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設計說明書 題目 連桿零件的工藝規(guī)程及鏜 107 孔 的鏜床夾具設計 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計 金屬切 削機床 公差配合與測量等多方面的知識 連桿加工工藝規(guī)程及鏜孔的夾具設計是包括零件加工的工藝 設計 工序設計以及專用夾具的設計三部分 在工藝設計中要首 先對零件進行分析 了解零件的工藝再設計出毛坯的結構 并選 擇好零件的加工基準 設計出零件的工藝路線 接著對零件各個 工步的工序進行尺寸計算 關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及 切削用量 然后進行專用夾具的設計 選擇設計出夾具的各個組 成部件 如定位元件 夾緊元件 引導元件 夾具體與機床的連 接部件以及其它部件 計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差 分析 夾具結構的合理性與不足之處 并在以后設計中注意改進 關鍵詞 工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design the metal cutting machine tool the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design the working procedure design as well as the unit clamp design three parts Must first carry on the analysis in the technological design to the components understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure and chooses the good components the processing datum designs the components the craft route After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications Then carries on the unit clamp the design the choice designs the jig each composition part like locates the part clamps the part guides the part to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts Position error which calculates the jig locates when produces analyzes the jig structure the rationality and the deficiency and will design in later pays attention to the improvement Keywords The craft the working procedure the cutting specifications clamp the localization the error 目 錄 序言 1 一 零件分析 2 1 1 零件作用 2 1 2 零件的工藝分析 2 二 工藝規(guī)程設計 3 2 1 確定毛坯的制造形式 4 2 2 基面的選擇 5 2 3 制定工藝路線 5 2 4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2 5 確定切削用量及基本工時 14 三 夾具設計 15 3 1 問題的提出 15 3 2 定位基準的選擇 15 3 3 切削力及夾緊力計算 16 3 4 定位誤差分析 17 3 6 夾具設計及簡要操作說明 18 總 結 19 致 謝 20 參考文獻 21 第 1 頁 共 26 頁 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品 并把它們裝備成機械裝備的行業(yè) 機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接 供人們使用 也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備 社會上有著各 種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品 我們的生活離不開制造業(yè) 因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè) 是一個國家或地區(qū)發(fā)展 的重要基礎及有力支柱 從某中意義上講 機械制造水平的高低 是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標 連桿的加工工藝規(guī)程及其鏜孔夾具設計是在學完了機械制圖 機械制造技術基礎 機械設計 機械工程材料等進行課程設計之 后的下一個教學環(huán)節(jié) 正確地解決一個零件在加工中的定位 夾 緊以及工藝路線安排 工藝尺寸確定等問題 并設計出專用夾具 保證零件的加工質量 本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力 因此本次設計綜合性和實踐性強 涉及知識面廣 所以在設計中 既要注意基本概念 基本理論 又要注意生產(chǎn)實踐的需要 只有 將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合 才能很好的完成本次設計 本次設計水平有限 其中難免有缺點錯誤 敬請老師們批評 指正 第 2 頁 共 26 頁 一 零件的分析 1 1 零件的作用 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來 使活塞的往復直線運動變 為曲柄的回轉運動 以輸出動力 連桿的加工精度直接影響柴油 機的性能 而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素 1 2 零件的工藝分析 連桿有 2 個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求 1 以上下端面為基準的加工面 這組加工面主要是鏜 62 和 58H7 的孔 鏜 112 和 107H7 的孔 2 以 107 孔為基準的加工面 這組加工面主要是各個孔端面 及其孔 第 3 頁 共 26 頁 二 工藝規(guī)程設計 2 1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200 考慮到拖拉機運行時經(jīng)常需要掛倒檔以 倒行或輔助轉向 因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷 采用這種材料零件的強度也能保證 由于零件成批生產(chǎn) 而且零 件的輪廓尺寸不大 選用砂型鑄造 采用機械翻砂造型 鑄造精 度為 2 級 能保證鑄件的尺寸要求 這從提高生產(chǎn)率和保證加工 精度上考慮也是應該的 2 2 基面的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求 1 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準 目的是為了保證 加工面與不加工面的相互位置關系精度 如果工件上表面上有好 幾個不需加工的表面 則應選擇其中與加工表面的相互位置精度 要求較高的表面作為粗基準 以求壁厚均勻 外形對稱 少裝夾 等 2 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準 例如 機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面 因而在加工時選 擇導軌面作為粗基準 加工床身的底面 再以底面作為精基準加 工導軌面 這樣就能保證均勻地去掉較少的余量 使表層保留而 細致的組織 以增加耐磨性 3 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準 這樣可以保 證該面有足夠的加工余量 第 4 頁 共 26 頁 4 應盡可能選擇平整 光潔 面積足夠大的表面作為粗 基準 以保證定位準確夾緊可靠 有澆口 冒口 飛邊 毛刺的 表面不宜選作粗基準 必要時需經(jīng)初加工 5 粗基準應避免重復使用 因為粗基準的表面大多數(shù)是 粗糙不規(guī)則的 多次使用難以保證表面間的位置精度 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一 他對零件的 生產(chǎn)是非常重要的 先選取端面作為定位基準 精基準的選擇應滿足以下原則 1 基準重合 原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為 定位基準 避免基準不重合引起的誤差 2 基準統(tǒng)一 原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精 基準定位 以保證各表面的位置精度 避免因基準變換產(chǎn)生的誤 差 簡化夾具設計與制造 3 自為基準 原則 某些精加工和光整加工工序要求加 工余量小而均勻 應選擇該加工表面本身為精基準 該表面與其 他表面之間的位置精度由先行工序保證 4 互為基準 原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺 寸 形狀精度都要求較高時 可采用 互為基準 方法 反復加 工 5 所選的精基準 應能保證定位準確 夾緊可靠 夾具簡 單 操作方便 以已經(jīng)加工好的 107 孔和一端面為定位精基準 加工其 它表面及孔 主要考慮精基準重合的問題 當設計基準與 工序基準不重合的時候 應該進行尺寸換算 這在以后還 要進行專門的計算 在此不再重復 第 5 頁 共 26 頁 2 3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點 應當是使零件的幾何形狀 尺寸精 度及位置精度等技術要求能得到合理的保證 在生產(chǎn)綱領已確定 為成批生產(chǎn)的條件下 可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具 并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率 除此以外 還應當考慮經(jīng)濟效 果 以便使生產(chǎn)成本盡量降下來 制定以下兩種工藝方案 方案一 5 鍛造 鍛造 10 退火 處理 退火處理 15 銑 粗銑上下端面 20 銑 精銑上下端面 25 鏜 鏜 62 和 58H7 的孔 30 車 車 190 116 的外圓 35 鏜 鏜 112 和 107H7 的孔 40 銑 銑 2 24 5 和 24 的孔的 2 側端面 50 鉆 鉆 擴 鉸 2 24H8 孔 鉆擴 2 24 5 孔 55 銑 銑 30 端面 65 鉗工 小頭端嵌入銅套 70 檢驗 檢驗 入庫 第 6 頁 共 26 頁 方案二 5 鍛造 鍛造 10 退火 處理 退火處理 15 銑 粗銑上下端面 20 銑 精銑上下端面 25 鏜 鏜 62 和 58H7 的孔 30 車 車 190 116 的外圓 35 鏜 鏜 112 和 107H7 的孔 40 銑 銑 2 24 5 和 24 的孔的 2 側端面 50 鉆 鉆 2 24H8 孔 鉆 2 24 5 孔 55 銑 銑 30 端面 65 鉗工 小頭端嵌入銅套 70 檢驗 檢驗 入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一鉆 擴 鉸 2 24H8 孔 鉆擴 2 24 5 孔 因為孔的精度要求比較高 且鉸孔的孔 的 尺寸要求較為嚴格 這樣我們加工其他工序的就可以利用鉸 好的孔做為定位基準 這樣能能更好地保證工件鉆孔時的位置度 要求 而方案二沒有擴 鉸工序 不能很好的保證精度要求 綜 合考慮我們選擇方案一 第 7 頁 共 26 頁 具體的加工路線如下 5 鍛造 鍛造 10 退火 處理 退火處理 15 銑 粗銑上下端面 20 銑 精銑上下端面 25 鏜 鏜 62 和 58H7 的孔 30 車 車 190 116 的外圓 35 鏜 鏜 112 和 107H7 的孔 40 銑 銑 2 24 5 和 24 的孔的 2 側端面 50 鉆 鉆 擴 鉸 2 24H8 孔 鉆擴 2 24 5 孔 55 銑 銑 30 端面 65 鉗工 小頭端嵌入銅套 70 檢驗 檢驗 入庫 第 8 頁 共 26 頁 2 4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 連桿零件材料為 45 重量為 1 04kg 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) 采用鍛造毛坯 1 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差 由鍛造可直 接獲得 2 連桿的上下端面 由于連桿上下端面要與其他接觸面接觸 同時又是 107H7 孔的 中心線的基準 粗糙度要求為 3 2 查相關資料知余量留 2 5 比 較合適 3 連桿的孔 毛坯為空心 孔的精度要求介于 IT7 IT8 之間 參照參數(shù)文獻 確定工藝尺寸余量為 2mm 2 5 確定切削用量及基本工時 工序 5 鍛造 工序 10 退火處理 工序 15 粗銑上下端面 1 選擇刀具 刀具選取端銑刀 刀片采用 YG8 map5 1 019d150 minv 4 z 2 決定銑削用量 1 決定銑削深度 第 9 頁 共 26 頁 因為加工余量不大 一次加工完成 map5 1 2 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書 其功率為為 7 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz 1015in9svnrd 按機床標準選取 250wn 2014i10wvm 當 250r min 時n 250 mzwf r 按機床標準選取 mf 3 計算工時 切削工時 則機動工時為190ll91ml32 234 in5 mwtnfx 工序 20 精銑上下端面 精銑上下端面的切削用量和工時計算同上 在此不再累述 工序 25 鏜 62 和 58H7 的孔 1 加工條件 工件材料 HT200 時效處理 砂型鑄造 加工要求 鏜孔 58mm 第 10 頁 共 26 頁 機 床 臥式鏜床 T716 刀 具 彎頭鏜刀 2 計算切削用量 查 簡明手冊 表 4 2 19 和 4 2 20 4 2 21 得 25mm minv 0 07mm zmf 9 6mmpa1025106 min3 4 8vnrd 根據(jù) T716 鏜床說明書 取 125 r minw 切削工時 L 2mm min286 07 125 fmvLT 工序 35 鏜 112 和 107H7 的孔 1 加工條件 工件材料 HT200 時效處理 砂型鑄造 加工要求 鏜孔 107mm 機 床 臥式鏜床 T716 刀 具 彎頭鏜刀 2 計算切削用量 查 簡明手冊 表 4 2 19 和 4 2 20 4 2 21 得 20m minv 0 05mm zmf 第 11 頁 共 26 頁 1 4mmpa102084 9 min3 4 17vnrd 根據(jù) T716 鏜床說明書 取 100 r minw 切削工時 L 2mm 20 4min1 5mfLTv 工序 50 鉆 擴 鉸 2 24H8 孔 工步一鉆孔至 23 確定進給量 根據(jù)參考文獻 表 2 7 當鋼的f 時 MPab80 023dm rmf 47 0 39 由于本零件在加工 31 孔時屬于低剛度零件 故進給量 應乘以系數(shù) 0 75 則 rf 35 0 29 75 04 39 0 根據(jù) Z525 機床說明書 現(xiàn)取 rmf 切削速度 根據(jù)參考文獻 表 2 13 及表 2 14 查得 切削速度 所以min 18v 01852 in3swvrd 根據(jù)機床說明書 取 故實際切削速度為i 7rn215 98 min100wv 切削工時 則機mll1l32 第 12 頁 共 26 頁 動工時為 min19 25 037121 fnltwm 工步二 擴孔 2 85 利用鉆頭將 孔擴大至 根據(jù)有關手3m23 85m 冊規(guī)定 擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rff 87 0 5 75 06 112 鉆 根據(jù)機床說明書 選取 mf5 in 4 6123312vv 鉆 則主軸轉速為 并按車床說明書in 4 6 5rn 取 實際切削速度為mi 68rnw 23 86 min100wdv 切削工時 則機ll1l32 動工時為 in81 57 0621 fnltwm 工步 3 鉸 孔24 根據(jù)參考文獻 表 2 25 rmf 4 2 得in 1 8mv 第 13 頁 共 26 頁 min 65 24 8 19rns 查參考文獻 表 4 2 2 按機床實際進給量和實際轉 速 取 實際切削速度rmf 35 0i rw in 9v 切削工時 則機l1 ml91 l32 動工時為 in61 35 019821 fnltwm 工序 55 銑 30 端面 1 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀 刀片采用 YG8 map5 1 03dmin 125v 4 z 2 決定銑削用量 4 決定銑削深度 因為加工余量不大 一次加工完成 map5 1 5 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書 其功率為為 7 5kw 中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表查出 則齒 2 0mfz in17 96510rdvns 按機床標準選取 750wn 第 14 頁 共 26 頁 min 15 7105dnvw 當 750r min 時 rznfwm 607542 按機床標準選取 mf 6 計算工時 切削工時 則機動工時為l15l91l32 in8 0732 xfntwm 第 15 頁 共 26 頁 三 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率 保證加工質量 降低勞動強度 需要 設計專用夾具 由指導老師的分配第 35 工序的鏜 112 和 107H7 的孔的 鏜床夾具 3 1 問題的提出 本夾具主要用來鏜 112 和 107H7 的孔 粗糙度要求 3 2 精度要求比較高 考慮保證加工精度要求 采用已加工好 的鏜 62 和 58H7 的孔定位 3 2 定位基準的選擇 本道工序鏜 112 和 107H7 的孔 精度不高 因此我們采 用已加工 好的 62 和 58H7 的孔定位 用圓柱銷和擋銷定位 壓板的壓緊力即可以滿足要求 3 3 切削力和夾緊力的計算 由夾具裝配圖可以看出 由于水平方向上有兩個定位銷 所以 水平方向上不需要考慮夾緊力是否合適 只用考慮 Z 軸上的夾緊 力就可以了 查 機床夾具設計手冊 表 1 2 3 得 第 16 頁 共 26 頁 pCKfaF75 092 式中 mp6 rf 1 0 1 0 1 0 1 0 1 10rprpkps 0 4 0 159 所以 587 5N0 6592 75 cF 在計算切削力時 必須把安全系數(shù)也考慮在內 6543210kk 安 全 系 數(shù) 查 機床夾具設計手冊 表 1 2 1 可知 5 103 12 6543210為 接 觸 系 數(shù)為 操 作 系 數(shù)為 手 動 夾 緊 系 數(shù)為 連 續(xù) 切 削 系 數(shù)為 刀 具 鈍 化 系 數(shù)為 加 工 性 質 系 數(shù)為 基 本 安 全 系 數(shù)kk 所以 切削力 1 5 1 2 1 0 1 0 1 3 1 0 1 5 587 5 2062 1cKF 3N 因本夾具主要夾緊力是螺母夾緊 查 機械加工工藝師手冊 表 17 30 得 夾緊力 N 7950N 第 17 頁 共 26 頁 此時 實際夾緊力已大于所需 2062 13N 的加緊力了 所以本 夾具可安全工作 3 4 定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位 定位銷為水平放 置 由于定位副間存在徑向間隙 因此必將引起徑向基準位移誤 差 在重力作用下定位副只存在單邊間隙 即工件始終以孔壁與 心軸上母線接觸 故此時的徑向基準位移誤差僅存在 Z 軸方向 且向下 見下圖 0 12 30 2 67DYzTd 式中 定位副間的最小配合間隙 mm 工件圓孔直徑公差 mm D 定位銷外圓直徑公差 mm Td 3 5 夾具設計及操作的簡要說明 使用圓柱銷定位 采用鉸鏈壓板快速夾緊 即可指定可 靠的卡緊力 同時我們采用快換鏜套 當導向的鏜套磨損后 我們松開螺釘可以快速地換下鏜套 保證導向的精度 這樣 就大大的提高了生產(chǎn)效率 適合于大批量生產(chǎn) 第 18 頁 共 26 頁 第 19 頁 共 26 頁 總 結 畢業(yè)設計是大學學習中最重要的一門科目 它要求我們把大 學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來 進行理論聯(lián)系實際的總體 考慮 需把金屬切削原理及刀具 機床概論 公差與配合 機械 加工質量 機床夾具設計 機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結 合起來 同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力 因此本次設計綜 合性和實踐性強 涉及知識面廣 所以在設計中既了解了基本概 念 基本理論 又注意了生產(chǎn)實踐的需要 將各種理論與生產(chǎn)實 踐相結合 來完成本次設計 畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識 發(fā)現(xiàn) 提出 分析和 解決實際問題 鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié) 更是在學完大學所學的 所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練 這 次設計雖然只有三個月時間 但在這三個月時間中使我對這次課 程設計有了很深的體會 這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于 零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握 比如參數(shù)的 確定 計算 材料的選取 加工方式的選取 刀具選擇 量具選 擇等 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識 以及 自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高 再次 體會到理論與實踐相結合時 理論與實踐也存在差異 回顧起此次畢業(yè)設計 至今我仍感慨頗多 的確 從選題到 完成定稿 從理論到實踐 在整整一學期的日子里 可以說學到 了很多很多的的東西 同時鞏固了以前所學過的知識 而且學到 了很多在書本上所沒有學到過的知識 通過這次畢業(yè)設計使我懂 得了理論與實際相結合是很重要的 只有理論知識是遠遠不夠的 第 20 頁 共 26 頁 只有把所學的理論知識與實踐相結合起來 從理論中得出結論 才能真正的實用 在生產(chǎn)過程中得到應用 在設計的過程中遇到 了許多問題 當然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處 對以前所學過的知 識理解得不夠深刻 掌握得不夠牢固 通過這次畢業(yè)設計 讓自 己把以前所學過的知識重新復習了一遍 這次畢業(yè)設計雖然順利完成了 也解決了許多問題 也碰到 了許多問題 老師的辛勤指導下 都迎刃而解 同時 在老師的 身上我也學得到很多額外的知識 在此我表示深深的感謝 同時 對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的 感謝 第 21 頁 共 26 頁 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小 為我今后的學習和工作打下了 堅實和良好的基礎 但是 查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊 時 數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊 由于經(jīng)驗不足 在選取數(shù)據(jù)上 存在一些問題 不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶 貴的意見 在我遇到難題時給我指明了方向 最終我很順利的完 成了畢業(yè)設計 這次畢業(yè)設計成績的取得 與指導老師的細心指導是分不開 的 在此 我衷心感謝我的指導老師 特別是每次都放下她的休 息時間 耐心地幫助我解決技術上的一些難題 她嚴肅的科學態(tài) 度 嚴謹?shù)闹螌W精神 精益求精的工作作風 深深地感染和激勵 著我 從課題的選擇到項目的最終完成 她都始終給予我細心的 指導和不懈的支持 多少個日日夜夜 她不僅在學業(yè)上給我以精 心指導 同時還在思想 生活上給我以無微不至的關懷 除了敬 佩指導老師的專業(yè)水平外 她的治學嚴謹和科學研究的精神也是 我永遠學習的榜樣 并將積極影響我今后的學習和工作 在此謹 向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意 第 22 頁 共 26 頁 參 考 文 獻 1 切削用量簡明手冊 艾興 肖詩綱主編 機械工業(yè)出版社出版 1994 年 2 機械制造工藝設計簡明手冊 李益民主編 機械工業(yè)出版社出 版 1994 年 3 機床夾具設計 哈爾濱工業(yè)大學 上海工業(yè)大學主編 上海科 學技術出版社出版 1983 年 4 機床夾具設計手冊 東北重型機械學院 洛陽工學院 一汽制 造廠職工大學編 上?？茖W技術出版社出版 1990 年 5 金屬機械加工工藝人員手冊 上?？茖W技術出版社 1981 年 10 月 6 機械制造工藝學 郭宗連 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 出版 1997 年