小頭Φ70孔連桿加工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設計含4張CAD圖帶過程工序卡-獨家.zip
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目 錄緒 論1第一章 連桿體的加工工藝21.1 連桿體的結構特點21.2 連桿體的主要技術要求21.2.1 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度31.2.2 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度31.2.3 大、小頭孔中心距41.2.4 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度41.2.5 大、小頭孔兩端面的技術要求41.2.6 螺栓孔的技術要求41.2.7 有關結合面的技術要求41.3連桿的材料和毛坯41.4 連桿的機械加工工藝過程61.5 連桿的機械加工工藝過程分析81.5.1 工藝過程的安排81.5.2 定位基準的選擇81.5.3 確定合理的夾緊方法91.5.4 連桿體兩端面的加工91.5.5 連桿體大、小頭孔的加工101.5.6 連桿螺栓孔的加工101.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差101.6.1 確定加工余量101.6.2 確定工序尺寸及其公差111.7 工時定額的計算121.8 連桿體的檢驗251.8.1 連桿大頭孔圓柱度的檢驗261.8.2 連桿體、連桿上蓋對大頭孔中心線的對稱度的檢驗261.8.3 連桿大小頭孔平行度的檢驗26第二章 夾具設計272.1 問題的指出272.2 夾具設計272.3 導向裝置的選擇282.4 定位誤差分析31結 論33致 謝34參考文獻35緒 論 制造業(yè)是國家或者地區(qū)經濟發(fā)展的重要支柱,其發(fā)展水平標志著該國家或地區(qū)經濟勢力、科技水平、 生活水平和國防勢力。國際市場的競爭歸根到底是各國制造生產能力的競爭。機械制造業(yè)是制造業(yè)的核心,是制造機械產品的工業(yè)部門,也是為國民經濟各部門提供裝備的部門。機械制造也的生產能力和發(fā)展水平標志著一個國家或地區(qū)國民經濟現(xiàn)代化的程度。而機械制造業(yè)的生產能力主要取決于機械制造裝備的先進程度。裝備制造業(yè)是國家國家綜合制造能力的集中體現(xiàn)。重大裝備研制能力是衡量一個國家工業(yè)化水平和綜合國力的重要標準。作為新世紀的大學生,有義務為自己國家社會建設盡一份力,為制造業(yè)的發(fā)展貢獻一份力量,我們要以高度的責任感和使命感,克服發(fā)展中存在的問題,推動東北老工業(yè)基地的振興 畢業(yè)設計是對我們四年學習和知識的融匯、運用和貫通,是迅速提高我們實踐經驗的一條重要途徑。在實踐中教導我們發(fā)現(xiàn)問題,以及怎樣分析問題并最終解決問題。讓我們的綜合能力有所提高,扎實鞏固專業(yè)基礎知識。畢業(yè)設計是對學生進行工程師基本訓練的重要環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設計我們能鞏固,熟悉并綜合運用所學知識;培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的學風;掌握零件機械加工工藝規(guī)程編制,專用工藝裝備及組合機床的基本技能;學會查閱,運用各種技術資料,手冊。初步掌握對專業(yè)范圍的生產技術問題進行分析綜合研究的能力;使學生受到比較全面的訓練就個人而言,我希望通過這次畢業(yè)設計一方面能進一步培養(yǎng)我獨立思考的能力,另一方面能提高我與同學們互助協(xié)作的能力,為以后工作打下良好基礎,為偉大祖國建設貢獻我的力量。由于本人能力有限,經驗不足,設計過程中有不足之處,希望各位老師給予指教。第一章 連桿體的加工工藝1.1 連桿體的結構特點連桿體是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一,它在柴油機中,把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸,又受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿體在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修,連桿體的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質的底,底的內表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片,可以用來補償軸瓦的磨損。連桿體小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內壓入青銅襯套,以減少小頭孔與活塞銷的磨損,同時便于在磨損后進行修理和更換。在發(fā)動機工作過程中,連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用,連桿除應具有足夠的強度和剛度外,還應盡量減小連桿自身的質量,以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動機運轉均衡,同一發(fā)動機中各連桿的質量不能相差太大,因此,在連桿部件的大、小頭兩端設置了去不平衡質量的凸塊,以便在稱量后切除不平衡質量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側??紤]到裝夾、安放、搬運等要求,連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設有油孔(或油槽),發(fā)動機工作時,依靠曲軸的高速轉動,把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內,以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運動副。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?yōu)榍幕剞D運動,以輸出動力。因此,連桿的加工精度將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。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個:(1)連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度;(2)連桿大、小頭孔中心距尺寸精度;(3)連桿大、小頭孔平行度;(4)連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度;(5)連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。1.2 連桿體的主要技術要求連桿體上需進行機械加工的主要表面為:大、小頭孔及其兩端面,連桿體與連桿蓋的結合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術要求(圖1-1)如下。 圖1-1 連桿體1.2.1 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合,減少沖擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級為IT6,表面粗糙度Ra=1.6m;小頭孔公差等級為IT7,表面粗糙度Ra=1.6m。1.2.2 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜,從而造成汽缸壁磨損不均勻,同時使曲軸的連桿軸頸產生邊緣磨損,所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較??;而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小,因而其公差值較大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.04 mm;在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.06 mm。1.2.3 大、小頭孔中心距大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比,即影響到發(fā)動機的效率,所以規(guī)定了比較高的要求:3320.1 mm。1.2.4 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度,影響到軸瓦的安裝和磨損,甚至引起燒傷;所以對它也提出了一定的要求:規(guī)定其垂直度公差等級應不低于IT9(大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100 mm長度上公差為0.03mm)。1.2.5 大、小頭孔兩端面的技術要求連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同,但從技術要求是不同的,大頭兩端面的尺寸公差等級為IT9,表面粗糙度Ra=1.6m, 小頭兩端面的尺寸公差等級為IT10,表面粗糙度Ra=1.6m。這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求,而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中,這給連桿的加工帶來許多方便。1.2.6 螺栓孔的技術要求在前面已經說過,連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術要求外,對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定:螺栓孔按IT8級公差等級和表面粗糙度Ra=6.3m加工。1.2.7 有關結合面的技術要求在連桿受動載荷時,接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產生相對錯位,影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結合不良,從而產生不均勻磨損。結合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度,因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿,要求結合面的平面度的公差為0.025 mm。1.3連桿的材料和毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用,要求具有很高的強度。因此,連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼;如Cr12、45鋼、55鋼、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的,粉末冶金零件的尺寸精度高,材料損耗少,成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應用,使粉末冶金件的密度和強度大為提高。因此,采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇,主要根據(jù)生產類型、材料的工藝性(可塑性,可鍛性)及零件對材料的組織性能要求,零件的形狀及其外形尺寸,毛坯車間現(xiàn)有生產條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產綱領為大量生產,連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種,一種是體和蓋分開鍛造,另一種是將體和蓋鍛成體。整體鍛造的毛坯,需要在以后的機械加工過程中將其切開,為保證切開后粗鏜孔余量的均勻,最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言,整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題,但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點,故用得越來越多,成為連桿毛坯的一種主要形式。總之,毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產成本降低,性能提高。目前我國有些生產連桿的工廠,采用了連桿輥鍛工藝。圖(1-2)為連桿輥鍛示意圖毛坯加熱后,通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽,毛壞產生塑性變形,從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產的連桿鍛件,在表面質量、內部金屬組織、金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平,并且設備簡單,勞動條件好,生產率較高,便于實現(xiàn)機械化、自動化,適于在大批大量生產中應用。輥鍛需經多次逐漸成形。 圖1.2 連桿輥鍛示意圖圖(1-3)、圖(1-4)給出了連桿的鍛造工藝過程,將棒料在爐中加熱至11401200C0,先在輥鍛機上通過四個型槽進行輥鍛制坯見圖(1-3),然后在鍛壓機上進行預鍛和終鍛,再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊見圖(1-4)。鍛好后的連桿毛坯需經調質處理,使之得到細致均勻的回火索氏體組織,以改善性能,減少毛坯內應力。為了提高毛坯精度,連桿的毛坯尚需進行熱校正。連桿必須經過外觀缺陷、內部探傷、毛坯尺寸及質量等的全面檢查,方能進入機械加工生產線。1.4 連桿的機械加工工藝過程由上述技術條件的分析可知,連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高,但是連桿的剛性比較差,容易產生變形,這就給連桿的機械加工帶來了很多困難,必須充分的重視。連桿體機械加工工藝過程如下表(11)所示: 表1.1 連桿體機械加工工藝過程工序工序名稱工序內容工藝裝備 1備料鍛造 2熱處理調質處理HB210-250 3銑粗銑連桿體前端面立式銑床 4銑粗銑、半精銑連桿體后端面立式銑床 5銑半精銑連桿體前端面立式銑床 6銑粗銑、半精銑、精銑連桿體結合面立式銑床 7鏜粗鏜、半精鏜、精鏜連桿體大端R63H6孔坐標鏜床 8 鏜粗鏜、半精鏜、精鏜連桿體小頭70H7孔坐標鏜床 9銑精銑連桿體前端面立式銑床 10銑精銑連桿體后端面立式銑床11鉆鉆連桿體2-19螺栓孔立式鉆床12鉗工鉗工去毛刺13質檢檢驗至圖紙要求14涂漆未加工部分涂上防銹漆14入庫包裝、入庫連桿體的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面,較重要的加工表面為連桿體和蓋的結合面及連桿螺栓孔定位面,次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側面及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個階段:第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工;第二階段為連桿體和蓋切開后的加工;第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準備精基準(端面、小頭孔和大頭外側面);第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面,包括大頭孔的粗加工,為合裝做準備的螺栓孔和結合面的粗加工,以及軸瓦鎖口槽的加工等;第三階段則主要是最終保證連桿各項技術要求的加工,包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分,合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段,合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。1.5 連桿的機械加工工藝過程分析1.5.1 工藝過程的安排在連桿體加工中有兩個主要因素影響加工精度:(1)連桿體本身的剛度比較低,在外力(切削力、夾緊力)的作用下容易變形。(2)連桿體是模鍛件,孔的加工余量大,切削時將產生較大的殘余內應力,并引起內應力重新分布。因此,在安排工藝進程時,就要把各主要表面的粗、精加工工序分開,即把粗加工安排在前,半精加工安排在中間,精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大,因此切削力、夾緊力必然大,加工后容易產生變形。粗、精加工分開后,粗加工產生的變形可以在半精加工中修正;半精加工中產生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量,切削力及內應力的作用,逐步修正加工后的變形,就能最后達到零件的技術條件。各主要表面的工序安排如下:(1)兩端面:粗銑、半精銑、精銑(2)小頭孔:粗鏜、半精鏜、精鏜(3)大頭孔:粗鏜、半精鏜、精鏜一些次要表面的加工,則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。1.5.2 定位基準的選擇在連桿體機械加工工藝過程中,大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面,并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面。這是由于:端面的面積大,定位比較穩(wěn)定,用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準統(tǒng)一起來,減少了定位誤差。具體的辦法是,在安裝工件時,注意將成套編號標記的一面不與夾具的定位元件接觸(在設計夾具時亦作相應的考慮)。在精鏜小頭孔時,也用小頭孔作為基面,這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當連桿用小頭孔定位夾緊后,再從小頭孔中抽出假銷進行加工。為了不斷改善基面的精度,基面的加工與主要表面的加工要適當配合:即在粗加工大、小頭孔前,先加工端面,在精鏜大、小頭孔前,先加工端面。由于用小頭孔和大頭孔外側面作基面,所以這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔,這些工序對于鉸后的孔與端面的垂直度不易保證,有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。在第一道工序中,工件的各個表面都是毛坯表面,定位和夾緊的條件都較差,而加工余量和切削力都較大,如果再遇上工件本身的剛性差,則對加工精度會有很大影響。因此,第一道工序的定位和夾緊方法的選擇,對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。連桿的加工就是如此,在連桿加工工藝路線中,在精加工主要表面開始前,先銑兩個端面。因此,粗銑就是關鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢?一個方法是以毛坯端面定位,在側面和端部夾緊,銑一個端面后,翻身以銑好的面定位,銑另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整,連桿的剛性差,定位夾緊時工件可能變形,銑后,端面似乎平整了,一放松,工件又恢復變形,影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小,同時可以銑工件的端面,使一部分切削力互相抵消,易于得到平面度較好的平面。同時,由于是以對稱面定位,毛坯在加工后的外形偏差也比較小。1.5.3 確定合理的夾緊方法既然連桿體是一個剛性比較差的工件,就應該十分注意夾緊力的大小,作用力的方向及著力點的選擇,避免因受夾緊力的作用而產生變形,以影響加工精度。在加工連桿的夾具中,可以看出設計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在銑兩端面的夾具中,夾緊力的方向與端面平行,在夾緊力的作用方向上,大頭端部與小頭端部的剛性高,變形小,既使有一些變形,亦產生在平行于端面的方向上,很少或不會影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上,可避免工件產生彎曲或扭轉變形。1.5.4 連桿體兩端面的加工采用粗銑、半精銑、精銑三道工序,并將工序安排在加工大、小頭孔之前,以便改善基面的平面度,提高孔的加工精度。1.5.5 連桿體大、小頭孔的加工連桿體大、小頭孔的加工是連桿體機械加工的重要工序,它的加工精度對連桿體質量有較大的影響。小頭孔是定位基面,在用作定位基面之前,它經過了粗鏜、半精鏜、精鏜三道工序。鏜時以小頭孔外形定位,這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。小頭孔在粗鏜、半精鏜、精鏜后,達到IT7級公差等級,然后壓入襯套,再以襯套內孔定位粗鏜、半精鏜、精鏜大頭孔。由于襯套的內孔與外圓存在同軸度誤差,這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。大頭孔經過粗鏜、半精鏜、精鏜達到IT6級公差等級。表面粗糙度Ra =為1.6m,大頭孔的加工方法是在將連桿與連桿體組合在一起,然后進行粗鏜、半精鏜、精鏜大頭孔的工序。1.5.6 連桿螺栓孔的加工連桿體的螺栓孔經過鉆、擴、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側面定位。為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內,在擴和鉸兩個工步中用上下雙導向套導向。從而達到所需要的技術要求。粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法,這樣銑夾具沒有活動部分,能保證承受較大的銑削力。精銑時,為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直,使用兩工位夾具。連桿在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后,夾具上的定位板帶著工件旋轉1800 ,銑另一個螺栓孔的兩端面。這樣,螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。1.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差1.6.1 確定加工余量 用查表法確定機械加工余量:(根據(jù)機械加工工藝手冊第一卷 表3.225 表3.226 表3.227)(1)、平面加工的工序余量(mm) 表1.2 平面加工的工序余量單面加工方法單面余量經濟精度工序尺寸表面粗糙度毛坯7512.5粗銑1.5IT12()72()6.3半精銑0.4IT10()71.2()3.2精銑0.1IT8()71()1.6 則連桿體兩端面總的加工余量為:A總=(A粗銑+A精銑+A粗磨+A精磨)2=(1.5+0.4+0.1)2=mm(2)、連桿體鑄造出來的總的厚度為H=71+=mm1.6.2 確定工序尺寸及其公差(根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程 表229 表234)(1)、大頭孔各工序尺寸及其公差(鑄造出來的大頭孔為122mm)表1.3 機械加工工序1工序名稱工序基本余量工序經濟精度工序尺寸最小極限尺寸表面粗糙度粗鏜1.51251256.3半精鏜0.4125.8125.83.2精鏜0.11261261.6(2)、小頭孔各工序尺寸及其公差(鑄造出來的大頭孔為66mm)(根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導教程 表1.4機械加工工序2工序名稱工序基本余量工序經濟精度工序尺寸最小極限尺寸表面粗糙度粗鏜 1.569696.3半精鏜 0.469.869.83.2精鏜 0.170701.61.7 工時定額的計算工序01:鍛造工序02:調質處理,HB210HB250工序03:粗銑連桿體前端面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀,。2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取600當600r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工序04:粗銑、半精銑連桿體后端面工步一:粗銑連桿體后端面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀,。2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取600當600r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工步二:半精銑連桿體后端面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀,。2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取750當750r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工序05:半精銑前端面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀,。2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取750當750r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工序06:粗銑、半精銑、精銑連桿體結合面工步一:粗銑連桿體結合面1. 選擇刀具刀具選取立銑刀,2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取600當600r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工步二:半精銑連桿體結合面1. 選擇刀具刀具選取立銑刀,2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取750當750r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工步三:精銑連桿體結合面1. 選擇刀具刀具選取立銑刀,2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取950當950r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工序07:粗鏜、半精鏜、精鏜連桿體R63H6工步一:粗鏜連桿體R63H6孔1加工條件加工要求:粗鏜R63H6孔,單側加工余量Z=1.5mm。機床:選用T4163坐標鏜床和專用夾具。刀具:硬質合金單刃鏜刀。2、選擇切削用量(1)選擇切削深度由于單側加工余量Z=1.5mm,故可在一次鏜去全部余量,則=1.5mm(2)選擇進給量根據(jù)【6】實用機械加工工藝手冊(以下簡稱工藝手冊)表11-313,查得粗鏜時,硬質合金刀頭,加工材料45鋼:=552000m/min f=0.03-0.16mm/r選擇則 根據(jù)簡明手冊表4.2-204.2-61,選擇f=0.12mm/r,n=625r/min。(3)計算基本工時 根據(jù)公式,式中,當加工一個孔時l=71.2, L=(71.2+1.5+3)mm=75.7mm 故有=min=1.009min工步二:半精鏜連桿體R63H6孔1加工條件加工要求:半精鏜R63H6孔,單側加工余量Z=0.4mm。機床:選用T4163坐標鏜床和專用夾具。刀具:硬質合金單刃鏜刀。2、選擇切削用量(1)選擇切削深度由于單側加工余量Z=0.4mm,故可在一次鏜去全部余量,則=0.4mm(2)選擇進給量根據(jù)【6】實用機械加工工藝手冊(以下簡稱工藝手冊)表11-313,查得半精鏜時,硬質合金刀頭,加工材料45鋼:=552000m/min f=0.03-0.16mm/r選擇則 根據(jù)簡明手冊表4.2-204.2-61,選擇f=0.10mm/r,n=800r/min。(3)計算基本工時 根據(jù)公式,式中,當加工一個孔時l=71.2, L=(71.2+0.4+3)mm=74.6mm 故有=min=0.933min工步三:精鏜連桿體R63H6孔1加工條件加工要求:精鏜R63H6孔,單側加工余量Z=0.1mm。機床:選用T4163坐標鏜床和專用夾具。刀具:硬質合金單刃鏜刀。2、選擇切削用量(1)選擇切削深度由于單側加工余量Z=0.1mm,故可在一次鏜去全部余量,則=0.1mm(2)選擇進給量根據(jù)【6】實用機械加工工藝手冊(以下簡稱工藝手冊)表11-313,查得精鏜時,硬質合金刀頭,加工材料45鋼:=552000m/min f=0.03-0.16mm/r選擇則 根據(jù)簡明手冊表4.2-204.2-61,選擇f=0.08mm/r,n=1000r/min。(3)計算基本工時 根據(jù)公式,式中,當加工一個孔時l=71.2, L=(71.2+0.1+3)mm=74.3mm 故有=min=0.929min工序08:粗鏜、半精鏜、精鏜連桿體70H7工步一:粗鏜連桿體70H71加工條件加工要求:粗鏜70H7,單側加工余量Z=1.5mm。機床:選用T4163坐標鏜床和專用夾具。刀具:硬質合金單刃鏜刀。2、選擇切削用量(1)選擇切削深度由于單側加工余量Z=1.5mm,故可在一次鏜去全部余量,則=1.5mm(2)選擇進給量根據(jù)【6】實用機械加工工藝手冊(以下簡稱工藝手冊)表11-313,查得粗鏜時,硬質合金刀頭,加工材料45鋼:=552000m/min f=0.03-0.16mm/r選擇則 根據(jù)簡明手冊表4.2-204.2-61,選擇f=0.12mm/r,n=625r/min。(3)計算基本工時 根據(jù)公式,式中,當加工一個孔時l=71.2, L=(71.2+1.5+3)mm=75.7mm 故有=min=1.009min工步二:半精鏜連桿體70H7孔1加工條件加工要求:半精鏜70H7孔,單側加工余量Z=0.4mm。機床:選用T4163坐標鏜床和專用夾具。刀具:硬質合金單刃鏜刀。2、選擇切削用量(1)選擇切削深度由于單側加工余量Z=0.4mm,故可在一次鏜去全部余量,則=0.4mm(2)選擇進給量根據(jù)【6】實用機械加工工藝手冊(以下簡稱工藝手冊)表11-313,查得半精鏜時,硬質合金刀頭,加工材料鑄鐵:=552000m/min f=0.03-0.16mm/r選擇則 根據(jù)簡明手冊表4.2-204.2-61,選擇f=0.10mm/r,n=800r/min。(3)計算基本工時 根據(jù)公式,式中,當加工一個孔時l=71.2, L=(71.2+0.4+3)mm=74.6mm 故有=min=0.933min工步三:精鏜連桿體70H7孔1加工條件加工要求:精鏜70H7孔,單側加工余量Z=0.1mm。機床:選用T4163坐標鏜床和專用夾具。刀具:硬質合金單刃鏜刀。2、選擇切削用量(1)選擇切削深度由于單側加工余量Z=0.1mm,故可在一次鏜去全部余量,則=0.1mm(2)選擇進給量根據(jù)【6】實用機械加工工藝手冊(以下簡稱工藝手冊)表11-313,查得精鏜時,硬質合金刀頭,加工材料鑄鐵:=552000m/min f=0.03-0.16mm/r選擇則 根據(jù)簡明手冊表4.2-204.2-61,選擇f=0.08mm/r,n=1000r/min。(3)計算基本工時 根據(jù)公式,式中,當加工一個孔時l=71.2, L=(71.2+0.1+3)mm=74.3mm 故有=min=0.929min工序09:精銑前端面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀,。2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取950當950r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工序10:精銑后端面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀,。2. 決定銑削用量1)決定銑削深度2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K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 ,則按機床標準選取950當950r/min時按機床標準選取3)計算工時切削工時: ,則機動工時為工序11:鉆2-19螺栓孔1、加工條件加工材料:45鋼工藝要求:孔徑d=19mm,精度H12H13,用乳化液冷卻。機床:選用Z525立式鉆床和專用夾具。2、選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆頭(如圖3所示),其直徑d=19mm 鉆頭幾何形狀為(根據(jù)切削用量手冊表2.1及表2.2):標準鉆頭,后角,橫刃長度,弧面長度。3選擇切削用量(1)選擇進給量按加工要求決定進給量:根據(jù)切削用量手冊表2.7,當鑄鐵硬度200H有。(2)計算切削速度根據(jù)切削用量手冊表2.15,當鑄鐵硬度=200220HBS時, , 時,=50mm/min。 切削速度的修正系數(shù)為:,故=301.01.00.751.0m/min37.5m/min=r/mm=629r/mm 根據(jù)Z525型鉆床技術資料(見簡明手冊表4.2-12)可選擇n=680r/mm,=37.5mm/min。4計算基本工時根據(jù)公式式中,l=48mm,入切量及超切量由切削用量手冊表2.29查出,計算得, L=(48+12)mm=60mm 故有: t=0.706min工序12:鉗工去毛刺工序13:檢驗至圖紙要求工序14:未加工部分涂上防銹漆工序15:包裝、入庫1.8 連桿體的檢驗連桿體在機械加工中要進行中間檢驗,加工完畢后要進行最終檢驗,檢驗項目按圖紙上的技術要求進行。1.8.1 連桿大頭孔圓柱度的檢驗用量缸表,在大頭孔內分三個斷面測量其內徑,每個斷面測量兩個方向,三個斷面測量的最大值與最小值之差的一半即圓柱度。1.8.2 連桿體、連桿上蓋對大頭孔中心線的對稱度的檢驗采用圖(16)所示專用檢具(用一平尺安裝上百分表)。用結合面為定位基準分別測量連桿體、連桿上蓋兩個半圓的半徑值,其差為對稱度誤差。1.8.3 連桿大小頭孔平行度的檢驗如圖(17)所示,將連桿大小頭孔穿入專用心軸,在平臺上用等高V形鐵支撐連桿大頭孔心軸,測量小頭孔心軸在最高位置時兩端面的差值,其差值的一半即為平行度。圖1.7 大小頭孔平行度的檢驗圖第二章 夾具設計由連桿工作圖可知,工件材料為45鋼,屬于中大批量生產。根據(jù)設計任務的要求,需設計一套鏜70H7孔的夾具,刀具為硬質合鏜刀。2.1 問題的指出本夾具主要作來鏜70H7孔,連桿體小頭70H7孔中心線與連桿體大端R63H6孔軸心線平行度要求,孔表面有圓度和圓柱度要求。在設計夾具時都要該考慮在內。2.2 夾具設計1) 定位基準的選擇由零件圖可知,在銑結合面之前,連桿的兩個端面、小頭孔及大頭孔的兩側都已加工,且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差盡量減小,按基準重合原則選41H7小頭孔與連桿的端面為定位主基準,螺栓孔端面為定位輔助基準。2) 夾緊方案由于零件小,所以采用U型壓板、螺母、心軸組成的夾緊機構及活動V型塊,螺栓、導規(guī)、支座和滾花螺母等組成的螺旋夾緊機構,裝卸工件方便、迅速。3) 夾具體設計夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體,并能正確安裝在機床上,加工時,能承受一部分切削力。夾具體為鑄造件,安裝穩(wěn)定,剛度好,但制造周期較長。4) 切削力及夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘: 公稱直徑d=12mm,材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限: 極限應力幅:許用應力幅:螺釘?shù)膹姸刃:耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s=3.54 取s=4 得 由于夾緊力大于切削力,即本夾具可安全使用。2.3 導向裝置的選擇鏜連桿體小頭70H7孔加工,三步鏜削即粗鏜半精鏜精鏜方可滿足精度要求,因為大批量生產,為了防止鏜套磨損后無法更法,故選用鏜套(其結構如下圖所示)。查機床夾具標準件可知70H7相配的鏜套的具體結構如下圖2-1所示: 圖2-1 鏜套具體的尺寸如下圖2-2所示: 圖2-2 鏜套尺寸因為鏜套和襯套是間隙配合,加工的時間用壓緊螺釘把鏜套壓緊在鏜模上,以防止加工的時間鏜套旋轉,和50鏜套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸10,查機床夾具標準件可知,M10鏜套壓緊螺釘?shù)木唧w結構如下圖2-3所示: 圖2-3 鏜套螺釘鏜套螺釘具體的尺寸如下圖2-4所示: 圖2-4 鏜套螺釘尺寸2.4 定位誤差分析定位元件為襯套、軸和V型塊,誤差分析如下:1、定位誤差:式中:T工件定位孔的孔徑公差 T定心軸的軸徑公差 工件定位孔與定位軸的最小配合間隙 =0.0862、夾緊安裝誤差,對工序尺寸的影響較小,取=03、磨損造成的加工誤差:通過不超過0.005mm,誤差總合:+=0.108mm0.3mm從上分析,所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。結 論通過對連桿體的機械加工工藝及對粗加工大頭孔夾具和銑結合面夾具的設計,使我學到了許多有關機械加工的知識,主要歸納為以下兩個方面:第一方面:連桿體外形較復雜,而剛性較差。且其技術要求很高,所以適當?shù)倪x擇機械加工中的定位基準,是能否保證連桿體技術要求的重要問題之一。在連桿體的實際加工過程中,選用連桿體的大小頭端面及小頭孔作為主要定位基面,同時選用大頭孔兩側面作為一般定位基準。為保證小頭孔尺寸精度和形狀精度,可采用自為基準的加工原則;保證大小頭孔的中心距精度要求,可采用互為基準原則加工。對于加工主要表面,按照“先基準后一般”的加工原則。連桿體的主要加工表面為大小頭孔和兩端面,較重要的加工表面為連桿體和蓋的結合面及螺栓孔定位面,次要的加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。連桿體機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。連桿加工路線按連桿體的分合可以分為二個階段:第一個階段為連桿體和蓋裝配之前的加工;第二個階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第二方面:主要是關于夾具的設計方法及其步驟。(1)、定位方案的設計:主要確定工件的定位基準及定位基面;工件的六點定位原則;定位元件的選用等。(2)、導向及對刀裝置的設計:由于本設計主要設計的是擴大頭孔夾具和銑結合面夾具,所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題,以及對刀塊的類型,從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。(3)、夾緊裝置的設計:針對連桿的加工特點及加工的批量,對連桿的夾緊裝置應滿足裝卸工件方便、迅速的特點,所以一般都采用自動夾緊裝置。(4)、夾具體設計:連桿的結構特點是比較小,設計時應注意夾具體結構尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體,并能正確安裝在機床上,加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。(5)、定位精度和定位誤差的計算:對用于粗加工的夾具,都應該進行定位誤差和穩(wěn)定性的計算,以及設計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。(6)、繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。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,特別是每次都放下他的休息時間,耐心地幫助我解決技術上的一些難題,他嚴肅的科學態(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,他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜,他不僅在學業(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,他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。參考文獻1, 鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京: 機械工業(yè)出版社 2004,8 2, 趙志修 主編 機械制造工藝學 北京: 機械工業(yè)出版社 1984,23, 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京:冶金工業(yè)出版社 2002,12 4, 李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京: 北京出版社 1990,125, 鄧文英 主編 金屬工藝學 北京: 高等教育出版社 20006, 黃茂林 主編 機械原理 重慶: 重慶大學出版社 2002,77, 丘宣懷 主編 機械設計 北京: 高等教育出版社 19978, 儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶: 重慶大學出版社 1997,129, 廖念釗 主編 互換性與技術測量 北京: 中國計量出版社 2000,110,樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京: 機械工業(yè)出版社 1992,1211,李慶壽 主編 機床夾具設計 北京: 機械工業(yè)出版社 1983,412,陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京: 機械工業(yè)出版社 1986,413, 機床夾具結構圖冊 貴州:貴州人民出版社 1983,714,龔定安 主編 機床夾具設計原理 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小頭Φ70孔連桿加工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設計含4張CAD圖帶過程工序卡-獨家.zip,小頭,70,連桿,加工,工藝,規(guī)程,鉆孔,夾具,設計,CAD,過程,工序,獨家
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