基于UG的11ZA－1.58型空气压缩机连杆精镗大小头孔夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828或 11970985 I 基于 11 型空气压缩机连杆精镗大小头孔夹具设计 目录 第一章 绪论 . 5 第二章 零件的分析 . 5 件的作用 . 2 件的工艺分析 . 3 杆加工的加工顺序和加工方案的选择 . 4 和平面的加工顺序 . 5 工方案选择 . 5 第三章 工艺规程设计 . 6 杆加工定位基准的选择 . 7 基准的选择 . 8 基准的选择 . 9 杆加工主要工序安排 . 10 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 10 择加工设备及刀、量具 . 10 第四章 确定切削用量及基本工时 . 10 削用量及基本工时的计算 . 11 工序 1划线 . 11 工序 2钻中心孔 . 11 工序 3 两头顶住，四爪夹小头，车大头各外圆，端面及球面 . 12 工序 4 两头顶住，四爪夹大头，粗、精车小头球面和杆部外圆及各圆弧 . 12 工序 5 铣两平面至厚 . 13 工序 6 钻小头孔至 38 . 13 工序 7 粗镗大、小头孔至 71 、 41 . 13 工序 8 铣杆部 150处平面及 . 14 工序 9 铣杆部及 0的槽 . 14 工序 10 插大头杆盖止口 . 14 工序 11粗磨平面至厚 . 14 工序 12铣开对开面 . 15 工序 13铣杆体对开面至 . 15 工序 14铣除杆体中心孔多余部分至球面线 . 16 买文档就送您 01339828或 11970985 序 15铣杆盖 30 搭子两侧面至厚 10 . 17 工序 16钻 14 直孔，扩孔至 铰孔至 815H . 18 工序 17半精镗大、小头孔至 、 . 19 工序 18钻大、小头孔倒角 至尺寸 . 20 工序 19磨平面至厚度 . 20 工序 20精镗大、小头孔至尺寸 . 21 工序 21精镗铜套内孔至尺寸 . 21 第五章 镗孔夹具设计 . 22 . 24 . 25 . 25 . 26 . 27 第六章 . 27 结 论 . 28 参考文献 . 29 致 谢 . 30 买文档就送您 01339828或 11970985 要 本篇设计是基于 11头孔夹具设计。连杆零件的主要加工位置是 、 内孔的加工及连杆上下，左右表面，油孔，以及 715H 直孔的加工。一般来说，保证平面的加工精度与保证轴系的加工精度相比，保证平面的加工精度比较容易。精镗大、小头孔加工都是选用专用镗床夹具，夹紧方式一般选用手动夹紧，夹紧可靠。因此生产效率较高。能够满足设计要求。 文章的重点在于对空气压缩机连杆的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、高效设计、省力的夹具，经过实践证明，最终加工出合格的连杆零件 。本文的创新之处在于用 件绘制精镗大、小头孔夹具的三维装配图和零件图，它的主要特点是三维建模，使夹具的装配顺序及可视效果都一目了然。 关键词： 连杆；精镗；夹具 ;装配图 买文档就送您 01339828或 11970985 G 11of of of of of is to of is is is of is on on of to a of in G D D 文档就送您 01339828或 11970985 5 第一章 绪 论 本文首先对空气压缩机连杆进行分析，通过对空气压缩机连杆进行研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了空气压缩机连杆的机械加工工 艺及夹具设计。整个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 第二章 零件的分析 件的作用 题目给出的零件是连杆。连杆主要是柴油发动机上面的零件，与活塞配合，起到连接的作用。故连杆零件的加工精度和表面光洁度直接影响着传动的精度和效率，可以说，一个加工精度高的连杆与加工精度的低的连杆相比，其传动效果很明显，下图 1 即为连杆零件图。 图 1 连杆 买文档就送您 01339828或 11970985 6 件的工艺分析 由连杆零件图可知，连杆大、小头 、 内孔以及中间的大头端面的2- 715H 直孔 以及宽度 20 的缺口， 面等都需要进行加工。因此可以分为两组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （ 1） 以 主视图 为主要加工表面的加工面。这组加工表面包括 连杆大、小头 、 内孔以及中间的大头端面的 715H 直孔 以及宽度 20 的缺口， 面 的加工，它们的表面粗糙度要求为 m 。 （ 2）以左视图为主要加工表面的加工面，这组加工表面包括厚度 的两端面的加工，其表面粗糙度为 杆加工的加工顺序和加工方案的选择 由以上分析可知。该连杆零件的主要加工表面是 、 内孔的镗削加工以及连杆左右表面的磨削加工。因此，对于连杆来说，加工过程中的主要问题是保证左右端面的平面度，处理好孔和平面 之 间 的 相 互 关 系。 和平面的加工顺序： 连杆类零件的加 工应 遵 循 先 面 后 孔 的 原 则：即先加工连杆上的基准平面，以基准平面 定 位 加 工 其 他 平 面，然后再加工孔系，连杆的加工 自 然 应 遵 循 这个原则。 工方案选择： 连杆孔系加工方案， 应 选 择 能 够 满 足 孔 系 加 工 精 度 要 求 的 加 工 方 法 及 设 备。除了从加 工 精 度 和 加 工 效 率 两 方 面 考 虑 以 外，也要适当考虑经济因素。依据零件图我们确定连杆的加工工艺及加工路线，我们应该在镗磨床上进行加工比较合适。 第三章 工艺规程的设计 杆加工定位基准的选 择 基准的选择： 粗基准选择毛坯的左右外圆面。 基准的选择： 精基准同样选择通过磨削加工后的左右外圆面。 买文档就送您 01339828或 11970985 7 杆加工主要工序安排 本次设计的零件是连杆的加工工艺，根据先面后孔原则，本次先以内孔定位加工连杆零件的各个面，然后再是孔。后续工序安排应当遵 循 粗 精 分 开 和 先 面 后 孔 的 原则。先粗加 工 平 面，再粗加工孔 系 。对于连杆，需要精加 工 的 是 支 承 孔 前 后 端 平面。按上述原则亦应 先 精 加 工 平 面 再 加工孔系，但在实际生产中 样 安 排 不 易 于 保 证 孔 和 端 面 相互垂直。加工工 序 完 成 以 后，将工件清 洗 干 净。清洗后用压 缩 空 气 吹 干 净。保证零件内 部 杂 质 、 铁 屑 、 毛 刺 、 砂 粒 等 的 残 留 量 不 大于 根据以上，确定连杆加工工艺路线如下： 买文档就送您 01339828或 11970985 8 买文档就送您 01339828或 11970985 9 买文档就送您 01339828或 11970985 10 械加工余量、工 序尺寸及毛坯尺寸的确定 买文档就送您 01339828或 11970985 11 (1)毛坯种类的选择 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用 45 钢作为毛坯的制作形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 (2)确定毛坯的加工余量 根据毛坯制造方法采用锻造，查取机械制造工艺设计简明手册表 连杆”零件材料采用锻造。材料为 45，硬度 140 210，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。 择加工设备及刀、量具 由图样分析，该图样需要镗削内孔，车削外圆，钻、扩孔，在这里我们在车轮廓时选用外圆车刀，内孔镗刀，扩孔钻，铰刀。而钻削加工时我 们可以选用麻花钻头，量具可选用 0 75测量游标卡尺，外径千分尺，游标深度卡尺等。 第四章 确定切削用量及基本工时 削用量及基本工时的计算 工序 1， 2 无切削加工，无需计算。 工序 3. 两头顶住，四爪夹小头，车大头各外圆，端面及球面 1） 确定背吃刀量据相关标注，确定背吃刀量 数值如下： 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为 020 时 按 床说明书选择 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 490。 当 钢 的 强 度 M 10680， ， ， 455 （预计）时，进给力为 820 。 3）确定切削速度01339828或 11970985 12 当用 15质合金车刀加工 M P 0 06 3 0钢料， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式 计算：10000= 根据一下公式，可得：1000 30075机动T= m 9*0* 工序 4 两头顶住，四爪夹大头，粗、精车小头球面和杆部外圆及各圆弧 本工序为 粗、精车小头球面和杆部外圆及 各圆弧 的工序 ，我们选择机床：普通车床 率 P=10 刀具：选用高速钢外圆车刀， 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=16 20z 225 1)车削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27 可知 2 这里取 )选择进给量 经过查表可知： 3)选择车削的速度 经查表 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 15 可知： 买文档就送您 01339828或 11970985 13 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算车 削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 63 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 工序 5 铣两平面至厚 本工序为 铣两平面至厚 的工序， 已知铣削宽度e=90削深度2pa 床为 立式铣床，工件装在平口钳中。 （ ）确定每齿进给量 切削用量简明手册表 铸铁硬度小于等于 200刀具 直径为 14文档就送您 01339828或 11970985 14 查切削用量简明手册表 z / ，采用单面铣，故取 z / （ c）涂层刀具。 根据切削用量简明手册表 刀后刀面最大磨损量取为 于铣刀的直径 d=80铣刀的寿命 T=180 （ ）确定铣削速度削用量简明手册表 公式中45 ,.2，.2， m =d=80,55,.3, 0245 =1000c=80 向进给量35mm/ 每齿进给量为 10000 =1000 =160mm/ =10300235=z () 检验机床功率 买文档就送您 01339828或 11970985 15 根据切削用量简明手册表 ea 00 ，z=10, m 35 ，近似 根据 立 式 数控 铣 床 说 明 书 机 床 主 轴 允 许 的 功 率 为 ， ， 故，因此选择切削用量采用，即 : p ， m 35 f ， n=cv m/z /。 （ 本工时计算 根据切削用量简明手册可知，有一下公式： fm 公式中 ， l=155据切削用量简明手册表 刀入切量及超切量 2 ，则 L=167 m 51 6 7 钻小头孔至 38 刀具：根据参照参考文献 3表 9 选高速钢锥柄麻花钻头。 切削深度 4pa 进给量 f ：根据相关资料，查 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 9 ， 按照参考文献 3表 31，取 630 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 9 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 买文档就送您 01339828或 11970985 16 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 工序 7 粗镗大、小头孔至 71 、 41 机床： 式镗床 刀具：硬质合金钢刀具 镗 71 孔 切削深度进给量 f ：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作台每分钟进给量m 6606.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 粗镗 41 孔 切 削深度进给量 f ：根据切削深度 ，再由实用机械工艺简明手册中，因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取买文档就送您 01339828或 11970985 17 m 1/35.0 机床主轴转速 n ： m 211 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 4 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 工序 8 铣杆部 150处平面及 本工序为 铣杆部 150 处平面及 工序 ,我们选择机床：铣床 率 P=20 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查相关资料可得刀具数据如下： d=60 Z=40； 1)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过查相关资料 可知 2 这里取 )选择进给量 经查表可知 3)选择速度 经查表可知： 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所 以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 买文档就送您 01339828或 11970985 18 4)计算切削时间 查相关计算切削时间的资料 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查相关计算切削时间的资料有 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够。 买文档就送您 01339828或 11970985 19 工序 12铣开对开面 本工序为 铣开对开面 的工序，所选刀具为硬质合金端铣刀。铣刀直径 d=21数z=40。根据文献选择铣刀的几何形状。由于加工材料为 45， 锻件，有 外皮。故选择0=8，0=+5。 已知铣削宽度e=21削深度 3pa 床为数控铣床，工件装在虎口钳中。 （）确定每齿进给量 根据 文献 12表 使用 床功率为 文献 12表 z / ，采用对称铣，故取 z / （）选择铣刀磨钝标准以及刀具寿命 根据 文献 12表 表 刀后刀面最大磨损量取为 于铣刀的直径d=80铣刀的寿命 T=180 （）确定铣削速度献 12表 公式计算： 公式中 45 ,.2，.2， m =d=80,0,.3, 0245 1000c=80 据文献 12 表 控铣床主轴转速表，选择 n=300r/向进给量35mm/ 实际切削速度和每齿进给量分别为 10000=100030080买文档就送您 01339828或 11970985 20 = =10300235=z ( )检验机床功率 根据文献 12 表 当ea 00 ，z=10, m 35 ，近似 根据数控铣床说明书机床主轴允许的功率为， ， 故，因此选择切削用量采用，即 p ， m 35 f ， n=300r/cv m/z /。 2） 基本工时计算 fm 公式中 ， l=140据文献 12 表 称安装铣刀入切量及超切量2 ，则 L=152 m 工序 16钻 14 直孔，扩孔至 铰孔至 815H 机床：摇臂钻床 刀具： 14 麻花钻头 切削深度 进给量 f ：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 买文档就送您 01339828或 11970985 21 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作台每分钟进给量m 6606.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 工序 17半精镗大、小头孔至 、 机床： 式镗床，刀具：硬质合金钢刀具 1)精镗 孔 粗镗 R 孔 切削深度进给量 f ：根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 杆伸出长度取 切削深度为 因此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/15/25.0 机床主轴转速 n ： m 151 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 0 实际切削速度 V ： 即 3 6 / m i n 0 . 6 /6 0 / m i m m 工作台每分钟进给量m 6606.0 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 买文档就送您 01339828或 11970985 22 机动时间1m i mj 精镗 孔 切削深度进给量 f ：根据切削深度 ，再由实用机械工艺简明手册中，可以知道4此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/21/35.0 机床主轴转速 n ： m 211 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 4 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 工作台每分钟进给量m 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 工序 21 精镗铜套内孔至尺寸 根据以上分 析，镗床选择 式镗床，切削深度，进给量 f ：根据切削深度 ，再由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4此确定进给量 切削速度 V ：由实用机械工艺简明手册中，可以知道 4取m i n/21/35.0 机床主轴转 速 n ： m 211 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 4 实际切削速度 V ： 0 0 0 00 买文档就送您 01339828或 11970985 23 工作台每分钟进给量m 被切削层长度 l ： 9 刀具切入长度 1l ： 2(1 刀具切出长度 2l ： 32 取 2 行程次数 i ： 1i 机动时间1m i mj 第五章 连杆铣精镗大、小头孔夹具设计 在给定的零件中，对本步加工的定位 需要基准孔和平面保证垂直度，定位要求比较高。因此，本步的重点应在保证垂直度上。还应考虑如何提高生产率。 从对工件的结构形状分析，若工件以 底 面放置在夹具底板上，定位夹紧都比较可靠，也容易实现，待夹紧后就能满足加工要求。 本次设计的精镗大、小头孔夹具以连杆左右 外圆 面为定位基准，精镗大、小头孔，方案：通过两组定位压板通过螺杆连接压住垫板，然后将连杆放置在垫板下面，通过固定压板固定在工件顶面，这样就很好地限制住了工件的自由度，从而方便进行该空气压缩机连杆大、小头孔的镗削加工。 位基准的选择 由零件图可知，根 据基准重合、基准统一原则，选择连杆的左右外圆端面作为加工定位基准，应尽量选择上一道工序即粗、精车两侧表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。定位基准采用的是磨削加工后的连杆左右厚度尺寸为 的端面 。 位元件的设计 下平面为定位基准，镗孔夹具体下平面为支撑，夹具体为一长方体板件，下平面两定位销孔为 16，则两定位销采用一圆柱销和一菱形销定位。 圆柱销为标准件，如下图： 买文档就送您 01339828或 11970985 24 本次设计中圆柱销为 16。 削力及夹 紧力的计算 刀具材料： 15硬质合金镗刀） 刀具有关几何参数： 000 1510000 12800 85n00 2515 3 8Z f / p 由 参考文献 16机床夹具设计手册表 1得铣削切削力的计算公式： 式（ 查 参考文献 16机床夹具 设计手册表 1021 得： 2945钢： 90( p 式（ 取 175， 即 96.0 )( 由 参考文献 17金属切削刀具表 1 垂直切削力 ： )(（镗削） 式（ 背向力： )( 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 式（ 安全系数 6543210 式（ 式中：60 机床夹具设计手册表 121 可得： K 买文档就送您 01339828或 11970985 25 所以 )( 4 0 式（ )( 9 式（ )(K 式（ 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用压板夹紧机构。 单个压板夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： )( 210 式中参数由 参考文献 16机床夹具设计手册可查得： 0 912 0592 。 其中： )(60 )(25 。 夹紧力： )(W 。易得：0 。经 过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 位误差分析 该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。 孔 40 轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，