機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)連桿蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（含全套CAD圖紙）

1、機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)連桿蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備全套設(shè)計(jì)，聯(lián)系153893706設(shè) 計(jì) 者： 指導(dǎo)教師： 班級(jí)：數(shù)控083班2011-2-10機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)連桿蓋零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具內(nèi)容：（1）零件一毛坯合圖 1張（2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 8張（3）夾具裝配總圖 1張（4）夾具零件圖 1張（5）課程設(shè)計(jì)說明書 1份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。班 級(jí)：數(shù)控083學(xué) 生：李鵬指導(dǎo)老師：司堯華時(shí) 間： 2011年2月 10日目 錄 序言：設(shè)計(jì)目的 1 一、零件的分析 1 1、零件的作用 2

2、、零件的工藝分析 二、確定毛坯，畫毛坯零件合圖 4 1、選擇毛坯 2、確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差 3、零件的毛坯圖（如附圖二所示） 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 1、定位基準(zhǔn)的選擇 2、零件表面加工方法的選擇 3、制定工藝路線 四、加工工序設(shè)計(jì) 8 1、選擇加工設(shè)備及工藝裝備 2、確定工序尺寸 五、確定切削用量及基本時(shí)間 9 1、時(shí)間定額計(jì)算 六、夾具設(shè)計(jì) 9 1、確定設(shè)計(jì)方案 2、計(jì)算夾緊力 3、定位精度分析參考文獻(xiàn)設(shè) 計(jì) 目 的 本次課程設(shè)計(jì)的目的在于：1.培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)

3、零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸的確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過訓(xùn)練，能根據(jù)被加工零件的加工要求，選擇高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。3.培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。4.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。一、零件的分析1、零件的作用連桿蓋零件，是汽車上的動(dòng)力連接裝置中的主要零件。20孔與動(dòng)力源配合起定心作用。用81mm的半圓將動(dòng)力傳至輸出裝置。 2、 零件的工藝分析此零件為連桿蓋合件之二-連桿蓋，連桿蓋的視圖完整，尺

4、寸、公差及技術(shù)要求齊全。此零件形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，零件各表面的加工并不困難，但是基準(zhǔn)孔81+0.021 0mm以及小頭孔要求表面粗糙度ra1.6偏高?；舅悸窞橄燃庸ご箢^孔再以其為基準(zhǔn)來加工小頭孔。在小頭孔中間的大的溝槽需要用r67mm具去加工，同樣在加工大頭孔內(nèi)表面的溝槽時(shí)也要用特殊的r25mm的刀具去加工。此外還應(yīng)該注意：1.該連桿蓋為整體鑄造成型，其外形可不在加工。鑄件尺寸公差，鑄件尺寸公差分為16級(jí)，由于是中批量生產(chǎn)，毛坯制造方法采用金屬模鑄造，由機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)查得，鑄件尺寸公差等級(jí)為13級(jí)。2.連桿大端孔對(duì)a基準(zhǔn)的平行度公差為0.01mm。3.大端孔兩端的臺(tái)階面對(duì)b基準(zhǔn)的對(duì)稱度公

5、差為0.3mm。4.小端孔中間的溝槽，對(duì)基準(zhǔn)b的對(duì)稱度為0.2mm。5.鑄件毛坯需要經(jīng)過人工時(shí)效處理。6.材料 qt450-10 。7.采用2mm的鋸片銑刀加工，也可以改為線切割加工，該道工序使的連桿大孔為一個(gè)不完整的半圓。若采用線切割可減小加工缺陷，但是采用銑刀可以節(jié)約加工時(shí)間。由于加工為中批量生產(chǎn)所以采用銑刀加工。 8.連桿大小頭孔平行度的檢驗(yàn)，可采用穿入專用心軸，在平臺(tái)上用等高的v型塊支撐連桿大頭孔心軸，測(cè)量大頭孔心軸在最高位置時(shí)兩端的差值，其差值一半即為平行度誤差。二、確定毛坯，畫毛坯零件合圖（附圖二）1、 選擇毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。為保證質(zhì)量，減少加工質(zhì)量，采用砂型鑄造造。

6、這種鑄件的精度，表面質(zhì)量好，鑄件的形狀也可復(fù)雜一些，加工余量小，鑄件的材料組織分布比較有利，因而機(jī)械強(qiáng)度較高，因此零件材料確定毛坯為鑄件。根據(jù)第一章有關(guān)表格及鑄造工手冊(cè),確定外表面單邊加工余量為34mm。2、 確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差參考文獻(xiàn)1：查表2-3、表2-4確定確定外表面單邊加工余量為34mm。根據(jù)表1-18，端面加工余量確定為4mm。參考文獻(xiàn)1表2.3，用查表法可得鑄件主要尺寸的公差，如表2-1所示。表2-1 主要毛坯尺寸主要加工尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸備注20孔2051081孔815.570零件厚度43247大端耳座厚度21.52.52440外圓柱面4555015mm槽1

7、51503、 零件的毛坯圖（如附圖二所示）三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1、 定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇：連桿蓋為鑄造零件，大圓的軸線是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)也是裝配基準(zhǔn)，為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，大圓的軸線為定位基準(zhǔn)，遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。所以選用大圓的軸線為精基準(zhǔn)，應(yīng)先進(jìn)行加工，因此應(yīng)選圓孔20為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇: 連桿蓋為鑄造零件所以加工時(shí)應(yīng)該根據(jù)“基面先行”原則，先加工精基準(zhǔn)面，所以選用10圓孔面為粗基準(zhǔn)面，采用此種方法加工，夾緊方案簡(jiǎn)單可靠，操作方便。2、零件表面加工方法的選擇該零件的加工面有內(nèi)孔、端面、小孔及槽等，材料為qt450-10。參考有關(guān)資料，其加工方法的選擇如下：毛坯的大端兩端面應(yīng)該

8、互為基準(zhǔn)加工，表面粗糙度為ra3.2，需粗銑-半精銑。大端孔81mm：內(nèi)表面粗糙度為ra1.6，需進(jìn)行粗鏜-精鏜。小端孔20：內(nèi)表面粗糙度為ra1.6，需進(jìn)行擴(kuò)-半精鉸。大端孔內(nèi)溝槽：表面粗糙度為ra6.3，一次成型磨即可。切割面：表面粗糙度為ra1.6，需精銑。兩臺(tái)階面；底面為ra6.3，側(cè)面為ra1.6，故采用粗銑臺(tái)階面后，對(duì)則面進(jìn)行精銑并保證距離尺寸94mm，以及對(duì)稱度0.3mm a。兩個(gè)螺紋孔的加工：鉆-鉸孔。小端孔的大溝槽采用r67mm的成型銑刀去加工。大端孔內(nèi)表面的溝槽采用r25的砂輪磨削。小端孔里面的夠槽用精細(xì)的鏜刀加工。在將連桿蓋毛坯從大孔孔中間切開的時(shí)候采用2mm的鋸片銑刀。

9、3、制定工藝路線連桿的加工工藝路線一般是先進(jìn)行外形的加工，再進(jìn)行孔、槽等加工。連桿的加工包括各側(cè)面和端面的加工。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，連桿蓋加工可按下面工藝路線進(jìn)行。又因?yàn)榇肆慵笮∨可a(chǎn)，所以工序安排要求較集中。工序10：鑄造毛坯。工序20：無損探傷，查是否有夾渣，氣孔，疏松等缺陷。工序30：清理毛刺、飛邊，涂漆。工序40：人工時(shí)效處理。工序50：劃桿身中心線，以及大小端孔的中心線。工序60：按線加工，粗、精銑連桿大小端兩平面，互為基準(zhǔn)，保證尺寸43mm。工序70：重劃大小端孔中心線，并選擇一個(gè)面為基面。 工序80：以基面定位，按線找正，粗鏜大小頭孔，分別為780.05mm,

10、 170.05mm.工序90：以基面定位，按線找正，精鏜大端孔到81mm。并定其軸線為基準(zhǔn)a。工序100：以大端孔、基面定位，借助側(cè)面裝夾工件，精鏜小頭孔至20mm。并保證中心距為85mm，以及對(duì)基準(zhǔn)a的平行度為0.01mm。工序110：磨大端孔內(nèi)表面的溝槽 砂輪r25mm，磨削深度2.5mm。車倒角1*45度。工序120：以基面、側(cè)面和小端孔定位裝夾工件，按照大端孔的中心線用鋸片銑刀將連桿切開，并對(duì)連桿做好標(biāo)記。工序130：以基面、連桿體側(cè)面和分割面裝夾工件，銑削兩個(gè)臺(tái)階面，保證臺(tái)階面的距離為94mm，深度3.5mm，以及對(duì)基準(zhǔn)a的對(duì)稱度為0.3mm。鉆兩邊的底孔10mm，保證中心距為110

11、0.15。工序140：由鉗工鉸孔2-m12-6h。工序150：以連桿分割面、基面定位裝夾，銑削溝槽寬15mm，r67mm的盤形銑刀。對(duì)基準(zhǔn)a的對(duì)稱度為0.01mm。工序160：用微型銑刀銑內(nèi)溝槽 直徑21mm，寬1.1mm，兩溝槽距離37mm。工序170：車倒角0.5*45度。工序180：檢查各個(gè)部分的尺寸和精度。工序190：組裝入庫。四、工藝設(shè)計(jì)1、 選擇加工設(shè)備及工藝裝備由于生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均有人工完成。工序一：粗、精銑連桿大小端兩平面

12、， 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，應(yīng)選銑床，故選常用的x5020b型立式銑床。選a類可轉(zhuǎn)位面銑刀（參考文獻(xiàn)1表3-23）、專用夾具和游標(biāo)卡尺。工序二：粗鏜精鏜81，選用在臥式鏜床上加工，故選用t611a型臥式鏜床。選用單刃鏜刀（參考文獻(xiàn)1表3-4）,專用夾具和游標(biāo)卡尺。工序三：粗鏜精鏜20，選用在臥式鏜床上加工，故選用t611a型臥式鏜床。選用單刃鏜刀（參考文獻(xiàn)1表3-4）,專用夾具和游標(biāo)卡尺、千分尺。工序四：粗磨削大端孔內(nèi)表面的溝槽，選用的機(jī)床應(yīng)使用范圍較廣為宜，故選常用的m2110內(nèi)圓磨床，選r25mm砂輪（參考文獻(xiàn)3表3-35）游標(biāo)卡尺、千分尺。工序五：粗銑精銑大端面槽，

13、應(yīng)選用臥式銑床，故選常用的x6012型臥式銑床即能滿足加工要求。選用鋸片銑刀（參考文獻(xiàn)1表3-14），專用夾具、游標(biāo)卡尺。工序六：粗銑兩臺(tái)階面，應(yīng)選用立式銑床，故選常用的x5020b型立式銑床選用d=16mm高速鋼直柄倒角刀（參考文獻(xiàn)1表3-17）專用夾具，游標(biāo)卡尺。工序七：鉆兩臺(tái)階面上螺紋底孔，擴(kuò)孔，并鉸螺紋，可在鉆床上加工，故選z512a立式鉆床，選用莫氏錐柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)1表3-4），硬質(zhì)合金鉸刀（參考文獻(xiàn)2表3-15）專用夾具、塞規(guī)檢查孔徑。工序八：粗銑精銑小端槽，應(yīng)選用臥式銑床，故選常用的x6012型臥式銑床即能滿足加工要求。選用鋸片銑刀（參考文獻(xiàn)1表3-14），專用夾具、游標(biāo)卡尺

14、。工序九：粗車0.5*45度倒角選用的機(jī)床應(yīng)使用范圍較廣為宜，故選常用的ca6140型車床，選yt15硬質(zhì)合金車刀（參考文獻(xiàn)1表3-23）、三爪卡盤和游標(biāo)卡尺、千分尺。2、 確定工序尺寸確定圓柱面的工序尺寸。查表可以得出該零件各加工表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表：由p62表4-29得：粗、精銑連桿大小端兩平面，左端面第一次粗銑到45.5mm，直接精銑到45mm。翻轉(zhuǎn)右端面第一次粗銑43.5mm，第二次精銑到43mm。由p65表2-46得：粗鏜精鏜81，第一次粗鏜2.5mm, 第二次粗鏜2.5mm精鏜削0.5mm。由p46表2-39得：粗鏜精鏜20，第一次粗鏜2.5mm,

15、第二次粗鏜2mm精鏜削0.5mm。由p62表2-39得：粗磨削大端孔內(nèi)表面的溝槽，第一次粗磨1.5mm，第二次粗車1mm。由p45表2-36得：粗銑精銑大端面槽,直接銑到所需尺寸。由p71表1-26得：粗銑兩臺(tái)階面，粗銑的加工余量為2.5mm。由p41表2-26得：鉆兩臺(tái)階面上螺紋底孔，鉆孔為10mm，擴(kuò)到11.4mm，鉸削余量為0.6mm。由p45表2-36得：粗銑精銑小端槽,粗銑到13.5mm，精銑到15mm。五、確定切削用量及基本時(shí)間（工序七）1、時(shí)間定額計(jì)算根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求：工序七要先由鉆刀鉆螺紋底孔，接著由擴(kuò)刀對(duì)孔進(jìn)行擴(kuò)大，最后由鉸刀加工出螺紋。所以工序七的時(shí)間定額。應(yīng)為如下計(jì)算：基

16、本工時(shí)：t=(l+l1+l2)/nf=（85*10+2+0）/600/0.65=2.18(min)工序七的輔助時(shí)間ta的計(jì)算： 根據(jù)第六章第三節(jié)所述，輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.050.2）tj，本工序取tf=0.15tj，則本工序的輔助時(shí)間為：tf=0.2*tj=0.2*2.18=0.436s tj=10*2=20s工序七其他時(shí)間的計(jì)算：除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地點(diǎn)、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于該零件是中批量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可以忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%7%，休

17、息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%4%，該零件取3%，則工序七的其他時(shí)間（tb+tx）可按關(guān)系式（3%+3%）*（tj+tf）計(jì)算，如下所示： 工序七其他時(shí)間：tb+tx=6%*（2.18+0.436）=0.157s單件時(shí)間tdj的計(jì)算：tdj=2.18+20+0.157=22.337s6、 夾具設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的夾具為第七道工序鉆2m12螺紋底孔。1、 確定設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)連桿蓋零件的夾具，連桿蓋屬于盤形零件，故使用鉆床的固定式。本設(shè)計(jì)連桿蓋是屬于盤形零件，應(yīng)該使用大端面底面和側(cè)面定位方式。當(dāng)加工一側(cè)的螺紋孔時(shí)，另一側(cè)的螺紋孔應(yīng)采用壓板壓緊從而固定住零件，是加工可靠準(zhǔn)確，一邊加工好后換另

18、一邊。由于設(shè)計(jì)的夾具是關(guān)于鉆10的圓孔,所以使用鉆套，以便引導(dǎo)麻花鉆定位,從而保證螺紋孔不會(huì)偏離軸線。再用定位螺釘固定上壓壓板，下部用臺(tái)虎鉗夾緊固定。用立式鉆床依次鉆10個(gè)孔。夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)保證工件夾緊可靠、安全、不破壞工件的定位及夾壓表面的精度和粗糙度。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)必須合理選擇夾緊力的方向和作用點(diǎn)，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行夾緊力的估算。2、 計(jì)算夾緊力在確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過程中夾緊最大的受力狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)，即 fwk=kfw式中：fwk實(shí)際夾緊力、 fw計(jì)算出的理論夾緊力、k安全系數(shù)。粗加工時(shí)取2.53。由于本設(shè)計(jì)使用的是鉆床鉆孔,所以將算出切削扭矩m. m=cmd0xmfymkm0.001 =333.54201.920.80.870.001 300(nm) 夾緊裝置的設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)綜合性的問題，確定夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)時(shí)，必須全面考慮工件的結(jié)構(gòu)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)與布置等因素。要求夾緊裝置動(dòng)作迅速，操作安全省力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造并且體積小、剛度好，有足夠的夾緊行程和裝卸工件的間隙。夾緊力基本計(jì)算公式為： w=ql/tan(+1)(d/2)+r(tan2)