连杆盖课程设计

目录前言2一、课程设计任务书3二、零件的工艺分析3三、工艺设计5四、铣床专用夹具设计32五、设计心得体会37六、参考文献39前言机械制造技术课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行课程设计对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年大学生活中占有重要的地位，本次课程设计旨在培养学生设计机械加工工艺规程的工程实践能力，通过这次设计锻炼了我们综合运用过去所学全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为学生搞好毕业设计，走上工作岗位打下坚实的基础。本课程设计的目的在于：(1)培养学生运用机械制造工程学及相关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量等)的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。(2) 能根据被加工零件的技术要求，运用机床夹具设计的基本原理和方法，学会拟订机床夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。 (3)培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。(4)进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 此次课程设计对给定的零件图分析并进行工艺规程设计，其中考察了定位基准的选择，零件便面加工方法的选择，加工工艺路线的拟定及工序加工余量，工序尺寸，公差等相关知识，历时三个星期的设计加深了对所学知识的理解，有助于今后能够熟练地运用于工作中。设计过程中遇到一些疑问经过老师的悉心指导都得以解决，在此对老师表示衷心的感谢。适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后工作打下一个良好的基础。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给与指教。一、课程设计任务书二、零件的工艺分析1、零件的作用和结构特点：连杆是发动机主要的传动机构之一，它将活塞与曲轴连接起来，把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传动给曲轴，使活塞的往复直线运动可逆的转化为曲轴的回转运动，以输出功率。连杆结构如图所示，它是一种变截面的连杆体，由从大头到小头逐步变小的工字型截面的连杆体及连杆盖、螺栓、螺母等组成。虽然由于发动机的结构不同，连杆的结构也略有差异，但基本上都由活塞销孔端（小头）、曲柄销孔端（大头）及杆身三部分组成。 连杆大头孔套在曲轴的连杆轴颈，与曲轴相连，内装有轴瓦。为了便于安装。大头孔设计成两半。然后用连杆螺栓连接。连杆小头与活塞销相连，小头压入耐磨的铜衬套，孔内设有油槽，小头顶部有油孔。以便使曲轴转动时飞溅的润滑油能流到活塞销的表面上，起润滑作用。为了减少惯性力，连杆杆身部位的金属重量应当减少，并且要有一定的刚度，所以杆身部位是不加工的。在毛坯制造时，杆身的一侧作出定位标记，作为加工及装配基准。连杆在工作中主要承受一下三种动载荷：1. 汽缸内的燃烧力（连杆受压）2. 活塞连杆组的往复运动惯性力（连杆受拉）3. 连杆高速摆动时产生的横向惯性力（连杆受弯曲应力）为了保证工作时连杆的一些危险点（螺栓、杆身或大端端盖等）不发生断裂，将其设计成如上图所示结构。该结构不仅重量轻、刚度大，而且有足够的疲劳强度和冲击韧性。2、零件的加工表面和技术要求分析：4. 连杆的主要加工表面有：大小端孔、上下端面、大端盖体结合面、配合面以及连杆螺栓孔等。5. 大小端孔的精度：为了保证连杆大、小头孔运动副之间有良好的配合，减少冲击的不良影响和便于传热，大端孔和小端孔尺寸和粗糙度要精确。本零件大头孔的尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra值为1.6m，小头孔的尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra为1.6m。大端孔和小端孔圆柱度的公差均有较高要求。6. 大小端孔中心线在两个相互垂直方向的平行度：两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，增加活塞与汽缸的摩擦力，从而造成汽缸壁磨损加剧。7. 大小端孔的中心距：大小端孔的中心距影响汽缸的压缩比，所以对其要求较高。8. 大端孔两端面对大端孔轴线的垂直度：此参数影响轴瓦的安装和磨损。9. 对连杆重量的要求：为了保证发动机运转平稳，连杆大、小头重量和整台发动机上的一组连杆的重量按图纸的规定严格要求。10. 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mm以及小头孔要求表面粗糙度Ra= 1.6m偏高。基本思路为先加工小头孔再以其为基准来加工大头孔。该连杆大头孔对A基准的对称度公差为0.3mm。小头孔对B基准的对称度公差为0.2mm。小头孔对A基准的平行度公差为0.01mm。三、工艺设计1、生产纲领、确定生产类型11. 此零件为连杆盖，由设计任务书要求，此零件要求可知该零件的生产纲领为10000件/年，结合生产实际，备用率a%和废品率b%分别取3%和0.5%，带入公式得N=10000台/年*1件/台*（1+3%）*（1+0.5%）=10351.5件/年所以连杆盖的生产类型为成批的大批生产类型。2、毛坯的选择与毛坯图说明在各类机械中，连杆盖为传动件，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，但为减少加工时的切削用量和提高生产效率，节约毛坯材料，毛坯形状可以与零件形状接近。 确定机械加工余量，及毛坯尺寸。1）确定机械加工余量铸件质量：零件表面无明显的裂纹等缺陷。加工精度：零件各表面为一般加工精度。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，加工表面基本尺寸mm毛坯尺寸mm单边总加工余量mm大头孔直径81753零件厚度43482.5大头孔两端深度3.56.53铸造圆角R3-R52）确定机械加工余量，及毛坯尺寸。见毛坯图。3、工艺路线的确定1）粗基准的选择连杆大小端孔圆柱面及两端面应与杆身纵向中心线对称；连杆大小端孔及两端面应有足够而且尽量均匀的加工余量；连杆大小端外形分别与大小端孔中心线对称；保证作为精基准的端面有较好的表面质量。为此，第一道工序为粗铣两平面，为保证两平面有均匀的加工余量，采用互为基准。先选取有标识一侧的平面为粗基准来加工另一平面，然后以加工过的平面为基准加工没有标识一侧的平面，并在以后的大部分工序中以此平面作为精基准I来定位，这样作为精基准的平面有较好的表面质量。精基准的选择由于大、小端平面面积大、精度高、定位准确、夹紧可靠，所以大部分工序选用其一个指定的平面即精基准I（消除三个自由度）、小头孔（消除两个自由度），以及大头孔内圆柱面作为精基准。这不仅是基准统一而且减小了定位误差。3）各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 （1）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-精铣（机械制造基础 表6-8）。 （2）大头孔mm：内表面粗糙度为Ra1.6，需进行粗镗-半精镗-精镗（机械制造基础 表6-7）。 （3）小头孔：内表面粗糙度为Ra1.6，需进行钻-扩-粗铰-精铰（机械制造基础 表6-7）。大头孔内沟槽：表面粗糙度为Ra6.3，一次成型铣即可。下底面Ra1.6故需粗铣-精铣（机械制造基础 表6-8）；（6）两台阶面；底面为Ra6.3，侧面为Ra1.6，故采用粗铣台阶面后，对则面进行精铣并保证距离尺寸94 0 -0.023mm，以及对称度0.3mm A（机械制造基础 表6-8）。（7）两个螺纹孔的加工：钻-攻丝（机械制造基础 表6-7）。（8）小头孔的大沟槽采用R67mm的成型铣刀去加工。由于表面Ra1.6，故需粗铣-精铣（机械制造基础 表6-8）；（9）大头孔内表面的沟槽采用R25的成型铣刀。（10）小头孔里面的够槽用精细的镗刀加工。4）工序的顺序安排根据连杆类零件的特点，连杆平面和连杆孔将多次作为定位以及装夹基准，因此必须先进行加工。根据基面先行，先粗后精的原则，以连杆的一个平面作为粗基准加工另一平面，从而获得精基准，再加工定位平面。根据先面后孔的原则，面加工完成以后依次进行钻扩小头孔、粗镗大头孔的操作。经过上述操作后，工件已获得一面两孔的精基准，这样为之后的加工提供了装夹定位的方便。 5）工序集中与分散根据工序集中的原则，粗铣下台阶面工序，铣台阶面和配合面工序，钻螺纹孔工序以及精铣结合面工序的装夹方式和机床类似，故集中处理；精镗大头孔工序和铣轴瓦槽工序的装夹方式相同，故集中处理；精镗小头孔工序及粗镗卡簧槽工序的装夹方式与机床相同，故集中处理。根据先面后孔，先主后次的原则，以上工序按以上所述的先后顺序排列，根据先粗后精的原则，精加工工序主要被安排在后面加工。6）加工设备与工艺装备的选择 机床的选择工作的对加工质量，生产率和经济性有很大的影响，为使所选的机床能满足工序的要求，必须综合考虑机床的工作精度、加工精度、功率、机床工作区的尺寸等因素。根据以上的图示的分析，现有的生产设备及零件自身的尺寸、形状、位置精度的要求，各工序机床选择如下所示：a.工序60 为粗铣精铣平面要求不高普通铣床就可以。选用立式铣床XA5032型铣床。b.工序80由于孔径较小，选用Z525即可达到加工要求；c.工序90 铣平面尺寸不大，考虑到尽量减少机床种类原则且立式铣床XA5032型铣床能达到加工要求故选立式铣床XA5032型铣床；d.工序90粗镗大头孔，用T68即能达到加工要求，且较常见故T68镗床即可e.工序110钻孔攻丝用Z525。f.工序120 铣凹槽用立式铣床XA5032型铣床g.工序130 镗床T68。h.工序140 铰孔可用Z525。 工序工序名称机床设备切削刀具量具10铸造毛坯20无损探伤30去毛刺40时效处理50铣两端面XA5032YT5硬质合金铣刀量规60粗加工小头孔Z525高速钢钻头、高速钢标准扩孔钻塞规70粗镗大头孔T68YT14焊接刀具量规80铣下底面及左右台阶XA5032YG6硬质合金铣刀量规90加工左右两螺纹孔Z52510.2钻头倒角钻头M12丝锥塞规100粗精铣小头孔凹槽及瓦盖槽XA5032直齿三面刃成型铣刀量规110半精镗，精镗大头内孔 镗小头孔凹槽T68YT14焊接刀具、单刃镗刀量规120精加工小头孔及大头孔倒角Z525高速钢铰刀、倒角钻头塞规130钳工去毛刺140检查150组装入库7）不同方案的分析比较零件的工艺路线的制定要考虑的因素很多，为了制定出更好的工艺路线需要先拟制出多种工艺路线，将这几种路线进行比较，从中找出较好的一种，结合该零件的各因素现拟制以下两种工艺方案进行比较：方案一： 工序10：铸造毛坯。 工序20：无损探伤，查是否有夹渣，气孔，疏松等缺陷。 工序30：清理毛刺、飞边，涂漆。 工序40：人工时效处理。 工序50：精铣连杆大小头两平面，互为基准（加工经两次翻转）至尺寸mm，选择其中一面为基准I。 工序60：为基准I及小头孔外圆定位，钻小头孔至mm扩至mm倒角，以小头孔为精基准II； 工序70：以基准I、II大头孔内圆定位，粗镗大头孔到mm，以大头孔为精基准III。并定其轴线为基准A。 工序80：以I、II、III为基准定位粗铣下底面至mm，精铣至mm，粗铣左右凹台至mm，精铣 工序90：以I、II、III为基准加工左右螺纹孔，钻孔至10.2，倒角C1，攻丝； 工序100：以I、II、III为基准粗铣小头孔凹槽至13mm，精铣至mm,铣瓦盖槽R25； 工序110：以I、II、III为基准定位半精镗大头孔至80.8mm，精镗至mm镗小头孔两凹槽； 工序120：以I、II、III为基准粗铰小头孔至，精铰至,大头孔倒角; 工序130：钳工去毛刺; 工序140：检查各个部分的尺寸和精度; 工序150：组装入库。方案二： 工序1：粗铣有标识平面至46.5工序2：粗铣无标识平面至45工序3：粗钻小头孔至18工序4：拉结合面至86及大头孔至80工序5：粗铣下台阶面至25工序6：铣台阶面和配合面至25，4.5，94工序7：钻孔-攻丝-倒角工序8：精铣结合面到尺寸工序9：精铣有标识面到尺寸工序10：铣槽到尺寸工序11：精镗大头孔到尺寸工序12：粗铣轴瓦槽工序13：镗小头孔到尺寸工序14：粗镗卡簧槽到尺寸对比以上两种方案，得出以下几种结论：一、方案一将粗加工和精加工分开，先粗后精，这样有利于保护重要表面。方案二几乎忽视基面先行、先主后次的原则，加工过的重要表面无法得到有效保护，重要表面的预期精度将无法保证。二、方案一很好的将先粗后精、先主后次原则同工序集中原则结合。三、方案一相比于方案二，能够大大的减少工人的工作量，更加人性化，生产效率更高。四、并且所要求的生产纲领并不大，所以无需用到拉床，可有效的降低成本，且能减少机床种类。4、加工余量、切削用量的确定1）确定加工余量（1）小头孔查机械制造基础 表6-8可知需要钻-扩-粗铰-精铰查机械制造课程设计指导表3.225 精铰得到、表面粗糙度Ra1.6、经济精度IT7 加工余量为0.06mm；查机械制造课程设计指导表3.225 粗铰得到、表面粗糙度Ra2.0、经济精度IT8 、加工余量为0.14mm，查机械制造课程设计指导表3.2-27得上下偏差分别为 +0.033,0；查机械制造课程设计指导表3.225 扩孔得到mm、表面粗糙度Rz30、经济精度IT10、加工余量为1.8mm，查机械制造课程设计指导表3.2-27得上下偏差分别为 +0.084,0；查机械制造课程设计指导表3.225 扩孔得到mm、表面粗糙度Rz50、经济精度IT13、加工余量为18mm，查机械制造课程设计指导表3.2-27得上下偏差分别为 +0.33,0； 故小头孔加工余量如下表：工序名称工序间余量工序间工序间尺寸经济精度表面精度精铰0.06IT71.6粗铰0.14IT82扩1.8IT10Rz30钻18IT13RZ50（2） mm大头孔 查机械制造基础 表6-7可知需要粗镗-半精镗-精镗查机械制造课程设计指导表3.225 精镗得到mm、表面粗糙度Ra1.6、经济精度IT7 加工余量为0.2mm；查机械制造课程设计指导表3.225 半精镗得到80.8mm、表面粗糙度Ra2.0、经济精度IT8 、加工余量为1mm，查机械制造课程设计指导表3.2-27得上下偏差分别为 +0.087,0；查机械制造课程设计指导表3.225 粗镗得到mm、表面粗糙度Rz30、经济精度IT11 、加工余量为1mm，查表3.2-27得上下偏差分别为 +0.22,0；故大头孔加工余量如下表：工序名称工序间余量工序间工序间尺寸经济精度表面精度精镗0.2IT71.6半精镗1IT8280.8粗镗3.8IT11Rz30铸造CT9（3） mm两端面 查机械制造基础 表6-8可知需要需粗铣-精铣查表3.225 精铣得到mm、表面粗糙度Ra3.2、经济精度IT11 加工余量为1mm；查表3.225 精铣得到mm、表面粗糙度Ra3.2、经济精度IT11 加工余量为1mm；查表3.225 粗铣得到mm、表面粗糙度Rz50、经济精度IT12 加工余量为1.5mm；查表3.225 粗铣得到mm、表面粗糙度Rz50、经济精度IT12 加工余量为1.5mm；故两端面加工余量如下表：工序名称工序间余量工序间工序间尺寸经济精度表面精度精铣1IT113.21IT113.2粗铣4IT12RZ504IT12RZ50铸造CT9（4） mm下底面查机械制造基础 表6-8可知需要需粗铣-精铣查表3.225 精铣得到mm、表面粗糙度Ra1.6、经济精度IT9 加工余量为1mm；查表3.225 粗铣得到mm、表面粗糙度Rz50、经济精度IT12 加工余量为12mm；故下底面加工余量如下表：工序名称工序间余量工序间工序间尺寸经济精度表面精度精铣1IT91.6粗铣2IT12RZ50铸造CT9（5） 台阶面查机械制造基础 表6-8可知需要需粗铣-精铣查表3.225 精铣得到mm、表面粗糙度Ra1.6、Ra6.3um，经济精度IT7、IT10 加工余量为1mm、1mm；查表3.225 粗铣得到mm、表面粗糙度Rz50、Rz50um，经济精度IT12、IT12 加工余量为2.5mm；故台阶面加工余量如下表：工序名称工序间余量工序间工序间尺寸经济精度表面精度精铣1、1IT7、IT101.6、1.6粗铣、2.5IT12、IT12RZ50、Rz50um2） 确定切削用量（1）铣两端面已知加工材料：QT450-10，2 选择切削用量： 机床选择：半精铣：1 刀具不变2切削用量：1.（2） 小头孔加工 已知：加工材料QT450-10，硬度为190HBS，铸件，无外皮； 工艺要求孔径d=18mm，孔深l=45mm通孔，精度为H7， 机床Z525型立式机床。求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时（钻）选择钻头由表2.3,可选高速钢钻头，d0=18mm由表2.1,可选取双锥修磨横刀,=300,2=180,21=700,b=3.5mm，a0=120，=550，b=2mm，l=4mm选择切削用量（所有数据未注明的均查自简明切削用量手册）决定进给量按加工要求决定进给量由表2.7，当加工要求为H13精度铸铁强度b=800mpa，d0=18mm时，f=0.700.86mm/r由于l/d=2.393，故f=0.70 0.86mm/r按钻头强度决定进给量由表2-8 d0=18mm，HBS=190HBS时 f=1.6mm/r按机床进给机构强度决定进给量由表2.9当HBS270，d0=18mm，机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525钻床允许的轴向力为8330N 见表2.35）时进给量f=1.45mm/r以上三个进给量比较可以看出受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.700.86mm/r由表2.35可取f=0.81mm/r由表2.35可得2525机床进给机构强度允许的最大轴向力Fmax=8830N，由表2.19可查出钻孔时轴向力当f=0.81mm时，轴向力8630NFmax,故f=0.81mm/r可用决定钻头磨钝标准及寿命由表2.12 当d0=18mm时,钻头后刀面最大磨损量取0.65mm,寿命T=60min决定切削速度由表2.15 HBS=190 f=0.81mm/r d=18mm时切削速度vt=15.12m/min由表2.31切削修正系数kTV=kMV=kXV=1.0,v=vtkV=15.12m/min,n=267.4r/min由表2.35 Z525钻床说明书可选择nC=272r/min,即vC=17m/min检验机床扭矩及功率由表2.21当f1.0mm/r, d019mm时Mt=73.57N,修正系数KMM=1.2,故MC=KMM*Mt=88.5NM 根据Z525钻床参数,当n=272r/min时,Mm=144.2NMC由表2.23当HBS=190, d0=18mm,f=0.81mm/r, vC=17m/min时PC =1.7kw由表2.35Z525钻床参数可知PE=2.26kwPC由于McMm，PcP,故切削用量可用，即f=0.81mm/r，n=272r/min，vC=17m/min计算基本工时t=L/nf，式中L=l+y+k，l=43mm由表2.29查出y+k=8.8mm故t=0.235min（扩）选择扩孔钻选择高速钢标准扩孔钻由表2.5可查，0=8o10o，,kr=30o60o，kr=30o，=10o，t=0，b=0.82mm选择切削用量进给量f由表2.10 HB200 取f=0.91.1mm/r 取修正系数0.7故f=0.630.71mm/r。由表2.35取f=0.62mm/r决定钻头磨钝标准及寿命由表2.12当d0=19.8mm时钻头后刀面最大磨损量0.60.9,寿命T=30min决定切削速度由表2.15 HBS=190,f=0.7mm/r, d0=19.8mm时，=12.67m/min 查表2.31 kTV=1.0,kMV=1.0,kWV=1.0,kxv=0.84,kapv=1.0所以Vc=vtkt=10.64m/min,n=171.05r/min由Z525型钻床参数可得nc=195r/min，但因为所选转速较计算转速高，会使刀具寿命下降，故可以将进给量降低一级取f=0.48mm/r，也可降低一级转速取nc=140r/min方案一: f=0.48mm/r,nc=195m/min,ncf=93.6m/min方案二: f=0.62mm/r,nc=140m/min,ncf=86.8m/min因方案一ncf较大，基本工时较少，故选择方案一，即f=0.48mm/r,nc=195m/min，Vc=12.13m/min；检验机床扭矩及功率由表2.21 f0.51mm/r，d021，MT=51.99NM,HBS=190.kmm=1.2，故Mc=kmmMT=62.39144.2（机床扭矩）；由表2.23 HBS=190，d0=19.8mm时f=0.48mm/r，vc=12.13 mm/r时Pc1KWPE=2.26KW故f=0.48 mm/r，n=nc=195 r/min，vc=12.13m/min。3计算基本工时tm=L/nf,式中L=l+y+k，l=43mm由表2.29查出y+k=7.96mm故tm=0.54min。（粗铰）选择铰刀查表2-6 粗绞r0=80,0=180,kr=50,0=7080 精绞r0=80,0=180,kr=50,0=7080选择切削用量决定进给量由表2.11粗绞f=0.81mm 磨钝标准及寿命由表2.12 d020时,磨钝限度0.40.6mm,寿命T=60min切削速度由表2.24粗绞Vc=6m/min n粗绞n=95.78 查2525型钻床说明书取粗绞n=97 得粗绞Vc=6.08m/min n计算基本工时tm=L/nf 式中L=l+y+k,l=43mm由表2.29查出y+k=8mm粗绞tm=0.65min （精铰）1. 选择铰刀查表2-6 精绞r0=80,0=180,kr=50,0=70802. 选择切削用量决定进给量由表2.11 精绞f=0.62mm磨钝标准及寿命由表2.12 d020时,磨钝限度0.40.6mm,寿命T=60min切削速度由表2.24 精绞Vc=8m/min 精绞n=127.32查2525型钻床说明书取 精绞n=140得 精绞Vc=8.80m/min3. 计算基本工时tm=L/nf 式中L=l+y+k,l=43mm由表2.29查出y+k=8mm 精绞tm=0.58min（3） 、下底面加工 已知：加工材料QT450-10，硬度为190HBS，铸件，无外皮； 工艺要求宽度为=43mm，长度l=134mm的平面，精度为H9， 机床XA5032型立式铣床。求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时（粗铣）选择刀具由表1.2,可选YG6硬质合金刀片由表3.1,由于ap=2mm,ae=26.5mm,则d0=80mm由表3.16,选择齿数z=10由表3.2选择刀具形状kr=5o0=10o0=12o kr=60o s=-10o选择切削用量决定切削深度ap由于切削深度不大故ap=h=2mm决定每齿进给f 采用对称端铣由表3.5,当机床功率为7.5kw时,fz=0.140.24mm/z取fz=0.14mm/z决定铣刀磨钝标准及寿命由表3.8 当d0=80mm时,钻头后刀面最大磨损量取2.0mm,寿命T=180min决定切削速度和每分钟进给量由表3.16 当d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.14mm/z时vt=97mm/min nt=387r/min vft=433mm/min各修正系数kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=0.80.85 取0.8则vc=vtkv=77.6mm/min nc=ntkn=346.4r/min vf=vftkft=309.6mm/min由表3.30可得nC=375r/min,即vfc=375mm/min则vc=d0n/1000=102mm/min,fzc=vfc/ncz=0.1mm/z检验机床扭矩及功率根据表3.24 b=190HBS ae50 ap2mm d0=80mm z=10 vf=375mm/min,近似有Pcc=1.9kw由表3.30 允许PcM=5.63kwPcc 则切削用量可行即vc=102mm/min,fzc=0.1mm/z计算基本工时t=L/vf，式中L=l+y+，l=43mm由表查出y+k=8mm故t=0.139min（精铣）选择刀具由表1.2,可选YG6硬质合金刀片由表3.1,由于ap=1mm,ae=26.5mm,则d0=80mm由表3.16,选择齿数z=10由表3.2选择刀具形状kr=5o0=10o0=16o kr=60o s=-10o选择切削用量决定切削深度ap由于切削深度不大故ap=h=1mm决定每齿进给f 采用对称端铣由表3.5,当机床功率为7.5kw时,fz=0.40.6mm/r取fz=0.6mm/r决定铣刀磨钝标准及寿命由表3.8 当d0=80mm时,钻头后刀面最大磨损量取0.300.50mm,寿命T=180min决定切削速度和每分钟进给量由表3.16 当d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.6mm/r时vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min各修正系数kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=1.0则vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min由表3.30可得nC=600r/min,即vft=475mm/min则vc=d0n/1000=150.72mm/min,fzc=vfc/ncz=0.08mm/z检验机床扭矩及功率根据表3.24 b=190HBS ae50 ap1mm d0=80mm z=10 vf=475mm/min,由表3.30 主轴允许功率PcM=5.63kwPCC 则切削用量可行即vc=150.72mm/min,fzc=0.08mm/z计算基本工时t=L/vft，式中L=l+y+，l=43mm由表查出y+k=8mm故t=0.109min（4） 台阶面加工 已知：加工材料QT450-10，硬度为190HBS，铸件，无外皮； 工艺要求宽度为=43mm，长度l=134mm的平面，精度为H7， 机床XA5032型立式铣床。求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工时（粗铣）选择刀具由表1.2,可选YG6硬质合金刀片由表3.1,由于ap=2.5mm,ae=24.5mm,则d0=80mm由表3.16,选择齿数z=10由表3.2选择刀具形状kr=5o0=10o0=12o kr=60o s=-10o选择切削用量决定切削深度ap由于切削深度不大故ap=h=2.5mm决定每齿进给f 采用对称端铣由表3.5,当机床功率为7.5kw时,fz=0.140.24mm/z取fz=0.14mm/z决定铣刀磨钝标准及寿命由表3.8 当d0=80mm时,钻头后刀面最大磨损量取2.0mm,寿命T=180min决定切削速度和每分钟进给量由表3.16 当d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.14mm/z时vt=97mm/min nt=387r/min vft=433mm/min各修正系数kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=0.80.85 取0.8则vc=vtkv=77.6mm/min nc=ntkn=346.4r/min vf=vftkft=309.6mm/min由表3.30可得nC=375r/min,即vfc=375mm/min则vc=d0n/1000=102mm/min,fzc=vfc/ncz=0.1mm/z检验机床扭矩及功率根据表3.24 b=190HBS ae50 ap2mm d0=80mm z=10 vf=375mm/min,近似有Pcc=1.9kw由表3.30 允许PcM=5.63kwPcc 则切削用量可行即vc=102mm/min,fzc=0.1mm/z计算基本工时t=L/vf，式中L=l+y+，l=43mm由表查出y+k=8mm故t=0.139min（精铣）选择刀具由表1.2,可选YG6硬质合金刀片由表3.1,由于ap=1mm,ae=24.5mm,则d0=80mm由表3.16,选择齿数z=10由表3.2选择刀具形状kr=5o0=10o0=16o kr=60o s=-10o选择切削用量决定切削深度ap由于切削深度不大故ap=h=1mm决定每齿进给f 采用对称端铣由表3.5,当机床功率为7.5kw时,fz=0.40.6mm/r取fz=0.6mm/r决定铣刀磨钝标准及寿命由表3.8 当d0=80mm时,钻头后刀面最大磨损量取0.300.50mm,寿命T=180min决定切削速度和每分钟进给量由表3.16 当d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.6mm/r时vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min各修正系数kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=1.0则vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min由表3.30可得nC=600r/min,即vft=475mm/min则vc=d0n/1000=150.72mm/min,fzc=vfc/ncz=0.08mm/z检验机床扭矩及功率根据表3.24 b=190HBS ae50 ap1mm d0=80mm z=10 vf=475mm/min,由表3.30 主轴允许功率PcM=5.63kwPCC 则切削用量可行即vc=150.72mm/min,fzc=0.08mm/z计算基本工时t=L/vft，式中L=l+y+，l=43mm由表查出y+k=8mm故t=0.109min（4）、螺纹孔加工由机械加工工艺手册表3.2-20，查的D=120，P=1.75.时，内螺纹小径麻花.钻钻头直径为10.20mm.。1.选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径=10.20mm钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：标准：2.(1)选择切削用量：根据表2.7，当加工要求为H6精度，铸铁强度HBS=190200Mpa, =10.20mm时，f=0.520.64mm/r因为钻孔后还要丝锥攻螺纹，乘系数0.50，f=(0.520,64)*0.5=0.260.32mm/r(2)按钻头强度决定进给：根据表2.8，当HBS=190Mpa, =10.20mm,f=1.22mm/r.(3)按机床进给机构强度决定进给量：根据表2.9，当HBS200, =10.20mm.标准钻头f=0.75mm/r.从以上三个量可以看出，f=0.260.32mm/r，根据Z525说明书，选择f=0.28mm/r.由于加工通孔，为了避免孔即将钻通时，钻头钻断，故在孔即将钻穿时采用手动进给校验机床：f=0.28mm/r, =10.20mm时，轴向力F=1760N，根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力。（2）决定钻头磨损及寿命，由表2.12，当=10.20mm，钻头最大后刀面磨损量为0.60mm,寿命T=35min.(3)决切削速度。由表2.15,f=0.28mm/r, =10.20mm,标准钻头。由表2.31根据Z525钻床说明书，可考虑：根据表2.20.当HBS=190Mpa时，f0.22mm/r（6）、大头孔加工粗镗：刀具的选择：有机械制造技术基础图2-44知高速钢寿命低不宜用于大规模生产故选择硬纸合金刀具由铸件材料为QT450-10知其抗拉强度为450Mpa,屈服强度310Mpa，硬度为190HBW。刀具的硬度强度均要高于被加工材料查机械加工工业手册表1.5-7取YT14，其硬度为90.5HRA，抗压强度4200Mpa，因此够用，刀具装夹形式焊接。由切削用量简明手册表1-9取刀具寿命为60MIN。机床选择：由金属加工工艺及工装设计表4-72取刀具类型为刀头，并查得粗镗时V=0.30.66m/s取为=0.5m/s.f=0.31.0mm/r取为f=0.8mm/r,由机械加工使用手册选择机床型号为T68，其主轴轴线与工作台距离30-800mm而孔径D=81mm,因此够用。粗镗时在直径方向=3.8mm,由机械制造技术基础表2-2计算刀具受力。则C=903, =1.0,Y=0.75, =0, 取普遍值1.由=0.5m/s，=3.8mm，f=0.8mm/r（半精镗）由于选的是硬质合金刀具，耐热耐磨性较好，而被加工材料与空气接触面大，故不需要冷却液冷却。精镗：工序间余量四、铣床专用夹具设计4.1精铣连杆两端面的夹具设计连杆端面是整个连杆加工过程的主要定位基准,应首先加工出来。由零件图可知,连杆大小头端面厚度的基本尺寸是相同的,但其精度要求不同。若在铣大小头端面时,也按不同的要求加工,会增加夹具制造与机床调整的复杂性。故在加工中使大小头端面处在同一平面上,简化了后续工序的夹具结构,减少了机床的调整工作。41.1铣床夹具定位方案的确定 根据六点定位原理,对本道工序的加工定位采用完全定位。其中,选用连杆的大小头孔端面作为主要定位基准,使零件的支承面积大,定位稳定,装夹方便。同时也符合精基准选择时应注意的基准重合原则。这个面定位共消除了3个自由度。再次,选用连杆大、小头孔上下顶面作为第二定位基准,压紧定位不仅便于在加工过程中实现基准统一,而且装夹方便,端面与大头孔中心线的垂直度要求也能很好的保证,两端面的距离要求在加工中实现基准重合,从而减少加工误差。另外,采用互为基准反复加工的办法,对连杆的两个端面进行加工。在定位元件的选择上,为满足六个自由度完全定位要求,分别对三个定位元件进行设计：（1）首先在第一定位面,考虑到夹具加工性及夹具在使用过程中出现的磨损,故采用三个支撑钉进行定位。支承钉安装在夹具底板上,然后再加工支承板面，保证与机床的平行度要求。支撑板不但可以很容易地保证支承面对夹具底板面的平行度,而且这样磨损后还可以替换降低夹具的制造费用，且更换维修方便。（2）其次在第二定位面,为消除两个自由度,故采用固定V形块。（3）最后在大头孔可做一个活动快压紧并限制最后一个转动自由度，具体请见夹具图。4.1.2 铣床夹具的夹紧机构的确定夹紧装置是夹具的重要组成部分。因此在夹具设计过程中,必须保证定位时获得的正确位置,并使夹紧可靠,适当,操作方便安全。而且结构力求简单,紧凑,并尽可能地多采用标准件。 根据夹紧力的作用方向应有利于工件准确定位的原则,在铣削侧面时,为保证端面与大头孔中心线的垂直度要求,故将夹紧力作用方向定在与定位销中心线相垂直的方向上。这个方向与工件刚度最大的方向也相一致,使工件减少变形。由于生产纲领并不大，所以本设计采用了螺旋夹紧机构加紧，而且采用两个一起加工，既满足了大批量生产的要求，而且操作方便，又节省了时间提高了生产率 。4.1.3铣床夹具对刀装置的确定对刀装置用以确定夹具相对于刀具的位置。铣床夹具的对刀装置主要由对刀块和塞尺构成。本道工序是铣平面,故采用用于加工平面的高度对刀块。4.1.4 铣床夹具的结构分析根据工件,定位元件,夹紧装置和对刀块在总体上的配置来确定夹具体的外形尺寸。夹具体上安装有平面定位元件(两个支承板，每个支承板分为三段以便屑。),固定V形块、活动夹紧块和圆形平面对刀块。三者组合共同作为该夹具的定位元件.对于支承板和对刀块都有较高的尺寸和位置精度要求.其中,支承板与工件接触的平面与夹具体底座平行。所有的支承板与夹具体都采用普通螺丝钉进行联接，一旦支承板受磨损，可拆换。至于活动V形块，因在加工过程中它必须要沿着工件长度方向左右移动。为了保证夹紧后良好的对中性，故在夹具体上沿着V形块的两侧安装了两块移动导向板。导向板与工件接触的内表面与夹具横向轴线应保持较高的平行度。导向板的定位采用圆柱销。夹紧结构也较为方便，采用汽缸推动夹紧机构，当工件被放在夹具体的支承板平面上后，通过气动装置，推动压板，压板在推动活动V形块，沿着导向面夹紧工件。在工件加工过程结束后,气压降低，压板在弹簧的拉力下后退，然后就可以取下工件，在装夹下个零件。因为该铣床夹具要承受较大的切削力，因此要有足够的稳定性。为此通过两个定位键与铣床工作台的T形槽相配合来确定夹具在机床上的方位。上图中定位键与夹具体的配合采用H7/h6。另外在该夹具体的两头设有耳座，可通过螺栓将夹具牢固地紧固在机床的工作台上。V形块设计如下： V形块是两个定位平面间具有一定夹角的一种定位元件。V形块工作面间夹角常取60、90和120，此时采用应用最多的是90角。 V形块结构尺寸主要根据工件定位基准直径来确定，并应确定定位高度T。因为当V形块加工完毕后需将心轴放在V形块上，安尺寸T综合检验V形块的加工精度。通过查机械加工工艺手册可以用GB/T699-1999 材料20钢活动块及导板设计：活动块：因为要通过大头孔内圆面夹紧，所以将接触点设计为与大头孔内圆面孔径一致的圆弧形压头。导板：通过查机械加工工艺手册可以用GB/T699-1999 材料20钢底板和螺栓支架：底板：考虑到底板要有一定的厚度，并与上面的零件良好配合所以设计如下图螺栓支架：因为螺栓支架要支撑手柄并和手柄螺纹间有良好的接触，所以螺栓支架可设计为如下图所示五、设计心得体会本次课程设计历时三周，是大学里以前其他课程设计没法比拟的，所包含的知识之多，从零件图的绘制到毛坯余量的确定；从拟定工艺路线到机械加工工序的设计，从工艺装备的选择到专用机床夹具等等。对我们过去所学的好多基础专业课进行了一次全面的复习检测与实际应用，在我们四年的大学学习过程中占很重要的地位。这次课程设计分三个阶段进行，第一周画毛坯图拟定工艺路线；第二周确定机械加工余量填写工序过程卡以及工序卡各一套；第三周机床夹具的设计与说明书得撰写。由于第一次做这种类型的设计，好多问题我们不能把握的面面俱到，总是出现这样那样的问题，因此每做完一阶段的任务，我们都请教指导老师刘老师帮我们检查，通过老师指点的回顾和总结，可以系统地分析一下整个设计、学习过程中所存在的问题。通过总结，还可以把平时听课时还没有弄懂、弄透的问题加以学习巩固，获得更多的收获，达到了课程设计的预期目的和意义。虽然在课程设计中我遇到了不少困难，比如在加工顺序中我不知应该先加工哪一步，还有加工刀具的选择不清楚等，然而还是最终确定了这次课程设计的工艺路线。在工艺路线制作及机械加工工序中，使我们对机械制造工艺学、金属切削机床等相关专业知识的理解更加深入，学到了许多东西，并成功完成了这次课设。此次课程设计对给定的零件图分析并进行工艺规程设计，其中考察了定位基准的选择，零件表面加工方法的选择，加工工艺路线的拟订及工序加工余量，工序尺寸，公差，机床夹具等相关知识，加深了对所学知识的理解，有助于今后工作。本次课程设计使我们学会了解决机械加工工艺问题的能力，提高结构设计能力，熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，同时还具备了识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。在这里我们要感谢李老师三周的悉心指导和陪伴，通过你的讲解让我设计的思路更加清晰，通过你对我们设计的分析让我们很快的找到设计问题的所在，在和你讨论的过程中我们学到很多知识。谢谢老师！六、参考文献 【1】李益民主编.机械制造工艺设计.北京：机械工业出版社，1999【2】甘永立主编.几何量公差与检测(第八版).上海:上海科学技术出版社,2008【3】王先逵主编.铣削、锯削加工.北京:机械工业出版社,2008【4】王先逵主编.车削、镗削加工.北京:机械工业出版社,2008【5】艾兴、肖世刚主编.切削用量简明手册(第三版)北京:机械工业出版社,2000【6】卢秉恒主编.机械制造技术基础(第三版).北京:机械工业出版社,2008