连杆盖机械加工工艺规程设计说明书

连杆盖机械加工工艺规程设计说明书课程名称：机械制造技术课程设计院别：机电学院专业：机械电子工程班级：10机电本姓名：学号：指导教师：张平教务处制二00八年十二月二十日序言 2一、零件的分析 3（一）产品零件图分析 3（二）零件的结构工艺性分析 4（三）零件的生产类型 4二、毛坯的确定 4（一）确定毛坯类型 4（二）确定毛坯制造方法 5（三）查有关手册确定毛坯表面加工余量及公差 5（四）绘制毛坯图 5三、工艺规程设计 6（一）选择定位基准 6(二)各表面加工方法 6（三）拟定工艺路线 7（四）选择加工设备及刀、夹、量具 7（1）选择机床根据不同的工序选择机床 7（2）选择刀具 8（五）加工余量及工序尺寸与公差的确定 8（六）切削用量及其基本时间的确定 9（1）工序10切削用量及其基本时间的确定 9（2）工序20、30切削用量及其基本时间的确定 11（3）工序40切削用量及其基本时间的确定 121、铣轴瓦锁止口，保证止口加工深度尺寸为2.5mm 122、切削工时 13（4）工序50切削用量及其基本时间的确定 131、钻孔切削用量 132、钻孔基本时间的确定 133、扩孔切削用量 13（5）工序60切削用量及其基本时间的确定 141、工序和刀具 142、确定进给量和切削速度 14课程设计总结 15参考文献 15序言机械制造工艺学课程设计是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解；是在学完了机械制造工艺学的理论课程之后，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。一、零件的分析（一）产品零件图分析零件图如下所示：零件图上的主要技术要求有：加工表面基本尺寸（mm）加工余量等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)结合面28IT103.2顶面降1级，单侧加工（取上行数据）端面43IT96.3双侧加工Φ81mm孔81IT101.6孔降1级，双侧加工凹槽3.5IT101.60.3A（二）零件的结构工艺性分析连杆体要求加工的平面有结合面、轴瓦锁止口、螺栓孔、大头中心孔、凹槽以及端面。其中，零件的大头中心孔和凹槽面粗糙度较低且精度要求较高，为主加工面，需要进行较精密的加工过程，其余为次加工面，没有必要进行精密加工。根据各面的粗糙度和公差等级确定不同的加工方式。（三）零件的生产类型属轻型零件，生产类型为大批量生产。二、毛坯的确定（一）确定毛坯类型在各类机械中，连杆盖为为传动件,由于其在工作时处于运动中，经常受冲击和高压载荷，要求具有一定的强度和韧性。该零件的材料选择QT450-10，零件的轮廓尺寸不大，形状不是很复杂，为成批量生产模型，从减少加工难度来说，经查机制工艺手册，毛坯采用铸造成型。（二）确定毛坯制造方法因为零件形状并不复杂，但为减小加工时的切削用量和提高生产效率，节约毛坯材料，毛坯形状可以与零件形状接近。即外形做成台阶形，内部孔铸造出。（三）查有关手册确定毛坯表面加工余量及公差表2.1机械加工余量及铸造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸/mm机械加工余量/mm毛坯公差/mm毛坯尺寸/mm结合面282.51.830.5端面轮廓尺寸2.0+2.02.047Φ81mm孔2.0+2.02.2（四）绘制毛坯图图2-2毛坯图三、工艺规程设计（一）选择定位基准（1）精基准的选择：连杆的结合既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现箱体零件“一面两孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，结合面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。（2）粗基准的选择：按照有关粗基准的选择原则，当零件有不同加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。现选取两个未铸造孔㎜孔的下表面，外圆的圆弧不加工外轮廓表面作为基准，此外还应能保证定位准确、夹紧可靠。最先进行机械加工的表面是精基准面-结合面。即用两支承钉支撑两个未铸造孔Φ12.5㎜孔的下表面，限制Z的移动和X的旋转这两个自由度；用对活动动V型块夹紧R12的外圆表面，限制Y、X的移动Z、Y的旋转这四个自由度。用粗铣的方式加工连杆体结合面。以上端面为基准，对Φ12.5㎜孔的加工是先钻孔再扩孔，然进行与连杆盖配对加工其它孔和端面。(二)各表面加工方法表3.1连杆盖零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等级表面粗糙度加工方案备注结合面28mmIT13Ra6.3μm粗铣凹槽面mmIT10Ra1.6μm粗铣—半精铣—精铣螺旋孔mmIT13Ra6.3μm钻孔—扩孔轴瓦锁止口mmIT13Ra6.3μm粗铣端面mmIT12Ra3.2μm粗铣—半精铣大头中心孔mmIT6Ra1.6μm粗镗—半精镗粗磨—半精磨（三）拟定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。机械加工顺序的安排一般应：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行，热处理按段穿插，检验按需安排。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。根据工序集中原则，使每个工序中包含尽可能多的工步内容，使总的工序数目减少，夹具的数目和装夹的次数减少。节省装夹的时间，大大提高了生产效率，也可以减少因装夹不正确产生的装夹误差。因此加工路线确定如下：工序10粗铣连杆体结合面工序20粗铣凹槽，粗铣、半精铣连杆体两端面工序30半精铣、精铣凹槽工序40粗铣轴瓦锁止口工序50钻并扩ф12.5的两孔；锪沉头孔工序60用芯轴定位，粗镗、半精镗ф81的孔，并倒角工序70粗磨Ф81的大头孔工序80精磨ф81的大头孔工序90检验工序100入库（四）选择加工设备及刀、夹、量具（1）选择机床根据不同的工序选择机床工序10、20是粗铣。各工序的工步数不多，成批生产不要求和高的生产率，故选用立式铣床就来满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，选用常用X5020A型铣床即可。工序30是半精铣、精铣凹槽面，精度要求较高，故可选用X62W型铣床。工序40是粗铣轴瓦锁止口，精度要求不是很高，选用常用的X5020A型铣床即可。工序50在凸台上钻两个Φ12.5的孔，位置要求不是很高，故可选用Z525型号立式钻床。工序60是镗连杆体Φ81大头孔，粗镗、半精镗精度要求不高可选用C616A型卧式车床。工序70是粗磨采用M7350型磨床；工序80是精磨，精磨时精度要求比较高为IT6级，粗糙度值为Ra1.6,可选用M6020B万能磨床。（2）选择刀具根据不同的工序选择刀具1、结合面和前后端面最大尺寸为134mm，铣刀按文献[2]选高速钢错齿三面刃铣刀（GB/T1118-85），D=160mm，d=40mm，L=12mm，Z=24。凹槽面宽小于10mm，深度为3.5mm，铣刀按文献[2]选直柄立铣刀（GB/T1110-85），D=12mm，L=83mm，Z=3（粗铣），Z=4（半精铣），Z=5（精铣）。轴瓦锁止口选用圆角铣刀（GB/T6122-85），R=25mm，L=28mm，Z=10。2、镗刀的选择，在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金镗刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，查文献[3]，粗加工用YT5，半精加工用YT15 ,精加工用YT30。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀(GB5343.1-1985,GB5343.2-1985).3、钻Φ12.5的孔时，查文献[3]表10.8-3选用直柄麻花钻(GB/T6135.3-1996),扩孔采用直柄扩孔钻（GB/T1141-1984）。（五）加工余量及工序尺寸与公差的确定加工余量的确定采用查表法，主要以工厂生产实践和实验研究积累经验所制成的手册和表格为基础，并结合实际加工情况加工纠正确定加工余量。查文献[1]表2.3-59查得各端面的加工表面的工序余量。粗加工工序余量由总余量减去后续各半精加工和精加工的工序余量之和而求得。大头孔加工工序的分析：精磨后工序基本尺寸为81mm，其他各工序其本尺寸依次为：粗磨80.9mm-0.3mm=80.6mm半精镗80.6mm-1.5mm=79.1mm粗镗79.1mm-2.1mm=77mm确定各工序的加工精度和表面粗糙度并汇于下表中：加工表面工序名称余量工序达到的公差等级最小级限尺寸工序尺寸及极限偏差结合面粗铣2.5IT13()2828.3毛坯--28+2.5=30.530.5±1.5凹槽面精铣0.1IT8（）3.53.5半精铣0.3IT11（）3.5-0.1=3.43.4粗铣3.1IT13（）3.4-0.3=3.13.1毛坯—3.1-3.1=0两端面半精铣0.6IT11（）4343粗铣3.4IT13（）43+0.6=43.643.6毛坯—43.6+3.4=4747±1.5Φ12.5孔扩1.5IT12（）12.5Φ12.5钻11IT13（）12.5-1.5=11Φ11毛坯—11-11=0Φ81大头孔精磨0.1IT6（）81Φ81粗磨0.3IT8（）81-0.1=80.9Φ80.9半精镗1.5IT11（）80.9-0.3=80.6Φ80.6粗镗2.1IT12（）80.6-1.5=79.1Φ79.1毛坯—79.1-2.1=77Φ77±1.5轴瓦锁止口粗铣2.5IT13（）2.52.5毛坯—2.5-2.5=0（六）切削用量及其基本时间的确定（1）工序10切削用量及其基本时间的确定1、工序和刀具本工序为粗铣大端结合面，所选用刀具为高速钢错齿三面刃铣刀（GB/T1118-85），D=160mm，d=40mm，L=12mm，Z=24。2、确定每齿进给量由文献[2]表9.4-1知道X5020A型立式铣床的功率为3KW，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工铸铁，查得铣削进给量=0.15~0.30mm/z。现取=0.20mm/z.3、选择铣刀磨钝标准和耐用度由文献[2]表9.4-7查得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为0.15mm,耐用度T=150min。4、确定切削速度和工作台每分钟进给量根据文献[2]9-105的公式计算：查文献[2]表9.4-7、表9.4-8、表9.4-11可得式中CV=40，=0.2，=0.1，=0.4，=0.5，=0.1，m=0.15，T=150，=0.94且为铣削深度即工件铣削面宽度为57mm，为铣削宽度即工件加工余量为2.5mm，=0.20mm/z.V=30.2m/min=0.5m/sn==60.1r/min，此为铣刀工作时的最大速度。根据X5020A型铣床主轴转速表，选择n=40r/min实际切削速度v=0.33m/s工作台每分钟进给量为a=Zn=192mm/min，因X5020A型立式铣床工作台进给量级数为无极，此计算结果为实际结果。5、基本时间根据文献[2]表9.2-7，三面铣刀铣平面的基本时间为T=式中l=47,T=0.24min=14.69s（2）工序20、30切削用量及其基本时间的确定1、切削用量本工序为粗铣上端槽，所选用刀具为直柄立铣刀（GB/T1110-85），D=12mm，L=83mm，Z=3（粗铣），Z=4（半精铣），Z=5（精铣）。由文献[2]表9.4-1知道X5020A型铣床的功率为3KW，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工铸铁，查得=0.15~0.30mm/z。现取=0.20mm/z.2、选择铣刀磨钝标准和耐用度由文献[2]表9.4-7查得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为0.20~0.25mm,耐用度T=180min。3、确定切削速度和工作台每分钟进给量根据文献[2]9-105的公式计算：查文献[2]表9.4-7、表9.4-8、表9.4-11可得式中CV=40，=0.2，=0.1，=0.4，=0.5，=0.1，m=0.15，T=150，=0.94V=24.2m/minn==38.5r/min根据X5020A型铣床主轴转速表，查文献[2]表9.2-9选择粗铣凹槽实际切削速度v=23.6m/min粗铣两端面实际切削速度v=5.27m/min半精铣凹槽根据X62W型铣床主轴转速表，查附表9选择n=47.5r/min实际铣削速度半精铣两端面实际铣削速度进给量：=38mm/min精铣查附表9选择n=60r/min实际铣削速度进给量：=60mm/min根据X5020A型铣床主轴转速表，查文献[2]表9.2-40选择a=150mm/min,则实际的每齿进给量为=0.17mm/z4、基本时间粗铣根据文献[2]表9.2-7，三面铣刀铣平面的基本时间为T=式中l=43,l1=82,l2=2,T=0.85min粗铣两端面半精铣凹槽两端面精铣（3）工序40切削用量及其基本时间的确定1、铣轴瓦锁止口，保证止口加工深度尺寸为2.5mm每齿进给量=0.08mm/z,切削速度：参考有关手册，确定=23m/min,采用圆角铣刀（GB/T6122-85），R=25mm，L=28mm，Z=10，查参考文献[1]=50，齿数z=10，机床选用X5020A型铣床。根据机床使用说明书，=50r/min.故实际切削速度为v=πdwnw/1000=3.14×50×50/1000=7.85m/min当=50r/min时，工作台的每分钟进给量a==0.08×14×50=56mm/min查机床说明书，选择=63mm/min.2、切削工时进给长度l=2.5mmTm=3.3/63=0.052min（4）工序50切削用量及其基本时间的确定1、钻孔切削用量确定进给量f本工序为钻孔，刀具为直柄麻花钻，钻头直径d0=18，HBS<200,根据文献[3]表5-127，f=0.61~0.75,本孔加工要绞，f=0.61/2~0.75/2,根据[1]表4.2-16，Z525型号立式钻床的进给量取f=0.36.确定切削速度v查文献[6]3.1，v=35m/min则n=1000×35/(π×18)=619r/min根据文献[1]表4.2-15取n=545r/min则实际速度v=30.8m/min2、钻孔基本时间的确定T=l=43,l1=(D/2)ctgkr+(1~2)=9×0.6+(1~2)=7l2=0T=0.25min=15.29s3、扩孔切削用量确定进给量f本工序为扩孔，f=（1.2~1.8）f钻,=（1.2~1.8）×0.36=0.432~0.648根据[1]表4.2-16，进给量取f=0.48mm/r确定切削速度vv=(1/2~1/3)v钻=17.5~19.6m/min则n=186.6~281.5根据文献[1]表4.2-15取n=272r/min实际速度v=16.9m/min基本时间的确定根据文献[1]表6.2-5T=l=43,l1=(D-d/2)ctgkr+(1~2)=(19.8-18)×ctg59o+(1~2)=2l2=4T=22s（5）工序60切削用量及其基本时间的确定1、工序和刀具本工序为粗镗ф81的孔，所选用刀具为硬质合金镗刀，倒角刀2、确定进给量和切削速度粗镗查《机械制造工艺课程设计指导书》附表20，查得进给量f=0.4~1.5mm\r，取f=1，因为此工步为粗镗，查得v=0.583~0.833m\s，取v=35m\min，根据以上数据计算主轴转速，查《机械加工工艺手册》[10]表3.1-18，查C616A主轴转速表，取n=155r/min，再根据主轴转速计算实际的切削速度。=38.5m/min。半精镗查《机械制造工艺课程设计指导书》附表20，查得进给量f=0.15~0.45mm\r，取f=0.20，因为此工步为半精镗，