连杆体工艺及夹具设计课程设计

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1、课程设计任务书机械制造工艺及夹具设计课程设计任务书1、设计题目：设计下表选定零件的机械加工工艺规程及指定关键工序的专用机床夹具A转速器盘B气门摇杆座C尾座体习油阀座E输出轴F连接座G杠杆H推动架I连杆体J连杆盖K操纵阀叮填料箱盖M换档叉N左支座O轴承外壳2、设计要求：熟练使用计算机辅助（软件自选），独立完成1）毛坯图、零件一毛坯合图各一X（3 或 4 号图）2）关键工序机械加工工艺规程卡片一 X（4 号图）3）指定工序夹具装配图一X（2或3号图）4）夹具部分零件图 12X（图幅自定）5）设计说明书（一份）6）夹具3D效果图一 X（4 号图）以上均需输出，以书面交作业，不收软盘。3、原始资料：零

2、件图样一 X （参见课程设计指导书及习题Page5266）；生产纲领为6000 件/年。所使用机床等根据需要自选，以通用机床为主。目录序言 4PART1 工艺设计 4第1 章零件的分析 4 1.1零件的作用 4 1.2零件的工艺分析 6 1.3零件的生产类型 6第2 章毛坯的制造 62.1 确定毛坯的制造形式 62.1.1 选择毛坯公差等级 72.1.2 铸件收缩率 72.1.3 起模斜度 72.1.4 选择浇注系统类型 72.1.5 确定内浇道在铸件上的位置 72.1.6 确定直浇道的位置和高度 82.2 各加工表面总余量 82.3 根据加工余量绘毛坯图 9第3 章制定工艺路线 93.1 定

3、位基准的选择 93.2 各表面加工方法 103.2.1 结合面 103.2.2 凹槽面 103.2.3 螺栓孔 113.2.4 轴瓦锁止口 113.2.5 端面 113.2.6 大头中心孔 11 3.3拟定工艺路线 11 3.4 工艺方案的比较与分析 12 3.5 选择加工设备与工艺装备 143.5.1 选择机床根据不同的工序选择机床 143.5.2 选择刀具 14第4 章机械加工工序设计 15 4.1加工余量、工序尺寸及公差的确定 154.1.1 加工余量的确定 154.1.2 工序尺寸与公差的确定 154.2 切削用量及其基本时间的确定 174.2.1 工序二切削用量及其基本时间的确定 1

4、74.2.1.1 工序和刀具 17 421.2确定每齿进给量fz174.2.1.3 选择铣刀磨钝标准和耐用度174.2.1.4确定切削速度和工作台每分钟进给量174.2.1.5 基本时间 184.2.2工序三切削用量及其基本时间的确定184.2.2.1 切削用量 184.2.2.2 选择铣刀磨钝标准和耐用度 184.2.2.3 确定切削速度和工作台每分钟进给量 184.2.2.4 基本时间 194.2.3 工序五切削用量及其基本时间的确定 194.2.3.1 钻孔切削用量194.2.3.2 钻孔基本时间的确定194.2.3.3 扩孔切削用量204.2.4 工序八切削用量及其基本时间的确定 20

5、4.2.4.1 铣轴瓦锁止口，保证止口加工深度尺寸为 2.5mm204.2.4.2 切削工时 20PART2 夹具设计 211 问题的提出 212 定位基准和定位方案 213 装夹方案的选择 214 切削力的计算 225 夹紧力的计算 236 定位误差分析 23结论 23课程设计总结 24参考文献 25附表1 机械加工工艺过程卡片 26序言机械制造工艺学课程设计是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业 课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的 实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本 课程的训练，将有助

6、于我们对所学知识的理解；是在学完了机械 制造工艺学的理论课程之 后，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能够综合运 用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决 了零件制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为 今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。PART1工艺设计第1章零件的分析1.1零件的作用连杆是柴油机的重要零件之一。连杆体与连杆盖通过螺栓连接成为一整体， 其大头孔与曲轴相连接，将作用于活塞的气体膨胀压力传给曲轴

7、，又受曲轴而带 动活塞压缩汽缸中的气体。连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运 动,并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴.所以，连杆除上下运动外，还左右摆 动作复杂的平面运动.连杆工作时，主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度同时，由于连杆既是传力零件，又是 运动件，不能单靠加XX杆尺寸来提高其承载能力，须综合材料选用、结构设计、 热处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性。零件图如下所示：其余2C-CI g材躺 QT450-10.图1-1零件图1.2零件的工艺分析连杆体要求加工的平面有结合面、轴瓦锁止口、螺栓孔、大头中心孔、凹槽 以及端面。其中

8、，零件的大头中心孔和凹槽面粗糙度较低且精度要求较高，为主 加工面，需要进行较精密的加工过程，其余为次加工面，没有必要进行精密加工。 根据各面的粗糙度和公差等级确定不同的加工方式。1.3零件的生产类型依据设计题目知：年生产量为6000件；结合生产实际，备品率a和废品率 P分别取10%和1%，代入N=Q(l+a %+ P %)，得年生产纲领N=6000- (1+10%+1%) =6660件/年其属轻型零件，生产类型为大量生产。第2章毛坯的制造2.1确定毛坯的制造形式零件材料为QT450-100。连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转 运动并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。所以连杆除上下运

9、动外还左右摆 动作复杂的平面运动连杆工作时主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变 载荷要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度同时由于连杆既是传力零件又是 运动件不能单靠加XX杆尺寸来提高其承载能力须综合材料选用、结构设计、热 处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性由于零件年产量为6660件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不 大，故可采用铸造成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.1.1 选择毛坯公差等级查文献表3.28。这种铸件的尺寸公差CT为7-9级，加工余量RMA为F 级。2.1.2 铸件收缩率查文献表3.3-7查得球墨铸铁收缩率为自由收缩0.90.11,受阻收缩0

10、.60.8由于零件为简单厚实铸件视为自由收缩，取收缩率 K=1.0%K = Lm _ Lg x 100%Lg式中：Lm-模样的工作面尺寸。Lg-铸件的尺寸。2.1.3 起模斜度为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向要有一点的斜度，以免损坏型砂或 砂芯。/T5015-91中得起模斜度为1： 30。2.1.4选择浇注系统类型由于铸件为较小也不易氧化，故采用封闭式浇注系统。该系统具有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方 便。2.1.5 确定内浇道在铸件上的位置采用底注浇注系统。其优点有：内浇道基本上在淹没状态下工作，充型平稳， 可避免金属液发生激溅、氧化及由此形成的铸件缺陷。2.1

11、.6确定直浇道的位置和高度图2-1 直流交道图查文献表3铸件壁厚用一个直浇道浇注。查得压力角取a=lHmLtga=600*tg7 =73.7由参考文献中有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可 知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。2.2各加工表面总余量加工表面基本尺寸（mm）加工余量等 级加工余量数值（mm）说明结合面28F2.5顶面降1级，单侧加工（取 上行数据）端面43F2.0双侧加工81mm孔80F2.0孔降1级，双侧加工表2-1加工表面总余量由参考文献表2.3-9可得铸件主要尺寸的公差，如表2-2所示。主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT结合面282.

12、530.51.8端面轮廓尺寸432.0+2.0472.081mm孔812.0+2.0772.2表2-2主要毛坯尺寸及公差（mm）2.3根据加工余量绘毛坯图图2-2毛坯图第3章制定工艺路线3.1定位基准的选择精基准的选择：连杆的结合既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准， 能使加工遵循“基准重合”的原则，实现箱体零件“一面两孔”的典型定位方式； 其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。 此外，结合面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方 便。粗基准的选择：按照有关粗基准的选择原则，当零件有不同加工表面时，应 以这些不加工表面作粗基准；若零件

13、有若干个不加工表面时，则应以与加工表面 要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。现选取两个未铸造孔12.5 mm孔的下表面，R12外圆的圆弧不加工外轮廓表面作为基准，此外还应能保证定 位准确、夹紧可靠。最先进行机械加工的表面是精基准面-结合面。方案一用两支承钉支撑两个未铸造孔12.5 mm孔的下表面，限制Z的移动和X的 旋转这两个自由度；用对活动动V型块夹紧R12的外圆表面，限制Y、X的移 动Z、Y的旋转这四个自由度。用粗铳的方式加工连杆体结合面。以上端面为基 准，对12.5 mm孔的加工是先钻孔再扩孔，然进行与连杆盖配对加工其它孔和端 面。方案二用两支承钉支撑连杆体的下表面，并预留出12

14、.5 m孔的位置，限制Z的 移动和X的旋转这两个自由度；用对活动动V型块夹紧R12的外圆表面，限制 Y、 X 的移动， Z、 Y 的旋转这四个自由度。以粗铣的方式加工连杆体结合面， 以先钻孔后扩孔的方式加工12.5 m的孔和前后端面。对于方案二：这样加工，虽然减少了几次装夹，可减少装夹辅助时间。但是 以初基准面加工12.5 m的孔和前后端面，会产生较大误差，不能保证钻孔时孔 与结合面的垂直度。且装夹时需预留12.5 mm孔的位置，反而增加了装夹难度， 同时使装夹工具复杂化，降低了工作效率。方案一：完全克服了方案存在的缺点，减小了加工误差，降低了对工人技术 的要求和工人的劳动强度，使制造夹具的成

15、本降低了。同时也大大提高了加工效 率，提高了效益。3.2 各表面加工方法3.2.1 结合面未选定公差等级，根据GB1800-79规定其公差等级，按IT13加工，表面粗 糙度为Ra=6.3pm ,故用粗铳或粗刨，即可达到要求。但因刨加工时是单行程加 工，返回时不加工，只适合工件较长而窄的情况，而铣加工是连续切削，铣比刨 效率高，故选用铣加工。3.2.2 凹槽面公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra=1.6 pm,应采用粗铳，半精铳、精铳或 者粗刨、半精刨、精刨，才可达到要求。但因刨加工时是单行程加工，返回时不 加工，只适合工件较长而窄的情况，而铣加工是连续切削，铣比刨效率高，故选用铣加工。3.2.3 螺栓孔未选定公差等级，根据GB1800-79