16012连杆盖加工工艺及铣2-R8底面夹具设计.doc

- 计说 明 书题 目 16012连杆盖机械加工规程及铣底面夹具设计全套图纸加扣3012250582 学 生 系 别 专 业 班 级 学 号 指 导 教 师 目 录绪论1第一章 连杆盖的分析1第二章 连杆盖工艺规程设计32.1毛坯的制造形式的确定32.2 基准的选择32.2.1 粗基准的选择32.2.2 精基面的选取42.3 制定工艺路线42.3.1确定机械制造余量与工序的尺寸和毛呸尺寸62.3.2设备及其工艺装备确定62.3.3切削用量与加工工时的确定7第三章夹具设计153.1铣底平面夹具的设计153.1.1 问题的提出153.1.2定位元件的选用153.1.3 夹紧方案的选择153.1.4设计夹具体零件153.1.5切削力与夹紧力计算153.1.6定位误差分析163.1.7夹具与工作台的联结方式173.1.8夹具设计及使用的简要说明17第四章 设计体会25参考文献26致谢26 绪论制造业是国民经济的基础，随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅速发展，以“时间驱动”为特征的市场竞争、产品更新换代的加快、商品需求的多样化、用户素质的提高等使制造业面临着巨大的挑战，特别像不规则零件的加工就出现了一些问题，在现阶段像的加工还没达到现代自动化的水平。在现代的中小批量生产中，它的加工工艺还需人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。因此我国对不规则零件的加工还处于效率低、成本高的阶段。随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。特别像不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。在设计中，需要对零件加工工艺方案和夹具进行设计，在确定加工工艺方案时，可能会出现工艺路线的不合理，甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，可能因定位基准选择不合理，出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。所以在设计过程中应制订多套方案，以供比较选择最优，同时还要多请教指导老师和同学，并多查阅相关的书籍来尽可能好的完成设计。19 第一章 连杆盖的分析1.1 零件的作用这次课程设计，我选到的课题是连杆盖的零件。主要的作用就是来支撑，密封，固定。连杆盖上面的轴承孔和操作的机构互相的连接，轴承孔经过是用来限制齿轮与其所在的轴相配合。经过轴承孔所受到的力轴承这面的齿轮速度变化。满足所需要的作用。1.2 连杆盖的工艺分析连杆盖有几组加工表面，并有一定位置要求.其中尺寸要求较高的有：分述如下：1.以铣22两侧平面为中心的加工表面：这一组加工表面包括：钻底面2-8.5孔及其倒角，相垂直的端平面,其中，主要加工表面为8.5孔。2.以2-8.5孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：镗轴承孔，这组制造表面之间都有规定的的位置度的要求.：根据上面所述可以知道，制造时应该先制造一组的表面，然后以这组制造以后的表面作为基准来制造另外的一组。第二章 连杆盖工艺规程设计2.1毛坯的制造形式的确定连杆盖的零件选择400材料来制造，生产的类型为中批量的生产方式，毛坯件使用铸造加工。2.2 基准的选择 合理的选取加工定位的基准，是连杆盖加工过程的重要的要求，也是满足连杆盖制造的精度的主要的问题。定位的加工基面可以分为粗与精及辅助几种。在首道加工工序中，选择连杆盖毛坯的表面，待加工的表面来作为定位的基准，这种为粗加工的基面，在后面的制造的工序中，使用已经加工完成的表面，来当作为定位的基面，这种为精基准。在编制工艺的过程的时后，第一应该分析如何选取精加工基准，来满足精度的要求并加工出各个工序，而且为了让工件装夹方便。与容易得到所要的加工的精度，能够可在零件上面的一个部位，设计一个辅助的加工基准，来定位。2.2.1 粗基准的选择 1 零件粗加工基准的选取一般是加用表面做为基准，它主要的作用是能确保加工时面和不加工地方的区域有相连精密度。如零件件的表面有着好多个不用机械加工的区域面，那么就要选取里面的一个面和车钻加工，连在一起的区域的精度要求较高的表面来做基准。尽量做到壁厚均匀并且有对称的外形，装卸少等。2采取加工时的余量需求平等主要面做粗加工的基准。这种方式就可以确保平等地减去少一点的加工余量，能把上表面留下比较光滑细致的零件，这样能大大加大零件的耐磨使用性。3一般来说加工时的余量可以把比较小的区域面做粗加工基准。那就能确保这个区域还有比较多的加工需余量。4从上面分析一般要选取平面、光滑、表面积比较大的区域面做粗加工基准，这样就能保证夹紧力和定位比较紧靠。零件面上有浇注口、冒出口、飞料边、毛胚刺边这一类区域面都不能用来做粗加工基准，有需要的时候需要经初步手工加工，再进行定位。5粗加工基准面应不要重复地选用，因为粗加工时基准的区域面一般是比较粗糙并太不平整的。所以重复选用比不太容易保证区域面的尺寸和形状精度。对于连杆盖来说，尽量使用不加工的表面来作为粗加工基面。而对有许多个不加工的表面的零件，就应该以与加工的表面的要求相对的位置精度，非常高的不加工的表面来作为粗制造基面。根据这个基准选择原则，现选取工件前后侧平面作为粗基准。2.2.2 精基面的选取1基准面重叠的原理。就是最大限度地选择，我们选设计基准；来用作加工的定位精加工的基面。不会因为定位基准与设计基准不一样而发生误差。2加工基准选用的原则，一般是选用比较重合的定位做为加工基准。加工基准的重合每个区域面相连的位置和精度有着很重要的因素，这样可以叛逃基准转换所出现的误差，因为各工序都用的夹持工具都是一样的，那就能大大可降低夹具设计及制造成本。 3互换制造基准的原理。在取精基准制造时，此时有两个制造的区域面，这样就能互用基准进行反复精加工。4以自为加工基准的原理。有时精加工工序，要求的余量均匀并且小，这样能选用精加工表面做为本身的基准。就我们这个设计来说想保证孔的尺寸和孔与孔端面、这171mm两侧平面和轴承孔平面中的位置，要确保连杆盖在这个加工生产过程里，一般上都可以用一个基准面进行定位。在连杆盖CAD图分析知道，零件两侧平面与端面及孔平直，它占有比较大的区域面积，可以当作精加工基准使用。可是使用平整一个面，只能确定连杆盖的三个位置度，使用轴承孔及侧面来定位，就得配合合理的专用夹具，就能加工生产2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用机床配以专用工装卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。同时连杆盖应有足够的刚度，良好的结构工艺性、形状应力求匀称和美观。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降，提高生产率、保证加工质量、减轻工人劳动强度。思路一：工序号工序名称工 序 内 容1铸铸造毛坯2热处理去除铸造应力3镗镗20孔4钻钻锪28孔5铣铣22mm两侧平面6铣铣安装平面7钳工去除锐边毛剌8检查全尺寸检查思路二：工序号工序名称工 序 内 容1铸铸造毛坯2热处理去除铸造应力3铣铣22mm两侧平面4铣铣安装平面5镗镗20孔6钻钻锪28孔7钳工去除锐边毛剌8检查全尺寸检查工艺路线方案的比较与最终工艺路线方案如下： 两种思路的的制造工序个数是相同的，只是制造的顺序不相同。在第一个方案中，是铣底平面工序放在后面，不够合理，而方案二侧是放在前面，符合先主要后次要的加工原则，对于整个加工工艺路线看来,两种思路的制造思路大概看来都是合适的.但是经过细致的研究连杆盖的技术的要求，与能够使用的制造手段以后,最终使用思路二。2.3.1确定机械制造余量与工序的尺寸和毛呸尺寸由于该零件形状复杂，根据零件材料为400，硬度是，生产类型为中批生产，所以选择铸造的零件毛胚，由以上已知的条件及制造工艺路线，分别得出各个制造的表面的制造加工的余量，工序加工的尺寸与毛坯的尺寸见毛胚图。2.3.2设备及其工艺装备确定所选用的机床有： X62W铣床、Z3025钻床，T618镗床，车床CA6140，检验台、钳工台。专用夹具设计：钻孔专用夹具设计，铣面专用夹具设计，车床专用夹具设计刀具选用：铣刀、车刀，各级钻头、丝攻、圆锉刀量具：选用游标卡尺、专用塞规、专用量具2.3.3切削用量与加工工时的确定工序：铣22mm两侧平面粗22mm两侧平面至22.5mm已知的条件连杆盖选择400材料加工 铸件表面粗糙度值R都为，要确保达到加工的要求使用X62W铣床铣左端面时还应该检验车床的功率与进给机构的强度深度加工：一个边的余量，进行次加工；进给距离：依据教科书籍机械加工工艺手册13-12，知道；制造速度的计算： 主轴制造时的转速：由车床使用说明得出，故制造实际的速度：加工所需要的时间: 所列出的公式中因此精22mm两侧平面刀具使用的材料制造，刀杆的长度， 依据教科书籍5资料表13-8。深度加工：余量， 次加工完成加工时进给的距离：依据教科书籍216-11得出；制造速度的计算：依据教科书籍5资料表8.2-9： 而时， 主轴制造时的转速：根据车床使用说明书得出，因此加工实际速度：制造所费的时间: 公式的得因此工序：铣安装平面粗铣安装平面：深度加工：一个边余量， 次加工完成；进给距离：依据教科书籍机械加工工艺手册24-15得出；制造速度计算： 主轴制造时的转速确定：根据铣床使用说明得出，故制造实际的速度：加工所需要的时间: 所列出的公式当中因此精铣安装平面铣削的深度：每一个齿的进距离：依据教科书籍11资料表21.79，得出铣削的速度：依据教科书籍2资料表2.2.85，得出主轴制造时的转速：，得出实际铣削速度：加工进给距离：工作台每60秒的进给距离：依据教科书籍机械加工工艺手册资料表2.2.84,铣刀切入时的尺寸大小：铣刀切出时的距离：得出1次加工完成所废掉的时间：工序 镗20孔选取CA6140车床，查相关参考文献2表4.210.0的选车刀。粗镗20孔:进给量：参考选用相关书籍文献5表2.238，取。切削速度：查阅书籍文献2的表2.442选择，取。主轴转动速度：，根据参考书5的表3.2236，取故加工的实际速度：加工时间 切削层的距离：刀具切入时长度尺寸： 刀具切出时的距离： 取1次走刀加工用时： 精镗20孔按照查阅书籍文献4表4. 356，选择硬质合金外圆车刀。切削深度：。进给量：查阅书籍文献2表2.356，取。切削加工的速度：根据参考书籍4附表2.662，选择。主轴转动速度：根据参考书籍5的表3.237选择实际切削速度：加工用时切削层的距离：丝攻切入距离，刀具切出的尺寸： 取走刀次数为1机动时间：本道加工工序的加工机动的时间的总和为：工序：钻28.5孔加工8.5的孔： 选取材质为高速钢12锥柄麻花钻头；按照参考书籍（5的表3.27） 由参考资料书籍2的表2.6，与参考资料书籍2的表4.116知道 由参考书籍（5的表2.15） 根据钻床取 加工工时：工序 铣2-8面机床：采用X62W铣床，刀具：铣刀,因其单边余量： 所以铣削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-73，取钻削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际钻削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.4-81,切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为： 工序 钳工工序 检验 第三章夹具设计3.1铣底平面夹具的设计我们主要的目的是，就是为了能够增加工人劳动时后所生产的效率，以及保证零件的加工品质、减光劳动时的工作强度，因此就要设计一个专用的夹具。经过和指导老师研究和讨论，确定设计加工铣底平面的专用夹具一套。铣底平面制造的的专用夹具是在铣床上面使用的，工的刀具选择硬质合金铣刀。3.1.1 问题的提出 本夹具主要用于铣连杆盖的底平面，这个面只要求加工到尺寸280mm，对其他的孔以及面有一定的技术要求。在铣底平面的工序，是当为其他制造工序的粗加工基面，所以在铣底平面的工序时，主要的就是研究咋样才能增加工人加工车连杆盖的加工速度，减少工人劳动的强度，而工序的精度并不是最重要的因数。制造的要求不是太高，所以使用手动的夹紧的方式。3.1.2定位元件的选用：本铣底平面专用夹具的定位元件使用两个垫板来定位，为达到上下平面以及内孔的轴线间的位置度要求，使用外圆以及垫板来定位结合平面，保证要加工的平面的平行度要求。3.1.3 夹紧方案的选择 本夹紧方案采用夹紧螺母、立柱与弹簧联结夹紧，通过于压紧螺栓的联结把连杆盖固定到夹具上，压紧螺栓的具体形状尺寸等见图纸车夹具中心轴。当工件加工完毕后，松开压紧螺栓，卸下工件。在装上下一个工件，夹紧后即可加工下底面。手动夹紧的方式。 3.1.4设计夹具体零件 夹具体是和机床连在一起的部件，夹具体使用HT200材料制造。3.1.5切削力与夹紧力计算：刀具：铣刀，=9.8 ， ， =依据夹紧的机构所拥有的实际的夹紧力应该达到下式的要求：=安全系数 ：= -基本安全系数 -加工性质系数 -刀具钝化系数 -断续切削系数 = （N）因该夹具是铣夹具，则 =（N）。所大于，所以能够正常的加工的。3.1.6定位误差分析：（1）定位元件尺寸及公差的确定。 夹具的主要定位面是弧面及其斜端面。零件的精度由这二个主要定位面来保证。（2）计算加工完零件的同轴度误差。因此同轴度的误差是可以容许的。夹紧元件的误差是允许的。3.1.7夹具与工作台的联结方式 夹具是通过过渡盘固定在机床主轴上的，以此来确定夹具在机床上的位置。用螺栓将夹具安装在车床主轴上。3.1.8夹具设计及使用的简要说明 本套夹具用于铣底平面。定位选择一个端面与外圆面来进行定位的，作为加工的定位的方案。铣底平面时能够实现正确的定位。专用夹具设计的时后主要就是要分析的是工件的能方便的取出来，选取移动的压紧螺栓来对连杆盖进行夹紧。连杆盖加工合格以后，压紧螺栓往侧面退后需要的距离，这样连杆盖工件就能比较容易地拿出来。在把移动的压紧螺栓往上面移动，来进行对工件进行压紧，把螺母往下面拧紧就能够进行切削的加工了。完成以后在移动压紧螺栓退后一定的距离，这样就能把连杆盖零件直接拿出来了。第四章 设计体会本次设计的选用专用的铣夹具，用于连杆盖R8面加工。夹具定位采用垫块进行定位，它的定位可靠、定位误差小。夹具采用压紧螺栓夹紧，夹紧简单以及快速可靠。对生产量的提高有好处。零件的零安装在夹具上后，压板向右移动，在螺母推动下夹紧工件。当工件完成时，压板松动工件在外力施加的作用下松动。故对连杆盖制造的精度进行研究具有非常重要的意义。编制了加工工艺和专用夹具的设计，使零件的工艺和夹具设计得到了进一步的改进。在这个设计中也遇到了很多问题，如加工过程的准备，所要求的加工顺序的零件的加工精度和生产率有相当大的影响。在设计一个特殊的夹具的几个过程，选择的位置的部分，使用的定位，夹紧方法和确定的方向夹紧力，所以有问题。这些问题将直接影响加工精度和生产率，以保证零件在加工精度的前提下，又快捷方便，增加工人加工零件的速度，减少制造的成本。通过不懈的努力和老师的悉心指导指导，针对这些问题的进行大量相关信息查阅。最后，这些问题逐一解决，由于工件尺寸小，夹紧力不大可以用于手动夹紧夹具。通过设计，使专业知识和技能得到进一步提高，为今后从事专业技术工作奠定了坚实的基础。 参考文献1李洪 主编 机械加工工艺手册 北京: 北京出版社 1990,122邓文英 主编 金属工艺学 北京: 高等教