台进给量50 mm/ （ 2定机动时间，圆柱平面 铣刀铣削时的机动时间计算公式为公式（ 2 其中参数为 l =54， 31)(1 ee 4， 2l =25，取 2l =3。 最终得到 开连杆体和连杆盖 （ 1）根据连杆的要求，选用卧式铣床，型号为 为是切开连杆体和盖，因此选锯片铣刀，铣刀参数为 d=80L=2数 Z=80，刀具材料选用高速钢。则mm， （ 2）确定进给量， 根据 率为 艺系统刚性为中性，细齿锯片铣刀加工钢材，得到铣削时每齿进给量 =z，这里取 =mm/z （ 3）选择磨钝标准及耐用度。高速钢锯片铣刀加工钢材，铣刀刀齿后刀面最大磨损量 为 具耐用度 T=60 （ 4）确定切削速度及工作台每分钟进给量削速度计算公式是公式（ 2 式中的参数为， Z=80， d =80， T=60，4.4，.2，.2，.1，m =数据代入公式中得 v = 计算转速，根据公式（ 2到转速 n= 根据 速表，取 n=75r/ 则 实际速度根据公式（ 2到 v=s。 工作台每分钟进给量，根据公式（ 2到20mm/ 根据 作台进给量表，取工作台进给量18 mm/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 （ 2定机动时间，机动时间计算公式为公式（ 11）。 公式中 22 2=25 ， 2a)( 221 ，2l =25 取 2l = 3。 最终得到机动时间 杆体和连杆盖结合面的加工 （ 1）粗铣结合面 1）根据连杆结合面的尺寸及精度要求，铣削时，铣床选用卧式铣床 用铣刀为圆柱平面铣刀，参数为 d=50L=50数 Z=6，刀具材料选用高速钢，则 2）确定进给 量：由于 率为 艺系统刚性为中性，粗齿圆柱铣刀加工钢材，确定每齿进给量 z，这里取 =z。 3）选择磨钝标准及耐用度。高速钢圆柱平面铣刀加工钢材，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 具耐用度 T=100 4）确定切削速度及工作台每分钟进给量削速度计算公式参见公式（ 2 公式中8.4， Z=6， d=50， T=100，8，.4，.1，m = 将数据代入公式中得到 v = 根据公式（ 2到转速 n = 根据 速表，取 n=95r/ 计算实际速度，根据公式（ 2算得到速度 v =s。 工作台每分钟进给量根据公式（ 2到 根据 作 台进给量表，取工作台进给量5 mm/ 5)确定机动时间，机动时间计算公式见公式（ 2 公式中其中 l =99, 31)(1 ee 2, 2l =25，取 2l =3。 最终得到 （ 2）精铣结合面 1）根据连杆要求，选用 卧式铣床 刀选用圆柱平面铣刀，铣刀参数为 d=50L=50数 z=8，刀具材料选用高速钢。则 2）确定进给量：由于 率为 艺系统刚性为中性，粗齿圆柱铣刀加工钢材，确定每齿进给量 =z，此次设计取 =mm/z 3）选择磨钝标准及耐 用度。高速钢圆柱平面铣刀加工钢材，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 具耐用度 T=100 4）确定切削速度及工作台每分钟进给量削速度计算公式见公式（ 2 公式中8.4， Z=8， d =50， T =100，8.5，.1，.2，.1，m = 将数据代入公式中得 v = 根据公式（ 2到转速 n= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 根据 速表，取 n =118r/ 则实际速度根据公式（ 2到 v=s。 工作台每分钟进给量根据公式（ 2算得到 根据 工作台进给量5 mm/ 5）确定机动时间，机动时间计算公式为公式（ 2 公式中的参数 l =99， 31)(1 ee 2， 2l =25，取 2l =3。 最终得到 （ 3）精磨结合面 1）根据卧轴矩台平面磨床表，选用磨床型号为： 据普通磨具的尺寸和形状表，选用砂轮直径 d=250度 T=32 2）根据砂轮圆周粗磨平面切削用量表，得到工件速度为 v=16