毕业论文-连杆的机械加工工艺规程及工艺装备设计

设计题目题目连杆的机械加工工艺规程及工艺装备设计图A一、零件的分析1零件的工艺分析连杆的加工表面主要有圆柱端面的加工，孔的加工，凹台的加工以及螺纹的加工，其余的表面通过不去除表面材料的加工方法以获得所需尺寸，在该零件里为铸造。各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，孔的加工有的需要RA16的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下11面的加工该零件中共有6个面需要加工出来G面、I面、E面、F面、H面和J面。在这六个面中，J面和H面的形位公差有较高的要求，且尺寸精度也比较高，后面的孔的加工和其他面的加工都需要用这两个面来定位，所以应该经过粗加工和精加工，且应尽早加工出来；E面G面和的尺寸精度也比较高，也需要进行精加工；F面的粗糙为RA32，对表面质量的要求比较高，所以也要进行精加工；至于面I，其尺寸精度为自由公差，切表面粗糙度为RA125，所以只用粗加工即可。12孔的加工该零件的孔有四个，35、60、6、10、105的孔。其中35、60和10的孔的尺寸精度和表面质量都比较高，所以要进行精加工，而60和35有平行度的要求，应在同一工位完成加工，两孔的尺寸精度都为7级，粗糙度为RA16，为了减少加工步骤、方便加工，都定为先铸出毛胚孔，然后用铣刀进行粗精加工，且为了避免加工时刀具受到冲击，60的孔应先于10、6两孔加工；4105的孔虽然尺寸精度为自由公差，要求不高，但是其表面粗糙度为RA32，所以要对其进行精加工；而6的孔为自由公差，且表面质量为RA125，故只用粗加工就可以了。13凸台的加工该零件中凸台在60的孔的两侧，表面粗糙度要求为RA32，是故应进行精加工。14螺纹的加工该零件中油孔的位置有螺纹配合的要求，且孔底与6的孔相通，在加工时应注意螺纹底孔的深度。综合以上分析，可得出该零件的加工路线为粗铣面G、E、I；粗铣、精铣面J、H、F；精加工面G、E；钻60和35的孔；加工螺纹M14；钻105、6的孔。二、确定毛胚、画毛胚零件合图根据零件的材料确定为铸件。又由题目已给定零件为大批量生产。毛胚的铸造方法选用砂型机器造型。为了减少机加工的加工量，60MM、35MM在铸造时就铸造出来，所以还应该安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。参考文献1表223，该种零件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为G级。故取CT为10级，MA为G级。铸件的分型面选择通过6的孔的中心轴线，且平行与面H的平面，浇冒口位置分别位于35的孔的中心。参考文献1表224，用查表法确定各表面的总余量如表21表21各加工表面总余量加工表面基本尺寸（MM）加工余量等级加工余量数值（MM）说明E面F面G面H面I面J面35604178564156563560HGHGHGHH43543543544顶面降一级侧面，单侧加工（取上行数据）顶面降一级侧面，单侧加工（取上行数据）顶面降一级侧面，单侧加工（取上行数据）孔降一级，双侧加工孔降一级，双侧加工由参考文献1表235，用查表法可得铸件主要的尺寸公差，如表22所示。2表2主要毛胚尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸总余量毛胚尺寸公差CTGJ两面间距567563528EH两面间距787585532I面距中心线高度3043426F面尺寸413544528353542726606045228毛胚图如下图B三、工艺规程设计31定位基准的选择粗基准的选择选择H面和J面作为粗基准。精基准的选择选择加工好后的H面和J面作为零件上其他的表面和孔的精基准，能够实现通过一个基准对多个表面进行精加工，也就是实现基准重合。且对于该类零件来说，若只是单个端面来定位，其定位效果极差，可以等同认为是两个点的定位，是故用两个阶梯面来定位，其定位效果较单个面来说好得多。且便于夹紧。32制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面加工方法如下E面、H面、F面粗铣精铣；G面、J面、I面粗铣；60和35的孔扩铰；螺纹G14钻孔攻螺纹；钻105、6的孔。零件中的60和35有较高的平行度要求，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将两孔同时加工出来，以保证其加工精度。根据先面后孔、现主要表面后次要表面和先粗加工后粗加工的原则，将面E、F、G、H、J，孔60、35MM和10的粗加工放在前面，精加工放在后面,每一阶段中又先加工面F、H，然后加工G、E、J面和钻扩铰孔60MM、10MM和35MM。然后铣凹台面B。孔4105、6面I和其上的螺纹孔M14最后加工。精加工也是按如此顺序加工。初步拟定加工工艺路线如下序号工序内容102030405060708090100110120130140150铸造退火（人工时效）涂漆粗铣G面及E面粗铣H面及J面粗铣60MM和35MM的孔（60MM的孔与配件配作）钻10MM的孔精铣E面精铣H面精铣35MM和60MM的孔（60MM的孔与配件配作）粗铣凸台面B面、F面精铣凸台面B面、F面粗铣I面锪平20MM的孔，钻4105MM的孔（配作）粗铰4105MM的孔钻6MM的孔，铣10MM的孔钻M14的底孔，攻M14的螺纹去毛刺（所有锐角）检验入库上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序有些问题还值得进一步讨论。如在第10道工序中，加工时应该同时粗铣I面，因为I面的要求不高，同时加工能减少反复装夹次数，提高加工效率。在第70和80道工序中粗铣凸台面B面、F面精铣凸台面B面、F面，为保证配作时故应将凹台B面的加工放在孔35MM和60MM之前。在铣削加工孔35MM和60MM，应将粗、精加工放在相连的两道工序中。修改后的工艺路线如下序号工艺内容简要说明102030405060708090100120130140铸造退火（人工时效）涂底漆粗铣G、I、E面粗铣H、J面精铣G、E面,精铣H、J面粗铣凸台B、F面精铣凸台B、F面粗铣60MM和35MM的孔（60MM的孔与配件配作）精铣孔35MM和60MM（60MM的孔与配件配作）锪平20MM的孔，钻4105MM的孔（留有粗铰余量）孔口倒角145，粗铰4105MM的孔钻6MM的孔，铣10MM的孔钻M14的底孔，攻M14的螺纹去毛刺（所有锐角）检验入库消除残余应力防止生锈先加工基准面粗加工面精加工面精加工面加工接合面，为配作准备粗加工孔精加工孔配作加工孔钻油孔加工凹台加工螺纹33选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，所以加工设备宜以通用机床为主，辅以少量的专用机床。其生产方式为以通用机床家专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床之间的传送均由人工完成。粗铣G、I、E面和粗铣H、J、F面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具设计的问题，都采用立铣。选择X52K立式铣床。选择直径为80MM的材料为YG6硬质合金可转位锥柄面铣刀（如下表441所示）、专用夹具和游标卡尺。精铣E面和粗铣H面。加工设备仍选用X52K型立式铣床。刀具选用同上的直径为80MM的可转位锥柄面铣刀，专用夹具和游标卡尺。粗铣60MM和35MM的孔。由于铣孔是属于曲线插补加工，所以要求用数控铣床。故对孔60MM和35MM的加工设备选用型号为XK6330的数控铣床。刀具选用直径为25MM和16MM的材料为硬质合金中齿莫氏锥柄立铣刀，专用夹具、游标卡尺。精铣60MM和35MM的孔。加工设备还是XK6330型号的数控铣床。刀具选用直径为16MM和20MM的材料为硬质合金细齿莫氏锥炳立铣刀。专用夹具，量具选用塞规。锪平20MM的孔，钻4105MM的孔（留有粗铰余量），孔口倒角145。粗铰4105MM的孔。选用型号为Z3025的摇臂钻床。锪平20MM的孔选用锪钻。4105MM的孔选用直径为10的钻头和直径为105MM的铰刀。钻6MM的孔，铣10MM的孔。选用专用的机床。刀具选用直径为6MM的加长型钻头和直径为10MM的材料为硬质合金立铣刀。专用夹具。粗铣凸台B、F面。机床选用卧式铣床，型号为X6030。刀具选用直径为12MM中齿的材料为硬质合金立铣刀。精铣凸台B、F面。机床还是选用卧式铣床，型号为X6030。刀具选用直径为10MM的材料为硬质合金细齿立铣刀。钻M14的底孔，攻M14的螺纹。选用型号为Z3025的摇臂钻床。参考文献1中表316、3148。加工M14的螺纹底孔选用直径为125MM的锥柄麻花钻。攻螺纹时选用代号为M1415的机用丝锥。专用夹具、机用丝锥夹头、螺纹塞规。34加工工序设计1工序10粗铣G、I、E及工序30精铣E、G面工序。查文献1表2321平面加工余量，Z精为1MM。已知E面总余量ZE总为4MM。故粗加工余量为3MM。查文献2表266，得粗铣的加工公差等级为IT9IT11级，取IT10,E面公差为012MM，G面公差为012MM。所以EX粗825006，G粗605006MM。校核E面精铣余量ZE精MIN精（825006）（815005）089MMG精（605006）（595005）089MM故余量足够。切削参数的选择查表316取粗铣每齿进给量ZF为013MM/Z；取精铣每转进给量为F05MM/R。粗铣走刀一次，P3MM；精铣走刀一次，P1MM。表316，取粗铣主轴转速为380R/MIN；取精铣主轴转速为700R/MIN。2工序20粗铣H、J面和工序40精铣H、J面。查文献1表2321平面加工余量，1MFZ精精。已知F面与H面的总余量都为35MM。故粗加工余量为25MM。查文献2表266，得粗铣的加工等级为IT9IT11级，取IT10，H面公差为010MM,J面公差为012MM。所以可得XH粗79005MM，J粗58006MM。H面余量校核MINZH精（79005）（78005）09MMJ面余量校核J精（57006）（56005）089MM故H面与J面余量均足够。切削参数的选择查上表表316取粗铣每齿进给量ZF为013MM/Z；取精铣每转进给量为F05MM/R。粗铣走刀一次，P3MM；精铣走刀一次，P1MM。查上表表316，取粗铣主轴转速为380R/MIN；取精铣主轴转速为700R/MIN。3工序50粗铣60MM和35MM的孔和工序60精铣60MM和35MM的孔。由于这两个是通过用铣刀加工出来的，所以精铣时按圆周铣来预留加工余量。参考文献3第171页，预留精加工余量为单边3560Z精精05MM。已知两孔的单边总余量皆为4MM，所以粗加工余量为35MM。粗铣的加工精度为IT9IT11,取IT10级。60MM的孔的公差为012MM，所以60X粗58006MM。60MM的孔的公差为010MM，35粗33005MM。余量校核35MINZ精（35001）（34005）2047MM60MINZ精600012590062046MM经校核，两孔精加工余量均足够。切削参数的选择参考文献3表75，取粗铣时切削速度VC45M/MIN,取精铣时切削速度为VC90M/MIN速度转换粗铣35孔的转速NVC/D895R/MIN取N900R/MIN精铣35孔的转速NVC/D1791R/MIN取N1800R/MIN粗铣60孔的转速NVC/D573R/MIN取N600R/MIN精铣60孔的转速NVC/D1433R/MIN取N1500R/MIN参考文献3表74，取粗铣时每齿进给ZF为02MM，精铣时每齿进给ZF为015MM。进给速度VFZFZN粗铣35孔的进给VF720MM/MIN精铣35孔的进给VF1620MM/MIN粗铣60孔的进给VF480MM/MIN精铣60孔的进给VF1350MM/MIN粗加工走一刀，P35MM；精加工走一刀，P05MM。第60、70道工序的加工程序所有加工程序都基于将工件坐标系原点建立在直径为35MM的孔的中心这一前提条件下编制的。加工直径为35MM的孔粗加工O0001G00G90Z200G17G42GOOX00Y00D01M03S900G00G43Z26H01G17G94G02X00Y165R825F720G02X00Y165R165G02X00Y00R825G00G43Z20H01G17G94G02X00Y165R825F720G02X00Y165R165G02X00Y00R825G00Z200G00X200Y200G40G90M30精加工O0002G00G90Z200G17G42GOOX00Y00D02M03S1800G00G43Z20H02G17G94G02X00Y165R875F1620G02X00Y175R175G02X00Y00R875G00Z200G00X200Y200G40G90M30加工直径为60MM的孔粗加工O0003G00G90Z200G17GOOX459Y00D03M03S600M98P31234G00X100Y100G40G90M30O1234G00G43W27H03G17G94G02X459Y29R145F480G02X459Y29R29G02X459Y00R145M99精加工O0004G00G90Z200G17GOOX459Y00D04M03S600G00G43W2H04G17G94G02X459Y29R145F480G02X459Y29R29G02X459Y00R145G00X100Y100G40G90M304工序90粗铣凸台B、F面和工序100精铣凸台B、F面。查文献1表2321平面加工余量，ZB精1MM。已知凸台B面的总余量为3MM，故粗加工余量为2MM。粗铣的加工精度等级为IT9IT11，取IT10。可查得B面的公差为012MM，F面公差为014MM，XB粗2006MM,F粗42007MM。余量校核MINZB精（301）（2006）084MMINF精（42007）41093MM经校核，B、F面余量足够。切削参数的选择参考文献3表74，取粗铣时每齿进给ZF为02MM，精铣时每齿进给ZF为015MM。参考文献3表75，取粗铣时切削速度VC45M/MIN,取精铣时切削速度为VC90M/MIN速度转换粗铣转速NVC/D1194R/MIN取N1200R/MIN精铣转速NVC/D2866R/MIN取N2900R/MIN进给速度VFZFZN粗铣进给VF960MM/MIN精铣进给VF2180MM/MIN四、夹具设计本次设计的夹具为第50道粗铣60MM和35MM的孔和第60道精铣60MM和35MM的孔工序共用的夹具。该夹具适用与XK6330数控铣床。1确定设计方案这道工序是用立式数控铣床加工60MM和35MM的两个通孔，所以从E、G面加工还是从H、J面加工都可以。但是考虑到装夹定位时要用到两个孔的端面来进行定位，若是从H、J面加工，以E、G面定位的话，定位时由于零件中部的I面比E面低但又比G面高，会带来干涉。故选用H、J面定位，从E、G面加工。工件以H、J面在夹具上定位，限制了三个自由度，再在零件右端以一定位块限制一个自由度，左边用一V形块限制两个自由度。从而将六个自由度都限制，实现精准定位。为了保证工件的刚性，在工件的中间部分增加一个辅助支承。在本工件加工时，工件局部要求与配件配作，用两个搭扣将两个零件固定在一起，以保证在加工过程中两工件间的相对位置没有因加工时的冲击振动而发生变化，保证加工的形状精度。本工件的夹紧方案，考虑到利用切削力来辅助夹紧，故从工件的上方以一压块在工件的中心位置即辅助支承的位置向下压紧工件。这样保证了夹紧力靠近支承点的夹紧原则，减小了工件的变形，保持工件加工时在夹具中的位置。2夹紧力的计算夹紧力的计算公式F夹KFF夹夹紧力。F切削力K安全系数。在上式中，由于切削力与夹紧力同向，查文献3可知安全系数K取25。由上表公式算出铣削力的计算公式为0FPFWFZZNCUXYKQDW已知P35F02W480Z4N600FC569X10FY08U090D25FQ09W01FZK134最后算出FZ为547NF夹2554713675N经强度校核比对，铰链连接用的10MM的销钉的强度已远超出了所要求的强度。故10MM的销钉能用用于承受夹紧时所带来的各种力的作用。3定位精度分析两孔的位置公差为01MM，对刀块的位置公差为002MM，它不应超过工件公差的1/3，即003MM。故对刀块的位置公差为002MM可以保证。五、设计心得这次设计相对于我自己来说是有一些难度的，而且也很繁琐。因为在进行设计的过程中有很多地方是之前已经设计好了的，到了后面验证后发现达不到要求