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1、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
2、义。关键字：连杆，加工工艺，夹具设计 全套图纸等，加153893706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164.2.2工艺路线方案274.3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
3、fz85.1.2 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f95.2.2 确定切削速度V95.2.3 确定切削速度V95.2.4 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fz105.3.2 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fz115.4.2 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
4、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f156.5.3 确定切削速度v156.6、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
5、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
6、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：此处已删除2.4 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粗铣半铣螺纹孔下端面粗铣精铣螺纹孔钻螺纹孔扩螺纹孔大端侧面粗铣精铣孔粗镗半精镗精镗浮动镗上端内槽粗铣精铣孔钻扩铰第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
7、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
8、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
9、 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-精铣大端端面此处已删除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
10、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,HBS200,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,
11、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 此处已删除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方案一方案二； 采用2
12、0孔型块在在下方定位，上方用80的孔定位。图6.2.2 方案二6.2.1 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
13、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；1、 在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置。2、 夹紧力大小适当。3、 夹紧装置应操作方便、省力、安全。4、 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
14、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
15、可以得到定位误差。6.8 夹具精度分析此处已删除6.9 夹具总体设计图6.9.1 转配图主视图图6.9.2 转配图俯视图图6.9.3 转配图左视图第7章 夹具结构设计7.1钻套 材料为45，可拆卸，使用方便。图7.1.1 钻套7.2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7.2.1 夹具体7.3压板压板用来来压工件，并且可以安装钻套图7.3.1压板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7.4.1压紧螺栓7.5刀具的选择本工序为钻孔，钻孔使用直柄麻花钻(
16、GB/T6135.3-1996)，根据2.32钻头的直径为图7.5.1直柄麻花钻7.6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
17、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
18、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
19、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）参考文献 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,19967 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
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