机械制造技术课程设计-连杆加工工艺规程及铣宽12槽夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u13584前言 全套图纸加V信153893706或扣3346389411前言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。连杆的加工工艺规程及其铣宽12槽的夹具是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行毕业设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本设计选用零件来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手册与国家标准为附来进行详细说明。1工艺规程制定1.1机械加工工艺规程制订1、工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。2、制订工艺规程的原则保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。3、制订工艺规程的原始资料4、制订工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛坯的种类、形状、尺寸及精度；拟订工艺路线（划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。1.2机械加工工艺规程的组成工艺过程由若干个按着一定顺序排列的工序组成。工序是工艺过程的基本单元，也是生产组织和计划的基本单元。工序又可细分为若干个安装、工位及工步等。工序一个或一组人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的一部分工艺过程。安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分相对刀具或设备的固定部分占据每一位置所完成的那部分工序。工步在加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序走刀在一个工步内当被加工表面的切削余量较大，需分几次切削时，则每进行一次切削称为一次走刀。1.3制订机械加工工艺规程的原始资料产品装配图及零件图；产品质量的验收标准；产品的生产纲领及生产类型；原材料及毛坯的生产水平；现场生产条件（机床设备与工艺装备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术发展状况。2零件的分析2.1零件的作用连杆是连接活塞和曲轴，并将活塞所受作用力传给曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆组由连杆体、连杆大头盖、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓（或螺钉）等组成。连杆组承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和\t"/item/%E8%BF%9E%E6%9D%86/_blank"活塞组往复惯性力的作用，这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此连杆受到压缩、拉伸等交变载荷作用。连杆必须有足够的疲劳强度和结构刚度。疲劳强度不足，往往会造成连杆体或连杆螺栓断裂，进而产生整机破坏的重大事故。若刚度不足，则会造成杆体弯曲变形及连杆大头的失圆变形，导致活塞、汽缸、轴承和曲柄销等的偏磨。2.2零件的工艺分析要对该零件的表面进行加工。具体加工要求如下：1.连杆顶面（即基准A）2.连杆底面3.连杆Φ22H7孔4.连杆Φ11H7孔5.连杆Φ6销孔3工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式连杆材料为45钢，特性为中碳调质结构钢,考虑到中碳调质结构钢的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点,因此应该选用锻件,以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为3000件,已达到成批生产的水平，而且模锻，免除了砂模和制模的设备，以及减少了锻工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的锻件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用模锻,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。3.2基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。一：粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。二：精基准的选择原则选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。精基准选择应当满足以下要求：1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。3.3制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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案：工序01：锻造工序02：淬火处理工序03：铣顶面（即基准A）工序04：铣底面工序05：钻、扩、粗铰、精铰Φ22H7孔；钻、粗铰、精铰Φ11H7孔工序06：铣宽12槽工序07：配钻Φ6销孔工序08：去毛刺工序09：检验至图纸要求并入库3.4确定各工序的加工余量锻件重约为0.35kg,在1600t热模锻压力机上生产，零件无磨削精加工工序，锻件复杂系数为，长度为70mm时，查出该零件余量是：厚度方向为1.0-1.5mm，水平方向为1.0-1.5mm。现厚度方向与水平方向均取1.0mm。3.5基本工时的确立工序01：锻造工序02：淬火处理工序03：铣顶面（即基准A）1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度表面粗糙Ra12.5，一步铣削即可完成，故2）决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝6003）计算工时切削工时：，，，走刀次数1则机动工时为工序04：铣底面1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度表面粗糙Ra12.5，一步铣削即可完成，故2）决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝6003）计算工时切削工时：，，，走刀次数1则机动工时为工序05：钻、扩、粗铰、精铰Φ22H7孔、钻、粗铰、精铰Φ11H7孔工步一：钻孔至Ф20确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：扩Ф20孔至Ф21.8利用扩孔钻将Ф20孔至Ф21.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工步三：粗铰Ф21.8孔至Ф21.94确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工步四：精铰Ф21.94孔至Ф22H7确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工步五：钻孔至Φ10.8确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14知，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步六：粗铰Φ10.8孔至10.96确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14知，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工步七：精铰Φ10.96孔至Φ11H7确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工序06：铣宽12槽1.选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量1）决定铣削深度表面粗糙Ra6.3，一步铣削即可完成，故2）决定每次进给量及切削速度根据X61卧式铣床说明书，其功率为为4.0kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝4903）计算工时切削工时：，，，走刀次数1则机动工时为工序07：配钻Φ6销孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=2则机动工时为 工序08：去毛刺工序09：检验至图纸要求并入库4铣夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计铣宽12槽的铣床夹具。4.1问题的提出本夹具主要用铣宽12槽，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故设计夹具时主发考虑如何提高生产效率。4.2定位基准的选择选择已加工好的顶面（即基准A）、Φ22H7孔和Φ11H7孔来定位，所以相应的夹具上的定位元件应是心轴和B型固定式定位销。因此进行定位元件的设计主要是对心轴和B型固定式定位销，夹紧则是用心轴、六角螺母和快换垫圈等组成的夹紧机构来完成。连杆顶面（即基准A）与心轴Φ30端面相配合，限制三个自由度，即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。连杆Φ22H7孔与心轴Φ22f6外圆相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动。连杆Φ11H7孔与B型固定式定位销相配合，限制一个自由度，即X轴转动。工件六个自由度被完全定位，属于完全定位，故设计合理。4.3定位误差分析1、移动时基准位移误差（式4-1）式中：————心轴孔的最大偏差————心轴孔的最小偏差————心轴孔与心轴最小配合间隙代入（式4-1）得：=0.021+0+0.02=0.041（mm)2、转角误差（式4-2）式中：————心轴孔的最大偏差————心轴孔的最小偏差————心轴孔与心轴最小配合间隙————B型固定式定位销孔的最大偏差————B型固定式定位销孔的最小偏差————B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中：则代入（式4-2）得：则：=0.05654°4.4切削力的计算与夹紧力分析查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa,即==1547N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M6螺母锁紧，查表得夹紧力为12360N==30900N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择用心轴、六角螺母和快换垫圈等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。结论课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的课程设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们进行毕业设计打下了良好的基础。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会。致谢这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的