机械制造技术基础课程设计-连杆铣削槽口工序专用夹具设计.doc

“机械制造技术基础”课程设计说明书题目：连杆铣削槽口工序专用夹具设计系名机械工程专业机械设计制造及其自动化班级08机制一班学号姓名指导教师2011年9月21日天津大学仁爱学院机械制造技术基础课程设计2摘要机械制造工艺学课程设计一般安排在完成了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后。这是进行毕业设计之前的一次综合性复习及理论联系实际的实践训练，对我们的大学生活及以后进入社会参加工作具有重要意义。从中有效地锻炼了我们提出问题、分析问题、解决问题的能力。机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。由于能力有限，设计中尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。关键词：课程设计；机械制造业；加工方法；指导天津大学仁爱学院机械制造技术基础课程设计3目录摘要.错误!未定义书签。设计任务书.41连杆的加工特性及其结构工艺性分析.51.1连杆的加工特性.51.2连杆的结构工艺性分析.52加工件的加工工艺路线、关键工序的分析确定.52.1毛坯材料的选择.52.2制定工艺路线.62.3关键工序分析.62.3.1大小端面的加工.62.3.2大小端孔的加工.62.3.3槽口的加工.73切削用量计算.73.1选择刀具及切削用量.73.2工序卡.94铣削槽口专用夹具设计.104.1工件的加工工艺分析.104.2确定夹具的结构方案.104.2.1确定定位方案，设计定位元件.104.2.2夹紧方案选择及夹紧机构设计.114.2.3夹具对定位方案的确定.124.3夹紧力计算和定位误差分析.134.3.1夹紧力计算.134.3.2定位误差分析.144.4确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求.144.4.1夹具总图应标尺寸，公差.14参考文献.15附录.16天津大学仁爱学院机械制造技术基础课程设计4设计任务书设计题目：连杆1零件批量生产机械加工工艺过程设计及铣削槽口工序夹具设计设计内容与要求：1制定连杆1零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；5对两道工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量，计算时间定额；6设计铣削槽口工序夹具，绘制夹具装配图，进行必要的计算（如夹具元件结构尺寸计算，切削力、夹紧力、定位误差、导向误差计算等）；7对王晓鹏同学的设计进行校对；8编写设计说明书。车间设备（与设计有关的设备）：普通车床C6125，CM6125，C6132，C6140；数控车床CK6125，CK6132，CK6140；立式铣床X51K，X52K；卧式铣床X61W，X62W；工具铣床X8120,X61W；立式钻床Z5125；台式钻床Z4115；外圆磨床MG1416，MG1432；内圆磨床MG2110，MG2120；平面磨床M7120；卧式镗床T6150；锯床G605；插床B5025；拉床L6106设计小组：组长：贾新文成员：田鑫王晓鹏苗润时裘涛指导教师签字年月日成绩：工作态度（满分20）设计质量（满分60）答辩（满分10）校对质量（满分10）总评天津大学仁爱学院5连杆机加工工艺规程设计及铣削槽口工序专用夹具设计1连杆的加工特性及其结构工艺性分析1.1连杆的加工特性连杆是发动机的五大件之一，是发动机重要的安全件。其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小、强度高。连杆杆身是工字型截面，而且从大头到小头逐步变小。连杆的质量直接影响发动机的使用性能和安全性能。从结构上看连杆并不复杂，但连杆属于典型的不规则件且精度要求高，所以加工工艺比较复杂：磨削、钻、铰、镗、铣、衍磨等多种加工方法。1.2连杆的结构工艺性分析连杆由连杆大头、杆身和连杆小头三部分组成。连杆机械加工的主要内容有小端孔、大端孔和与其垂直的两端平面，以及连杆杆身和螺栓孔。这些表面都要求达到一定的精度。同时为了提高疲劳强度，要求有较小的表面粗糙度数值，不允许有细微的伤痕或裂纹。高速机连杆杆身要求对全部非工作表面进行喷丸处理，圆角及过渡都应抛光。连杆是一种杆类零件，外形细长、刚性差，因而在选择定位基准和夹压点时，应使其加工时的变形最小。故大多数工序都是采用大、小端孔的端面作为定位基准，并使夹紧力作用在端面上。这种定位方法简单，又避免因夹紧力和切削力的作用而使连杆发生变形。2加工件的加工工艺路线、关键工序的分析确定2.1毛坯材料的选择连杆复杂的工作条件（承受拉力、压力和扭曲的多变负荷）及高的疲劳强度要求，决定了它的材料的选取和毛坯的制造方法。这里选择的材料为牌号是QT4017，它能够满足上述要求，由于连杆的强度要求，故其毛胚的制造选择了铸造的方法。天津大学仁爱学院62.2制定工艺路线连杆加工工艺过程见表1所列。表1连杆加工工艺过程工序号工序名称1铸造毛坯2粗铣大小、头两端面3粗镗大、小端孔4热处理5半精铣大、小两端面6精镗大、小端孔7划加工线8粗铣大头端槽口9半精铣大头端槽口10钻6孔11攻丝12去毛刺13发蓝处理14检查2.3关键工序分析2.3.1大小端面的加工大小端孔常常先加工好，使其作为后续工序的定位基准。大小端面常用铣、磨以及拉削方法加工。加工时先以其中的一边端面为基准加工另一边端面，然后将连杆翻转180°，以加工过的端面作为基准加工另一端面。2.3.2大小端孔的加工大小端孔常常为孔本身加工和其他表面的定位基准。大小端孔的加工精度和表面粗糙度要求都较高，通常分为粗、半精二次进行。对于这种尺寸较小的连杆，模精度要求很高，一般只经过粗镗、半精镗、精镗。小端孔的粗加工一般安排在大端孔粗加工前，这是由于小端孔在后续加工中将作为主要天津大学仁爱学院7定位基准。镗孔时以杆身装夹，按孔的划线痕找正定位。2.3.3槽口的加工槽口的定位以两端孔的的中心线为基准。以槽口的加工要求和精度，分为粗铣和半精铣两次进行。在槽口的深度方面的工序基准是工件的相应端面。从基准重合的要求出发，定位基准选择此端面，但由于要在次端面上开槽，开槽时此面必须朝上，相应的夹具定位势必要设计朝下，这对定位、夹紧等操作和加工都不方便。因此，定位基准选在与槽相对的那个端面比较合适。由于槽深的尺寸公差为（0.2mm），而基准不重合造成的误差仅为0.1mm，所以这样选择定位基准是可以的。在保证夹角45°±10方面，工序基准是双孔中心线所在平面，所以定位件采用圆柱销和菱形销。以大端孔为主要定位基准，小端孔为次要基准。3切削用量计算3.1选择刀具及切削用量选择高速钢圆柱铣刀，根据槽口要求，选铣刀直径=12mm，齿数为81.选择切削用量1)=5mm=3.2mmaf=0.1mm2)决定进给量根据查表取=0.10mm/z(1)选择车刀后到面最大磨损量为0.4mm，刀具寿命为T=120min。(2)查切削用量简明手册表3.10，zmmfmmap/10.0,5,min/26mvtmin/167rnt,min/98mmvf当Mpab800701，查切削用量简明手册表3.9修正系数为0.87，所以min/6.2287.026mvemin/14587.0167rnemin/3.8587.098mmvf(3)实际切削速度和每齿进给量根据铣床X61W型万能铣床说明书，选择min/160rncmin/85mmvf(4)计算基本工时