《连杆工艺及装备设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《连杆工艺及装备设计说明书（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机电工程学院毕业设计说明书 设计题目: 连杆工艺及装备设计 (铣连杆盖瓦槽工序) 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2012 年 5 月 20 日目次第1章 设计方案的说明1第2章 设计方案的分析22.1 机床总体方案的分析22.2 机床夹具的方案分析2第3章 相关数据的设计计算43.1 组合机床的特点43.2 三图一卡的绘制43.4 组合机床夹具的设计11附录17设计总结20致谢22参考资料23第1章 设计方案的说明此次设计的题目为连杆工艺及装备设计（铣连杆盖瓦槽），所设计的装备为针对铣连杆盖瓦槽工序的组合机床。设计的内容包括组合机床的总体设计，组合机床的主轴箱设计，相应夹具的设
2、计以及专用零件的设计。组合机床是由一系列的已经标准化和系列化的通用部件和根据所加工工件的形状结构特点及工艺要求设计的专用部件组成的高效率机床。组合机床在我国发展已有28年的，其科研和生产都有一定的基础。组合机床实现了机械制造业的快速发展及生产率的提高。组合机床现在已用于各个行业，我国在组合机床方面的的发展相比其它发达国家来说比较落后，精度高、生产效率高、多品种、柔性化、短周期的数控组合机床正冲击着传统的组合机床。因而，目前我国组合机床的发展目标为提高组合机床的柔性，可靠性，加工的精度以及其技术的成套性。此次毕业设计要求个人独立完成，并用绘图软件画出组合机床尺寸联系图，主轴箱，相应工件的夹具及零
3、件图。对所学的专业知识进一步的巩固复习，提高个人机械设计的综合能力。第2章 设计方案的分析 2.1 机床总体方案的分析根据设计要求年产量大于30000台（依靠市场而定），采用一次加工两个工件的方案。对于对机床的总体设计及加工过程有以下两个方案：方案一：采用固定夹具，刀具进给，然后刀具复位，取出工件。方案二：刀具首先向下移动定位，夹具进给，加工完成后，刀具复位，夹具复位，取出工件。若机床为立式机床，当采用方案一时主轴箱需要横向和纵向移动，实现困难。当采用方案二时，刀具只需向下移动到指定的位置然后夹具进给，两者运动均较易实现。若机床采用卧式形式，工件需要纵向放置，当铣削瓦槽时切屑不易掉下，不易于排
4、出切屑。所以综合上述论述机床的形式采用立式形式，移动夹具的方案二。 2.2 机床夹具的方案分析方案一：以工件的底面为主要定位面，工件的俩侧面为导向面，工件的顶面为止推面。以宽压板夹紧 ，由液压缸直接带动宽压板向下移动夹紧工件。方案二：以工件的底面为主要定位面，工件的两侧面为导向面，连杆盖和连杆体的结合面为止推面。以加工过分叉的宽压板夹紧，采用斜楔机构和杠杆机构将液压缸活塞杆的水平方向的移动和动力转换为竖直方向的移动和夹紧力。方案一以工件的顶面为止推面，由于工件的顶面为经过加工，以此为定位面会增加加工误差，精度较低。且夹紧装置为宽压板，当工件加工有一定误差时压板不能够完全与工件的上底面接触，影响
5、夹紧效果。宽压板由液压缸直接带动向下移动夹紧，不具有方案二杠杆和斜楔增力机构的增力作用，因为加工生产为大量生产，长时间夹紧力较大影响夹具的寿命，及夹紧效果。方案二以连杆盖同连杆体的结合面为止推面，此面已经过加工，较方案一定位准确。且方案二的夹紧元件为在宽压板的基础上加工过的分叉的压板，能够使压板同工件的两端相结合，在一定从程度上面减小了由于压板不能够同工件上底面结合使得夹紧效果受到影响，及由此引起的加工误差。再者方案二夹具运用斜楔和杠杆机构使得液压缸的水平方向的运动及动力转换为竖直方向的运动及夹紧力，具有一定的增力作用，因而使得夹具的寿命较方案一长一些。第3章 相关数据的设计计算 3.1 组合
6、机床的特点（1）该机床采用了两台液压滑台，主轴箱和夹具均能够移动调整位置。当加工的工件高度及纵向长度有所改变时主轴上下移动，夹具可以在纵向移动适应所加工工件的改变，具有一定的柔性。（2）夹具夹紧方式为液动联合斜楔及杠杆夹紧，操作方便且夹紧可靠。 组合机床的总体设计 总体布置 已知所加工工件的瓦槽宽度及深度有一定的公差要求，其公差等级分别为11级， 12级。年产量要求大于30000件。针对该工件的结构特点，加工要求及生产率要求首先对机床进行总体的布置。有加工的精度可知，此工序公差等级要求不高，可以选用移动夹具的组合机床；该工序为铣连杆盖瓦槽，考虑到工件的上下底面已加工过，且面积较大，定位较准确，
7、选用上或下底面为主要定位面，且由于工件在被加工过程中，工件平放相对于垂直放置较容易排出切屑，所以综合考虑上述影响因素选用立式组合机床。该工件的生产加工为大量生产，且工件的体积较小，采用一次加工多个工件的方案以提高生产率。 3.2 三图一卡的绘制1、工序图的绘制由零件图可知该工序主要保证的尺寸为瓦槽的宽度、深度及瓦槽至连杆盖一底面的长度。瓦槽的宽度及深度的精度有所选用的刀具保证。且工件的尺寸公差等级均较低，一般加工均能满足要求。由于工件的底面面积较大，且已加工过，所以选用工件的底面为主要定位面，工件的两侧面为导向面，连杆盖同连杆体的结合面为止推面，在工件的被加工面附近夹紧，夹紧力垂直向下垂直于主
8、要定位面。工序图见图1。2、刀具布置图已知所选用的组合机床为立式组合机床，工件加工过程中，主轴向下移动到达预定的位置，夹具带动工件进给。该工序为铣连杆盖瓦槽，且一次加工两个工件，瓦槽宽5mm，选用直径为68mm的三面刃铣刀。铣床中常用的主轴结构为带7:24锥孔的空心主轴，主轴中的锥孔用于插入主轴中的锥柄定位。由估算轴颈列线图得知主轴的最小直径不小于22mm，参考相应主轴系列参数，选用主轴直径D/d为50/35，主轴的外伸量为115mm。设计专用的铣刀杆，与主轴相配合，铣刀杆尾部为3号莫氏圆锥柄,直径为24mm。主轴，刀具，铣刀杆等之间的联系见刀具布置图。该工序为铣连杆盖瓦槽，有零件图可知所选用
9、的刀具直径为68mm，瓦槽的宽度为5mm，所以选用直径为68mm的三面刃铣刀。动力部件的工作进给长度L工进=L1+L加工长+L2式中，L加工长工件加工部位的长度；L1刀具的切入长度（一般取5-10mm)；L2刀具的切出长度；L工进=4+5+0=9mm动力部件的快速退回长度（即动力部件的工作行程）L快退；L快退= L快进+L工进L快进动力部件的快速引进长度； 取动力部件的快速引进长度为15mm，工进长度为9mm，所以 L快退=15+9=24mm 动力部件的总行程长度应大于等于工作行程长度、前倍量及后倍量之 和。其中前倍量为动力部件尚可向前调节的距离，后倍量为刀具从铣刀杆中或刀具连同铣刀杆从主轴孔
10、中取出所需要的轴向距离。工作行程即动力部件的快速退回长度。由于采用主轴向下移动到达指定的位置，工件进给，所以对于夹具的总行程为24mm。刀具加工示意图见图2。 3、机床总图机床的主要技术参数和动力参数的确定有上可知，该工序尺寸公差要求并不高，一次铣削加工即可达到，所以采用一次加工的方式。已知所加工的工件的材料为40钢，硬度为163-219HBS，加工余量为6.3mm。（1）刀具 所选用的刀具直径为68mm,由于加工槽宽为5mm,所以选用厚度为5mm，直径为68mm，齿数为16的三面刃盘铣刀。所选用的刀具材料为YT15。硬质合金的刀具的切削效率为高速钢刀具的5-8倍。其单位含钨量切除的金属量比高
11、速钢约大5倍。所以选用的硬质合金材料的刀具可以有效的提高切削加工生产率，提高经济效益，并且有效的利用了资源。（2）切削用量参考关于三面刃盘铣刀的国家标准，选用该刀具的每齿进给量为0.08mm,则每转进给量为1.28mm/s,背吃刀量为5mm,查阅切削加工简明设计手册选择切削速度为1m/s.以此计算切削力及切削功率 Fc =CpapxFafyFawuF/d0qFnwF M=Fcd0/2*103 Pm=FcV/6*104取值见下表 Cp(mm)xF(mm)yF(mm)uF(mm)wF(mm)qF(mm)aP(mm)ae(mm)af(mm)24501.10.80.90.11.13.351.28 表3
12、-1 参数表 经计算得Fc=260N M=28(Nm) Pm=0.2593Kw P总=P/ P=2*Pm 所以P总=0.6482Kw 进给力f260N由于夹具和主轴箱均有液压滑台带动进给，其中带动主轴箱的液压滑台主要带动主轴箱在加工的过程中它上面刀具的上下移动，所以对于带动主轴箱的液压滑台主要要求有较大的行程。 综合上述数据所选用的通用部件为1）液压动力滑台1HY25 台面宽250mm、台面长500mm；导轨形式：山矩形；行程长250mm;允许最大进给力8000N；快速行程速度为12m/min；工进速度为32-800mm/s。 液压动力滑台1HY25台面宽320mm、台面长630mm、行程长4
13、00mm2）齿轮传动动力箱TD25A功率1.5Kw，转速940r/min,动力箱同动力滑台结合面尺寸长 为 320mm, 宽250mm.3）配套通用部件 立柱底座CC25；滑台侧底座CC25.已知夹具安装在侧底座上面的液压滑台上面，已知所选的侧底座的轮廓尺寸，对其进行验算。已知液压滑台的滑轨长度为790mm,侧底座长度为900mm.侧底座与底座相差80mm.则980-790-80=110mm.所以a=110mm，符合尺寸要求。4、生产功率计算卡（1）实际生产率Q1 Q1=A/K（件/小时） A取30000，K取单班制2350小时则Q1=A/K =12.76（件/小时）（2） 理想生产率QQ=6
14、0/T单（件/小时）T单生产一个零件所需的时间（分）T单=t切+t辅=（L1/Vf1+L2/Vf2+t停）+(L快进+L快退）/Vfk+t移+t装卸 L1，L2分别为第I，第II工作进给量行程长度（mm) Vf1,Vf2 分别为刀具第I，第II工作进给量（mm/min) t停通常指刀具在加工终了时无进给状态下旋转5-10转所需的时间 （分） L快进，L快退分别为动力部件快进，快退行程长度（mm) Vfk 动力部件快速行程长度一般取3-10min t移 直线移动工作台一次工位转换的时间，一般取0.1分 t装卸工件装卸时间一般取0.5-1.5分 取L1为0.5mm, Vf1为1.28m/min,
