连杆的机械加工工艺规程及φ655大端孔加工的工艺装备设计

1、辽宁工程技术大学课程设计题 目:连杆的机 械加工工艺规 程及6 65.5大端孔加工的工艺装备设计班 级：机械SX05-1班姓 名： 曾小艳指导教师： 张兴元完成日期： 2008-7-1课程设计任务书、设计题目连杆的机械加工工艺规程及© 65.5大端孔加工的工艺装备设计1张二、原始资料(1) 被加工零件的零件草图(2) 生 产类型: 中 批量 生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图1 张(2) 工件的毛坯图1 张(3) 机械加工工艺过程卡片1 张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张(5) 夹具装配图1 张课程设计说明书(50008000字)1份说明书主要包括以下内容(章节

2、) 目录 摘要(中外文对照的，各占一页) 零件工艺性分析 机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等， 10 条以上) 课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.2天四、进度安排 ( 参考)(1) 熟悉零件, 画零件图选择工艺方案，确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天 工艺装备设计（画夹具装配图及夹具体图） 9天 编写说明书 3天 准备及答辩 2天五、指导教师评语成绩：指导教师日 期成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容 丰富。在设计过程

3、中勤奋好学、有创新思想；良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比 较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。 在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显；及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠 规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够：不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、 内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了杆的 加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位 置精度的要求都很高，而连杆的刚性 比较差，容易产生 变形, 因此在安排工艺过程

4、时，就需要把各主要表面的粗精加工工 序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修 正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。就我个人而言，我 希望能通过这次课程设计，了解并认 识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术 基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析 问题、解决问题的能力，为今后的毕业设计以及工作打下一 个良好的基础。AbstractThe connecting rod is one of themain driving medium ofdiesel engine, this text expounds mainly the machining te

5、chnology and the design of clamping device of the connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to se

6、parate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .To my own opinion, I hoped tha

7、t can through this curriculum project, understand and know the common machine part the technique of production process, consolidated and the deepening has studied the technical basic course and the professional course knowledge, the apply theory to reality, exercises itself to analyze the question,

8、to solve the question ability, as well as will work for present's graduation project builds a good foundation.目录1 零件的工艺 分析 及生产类型 的确 定11.1 汽车 连杆 的用 途 11.2 汽车 连杆 的技 术 要求11.3 汽车 连杆的生产类22 确 定 毛坯 、绘制 毛 坯 简图 22.1 选择 毛 坯 22.2 确定机械 加工 余量22.3 确定毛坯 尺寸 叉工艺路线 22. 4 设 计 毛 坯 23 选 择加工 方法，确 定工艺路 线33.1 定位基准 的选 择

9、33.2 零件表面 加工 方法的选择 33.3 制定 工艺 路线44 工序设计 54.1 选择加工 设备 与工艺装备 54.2 确定工序 尺寸 55 确定切削用 量及 基本时间55.1 基本时间t m的计算56 夹具 设计 76. 1 定 位 方 案 76. 2 夹 紧机 构 - - - - - - - - - - - - - - 76. 3 导 向 装 置 76.4 夹具与机 床连 接机构 76. 5 夹 具 体 77 设计 体会 8参考文献91零件的工艺分析及生产类型的确定1.1汽车连杆的用途汽车连杆的功用是连接活塞与曲轴。连杆小头通过活塞销与活塞 相连，连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。并把

10、活塞承受的气体压力传 给曲轴，使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。连杆工作时，承受活塞顶部气体压力和惯性力的作用，而这些力 的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受到的是压缩、拉伸和 弯曲等交变载荷。这就要求连杆强度高，刚度大，重量轻。连杆一般 都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后经机加工和热处理， 连杆分为三个部分：即连杆小头，连杆杆身和连杆大头（包括连杆盖）。 连杆小头与活塞销相连。1.2 汽车连杆的技术要求按表形式将该连杆的全部技术要求列表中连杆技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精 度等级表面粗糙 度Ra/卩m形位公差/mm连杆大端 上下端面-0. 1 7038- 0.2

11、33IT70.8连杆小端 上下端面QQ-°.°538- 0. 30IT106.3连杆小端 孔+0. 007(P28 -0. 003IT80.5丄0.00125/100:0.04A/100:0.06A连杆大端 孔CL 1- + 0.0 19(p 65.5 0IT80.5（1）两端面：大头两端面的尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度 Ra不大于0.8卩m需精铣。小头两端面的尺寸公差等级为IT10，表 面粗糙度Ra不大于6.3卩m。（2）小头孔：公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于0.5卩m(3) 12.2H8螺栓孔：公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3 ,(4) 大头孔6

12、5.5:公差等级为IT5 ,表面粗糙度Ra为0.5卩m1.3 确定连 杆的生产 类型依设计题目知：N=4000件/年，该连杆的生产类型为中批量生产2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛 坯该零件材料为 55 号钢， 零件结构比较简单， 生产类型为中批生 产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用模锻成 形。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 确定机 械加工余 量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形 状复杂系数查表得，单边余 量在厚度方向为 1.5-2.0mm ， 水平方向亦为 1.5-2.0mm 。锻件孔的单 面 余 量 查 表 得 2.0mm.2.3 确定毛 坯尺

13、寸毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。2.4 设 计毛 坯( 1) 确定圆 角 半径查表得：外 圆角 半 径r=2.5mm内 圆 角 半 径R=8mm( 2 ) 确 定模 锻 斜度查表得：模锻斜度为：5 °10 °。( 3) 确定分 模 位置选择在主视图中连杆上端面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。(4)确定毛坯的热处理方式钢质毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不 均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善加 工性。3选择加工方法，制定工艺路线3.1定位基准的选择粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面 时，应

14、以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则 应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零 件的端面为主要的定位粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依 据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以圆柱体的28小孔 和端面为精基准。3.2零件表面加工方法的选择根据连杆零件图上各个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定 加工件表面的加工方法，如下表所示。连杆各表面加工方案加工表面尺寸精度等 级表面粗糙度Ra/ 卩 m加工方案备注连杆大端上 下端面IT70.8粗铣一半精 铣一精铣表1-8连杆小端上 下断面IT106.3粗铣一半精 铣表1-8连杆小端T

15、28孔IT80.5钻一扩一铰表1-7连杆大端q>65.5 孔IT80.5粗镗一半精 镗一精镗表1-73.3制定工艺路线连杆工艺路线及设备、工艺的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1钻、扩、铰q)28 孔四面组合钻 床四面组合钻 床卡尺、塞规2粗铣连杆大 端上下面立式铣床X5立式铣床游标卡尺3半精铣连杆 大端上下面立式铣床X5立式铣床游标卡尺4精铣连杆大 端上下面立式铣床X5立式铣床游标卡尺5粗、精磨连 杆大端侧定 位面平面磨床游标卡尺6粗铣连杆小 端上下面立式铣床X5立式铣床游标卡尺7半精铣连小 大端上下面立式铣床X5立式铣床游标卡尺8粗镗、半精 镗、精镗、 精磨连杆大端65.5mm孔镗

16、床9钻、铰连杆 螺栓孔四面组合钻 床卡尺、塞规10铣切连杆 盖、体切断铣床11精磨连杆接 合面平面磨床12钻小端孔旁 通孔四面组合钻 床13去毛刺钳工台钳工台14中检塞规、百分 表、卡尺等15热处理淬火机等16清洗清洗机17终检塞规、百分 表、卡尺等4工序设计4.1选择加工设备与工艺装备镗床T2115、专用夹具、扩孔钻、内径千分尺、专用镗杆、YT15、 百分表。4.2 确定工序尺寸大头孔各工序尺寸及其公差(铸造出来的大头孔为55 mm)工序名称工序基本余量工序经 济 精度工序尺 寸最小极限尺寸表面粗糙度精镗0.4H8(。0.046)65.465.4 H 8(00.046)0.8半精镗1H11(

17、00.19)6565H11(00.19)1.6粗镗2H 12(00.30 )6464H12(o0.30)6.3扩孔56059 ( 1)5确定切削用量及基本时间5.1基本时间tm的计算5.1.1 扩大头孔选用钻床床Z3080 刀具：扩孔钻根据机械制造工艺设计手册表2.4 54选取数据扩孔钻直径D = 60 mm切削速度V = 1.29 m/s进给量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次数I = 1则主轴转速 n = 1000v/D=410 r/min根据表3.1 41按机床选取n=400 r/min则实际切削速度 V= Dn/ ( 1000 x 60) =1.256 m

18、/s扩削工时为： 按表2.5 7L = 40 mm Li = 3 mmL2 =3 mm基本时间： tj fn 需帚 10.23(min)liDTd (ctgkr 12)5.1.2 粗镗大头孔2 4选用镗床T68根据机械制造工艺设计手册表2.4 66选取数据铣刀直径D = 65 mm切削速度 V = 0.16 m/s进给量f = 0.30 mm/r切削深度ap = 3.0 mm则主轴转速 n = 000v/ D = 47 r/min根据表3.1 41按机床选取n = 800 r/min则实际切削速度 V = Dn/ ( 1000 x 60)= 2.72 m/s镗削工时为： 按表2.5 3L =

19、38 mm L1 = 3.5 mmL2 = 5 mm基本时间 tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.30x 800) = 0.19 min按表2.5 67 辅助时间ta = 0.50 min5.1.3 半精镗大头孔根据机械制造工艺设计手册表2.4 66选取数据镗刀直径D = 65.5 mm 切削速度 V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm根据表3.1 39 按机床选取n = 1000 r/min镗削工时为： 按表2.5 3L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm基本时间 tj= Li/fn = (38+3.5+5

20、)/(0.20 x 1000) = 0.23 min5.1.4 精镗大头孔选用镗床T2115根据机械制造工艺设计手册表2.4 66选取数据镗刀直径D = 65.4 mm 切削速度 V = 0.20 m/s 进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根据表3.1 39 按机床选取n = 1000 r/min镗削工 时为：按 表 2.53L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm基本时 间 tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20 x 1000) = 0.23 min6 夹 具 设 计6.1 定位方 案工件以一大小孔端面和28孔为定位基准，采

21、用平面和定位销组 合定位方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制 3 个自由度、短圆柱销限制 2个自由度，共限制了五个自由度。然后在 定位平面上加一个短销来限制旋转的自由度，所有六个自由度都被限 制了。6.2 夹紧机 构根据生产率要求，运用液压夹紧。采用钩形压板夹紧机构，通过 杠杆实现对工件的上表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切 削力的作用下产生震动。由于夹紧力与镗孔时产生的力方向相同，所 以 可免去夹 紧力的计 算。6.3 导向装 置采用镗套作为导向装置， 选用 JB/T 8045.2-1999 。镗套高度H=63mm， 排 削 间 隙 h=9mm。6.4 夹 具 与 机 床 连 接 元 件在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。6.5 夹 具 体由于被加工零件的孔有垂直度要求