机械制造专业—— 毕业论文——SJ421081连杆零件工艺设计

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1、机械设计制造及其自动化专业（本科）毕业设计任务书设计题目：SJ-4210-81连杆零件工艺设计课题研究的内容： 本文叙述了SJ-4210-81连杆零件的技术要求，分析了加工该零件工艺控制的主要因素，同时从工艺过程设计、工艺规程编制、工艺方法的选择、工艺装备的设计等方面作了一定的分析。总结出了一套较为成熟的加工方法和工艺流程，确保了该产品的加工质量和效率。课题预期达到的目标（主要技术参数）及要求：通过对SJ-4210-81连杆零件的使用条件分析，设计出产品、加工工艺以及主要的工艺装备。课题研究的实验条件：结合某公司实际生产。主要参考资料：航空材料标准手册、航空制造工程手册飞机机械加工分册、机械制

2、造工艺学、航空工程手册机械类、机床夹具设计、模锻件公差及机械加工余量HB6077-1986、航空工艺装备设计手册夹具设计、金属工艺学等毕业设计进度计划：1、期限：自 2008年 2 月 1 日起至 2008年5月 5 日2、具体进度安排：年 月 日具体完成内容2008年2月1 日2008年3月10 日2008年4月15 日2008年4月20 日2008年4月30 日2008年5月5 日制定出设计方案设计零件、工装完成论文初稿完成论文二稿完成论文定稿完成全部设计工作开题报告本次设计的产品为某型号民用飞机前起落架支柱连杆零件SJ-4210-81，它的一端需要连接在前起落架减震，另一端连接在下摇臂上

3、，它是起落架上的重要受力件之一。同时又是一个支撑件，使载荷从摇臂传递到起落架减震中的活塞杆上。在连杆的上下支座里装有青铜衬套及连杆用轴和盖子固定在活塞杆上，并用螺栓拉紧，轴和盖子把连杆固定在摇臂上。因为飞机在起飞着陆滑行时，飞机以相当大的撞击和地面接触，所以飞机起落架在起飞时、着陆滑行时，承受着相当大的冲击载荷。因此零件它所承受的力主要为轴向力。因摇臂构造比较复杂，较重有较多的连接件和接头，作为受力件的连杆其受力较大，在使用过程中，产生的磨损比较大。本设计就连杆的工艺方法进行了研究和探讨，摸索出了一套较为成熟的加工工艺，确保了产品的质量。目 录1零件的结构和工艺分析11.1 零件的结构特点11

4、.2 30CrMnSiNi2A材料性能11.3 30CrMnSiNi2A材料的工艺特点11.4 零件技术条件分析21.5 零件工艺性分析22零件毛坯的选择及分析32.1 零件毛坯的选择32.2 毛坯的结构要素和粗糙度选择42.3 分模面的选择及模锻件加工余量 、公差43工艺路线的制定53.1.加工方法的选择53.2 工序的集中与分散53.3 定位基准的确定63.4 加工阶段的划分及加工顺序的确定63.5工序说明73.6 加工余量和工艺尺寸的选择94.工艺装备的设计104.1 夹具的设计依据104.2 工艺装备技术条件104.3 零件在夹具中定位误差的分析与计算104.4 夹紧方式的选择114.

5、5 夹具的设计特点及夹具与机床的连接114.6 夹具的设计124.7 配重块的位置和重量的分析125. 结论13参考文献14内容摘要 本文叙述了SJ-4210-81连杆零件的技术要求，分析了加工该零件工艺控制的主要因素，同时从工艺过程设计、工艺规程编制、工艺方法的选择、工艺装备的设计等方面作了一定的分析。总结出了一套较为成熟的加工方法和工艺流程，确保了该产品的加工质量和效率。关键词: 工艺分析 工艺设计 工艺装备设计Abstract： In this thesis, we briefly specified the technique requirements of the bracket S

6、J-4210-81. And analyzed the main factors which need to be controlled in the process of producing the bracket. Then we further discussed form the design of technologic process, the compilation of technological regulation, the selection of technological approach, and the design of equipment, etc. in t

7、his paper. Lastly. A mature set of technological approach and technologic process is concluded to insure the quality and efficiency of the production.Keywords: Process analysis Process design Tooling designSJ-4210-81连杆零件工艺设计 1 零件结构和工艺性分析1.1 零件结构特点SJ-4210-81连杆零件为连接受力件，承受和传递集中载荷，另一方面又受着空间的限制，要求尽可能小，因此

8、为了减小重量及尺寸，零件选用超高强度材料30CrMnSiNi2A。该零件剖面结构对称，具有与承受力相对应的最大剖面的特性，其零件的加强筋与零件的受力方向保持一致。为了提高零件的疲劳性能，该零件的结构对称，在截面变化处有足够的圆角过渡来防止应力集中，避免零件有刚度突变。起落架在工作时由于许多部分经常发生相对运动，如果不采用一些措施就可能使这些重要的元件因连接处的过渡磨损而出现故障。因此该零件还采用压入衬套SJ-4210-82来减少零件孔壁的磨损。为了提高零件的使用寿命，采用润滑的方法，该零件上的润滑液是通过注油孔及4的深孔来实现润滑的。1.2 30CrMnSiNi2A材料性能30CrMnSiNi

9、2A是一种超高强度钢，有良好的综合机械性能（高强度和良好的韧性）。同30CrMnSiA相比，淬透性有明显提高，改善了钢的韧性和抗回火稳定性，经热处理后可获得高的强度好的塑性和韧性、良好的抗疲劳性能和断裂韧性、低的疲劳裂纹扩展速率。该材料的淬透性较高，切削加工性合焊接性较好。但对缺口和氢脆较敏感。适宜制造高强度连接件和轴类零件等重要受力结构件。由航空工艺设计手册查得：抗拉强度 =1680Mpa比重 =7.75克/cm3 弹性模数 E=20000Kg/mm2比强度 /=170/7.75=21.93高强度合金铝比强度21.4比刚度 E/=20000/7.75=2.5高强度合金铝比刚度所以此材料在保证

10、一定强度和刚度情况下，还能减少飞机本身的重量，提高飞机的飞行性和增加装载的重量，抗疲劳的性能好。1.3 30CrMnSiNi2A材料的工艺特点零件选用30CrMnSiNi2A钢，可大大减轻飞机钢零件的重量，但是所有高强度钢都具有某些特性，会局限其使用范围，特别是高强度钢对应力集中有较高的灵敏度。热处理后该材料零件应进行硬度检验。因为高强度钢对应力集中有较高的灵敏度，故零件的所有截面间的过渡半径应当规定为最大值，并绝对禁止有焊缝。30CrMnSiNi2A钢严禁镀锌和镀镉。热处理后，测量布氏硬度时，禁止在距零件边缘或孔近处于5mm处打压痕。零件应用静载荷进行矫正，严禁使用冲击载荷，绝对禁止用小锤敲

11、打而引起局部压伤，在油中淬火的零件回火后进行矫正。30CrMnSiNi2A钢件禁止酸洗，需用吹砂法去除氧化皮。30CrMnSiNi2A钢制螺纹应在淬火前进行切制螺纹（若处理在盐炉中进行）其螺纹间隙不许有裂纹和毛刺。未规定级别的表面粗糙度不低于3.2，零件非受力部分以及压缩下工作的零件表面不低于6.3。所有内外螺纹、细螺栓、光杆等，均用极限量规检查尺寸，超差零件不许进行装配。零件在装配时（相应的加热和冷却后）轴应当在无盈量条件下，用小锤轻击入孔内，而不应用润滑油剂配合。30CrMnSiNi2A钢制件在负荷最小的地方打印，打印用疲劳钢印进行。30CrMnSiNi2A钢制件必须进行磁力探伤。1.4

12、零件技术条件的分析零件的技术要求，是影响工艺规程制定的主要因素。（1）强度 =1680MPa零件是由等温淬火得来的，只有强度满足=1680MPa时才能保证零件的使用性能要求。因零件是主要受力构件。主要受拉压力，所以要有较高的抗拉强度。（2） 模锻斜度7°模锻时，为了使零件便于从模中取出，与分磨面垂直的表面需带有一定的模锻斜度。设计为7°（3）模压尺寸公差尺寸公差按HB6077-86，零件验收按5024-82第类零件检验。HB是航空工艺的标准，第类零件受力较大，它的损坏会造成飞机事故，所以要对零件的机械性能进行100%检验。（4）磁力探伤100%铁磁性材料的零件经磁化后，位于

13、零件表面或近表面的缺陷，如果与磁力线成一定角度，则产生漏磁场，它吸附放在零件上的磁粉，显示出缺陷的位置和形状，根据该零件的重要性，要求100%磁力探伤。 （5）保证61H9与66H9两孔中心线的平行度在100mm长度上不大于0.1mm。这是为了保证零件在加工后的装配精度与协调性。（6）61H9与66H9两孔，尺寸精度较高，与衬套过盈配合，其精度直接影响到连杆工作的可靠性，因此该孔为主要加工表面。（7）锐边倒圆R0.5。这是为了防止划伤操作工人的手，防止产生应力集中，便于安装。（8）除61H9与66H9两孔外磷化并涂钢灰色H04-2环氧硝基瓷漆。这是为了提高零件的抗腐蚀性能和表面的防护，也起到了

14、一定的装饰作用。（9）零件图上表面未注尺寸的粗糙度为3.2。1.5 零件工艺性分析零件SJ-4210-81为前起落架主支柱的连杆。根据零件在工作中是主要受力件的作用以及几何形状，并且是小批量生产，所以采用模锻制毛坯。因零件材料是30CrMnSiNi2A，所以等温淬火后170Kg/mm2，并进行磁力探伤检验，粗糙度要求较高。零件的结构简单，开敞性好，装卸维修方便，零件结构刚性较好，变形小，在加工过程中可采用高效率的加工方法，采用通用设备加工。4孔为深孔，在加工过程中不好保证，需用专用工装，61H9和66H9两孔尺寸精度和位置精度较高，需要专用工装加工，即需要专用车具加工。2 零件毛坯的选择和分析

15、2.1 零件毛坯的选择毛坯的种类和其质量，对机械加工的质量，材料的节约，劳动生产率的提高和成本的降低都有着密切的关系。该零件是起落架的重要连接件，承受较大的静载荷及冲击载荷，因此对零件有较高的强度和刚度要求。在选择毛坯时，应根据零件的结构特点，使用要求和经济性三方面综合考虑，进行零件毛坯的选择。零件的毛坯有三种获得方法：自由锻、模锻、铸造。一是选用自由锻。自由锻的主要特点是：靠人工的技术水平来保证毛坯的制造精度，使用于形状简单，尺寸结构比较大的零件。生产率低，毛坯表面质量差，余量大，给加工带来困难。另外，自由锻的零件毛坯强度低。因此，对于中小批量的零件制造毛坯时选用自由锻是不合适的。二是选用铸

16、造加工。铸造比其它方法能较为方便地制造出形状复杂的零件，而且成本较低。当采用精密铸造、压力铸造等方法时，能获得精度、粗糙度较高，质量较好的铸件。但是由于铸件内部晶体结构的松弛和铸造上难以避免的某些缺陷，其机械性能特别是冲击韧性和抗疲劳强度不如锻件高。因此对其使用有一定的限制，一般受冲击和振动载荷的零件不宜采用铸件，所以本零件不能选用铸件。三是选用模锻加工。模锻的主要特点是制造的毛坯精度高，加工余量小，毛坯内部组织致密，机械性能好。不同的纤维方向性能有所差异，顺着纤维方向，具有较高的机械性能，适用于形状不太复杂，外形和尺寸都不太大，要求较高的机械性能。因此，根据以上因素及零件的材料性能和零件的受

17、力特点，该零件的毛坯制造时选用模锻件比较合适。2.2 毛坯的结构要素和粗糙度选择飞机上的锻件一般都要进行切削加工。因此，在零件设计时，凡是需要加工的部位，都应根据设计要求按有关切削加工的资料选择结构要素、精度和粗糙度。对零件的不加工表面也要进行下列选择。2.2.1 毛坯结构要素的选择2.2.1.1 模锻斜度为了便于从锻模内取出锻件，锻件应有模锻斜度。该零件是封闭剖面，外模锻斜度7°，内模锻斜度7°。2.2.1.2 腹板厚度因为薄片零件制造时特别困难，所以模锻时必须避免腹板厚度太薄。一般腹板厚度越小变形阻力越大，该处模膛磨损越严重，腹板厚度与零件在分模面上的投影面积，剖面形状

18、和材料等因素有关，封闭剖面腹板厚度5。2.2.1.3 模锻件的圆角半径一般筋条厚度的57倍，对于高度不大的筋条（约100mm以下），由于很窄的模膛（2mm以下）难以制造，故筋条的厚度可以等于其高度值的二分之一至三分之一。为了避免应力集中，零件上的所有转接处都应具有圆角。为了便于成型，封闭剖面的腹板应具有倾角。2.2.2 毛坯精度的选择根据HB6077-86的规定，模锻件共分E和F两个精度等级，该零件的模锻件选用F级精度用于一般模锻件的尺寸公差，模锻件尺寸公差按HB6077-86。2.3 分模面的选择及模锻件加工余量、公差2.3.1 分模面的选择分模面选择为平面分模面，分模面尽可能是平面，而不是

19、复杂表面，以简化锻模及切边模的制造，并易切边。确定分模位置最基本的原则时保证锻件形状尽可能与零件形状相似，以及模锻件容易从模锻形槽中取出。为了使锻模结构简单，并防止产生上、下模的错移现象，分模位置应尽可能采用直线状；锻件内部的金属流线方向，应适应锻件在工作中的承力情况。2.3.2 确定单面加工余量模锻件最大边长为218mm，按表查得其单面最大加工余量为2.5mm。3 工艺路线的制定根据前面对零件的结构工艺性分析、毛坯的选择、以及产品图纸和有关技术文件，就可以制定出零件的机械加工的工艺路线。主要包括各表面的加工方法，确定各表面的加工顺序，定位基面的选择，装夹方法，工序集中与分散的程度，确定非机加

20、工序在工艺规程中的位置等内容，工艺路线制定的是否合理，对加工质量、生产率、工人的劳动强度、设备的投资，生产成本等都有着直接的影响，因此在制定工艺路线时必须严谨。3.1 加工方法的选择首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及分几次加工，各种方法所能达到的粗糙度，决定加工方法时要考虑被加工材料的性质和生产类型及本厂现有设备情况，据上所述SJ-4210-81为叉形件耳类零件，主要加工任务是铣端面和孔的精加工。根据零件的实际情况，本零件的主要加工方法为铣削加工、车削加工，对于4孔可采用钻削的方法。根据零件表面粗糙度的要求及材料的性质，生产类型，零件工艺性，均采用通用机床设备加工。但在通用设备上

21、需采用一些必要的专用工艺装备。61H9和66H9两孔为主要加工表面，根据其精度，热处理前在车床上采用粗加工，热处理后进行精加工，消除热处理变形。采用互为基准的方法，利用车具保证孔精度及两孔中心距。3.2 工序的集中与分散3.2.1 工序集中的特点 有利于采用高生产率、专用设备和工艺装备，可大大提高劳动生产率。 减少了工序数目，缩短了工艺路线，从而简化了生产计划和生产组织工作。 减少了设备数量，相应的减少了操作工人和生产面积。 减少了工件安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且由于一次安装加工较多的表面，也易于保证这些表面的相对位置精度。 专用设备和工艺装备较复杂，生产准备工作和投资都比较大，转换新产

22、品比较困难。从以上特点和对零件的结构分析和生产类型来看，此零件不适于用工序集中的特点。3.2.2 工序分散的特点设备与工艺装备比较简单，调整方便，生产工人便于掌握，容易适应产品的变换。设备数目多，操作工人多，生产面积大。可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。根据以上几条的分析，该零件属于小批量生产，结合我厂的生产特点和设备类型，该零件采取工序分散的工艺原则。3.3 定位基准的确定在零件图纸上据以确定其它点、线、面位置的点、线、面，即称之为基准。基准又分为设计基准和工艺基准。工艺基准又分为定位基准、测量基准、装配基准。定位基准的选择是制定工艺过程所要解决的重要问题，定位基准选择好坏，对是否能够

23、很方便而经济的进行零件的加工，有很大的影响。在综合考虑零件加工过程的前提下，选择主要加工基准。选择顺序是先确定主要表面的加工基准，然后再根据这个（或这组）基准来确定其它基准。选择原则为：加工过程中基准的连续性；定为基准与测量基准的一致性；定为基准的可靠性（即安装面尺寸最大，支撑面尺寸最小的原则）；用作基准的表面必须是最简单的表面（平面或圆柱面），如果零件上没有合适或足够的表面作为定为基准，可以根据需要增加必要的面，如工艺凸台、工艺孔、顶尖孔等作为定位基准，零件加工完成后切去。根据该零件的结构特点和技术要求，其主要工作表面为61H9和66H9两孔，设计基准也为该两孔，因此在工艺过程设计中，选用该

24、两孔及其端面作为定位基准，即要选择基准重合原则，这样可避免因基准不重合而引起的基准不重合误差。3.4 加工阶段的划分及加工顺序的确定合理的划分加工阶段，可有效的保证加工质量，有利于生产车间的设备安排，使工艺过程更经济合理。该零件的配合表面精度要求比较高，热处理后硬度高，所以加工时要进行粗、精两次加工。这是切削热处理前零件的硬度低，切削余量大，加工时切削力和夹紧力比较大，可采用进刀量大的方法提高生产率，缩短加工，热处理后由于零件产生变形或裂纹，影响表面的质量，零件硬度增大，切削余量少，所以要经过精加工来修补使之加工后达到图纸要求。从另一方面看，粗精加工之间相隔一段时间相当于经过一定时间的自然时效

25、，使工件的弹性变形得以恢复，使表面内应力分布均匀，这样精加工时就可消除变形，提高表面质量。所以加工精度要求比较高的表面就要安排粗精两次加工。该零件的加工顺序是先加工端面，再车通孔，先加工主要表面，再加工次要表面，作为基准的表面应提前加工好，因而任何一个高精度表面加工之前，作为基准的表面，应在前面工序中加工完毕，故各工序的基准选择问题解决之后，就可以从最终精加工工序，向前推出整个工序顺序的大致路线，本零件的精加工表面是上下两端面和61H9、66H9两内孔表面，作为这些精加工工作面的定位基准，这些定位面必须在前面的工序终加工出来，这样零件的加工路线就可以确定了。本零件的加工路线为：1 检验 2 吹

26、砂 3 X光检测 4 钳工 5 划线 6 车工 7 划线8 铣工9 钻孔10 锉修11 检验12 划线13 钳工 14 热处理 15 划线16 车工17校正去毛刺18 称重19 磁力探伤20 总检21 磷化22 涂漆 23 做标记24 成品检验25 移交3.5 工序说明该连杆零件是由一些简单平面、圆弧面、孔组合而成，根据这些加工表面所要求的加工精度和粗糙度以及零件的结构特点，选用了相应的加工方法，现就主要加工工序进行说明。1）工序8铣工说明这几道工序都是一次加工，即直接从毛坯尺寸加工可满足图纸要求，但在一次加工中要进行多次走刀，切削用量小，因一次加工所切除量比较大，如不进行多次走刀，一次走刀就

27、切除所有的加工余量，这样切削力就要增大，引起很大的切削热，使工件内应力重新分布，工件发生弹性变形，直接影响加工表面的质量，甚至产生比较大的变形使工件报废。所以在一次加工中就要进行多次走刀才能保证尺寸要求。2）61H9、66H9孔的加工该工序的加工是机械加工的重要工序，它的精度对组件装配时有较大影响，因此对它的加工精度要求比较高，两孔中心线平行度要求在100mm长度上不大于0.1um，它是在车床上用专用夹具加工的，经过粗加工后热处理，再精加工到图纸要求。3）4深孔的加工该深孔时保证零件润滑的油孔，它又细又长，加工时同心度不易保证，在车床上无法加工，只能使用钻模加工，在立钻Z525上加工。而且因为

28、零件淬火后强度较高，所以应将钻孔工序安排在淬火前进行。4）铣零件外形该零件外形不是圆柱面在车床上无法加工，使用靠模铣加工比较方便。5）毛坯检验根据零件的结构和外形尺寸要求选了30CrMnSiNi2A，锻件毛坯作为该零件的毛坯件，它是由毛坯制造单位根据提出的技术要求及尺寸要求而加工的。为防止在运输过程中造成混淆，避免盲目生产造成浪费，保证加工的顺利进行，在加工过程中首先要安排毛料的检验、热处理合格印的检验，并同时去掉模压边这一工序。6）划线工序采用车削、铣削加工的都要按划线加工，因零件的加工平面首先要划出外形线和加工尺寸线，作为零件在加工时的定位找正，对刀加工的依据。划出的线也是调整工件与刀具位

29、置的依据，显然划线工序在本零件的加工中是必不可少的。有了划线工序，零件在加工中可利用试削法加工，保证加工精度，提高生产率减少专用夹具的设计和制造。该零件的划线工序不借助任何设备，零件放置在平台上就可以完成划线工作。7）钳工锉修工序对铣削后零件的修整去毛刺是比不可少的，依靠它完成切削加工，很难保证的圆弧、倒角的加工，如对65、70工序铣削毛刺及过渡面的锉修，由于零件结构的限制，用切削加工是很困难的，甚至是无法加工的。第70工序圆弧的锉修，如用铣床加工就必须设计一套专用夹具加工才能达到图纸上最终要求。而用钳工锉修就很方便，降低工艺成本，锉修还可以修补在切削加工中的压伤、划伤，刀痕等缺陷，提高零件加

30、工质量，也可修补在装配时的配合间隙。8）称重工序重量是飞机主要的基本参数之一，它直接影响倒飞机技术性能，是标志产品质量的一个主要方面，应作为产品质量进行验收，因此在机械加工完工后，要安排称重工序。9）检验工序检验是控制零件制造质量的重要环节，因此每道工序加工完之后，要进行该工序所加工项目的检验，这样就可以及早发现废品和超差零件，避免报废产品转入下道工序加工，造成工时的浪费，机械加工完成过后，转换车间前要进行半成品检验，放置废品转入其它车间，零件整个制造完毕后安排成品检验工序。10）作标记工序根据军工产品质量控制要求，为保证零件的可追溯性，便于维修、更换，必须要在零件上做上标识。11）总检工序总

31、检是机械加工后的一道工序，是对零件质量的最终检验。12)保护移交因为零件工序间周转和在移交至装配车间时要运输、拿上拿下，所以必须对零件进行必要的保护，以免表面受到损伤。3.6 加工余量基工艺尺寸的选择3.6.1 加工余量的确定正确的加工余量数值，是制定工艺规程的重要组成部分。加工余量的数值，一般与毛坯的制造精度有关，同样的毛坯制造方法，总余量的大小又与生产类型有关，批量大余量小，在确定总余量时，如果加工余量选的过大则浪费工时，增加工具损耗，浪费金属材料和能源，从而增加成本。如果加工余量选的过小，给毛坯制造厂增加困难，在切削加工时，不能保证切去金属表面的缺陷层，而产生超差品或废品，所以在制定规程

32、时必须正确选择加工余量，一般情况下，最小加工余量的数值，应保证能将具有各种缺陷和误差的金属表面粗糙度（表面的精度和表面支链各表面缺陷层的深度），形位公差，表面几何形状误差，装夹误差等因素，通过以上各种因素和长期的生产经验，总结规定了关于加工余量的统一标准HB6077，它包括了模锻件的尺寸公差和加工余量。对于工序间的余量，一般可以采用计算的方法确定，也可按经验估计，或者在积累经验的基础上总结出来的手册上查取。本零件有几个表面精度要求比较高，需分二次加工。加工余量的分配是按手册查取的，其余表面都是从毛坯尺寸一次加工到零件尺寸的，但经过多次走刀加工而成，每次走刀的余量根据总余量而定。3.6.2 工艺

33、尺寸的选择和计算3.6.2.1 工艺尺寸的选择工艺尺寸的选择是根据各个工序的加工余量确定的，由零件图上的尺寸加上或减去工序加工余量而得，从零件图上的尺寸一直推到毛坯尺寸。3.6.2.2 工艺尺寸的公差零件上每个表面的最后一次加工的工艺尺寸公差，如果工序尺寸与设计尺寸重合，就是零件图上尺寸的公差，中间工艺尺寸的公差选择要适当，公差过小加工比较困难，不易保证，增加零件成本，一般应不小于零件图上的尺寸公差，但公差也不能过大，公差太大，对以后工序的余量和公差影响很大，一般中间工序尺寸公差，不应大于下道工序的加工余量，否则产生超差品。尤其对于作为定位基准表面的公差，在粗加工时，就应有所控制。3.6.2.

34、3 工艺尺寸的换算在制定工艺过程时，当定位基准与零件图上设计基准不重合时，为了经济合理的达到零件原设计的精度就要校验并重新规定零件上有关尺寸上下偏量，本零件就基准都重合不需要工艺尺寸的换算。4 工艺装备的设计在机床上对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件的正确位置固定不动，这一任务就由夹具完成。对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低。本零件属中小批生产，但零件上有61H9、66H9孔，因孔距要求严格，并且两孔中心线平行

35、度要求较高，孔的公差及粗糙度要求高，所以不适合通用夹具，为了保证工件的加工精度、工件定位正确，定位精度满足加工要求；工件夹紧牢固可靠，操作安全方便，成本低廉，所以设计专用夹具就显得非常必要。4.1 夹具的设计依据该夹具的设计是根据零件产品图纸及工艺装备技术条件要求设计的。4.2 工艺装备技术条件以孔及其端面定位，另一侧端面压紧。角向定位采用被加工工件中心找正，并以外圆做辅助支撑，以确保压紧的牢靠。加工设备CA6150。4.3 零件在夹具中定位误差的分析与计算4.3.1 定位基准的选择工件的定位是通过定位基面进行的，因此这些基面的几何形状尺寸及表面状况在很大程度上决定着定位方法及所用固定元件的选

36、择，故从夹具设计角度出发应从以下几个方面考虑: 尽量使工件的定位基准与工序基准(标定加工面位置的面，线，点)重合。 尽量用精基准作为定为基准，以保证有足够的定位精度。当不得不采用毛面作定位基准（如第一道工序）时，应尽量只用一次。而且应选用误差较小，较光洁，余量小的面或与加工面有直接关系的表面，以利于保证加工要求。 应使工件安装稳定，使在加工过程中因切削利或夹紧力而引起的变形最小。遵守基准统一的原则，以减少设计和制造夹具的时间和费用。但如此而造成的夹具结构复杂时，则不必要强求定位基准统一。 应使工件定为方便，夹紧可靠，便于操作，夹具结构简单。根据定位基准的选择原则，设计技术条件给定的零件加工状态

37、及加工要求，及零件的实际情况，零件是孔与平面的组合定位，孔为第一定位基准。第二定位基准是零件的端面，因此在设计时就要采用平面定位。4.3.2 定位误差的分析计算在第一定位基准定位时，由于工序基准与定位基准重合，没有基准不重合误差，但因为定位面与定位元件存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，因此第一定位基准的定位孔的基准误差。主要保证尺寸为两孔中心线尺寸155±0.2。Jw1=mat=g+x+min+距离公差 距离公差=0.05+0.05=0.1=0.06+0.019+0.01+0.1=0.189因为 1/3 =1/3×0.4=0.133mm所以 Jw1/3所以能满足加工

38、要求。4.3.3 辅助支承工件因定位面与加工面相距较远，局部刚度较差，受力容易变形，为保证定位加紧的可靠性，以被加工孔的端面及其外圆作为铺助支承，用以承受工件在加工过程中所受的切削力，铺助支承载定位支承对工件定位后才参与支承。4.4 夹紧方式的选择在选择夹紧方法时应考虑夹紧力的方向及作用。夹紧力的方向应垂直于主要定位的几面，目的是为了使主要定位基准面于定位元件有良好的接触，从而得到正确的定位夹紧力，方向应有利于可能采用较小的夹紧力，这样既使操作者设省力，又可使夹紧装置的结构尺寸缩小，防止工件发生弹性变形。夹紧力的作用点应保证工件在夹紧力的作用下定位稳定不至于发生位移或偏转，夹紧力的作用点还应位

39、于工件刚度较大的位置，以防止工件受压变形，作用点应尽量靠近被加工表面，这样可以增加夹紧的可靠性。4.5 夹具的设计特点及夹具与机床的连接4.5.1 夹具的设计特点在车床上加工的工件，一般都是回转件。在加工过程中，夹具要带动工件一起转动，而不允许工件对机床主轴发生相对移动。因此工件上被加工的孔或外圆的中心必须与机床主轴回转中心一致，所以这类夹具大部分是定心夹具。车削速度较高时，在设计这类夹具时，对夹具的平衡，夹具力的大小，元件的刚度与强度和操作安全问题必须要很好的解决。由于车床夹具的特点，在设计时应先从安全的角度出发，夹具是在旋转情况下工作的，对它的夹具体应设计成圆形，这样比较安全，所有的元件尽

40、量不超出夹具体的最大外径，以免发生人身事故，对于夹具的平衡应采用配重的方式解决，以减少旋转过程中产生的离心力对加工孔的圆度产生的影响。夹具体不宜太长，因太长使零件的刚性降低产生变形。4.5.2 法兰盘的设计与机床主轴的连接该法兰盘为专用件，这又是由机床决定的，它是选用铸铁铸造而成，灰铸铁件的特点：刚性好，减震性能好，设计为圆形根据零件的外苦熬尺寸该法兰盘的尺寸如零件图所示。它与主轴的连接方式是采用短锥和端面定位。这种定位方式因没有间隙具有较高的定心精度，并且连接刚度较高。制造夹具时，除需要保证锥孔，锥度外，还要严格控制尺寸及锥孔和端面的不垂直度误差，以保证夹具紧固在主轴上后，锥孔和端面同时与主

41、轴端的锥面和台肩面接触。否则会严重影响定位效果。因此制造比较困难。夹具用螺钉紧固。如果用长锥柄安装在主轴锥孔内，这样没有配合间隙，定位精度较高，但刚度较差，只适用轻切削的小型夹具。而本零件车削力较大，要求刚度高。如果采用端面和短圆柱孔在主轴上定位，它虽然制造容易，但定位精度较低，适用于精度较低的加工，所以不适合本零件要求的精度较高的加工。4.6 夹具结构的设计根据前面对零件材料、工艺性、精度要求分析，对该套车床夹具的设计思路有了一个清楚的认识，首先考虑夹具体：车床夹具不同于的夹具，它的夹具体为法兰盘，主要用于车床夹具在车床上定位，夹紧，夹具的莫氏锥度和机床上的莫氏锥度接触面要到达80%以上，以

42、保证定位和传递足够的扭矩，由于莫氏锥度配合面较大，耐磨损，所以重复定位精度较高，多用于该类同轴要求高的零件。车床夹具的定位件安装在过渡盘上，其形式为固定式的，定位件为定位轴和定位板，采用端面和一孔定位方式进行定位。考虑到车床夹具设计的安全性，因为车床夹具和零件一起随车床高速旋转，有可能的条件下车床加紧结构不要采用压板，该夹具选用螺钉压紧方式。过渡盘把莫氏锥柄、法兰盘与零件的定位夹紧件联接在一起，从而构成了一个完整的车床夹具。该零件的夹具体采用焊接件，因它与铸造夹具相比，其优点是：易于制造，生产周期短，成本低，（一般比铸造夹具体的成本低30%50%）由于采用钢板，型材等焊接而成，故其重量也较轻。

43、缺点是焊接过程中产生的热变形和残余应力对精度影响较大，故焊接后须经退火处理，此外焊接夹具体难获得复杂的外形。4.7 夹具配重块的位置和重量的分析本夹具的调整方法是利用不同厚度的钢块进行配重，用螺钉连接固定在夹具的上。有两种方法可以确定配重块的重量，“计算方法”和“试验方法”。试验法适用测量工具经过几次试验调整就可以确定配重的位置和重量，一般这种方法不常用。计算方法：如图已知w是零件和夹紧装置既定位元件的重力，y是这些元件的重量的重心到旋转中心的距离，p是架设配重的重量，x是配重的中心到旋转中心的距离。从图上可以看出，p和x是由w和y所决定的，当已知w和y时，只要确定x和p中的任何一个，就知道其

44、中的另一个，即平衡方程式：p·x=w·y并且从平衡方程是中可以看出，只要x的数值大一些，p值越小一些，从减轻整个夹具的重量来考虑，p值越小越能减轻夹具的重量，这样就要求x值越大越好，因此在确定x和p值 时，就应先确定x的值，在确定配重块的位置，是将配重块的外边缘与夹具底盘边缘重合，这样x值最大，p值最小，也就确定了配重块的重量和位置。5 结论制定机械加工工艺过程时，在同样能满足零件的加工精度和表面质量的要求下，一般有几种不同的加工方法来实现，但不同的方案就有不同的经济效果，因此在编制工艺规程时，应在给定的生产条件下，选取最经济最合理的方案，零件的制造成本是评定经济性的主要指

45、标，工艺成本是与工艺过程直接有关的生产费用，在经济分析的同时，还必须全面考虑改善劳动条件，并促进生产技术的发展。在基本投资一定的情况下，工艺过程中加工顺序的不同对产品的经济性有很大的影响，如工艺规程中的热处理如果放在孔精加工之后，就容易使零件的表面产生变形或裂纹，是零件孔的表面精度下降，不符合图纸要求而报废，造成经济损失，所以加工顺序安排的是否合理对经济性是有很大的影响。该零件的一些表面如外形等都是采用以铣切加工而成的。因零件图纸对这些表面的要求不高，一次加工就可以满足图纸要求，这样加工可缩短毛坯到产品的生产周期，减小安排和拆卸零件的次数，降低工人的劳动强度，因此经济性比较好，如果分两次加工，

46、粗加工和精加工虽然能提高表面质量，但产品生产周期却增加了，提高了产品成本，显然这是不经济的，在满足质量的情况下，尽量缩短生产周期，节约能源降低成本。该零件的毛坯是采用模压方法加工的，如果只从零件的生产批量来考虑，该零件是小批量生产，采用模压加工是不经济的，因为要设计一套模具费用较高，但由于本零件是飞机前起落架的主要受力件，要求机械性能很高。用模压加工则机械性能比较高，毛坯质量、余量小，这给以后的加工带来了便利的条件，如果用厚板料，焊接等加工方法毛坯，虽然加工比较简单，经济性比较好，但加工出来的毛坯达不到图纸的要求和产品使用要求，综合以上因素考虑，毛坯采用模锻件。在夹具设计中，大部分零件采用了通

47、用机床夹具零件和通用零件，采用非标准件的材料为45钢，这些材料为普通材料，并且这些非标准件制造比较容易，没有十分特殊的要求，夹具体采用的是焊接件，它与铸造夹具体相比，其优点是易于制造，生产周期短，成本低，并且保证了工件的定位需要。 纵观整个设计，贯穿的基本思想为保证质量，提高效率，降低成本。通过这次毕业设计，使我对自己所学的知识有了更清晰的了解，并将理论与实践密切联系起来。对机械加工零件的工艺过程设计积累了一些经验，为自己今后在机械加工方面的问题处理上增强了专业知识。同时，也通过这次毕业设计看到了自己的不足，经过这次毕业设计的锻炼，也让自己对机械加工零件的工艺过程设计、工艺装备设计等方面有了更

48、全面地认识，为今后工作积累了一定的经验。小结在毕业设计过程中，我查阅了大量的资料，进一步加深了对所学知识的理解，对所学的理论知识也进行应用，也拓宽了自己的知识面。在设计过程中，到车间现场向工人师傅学到了许多课本上学不到的经验和实践知识，对自己的帮助很大，也请教了许多工程技术人员，他们也给自己传授了许多积累的宝贵经验和知识，特别是徐胜利老师，在设计中，对设计思路和许多细节上多做出了指导和帮助，这些知识和宝贵经验对所学的知识的应用和以后工作奠定了良好的基础，达到了毕业设计的目的。致谢词本次设计的工作是在徐老师的悉心指导下完成的，在这里首先要感谢我的导师徐胜利。徐老师的知识渊博，治学态度严谨，善于启

49、发学生的主观能动性和创造性，不仅在学业上给予我精心的指导，而且帮助我树立了正确的人生观、价值观，将使我终身受益。在此特向徐老师表示衷心的谢意。在设计过程中，还得到了其他老师的耐心指导和同学、同事的热心帮助，使我能圆满完成此次的设计工作，在此我一并表示谢意。最后还要深深的感谢我的家人给予我的理解和支持。参考文献1 航空材料标准手册 第三机械工业部301研究所 1976.062 何文治等 航空制造工程手册飞机机械加工分册 航空工业出版社 3 王先逵 机械制造工艺学 机械工业出版社 4 何兴银等 航空工程手册机械类 航空工业出版社 1994.125 李庆寿 机床夹具设计 机械工业出版社 6 模锻件公

50、差及机械加工余量HB6077-1986 航空工业部7 航空工艺装备设计手册夹具设计 国防工业出版社 8 邓文英等 金属工艺学 高等教育出版社 2000.0617- -工 序 目 录产 品 型 号共 29 页零 组 件 号SJ-4210-81第 1 页工序号工 序 名 称设 备工序卡片数附 注1检验12吹砂吹砂机13X光射线机14钳工15划线划线台16车工车床CA615017车工车床CA615018划线划线台19铣工立铣X51110钻孔Z525111锉修112检验113划线划线台114钳工Z525115热处理116划线划线台117车工车床CA6150118车工车床CA6150119校正、去毛刺1

51、20称重121磁力探伤磁力探伤机122总检123磷化124涂漆磷化槽125作标记126成品检验127移交1SJ-4210-81连杆零件加工工艺姓名 陈永顺 学号： 20061611804402 专业 机械设计制造及其自动化 指导老师 徐胜利 试点单位 中央电大阎良学习中心 日期 2008 年 03 月 28 日工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连杆30CrMnSiNi2A检验1设 备定 位夹 紧共1 页第1 页序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具检查模压件合格证。工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连杆30CrMnSiNi2A吹砂2设 备吹砂机定

52、位夹 紧 共1 页第1 页序 号加 工 要 求 说 明设备、工装、工具、量具吹掉毛坯上的锈蚀。工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连杆30CrMnSiNi2AX光检查3设 备射线机定 位夹 紧 共1 页第1 页序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具对毛坯进行X光100%检查。工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连杆30CrMnSiNi2A钳工4设 备定 位夹 紧 共1 页第 1页 草图（1）序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具去掉模压毛边，并将模压件炉批号移打至图示锉刀处。见草图（1）字头工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连

53、杆30CrMnSiNi2A划线5设 备划线台定 位夹 紧 共1 页第 1页 草图（2）序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具按草图划两孔中心线及端面线。划针划规高度尺工 序 卡 片零件名称材料硬度工序名称工序号连杆30CrMnSiNi2A车工6设备CA6150定 位夹 紧 共1 页第1 页 草图（3）序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具按草图（3）车通孔64H7及A面端面，车另一专用车具4A-311/SH-5037端面b=52。四爪卡盘车刀卡尺工 序 卡 片零 件名 称材 料硬度工序名称工序号连杆30CrMnSiNi2A车工7设备CA6150定 位夹 紧 共1 页第1页 草图（4

54、）序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具按草图（4）加工孔59，b=38，L=155。专用车具4A-311/SH-5037四爪卡盘车刀卡尺工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连杆30CrMnSiNi2A划线8设 备划线台定 位夹 紧 共1 页第1 页 草图（5）序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具按草图(5)划79，74，L=60。划针划规高度尺工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连杆30CrMnSiNi2A铣工9设 备X51定 位夹 紧 共1 页第 1页 草图（6）序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具按草图（6）铣79，L =47.3。靠模铣具按草图（6）铣74，L= 47.3。靠模铣刀按草图（6）铣销L=60，R100。卡尺工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连杆30CrMnSiNi2A钳工10设 备Z525定 位夹 紧 共1 页第1 页 草图（7）序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具按草图（7）钻孔4、5。钻模加长钻头Ø4L=300钻头Ø5卡尺工 序 卡 片零 件 名 称材 料硬度工序名称工 序号连杆30CrMnSiNi2A钳工11设 备定 位夹 紧 共1 页第1 页序 号加 工 要 求 说 明工装、工具、量具锉修铣切毛刺。