機械制造技術課程設計240柴油機連桿加工工藝及銑大小頭端面【全套圖紙】

1、設計說明書題目：連桿零件的工藝規(guī)程及銑大小頭端面夾具設計摘 要本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。連桿加工工藝規(guī)程及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的

2、合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。全套圖紙，加2807885346ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box b

3、ody components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, under

4、stood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides ea

5、ch working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts;

6、Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目錄序 言1一 零

7、件的分析21.1零件的作用21.2零件的工藝分析2二. 工藝規(guī)程設計42.1確定毛坯的制造形式42.2基面的選擇42.3制定工藝路線52.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定82.5 確定切削用量及基本工時8三 夾具設計153.1 問題的提出153.2 定位基準的選擇153.3 切削力及夾緊力計算163.4 定位誤差分析193.5夾具設計及操作簡要說明20總 結21致 謝23參 考 文 獻2424序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的

8、產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。連桿的加工工藝規(guī)程及其夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與

9、生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。一 零件的分析1.1零件的作用連桿的作用主要起連接作用。1.2零件的工藝分析連桿有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1：以下端面為基準的加工面，這組加工面主要是上端面，鏜大頭孔。2：以大頭孔為基準的加工面，這組加工面主要是鏜小頭孔，銑小頭孔頂面的端面，銑小頭孔2-100的圓弧。二. 工藝規(guī)程設計2.1確定毛坯的制造形式45剛的可鍛性好，因此可用鍛造的方法因為是成批生產(chǎn)，采用模鍛的方法生產(chǎn)鍛件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。2.2基面的選擇粗基準選擇應當滿足以下要

10、求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大

11、的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取端面作為定位基準，。精基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工

12、工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以已經(jīng)加工好的大頭孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。2.3制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)

13、的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案：方案一1鍛造鍛造2退火處理退火處理3銑銑上端面4銑銑下端面5鏜鏜連桿大頭孔6鏜鏜連桿小頭孔7銑銑小頭孔頂面的端面8銑銑小頭孔2-100的圓弧9鉗嵌入小頭孔襯套10鉗嵌入大頭孔襯套11檢驗檢驗12入庫入庫方案二1鍛造鍛造2退火處理退火處理3鏜鏜連桿大頭孔4鏜鏜連桿小頭孔5銑銑上端面6銑銑下端面7銑銑小頭孔頂面的端面8銑銑小頭孔2-100的圓弧9鉗嵌入小頭孔襯套10鉗嵌入大頭孔襯套11檢驗檢驗12入庫入庫工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工

14、上端面，再加工下端面，然后加工大頭孔，再加工小頭孔，工序安排緊湊合理，可以更好的保證加工精度要求和位置度要求，而方案二先加工孔，再加工端面，違背了先面后孔的基準原則，綜合考慮我們選擇方案一。具體的加工路線如下1鍛造鍛造2退火處理退火處理3銑銑上端面4銑銑下端面5鏜鏜連桿大頭孔6鏜鏜連桿小頭孔7銑銑小頭孔頂面的端面8銑銑小頭孔2-100的圓弧9鉗嵌入小頭孔襯套10鉗嵌入大頭孔襯套11檢驗檢驗12入庫入庫2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定連桿零件材料為45生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鍛造可直接獲得。2、 連桿

15、的端面由于連桿端面要與其他接觸面接觸，查相關資料知余量留2mm比較合適。3、連桿的孔毛坯為空心，鍛造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為2mm2.5 確定切削用量及基本工時工序：銑上端面 選擇刀具刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取200當200r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時： ，則機動工時為工序：銑上端面1. 選擇刀具刀具選取端銑刀，

16、刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成5） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取375當375r/min時按機床標準選取6） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序：鏜連桿大頭孔1.加工條件加工要求：鏜孔100mm機 床：臥式鏜床T716刀 具：彎頭鏜刀2.計算切削用量 查簡明手冊表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm根據(jù)T616鏜床說明書，取=125 r/min切削工時：L=2mm工序：鏜連桿小頭孔1.加工

17、條件工件材料：HT200，時效處理，砂型鑄造加工要求：鏜孔75mm機 床：臥式銑鏜床T616刀 具：高速鋼刀頭2.計算切削用量 查簡明手冊表4.2-19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm根據(jù)T616鏜床說明書，取=125 r/min切削工時：L=2mm工序：銑小頭孔頂面的端面選擇刀具刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則8） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取1450當1450r/

18、min時按機床標準選取9） 計算工時切削工時： ，則機動工時為工序：銑小頭孔2-100的圓弧1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取750當750r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為 三 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計第3道工序銑上端面的銑床夾具。3.1 問題的提出 在機械制造中，用以

19、裝夾工件（和引導刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或檢測的裝置。在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。本夾具主要用于銑上端面，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零

20、件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此道工序后面還有精加工，因此本次銑沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。我們采用外圓和下端面為定位基準，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構。3.3 切削力及夾緊力計算 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結構特點、加工要

21、求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結構形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結構的設計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當，方向正確才能獲得良好的效益。1. 夾緊力方向的確定（1）夾緊力方向應垂直于主要定位基準面（2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致2. 夾緊力作用點的選擇（1）應能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產(chǎn)生位移或偏轉。（2）應盡量避免或減少工件的夾緊變形（3）夾緊力作用點應盡量靠近加工部位3. 夾緊力大小的估算（1）首先假設系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。（2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切

22、削力（矩）用切削原理公式計算。（3）對重型工件應考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。（4）分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力（5）將計算夾緊力再乘以K，即得實際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.52.5；當夾緊力與切削力相反時，K=2.53 。（1）刀具： 采用端銑刀 205mm z=24機床： x51立式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基

23、本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.4 定位誤差分析 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，支撐釘?shù)目讖綖樽钚r，孔心在任意方向上的最大變動量等于

24、孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin=0.053-0.024=0.029 本工序采用支撐釘和支撐板定位，工件始終靠近支撐釘?shù)囊幻妫镜拦ば蛞蟛桓?，故應當能滿足定位要求。3.5夾具設計及操作簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了手柄夾緊方式。本工序為銑切削余量

25、小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構。總 結這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，來完成本次設計。這次設計是培養(yǎng)學生

26、綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結