三轴连杆课程设计说明书

1、机电及自动化学院专业课程综合设计设计题目：三轴连杆工艺流程设计专 业： 机械电子工程届 别： 08 级学 号：0811114046姓 名：指导老师：2011一、设计题目三轴连杆零件的加工工艺流程二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1 张(2) 生产类型 : 大批大量生产摘要设计内容：设计“三轴连杆”零件的机械加工工艺规程及工艺装 备，并绘制出三轴连杆零件图、三轴连杆毛坯图、夹具装配图，夹具 体零件图。填写机械加工工艺过程综合卡片、机械加工工艺卡片。编 制课程设计说明书。设计意义： 本课程设计是重要的实践教学环节之一。 是在完成生 产实习， 学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。 通

2、过该 课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问题、 解决问题的能力， 在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造 的工艺问题， 设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备， 提高了结构 设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次 适应性训练，从而打下了良好的基础。关键词：三轴连杆 ;课程设计; 工艺规程；工艺装备；目录1 三轴连杆零件工艺性分析 51.1 零件的工艺分析 51.2 零件的技术要求 51.3 审核零件的工艺性 51.4 确定三轴连杆的生产类型 62 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图. 62.1 选择毛坯 62.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

3、62.2.1 公差等级 62.2.2 锻件重量 72.2.3 锻件形状复杂系数 . 72.2.4 锻件材质系数 . 72.2.5 零件表面粗糙度 . 72.3 绘制三轴连杆锻造毛坯简图 83 拟定零件工艺路线 93.1 定位基准的选择 93.1.1 精基准的选择 . 93.1.2 粗基准的选择 . 93.2 表面加工方法的确定 93.3 加工阶段的划分 93.4 工序的集中与分散 103.5 工序顺序的安排 103.6 确定工艺路线 104 加工余量、工序尺寸和公差以及切削用量的确定 115 时间定额的计算 157 方案综合评价与分析 178 体会与展望 179 参考文献 181 三轴 连 杆

4、 零 件 工艺 性 分 析1.1 零件的工艺分析分析零件图可知，该三轴连杆的侧面端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在Ra6.3以上，故可用铳削加工。 25H6mm勺孔的粗糙度为 Ra1.6，所以采用钻-扩-粗铰-精 铰的工艺过程在钻床上加工。 35H6mm勺孔的粗糙度为 Ra1.6，所以采用钻-扩-粗铰-精铰 的工艺过程在钻床上加工。 90H6mm勺孔的粗糙度为 Ra1.6，所以采用粗镗-半精镗-精镗的 工艺过程在钻床上加工。各个内孔对精度要求较高， 由于端面为平面， 可防止钻头钻偏以保证加工精度。 该零件 除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以铣床的粗加工就可达到要求。1.2

5、零件的技术要求根据三轴连杆零件图纸将该三轴连杆的全部技术要求列于表中。见表1-1 O表1-1三轴连杆零件技术要求表加工表面尺寸及偏差(mm公差及精度 等级表面粗糙度Ra(um)形位公差三轴连杆R18下表面20 0.2IT136.3三轴连杆R18上表面20 0.2IT136.3三轴连杆 50下表面35 0.2IT136.3三轴连杆 50上表面35 0.2IT136.3三轴连杆 112下表 面50 0.2IT136.3三轴连杆 112上表 面50 0.2IT136.325孔oc 0.013250IT61.635孔35。0.016IT61.690孔9000.022IT61.61.3审核零件的工艺性分

6、析零件图可知，三轴连杆的上下端面均要求切削加工，该零件除主要工作表面(三轴0.0130.0160.022连杆上下端面、250孔、350 孔、900孔)外其余加工表面加工精度较低，通过铳削粗加工就可以达到，虽然主要工作表面加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的公艺性较好。1.4确定三轴连杆的生产类型该三轴连杆的生产为大批生产。2-3 )和(2-5J可以计算出锻件的复杂系数2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1选择毛坯由零件要求可知，不但要有高的抗拉、压强度和高的疲劳强度，而且要有足够的刚性和 韧性，选择材料为 45钢。为增强三轴连

7、杆的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛胚选用锻 件。该零件轮廓尺寸不大，且生产类型数大批生产，为提高生产率和锻件精度，采用模锻方 法制造毛胚，毛胚拔模斜度为7o。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下的因素公差等级由三轴连杆的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。锻件重量已知机械加工后的三轴连杆为45钢，密度为7.8克每立方厘米，估算体积为，506立方厘米，算得重量约为 4Kg,由此可初步估计机械加工前的锻件的重量为4.5Kg锻件形状复杂系数对三轴连杆进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度，即350mm/(Ibh )/ 350

8、150 50 7.8 10所以锻件形状复杂系数为S3级锻件材质系数由于该材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M 1级。225零件表面粗糙度由零件图可知，该三轴连杆的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1.6um根据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表表三轴连杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/Kg包容体重量/Kg形状复杂系数材质系数公差等级4.520S3Mi普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注厚度201.52.0 0.5表 2-112.02.2取 2表 2-13厚度351.72.2 0.5表 2-112.0

9、2.2取 2表 2-13厚度501.72.2 0.5表 2-112.02.2取 2表 2-13孔径 35孔1.72.2 0.5表 2-112.0表 2-14孔径 90孔1.72.2 0.5表 2-112.5表 2-14孔径 25孔孔径小于最小冲孔孔径，所以该孔为实体中心距2701.0表 2-12中心距951.0表 2-122.3绘制三轴连杆锻造毛坯简图3拟定零件工艺路线3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择零件主视图中的112下表面和 90孔中心线作为

10、精基准。粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。 而对有若干个不加工表面的工件， 则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则， 选取零件孔 90的外圆面为粗基准。3.2表面加工方法的确定连杆零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案粗铳0 112圆盘两端 面IT136.3粗铳粗铳0 50圆盘两端面IT136.3粗铳粗铳R18圆盘两端面IT136.3粗铳0 90孔IT61.6粗镗-半精镗-精 镗0 35孔IT61.6钻-扩-粗铰-精铰:0 25孔IT61.6钻-扩-粗铰-精铰3.3加工阶段的划分该三轴连杆上下表面加工质量

11、要不高，可将对上下表面加工阶段划只分为粗加工一个阶段。该三轴连杆各个内孔加工质量要较高，需要分为粗加工，精加工两个阶段在粗加工阶段。首先将精基准（112下表面和90孔）准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铳三轴连杆底面以及上表面， 然后粗铳连杆上的槽的内侧面和底面；由于三个孔的精度较高，需要按照要求钻-扩-粗铰-精铰25孔和35孔以及粗镗-半精镗-精镗90孔；3.4工序的集中与分散选用工序集中原则安排三轴连杆的加工工序。该三轴连杆的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次 数少，不但可以缩

12、短辅助时间， 而且由于一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。3.5工序顺序的安排1) 遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准一一下端面和90孔。2) 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3) 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。4) 遵循“先面后孔”原则，先加工主要表面，后加工孔；先加工上下端面，然后加工三个 孔。3.6确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了三轴连杆的工艺路线。三轴连杆工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床装备刀具量具1粗铳0 112圆盘两端面立式铳床X51高速钢套式面铳刀游标

13、卡尺2粗铳0 50圆盘两端面立式铳床X51高速钢套式面铳刀游标卡尺3粗铳R18圆盘两端面立式铳床X51高速钢套式面铳刀游标卡尺4粗镗-半精镗-精镗0 90 孔镗床T612硬质合金镗刀卡尺、塞规5钻-扩-粗铰-精铰0 35 孔立式钻床Z550麻花钻、铰刀卡尺、塞规6钻-扩-粗铰-精铰0 25 孔立式钻床Z550麻花钻、铰刀卡尺、塞规7清洗清洗机8终检塞规、百分表、卡尺等4 加工余量、工序尺寸和公差以 及 切削用量的确定第 5 道工序的加工过程： 查表得粗铣余量为 2mm0 112圆盘两端面的加工过程为先铳下表面，以下表面为精基准加工其他表面，©112圆盘毛坯厚度为 54mm选取铳刀直径

14、为 80mm查表可知；背吃刀量为 2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s.n=1000*18/ n *80=71.65r/min ,查表选取 n=80r/min,实际 v=n*80* n =20.1m/min第 6 道工序的加工过程： 查表得粗铣余量为 2mm50圆盘两端面的加工过程为先铳上表面，©50圆盘毛坯厚度为 39mm选取铳刀直径为 80mm查表可知；背吃刀量为 2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s.n=1000*18/ n *80=71.65r/min ,查表选取 n=80r/min,实际 v=n*80* n =20.1m/min第 7 道工序

15、的加工过程：查表得粗铣余量为 2mmR18圆盘两端面的加工过程为先铳上表面，R18圆盘毛坯厚度为 24mm选取铳刀直径为 80mm查表可知；背吃刀量为2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s.n=1000*18/n *80=71.65r/min ,查表选取 n=80r/min,实际 v=n*80* n =20.1m/min第 8 道工序的加工过程：查表得，精镗余量为 0.18mm,半精镗余量为1.75mm,粗镗余量为2mm所以毛坯内径 为 86.1mm1 ）粗镗工步查表知,背吃刀量为 2mmf=0.41查表得切削速度为 v=50-70m/min,取 v=60m/min , n=10

16、00*88/60* n =286r/min,取 n=245r/m,实际 v=n*88* n =66.9m/min2）半精镗工步查表知，背吃刀量为 1.75mmf=0.2查表得切削速度为 v=95-135m/min,取 v=100m/min , n=1000*89/100* n =283.4r/min,取 n=245r/m,实际 v=n*89* n =68.5m/min3）精镗工步查表知，背吃刀量为 0.18mmf=0.1查表得切削速度为 v=100-150m/min,取 v=125m/min , n=1000*125/90* n =442.3r/min,取 n=370r/m,实际 v=n*90

17、* n =104.6m/min第 8 道工序的加工过程：查表2-28，则精铳余量Z精铳=0.07，粗铰余量Z粗铰=0.18，扩孔余量Z扩孔=1.75 , 钻孔余量 Z 钻孔 =2。查表 1-20 可依次确定各工序尺寸的加工精度为,0.18 0.11所以，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为粗铳（80mr）精铳（10°mm）,它们之间的相互关系如图1-2所示。钻孔为IT12=0.25mm,扩孔为IT11=0.16mm,粗铰为IT11 ,精铰为 IT6=0.016mm。工序尺寸偏差按“如体原则”标注，则总结为下表0 35的加工 过程钻孔扩孔钻粗铰精铰基本尺寸3334.7534.9335公差

18、等级IT12IT11IT11IT6加工后尺寸3300.2534.7500.1634.9300.16oc 0.016350所以，该工序各工步的工序尺寸及公差之间的相互关系如下图所示加工方向（1 ）钻孔工步1）背吃刀量 ap=2mm2） 进给量 由表5-22，选取每转进给量f=0.30.6mm/r ，再根据立式钻床Z550的技术参数表 4-9，取 f=0.4mm/r。3）切削速度由表5-22查得，因为工件为 45号钢，v=1825m/min，取v=20 m/min，带入公式得 n 1000V1°°°20193r 参照表4-9所列Z550型立式钻床的主轴转速d 3.14

19、 33/min取 n=185r/min。实际转速为 v n d18531433 19.17 m .1000 1000 z min（2 ）扩孔工步1）背吃刀量 ap=1.75mm2） 进给量 由表5-23，选取每转进给量f=0.60mm/r，再根据立式钻床 Z550的技术参数表4-9，取 f=0.62mm/r。3）切削速度 由表5-24查得，因为工件为 45号钢，v=53.4m/min，取v=53.4m/min，带入公式得 n 1000v1000 53.4489 r .参照表4-9所列Z550型立式钻床的主轴转d 3.14 34.75/minn d1000速取n=500r/min。实际转速为 v

20、500 3.14 3“7554.56mmjn1000（3 ）粗铰工步1）背吃刀量 ap=0.18mm2）进给量 由表5-31，选取每转进给量f=0.40.6mm/r，再根据立式钻床 Z550的技术参数表 4-9，取 f=0.4mm/r 。3）切削速度 由表5-31v=1.25m/m in，取v=5m/min ，带入公式得1000v1000 5nd 3.14 34.93n45.59口参照表4-9所列Z550型立式钻床的主轴转速取n=47r/min。实际转速为 v47 3.14 34.93100010005.2in（4 ）精铰工步1）背吃刀量 ap=0.07mm2）进给量 由表5-31，选取每转进

21、给量f=0.40.6mm/r再根据立式钻床 Z550的技术参数表 4-9，取 f=0.4mm/r 。3）切削速度 由表5-31查得，v=1.25m/m in取 v=5m/min ， 带入公式得1000v1000 5“rn45.49r .d 3.14 35/minn=47r/min。实际转速为 v n d彳7-1000参照表4-9所列比空5.2Z550型立式钻床的主轴转速取in5 时间定额的计算第 5 道工序l=200mm， f=0.4mm/r,n=80t1=l/n*f=375sT 总 =2*t1*1.2=900s第 6 道工序l=130mm， f=0.4mm/r,n=80t1=l/n*f=24

22、3.8sT 总 =2*t1*1.2=584.6s第 7 道工序l=130mm， f=0.4mm/r,n=80t1=2l/n*f=243.8sT 总 =2*t1*1.2=584.6s第 8 道工序1）粗镗l=55mm，f=0.41mm，n=245r/mint1=l/n*f=31.3s2）半精镗l=55mm，f=0.2mm，n=245r/mint2=l/n*f=63.2s3）精镗l=55mm，f=0.1mm，n=370r/mint3=l/n*f=81.1sT=（ t1+t2+t3 ） *1.2=210.8第 9 道工序1）钻孔 1 =35 mmf=0.4 mm/r, n=185 r/min带入t仁

23、28.4s2）扩孔,1 =35 mmf=0.62 mm/r, n=500 r/min带入7.8s3）粗铰 1 =35 mm,f=0.4 mm/r, n=47 r/min带入 t j L fn 126.6s4）精铰 l =35 mm,f=0.4 mm/r, n=47 r/min 带入 tj Lfn 122sT= （t1+t2+t3+t4） =341.8s第10道工序1）钻孔丨=20 mmf=0.4 mm/r, n=351r/m in 带入 t1=8.6s2）扩孔丨=20mmf=0.62 mm/r, n=735 r/min带入 t2=2.7s3）粗铰 l =20mmf=0.4 mm/r, n=63

24、 r/min带入 t3=47.6s4）精铰 l =20mmf=0.4 mm/r, n=63 r/min带入 t4=47.6sT=（ t1+t2+t3+t4）*1.2=127.8s7 方案综合评价与分析此套方案， 机械加工工艺规程设计是在分析零件的功能与工艺性的基础上展开的。 工艺 规程制定合理、规范，有很强的实用性。总之，这套方案合理、规范，使用性强。8 体 会与 展 望两周的课程设计就快结束， 本作品也接近尾声， 回想整个设计过程感觉收获满满的， 我 们终于走出了课本能够真正的自己动手设计充分的实现了理论与现实相结合， 感觉很不容易 但还是成功的完成了任务。 本次设计要非常感谢老师大力支持和热心的帮助， 您的帮助我们 看在眼里记在心里，在此对老师说声您辛苦了。机械制造工艺课程设计是机械制造工艺课程教学的一个不可或缺的辅助环节。 它是我全 面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺设计的一次重要实 践。培养了自己编制机械加工工艺规程的能力， 为以后搞好毕业设计和去工厂从事工艺设计 做了一些必要的准