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R175 柴油机 机体 加工 自动 线上 多功能 气压 机械手 论文 DWG 图纸

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目 录引言.3Abstract.31毕业设计的目的42 机械制造技术毕业设计的基本任务与要求42 .1、设计任务.42 .2、毕业设计基本要求43 毕业设计说明书的编写.54 液压部分.54.1 液压系统的工作原理.54.2 液压传动的工作特性.54.3 液压系统的组成.54.4 液压系统的优、缺点.65 回转装置的总体组成及结构设计.76 机械传动方案的设计与计算.96.1 小车的主要组成部分.106.2 同步带传动方式优缺点.106.3 驱动动力源.106.4 机械传动方案的设计计算.116.5夹具使用.156.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差.206.7 各项加工数据的计算.226.8 连杆的检验.257工装设计.267.1 铣削分面夹具设计.287.2 扩大头孔夹具.28设计小结.31致 谢.32参考文献.33引 言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。AbstractThe diesel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity is high. Therefore when arranging procedure for, according to first the criterion queen-like treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting rod body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely to reach a part ultimately demands!1毕业设计的目的机械制造技术毕业设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节，它要求学声能全面综合的运用所学的理论和时间知识，进行零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计。其基本目的是：（1）培养工程意识。（2）训练基本技能。（3）培养质量意识。（4）培养规范意识。2 机械制造技术毕业设计的基本任务与要求2 .1、设计任务（1）设计一个中等复杂的零件的加工工艺规程；（2）设计一个专用夹具；（3）编写设计说明书。2 .2、毕业设计基本要求（1）内容完整，步骤齐全。（2）设计内容与说明书的数据和结论应一致，内容表达清楚，图纸准确规范，简图应简洁明了，正确易懂。（3）正确处理继承与创新的关系。（4）正确使用标准和规范。（5） 尽量采用先进设计手段。3 毕业设计说明书的编写说明书要求系统性好、条理清楚、语言简练、文字通顺、字迹工整、图例清晰、图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书。4 液压部分“机、电、液”中的“液”即指液压系统。液压系统相对于机械传动来说，是一门新兴的技术。人类使用水力机械及液压技术虽然已有很长的历史，但是液压技术在机械领域中得以应用并取得迅速发展则是本世纪，特别是第二次世界大战以来的事。由于液压传动具有许多突出的优点，因而目前已广泛的应用在工、农业机械、机床、交通运输、路地行走设备、船舶控制、火炮控制、飞机、导弹等各方面。4.1 液压系统的工作原理所谓液压系统就是以液体为介质，依靠运动者的液体的压力能来传递力的。液压系统工作是，液压泵把电动机传来的回转式机械能转变成油液的压力能：油液被输送到液压缸（或液压马达）后，又由液压缸（或液压马达）把油液的压力能变为直线式（或回转式）的机械能输出。液压系统中的油液在受调节、控制的状态下进行工作的因此液压传动和液压控制在这个意义上来说难以截然分开。液压系统必须满足起执行元件在力和速度方面的要求。4.2 液压传动的工作特性液压系统工作是，外界负载越大（在有效承压面积一定的前提下）所需要的压力也越大，反之亦然。因此液压系统的由压力（简称系统的压力，下同）大小取决于外界负载。负载大，系统压力大；负载小，系统压力小；负载为零，系统压力为零。另外，活塞或工作台的运动速度（简称系统的速度，下同）取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液的体积即流量。流量越大（在有效承压面积一定的前提下）系统的速度越快，反之亦然。流量为零，系统的速度亦为零。液压系统的压力和外在负载，速度和流量的这两个关系称作液压传动的两个工作特性。4.3 液压系统的组成液压系统由以下五个部分组成：1）动力元件 它是将原动机输入的机械能转换为液压能的装置。液压泵即为动力元件。2）执行元件 它是将液体的压力能转换为机械能的装置，以驱动部件。液压缸和液压马达即为执行元件。3）控制调节元件 控制调节元件是指各种阀类元件，它们的作用是控制液压系统中油液的压力、流量和方向，以保证执行元件完成预期的工作运动。4） 辅助元件 辅助元件是指油箱、油管、管接头、滤油器、压力表、流量表等。5）工作介质 在液压系统中使用液压油（通常为矿物油）。4.4 液压系统的优、缺点液压系统与机械、电力等传动相比。有以下特点：1） 能方便的进行无级调速，调速范围大。2） 体积小，、重量轻、功率大。一方面，在相同输出功率的前提下，其体积小、重量轻、惯性小、动作灵敏，这对于液压自动控制系统有重要的意义。另一方面，在体积或重量相近的情况下，其输出功率大，能传递较大的扭矩或推力（如万吨水压力等）。3） 控制和调节简单、方便、省力，易实现自动化控制和过载保护。4） 可实现无间隙传动，运动平稳。5） 因为传动介质为油液，故液体元件有自我润滑作用，使用寿命长。6） 液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和推广使用。7）可以采用大推力的液压缸和大扭矩的液压马达直接带动负载，从而失去了中间的减速装置，使传动简化。液压传动的主要缺点：1） 漏 由于作为传动介质的液体是在一定的压力下，有时是在较高的压力下工作的，因此在有相对运动的表面间不可避免要产生泄漏。同时，由于油液并不是不可以压缩的，油管等也回产生弹性变形，所以液压传动不宜用在传动比要求较严格的场合。2） 震 液压传动中的“液压冲击和空穴现象”会产生很大的震动和噪声。3） 热 在能量转换和传递过程中，由于存在机械摩擦、压力损失、泄漏损失，因而易使油液发热，总效率降低，故液压传动不宜远距离转动。4） 液压传动性能对温度比较敏感，故不宜在高温及低温下工作。液压传动装置对油液的污染也较敏感，故要求有良好的过滤设施。5） 液压元件加工要求高一般情况下又要求有独立的能源（如液压泵站），这些可能使产品成本提高。6） 液压系统出现鼓故障时不宜追查原因，不宜迅速排除。综上所述，液压传动由于其优点比较突出，故在工、农业各个部门获得广泛的应用。它的某些缺点随着生产技术的不断发展、提高，正在逐步得到克服。由于液压传动相对于机械传动有以上几个突出的优点，所以确定机械手的前伸后退、左转右转、夹紧放松着三部分动作用液压传动来实现。5 回转装置的总体组成及结构设计5.1回转装置的组成回转装置主要由执行件、传递件、驱动件及控制系统四大部分组成。5.1.1 执行件本设计选用的是回转台与传递件链轮共用的一个长平键的心轴。驱动件驱动传递件链轮传动，链轮通过共用件将回转运动直接传递给与心轴件联接的回转台，并使之旋转。5.1.2 传递件本课题中机械手要求作间歇往复回转运动，因此，考虑采用回转曲线传动。回转传动可分为齿轮传动、带传动和链传动。齿轮传动虽然效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑，圆周速度及功率范围广，但制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护，低精度时噪声大。由于本课题中机械手回转精度要求不高，因此，不予考虑。链传动无弹性滑动和打滑现象，工作可靠，具有准确的平均传动比，传动效率较高，在传动相同功率的情况下，结构较为紧凑，链条张紧力小，作用于链轮轴的力也较小，故链传动能够在低速重载的条件下使用。与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度要求较低链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比，传动平稳性较差，工作时有冲击和噪声，磨损后易发生跳齿，传动中有周期性的重载荷和啮合冲击，不适合载荷变化很大和急速反向转动的场合。带传动是一种应用很广的机械传动，虽然结构简单，制作成本低，传动平稳，无需润滑，制造和安装精度要求不高，噪声小，能缓冲吸震，有过载保护作用。同步带传动是一种啮合型带传动。它具有齿轮传动和摩擦带传动的特点。还具有传递功率大，传动比准确等特点。故多用于要求传动平稳，传动精度较高的场合。因此回转装置中的运动传递本设计使用同步带传动。 5.1.3 驱动件驱动件主要有四种：气动驱动、电气驱动、机械驱动和液压驱动。其中以液压、气动用的最多，占90%以上；电动、机械驱动用的较少。气压驱动所采用的元件为气压缸、气压马达、气阀等。一般采用4-6个大气压，个别的达到8-10个大气压。它的优点是气源方便，维护简单，成本低。缺点是出力小，体积大。由于空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。为了减少停机时产生的冲击，气压系统装有速度控制机构或缓冲机构。气驱动采用的不多。现在都用三相感应电动机作为动力，用大减速比减速器来驱动执行机构；直线运动则用电动机带动丝杠螺母机构；有的采用直线电动机。通用机械手则考虑采用同一种形式的动力，出力比较大；缺点是控制响应速度比较慢。机械驱动只用于固定的场合。一般用凸轮连杆机构实现规定的动作。它的优点是动作确实可靠，速度高，成本低；缺点是不易调整液压驱动主要是通过油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。它利用油缸、马达加上齿轮、齿条实现直线运动；利用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现回转运动。液压驱动的优点是压力高、体积小、出力大、运动平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位置停止。缺点是需要配备压力源，系统复杂成本较高。本课题设计采用液压驱动。利用液压缸带动带动链轮、链条实现回转运动。设计配有液压总站，与回转装置并排置于小车之上。5.1.4 控制系统机械手控制系统的要素，包括工作顺序、到达位置、动作时间和加速度等。控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。本课题采用电机驱动。利用电动机带动带轮、带轮传动通过齿轮和轴的公用件实现小车的行走运动。6 机械传动方案的设计与计算6.1 小车的主要组成部分1、 驱动系统采用步进电动机带动同步带与带轮驱动小车沿导轨作径向往复运动。2、 执行机构交换工作台的送出采用液压送出方式，交换工作台应沿相应的轨道送出。3、 控制部分采用PLC可编程控制器来实现小车各个运动状态的控制。其小车示意图如图5.1-1所示图5.1-16.2 同步带传动方式优缺点（一）优点1、 传动比准确，同步带是啮合传动，工作时无滑动。2、 传动效率高，效率可达96%，与V带相比可节能10%以上。3、 传动平稳，能吸收振动，噪声小。4、 使用范围广，传动比可达10，且带轮直径比V带小得多，也不需要大的张紧力，结构系统高速大50m/s ，传递功率300KW5、 传动比准确，对轴及轴承的压力小，耐油耐磨性好，允许采用较小的带轮直径，较短的中心距和较大是速比。6、 维护保养方便，能在高温，灰尘、水及、腐蚀，介质的恶劣环境中工作，不需润滑。（二）缺点：1、 安装要求高。要求二带轮轴线平行。同步在与二带轮轴线垂直的平面内运行。带轮中心距要求较严格。安装不当易发生干涉，爬齿，跳齿等现象。2、 带与带轮的制造工艺比较复杂，成本受批量影响。6.3 驱动动力源步进电动机是一种把脉冲信号变换成直线位移或角位移的执行元件，也可以说是一种机械式的数模转换器，每输入一个脉冲，步进电动机就前进一步，因此称作脉冲电动机，步进电动机的种类繁多，主要分三大类：反应式步进电动机、机床磁式步进电动机以及永磁感应式步进电动机，本是合计采用反应式步进电动机，因为其结构简单，是应用最广泛的一种。步进电动机能成为现代数字控制系统重要的执行元件。是因为步进电动机本身也在不断发展，性能也在不断完善。其优点如下：1、 可直接实现数字控制。2、 控制性能好3、 无接触式元件，没有电刷和转换器，运行平稳可靠，在步进电动机的负载范围内，步距值不受电源电压的大小，负载大小，波形及周围环境温度变换的影响，抗干扰能力强，能保持运行转速。4、 误差不长期积累。5、 反应式步进电动机在一相绕组通电的情况下，具有自锁能力，永磁式步进电动机在不通电的情况下也能保持转矩。6.4 机械传动方案的设计计算本设计采用一级传动，传动比为1.5本设计计算参照(下册机械工业出版社出版)中的第十章链传动和带传动中第五节多楔带和同步带传动中的同步带传动章节。6.4.1设计数据确定因为设计车速为3km/h，考虑到实际车速有50%的误差，所以实际最高车速应为4.5km/h折算成米/秒 应为1.25m/s V车=1.25m/s据实际工作要求取车轮直径为130mm 因为车速为1.25m/s所以车速也应等于轮子的切向速度因为 V=dn/601000V车轮切向速度 V=1.25m/sd车轮直径 d=130mmn车轮转速所以经计算得n=601000V/d =6010001.25/3.14130=184rpm因为车轮转速也等于驱动轴转速所以n转驱=n=184rpm n转驱=184rpm因为T=9.55P驱/n T驱动转矩 T=9NM P驱驱动轴功率 n驱动轴转速 n=184rpm所以经计算得9=9.55P驱/184 P驱=0.2KM因为 =n电/n驱 n驱驱动轴转速 n驱=184rpm n电电机轴转速 传动比所以计算得n电=.n电驱n电=1.5184=276rpm 记n电=276rpm因为驱动轴转驱为9N.m 所以据实际工作要求选用型号为130BF001相数为5相，步距角为0.75电压为12/80V相电流为10A最大转距为9.31N.m空载起动频率为3000步/S，空载运行频率为16000步/S的反应式步进电动机因为 T电=9.55P电/n电 T电电机轴转矩 T电=9.31n.m n电电机轴转速 n电=276rpm P电电机功率所以计算得P电=T电n电/9.55=9.31276/9.55=0.26km P电=0.26km因为 总=带联滚总总的传动效率带同步带的传动效率 带=0.98联联轴器的传动效率 联=0.99滚滚动轴承的传动效率 滚=0.99所以总=0.980.990.99=0.99 总=0.99因为P驱=P实电总P驱驱动轴功率 P驱=0.2Kw总总机械传动功率 总=0.99 P实电电动机实际功率 所以计算得 P实电=P驱/总=0.2/0.99=0.21kw P实电=0.21kw因为P实电 P电 所以符合工作要求6.4.2 同步带结构的设计计算1）求出设计功率因为Pd=PmK。 Pd设计功率 Pm名义传递功率也就是电动机功率P P=0.26kw K。载荷修正系数 实用机械设计手册（下）表10.5-9载荷修正系数K。取1.8又因为传动装置未及张紧装置和系统为减速运动 所以其附加修正系数为零所以Pd=1.80.26=0.5kw2）、选择带的节距因为Pd=0.5kw n电=276rpm=n1小带轮转速 查实用机械设计手册（下）图10.5-4查得同步带的节距代号为H，对应的节距Pd=12.7mm3）、确定带轮直径和带节线长查实用机械设计手册表10.5-8 得H 型带，小带轮转速n1=276rpm小于900rpm所以小带轮最少齿数Z1应为14Z1取22 因为 =Z2/Z1 传动比 =1.5 Z2大带轮齿数 Z1小带轮齿数 Z1=22所以 =Z1=1.522=33查机电一体化机械系统设计表3-11大带轮齿数Z2取标准值32 Z2=32 小带轮节圆直径因为1=PbZ1/ Pb同步带节距 Pb=12.7mm Z1小带轮齿数 Z1=22 所以计算得 d1=12.722/3.14=88.94mm d1=88.94mm同理可得 大带轮节圆直径 d2=129.36mm d2=129.36mm选择带长 LP初定中心距a 因为 0.7(d2d1)a2(d2d1) d2大带轮节圆直径 d2=129.36mm d1小带轮节圆直径 d1=88.94mm所以152.81a436.6 a取 420mm a=420mm因为 Lp=2aCOS(d2d1)/2(d2d1)/180 定角因为=arcsin(d2d1/2a)所以=arcsin(129.3688.94/2420)=3所以a=420mm =3所以Lp=2420COS3(129.3688.94)/23（129.36-88.94）/180 =8393432 =1184mm节线长 Lp=1184mm查实用机械设计手册（下）表10.5-5 取整后选用长度代号为510 Lp=1295.4mm 齿数Zb=102的同步带4)、传动中心距a的确定 因为M=Pb/8(2Zb-Z1-Z2) M修正系数 Pb同步带节距 Pb=12.7mm Zb同步带齿数 Zb=102 Z1大带轮齿数 Z1=22 Z2小带轮齿数 Z2=32所以计算得M=12.7/8(21102-22-32)=238.125 M=238.125mm因为 a=M+ 238.125=476mm a=476mm所以节线长Lp=1295.4mm 传动中心距a=476mm5)、选择标准带宽确定小带轮齿数Z1=22 小带轮转速n1=184rpm查实用机械设计手册(下)表10.5-17用差值法计算得H型带的基准额定功率P。=2.7Kw确定实际带宽bs因为 bsbs。（Pd/k2P。） bs。标准带宽 查实用机械设计手册(下)表10.5-4 bs。=76.2mm Pd设计功率 Pd=0.5kw K2啮合齿数系数K2 据实际工作要求 K2=1所以bs76.2(0.5/12.7)=17.4查实用机械设计手册表10.5-4 bs取标准为25.4mm其标准宽度代号为100宽度极限偏差为 bs=25.4mm确定带宽系数Kw因为Kw=(bs/bs。) 所以Kw=（25.4/76.2）=0.29 Kw=0.29确定额定功率P因为P=K2KwP。 K2啮合齿数系数 k2=1 Kw带宽系数 kw=0.29 P。基准额定功率 P。=2.7kw所以计算得P=0.292.7=0.77kw因为 PPd 所以满足设计要求带的圆周速度V的确定因为V= PbZ1n1/601000Pb带的节距Pb=12.7mmZ1小带轮齿数Z1=22n1小带轮转速n1=276r/mm所以计算得V=12.722276/601000=1.3m/s工作能力验算因为P=(K2kwTa-bsmv/bs。)V10 K2啮合齿数系数 K2=1 Kw带宽系数 Kw=0.29 Ta许用工作拉力 查实用机械设计手册表10.5-9Ta=2100.85Nm单位长度质量查实用机械设计手册表10.5-9 m=0.448/m所以P=1(25.4/76.2)2100.85-25.40.4481.3/76.21.3/1000=0.78因为PPd所以额定功率大于设计功率故带的传动能力足够。最小轴径的确定因为dminAA 修正系数查简用机械设计手册表14-13轴的材料为45钢 A为118 P传递功率为0.26kwn驱动轴转速为184r/mm所以dminA=118=13mm d取30mm6)结果整理 选用H型同步带 Pb=12.7mm Lp=1295.4mmBs=25.4mm小带轮Z=22 d=88.94mm大带轮Z=32 d=129.36mm传动的中心距 a=476mm带的长度带号为510 宽度带号为100其余查实用机械设计手册表10.5-20 表10.5-10最小轴径为30mm6.5夹具使用应具备适应“一面一孔一凸台”的统一精基准。而大小头定位销是一次装夹中镗出，故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的，当连杆定位装夹后，再抽出定位销进行加工。保证螺栓孔与螺栓端面的垂直度。为此，精铣端面时，夹具可考虑重复定位情况，如采用夹具限制7个自由度（其是长圆柱销限制4个，长菱形销限制2个）。长销定位目的就在于保证垂直度。但由于重复定位装御有困难，因此要求夹具制造精度较高，且采取一定措施，一方面长圆柱销削去一边，另一方面设计顶出工件的装置。6.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差6.6.1 确定加工余量 用查表法确定机械加工余量：（根据机械加工工艺手册第一卷 表3.225 表3.226 表3.227）（1）、平面加工的工序余量（mm） 单面加工方法单面余量经济精度工序尺寸表面粗糙度毛坯4312.5粗铣1.5IT12()40()12.5精铣0.6IT10()38.8()3.2粗磨0.3IT8()38.2()1.6 精磨0.1IT7()38()0.8 则连杆两端面总的加工余量为：A总= =（A粗铣+A精铣+A粗磨+A精磨）2=（1.5+0.6+0.3+0.1）2=mm（2）、连杆铸造出来的总的厚度为H=38+=mm 6.6.2确定工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程 表229 表234）1）、大头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为55 mm）工序名称工序基本余量工序经济精度工序尺寸最小极限尺寸表面粗糙度珩磨0.0865.565.50.4精镗0.465.465.40.8半精镗165651.6二次粗镗264646.3一次粗镗2626212.5扩孔560592）、小头孔各工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程 表229表230）工序名称工序基本余量工序经济精度工序尺寸最小极限尺寸表面粗糙度精镗0.21.6铰0.26.4扩912.5钻钻至12.56.7 各项加工数据的计算1、铣连杆大小头平面选用X52K机床根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据铣刀直径D = 100 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s切削宽度 ae= 60 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 3 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min根据表3.131 按机床选取n = 500 /min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.67 m/s 2、粗磨大小头平面选用M7350磨床 根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据砂轮直径D = 40 mm 磨削速度V = 0.33 m/s切削深度ap = 0.3 mm fr0 = 0.033 mm/r Z = 8则主轴转速n = 1000v/D = 158.8 r/min根据表3.148 按机床选取n = 100 r/min则实际磨削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 3、 加工小头孔(1) 钻小头孔 选用钻床Z3080 根据机械制造工艺设计手册表2.438(41)选取数据钻头直径D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm切削深度ap = 10 mm 进给量f = 0.12 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 945 r/min根据表3.130 按机床选取n = 1000 r/min则实际钻削速度V = Dn/（100060） = 1.04 m/s (2) 扩小头孔 选用钻床Z3080根据机械制造工艺设计手册表2.453选取数据扩刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.32 m/s切削深度ap = 1.5 mm 进给量 f = 0.8 mm/r则主轴转速n =1000v/D = 203 r/min根据表3.130 按机床选取n = 250 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.39 m/s (3) 铰小头孔 选用钻床Z3080根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据铰刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.8 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 140 r/min根据表3.131 按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.32 m/s 4 、铣大头两侧面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.477(88)选取数据铣刀直径D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 4 mm af = 0.10 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 611 r/min根据表3.174 按机床选取n=750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.78 m/s 5、扩大头孔选用钻床床Z3080 刀具:扩孔钻根据机械制造工艺设计手册表2.454选取数据扩孔钻直径D = 60 mm 切削速度V = 1.29 m/s进给量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次数I = 1则主轴转速n = 1000v/D=410 r/min根据表3.141 按机床选取n=400 r/min则实际切削速度V=Dn/（100060）=1.256 m/s 6 、铣开连杆体和盖 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.479(90)选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s切削宽度ae = 3 mm 铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r d = 40 mm 则主轴转速n = 1000v/D = 103 r/min根据表3.174 按机床选取n=750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.47 m/s 7 、加工连杆体(1) 粗铣连杆体结合面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.474（84）选取数据铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s 切削宽度ae = 0.5 mm 铣刀齿数Z = 8 切削深度ap=2 mm af = 0.12 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 89 r/min根据表3.174 按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.94 m/s (2) 精铣连杆体结合面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.484选取数据铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s铣刀齿数Z = 8 切削深度ap = 2 mmaf=0.7 mm/r 切削宽度ae=0.5 mm则主轴转速n = 1000v/D =107 r/min根据表3.174 按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.94 m/s (3) 粗锪连杆两螺栓底面 选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据锪刀直径D = 28 mm 切削速度V = 0.2 m/s锪刀齿数Z = 6 切削深度ap = 3 mm 进给量f = 0.10 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 50.9 r/min根据表3.130 按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.94 m/s (4) 铣轴瓦锁口槽 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削宽度ae = 0.5 mm af = 0.02 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 94 r/min根据表3.174 按机床选取n=100 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.33 m/s (5) 精铣螺栓座面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削宽度ae = 5 mm af=0.015 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 142 r/min根据表3.131 按机床选取n = 150 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.49 m/s (7) 精磨结合面 选用磨床M7130根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据砂轮直径D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度ap = 0.1 mm 进给量fr0 = 0.006 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 157 r/min根据表3.148 按机床选取n = 100 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 8 、铣、磨连杆盖结合面(1) 粗铣连杆上盖结合面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.474（84）选取数据铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s切削宽度ae = 3 mm 铣刀齿数Z = 8 af = 0.12 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 89 r/min根据表3.174 按机床选取n = 100 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.39 m/s (2) 精铣连杆上盖结合面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.484选取数据铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s切削宽度ae = 0.5 mm 铣刀齿数Z = 8 进给量f = 0.7 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 107 r/min根据表3.174 按机床选取n = 110 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.43 m/s (3) 粗铣螺母座面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.488选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s铣刀齿数Z = 24 切削宽度ae = 5 mm af = 0.15 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 103 r/min根据表3.174 按机床选取n = 100 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.39 m/s (4) 铣轴瓦锁口槽 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削宽度ae = 0.6 mm af = 0.02 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 94 r/min根据表3.174按机床选取n = 100 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.33 m/s (5) 精磨结合面 选用磨床M7350根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据砂轮直径D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度ap = 0.1 mm 进给量fr0 = 0.006 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 157 r/min根据表3.148 按机床选取n = 100 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 9 、铣、钻、镗总连杆体(1) 精铣连杆盖上两螺母座面 选用铣床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s切削宽度ae = 5 mm 铣刀齿数Z = 24切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r 则主轴转速n = 1000v/D = 142 r/min根据表3.174 按机床选取n = 150 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.49 m/s （2）、从连杆上方钻、扩、铰螺栓孔a) 钻螺栓孔 选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.438（41）选取数据切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 5 mm进给量f = 0.08 mm/r 钻头直径D = 10 mm则主轴转速n = 1000v/D = 1910 r/min根据表3.130 按机床选取n = 910 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.99 m/sb) 扩螺栓孔 选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.453选取数据扩刀直径D = 10 mm 切削速度V = 0.40 m/s切削深度ap = 1.0 mm 进给量f = 0.6 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 764 r/min根据表3.130 按机床选取n=764 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.40 m/s c）铰螺栓孔 根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据铰刀直径D = 12.2 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.2 mm/r则主轴转速n = 1000v/D = 140 r/min根据表3.131 按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度V =Dn/（100060） = 0.127 m/s (3) 从连杆盖上方给螺栓孔口倒角根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 进给量f = 0.10 mm/r Z = 8 根据表3.130 按机床选取n = 750 r/min10 、粗镗大头孔 选用镗床T68根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据铣刀直径D = 65 mm 切削速度V = 0.16 m/s进给量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm 则主轴转速n = 000v/D = 47 r/min根据表3.141 按机床选取n = 800 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.72 m/s 11 、大头孔两端倒角 选用机床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm进给量f = 0.10 mm/r Z = 8 根据表3.130 按机床选取n = 750 r/min12、精磨大小头两平面（先标记朝上） 选用磨床M7130根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据切削速度V = 0.413 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.006 mm/r 13 、半精镗大头孔及精镗小头孔 选用镗床T2115（1）根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 65.5 mm 切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min（2）根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 30 mm 切削速度V = 3.18 m/s进给量f = 0.10 mm/r 切削深度ap = 1.0 mm根据表3.139 按机床选取n = 2000 r/min14 、精镗大头孔 选用镗床T2115根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 65.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min15、钻小头油孔 选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.438（41）选取数据切削速度V = 1.18 m/s 切削深度ap = 3 mm 进给量f = 0.05 mm/r根据表3.130 按机床选取n = 1000 r/min16 、小头孔两端倒角 选用机床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 进给量f = 0.10 mm/r Z = 8 根据表3.130 按机床选取n = 750 r/min17、 镗小头孔衬套 选用镗床T2115根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.25 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.2 mm 根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min18 、珩磨大头孔 根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据切削速度V = 0.32 m/s 进给量f = 0.05 mm/r 切削深度ap = 0.05 mm 根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min6.8 连杆的检验连杆在机械加工中要进行中间检验，加工完毕后要进行最终检验，检验项目按图纸上的技术要求进行。6.8.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度6.8.2 检查主要表面的尺寸精度用量缸表，在大头孔内分三个断面测量其内径，每个断面测量两个方向，三个断面测量的最大值与最小值之差的一半即圆柱度。图（17）大小头孔平行度的检验图6.8.3检验主要表面的位置精度 其中大，小头孔轴心线在两个互相平行垂直的方向的平行度用图（17）所的 工具及方法进行。6.8.4 连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验制做专用垂直度检验心轴，其检测心轴直径公差，分三个尺寸段制做，配以不同公差的螺钉，检查其接触面积，一般在90%以上为合格，或配用塞尺检测，塞尺厚度的一半为垂直度公差值。7工装设计7.1 铣削分面夹具设计由连杆工作图可知，工件材料为45钢，年产量20万件。根据设计任务的要求，需设计一套铣剖分面夹具，刀具为硬质合金端铣刀。7.1.1夹具的问题注意本夹具主要作来铣剖分面，剖分面与小头孔轴心线有尺寸精度要求，剖分面与螺栓孔有垂直度要求和剖分面的平面度要求。由于本工序是粗加工，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。7.1.2 夹具设计1) 定位基准的选择由零件图可知，在铣剖分面之前，连杆的两个端面、小头孔及大头孔的两侧都已加工，且表面粗糙要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选29.49H8小头孔与连杆的端面为基准。连杆上盖以基面（无标记面）、凸台面及侧面定位，连杆体以基面和小头孔及侧面定位，均属于完全定位。2) 夹紧方案由于零件小，所以采用开口垫圈的螺旋夹紧机构，装卸工件方便、迅速。3) 夹具体设计夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。夹具体图如图：夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。4) 切削力及夹紧力的计算 切削力的计算：，由组合机床（表7-24）得：P=1902.538N夹紧力的计算：由机床夹具设计手册（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夹紧力：W0=5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。定位误差的计算: 由加工工序知，加工面为连杆的剖分面。剖分面对连接螺栓孔中心线有垂直度要求（垂直度允差0.08）；对连杆体小头孔有中心距1900.1要求；对剖分面有0.025的平面度要求。所以本工序的工序基准：连杆上盖为螺母座面，连杆体为小头孔中心线，其设计计算如下：（1）确定定位销中心与大头孔中心的距离及其公差。此公差取工件相应尺寸的平均值，公差取相应公差的三分之一（通常取1/51/3）。故此尺寸为190.30.010。（2）确定定位销尺寸及公差本夹具的主要定位元件为一固定销，结构简单，但不便于更换。该定位销的基本尺寸取工件孔下限尺寸29.49。公差与本零件在工作时与其相配孔的尺寸与公差相同，即为29.49。（3）小头孔的确定考虑到配合间隙对加工要求中心距1900.1影响很大，应选较紧的配合。另外小头孔的定位面较短，定位销有锥度导向，不致造成装工件困难。故确定小头定位孔的孔径为29.49。5) 定位误差分析 对于连杆体剖分面中心距1900.1的要求，以29.49的中心线为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值为：Dw=D+d+min=0.033+0.012+0=0.045 mmDw剖分面的定位误差D工件孔的直径公差d定位销的直径公差min孔和销的最小保证间隙此项中心距加工允差为0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。 连杆上盖剖分面的尺寸要求，螺母座面（工艺基准）为加工面的工序基准，同时亦为第一定位基准，对加工剖分面来说，它与工序基准的距离及相应的平行度误差只取决于基准在夹具中位置。因为工序基准同时为定位基准，即基准重合，没有基准不重合误差。基准位置误差为零。所以对加工剖分面来说，定位误差为零。即当基准重合时，造成加工表面定位误差的原因是定位基准的基准位置误差。7.2 扩大头孔夹具由连杆工作图可知，连杆材料为45钢，年产量20万件。根据指导老师的要求，需设计一套扩大头孔夹具。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。7.2.1 夹具的注意问题本夹具主要用来扩65.5的大头孔，大头孔的轴心线相对于小头孔轴心线有一定的尺寸精度要求。由于本工序是粗加工，在加工本道工序时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。7.2.2 夹具设计1) 定位基准的选择 由零件图可知，在粗加工大头孔之前，连杆的两个端面，小头孔及大头孔的两侧面都已加工，且表面粗糙度要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选29.29h7定位销与基面为定位基准，定位销限制2个自由度，基面限制工件3个自由度，大头孔的外侧面限制工件1个自由度，属完全定位。由于生产批量大，为了提高加工效率，缩短辅助时间，准备采用手动式滑柱钻模，采用了常用的圆锥自锁装置，装卸工件方便、迅速。2) 夹紧方案由于所加工的零件比较小，夹具的夹紧力与加工零件时的轴向力方向相同，为了装卸工件方便，采用手动式滑柱钻模。加工的大头孔为通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，但实际上以工件的端面定位时，必须限制该方向上的自由度。故应按完全定位设计夹具。滑柱式是一种带有升降钻模板的通用可调