连杆盖课程设计说明书(机械制造)

徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 1 目录 一 零件的分析 3 二 工艺规程设计 4 三 铣床夹具设计 9 四 设计小结 12 五 参考文献 13 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 2 一 零件的分析 1 1 零件的生产类型 零件的生产类型 根据所给要求 以确定 本两件加工属大批量生产 2 2 零件的工艺分析 零件的工艺分析 此零件为连杆合件之一 连杆盖 连杆盖的视图完整 尺寸 公差及技 术要求齐全 此零件形状结构较为简单 零件各表面的加工并不困难 但是基 准孔 81 0 021 0mm 以及小头孔要求表面粗糙度 Ra1 6 偏高 基本思路 为先加工大头孔再以其为基准来加工小头孔 在小头孔中间的大的沟槽需要用 R67mm 刀具去加工 同样在加工大头孔内表面的沟槽时也要用特殊的 R25mm 的刀具去加工 此外还应该注意 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 3 1 该连杆盖为整体铸造成型 其外形可不再加工 根据 GB T 6414 1999 的规定 铸件尺寸公差代号为 CT 公差等级分为 16 级 由于零件的轮廓尺寸不大 形状 不是很复杂 为大批量生产 从减少加工难度来说 经查机制工艺手册 毛坯 采用铸造成型 2 连杆小头孔对 A 基准的平行度公差为 0 01mm 3 大头孔两端的台阶面对 B 基准的对称度公差为 0 3mm 4 小头孔中间的沟槽 对基准 B 的对称度为 0 2mm 5 铸件毛坯需要经过人工时效处理 6 材料 QT450 10 7 连杆大小头孔平行度的检验 可采用穿入专用心轴 在平台上用等高的 V 型 块支撑连杆大头孔心轴 测量大头孔心轴在最高位置时两端的差值 其差值一 半即为平行度误差 二 工艺规程设计二 工艺规程设计 1 1 毛坯的选择及毛坯余量确定毛坯的选择及毛坯余量确定 在各类机械中 连杆盖为为传动件 由于其在工作时处于运动中 经常受冲 击和高压载荷 要求具有一定的强度和韧性 该零件的材料选择 QT450 10 零 件的轮廓尺寸不大 形状不是很复杂 为成批量生产模型 从减少加工难度来 说 经查机制工艺手册 毛坯采用铸造成型 因为零件形状并不复杂 但为减小加工时的切削用量和提高生产效率 节 约毛坯材料 毛坯形状可以与零件形状接近 即外形做成台阶形 内部孔铸造 出 确定机械加工余量 及毛坯尺寸 确定机械加工余量 及毛坯尺寸 1 确定机械加工余量 1 铸件质量 零件表面无明显的裂纹等缺陷 2 加工精度 零件除孔以外的各表面为一般加工精度 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 4 3 机械加工余量 根据铸件质量 形状 以及各个加工部位的要求 毛坯尺寸和余量如下 表 毛坯尺寸和余量 加工表面基本尺寸 mm毛坯尺寸 mm单边总加工余量 mm 小头孔直径 20 105 大头孔直径 81 705 5 零件厚度43461 5 大头孔两端深度3 501 75 铸造圆角R3 R5 2 2 基准的选择 基准的选择 该零件是带孔的盘状零件 孔是其设计基准 为避免由于基准不重合而产 生误差 应选孔为定位基准 即选 81 0 021 0mm 孔及一端面为加工精基准 由连杆盖有孔 沟槽等都需加工 而孔作为精基准应先加工 因此选外圆 及一端面为粗基准 3 3 制定工艺路线制定工艺路线 表面加工方法的确定表面加工方法的确定 该零件的加工面有内孔 端面 小孔及槽等 材料为 QT450 10 参 考有关资料 其加工方法的选择如下 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 5 毛坯的两端面应该互为基准加工 表面粗糙度为 Ra3 2 需粗铣 半精 铣 大头孔 81 0 021 0mm 内表面粗糙度为 Ra1 6 需进行粗镗 精镗 小头孔 20 0 023 0mm 内表面粗糙度为 Ra1 6 需进行扩 半精铰 大头孔内沟槽 表面粗糙度为 Ra6 3 一次成型磨即可 切割面 表面粗糙度为 Ra1 6 需精铣 两台阶面 底面为 Ra6 3 侧面为 Ra1 6 Ra1 6 故采用粗铣台阶面后 对 侧面进行精铣并保证距离尺寸 94 0 0 02mm 以及对称度 0 3mm0 3mm A A 两个螺纹孔的加工 钻 铰孔 小头孔的大沟槽采用 R67mmR67mm 的成型铣刀去加工 大头孔内表面的沟槽采用 R25 的砂轮磨削 小头孔里面的沟槽用精细的镗刀加工 确定工艺路线确定工艺路线 连杆的加工工艺路线一般是先进行外形的加工 再进行孔 槽等加工 连杆的加工包括各侧面和端面的加工 按照先加工基准面及先粗后精的原则 连杆盖加工可按下面工艺路线进行 工序 1 铸造毛坯 工序 2 无损探伤 查是否有夹渣 气孔 疏松等缺陷 工序 3 清理毛刺 飞边 涂漆 工序 4 人工时效处理 工序 5 精铣连杆大小头两平面 互为基准 加工中多翻转几次 至尺寸 43 0 20 0 36 mm 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 6 工序 6 粗镗大小头孔 分别为 78 0 05mm 17 0 05mm 工序 7 选择一个面为基面 以基面定位 精镗大头孔到 81 0 021 0mm 并定其轴线为基准 A 工序 8 以大头孔 基面定位 借助侧面装夹工件 精镗小头孔至 20 0 023 0mm 并保证中心距为 85 0 1 0mm 以及对基准 A 的平 行度为 0 01mm 工序 9 磨大头孔内表面的沟槽 砂轮为 R25mm 磨削深度 2 5mm 车倒角 1 45 度 工序 10 以基面 连杆体侧面和分割面装夹工件 铣削两个台阶面 保证台阶 面的距离为 94 0 0 023mm 深度 8 5 0 05 0mm 以及对基准 A 的对称度为 0 3mm 工序 11 钻两边的底孔 10mm 保证中心距为 110 0 15 工序 12 由钳工铰孔 2 M12 6H 工序 13 以连杆台阶面 基面定位装夹 铣削沟槽 宽 15 0 15 0 05mm R67mm 的盘形铣刀 对基准 B 的对称度为 0 2mm 工序 14 用精细的镗刀镗内沟槽 直径 21 0 28 0mm 宽 1 1 0 12 0 mm 两沟槽距离 37 0 15 0mm 工序 15 车倒角 0 5 45 度 工序 16 检查各个部分的尺寸和精度 工序 17 组装入库 4 4 工序内容设计 工序内容设计 根据生产纲领和零件结构选择毛坯 零件毛坯材料选择为 QT450 10 生产类型为大量生产 采用铸造毛坯 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 7 毛坯两侧面的加工余量毛坯两侧面的加工余量 铸造件的机械加工余量查表 机械加工工艺手册 表 2 3 5 其单边余量 规定为 1 mm 精铣两侧面 参照 机械加工工艺手册 表 2 3 39 其余量值规定为 0 5mm 铸造毛坯的基本尺寸为根据 机械加工工艺手册 表 mm461243 2 3 11 铸件尺寸公差等级选用 CT7 再查表 2 3 9 可得铸件尺寸公差为 mm0 1 粗铣外圆根据 机械制造工艺学 表 1 9 选得经济精度为 IT12 再查 互换性与技术测量 表 1 8 和表 1 10 查的公差为 300m 零件基本尺寸为 43 零件粗铣后的尺寸 46 2 44mm 零件精铣后的尺寸 44 1 43mm 精铣后的尺寸与零件图的尺寸相同 mm43 大头孔的加工余量 大头孔的加工余量 铸造件的机械加工余量查表 机械加工工艺手册 表 2 3 5 其单边余量 规定为 2 5mm 精车孔 参照 机械加工工艺手册 表 2 3 43 其余量值规定为 0 5mm 铸造毛坯的基本尺寸为根据 机械加工工艺手册 表mm7012581 2 3 11 铸件尺寸公差等级选用 CT7 再查表 2 3 9 可得铸件尺寸公差为 mm9 0 粗车端面根据 机械制造工艺学 表 1 9 选得经济精度为 IT9 再查 互 换性与技术测量 表 1 8 和表 1 10 查的公差为 100m 零件基本尺寸为 81mm 毛坯的名义尺寸为 mm7011081 粗车后的尺寸 mm080107 精车后的尺寸应与图纸要求尺寸相同 81mm 小头孔的加工余量 小头孔的加工余量 铸造件的机械加工余量查表 机械加工工艺手册 表 2 3 5 其单边余量 规定为 2 5mm 精车内孔 参照 机械加工工艺手册 表 2 3 48 其余量值规定为mm5 0 粗车内孔根据 机械制造工艺学 表 1 9 选得经济精度为 IT12 再查 互换性与技术测量 表 1 8 和表 1 10 查的公差为 250m 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 8 零件基本尺寸为 20mm 毛坯的名义尺寸为 mm101920 所以工序尺寸为 粗车后的尺寸 mm19901 精车后的尺寸应与图纸要求尺寸相同 20mm 台阶底面台阶底面 铣台端面 参照 机械加工工艺手册第 1 卷 表 3 2 23 其余量值规定为 现取 表 3 2 27 粗铣平面时厚度偏差取 mm0 4 7 2mm5 3mm28 0 精铣台阶面使其加工尺寸为 mm 0 023 0 94 零件基本尺寸 134mm 钻孔 钻孔 mm10 加工孔 1 8 12 管牙螺纹 毛坯为实心 不冲孔 参照 机械加工工艺手册 表 2 3 71 现确定其余 量为 g 确定铣小头沟槽的工序尺寸 精铣可达到要求 则该工序尺寸 槽宽 15 0 15 0 05mm 槽深 R67 粗铣时 为半精铣留有加工余量 槽宽双边 余量为 2mm 槽深余量为 2mm 则粗铣的工序尺寸 槽宽为 13mm 槽深 为 R65mm 的圆 参见工序卡 三 铣床夹具设计 1 1 设计任务 设计任务 此次设计主要分为两部分 一是对零件的机加工进行工艺规程设计 二是 对工序进行专用夹具设计 此次夹具设计选择连杆盖台阶面下端面加工进行专用夹具设计 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 9 本夹具主要作来铣连杆体和连杆盖分割面的台阶面底面 台阶底面与小头 孔轴心线有尺寸精度要求 台阶底面与螺栓孔应有垂直度要求和台阶底面的平 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 2 2 夹具方案分析 夹具方案分析 2 1 工件的定位方案分析 由零件图可知 在铣台阶面之前 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 81 小头孔与连杆的端面为基准 但由于大头孔不完整 难以用来较好的定位 所以采用小头孔 20 定位 因为大小孔轴向方向不影响台阶面铣削精度 所以 此方向可以不定位 而靠加紧机构固定 所以连杆盖以大小头孔及侧面的 两 孔 定位 属于不完全定位 其中大头孔做成与削边销作用相同的定位板 以 避免过定位 由于大头孔尺寸 81 没有相应的削边销 由于是大批量生产 所以可以自 制一个作用与削边销相同作用的 定位板 如下图所示 而小头孔用定孔芯轴定位 元件如下图所示 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 10 2 2 夹紧方案分析 由于零件小 所以采用有压紧手柄机构的螺母压紧机构与压板 装卸工件 方便 迅速 加紧机构用压紧手柄机构与压块 如下图所示 2 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 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 11 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 242 0 2250 a 242 0 2 2250 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台阶面 台阶底面 对连接螺栓孔中心线应有垂直度要求 对剖分出来的台阶底面有一定的平面度 要求 所以本工序的工序基准为小头孔中心线 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 5 1 3 故此尺寸为 85 0 015 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 20 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 20 0 0 012 3 小头孔的确定 考虑到配合间隙对加工要求中心距 85 0 015 影响很大 应选较紧的配合 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 12 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 20 0 023 0 5 定位误差分析 对于连杆体盖剖分台阶面深度 8 5 0 05 0的要求 以 20 0 023 0 的中心线为定位基准 而其设计基准为大头孔轴心线 属 基准不重合 基准 不重合误差 jb 0 1 且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 0