毕业设计（论文）-连杆零件工艺规程及其夹具设计（完整图纸）.doc

陕西国防学院机械工程系毕业设计毕业设计说明书全套CAD图纸，工序卡片，过程卡等，联系153893706专业：机械制造设备及其自动化 班级：机制5022班 姓名： 学号： 22号 指导老师： 陕西国防工业职业技术学院- 17 -目录第一部分 工艺设计说明书1第二部分第十五号工序夹具设计说明书7第三部分第三十号工序刀具设计说明书9第四部分第三十号工序量具设计说明书14第五部分毕业设计体会16参考文献 17第一部分工艺设计说明书1. 零件图工艺性分析 1.1零件结构功用分析：连杆是活塞式发动机和压缩机的重要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是改变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动，所以连杆要承爱气缸内燃气的爆发力（压缩力）连杆往复运动的惯性力（拉伸力），活塞连杆组在高速摆平面上的惯性力，因此必须要求连杆有足够的强度，刚度，并要求该件为小质量，外形复杂，不易定位；连杆的大、小头是由细长的杆身连接，故刚性差，易弯曲、变形。尺寸精度、形位精度和表面质量要求高。该件为薄弱件属难加工零件。所以在安排工艺过程时，应把各主要表面的粗、精加工工序分开。1.2零件技术条件分析： （1）该件要求大小孔精度尺寸分差等级为IT6级，圆柱度0.012。 （2）在连杆大小头孔轴线所在平面内的平行度为0.03：100，在垂直连杆大、小孔轴线所在平面内的平行度为0.06：100。 （3）大头孔两端面对其轴线的垂直度为0.10：100。 （4）两螺孔的位置精度在两个垂直方向上的平行度为0.15：100，对结合面的平面度要求为0.10.2。2.毛坯选择2. 1毛坯类型：因连杆的力学性能要求较高；中批量生产的刚制材料、毛坯一般选用模锻，为了提高材料的利用率，减少结合面的加工质量加工时装夹方便，固选用整体模锻。2.2毛坯余量确定：根据夹具设计手册选取确定。大头孔直径的单边余量取2.5mm，大头孔锻成椭圆留有刀口余量3mm，厚度方向单边余量3mm。2.3毛坯零件合图草图3机械加工工艺路线确定3.1加工方法分析确定：由于连杆本身的钢度差，切削加工时产生残余应力，易产生变形，因此，在安排工艺过程中应把各主要表面的粗、精加工工序分开。这样，粗加工产生的变形就可以在半精加工中得到修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中得到修正，最后达到零件的技术要求，在工序安排上先加工定位基准，然后再加工孔，符合先面后孔和基准先行的工序安装原则。3.2加工顺序的安排 修磨外形热处理铣削两平面磨削平面钻扩铰小头孔铣开连杆体盖（与小孔中心线夹角为45度位置）铣落差面磨削结合面钻孔口台肩钻攻螺纹孔检验打配对号组合件镗大头孔钻小头油孔探伤检验3.3定位基准选择：在加工连杆时，大部分工序都采用统一的定位基准，一个端面，小头孔及工艺凸台。（这样有利于保证连杆的加工精度，而且端面的面积大，定位也较稳定，其中，端面，小头孔作为定位基准，也符合基准重合原则，由于连杆的外形不规则，为了定位需要，在连杆体大小处作出工艺凸台作为辅助基准面。）粗基准的选择：选用加工的端面，可保证余量的均匀（自位基准）。3.4加工阶段的划分说明序号工序名称定位基准设备0模锻件立式双头回转铣床5修磨曲外形立式双头回转铣床10调质立式双头回转铣床15粗铣大小头两端面大小头外廓立式双头回转铣床20精铣大小头两端面大小头外廓立式双头回转铣床25钻扩小头孔，孔口倒角大小头端面，小头外廓工艺凸台摇臂钻床30拉小头孔大小头端面，小头外廓工艺凸台L6120型拉床35铣连杆大小头定位凸台大小头两端面及孔壁立式铣床40铣开连杆与连杆盖小头孔两端面及孔壁卧式铣床6345锪连杆盖上装螺母的凸台切开面及孔壁立式钻床50磨分开面大小头端面，小头孔工艺凸台M713055钻连杆体盖两个螺栓孔小头孔及端面工艺凸台摇臂钻床60螺栓孔口倒角小头孔及端面工艺凸台倒角机70攻连杆小头孔及端面工艺凸台摇臂钻床75去毛刺和清洗清洗机80检验检验台85装配连杆体和连杆盖钳工台90磨连杆大、小头端面大小头端面，小头外廓工艺凸台平面磨床95粗镗大头孔大头孔端面，小头孔工艺凸台立轴镗铣床100半精镗大头孔大头孔端面，小头孔工艺凸台立轴镗铣床105精镗大头孔大头孔端面，小头孔工艺凸台金钢镗床110连杆大头孔倒角大头孔端面，小头孔工艺凸台立式钻床115钻小头油孔及孔口倒角立轴镗铣床120珩磨大头孔珩磨机130检验检验台135小头孔内压入铜套液压机140铣小头孔两端面立式双头回转铣床145精镗小头轴承孔金刚镗床150清洗和吹净油孔清洗机155折开连杆盖和连杆件钳工台160铣连杆盖大轴瓦定位槽卧式铣床165清理去毛刺钳工台170称重并打字称重仪及钳工台175对号 装配钳工180退磁并清洗退磁机 油槽185终检3. 5主要机加工工序简图（1）磨大小头两端面：（2）珩磨大头孔：（3）拉小头孔4.工序尺寸及其公差确定4.1基准重合时工序尺寸确定 60+0.018 0大头孔的工艺路线 模锻粗镗半精镗精镗珩磨工序名称余量精度基本尺寸工序尺寸锻模孔50.865650.8粗镗3.4+0.046 061.661.6+0.046 0半精镗1+0.03 060.660.6+0.03 0精镗0.5+0.019 060.160.1+0.019 0珩磨0.1+0.013 06060+0.018 033+0.027 0小头孔的工艺路线钻扩拉工序名称余量精度基本尺寸工序尺寸钻3+0.16 03636+0.16 0扩2+0.1 03434+0.1 0拉1+0.025 03333+0.025 0大头端面 34-0.017 -0.034的工艺路线粗铣精铣磨工序名称余量精度基本尺寸工序尺寸毛坯6140401粗铣4.5+0 -0.1635.535.5+0 -0.16精铣1+0 -0.03934.534.5+0 -0.039磨0.5+0 -0.0113434-0.017 -0.034小头端面 320 -0.034的工艺路线粗铣精铣磨工序名称余量精度基本尺寸工序尺寸毛坯6138381粗铣4.5+0 -0.1233.533.5+0 -0.12精铣1+0 -0.03832.532.5+0 -0.038磨0.5+0 -0.01132320 -0.0345.设备及其工艺装备确定以下设备和工艺装备根据加工要求在工艺设计手册中选取。工序名称设备工艺装备粗铣大小头两端面转台立铣端面铣刀，专用夹具，游标卡尺精铣大小头两端面转台立铣端面铣刀，专用夹具，千分尺钻扩小头孔摇臂钻床麻花钻，扩孔钻，专用夹具，塞规拉削小头孔L6120型拉床拉刀，专用夹具，塞规铣削大小头定位凸台立式铣床棒铣刀，专用夹具，百分表铣开连杆与连杆盖卧式铣床剧片铣刀，专用夹具，卡规锪连杆装螺母的凸头立式钻床锪钻，专用夹具，百分表磨分开面M7130型磨床砂轮，专用夹具，量块钻削连杆体盖两个螺栓孔摇臂钻床钻头，专用夹具，塞规孔口倒角倒角机砂轮，专用夹具攻连杆体螺纹摇臂钻床丝锥，专用夹具，螺纹，量规磨连杆大小头端面平面磨床砂轮，专用夹具，量块粗镗大小孔立轴镗铣床镗刀，专用夹具，塞规半精镗大小孔立轴镗铣床镗刀，专用夹具，塞规精镗大小孔金钢镗床镗刀，专用夹具，塞规镗小头油孔立轴镗铣床钻头，专用夹具，塞规珩磨大小孔珩磨机砂轮，专用夹具，量块铣小头孔两端面立式双头回转铣床端面铣刀，专用夹具，量块精镗小头轴承孔金刚镗床镗刀，专用夹具，塞规铣连杆体盖大轴瓦定位槽卧式铣床刀立铣，专用夹具，卡规6切削用量及工时定额确定根据工艺设计手册选取切削用量，时间定额由辅助时间和基本时间Tb=ljZnfap计算而来。工序名称转速n(r/min)进给量f(mm/r)切削速度v(m/min)切削深度ap (mm)机动时间Tb (min)粗铣大小头两端平面3001.2652.250.8精铣大小两端平面3500.8850.50.3钻小头孔2400.3821150.9扩小头孔2400.92310.4拉小头孔2400.9511.5铣连杆大小头定位凸台4500.9702.30.6铣开连杆体与盖4802.98030.5锪连杆盖上装螺母的凸台3200.32010.7磨连杆分开面15000.8200.50.3钻连杆两个螺栓孔6500.22250.6扩连杆两个螺栓孔7000.5240.80.3攻连杆两个螺栓孔3001.25100.870.8磨连杆大小头端面145000.6180.50.6精镗大头孔3500.2301.71.3半精镗大头孔5000.6900.50.7精镗大头孔5000.31300.250.5钻小头油孔8000.32130.7珩磨大头孔15000.8200.50.4精镗小头轴承孔3000.3300.20.3铣体与盖大头轴瓦定位槽4000.87050.8第二部分第十五号工序夹具设计说明书1. 零件图分析(如图)： 该夹具为铣削大小孔两端面而设计，连杆是一个刚性较差的工件，应十分注意夹紧力的大小、方向及着力点、位置的选择，以免因受夹紧力的作用而产生变形降低加工精度，在设计本道工序夹具时，应使夹紧力主方向与端面平行，在夹紧力作用的方向上，大头端部与小头端部的刚性大，即使有一点变形也产生在平行于端面的方向上，对端面平行度影响较小，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式扭转变形。两平面具有平面度要求不大于0.02，两平面具有对称度要求。尺寸公差为一般公差要求。2.定位方案确定（1） 理限分析a、为保证连杆两端与两孔的垂直度要求需限制X的转动与Z的转动。b、为保证连杆两端面对称度要求需限制Y的移动。综合结果：需限制X的转动、Z的转动以及Y的移动三个自由度。（2） 定位方案的确定及定位元件的选用a、 用固定V形块与小头孔的外缘接触限制X的移动、Z的移动、X的转动及Z的转动。b、 用两定位板与大头孔的凸台接触限制X的移动。c、 用限位面与连杆杆身接触限制Y的移动。d、 本定套夹具采用支承钉作为辅助支承。e、在该定位方案中出了X的移动的被重复限制经消除分析，最后限制了Y的转动。3.定位误差分析计算jb 定位基准基本重合 jb=0db db=0.707(Td) =0.0438dw jb和db相关 dw =0.0438 dw=0.04380.16/3满足定位4.对刀方案的设计说明 该套夹具是为铣削两端面而设计，铣削两平面是在专用机床铣削，铣削的深度是由工作台和机床刀具共同保证，在铣削过程中采用标准对刀块用刀。5.夹紧方案及元件确定 本套夹具需要有较好的自锁性，夹紧可靠，结构简单，特采用螺旋夹紧，所以该夹具采用了浮动压块式螺旋夹紧。 夹紧力：Fw=FaL/dz/2tg(+)+rtg2 =215Nmm6.夹具总装草图第三部分第三十号工序刀具设计说明书1.工序尺寸精度分析该刀具为加工33+0.027 0而设计；该孔长度为35mm，孔内无空刀槽，孔内表面粗糙度不得大于Ra1.6 工件需加工孔的截面图 如下： 2.刀具类型确定及拉削方式的确定： 根据孔的技术要求，精度等级。参考相关资料，加工该孔选用的刀具为拉刀。连杆的整体材料选用了45钢，调质除了后硬度为220-250HBS，抗拉强度75Gpa，因此刀具的材料应选用W6Mo5Cr4V2高速钢按整体式制造拉刀。拉刀热处理硬度，刀齿及后导部6366HRC，前导部6066HRC，前柄4558HRC。根据加工要求选用综合式拉刀。因为综合式拉刀较短，适于拉削碳钢和低合金钢，拉倒精度和表面质量并不低于其它拉削方式，且拉刀耐用度较高。因此，该工序的加工刀具选用拉刀，综合式拉削。3.确定校准齿直径 以脚标0,w,m,c,g,j和x依次表示拉刀，预制孔，拉削孔，过渡齿，精切齿和准齿。dox=+=33.037拉削变形（收缩）量 0.01mm4.确定拉削余量，计算余量，查表为：A0.005dm+(0.10.2)L 0.00533+0.1535 0.165+0.8874 1.05mm 接GR143978锥柄长麻花钻第1系列取32mm的钻头，这样，实际拉削余量为Adoxdmmax33.037321.0375.选取齿升量，按表查，选取粗切齿齿升量 =0.04mm6.设计容屑槽（1） 计算齿距按表查得粗切齿与过渡齿齿距为： P（1.21.5）L（1.21.5）33 6.988.62取 P8mm精切齿和校准齿齿距取为： P；Px=(0.60.8) 5.5mm (2)选取拉刀容屑槽查表，选曲线齿背型，粗切齿的过渡齿取深槽，h=3mm ，精切齿和校准齿取基本槽，h=2mm。（3）校验容屑条件查表得容屑系数k=3.0 则 h=1.13k2afl=1.13320.0435=2.89显然，ha可使拉削表面质量较好，前后刀齿重叠拉削而无空隙。三角形槽按表5-11设计 do=33mm 槽数 n=(1/71/6)do =12槽宽b=1.01.2mm ，深h=0.5m , 槽形角w90前后刀齿的分屑槽应在圆周方向错开半T槽距，交错排列。8.选择拉刀前柄，按表查得，选用II型-A无周向定位面的圆柱形前柄，取d1=28mm,卡爪处底径d2=21mm,拉刀无需设后柄。9.校验拉刀强度与拉床载荷按表中计算最大拉削力，根据综合式拉削特点，切削厚度ac=2afFmaxfzawZemaxkok1k2k3k410-3 27533/251.271.151.131110-3 117.6KN拉刀最小断面力前柄卡爪底部其面积为：Armin(d2/2)2212/4346.2mm2危险断面部位的拉应力为： =Fmax/Amin=117.6/346.2=0.34Gpa按表查出高速拉刀许用应力=0.35Gpa。显然， 拉刀强度校验合格。 拉床允许拉力 Frk=2000.8KN=160KN显然Fmax Frk拉床载荷校验合格。10、确定拉刀齿数和每齿直径尺寸，按表所查，取过渡齿与精切齿齿升量递减为：0.03， 0.025，0.020，0.015，0.01，0.01mm,共切除余量。 Ag+A;=2(0.03+0.025+0.020+0.015+0.01+0.01)m=0.22m，前2齿齿升量大于1/2af，可属过渡齿爪4齿齿升量较小属精切齿。 精切齿齿数按下式算后取整： Zc=A-(Ag+Ao)/2af+1=(1.037-0.22)/(20.04)+1=11 粗切齿，过渡齿，精切齿失切除余量， （11-1）（20.04）+0.221.02mm 剩下（1.037-1.02）mm=0.017mm的余量未切除；需增设一个精切齿切表要求的尺寸，查表取校准齿5个。 这样，拉刀总齿数为： Zc+Zg+Z;+Zx=11+2+4+5=2211、确定刀齿几何参数： 12、设计拉刀其它部分，按表查得519 前柄：L,120mm d,1=28-0.020 -0.053 颈部：L，225 d,2=210 -0.210 L1=90 d1=28-0.020 -0.053 过渡锥：L3=15 前导部：L4=40 d4=32 后导部：L6=20 d6=33f7 粗切齿与过渡齿长 8（11+2）104 精切齿与校准齿长 5.5（4+5）49.5 拉刀前柄端面至第1刀齿的距离 L，1l+m+Bs+A+L4=(105+15+75+40+40)=275 拉刀总长：LL,1+104+49.5+L6 275+104+49.5+20 448.513. 拉刀工作图：第四部分第三十号工序量具设计说明书1. 工序尺寸精度分析连杆小头孔直径为33+0.027 0，其上偏差ES+0.027；下偏差EI0，确定工作量规制造公差和位置要素值，由表查得该孔为IT7精度。所以，尺寸33mm的量规公差T0.003mm，位置要素Z0.004mm。2.量具类型确定 因为该量具为测量33+0.027 0而设计，所以该量规为：塞规。3.极限量具尺寸公差确定 通规： 上偏差EI+Z+I/2（0+0.004+0.0015）+0.0055mm下偏差EI+Z-T/2（0+0.004-0.0015）+0.0035mm磨损极限EI0止规：上偏差ES0.027mm 下偏差ES-T（0.027-0.003）+0.024mm4.极限量具尺寸公差带图 5. 极限量具结构设计 量规设计尺寸： 总体：L139 通端：L50 l20 l19 d2180 -0.035 r4 S0.5 K0.5 d320 止端：L40 l11 l19 d2180 -0.035 r4 S0.5 K0.5 d320 手柄：L90 l23 d24 d117 d218+0.035 0 d320 d46.5 f8 t1.2量具总装图如下毕业设计体会时间如梭，二个月的毕业设计已接近尾声，通过本次设计我受益匪浅，感受颇深，以下是我对本次设计总结。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。