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1、徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书目录一、零件的分析.3二、工艺规程设计.4三、铣床夹具设计.9四、设计小结.12五、参考文献.131徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书一、零件的分析1 1、零件的生产类型、零件的生产类型根据所给要求，以确定，本两件加工属大批量生产。2 2、零件的工艺分析、零件的工艺分析此零件为连杆合件之一连杆盖，连杆盖的视图完整，尺寸、公差及技术要求齐全。此零件形状结构较为简单，零件各表面的加工并不困难，但是基准孔81+0.0210mm 以及小头孔要求表面粗糙度 Ra1.6偏高。基本思路为先加工大头孔再以其为基准来加工小头孔。在小头孔中间的大的沟槽需要用 R67mm刀
2、具去加工，同样在加工大头孔内表面的沟槽时也要用特殊的R25mm 的刀具去加工。此外还应该注意：2徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书1.该连杆盖为整体铸造成型，其外形可不再加工，根据 GB/T 6414-1999 的规定，铸件尺寸公差代号为 CT 公差等级分为 16 级，由于零件的轮廓尺寸不大，形状不是很复杂，为大批量生产，从减少加工难度来说，经查机制工艺手册，毛坯采用铸造成型。2.连杆小头孔对 A 基准的平行度公差为 0.01mm。3.大头孔两端的台阶面对 B 基准的对称度公差为 0.3mm。4.小头孔中间的沟槽，对基准 B 的对称度为 0.2mm。5.铸件毛坯需要经过人工时效处理。6.材
3、料 QT450-10。7.连杆大小头孔平行度的检验，可采用穿入专用心轴，在平台上用等高的 V 型块支撑连杆大头孔心轴，测量大头孔心轴在最高位置时两端的差值，其差值一半即为平行度误差。二、工艺规程设计二、工艺规程设计1 1、毛坯的选择及毛坯余量确定、毛坯的选择及毛坯余量确定在各类机械中，连杆盖为为传动件,由于其在工作时处于运动中，经常受冲击和高压载荷，要求具有一定的强度和韧性。该零件的材料选择 QT450-10，零件的轮廓尺寸不大，形状不是很复杂，为成批量生产模型，从减少加工难度来说，经查机制工艺手册，毛坯采用铸造成型。因为零件形状并不复杂，但为减小加工时的切削用量和提高生产效率，节约毛坯材料，
4、毛坯形状可以与零件形状接近。即外形做成台阶形，内部孔铸造出。确定机械加工余量，及毛坯尺寸：确定机械加工余量，及毛坯尺寸：1）确定机械加工余量（1）铸件质量：零件表面无明显的裂纹等缺陷。（2）加工精度：零件除孔以外的各表面为一般加工精度。3徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 (3)机械加工余量。根据铸件质量、形状，以及各个加工部位的要求毛坯尺寸和余量如下表：毛坯尺寸和余量加工表面小头孔直径大头孔直径零件厚度大头孔两端深度铸造圆角基本尺寸 mm 20 81433.5毛坯尺寸 mm 10 70460R3-R5单边总加工余量 mm55.51.51.752 2、基准的选择、基准的选择该零件是带孔的盘
5、状零件，孔是其设计基准，为避免由于基准不重合而产生误差，应选孔为定位基准，即选 81+0.021 0mm 孔及一端面为加工精基准。由连杆盖有孔、沟槽等都需加工，而孔作为精基准应先加工，因此选外圆及一端面为粗基准。3 3、制定工艺路线、制定工艺路线表面加工方法的确定表面加工方法的确定该零件的加工面有内孔、端面、小孔及槽等，材料为QT450-10。参考有关资料，其加工方法的选择如下:毛坯的两端面应该互为基准加工，表面粗糙度为 Ra3.2，需粗铣-半精铣。大头孔 81+0.021 0mm：内表面粗糙度为 Ra1.6，需进行粗镗-精镗。4徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书小头孔 20+0.023
6、0mm：内表面粗糙度为 Ra1.6，需进行扩-半精铰。大头孔内沟槽：表面粗糙度为 Ra6.3，一次成型磨即可。切割面：表面粗糙度为 Ra1.6，需精铣。两台阶面:底面为 Ra6.3，侧面为 Ra1.6Ra1.6，故采用粗铣台阶面后，对侧面进行精铣并保证距离尺寸 94 0+0.02mm，以及对称度 0.3mm A0.3mm A。两个螺纹孔的加工：钻-铰孔。小头孔的大沟槽采用 R67mmR67mm 的成型铣刀去加工。大头孔内表面的沟槽采用 R25 的砂轮磨削。小头孔里面的沟槽用精细的镗刀加工。确定工艺路线确定工艺路线连杆的加工工艺路线一般是先进行外形的加工，再进行孔、槽等加工。连杆的加工包括各侧面
7、和端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，连杆盖加工可按下面工艺路线进行。工序 1：铸造毛坯。工序 2：无损探伤，查是否有夹渣，气孔，疏松等缺陷。工序 3：清理毛刺、飞边，涂漆。工序 4：人工时效处理。工序 5:精铣连杆大小头两平面，互为基准（加工中多翻转几次）至尺寸 43-0.20-0.36mm。工序 6：粗镗大小头孔，分别为 780.05mm,170.05mm.工序 7：选择一个面为基面，以基面定位，精镗大头孔到81+0.021 0mm。并定其轴线为基准 A。工序 8：以大头孔、基面定位，借助侧面装夹工件，精镗小头孔至5徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书20+0.023 0mm。
8、并保证中心距为 85+0.1 0mm，以及对基准 A 的平行度为 0.01mm。工序 9：磨大头孔内表面的沟槽，砂轮为 R25mm，磨削深度 2.5mm。车倒角 1*45度。工序 10：以基面、连杆体侧面和分割面装夹工件，铣削两个台阶面，保证台阶面的距离为 94 0-0.023mm，深度 8.5+0.05 0mm，以及对基准 A的对称度为 0.3mm。工序 11：钻两边的底孔 10mm，保证中心距为 1100.15。工序 12：由钳工铰孔 2-M12-6H。工序 13：以连杆台阶面、基面定位装夹，铣削沟槽 宽 15+0.15+0.05mm，R67mm的盘形铣刀。对基准 B 的对称度为 0.2m
9、m。工序 14：用精细的镗刀镗内沟槽 直径 21+0.28 0mm，宽 1.1+0.12 0mm，两沟槽距离 37+0.15 0mm。工序 15：车倒角 0.5*45 度。工序 16：检查各个部分的尺寸和精度。工序 17：组装入库。4 4、工序内容设计、工序内容设计根据生产纲领和零件结构选择毛坯：零件毛坯材料选择为 QT450-10,生产类型为大量生产，采用铸造毛坯。毛坯两侧面的加工余量毛坯两侧面的加工余量：铸造件的机械加工余量查表机械加工工艺手册表 2.35，其单边余量规定为：1 mm精铣两侧面：参照 机械加工工艺手册 表 2.339，其余量值规定为 0.5mm铸造毛坯的基本尺寸为43 21
10、 46mm。根据 机械加工工艺手册 表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用 CT7，再查表 2.3-9 可得铸件尺寸公差为1.0mm。6徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书粗铣外圆根据机械制造工艺学表1-9，选得经济精度为 IT12，再查互换性与技术测量表 1-8 和表 1-10 查的公差为-300m零件基本尺寸为：43零件粗铣后的尺寸：462=44mm零件精铣后的尺寸：441=43mm精铣后的尺寸与零件图的尺寸相同：43mm大头孔的加工余量：大头孔的加工余量：铸造件的机械加工余量查表机械加工工艺手册表 2.35，其单边余量规定为：2.5mm精车孔：参照机械加工工艺手册表 2.343，其余量值
11、规定为 0.5mm铸造毛坯的基本尺寸为81521 70mm根据机械加工工艺手册表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用 CT7，再查表 2.3-9 可得铸件尺寸公差为0.9mm。粗车端面根据机械制造工艺学表 1-9，选得经济精度为 IT9，再查互换性与技术测量表 1-8 和表 1-10 查的公差为-100m零件基本尺寸为：8 1 mm毛坯的名义尺寸为：81101 70mm粗车后的尺寸：7010 80mm精车后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：81mm小头孔的加工余量：小头孔的加工余量：铸造件的机械加工余量查表机械加工工艺手册表 2.35，其单边余量规定为：2.5mm精车内孔：参照机械加工工艺手册表 2.
12、348，其余量值规定为0.5mm粗车内孔根据机械制造工艺学表1-9，选得经济精度为 IT12，再查互换性与技术测量表 1-8 和表 1-10 查的公差为 250m零件基本尺寸为：2 0 mm毛坯的名义尺寸为：209110mm所以工序尺寸为：粗车后的尺寸：109 19mm精车后的尺寸应与图纸要求尺寸相同：20mm7徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书台阶底面台阶底面铣台端面：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 3.2-23。其余量值规定为2.7 4.0mm，现取3.5mm。表 3.2-27 粗铣平面时厚度偏差取 0.28mm。精铣台阶面使其加工尺寸为940.023mm零件基本尺寸：134mm钻孔
13、：钻孔：10mm加工孔 1/8_12 管牙螺纹。毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3-71，现确定其余量为：g.确定铣小头沟槽的工序尺寸。精铣可达到要求，则该工序尺寸：槽宽15+0.15+0.05mm，槽深R67。粗铣时，为半精铣留有加工余量：槽宽双边余量为 2mm，槽深余量为 2mm。则粗铣的工序尺寸：槽宽为 13mm，槽深为R65mm 的圆。（参见工序卡）0三、铣床夹具设计1 1、设计任务、设计任务此次设计主要分为两部分，一是对零件的机加工进行工艺规程设计，二是对工序进行专用夹具设计。此次夹具设计选择连杆盖台阶面下端面加工进行专用夹具设计。本夹具主要作来铣连杆体和连杆盖分割面的
14、台阶面底面，台阶底面与小头孔轴心线有尺寸精度要求，台阶底面与螺栓孔应有垂直度要求和台阶底面的平面度要求。由于本工序是粗加工，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。8徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书2 2、夹具方案分析、夹具方案分析2.1 工件的定位方案分析由零件图可知，在铣台阶面之前，连杆的两个端面、小头孔及大头孔的两侧都已加工，且表面粗糙要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选81小头孔与连杆的端面为基准，但由于大头孔不完整，难以用来较好的定位，所以采用小头孔 20 定位。因为大小孔轴向方向不影响台阶面铣削精度，所以此方向可以不定位，而靠加紧机构固定，所以连杆盖以大小头孔及
15、侧面的“两孔”定位，属于不完全定位，其中大头孔做成与削边销作用相同的定位板，以避免过定位。由于大头孔尺寸 81,没有相应的削边销，由于是大批量生产，所以可以自制一个作用与削边销相同作用的“定位板”，如下图所示：而小头孔用定孔芯轴定位，元件如下图所示：9徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书2.2 夹紧方案分析由于零件小，所以采用有压紧手柄机构的螺母压紧机构与压板，装卸工件方便、迅速。加紧机构用压紧手柄机构与压块，如下图所示：2.3 夹具体设计夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。夹具体图如图：夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长
16、。4)切削力及夹紧力的计算切削力的计算：，由组合机床（表 7-24）得：225022500.2420.242P=a=2=1902.538N10徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书夹紧力的计算：由机床夹具设计手册（表 1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=12mm,P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夹紧力：W0=5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。定位误差的计算:由加工工序知，加工面为连杆的剖分台阶面。台阶底面对连接螺栓孔中心线应有垂直度要求；对剖分出来的台阶底面有一定的平面度要求。所以本工序的工序基准为小头孔中心线，其设计计算如下：（1）确定定位
17、销中心与大头孔中心的距离及其公差。此公差取工件相应尺寸的平均值，公差取相应公差的三分之一（通常取1/51/3）。故此尺寸为850.015。（2）确定定位销尺寸及公差本夹具的主要定位元件为一固定销，结构简单，但不便于更换。该定位销的基本尺寸取工件孔下限尺寸 20。公差与本零件在工作时与其相配孔的尺寸与公差相同，即为 20 0-0.012。（3）小头孔的确定考虑到配合间隙对加工要求中心距 850.015 影响很大，应选较紧的配合。另外小头孔的定位面较短，定位销有锥度导向，不致造成装工件困难。故确定小头定位孔的孔径为 20+0.023 0。5)定位误差分析对于连杆体盖剖分台阶面深度 8.5+0.05
18、 0的要求，以 20+0.023 0的中心线为定位基准，而其设计基准为大头孔轴心线，属“基准不重合”，基准不重合误差 jb=0.1，且由于定位面与定位间存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值为：Dw=0.1+D+d+min=0.1+0.023+0.012+0=0.135 mm Dw剖分面的定位误差 D工件孔的直径公差 d定位销的直径公差 min孔和销的最小保证间隙因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。11徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书四、设计小结此次机械设计制造工艺及机床夹具课程设计主要是对连杆盖加工工艺规程与夹具设计，在设计过程中要通过对零件进行分析，选择基准，拟定合理的
19、工艺路线，再次选择加工设备及切削用量，即而确定主要表面不同加工时的工序尺寸及公差，填写过程卡，工序卡，通过相关文献手册的查阅，拟定合理的工件定位方案，并分析夹具方案，对刀方案的确定，设计出一套针对于工件铣削台阶底面定位专用夹具，并完成对夹具体装配图，零件图的绘制。通过本次的课程设计，我将学到的理论知识，应用于实践，学以致用，从中受益匪浅，使我明白了对零件加工时的流程，并大致了解了对相关标准件的查找及绘制，我更从此次设计中学到一丝不苟的工作作风，严谨，细致的工作态度。在此要感谢在我课程设计过程中给我关心和帮助的老师同学们，谢谢！参考文献1机床专用夹具图册.哈尔滨工业大学出版社.2005.2孙己德.机床夹具图册.北京.机械工业出版社.1984.3王启平.机床夹具设计.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社.2005.4机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.机械工业出版社.2005.12