连杆盖设计说明书及钻2-M12孔夹具设计课程设计论文

课程设计PAGEPAGE27摘要连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连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。机械加工工艺是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保障。然而夹具又是制造系统的重要部分，工艺对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。关键字：连杆，加工工艺，夹具设计目录摘要 I第1章零件的工艺分析 11.1零件的功用、结构及特点 11.2零件的工艺分析 2第2章毛坯的选择 32.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差 32.2定毛坯的技术要求 32.3绘制毛坯图 32.4确定机械加工余量、工序尺寸及公差 4第3章基准的选择 5第4章拟订机械加工工艺路线 64.1确定各表面的加工方法 64.2拟订加工工艺路线 64.2.1工艺路线方案1 64.2.2工艺路线方案2 74.3工艺方案的比较与分析 7第5章确立切削用量及基本工时 85.1工序2切削用量及其基本时间的确定 85.1.1确定每齿进给量fz 85.1.2选择铣刀磨钝标准和耐用度 85.1.3确定切削速度和工作台每分钟进给量 85.1.4基本时间 95.2工序4切削用量及其基本时间的确定 95.2.1确定进给量f 95.2.2确定切削速度V 95.2.3确定切削速度V 95.2.4基本时间的确定 105.3工序9切削用量及其基本时间的确定 105.3.1确定每齿进给量fz 105.3.2选择铣刀磨钝标准和耐用度 105.3.3确定切削速度和工作台每分钟进给量 105.3.4基本时间 115.4工序10切削用量及其基本时间的确定 115.4.1确定每齿进给量fz 115.4.2选择铣刀磨钝标准和耐用度 115.4.3确定切削速度和工作台每分钟进给量 125.4.4基本时间 12第6章夹具体方案设计 136.1确定定位基准 136.2确定夹具整体方案 136.2.1方案的选择 146.3夹具定位误差分析 146.4夹紧力的计算 146.5切屑参数的设定 156.5.1钻孔切削用量 156.5.2确定进给量f 156.5.3确定切削速度v 156.6、钻孔基本时间的确定 166.7、定位误差分析 166.8夹具精度分析 166.9夹具总体设计 17第7章夹具结构设计 207.1钻套 207.2夹具体设计 217.3压板 217.4夹紧机构 237.5刀具的选择 237.6夹具的设计及操作的简要说明 247.7结构特点 24设计心得 25参考文献 26附录 27第1章零件的工艺分析1.1零件的功用、结构及特点 图1.1为连杆盖零件，材料为QT450-10铸件，生产纲领为6000件／年。要求设计加工该零用的毛坯图或零件与毛坯合图1张，关键工序机械加工工艺过程卡片1套，主要工序的机械加工工序卡片３份，以及设计说明书1份。图1.1零件图连杆是柴油机的重要零件之一。连杆体和连杆盖通过螺栓连接成为一整体,其大头孔与曲轴相连,小头通过活塞销和活塞相连,将作用于活塞气体的膨胀压力传给曲轴,又受曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。1.2零件的工艺分析连杆盖共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1.以内孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：的内孔及倒角,两个的螺纹孔,与内孔中心相距尺寸为的平面,还有相距为的两平面,以及一段半径为的圆弧。2.以孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：2个mm的内孔及其倒角,宽为mm的槽,相距尺寸为mm的凹槽。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是：a.连杆盖的端面相对mm内孔中心的对称度公差为;b.宽为mm的槽相对连杆盖中心的对称度公差为;c.mm孔与mm内圆中心的连线相距为。d.mm两孔与mm内圆的平行度公差为。第2章毛坯的选择2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差（l）.因零件材料为铸铁件,要求的年产量为6000件,属大批生产,左支座的轮廓尺寸不大,且有较多不需要切削加工的表面．所以毛坯制造选用砂型手工造型铸造成形。（2）.连杆盖属特形零件,且加工过程中利用不加工表面进行定位的工序少,故零件毛坯选为粗铸件。铸件尺寸公差等级为CT11,加工余量等级按H级。2.2定毛坯的技术要求（1）.铸件经人工时效处理；（2）.逐渐不允许有夹渣、气孔、疏松等缺陷；（3）.材料为QT450-10。2.3绘制毛坯图根据连杆盖零件图,在各加工表面上加上机械加工余量,绘制毛坯图,如图2。1。图确定机械加工余量、工序尺寸及公差表2.4.1加工余量加工位置加工方法加工余表面粗糙程大端端面<1>粗铣<2>半铣螺纹孔下端面<1>粗铣<2>精铣螺纹孔<1>钻螺纹孔<２>扩螺纹孔大端侧面<1>粗铣<２>精铣孔<１>粗镗<２>半精镗<３>精镗<４>浮动镗上端内槽<１>粗铣<２>精铣孔<１>钻<２>扩<３>铰第3章基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,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粗基准。根据这个基准选择原则,现选取内孔左右两边的凸台的上表面作为粗基准,在小端尾部用V型块,限制个自由度,达到完全定位,然后进行车销。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。第4章拟订机械加工工艺路线4.1确定各表面的加工方法根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,选定如下加工方法：大端端面：粗铣—精铣螺纹孔下端面：粗铣－精铣螺纹孔：钻—扩—铰大端侧面：粗铣—半精铣孔：粗镗—半精镗—精镗—浮动镗刀块精镗小端凹槽：粗铣—精铣孔：钻—扩—粗铰—精铰圆槽：镗孔内的圆弧：镗4.2拟订加工工艺路线4.2.1工艺路线方案1工序1铸造毛坯。工序2粗铣大端侧面,以螺纹孔定位。工序3精铣大端侧面,以螺纹孔定位。工序4粗铣螺纹孔下端面,以大端端面定位。工序5精铣大端端面。工序6钻、扩、螺纹孔,以大端端面定位。工序7精铣小侧面,以螺纹孔定位。工序8铰螺纹孔,以大端端面定位。工序9精铣螺纹孔下端面,以大端定位。工序10合连杆盖,粗镗孔,并倒角,以大端定位。工序11钻孔,并倒角,以孔定位。工序12铰孔,以大端定位。工序13镗内槽,以孔定位。工序14半精镗,精镗,浮动镗刀块镗孔。工序15铰孔,以大端定位。工序16粗、精铣上端凹槽,以孔和大端侧面定位。4.2.2工艺路线方案2工序1铸造毛坯。工序2粗—精铣大小端侧面,两面互为基准（翻转几次）工序3粗-精铣大端端面工序4钻-扩-铰孔，以大端端面定位工序5合连杆盖,粗镗孔,并倒角,以大端定位。工序6半精镗,精镗,浮动镗刀块镗孔,并镗圆弧,以孔定位钻工序7镗内槽,以孔定位。工序8钻-扩-铰螺纹孔，以孔和大端侧面定位工序9粗精铣螺纹孔下端台阶面，以孔孔和侧面。工序10粗、精铣上端凹槽,以孔和大端侧面定位。4.3工艺方案的比较与分析工艺路线一是按照工序分散的原则制定的,这样使得装夹次数增多,大大的降低了生产效率,对成批生产不适合,而且在选择粗基准的时候先加工侧面,给后面的加工带来了很大的误差。工艺路线按照工序集中的原则,克服了路线一的缺点,在粗基准选择上比较合理,先加工大端端面,减少对后面的加工所带来的误差。通过分析,最终选用路线2。第5章确立切削用量及基本工时5.1工序2切削用量及其基本时间的确定本工序为粗铣大小端侧面,所选用刀具为高速钢直齿三面刃铣刀。铣刀直径,宽度,齿数5.1.1确定每齿进给量fz由表9。4-1知道X62卧室铣床的功率为,工艺系统刚性为中等,细齿盘铣刀加工铸铁,查得。现取5.1.2选择铣刀磨钝标准和耐用度由表9.4-7查得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为,耐用度5.1.3确定切削速度和工作台每分钟进给量根据表9。4-8中的公式计算： （5-1）式中,,,,,,,,,,,,。（5-2）根据X62型卧式铣床主轴转速表,查表4.2-9选择,实际切削速度,工作台没分钟进给粮为。根据X62型卧式铣床主轴转速表,查文献[1]表4.2-40选择则实际的每齿进给量为5.1.4基本时间根据表6.2-7,三面铣刀铣平面的基本时间为 (5-3)式中,,,,,5.2工序4切削用量及其基本时间的确定5.2.1确定进给量本工序为钻孔,刀具为直柄麻花钻,钻头直径,HBS<200,根据表5-127,,本孔加工要绞,,根据表4.2-16,Z525立式钻床的进给量取。5.2.2确定切削速度查3.1,则。根据表4.2-15取则实际速度。钻孔基本时间的确定（5-4）式中,,,5.2.3确定切削速度v则根据表4.2-15取实际速度。5.2.4基本时间的确定根据表6.2-5 (5-5)式中,5.3工序9切削用量及其基本时间的确定本工序为粗铣螺纹孔下台阶端面,所选用刀具为高速钢直齿三面刃铣刀.铣刀直径,宽度,齿数.5.3.1确定每齿进给量由表9.4-1知道X62卧室铣床的功率为,工艺系统刚性为中等,细齿盘铣刀加工铸铁,查得.现取.5.3.2选择铣刀磨钝标准和耐用度由表9.4-7查得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为,耐用度.5.3.3确定切削速度和工作台每分钟进给量根据(5-1)计算：式中,,,,,,,,,,,。根据(5-2)计算：根据X62型卧式铣床主轴转速表,查文献[1]表4.2-9选择,实际切削速度,工作台没分钟进给粮为。根据X62型卧式铣床主轴转速表,查表4.2-40选择,则实际的每齿进给量为。5.3.4基本时间根据表6.2-7,三面铣刀铣平面的基本时间为 （5-6）式中5.4工序10切削用量及其基本时间的确定本工序为粗铣上端槽,所选用刀具为高速钢直齿三面刃铣刀.铣刀直径,宽度,齿数.5.4.1确定每齿进给量由表9.4-1知道X52型立式铣床的功率为7.5KW,工艺系统刚性为中等,细齿盘铣刀加工铸铁,查得.现取。5.4.2选择铣刀磨钝标准和耐用度由]表9.4-7查得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为,耐用度。5.4.3确定切削速度和工作台每分钟进给量根据(5-1)计算：式中，，,,,,T,,,,.根据(5-2)计算：根据X62型卧式铣床主轴转速表,查表4.2-9选择,实际切削速度,工作台每分钟进给粮为根据X62型卧式铣床主轴转速表,查表4.2-40选择,则实际的每齿进给量为。 5.4.4基本时间根据表6.2-7,三面铣刀铣平面的基本时间为 (5-7)式中,,,第6章夹具体方案设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。根据工艺决定设计凸台上两个12.5孔的夹具。可选用型号立式钻床。选用直柄麻花钻(GB/T6135.3-1996),扩孔采用直柄扩孔钻（GB/T1141-1984）。6.1确定定位基准本工序为钻并扩的两孔，以为定位基准。6.2确定夹具整体方案方案一；采用V型块的定位方案，一个下方小孔固定，上方用一压板压紧，用支撑板定位端面。图6.2.1方案二；采用ф20孔型块在在下方定位，上方用ф80的孔定位。图.1方案的选择方案一与方案二是从不同的方向对孔进行加工，但方案一中的压紧端面是进行过加工的，而方案二中的钻孔上端面没有加工。本着先面后孔的原则，故方案一实用。6.3夹具定位误差分析由于每一个工件的尺寸和表面形状上存在着公差范围内的差异，夹具定位元件也有一定的制造误差，结果会使每个具体表面相对于理想位置产生位置变动量，产生定位误差。定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。这个变动量相对于基本尺寸而言是个微量，因而可将其视为冒个基本尺寸的微分。找出以工序基准为端点的在加工尺寸方向上的冒个基本尺寸，对其进行微分，就可以得到定位误差。6.4夹紧力的计算夹紧装置是夹具德尔重要组成部分。在设计夹紧装置时应注意；在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置。夹紧力大小适当。夹紧装置应操作方便、省力、安全。夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与生产批量和生产方式相适应。切削力：查参考得,,,,夹紧力：查参考表6.3-6简单螺旋夹紧机构的类型与夹紧力的计算得的螺旋压紧力为,故采用螺旋夹紧有效。6.5切屑参数的设定6.5.1钻孔切削用量本工序为钻的通孔。单边切屑余量为。6.5.2确定进给量f本工序为钻孔，钻孔使用直柄麻花钻(GB/T6135.3-1996)，根据2.32钻头的直径为,根据2.7，，根据2.32，选取Z3025钻床的主轴进给量。6.5.3确定切削速度v根据2.30,切削速度，f=1，，,.则根据2.32,取实际6.6、钻孔基本时间的确定根据表6.2-7，三面铣刀铣平面的基本时间为：(6-1)6.7、定位误差分析由于每一个工件的尺寸和表面形状上存在着公差范围内的差异，夹具定位元件也有一定的制造误差，结果会使每个具体表面相对于理想位置产生位置变动量，产生定位误差。定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。这个变动量相对于基本尺寸而言是个微量，因而可将其视为冒个基本尺寸的微分。找出以工序基准为端点的在加工尺寸方向上的冒个基本尺寸，对其进行微分，就可以得到定位误差。6.8夹具精度分析使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有；1、定位误差工件安装在夹具上位置不准确或不一致。2、家具制造与装夹误差包括夹具制造误差、夹紧误差、导向误差。3、加工过程误差在加工过程中由于工艺系统的几何误差、受力变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差。6.9夹具总体设计图6.9图6.9图6.9第7章夹具结构设计7.1钻套材料为45，可拆卸，使用方便。图夹具体设计夹具体与钻模板材料相同，都为45钢.为满足强度，长和宽为160mmx122mm，厚度为20mm图压板压板用来来压工件，并且可以安装钻套图7.7.4夹紧机构根据生产率的要求,运用手动夹紧可以满足。加工零件采用螺栓压紧机构,通过M12的螺母使开口压板来压紧。图7.7.5刀具的选择本工序为钻孔，钻孔使用直柄麻花钻(GB/T6135.3-1996)，根据2.32钻头的直径为图夹具的设计及操作的简要说明放置工件时,将工件以销定位放在夹具体上,压动压压板,旋紧的螺母使工件压紧,再把面上的压板压下螺紧螺母,工完成后,旋松螺母，旋转压板90度,松开钻模板,旋松螺母，即可以取出零件7.7结构特点该夹具结构简单,操作方便。此次设计的夹具有如下优点：(1)操作比较简单，使用方便，制造比较容易，价格便宜；(2)能保证工件的加工精度、稳定产品质量；(3)能提高劳动生产率和降低成本；(4)能改善工人劳动条件，安全生产。夹具使用的一面两销定位可靠性好，定位能力强。设计心得两周的课程设计今天终于落下帷幕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，课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节。是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。回顾起此次机床夹具课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从理论到实践，在整整差不多有一个月的日子里，真是很艰苦的日子，由于自己水平有限，在很多问题上都没有一个准确的信息。这次的设计让我们更加认识到我们所学的知识是不够的。最后通过我们这组同学的几次集体商议总算是把所有东西做到了统一。这对我们的团队精神可谓是一次很大的锻炼。这次设计我们大部分是用电脑制作的，文档是使用word编的，图样是用proe、cad做的。通过自己的不断的摸索总算是初步掌握了怎么使用这些软件，特别是proe软件从没有任何一点基础到能建出装配图可以说是一大进步。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，由于时间的问题很多CAD上的问题都不清楚了，很多都要重新翻书看，等于是在重新学习中。在整个设计过程中我所学到的与上课所学到的是2个不同的过程，一个让人乏味一个让人振奋。自己实践的才能学到真正的知识。一次又一次的失败换来最后的成功，在探索中学习，在探索中成长。可能我的设计不完美但却是我自己的结晶，自己的无论好坏对自己来说都是最好的。（三号黑体居中，段前0.5行，段后0.5行，单倍行距）（三号黑体居中，段前0.5行，段后0.5行，单倍行距） （三号黑体居中，段前0.5行，段后0.5行，单倍行距）参考文献（三号黑体居中，段前0.5行，段后0.5行，单倍行距）[1]李昌年.机床夹具设计与制造[M].机械工业出版社,2007.[2]李益民.机械制造工艺设计简明手册[M].机械工业出版社,1999.[3]艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册第三版[M].机械工业出版社,2007.[4]孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具[M].冶金工业出版社,2002.[5]吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[M].高等教育出版社,2006.[6]李洪.机械加工工艺手册[M].北京出版社,1996[7]孟少龙.机械加工工艺手册[M].机械工业出版社,1991.[8]崇凯.机械制造技术基础课程设计指南[M].化学工业出版社,2007.[9]肖继德，陈宁平.机床夹具设计[M].机械工业出版社,2004.附录基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现