小连杆课程设计任务书doc.doc

科 技 学 院课 程 设 计课程名称：机械制造技术及装备课程设计 设计课题：小连杆机械加工工艺规程设计 专业：飞行器制造工程 班级： 0981011 姓名： 王华兵 学号： 26 评分： 指导老师：（签字） 2012年 11 月 24日 飞行器制造工程 专业课程设计题单 班级 0981011 学生 王华兵 课程名称 机械制造技术及装备课程设计 课 题 小连杆机械加工工艺规程设计 设计要求 根据指导教师的小连杆作业，画出CAD图纸，设计出 工艺路线卡工艺卡，及夹具. 课 题 发 给 日 期 2012年11月12日 课程设计完成日期 2012年11月23 日 指 导 教 师 朱永国 评语： 评分： 绪论机械制造业是一个古老而永远充满生命力的行业“机械制造工艺”和“机床夹具设计”毕业设计是机械类专业学生的重要实践性环节之一。这次设计是我们在学习完了大学的全部基础和专业课程之后进行的。这是我们在走入社会走上工作岗位之前对所学的课程的一次深入的综合性的复习。是一次理论联系实际的训练，也是我们大学的全部所学的考察。 就个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己将来从事的工作进行一次适应性的训练。从中锻炼自己处理生产工艺问题的能力。掌握机械加工工艺规程设计和机床夹具设计的方法。从而进一步巩固有关的理论知识，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。当然无法期望通过一次毕业设计就成为合格的工程师。但起码可以籍此领略飞行器制造专业的大概，为今后参加工作打好基础。由于能力有限。设计尚有许多不足之处，请各位评申老师给予指正。 第1章零件工艺的分析 1.1零件的分析 图1 1.1.1零件作用的分析 题目所给的零件典型零件的一种连杆。连杆在机械运动中起着传递动力和连接运动的重要作用。其在各类机械中都有着广泛的应用，如；车辆的转向连接处、起重机的推杆等等，而且他还可以承受一定的拉力，具有良好的平均载荷的能力。连杆的截面积很小，但是，却可以传递很大的力，且加工简单，因此，在传递动力的场合大多选用连杆1.1.2零件的工艺性分析连杆结构总共有两类加工表面。现分述如下；1.两连杆接头处的平面，即图中尺寸8和尺寸14两个厚度以及期间的距离11.都是在加工两端面的过程中要考虑到的。其中尺寸线都出自小端的一边可以将该面作为端面加工的基准从而对与其相联系的相关尺寸进行控制及验收。2两个主要受力面即两个7.94的孔，两个孔是本零件的关键尺寸，和其位置尺寸39.350.1需首要保证的。以它们为基准加工其他部分才能保证本件的正确性。再就是三个润滑孔1、2.5、3.7和M3.53.5-H。由以上分析知道,对于这两组加工面而言,可以先半精加工其中两个7.94的面,找到该零件的精基准,然后借助于专用的夹具加工另一组表面,和打润滑孔,从而保证它们之间的位置精度要求。3两个7.94mm 孔的孔面平行度应为 100:0.1; 7.94mm 孔与外圆之间的同轴度为 0.006mm。1.2工艺规程设计确定毛坯的制造形式，零件材料为HT200,零件为连杆用来承受一定的拉压力并且受变换的载荷,再者考虑其生产纲领为大批量生产。而且它，的内外形状亦非太复杂,而且外型尺寸不大。故选用金属型浇注成型,其大体形状铸出。第2章拟定零件加工的工艺路线2.1定位基准的选择 2.1.1粗基准的选择粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面的相互位置精度.以及加工表面的余量分配。选择粗基准时必须注意以下几个问题 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度要求应以不加工表面作为粗基准。如果工件上由很多不需加工的表面则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。 必须首先保证工件上的某种要表面的加工余量均匀则应选择该表面作为粗基准。 选作粗基准的表面应尽量平整光洁不应有飞边、浇口、冒口等缺陷。 粗基准一般只能使用一次。按照粗基准的选择原则,为保证不加工表面的和加工表面的位置要求,应选择不加工表面为粗基准,故此处选择杆壁左侧(无凸出)为第一毛基准;在加工7.94mm 孔时,为保证孔壁均 匀,选择12mm 的外圆表面为第二毛基准。2.1.2精基准的选择 精基准的选择应重保证零件的加工精度,特别是加工表面的相互位置精度来考虑,同时也要考虑到装夹方便,夹具结构方便。选择精基准应遵循下列原则;“基准重合”原则：即应尽可能选用设计基准作为精基准。这样可以避免由于基准不重合而引起的误差。“基准统一”原则：即应尽可能选择加工工件的多个表面时都能使用的一组定位基准作为精基准。这样就便于保证各加工表面的相互位置精度避免基准变换说产生的误差并能简化夹具的设计制造。“互为基准”原则：当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时。可以采取互为基准的原则，反复多次进行加工。“自为基准”原则：有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀,再加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准,而该表面与其他表面之间的位置精度则有先行工序保证。综上所述,在7.94 mm 两孔加工以后,各工序则以该孔为定位精基准.这样就满足了基准重合的 原则和互为基准的原则.在加工某些表面时,可能会出现基准不重合,这时需要进行尺寸链的换算。2.2制定工艺路线由于大批大量的生产，故采用专用的夹具及尽量使工序集中来提高生产率，以降低成本。工艺路线方案一: 热处理时效,整形 工序: 1. 同时铣 2-12 的一端面 2. 同时铣 2-12 的另一端面 3. 粗铣 2-12 至 2-10 4. 精铣 2-10 一端面 5. 精铣 2-10 另一端面 6. 钻扩铰 2-7.94 孔 7. 倒角 8. 钻 M3.5 底孔,扩孔至3.7 9. 铣 1mm 槽 10. 加工螺纹 M3.5 11. 钻2.5 孔 12. 去毛刺 13. 检验 工艺路线方案二: 热处理时效,整形 工序: 1. 钻孔,扩至 2-7.94 2. 拉孔 3. 铣大头,定位凸台 4. 夹外圆粗,精车内孔及其端面 2-7.94 5. 倒角 6. 以内孔为基准铣下端面 7. 工件装夹在工装上,铣上端面8. 钻2.5 孔 9. 去毛刺 10. 铣 1mm 槽 11. 钻3.7 孔,加工螺纹 M3.5 12. 去毛刺 13. 检验方案一是先加工铸件两侧的四个端面,再在钻床上加工出孔。因为同一侧的两个端面一次铣出,可以有很好的平行度,然后再以端面定位,用滑注钻模的钻套定中心,用钻模板直接压紧, 也得到很好的孔与端面的垂直度,并且是先钻 M3.5 再扩孔至 3.7. 方案二是先钻两头的孔,其次在粗精车端面,用车削的方法,在车端面的同时将孔一并完成, 这样也可以较好的保证孔与端面的垂直度.后面的工序均以孔及端面定位,故基准是重合的,两方案在这点是相同的。选择方案时考虑到零件的大量生产,工厂的具体条件和加工简便等因素,如设备,能否借用 工、夹、量具等。所以本次设计我们选择方案一. 毛坯为铸铁件,清理后退火处理,以消除铸件的内应力及改善机械加工性能.在毛坯车间初步加工,达到毛坯的技术要求,然后送到机械加工车间来加工。综上我选用了方案一。第3章机械加工余量及工序尺寸的确定3.1确定毛胚的尺寸此小连杆材料为 HT200(灰铸铁)。毛坯铸出后应进行时效处理，以消除铸件在铸造过程中产生的内应力，减少工件的变形. 由机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-1,该种铸件的尺寸公差等级CT 为 810,加工余量等级 RMA 为 F 级.故取 CT 为 9 级,RMA为F级。由机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-6 可用查表法确定各表面的总余量。由机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-3 可查出铸件主要尺寸的公差,现将调整后的主要毛坯尺寸及公差,如下表主要面尺寸零件尺寸总余量毛胚尺寸公差CT14的两端面 51.5 3+3 57.5 21槽面 1 1+1 3 17.94端面 14 2+2 18 1.6 表1 毛胚主要尺寸及公差 mm由此，可以绘制出零件的毛胚图2 图2 零件的毛胚图3.2 加工凸面 凸面由粗铣, 精铣两次加工完成, 采用三面刃圆盘铣刀 (高速钢) 铣刀的规格为12513.5。由文献机械制造技术基础课程设计指导教程表 2-4,查得精加工余量为 0.5mm,由于两凸面较小,根据实际情况将其调整为 0.35,故其粗加工余量为(2.75-0.35)mm=2.4mm。由文献机械制造技术基础课程设计指导教程表 2.4-73,取粗铣的每齿进给量为 0.2mm/z,取精铣的每转进给量为 0.5mm/r, 粗铣走刀一次p=2.4mm,精铣走刀一次p=0.35mm。由文献机械制造技术基础课程设计指导教程表 3.1-74,取粗,精铣的主轴转速分别为 150r/min 和 300r/min,又由前面选定 的刀具直径125mm,故相应的切削速度分别为: 粗=Dn/1000=125150/1000m/min=58.9 m/min 精=Dn/1000=125300/1000m/min=117.8 m/min 校核机床的功率(只需校核粗加工即可) 由文献机械制造技术基础课程设计指导教程表 2.4-96,得切削功率 Pm 为: Pm=92.410 125 18 0.2 2.4162.51kW=0.66KW 其所耗功率小于机床功率,故可用。3.3 钻7.94 mm 孔 采用直径为7.94mm 的高速钢钻头加工,尺寸 39.50.1mm 由钻模保证. 由文献表 2.4-38,取进给量 f=0.3mm/r, 由文献表 2.4-41,用插入法求得钻7.94mm 孔的切削速度为=0.457m/s=27.42m/min, 由此算出转速为 n=1000/D=100027.42/7.94 r/min =1099r/min 按机床实际转速取 n=1100 r/min,则实际切削速度为: =Dn/1000=7.941100/1000 r/min =27.42m/min 3.4 钻3.7mm 孔 采用直径为3.7mm 的高速钢钻头加工,尺寸 8mm 由钻模保证. 由文献表 2.4-38,取进给量 f=0.3mm/r, 由文献表 2.4-41,用插入法求得钻3.7mm 孔的切削速度为=0.227m/s=13.62m/min, 由此算出转速为: n=1000/D=100013.62/3.7 r/min =1172r/min 按机床实际转速取 n=1200 r/min,则实际切削速度为: =Dn/1000=3.71200/1000 r/min =13.94m/min 3.5 加工 1mm 槽面 1mm 的槽面可用变速钢三面刃铣刀加工, 由前定余量为 1mm 故可一次铣出, 铣刀规格为120 12. 由文献表 2.4-73,取每齿进给量为 0.15mm/z,p=2mm;由文献表 3.1-74,取主轴转速为 190r/min,则相应的切削速度为： =Dn/1000=120190/1000m/min=71.59 m/min3.6 钻3.5mm 螺纹孔 采用直径为3.5mm 的高速钢钻头加工,尺寸 30由钻模保证. 由文献表 2.4-38,取进给量 f=0.3mm/r, 由文献表 2.4-41,用插入法求得钻3.5mm 孔的切削速度为=0.32m/s=19.52m/min,由 此算出转速为 n=1000/D=100019.52/3.5 r/min =1776r/min 按机床实际转速取 n=1800 r/min,则实际切削速度为: =Dn/1000=3.51800/1000 m/min =19.78m/min 3.4.7 钻2.5mm 孔 采用直径为2.5mm 的高速钢钻头加工,尺寸 30由钻模保证. 由文献表 2.4-38,取进给量 f=0.3mm/r, 由文献表 2.4-41,用插入法求得钻2.5mm 孔的切削速度为=0.225m/s=13.5m/min,由 此算出转速为 n=1000/D=100013.5/2.5 r/min =1720r/min 按机床实际转速取 n=1700 r/min,则实际切削速度为: =Dn/1000=2.51700/1000 r/min =13.35m/min 3.7 时间计算 根据设计要求,现计算其中一道工序,以钻2.5mm 孔为例,计算其时间定额: A. 机动时间 由文献表 2.5-7 得钻孔的计算公式为 t=(l+l1+l2)/fn 式中 l1=(D/2)cotKy+(12) , l2=14,这里取 3, l=12,l2=2,f=0.3,n=1700, l1=(2.5/2)cot(30/2)+1=2.2 所以 t=(12+2.2+3)/0.31700 min =0.0337min Tb=2t=20.0337 min =0.0674min B. 辅助时间 由文献表 2.5-41 确定 开停车 0.015min 升降钻杆 0.015min 主轴运转 0.02min 清除铁屑 0.04min 卡尺测量 0.10min 装卸工件时间由文献表 2.5-42 取 1min 所以辅助时间 T=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)min=1.19minC. 作业时间 TB= Tb+ T=(0.0674+1.19)min=1.2574min D. 常量工作场地时间 Ts由文献,取=3%,则 Ts= TB=1.25743% min =0.0377min E. 休息与生理需要时间 T由文献机床夹具设计手册,取=3%,则 Tr=TB=1.25743% min =0.0377min F. 单件时间 Tp= T+ Tb+ Ts+ Tr=(1.19+0.0674+0.0377+0.0377)min=1.3328min第4章 夹具设计从前述的基准选择的分析及制定的工艺规程和工序卡。现选择工序2工序3和工序7来设计对应的专用夹具。其中, 工序2和工序3共用一套铣床专用夹具, 工序7 用一套钻床专用夹具。4.1 专用铣床夹具设计 4.1.1 设计思想 采用调整法加工一批小连杆工件,针对粗铣12 端面的加工工序(工序 2:同时铣12 的一端面,工序 3:同时12的另一端面)进行专用铣床夹具结构方案设计。本夹具用于立式铣床上加工。小连杆的两个端面.一次性加工八个工件.两道工序合用一套夹具。4.1.2 定位方案 工件以外圆及端面作为定位基准,采用定位板,固定 V 形块,活动 V形组合定位方案.其 中定位板限制工件三个自由度,固定V 形块限制工件两个自由度,活动 V 形块限制工件一个自由 度.实现工件正确定位. 采用定位板翻转安装实现两道工序合用一套夹具的加工方法,同一侧的两个端面一次铣出, 以保证端面与端面之间的平行度加工要求. A. 工序 2:对于工序尺寸 14, 11 而言, 定位基准与工序基准重合, 定位误差dw(14)=0, dw(11)=0; 对于外圆 2-12 而言,固定 V 形块,活动 V 形块定位基准都与工序基准重合,定位误差 dw(2-12)=0 由上述分析可知,该定位方案合理,可行. B. 工序 3: 对于工序尺寸 14,8 而言,定位基准与工序基准重合,定位误差dw(14)=0,dw(8)=0; 对于外圆 2-12 而言, 固定 V 形块, 活动 V 形块定位基准与工序基准重合, 定位误差dw(212)=0 由上述分析可知,该定位方案合理,可行. 4.1.3 夹紧机构 针对大量生产的工艺特性,采用螺旋压板夹紧机构,拧螺母16 用过液性塑料夹紧所有工件. 4.1.4 夹具与铣床联接元件 采用两个标准定位键,固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中,用于确定铣床夹具相对 于机床进给方向的正确位置.并保证定位键的宽度与机床工作台的 T 型槽相匹配的要求. 4.2 专用钻床夹具设计 4.2.1 定位方案 由于工件被加工孔的轴线对两端面没有严格的垂直度要求,为了简化夹具结构,采用台阶端 面作为主要定位基准,在相应的两个台阶支撑套上定位,限制三个自由度;另选择工件外形两端 圆弧在活动 V 形块 3 和固定 V 形块 6 之间定位活动 V 形块限制一个自由度,固定 V 形块限制两 个自由度.实现工件正确定位. 对于工序尺寸 14,8 而言,定位基准与工序基准重合,定位误差dw(14)=0,dw(8)=0; 对于两个加工孔7.94 而言,固定 V 形块,活动 V 形块定位基准都与工序基准重合,定 位误差dw(2-7.94 )=0 由上述分析可知,该定位方案合理,可行. 4.2.2 夹紧机构 针对大量生产的工艺特性,此夹具利用活动 V 形块 3 的一套夹紧机构把工件夹紧. 安装工件时,将星形螺钉 2 连同活动 V 形块 3 向右拉,工件以台阶端面放在支撑套 5 上,工 件小头12 圆弧面对准固定 V 形块 6, 然后推动星形螺钉 2 使活动 V 形块 3 靠紧工件右端的圆弧 面,拧紧星形螺钉 2,通过钢球使半圆锁紧块向两边张紧,从而锁紧工件.两 V 形块做成两侧带有斜度的斜面,在夹紧时产生向下的分力,防止工件产生上抬的趋势. 4.2.3 技术要求 A. 两个钻套中心线之间的尺寸取 39.50.1mm; B. 两个钻套与夹具底面的垂直度公差为 0.03mm; C. 两个钻套的孔面平行度应为 100:0.1; D. 两个支撑套与夹具底面的平行度公差取 0.03mm. 本夹具结构简单,操作方便,适用于大量生产小型连杆类零件但由于采用台阶面定位会产生过定位现象,因此当遇到工件加工要求高时,应将加工小头7.94孔处的支撑套做成浮动支形式,则定位精度能进一步提高,但相应的结构要复杂些且增加一些辅助时间。结论为期两个星期的毕业设计结束了，在本次设计中，我查了大量的资料，在网上也搜索了很多相关的典型零件的工艺规程等内容，在我设计困难的时候，我得到了我的指导老师和多位院里老师的指导和帮助，同学们也给了我很大的支持和启发，因此，我的设计与老师同学的帮助是分不开的，在这里，我对帮助过我顺利完成毕业设计的老师和同学表示真挚的感谢。我的课题题目是，小连杆的工艺规程，这是我第一次全方位的对所学科目的运用，从中发现了很多以前没有注意到的问题，也学到了很多的处理生产问题的技巧和方法，我觉得本次毕业设计对我而言非常重要。既是对我大学三年的学习总结，也是为以后在工厂工作打下基础。在本次设计中，在老师的指导下，我完成了本次设计，学习了新的知识，很感谢学校为我创造这个学习设计的机会。本次设计中，我查阅了大量的书籍，在此：对所有机械书籍的作者表示感谢。没有他们的辛勤劳动，不可能完成我的毕业设计。由于我的知识有限，而且设计中实际生产的知识，因此，有很多缺点和错误，希望答辩时专家和老师们能给我指出，对此表示感谢。在本次毕业设计中，我们将设计主要分为两大部分