机械制造技术课程设计-连杆盖加工工艺及铣38两侧平面夹具设计

摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。连杆盖工艺规程及其铣铣38两侧平面的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。全套图纸加扣 3346389411或3012250582- I - 目 录摘 要I1 绪论12 连杆盖加工工艺规程设计22.1分析连杆盖22.1.1连杆盖的作用22.1.2连杆盖的工艺研究22.2铸件毛坯制造形式的确定32.2.1选择基面32.2.2工艺路线方案的确定32.2.4切削用量的计算52.3小结143铣38两侧平面夹具设计163.1问题的提出163.2.定位基准的选择163.3定位误差分析163.4切削力及夹紧力计算173.5定向键与对刀装置设计173.6 夹具设计及操作的使用要说明20总 结21参考文献221 绪论机械加工过程当中的机械加工的工艺编制以及专用夹具的设计是在学完了大学期间的所有的课程以后，而进行的一次理论和实际相联系在一起的设计；综合的运用所学知识，提高了我们对所学的机械类专业的知识以及技能，也为以后自己从事的这类技术的工作打下比较强的基础。产品的加工工艺设计是体现产品的设计，以及确保证产品的质量和能源的节约与减少生产成本比较重要的方法，是企业单位进行产品生产的准备，计划的调度、加工的操作、生产的安全以及技术的检测与健全的劳动组织的比较重要的根据，也是生产企业生产新品种、提高质量、提高生产水平，对零件的新老更换与调高经济效益的技术都有了保障。专用夹具也是加工系统中非常主要的构成部分，不管是传统还是现代的制造系统的加工，专用工装都是非常主要的。所以，比较好的专用工装可以提高工人加工的产量的校率，对提高工件加工的精度降低，工件加工的成本等都有了保障，也可以扩大机床的使用范围，就能让零件在满足加工精度的条件下，提高效率以及降低生产的成本。现在的社会市场的竞争非常的激烈以及企业信息化的要求,厂家对专用工装的设计与加工要求都比较的高。历史发展阶段夹具的使用从出现到至今，大概能够分成几个阶段：首先主要体现在夹具和人的相结合上面，这时段的夹具主要作为人的辅助的工具来使用，是机械加工过程加速的完善；其次，夹具成为了人以及加工机床之间的桥梁，夹具的机能所发生的变化，其主要用来加工工件的定位以及夹紧。人们越来越能够体会到，夹具和操作人员的改进工作以及及加工机床的性能的增高都有着比较密切的关系，因此对专用夹具引起了足够的重视；现阶段夹具表现在夹具以及机床相结合，夹具当作加工机床的一个部分，成为了机械加工当中不能够减少的工艺的装备。2 连杆盖加工工艺规程设计2.1分析连杆盖2.1.1连杆盖的作用这次我的设计的是连杆盖零件的工艺以及夹具的设计，连杆盖零件主要的作用是支撑以及固定的各个零件的作用的，连杆盖是比较关键的零件。零件是不是具有平稳的性直接关系到零件的加工的质量，假如连杆盖的平面的精度有所减少的话，而机器的使用的价值也就有所降低。2.1.2连杆盖的工艺研究 连杆盖使用40钢件的材料，40钢材料制造的工艺不难，而且铸造的产品性能以及减震的性能都非常的好。 连杆盖待加工的表面以及表面所要求得精度，分析下面几点：（1）重要的加工面：1）加工38的平面保证满足尺寸38，平行度的误差是2）铣27mm两侧平面，并且要达到平行度的误差的要求3）铣99mm两侧面4）镗65.5孔（2）主要的加工基准的面：1）以27mm平面作为加工基准的加工的表面本组加工的加工表面有： 连杆盖工件的上表面的各个孔以及连杆盖工件的顶平面2）以侧面的平面来作为加工基准的加工的表面本组加工的表面有：主要就是镗65.5孔2.2铸件毛坯制造形式的确定连杆盖的材质选用40钢。因为连杆盖为中型生产加工的水平，而且连杆盖的形状大，铸件平面的性能的要求不低，故能够使用铸件性能比较平稳的机器砂模铸造，不仅实用批量生产。也方便了铸造的加工程序，并而且还能够增加劳动的生产校率。2.2.1选择基面（1）选取连杆盖零件粗加工的基准 相对连杆盖工件来说，根据互为加工基准的选用的原则，选取连杆盖工件的平面来当作连杆盖制造的粗基准，能够采用夹紧机构对平面进行压紧，用27mm面的定位块支承与27mm面的中孔，来当作重要的定位基准，来限制，各个的自由度。其次使用一个面来定位去掉向的自由度，来达到定位最终目的。（2）精加工基准的选用 主要要考虑到基准重合的要求，以及考虑方便于装夹的问题，选择已经加工完成的27mm平面以及侧平面来作为连杆盖精加工的基准。2.2.2工艺路线方案的确定编制机械制造的路线，重要的就是合理使用制造过程中的方法与划分加工的阶段。(1)工件制造方法的选择，应该从待加工工件的表面，技术要求来考虑，重要的就是要加工面尺寸位置度与表面的光洁度，还要研究整个零件各方面有影响的因数。正常是依据重要的表面精度的要求首先制定最终加工的方法，其次再决定很多准备工序的加工的方法，再制定别的次要的表面的加工的方法。(2)确定各个表面加工的方法以后，就要分析研究制定的加工的方法在机械加工工艺路线当中的大概的顺序，加工的主线为定位的基准面，仔细安排热处理的工序与其它辅助的工序。(3)加工路线方案的制定。当零件生产的批量不一样时，工件的加工工艺的路线也会有比较大的区别，现在制定出连杆盖中批生产时的机械制造路线的思路。看下面表.表 2.1 思路一工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容10铸造铸造成型20时效热处理30镗镗65.5孔40钻钻扩212.250铣铣38mm两侧平面60铣铣99mm两侧面70铣铣结合平面80铣铣27mm台阶平面90铣铣5mm槽100钳工去毛刺表2.2 思路二工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容10铸造铸造成型20时效热处理30铣铣38mm两侧平面40铣铣27mm台阶平面50镗镗65.5孔60铣铣99mm两侧面70铣铣结合平面80钻钻扩212.290铣铣5mm槽100钳工去毛刺工艺方案的的比较与讨论：方案二和方案一不一样的是把加工孔以及加工平面的工序 放到了后面。钻削完平面的孔的孔等，别的先与后的顺序都没有变化。经过研究知道方案变动了以后连杆盖生产的效率有了提高。并且相对于工件的尺寸的精度，以及位置的精度，都具有很大程度的好,满足了先加工面后加工孔的制造工艺的原理。从提高制造零件的效率和保证精度的两个因数下来讲，得出方案二非常的合理。所以我使用按思路二的方案来加工连杆盖。最终的详细方案见卡片2.2.4切削用量的计算工序，铣38mm两侧平面已经给定的条件：连杆盖的材质选择40钢，铸件毛胚。选择X62W式铣床。根据参考书籍7附表30.34使用硬质合金材料的面铣刀， ，齿的个数是，使用的刀具是粗齿型状的。一个边的余量是： 深度加工：每个齿的进给量：按照参考书籍3附表2.3.72，选择加工的速度：根据参考书籍 6的表31.33，取。机床主轴制造零件时的转速： 式（2.1）式子当中 制造速度； 刀具的的宽度。依据式子2.4机床主轴制造零件时的转速：依据教科书4的表3.2.76 制造的实际的速度：加工时进给的距离： 每一分钟加工时进给的距离： ：按照参考书籍献7附表2.1.89,工序铣99mm两侧面知道的条件：连杆盖选择40钢的材料，铸件。机床使用 X62W式的铣床。根据教科书7的表37.32刀具使用材料的面铣刀：， ，齿的个数为12，其为细齿型状的铣刀。加工494mm平面的一个边的余量： 深度加工：每一齿的进给的距离：依据教科书 7的表31.32，取速度加工：依据依据教科书7的表21.34，取机床主轴制造时的转速，依据式子（2.4）计算：依据教科书7的表3.2-32 加工实际的速度：加工进给的距离，根据式子（1.4）得：每一分工作台进给的距离： 加工所用的时间零件加工层的距离：依据毛坯的大小得出， 铣刀切入的距离： 铣刀切出的距离：得 1次加工机床所用的工时：按照参考书籍5附表2.2.47可能够知道制造辅助的用时切削所用的时间切削层加工层的距离：依据毛坯的大小得出 铣刀切入时的距离：精切削刀具切出时的距离：取 1次加工加工所使用的时间：依据参考书籍5附表2.3.42能够知道加工的辅助的时间工序：铣结合平面（1）粗铣结合平面所给的条件使用40钢的材料，铸件。使用X62W式的铣床。依据教科书7的表3137选择材质为的硬质合金铣刀， ，齿数，此为粗齿铣刀。 ，按照参考书籍9附表3.7与3.6 参考书籍9附表3.8 依据铣床使用的说明书加工的实际速度：每一分钟工作台进给的距离： 工作台进给的距离： 所使用的时间：（2）精铣结合平面所知道的条件使用40钢的材料，铸件。使用X62W式的铣床。依据教科书7的表3435刀具使用材料做的面铣刀， ，齿的个数是12，这个为细齿形状的铣刀。加工30mm平面的一个边的余量： 深度加工： 加工工序的余量选择 被加工的零件切削加工的速度为 铣床主轴是 机床工作台的进给量： 基本工时：工序：铣5mm槽使用YG6合金的材料的铣刀 1）深度加工以及宽度 因为加工的距离较大，可以分两次干 2）每一个齿的进给距离 根据教科书12资料表3.6 3）制造时的速度与每60秒的进给量距离 制造时的速度：根据教科书9资料表3.33取 计算 因此 使用X62W式铣床，依据机床的使用说明，依据参考书籍9资料表4.1.39，得到，故制造实际的速度是 ，铣床工作台的每60秒的进给距离可得 依据铣床使用说明，得到 4）制造所用时间：列出的式子中，按照参考书籍9附表3.29，得到按照参考书籍9附表3.28，得到 工序：钻扩212.2连杆盖使用的是40钢铸铁的材料，待钻削孔的宽度为8mm。使用Z525机床来对8mm孔进行加工，现加工孔到6.7，然后使用M8的丝攻。在来攻M8的螺纹，选取M8机用丝锥来加工螺纹。首先加工至12.2孔连杆盖的材质是40钢铸铁，孔的直径钻到12.2mm，表面的粗糙度为。加工的机床选取Z525钻床，加工的刀具是：12.2mm的钻头， 1）切削加工用量的确定机床进给量 的确定 按照参考书籍献7附表21.17能够得出，知道孔的深度的比为，故。依据Z525式钻床使用说明，取。依据教科书7的表21.7，钻头的强度可以承受的加工进给距离。知道Z525机床的进给机构能承受的轴向力；依据机床的使用说明能够知道，按照参考书籍7附表24.8，可以接受的钻床进给距离。知道所使用的进给距离较小和以及相比，因此所使用的能够满足要求。制造的速度， ， 与制造的功率， 依据附表23.16，由插入法得出：，由于切削的实际条件与上面的表里所能得出的条件不同，因此应该对得出的结论来进行改正。根据参考书籍7的资料表23-2，故依据Z525机床的使用说书，取。切削实际的速度为依据教科书7的表22.5，故校验机床的使用功率 制造的功率得 机床可以使用的功率因此使用制造的用量能够满足。计算，得出， 扩13孔使用Z525式钻床来对孔加工使用13钻头进给量：进给量切削速度：查参考书5附表2.2.106，使用依据式2.4机床主轴制造时的速度：，取回转时的速度：得到制造实际的加工速度： 扩13孔所需要的时间被切削层的距离：钻头切入的距离：钻头切出的距离： 1次加工就可以所需要的时间：工序：镗65.5孔粗镗65.5孔 刀具材料： 硬质合金YG8,=10,=45,=0,b=0, 刀竿尺寸: 12x12 长150确定切削深度： ,一次加工完成.确定进给量: 根据机械制造加工工艺手册表313,刀杆直径 12x12，加工零件材料为灰铸铁，工件加工直径105，切削深度故取得根据机械制造加工工艺手册附表4-7-2，T616镗床说明书，取 确定切削速度:根据表319,由于加工零件材料为灰铸铁，硬度为， ，故,现取,故 （2-41）根据表47-1,机床说明书，取,确定切削时间:根据机械制造工艺手册表7-1 （2-42）其中： （2-43） 取 4 故切削时间: （2-48）精镗65.5孔确定切削深度： ,一次加工完成.确定进给量:根据机械制造加工工艺手册表319,刀杆直径 12x12，加工零件材料为灰铸铁，工件加工直径65.5，切削深度a=0.75mm故取得；根据机械制造加工工艺手册附表4-7-2，T616镗床说明书，取。确定切削速度:根据表319,由于加工零件材料为灰铸铁，硬度为， ，故,现取,故 n= （2-45）根据表47-1,查机床说明书，取 ,确定切削时间: 根据机械制造工艺手册表7-1 （2-46）其中： 取 故切削时间: （2-47） 工序：去毛刺，全尺寸检验2.3小结零件加工工艺的文件，是工件生产加工的时候，以及工人正确操作的方法指导的文件。对于加工零件加工工艺的的编制工作，能够知道零件的加工工艺对生产以及工艺的水平有着非常重要的影响力。生产量的规模的大或者小。以及工艺水平的高和低。和解决不同制造的问题的办法与手段，都要在工件的加工工艺来看出来。19 3铣38两侧平面夹具设计3.1问题的提出 为了提高零件的生产量，保证零件制造达到使用的要求量，使工人的劳动的强度能够有所减低。所以制造连杆盖时，就非常有必要设计专用的夹具，经过和指导老师商量，确定设计工序30：铣38mm两侧平面，采用连杆盖结合面、左端面定位。3.2.定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。3.3定位误差分析 定位元件为定位块和定位销，误差分析如下：1、定位误差：式中：T定位块公差 T连杆盖结合面公差 定位块与连杆盖结合面的最小配合间隙=0.03+0.04+0=0.072、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响较小，取=03、磨损造成的加工误差：通过不超过0.005mm,误差总合：+=0.005mm0.07mm从上分析，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.4切削力及夹紧力计算1. 铣削力查简明机床夹具设计手册表3-3得切削力计算公式：由工时计算知，=0.12mm，由简明机床夹具设计手册表3-3知即 5101.8660.1830.016408N892N2. 夹紧力所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=1.872，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，查参考文献2，P92，表3-16螺母的夹紧力为2550N=6375N由上计算得，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.5定向键与对刀装置设计根据GB220780定向键结构如图所示：图 1 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如下： 图2 定位键的规格及主要尺寸铣连杆盖侧面，为了防止铣刀铣到工件，故需要限制铣刀的位置，16圆形对刀块，如图3和4所示。 图3 圆形对刀块 图4 圆形对刀块的规格及主要尺寸 图5对刀平塞尺 图6 对刀平塞尺的规格及主要尺寸3.6 夹具设计及操作的使用要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择是用移动压板、可调支承钉、螺柱、六角螺母等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。总 结这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.冶金工业出版社,20022 孙已德，机床夹具图册M，北京：机械工业出版社，1984：20-23。3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册M，贵阳：贵州任命出版社，1983：42-50。4 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社，1992 。5 孟少龙，机械加工工艺手册第1卷M，北京：机械工业出版社，1991。6 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。7 薛源顺,机床夹具设计(第二版) M,机械工业出版社,2003.18 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。21