连杆零件加工工艺及专用钻床夹具的设计模板.doc
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1、目 录摘要 1绪论 2第一章 连杆零件机械加工工艺规程编制 4第一节计算生产纲领确定生产类型 4第二节 零件分析 5一、 零件分析 5二、 选择毛坯及毛坯制造方法 5第三节工艺规程设计 7一、 定位基面选择 7二、 连杆零件表面加工方法选择 7三、 制订工艺路线 8四、 选择加工设备及工艺装备 9五、 加工工序设计、工序尺寸及切削用量计算 10六、 时间定额计算 14七、 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 15第二章 连杆零件专用夹具设计(钻床夹具设计) 17 第一节 机床夹具设计基础要求和通常步骤 17一、机床夹具设计基础要求 17二、专用夹具设计步骤 17 第二节 连杆零件夹具设计
2、19一、 零件本工序加工要求分析 19二、 确定夹具类型 19三、 拟订定位方案和选择定位元件 19四、 确定夹紧方案 21五、 绘制夹具总装图 21六、 夹具精度分析和计算 21附录 22 附图1 铣床夹具总装配图 附表 连杆零件机械加工工艺过程卡 连杆零件机械加工工序卡总结 33致谢 34参考文件 35连杆零件加工工艺及专用钻床夹具设计摘 要本设计是相关连杆零件加工工艺规程和专用夹具设计,以介绍设计方法为宗旨,着重实力,力图做到内容完整、详实。本书共有两章,第一章为机械制造工艺规程设计基础要求、内容、方法和步骤;第二章具体论序了对专用机床夹具基础要求和设计步骤和简明说明夹具体设计要求和步骤
3、。关键词 : 专用钻床夹具 工艺规程 切削用量 加工余量 Abstract :The design of the components on the link order processing and special fixture design in order to design methods introduced for the purpose. focus on strength, in a bid to ensure the content is complete, informative. The book has two chapters, the first of the m
4、achinery manufacturing process planning the basic requirements, contents, methods and steps; 2nd detail in the chapter sequence of the special fixture and the basic requirements for the design steps and brief description of the specific folder design Summation steps. Key words : exclusive drilling f
5、ixture Technology of cutting consumption allowance 绪 论 毕业实践工作对于每一位立即毕业毕业生来说全部是很关键,它对我们以后走上工作岗位很有帮助。对于我们机电专业来说,在以后工作中常常要做相关夹具设计工作,在这里,我以连杆零件为例,对它工艺过程和夹具进行设计。做毕业设计能够把以前所学知识加以综合利用,起到巩固学到知识作用,从而提升分析,处理问题能力。所以,认真完成毕业设计是很有必需。机械制造工艺规程制订需选择机械加工余量,机械加工余量大小,不仅影响机械零件毛坯尺寸,而且也影响工艺装备尺寸,设备调整,材料消耗,切削用量选择,加工工时多少。所以,
6、正确确实定机械加工余量,对于节省金属材料,降低刀具损耗,降低工时,从而降低产品制造成本,确保加工质量含有十分关键意义。在这次设计过程中,广泛搜集多种资料及标准,课程设计中另一个关键设计为专用夹具设计。专用夹具设计是为了特殊加工工序技术要求加工。夹具是机械制造厂使用一个工艺装备,分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。多种金属切削机床上用于装夹工件工艺装备,称机床夹具,如车床上使用三爪自定心卡盘、铣床上使用平口虎钳等。一、 机床夹具在机械加工中作用对工件进行加工时,为了确保加工要求,首先要使工件相对于刀具及机床有正确位置,并使这个位置在加工过程中不因外力影响而变动。为此,在进行机械加工前,
7、首先要将工件装夹好。工件装夹方法有两种:一个是工件直接装夹在机床工作台或花盘上;另一个是工件装夹在夹具上。采取第一个方法夹工件时,通常要先按图样要求在工件表面划线,划出加工表面尺寸和位置,装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备,但效率低,通常见于小批生产。批量较大时,大全部用夹具装夹工件。用夹具装夹工件有下列优点:(1) 能稳定地确保工件加工精度 用夹具装夹工件时,工件相对于刀具及机床位置精度由夹具确保,不受工人技术水平影响,使一批工件加工精度趋于一致。(2) 能提升劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速,工件不需要划线找正,可显著地降低辅助工时,提升劳动生产率;工件在夹具中装
8、夹后提升了工件刚性,所以可加大切削用量,提升劳动生产率;可使用多件、多工位装夹工件夹具,并可采取高效夹紧机构,深入提升生产率。(3) 能扩大机床使用范围 (4)能降低成本 在批量生产中使用夹具后,因为劳动生产率提升、使用技术等级较低工人和废品率下降等原因,显著地降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上,每个工件增加成本是极少,远远小于因为提升劳动生产率而降低成本。工件批量愈大,使用夹具所取得经济效益就愈显著。二、 机床夹具分类机床夹具种类繁多,能够从不一样角度对机床夹具进行分类。常见分类方法有以下多个。1. 按夹具使用特点分类(1) 通用夹具 已经标准化,可加工一定范围内不一样工件夹具,称
9、为通用夹具,如三爪定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工作台等。这些夹具已作为机床附件专门工厂制造供给,只需选购即可。(2)专用夹具 专门为某一工件某道工序设计制造夹具,称为专用夹具。专用夹具通常在批量生产中使用。(3)可调夹具 夹具一些元件可调整或可更换,以适应多个工件加工夹具,称为可调夹具。它还分为通用可调夹具和成组夹具两类。(4)组合夹具 采取标准组合夹具元件、部件,专为某一工件某道工序组装夹具,称为组合夹具。(5)拼装夹具 用专门标准化、系列化拼装夹具而成夹具,称为拼装夹具。它含有组合夹具优点,但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。这类夹具更
10、适合在数控机床上使用。2.按使用机床分类夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具和其它机床夹具等。3.按夹紧动力源分类夹具按夹紧动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具和真空夹具等。三、 机床夹具组成机床夹具种类和结构即使繁多,但它们组成均可概括为下面多个部分。1. 定位装置定位装置作用是使工件在夹具中占据正确位置。2. 夹紧装置夹紧装置作用是将工件压紧夹牢,确保工件在加工过程中受到外力作用是不离开已经占据正确位置。3. 对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件正确位置。4. 连接
11、元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置元件。5. 夹具体 夹具体是机床夹具基础件。6. 其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置装置或元件。如需加工按一定规律分布多个表面时,常设置分度装置;为能方便、正确地定位,常设置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元件等。四、 本设计任务本设计任务是:设计零件工艺规程和对经典夹具进行结构分析和精度分析;经过本课程设计使学生含有一定设计专用夹具能力和分析生产中和夹含相关技术问题能力。第一章 连杆零件机械加工工艺规程编制第一节 计算生产纲领,确定生产类型一、计算生产纲领,确定生产类型生产纲领大小对生产组织和零件加工工艺过程起着关键作用,它决定了各工序所需
12、专业化和自动化程度,和所选择工艺方法和工艺装备。零件生产纲领可按下式计算。N=Qn(1+a%)(1+b%) 依据教材中生产纲领和生产类型及产品大小和复杂程度关系,确定其生产类型。图,为某产品上一个连杆零件。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%,每台产品中该零件数量为1件,现制订该连杆零件机械加工工艺规程。 N=Qn(1+a%)(1+b%) =5000*1*(1+25%)(1+0.2%) =6262.5 件/年连杆零件年产量为6262.5件,现已知该产品属于轻型机械,依据生产类型和生产纲领关系查阅参考文件 ,确定其生产类型为大量生产。 连杆零件工件图大量生产工艺
13、特征:(1) 零件交换性:含有广泛交换性,少数装配精度较高处,采取分组装配法和调整法。(2) 毛坯制造方法和加工余:广泛采取金属模机器造型,铸或其它商效方法。毛坯精度高,加工余量小。(3) 机床设备及其部署形式:广泛采取商效专用机床及自动机床,按流水线和自动排列设备。(4) 工艺装备:广泛采取高效夹具,复合刀具,专用量具或自动检验装置,靠调整法达成精度要求。(5) 对工人技术要求:对调整工技术水平要求高,对操作工技术水平要求较低。(6) 工艺文件:有工艺过程卡或工序卡,关键工序要调整卡和检验卡。(7) 成本:较低。(8) 生产率:高。(9) 工人劳动条件:很好。第二节 零件分析一、零件分析(1
14、)加工表面尺寸精度和形状精度。(2)关键加工表面之间相互位置精度。(3)加工表面粗糙度及其它方面表面质量要求。(4)热处理及其它要求。连杆零件图样视图正确,完整,尺寸,公差及技术要求齐全。但基准孔14H8mm要求Ra1.6m比较高,需要绞孔。本零件两大小头孔加工并不困难。依据零件技术要求,其大小头孔两中心平行度要求比较高,达0.08mm,所以在加工时应设计一夹具来确保两孔中心平行度要求。另外就是该零件油槽加工,分析该小孔是做油孔之用,位置精度不需要太高,只要钻至沟槽之内,即能使油路通畅就行。再就是铣小头孔上十字形通槽,需要设计一夹具来加工。二、选择毛坯及毛坯制造方法(1) 依据零件用途确定毛坯
15、类型。(2)依据批量(生产纲领)确定毛坯制造方法。(3)依据手册查定表面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。关键化学成份W%关键特征用途举例C Si Mn P S 小于0.40 0.50 0.90 0.04 0.04有很好强度、塑性、焊接、性能尚好。轨刚机架模具、箱体、缸体连杆、曲轴等。热处理正火或退火温度回火温度870890620680 机械性能bN/mmsN/mms%kJ/cm570310152130按GB/T56131995要求,铸钢牌号用“铸”和“钢”两字汉语拼音首位字母“ZG”后加工两组数字表示,第一组数字表示屈服点最低值,第二组数字表示抗拉强度
16、最低值。ZG310570表示s310MPa,B570MPa铸钢。铸造碳钢碳质量分数通常为0.15%0.6%,其铸造性能比铸造铁差,但力学性能比铸造铁好。关键用于制造形状复杂,力学性能要求高,而在工艺又很锻压等方法成形比较关键机械零件,比如汽车变速箱壳,机车车辆车销和联轴器等。铸造碳钢牌号,化学成份,力学性能见表 毛坯制造方法:依据毛坯材料,生产类型,生产纲领及零件复杂程度,毛坯可采取铸成型。零件并不复杂,所以毛坯能够和零件形状尽可能靠近。两孔可无须锻出,直接加工。经过查加工余量表,得两端面总加工余量为3mm,毛坯尺寸能够经过加工余量确定。选择毛坯铸关键依据:铸可铸造形状复杂毛坯,尺寸精度较高,
17、尺寸偏差0.1mm0.2mm,表面粗糙度Ra为12.5m,毛坯钎维组织好,强度高,生产率较高,但需要专用锻模及锻锤设备。大批量生产,适于铸造碳素钢,合金钢。 锻件加工表面直线度,平面度公差。铸件长度为160mm,热处理为调质时,直线度和平面度公差一般级为1.1mm,精密度为0.7mm。第三节 工艺规程设计一、定位基面选择定位基面选择是确定零件机械加工路线,确定加工方案中首先要做关键工作。基面选择得正确、合理是否,将直接影响工件加工质量和生产率。 在选择定位基面时,需要同时考虑以下三个问题:(1) 以哪一个表面作为加工时精基面或统一基准,才能确保加工精度,使整个机械加工工艺过程顺利地进行?(2)
18、 为加工上述精基面或统一基准,应采取哪一个表面作为粗基面?(3) 是否有部分工序为了特殊加工要求,需要采取统一基准以外精基面?精基面选择:依据精基面选择标准,选择精基面时,首先应考虑基准重合问题,即在可能情况下,应尽可能选择加工表面设计基准为定位基准。 在连杆机械加工工艺过程中,大部分工序选择连杆一个指定端面和小头孔作为关键基面,并用大头孔处指定一侧外圆面作为另一基面。这是因为:端面面积大,定位比较稳定;用小头孔定位可直接控制大小头孔中心距。这么就使各工序定位基准统一起来,降低定位误差。再深入研究一下:(1) 依据零件图,连杆零件大小头孔有一端面(即右端面)在一个平 面上,所以能够同时加工出来
19、,但另一端面(即左端面)不在一个平面上,这对作为定位基准面来说是不利。所以,在加工时需主意其定位方案合理性。(2) 小头孔外圆作为基面,所以小头孔外圆表面加工安排得比较早。 在小头孔和大头孔作为定位基面前加工工序且钻孔、扩孔、铰孔,这些工序对于加工后孔和孔平行度不易确保,有时会影响到后续工序加工精度,所以,在加工时应注意,选择合理定位方案。(3) 在第一道工序中,工件各个表面全部是毛坯表面,定位和夹紧条件全部较差,而加工余量和切削力全部较大,假如再遇上工件本身刚性差,则对加工精度会有很大影响,所以第一道工序定位和夹紧方法选择,对于整个工艺过程加工精度常有深远影响。连杆加工就是如此。在粗铣中工件
20、怎样定位呢?一个方法是以毛坯端面定位,在侧面和端部夹紧,粗铣一个端面后,翻身,以铣好面定位,铣另一个毛坯面。不过因为毛坯表面 不平整,连杆刚性差,定位夹紧时工件可能变形,粗铣后端面似乎平整了,一放松,工件又恢复变形,影响后续工序定位精度。二、连杆零件表面加工方法选择零件各表面加工方法和方案选择,首先要确保加工表面加工精度和表面粗糙度要求,还须考虑生产率和经济性方面要求,在选择时,应依据多种加工方法特点及其经济加工精度和表面粗糙度,结合零件特点和技术要求,慎重决定。本零件加工面有: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。大小头孔两端面:未注公差,表面粗糙度为Ra3.2
21、m。需进行粗铣及半精铣。(见教材表316)30H11大头孔:公差等级为H11,表面粗糙度为Ra6.3m,采取钻孔及扩孔即可加工出。(见教材表3-15) 小头端10小孔:未注公差及表面粗造度,采取钻加工即可。14H8小头端不通孔:公差等级为H8,表面粗糙度为Ra1.6m,在已钻出基础上扩孔及铰孔即可达成要求。(见教材表3-15)铣两个宽4mm,8mm十字形通槽:未注公差等级,表面粗糙度为Ra12.5m,即采取粗铣就能够加工出来。(见教材表3-16)大头端12深20孔及螺纹孔:12mm孔公差等级未注,表面粗糙度Ra12.5m,先用6钻头钻通,再用12钻头钻至深20mm处,再攻M8螺纹。(见教材表3
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