机械制造技术课程设计-240柴油机连杆加工工艺及铣大小头端面【全套图纸】

设计说明书题目：连杆零件的工艺规程及铣大小头端面夹具设计摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。连杆加工工艺规程及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三局部。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与缺乏之处，并在以后设计中注意改良。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。全套图纸，加2807885346ABSTRCTThisdesigncontenthasinvolvedthemachinemanufacturecraftandtheenginebedjigdesign,themetal-cuttingmachinetool,thecommondifferencecoordinationandthesurveyandsoonthevariousknowledge.Thereductiongearboxbodycomponentstechnologicalprocessanditstheprocessingholejigdesignisincludesthecomponentsprocessingthetechnologicaldesign,theworkingproceduredesignaswellastheunitclampdesignthreeparts.Mustfirstcarryontheanalysisinthetechnologicaldesigntothecomponents,understoodthecomponentsthecraftredesignsthesemifinishedmaterialsthestructure,andchoosesthegoodcomponentstheprocessingdatum,designsthecomponentsthecraftroute;Afterthatiscarryingonthesizecomputationtoacomponentseachlaborstepofworkingprocedure,thekeyisdecideseachworkingprocedurethecraftequipmentandthecuttingspecifications;Thencarriesontheunitclampthedesign,thechoicedesignsthejigeachcompositionpart,likelocatesthepart,clampsthepart,guidesthepart,toclampconcreteandtheenginebedconnectionpartaswellasotherparts;Positionerrorwhichcalculatesthejiglocateswhenproduces,analyzesthejigstructuretherationalityandthedeficiency,andwilldesigninlaterpaysattentiontotheimprovement.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror目录序言1一零件的分析2零件的作用2零件的工艺分析2二.工艺规程设计4确定毛坯的制造形式4基面的选择4制定工艺路线5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定82.5确定切削用量及根本工时8三夹具设计153.1问题的提出153.2定位基准的选择153.3切削力及夹紧力计算163.4定位误差分析19夹具设计及操作简要说明20总结21致谢23参考文献24序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开展的重要行业，是一个国家或地区开展的重要根底及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的上下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夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术根底、机械设计、机械工程材料等进行课程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根本概念、根本理论，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，才能很好的完本钱次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一零件的分析零件的作用连杆的作用主要起连接作用。零件的工艺分析连杆有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以下端面为基准的加工面，这组加工面主要是上端面，镗大头孔。2：以大头孔为基准的加工面，这组加工面主要是镗小头孔，铣小头孔顶面的端面，铣小头孔2-Φ100的圆弧。二.工艺规程设计确定毛坯的制造形式45刚的可锻性好，因此可用锻造的方法因为是成批生产，采用模锻的方法生产锻件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：〔1〕粗基准的选择应以加工外表为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上外表上有好几个不需加工的外表，那么应选择其中与加工外表的相互位置精度要求较高的外表作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。〔2〕选择加工余量要求均匀的重要外表作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要外表。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保存而细致的组织，以增加耐磨性。〔3〕应选择加工余量最小的外表作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。〔4〕应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的外表作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的外表不宜选作粗基准，必要时需经初加工。〔5〕粗基准应防止重复使用，因为粗基准的外表大多数是粗糙不规那么的。屡次使用难以保证外表间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取端面作为定位基准，。精基准的选择应满足以下原那么：〔1〕“基准重合”原那么应尽量选择加工外表的设计基准为定位基准，防止基准不重合引起的误差。〔2〕“基准统一”原那么尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各外表的位置精度，防止因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。〔3〕“自为基准”原那么某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工外表本身为精基准，该外表与其他外表之间的位置精度由先行工序保证。〔4〕“互为基准”原那么当两个外表相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。〔5〕所选的精基准应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的大头孔和一端面为定位精基准，加工其它外表及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产本钱尽量降下来。制定以下两种工艺方案：方案一1锻造锻造2退火处理退火处理3铣铣上端面4铣铣下端面5镗镗连杆大头孔6镗镗连杆小头孔7铣铣小头孔顶面的端面8铣铣小头孔2-Φ100的圆弧9钳嵌入小头孔衬套10钳嵌入大头孔衬套11检验检验12入库入库方案二1锻造锻造2退火处理退火处理3镗镗连杆大头孔4镗镗连杆小头孔5铣铣上端面6铣铣下端面7铣铣小头孔顶面的端面8铣铣小头孔2-Φ100的圆弧9钳嵌入小头孔衬套10钳嵌入大头孔衬套11检验检验12入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一先加工上端面，再加工下端面，然后加工大头孔，再加工小头孔，工序安排紧凑合理，可以更好的保证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，违背了先面后孔的基准原那么，综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下1锻造锻造2退火处理退火处理3铣铣上端面4铣铣下端面5镗镗连杆大头孔6镗镗连杆小头孔7铣铣小头孔顶面的端面8铣铣小头孔2-Φ100的圆弧9钳嵌入小头孔衬套10钳嵌入大头孔衬套11检验检验12入库入库机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定连杆零件材料为45生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。不加工外表毛坯尺寸不加工外表毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由锻造可直接获得。连杆的端面由于连杆端面要与其他接触面接触，查相关资料知余量留2mm比拟适宜。3、连杆的孔毛坯为空心，锻造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm2.5确定切削用量及根本工时工序：铣上端面选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，那么决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，那么按机床标准选取＝200当＝200r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，，那么机开工时为工序：铣上端面1.选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，那么按机床标准选取＝375当＝375r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，，，那么机开工时为工序：镗连杆大头孔加工要求：镗孔Φ100mm机床：卧式镗床T716刀具：弯头镗刀=25mm/min=/z=根据T616镗床说明书，取=125r/min切削工时：L=2mm工序：镗连杆小头孔工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：镗孔Φ75mm机床：卧式铣镗床T616刀具：高速钢刀头=25mm/min=/z=根据T616镗床说明书，取=125r/min切削工时：L=2mm工序：铣小头孔顶面的端面选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，那么决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，那么按机床标准选取＝1450当＝1450r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，，那么机开工时为工序：铣小头孔2-Φ100的圆弧1.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，那么按机床标准选取＝750当＝750r/min时按机床标准选取计算工时切削工时：，，，那么机开工时为三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，决定设计第3道工序铣上端面的铣床夹具。3.1问题的提出在机械制造中，用以装夹工件〔和引导刀具〕的装置，称为夹具。它是用来固定加工对象，使之占有正确位置，接受施工或检测的装置。在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程，称为工件的定位。定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具，简称夹具。本夹具主要用于铣上端面，本道工序加工精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度那么不予考虑。3.2定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否那么将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度〔特别是位置精度〕要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用外圆和下端面为定位基准，为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。3.3切削力及夹紧力计算确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。1.夹紧力方向确实定〔1〕夹紧力方向应垂直于主要定位基准面〔2〕夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致2.夹紧力作用点的选择〔1〕应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。〔2〕应尽量防止或减少工件的夹紧变形〔3〕夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3.夹紧力大小的估算〔1〕首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。〔2〕常规情况下，只考虑切削力〔矩〕在力系中的影响；切削力〔矩〕用切削原理公式计算。〔3〕对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。〔4〕分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力〔5〕将计算夹紧力再乘以K，即得实际夹紧力。K为总平安系数，K=K0K1K2K3各种因素的平安系数可查表2-3，一般K=1.5~2.5；当夹紧力与切削力相反时，K=2.5~3。〔1〕刀具：采用端铣刀φ205mmz=24机床：x51立式铣床由[3]所列公式得—8得其中：修正系数z=24代入上式，可得F=889.4N因在计算切削力时，须把平安系数考虑在内。平安系数K=其中：所以〔2〕夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机由其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+GG为工件自重螺钉疲劳极限：极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为[s]=3.5~4取[s]=4得满足要求经校核：满足强度要求，夹具平安可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力定位误差分析工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，支撑钉的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，那么其定位误差为：Td=Dmax-Dmin=0.053-0.024=0.029本工序采用支撑钉和支撑板定位，工件始终靠近支撑钉的一面，本道工序要求不高，故应当能满足定位要求。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防止干预。应使夹具结构简单，便于操作，降低本钱。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了手柄夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能到达本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。总结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了根本概念、根本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完本钱次设计。这次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,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比方参数确实定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等；也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识；以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回忆起此次设计，至今我仍感慨颇多，确实，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时稳固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用