2022年连杆零件加工工艺及专用钻床夹具的设计.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 江苏城市职业学院毕业设计论文届设计论文题目办 学 点 系专 业 班 级 学 号 学 生连 杆 零 件 加 工 工 艺 及 专 用 钻 床 夹 具 的 设 计指 导 教 师 职 称I 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 连杆零件加工工艺及专用钻床夹具的设计摘 要本设计是关于连杆零件的加工工艺规程和专用夹具的设计,以介绍设计方法为宗旨,着重实力,力图做到内容完整、详实;这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与协作、机械制图、工程材料与热处理工艺等学问很好的串联了起
2、来,稳固了所学学问的作用;第一是对工件机械加工 工艺规程的制定,工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的;设计零件的工艺规程以及对典型夹 具进行结构分析与精度分析;通过本课程的设计使同学具有肯定的设计专用夹具的才能和分析生产 中与夹具有关的技术问题的才能;关键词 : 专用钻床夹具;工艺规程;切削用量;加工余量II 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录第一章 引 言 1 其次章 连杆零件机械加工工艺规程的编制 2 2.1 运算生产纲领,确定生产类型 2 2.2 零件的分析 3 2.3 挑选毛坯及毛坯制造方法 3 2
3、.4 工艺规程设计 4 定位基面的挑选 4 2.4.2 连杆零件外表加工方法的挑选 4 2.4.3 制定工艺路线 5 2.4.4 挑选加工设备及工艺装备 5 2.5 加工工序设计、工序尺寸及切削用量的运算 5 2.6 时间定额运算 9 第三章 连杆零件的夹具设计 10 3.1 机床夹具设计的基本要求和一般步骤 10 3.1.1 对专用夹具的基本要求 10 3.1.2 专用夹具设计步骤 11 3.2 连杆零件的钻床夹具设计 11 3.2.1 零件本工序的加工要求分析 12 3.2.2 确定夹具类型 12 3.3 拟订定位方案和挑选定位元件 12 3.4 绘制夹具总装图 14 III 名师归纳总结
4、 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章总结 15 参考文献 1 致谢 2 IV 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章引言机械制造工艺规程的制定需挑选机械加工余量,机械加工余量的大小,不仅影响机 械零件的毛坯尺寸,而且也影响工艺装备的尺寸,设备的调整,材料的消耗,切削用量 的挑选,加工工时的多少;因此,正确的确定机械加工余量,对于节省金属材料,降低 刀具损耗,削减工时,从而降低产品制造成本,保证加工质量具有非常重要的意义;在 这次设计过程中,广
5、泛的收集各种资料及标准,课程设计中另一个重要的设计为专用夹 具的设计;专用夹具的设计是为了特别加工工序的技术要求的加工;夹具是机械制造厂 使用的一种工艺装备 , 分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等;各种金属切 削机床上用于装夹工件的工艺装备,称机床夹具,如车床上使用的三爪自定心卡盘、铣 床上使用的平口虎钳等;1 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 连杆零件机械加工工艺规程的编制2.1 运算生产纲领,确定生产类型生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用,它打算了各工序所需专业化和自动化
6、的程度,以及所选用的工艺方法和工艺装备;零件生产纲领可按下式运算;N=Qn1+a%1+b%依据教材中生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系,确定其生产类型;图 2-1,为某产品上的一个连杆零件; 该产品年产量为 5000 台;设其备品率为 25%,机械加工废品率为0.2%,每台产品中该零件的数量为1 件,现制定该连杆零件的机械加工工艺规程;图 2-1 连杆零件工件N=Qn1+a%1+b%=5000*1* 1+25%1+0.2%=6262.5 件/年连杆零件的年产量为 6262.5 件,现已知该产品属于轻型机械, 依据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献,确定其生产类型为大量生产;大量生产
7、的工艺特点:零件的互换性:具有广泛的互换性,少数装配精度较高处,采纳分组装配法和调整2 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 法;1. 毛坯的制造方法和加工余:广泛采纳金属模机器造型,铸或其他商效方法;毛坯 精度高,加工余量小;2. 机床设备及其布置形式:广泛采纳商效专用机床及自动机床,按流水线和自动排 列设备;3. 工艺装备:广泛采纳高效夹具,复合刀具,专用量具或自动检验装置,靠调整法 到达精度要求;2.2 零件的分析1加工外表的尺寸精度和外形精度;2主要加工外表之间的相互位置精度;3加工外表的粗糙度及其他方面的外表
8、质量要求;4热处理及其他要求;2.3 挑选毛坯及毛坯制造方法1 依据零件用途确定毛坯类型;2 依据批量生产纲领确定毛坯制造方法;3 依据手册查定外表加工余量及余量公差;依据技术要求,零件材料为 ZG310570,即铸造碳钢;如表 2-1;按 GB/T5613ZG” 后加工两组数字 1995 规定,铸钢牌号用“ 铸” 和“ 钢” 两字汉语拼音首位字母“表示;毛坯的制造方法:依据毛坯的材料,生产类型,生产纲领及零件的复杂程度,毛坯可采纳铸成型;零件并不复杂, 因此毛坯可以与零件的外形尽量接近;两孔可不必锻出, 直接加工;通过查加工余量表,得两端面的总加工余量为 3mm,毛坯尺寸可以通过加工余量确定
9、;ZG310570 表示 s310MPa, B570MPa 的铸钢;铸造碳钢的碳质量分数一般为 0.15%0.6%,其铸造性能比铸造铁差,但力学性能比铸造铁好;主要用于制造形状复杂,力学性能要求高,而在工艺又很锻压等方法成形的比较重要的机械零件,例如机车车辆的车销和联轴器等;铸造碳钢的牌号,化学成分,力学性能见表 2-1 ;表 2-1 铸造碳钢热处理及机械性能3 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 主要化学成分 W% 主要特性用途举例C Si Mn P S 有较好强度、 塑性、轨 刚 机 架 模不大于焊接、性能尚好;
10、具、箱体、缸体连杆、曲轴等;正火或退火温度 s% 回火温度 kJ/cm2 870890 620680 bN/mm2 sN/mm2 %570 310 15 21 30 m,毛坯的钎维组织好,强度高,生产率较高,但需要专用锻模及锻锤设备;2.4 工艺规程设计定位基面的挑选是拟定零件的机械加工路线,确定加工方案中第一要做的重要工 作;基面挑选得正确、合理与否,将直接影响工件的加工质量和生产率;在挑选定位基面时,需要同时考虑以下三个问题:1以哪一个外表作为加工时的精基面或统一基准,才能保证加工精度,使整个 机械加工工艺过程顺当地进行;2为加工上述精基面或统一基准,应采纳哪一个外表作为粗基面;3是否有个
11、别工序为了特别的加工要求,需要采纳统一基准以外的精基面;精基面的挑选:依据精基面的挑选原就,挑选精基面时,第一应考虑基准重合的问 题,即在可能的情形下,应尽量挑选加工外表的设计基准为定位基准;2.4.2 连杆零件外表加工方法的挑选零件各外表加工方法和方案的挑选,第一要保证加工外表的加工精度和外表粗糙度的要求,仍须考虑生产率和经济性方面的要求,在挑选时,应依据各种加工方法的特点 及其经济加工精度和外表粗糙度,结合零件的特点和技术要求,谨慎打算;本零件的加工面有:大小头孔两端面,小头孔外圆,大小头孔,十字形槽,大小孔 端槽及螺纹孔;零件各外表加工次序的确定 机械加工次序支配4 名师归纳总结 - -
12、 - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据机械加工次序支配时应遵循的原就,考虑到该工件的具体特点,先支配大 小头孔两端面的加工,接着支配钻大小头两孔,再就是铣十字型通槽,再钻大头端 6mm、 8mm的孔,攻 M8的螺纹,铣大头端槽,最终钻大头端 5mm的油孔;热处理工序的支配 由于毛坯为铸件,在机械加工之前,第一支配正火处理,以排除锻造应力,改 善金属组织,细化晶粒,改善切削性能;帮助工序的支配;检验工序:在热处理工序后支配中间检验工序,最终支配终结检验;2.4.3 制定工艺路线制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段;1 挑选加工方
13、法应以零件加工外表的技术条件为依据,主要是加工面的尺寸精度、外形精度、外表粗糙度,并综合考虑各个方面工艺因素的影响;2 在各外表加工方法选定以后,就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大 致次序,以定位基准面的加工为主线,妥当支配热处理工序及其他帮助工序;3 排加工路线图表;当生产批量不同时零件的工艺路线也会有较大的差异,时的工艺路线;2.4.4 挑选加工设备及工艺装备先在列出连杆零件大量生产1 依据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素,合理确定机床种类及规格;2 依据质量、效率和经济性挑选夹具种类和数量;3 依据工件材料和切削用量以及生产率的要求,挑选刀具,应留意尽量挑选标准 刀具;4依据批
14、量及加工精度挑选量具;由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以通用机床为主,辅以少量专用机床的流 水生产线;2.5 加工工序设计、工序尺寸及切削用量的运算1用查表法确定工序余量;2当无基准转换时,工序尺寸及其公差的确定应第一明确工序的加工精度;3当有基准转换时的工序尺寸及其公差应由解算工艺尺寸链获得;5 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4确定工序尺寸一般的方法是,由加工外表的最终工序往前推算,最终工序的 工序尺寸按零件图样的要求标注;单件小批生产时,一般可由操作工人自定,大批生产条件下,工艺规程必需给定切 削用量的
15、具体数值,挑选的原就是确保质量的前提下具有较高的生产率和经济性,具有 选用可参考各类工艺人员手册;工序 10 粗铣及半精铣大小头孔两端面查有关手册平面加工余量表,得半精加工余量Z 为 1 mm,已知端面总余量Z 总为 3 mm,故粗加工余量 Z 粗=3-1 mm=2 mm 如表 2-2 所示,半精铣右端面以左端面定位,工序尺寸为:表 2-2 钻、扩、大头端30H11 mm的孔的加工余量表加工外表加工方法余量公差等级工序尺寸 30H11 钻孔0.9 单边 30H11 扩孔H11 参考 Z25140机床技术参数表,取钻孔 30H11 mm的进给量取 f=0.4 mm/ r;参考有关资料,得钻孔 由
16、此可算出转速为:28.2 mm的切削速度 Vc=0.445m/s=126.7m/min;n=1000v/ d=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min 按机床实际转速取n=300 r /min,就实际切削速度为:Vc=d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min 查有关资料得:Ff=9.81*42.7dof0.8KFNM=9.81*0.021 dof0.8KM N M所以 30 的 Ff 和 M如下:Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N 2*0.40.8*1 N M f=0.4 mm/
17、 r;扩 30H11 mm的孔,参考机床实际进给量取参考有关资料扩孔切削速度为钻孔时的1/2 1/3 ,故取扩孔时 =1/2*26.56 m/min =13.28m/min;由此可算出转速为: n=1000v/ d=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r /min 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 按机床实际转速取 n=400 r /min;确定铣槽时的工序尺寸;粗铣就可到达零件图样的要求,就该工序尺寸:槽宽 4mm、8mm、深 12mm;其工序余量既等于总余量 12 mm;钻大
18、头端 12 mm 深 20 的孔及攻 M8 的螺纹:本工序用钻孔就可以到达零件的 图样要求;本工序的切削用量及其余次要工序设计略;图 2-3 半精铣右端面以左端面定位 X小精=61-0.5mm, X大精=23mm 就粗铣右端面工序尺寸 X小精为 62mm,X大精为 24mm;查教材表 316 平面加工方法,得粗铣加工公差等级为IT1113,取 IT11 ,其公差T 小精 =0.13mm,T 大精=0.19mm,所以 X 小精 =62 0.065 mm, X大精 =24 0.095 mm,如表 2-3 ;Z 小精=X小精 min - X小精 max=62- 0.13 -Z 大精=X大精 min
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