机械连杆夹具设计工艺规程

1连杆的分析1.1连杆的用途连杆是将直线往复运动与旋转运动进行转换的装置，或将旋转运动与直线往复运动进行转换的装置。通常连杆、需要与活塞（或滑块）配合，才能实现上述运动的相互转换。主要用在内燃机或蒸汽机上。 当活塞（或滑块）进行直线往复运动时，与之相连接的连杆推动曲柄运动，并由曲柄带动轴转动。活塞（或滑块）与连接之间和连杆与曲柄之间的连接采用绞接的方式。连杆是连接活塞和曲轴的中间部分件，主要作用是将活塞的直线往复运动转变成曲轴的回转运动。1.2连杆的技术要求按格式将全部技术要求写入列表中：连杆技术要求表加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra(m)连杆两端面100IT1212.5连杆大头上下面70IT1212.5连杆小头上下面30IT1212.525mm孔25IT81.610mm孔10IT1212.51.3审查连杆的工艺性分析零件图可知，连杆两端面和表面均要求车削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样即减少了加工面积，又提高了端面的接触刚度；另外，该零件主要工作表面加工精度均较高，需要高竣工度机床加工，通过车削、钻床的粗加工可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的刚法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。1.4确定连杆的生产类型Q=5000件/年；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式（1-1）得：N=5000件/年X（1+3%）X（1+0.5%）=5176件/年连杆重量为0.2kg，由查表1-3知，连杆属于轻型零件；由表1-4知，该连杆的生产为大批生产。2确定毛坯、绘制毛坯简图2.1.1选择毛坯由于该连杆在工作过程中要承受重载荷，为增强连杆的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件，该物镜座的轮廓尺寸不大，且生产类型属中批生产，为提高生产率和锻件精度，以采用机器造型方法只草毛坯。2.1.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量连杆零件材料为灰铸铁,生产类型为大批量产.根据上诉资料及加工工艺,确定各加工表面的机加工余量, 表2-1表2-5可知，工序尺寸以及毛坯尺寸如下:查表2-1，取CT=10；查表2-5，取加工余量等级为F；根据公式（2-1）得：R=F+2RMA+CT/2；连杆加工余量如下表：项目（mm）机械加工余量(mm)长度1604.8端面R352.4绘制毛皮零件图。2.2定位基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。2.2.1 精基准：根据连杆零件的技术要求和装配要求，选定连杆大头下端面作为精基准。2.2.2 粗基准：需要表面平整，无飞边、毛刺或其他表面欠缺的加工面。选定连杆大头下端面作为粗基准。2.3 加工阶段的划分由于该连杆除内孔之外加工质量要求较低，且生产类型为大量生产。可将加工阶段分为粗加工，半精加工两个阶段。2.4制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为中，大批量生产的条件下，可以考虑采用铣床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。 工艺路线如下表：工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣连杆大头上下端面Ra12.5m卧式铣床X60端铣刀游标卡尺2半精铣连杆大头上下端面Ra3.2m卧式铣床X60端铣刀游标卡尺3粗铣连杆小头上下端面Ra12.5m卧式铣床X60端铣刀游标卡尺4半精铣连杆小头上下端面Ra3.2m卧式铣床X60端铣刀游标卡尺5粗铣连杆右端表面Ra12.5m立式铣床X51三面刃铣刀游标卡尺6半精铣连杆右端表面Ra3.2m立式铣床X51三面刃铣刀游标卡尺7先将25mm的孔钻至23mm然后在用车刀镗后扩钻至24.8mm立式钻床Z525麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规8再将25mm的孔从24.8mm粗铰至24.94mm然后在精铰至25mm立式钻床Z525铰刀卡尺、塞规9先将10mm的孔钻至9.8mm然后粗铰至9.96mm最后精铰至10mm立式钻床Z525麻花钻、铰刀内径千分尺10先将M8的孔钻至7.8mm然后粗铰至7.96mm最后精铰至M8立式钻床Z525麻花钻、铰刀内径千分尺11将M8的孔直接钻铰至10mm，且钻深为8mm立式钻床Z525麻花钻、铰刀内径千分尺12去毛刺钳台工平锉13中检塞规、百分表、卡尺等14清洗清洗机15终检塞规、百分表、卡尺等2.510孔加工余量,工序尺寸和公差的确定连杆零件材料为灰铸铁,生产类型为大批量产.根据上诉资料及加工工艺,确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸以及毛坯尺寸如下:工序9-钻-粗铰-精铰10孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定：参照,由表2-28可查得，精铰余量为0.04mm，粗铰余量为0.16mm,钻孔余量为9.8mm，查表1-20可一次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT8；粗铰：IT10；钻：IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表2-40可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.022mm；粗铰：0.058mm；钻：0.15mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：10+0.0220 mm；粗铰：9.960.0580 mm；钻：9.80.150 mm。2.6切削用量、时间定额的计算钻，粗铰，精铰10mm的孔2.6.1切削用量的计算（1）钻孔工步1）背吃刀量为ap =9.8mm。2）进给量由表5-22查得f=0.20mm/r。3）切削速度计算由表5-22查得v近似为20m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得工序钻头转速n=649.9r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速为n=680r/min,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=680r/min9.8mm/1000=20.9m/min实际为20.9m/min。（2）粗铰工步1）背吃刀量为ap =0.16mm。2）进给量由表5-31查得f=0.4mm/min。3）切削速度计算由表5-31查得v近似为2m/min由公式（5-1）n=1000v/d可求得工序钻头转速n=63.9r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速为n=97r/min,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=97r/min9.96mm/1000=3.03m/min实际为3.03m/min。（3）精铰工步1）背吃刀量为ap =0.04mm。2）进给量由表5-31查得f=0.3mm/。3）切削速度计算由表5-31查得v近似为4.5m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得工序钻头转速n=143.3r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速为n=195r/min,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=195r/min10mm/1000=6.12m/min实际为6.12m/min。2.6.2时间定额的计算1）钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=40mm，l1=(D/2)cotkr+(12)=（9.8/2）cot54+1mm4.56mm，l2=1.5mm，f=0.20mm/r，n=680r/min。将上述结果代入公式：基本时间tj=（40mm+4.56mm+1.5mm）/（680r/minx0.2mm/r）0.34=20.4s；根据辅助时间tf与基本时间tj之间的关系, tf=(0.150.2) tj取tf=0.16tj ；辅助时间tf=0.1620.4=3.26s；根据其他时间里的要求，分别取tb+tx=5%+2%=7%；其它时间=0.07(20.4+3.26)=1.66s；钻孔的单件时间=20.4+3.26+1.66=25.32s。2）粗铰工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。再根据表5-42按kr=15, ap =(D-d)/2=(9.96-9.8)/2=0.08mm的条件，式中l=40mm，l1=0.37mm，l2=15mm，f=0.40mm/r，n=97r/min。将上述结果代入公式：基本时间tj=（40+0.37+15）/(970.4)=85.8s；同理：辅助时间tf=0.1685.8=13.73s；其它时间=0.07（85.8+13.73）=6.97s；粗铰的单件时间=85.8+13.73+6.97=106.5s。3）精铰工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。再根据表5-42按kr=15, ap =(D-d)/2=(10-9.96)/2=0.02mm的条件，式中l=40mm，l1=0.19mm，l2=13mm，f=0.30mm/r，n=195r/min。将上述结果代入公式：基本时间tj=（40+0.19+13）/（1950.3）=54.6s；同理：辅助时间tf=0.1654.6=8.74s；其它时间=0.07（54.6+8.74）=4.43s；精铰的单件时间=54.6+8.74+4.43=67.77s因此，加工10mm孔的单件时间为25.32+106.5+67.77=199.59s