机械制造技术课程设计-连杆盖机械加工工艺钻M12底孔夹具设计.docx

毕业设计连杆盖的工艺工装设计Thedesignoftheconnectingrodcap4stechnica1.frock系名：专业班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：指导教师职称：引言3第一章零件的分析31.1 零件的作用31.2 零件的工艺分析4第二章确定毛坯，画毛坯图4第三章工艺规程设计53.1 定位基准的选择53.2 加工工艺路线63.3 选择加工设符及刀具，夹具，量具73.4 加工工序设计8第四章夹具设计H4.1 第40道工序的夹具设计114.1.1 确定设计方案114.1.2 定位精度分析114.1.3 操作说明114.2 第50道工序的夹具设计114.2.1 确定设计方案124.2.2 定位精度分析124.2.3 操作说明12结论13致谢14参考文献15连杆盖的工艺工装设计专业班级：学生姓名指导教师：职称：_摘要现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件。工艺工装的设计与改良直接影响着连杆盖的质量与性能。连杆盖行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代，连杆盖行业呈现/新的发展趋势，由此对其连杆盖历出、性能产生了新的变化。本文首先介绍了连杆盖的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后对第40、90道工序和第50道工序进行了夹具设计关键词：工艺分析工艺规程设计夹具设计Thedesignoftheconnectingrodcapstechnica1.frockAbstractAprofoundstructura1.movementistakingp1.aceinthemodernmachineprocessindustry,sothedesignandimprovementofthetechnica1.frockhavebecomethenecessaryconditionforthecorporationto1.iveanddeve1.op,hedesignandimprovementofthetechnica1.Irockdirect1.yaHectthequa1.ityandperformanceoftheconnectingrodcap.Theconnectingrodcapindustrywhichistraditiona1.andvividhasmuchdeve1.opedinrecenttenyears.Inneweconomytimes,Thecapindustrypresentsanewdeve1.opingtrend.Sothereisanewrequirementtoitsqua1.ityandperformance.Thispaperintroducestheeffectandtechnica1.ana1.yseoftheConnectingrodcapatfirst,thenmakessuretherough'ssize,p1.anningthetechnica1.ru1.es1.at1.astdesignsthemodu1.arforthe40th90thand50thworkingprocedure.Keywordstechnica1.ana1.ysethetechnica1.ru1.esp1.anmodu1.ardesign引言这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等巨杂程度零件（连杆盖）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础.由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。第一章零件的分析1.1 零件的作用图<310）连杆是柒油机的重要零件之一。连杆体与连杆盖通过螺栓连成一整体，其大头孔与曲轴相连，小孔通过活塞销与活塞连接，将作用r活塞的气体膨胀压力传给曲釉，有受轴驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。1.2 零件的工艺分析由图（3To）得知,其材料为QT45010球黑铸铁.该材料具有较窗的强度、磨性、耐热性及减振性，使用于承受较大压力，要求耐磨的零件。该零件的主要加工面为A面、D面、凸台、孔12、8h孔20、槽R67,梢5.A,E面的平行度0.05mm直接影响连杆和连杆盖的接触精度及密封。巾81孔的尺寸精度、同轴度6004mm与A、E面的平行度0.O1.mm,与D面的垂直度力0.3ran.27112-6H孔的尺寸精度，两孔距尺寸精度U0+/-0.15。由参考文献中有关而和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可能达到的，零件的结构工艺性也是可行的。技术要求：1.铸件经人工时效处理。2 .铸件不允许有夹渣、气孔、疏松等缺陷.3 .未注圆角R3-R5。第二章确定毛坯，画毛坯图根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目以知零件的生产纲领为6000件/年。铸造后应安排人工时效。参考文献（1）表2.3-6.该种铸件的尺寸公差等级为ITI3线，加工余量等级为H级。故取CT为13级，MA为H级。替件的分型面选择通过A基准孔轴线，且与B面平行的面。浇目口位竟分别位与A基准孔凸台的两恻.参考文献（1）表2.3-5,用杳表法确定各表面的总余量如表2-1表示表21各加工表面的总余量加工表面基本尺寸（mm）加工余量等级加工余量数值说明A面94G5E面94G5D而94H5凸台面20H581.孔80H32()20H().5R5槽67槽67H5由参考文献（1）表2.39可得铸件主要尺寸的公差，如图22所示表22主要毛坯尺寸及公差（mm）主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸D面轮廓尺寸94599A.E面轮席尺寸43548凸台面距4>81孔中心尺寸6757281孔81378第三章工艺规程设计3.1 定位基准的选择选择粗基准的原则是保证用粗基准定位所加工出的精基准仃较高的精度：用此精嵯准定位后，各被加工表面具有较均匀的加工余量，并与非加工表面保持应有的相对位置精度。-一般按以卜.原则选择粗基准：1）若工件中有不加工的表面,则选取该不加工表面为粗基准：若不加工表面较多，则应选取其中与加工表面相互位更精度要求较高的表面作为粗基准。2）若工件所有表面都需加工，在选择祖基准时，应考虑合理分配备加工表面的加工余量。3）选择零件上平整光滑的表面（不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷）作为粗基准，以使定位准确，夹紧可靠。4）粗基准应尽量避免重更使用，原则上只使用一次。选择将基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度，以及安装的方便可拈。有以下原则：1）基准重合原则。2）基准统原则。3）自为基准原则。4）互为基准原则。5）所选精施准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简常适用。精基准的选择：连杆盖的A面和孔12面既是装配基准,又是设计基准,用它们作精基准，能使加工遵循“基准或合”的原则。实现连杆盖“一面二孔”的典型定位方式：其余备面和孔的加工也能用它定位,这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则.此外，B面的面积大，定位比较稔定，央贤方案也比较简单，可罪,操作方面。租基准的选择：号虑到以下几点要求，选择连体盖的重要孔的毛坯孔与连体盖内壁作甚准：第一，在保证各孔加工面均有加工余量的前提下，使筑要孔的加工余量尽量均匀；第二，装入连体盖的零件与盖体内壁有足够的间隙：此外还应能保证定位准确，夹紧可靠。最先进行机械加工的表面是精基准面和孔力12,这时可有如下定位夹紧方案：用三个支承钉支承在A,E面的毛坯面上，限制三个自由度：用浮动圆柱销深入-48b11m毛坯孔中限制二个自由度；用一个支承钉支承在孔中（M2W1.面上限制一个自由度.3.2 加工工艺路线的拟订根据个表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：A面和E面：粗铳半精铳精铳：D面：粗铳精铳；孔力12：钻并倒用：凸台面：粗铳一一精铳；81:粗馍半精镣一一精镣；孔小20：钻、扩、较:R67槽:粗铳精铳：M2TI12TH:功螺纹:5槽：粗铳。因A面和E面有较裔的平行度要求，12有较自的同轴度要求，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹卜将两面或孔同时加工出来，以保证其位置精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将A,E面，D面及M2孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，句:一阶段中又首先加工A面E面,后在镇孔小81。巾12-M12-6H螺纹孔等次要表面放在坡后加工。修改后的加工工艺路线如下:工序号工序名称工序内容设备铸造时效10桃粗铳A面，E而组介机床20粗铳D面X52K30相铳凸台X52K10钻钻孔12并倒角Z302550徽祖镣，半精镣，精捏力81卧面组合馈床60精镣420的孔倒角0.5X45Z302570铳粗铳R67槽X52K80半精铳A面E面X52K90功螺纹<M2-M12-6H100铳精铳A,E面X52K110精铳凸台及D面X52K120精铳R67槽X52K130粗铳5槽X52K140去毛剌150检验160入库3.3 选择加工设备及刀具，夹具，量具由于生产类里为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以专用机床.其生产方式以通用机床加专用夹具为主，辅以专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由工人完成。精铳A面E面。考虑到工件的定位更紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铳，选择X52K立式铳床（参考文献1表3.1）。选择直径D为620OnInI的C类可转位面铳刀（参考文献1表4.4）专用夹具和游标卡尺。半精铳A面E面。由于定位基准的转换，宜采用立式铳床。选择与粗铳相同型号的刀具。采用粗铳专用夹具及游标卡尺，刀口形直尺。铳凸台采用立式铳床,专用铳夹具，专用检具.钻12孔,孔口倒角1X45°选用摇普钻床Z3025选用锥柄阶梯麻花钻（参考文献1表4.3）。锥柄扩孔红合钻，扩孔时倒角，选用锥柄机用纹刀，专用夹具功螺纹采用机用统惟，及丝推夹头专用夹具.612孔径用游标卡尺测量，螺纹孔用螺纹塞规检验.粗镣力81孔采用卧双面组合镜床，选择功率1.5KW的ITA20镣削头（参考文献1表3.2）,选择镣通孔的镣刀，专用夹具，游标卡尺。半精镣，精镣也采用卧式双面组合镣床，选择功率为1.5KW的ITA20M镣削平。选择精镣刀，专用夹具。3.4 加工工序设计（D工序10祖铳A面，E面，工序80半精铳A面E面，工序100精铳A,E面查文献（2）表粗铳加工余量，得粗铳以后面的折熟为45e,故面的精加工余量A、E面精=（46-43）2=1.511,又已知面46的总余量为3mm,所以A、E面半精=0.75un,所以粗铳=30.25-（）.75=2Inmo粗铳，半精铳和精铳工序和工序尺寸及公差列于下表铳孔余量和工序尺寸及公差（mm）加工表面加工方法余量精度等级工序尺寸及公差A-E粗铳2II1.O46A-E半精铳0.75H843A-E精铳0.2511842.64'42.8因粗,半精，精铳面时都以孔40和D面定位，故两面之间的粗铳工序尺'J46mm,半精铳工序尺寸43,精铳工序尺寸为430.020/-0.36,不需做尺寸链计算。(2)工序20粗铳D面，30粗铳凸台，110精铳D面和凸台查文献(I)表2.3-59平面加工余量：，得精加工余员Z为1.5mm。以知D面的总加工余量ZIi为5mu故粗加工余量为Zo«1=5-1.5=3.511m,参考文献(1)表2.4-73,取粗铳的每齿进给量八为0.2ez;取精铳的每转进给垃f=0.5mmr粗铳走刀-*次,ap=3.5nm：精铳走刀1次,a。=1.5mm.参考文献(1)表3.174,取粗铳的主轴转速为150rmin,取精铳的主轴转速为300rmin.乂前面已选定诜刀直在D为小200mm,故相应的切削速度分别为vm=3.14XDn1000-3.I4X200X1501000mmin-94.2mminV=3.14XDn1000=3.14X200X300/100OmZmin=188.4mmin(3)工序40钻孔M2并倒角,工序90功螺纹M2T112-6H.由文献(1)表12-3取铸件加工余量等级为9级，表12-5取铸件尺寸精度等级为9级。则2-412孔的钻余量杳表13-15,第一次钻到11.6三k较12119,参考文献(1)并参考Z3025机床说明书，取2-M1.6孔的进给床f=0.311I,参考文献表14-36用插入法求得钻12.5孔的切削速度¥=26.7mmin.由此，转速n=1000v11d=1000X26.2/3.14X12680rmin把钻床实际转速取n=650rmin,则实际切削速度Y=3.14X12X650/1000心24.5mmin参考文献(1)表2.4-69得Ff=9.81X42.Tdofa8KF(N)M=9.81X0.02<>KI(N)则钻小12孔的Ff=9.81X42.7X12o.1X0.3oX1.=1565NM=9.81X0.021X122X0.3。.KXI=I0.02(N.M)它们均小于机床的最大进给力7810N,和机床的最大拉转力196VM,故机床刚度足够。钱孔进给量取f=0.2三r参考文献（D表14-46,取钱孔的切削速度为V=16mmin,由次算出转速n=100011d=100OX16/3.14X12406.6r11un,按机床的实际转速取n=450rInin则实际切削转速V-11dn100（）-3.14X12X450/1000-17.6mmin（4）工序50粗锋，半精镣，精锋4>81,查文献（2）表3.2镣孔加工余垦,得粗镣以后孔的直径为中78,故孔的精加工余量Z精=8180.5/2=0.25e0又已知481孔的总余量为3on,所以半精镣Z半精=0.5+0.25=0.75,所以粗镣Z粗镣=3-0.25-0.75-2nm.1表3各工步余量和工序尺寸加工表面加工方法余7工序尺寸81粗镣28081半精镣0.7580.75巾81精镇0.2581第四章夹具设计这次设计的夹具为第40、90道工序钻孔巾12并功螺纹12-M12-6H,该夹具适用于摇臂钻床Z3025（参考文献（1）表3.1）和第50道工序粗镣、半精镣、精神681孔夹具保证4>81+0.021/0的精度要求，该夹具适用于卧双而组合镣床。1.1 第40、90道工序的夹具设计4. 1.1确定设计方案该夹具装在摇鞫钻床上，考虑到钻床刀具的行程，工件采用倒装加工。连杆萩采用侧面和上面加块垫板进行定位，底面采用活动V型块。采用快速夹紧机构，和钩型压板对零件进行夹紧。活动V型块与快速螺旋夹紧机构相连接。钻套采用标准钻套（固定钻套）钻套安装在钻模板上一H7n6或H7r6配合，固定钻套结构简单，钻孔精度卷.考虑到整个钻床的高度，以及快速夹紧机构所占用的空间。还可以用推引式辅助支承取代快速夹紧机构。具体夹具设计见夹具装配图。5. 1.2定位精度分析工件是在一次装夹下完成加工的,位置精度由夹具保证。取钻套与钻模板的配合为H7n6对定精与导套的配合为H7g6此外，夹具还应标注形位公差（详见夹具装配图）6. 1.3操作说明夹具使用在摇臂钻床Z3025上，选用链柄阶梯麻花钻。加工连杆盖小I2-MI2-6H并用丝锥功螺纹。工件在上面、侧面（A或E面）加一块垫板定位，底面采用活动V型块，活动V量块与快速夹紧机构相连接。工件采用快速夹索机构，和钩型压板对零件进行夹紧.考虑到整个钻床的高度，以及快速夹紧机构所占用的空间。最后决定用推引式辅助支承取代快速夹紧机构。4.2第50道工序的夹具设计1.1.1 2.1确定设计方案这道工序所加工的孔在凸台面上，且与凸台面G面垂直，按照基准重:合原则并考虑到目前没有经过加工，为了避免重现使用用基准,应以凸台面钻头引偏，81.孔应从凸台面开始加紧,从G面镜孔，且要求镣孔时朝下。从对工件的结构形状分析，若工件以凸台面朝上放置在支掾板上，定位夹紧不稳定不可器。也不容易实现。夹具以夹具体安装面和定位孔，定位销定位，用T型槽螺栓连接.工件以凸台面在夹具上定位,限制了三个自由度，其余三个也必须限制。在2-M12-6H孔内插入短圆柱销限制二个自由度，在对称的2-M12-6H内插入短菱形销限制一个自由度，与固定凸台面共限制了六个自由度。本道工序选用手动夹紧，使夹具荷维，操作方便。具体设计见夹具装配图。1.1.2 定位精度分析工件是在一次装夹卜完成加工的，位置精度由夹具保证。取分度盘与夹具体，导套与夹具体，导套与分度盘的配合为H7n6对定销与导套的配合为H7g6对定销与夹具体销孔，支撑块销孔的配合为H7r6此外，夹具还应标注形位公差（详见夹具装配图）1.1.3 操作说明夹具使用在卧式镣床上，粗镇、半精镇、精镣681孔。夹具以夹具体安装面和定位孔，定位销定位，用T里槽螂栓连接。工件以凸台面在夹具上定位，限制了三个自由度。在2-M12-6H孔内插入短圆柱销限制二个自由度，在对称的2-M12-6H内插入短菱形销限制一个自由度，与固定凸台面共限制六个自由度.选用手动夹紧。这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计个中等复杂程度零件(连杆盖)的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，培养了我的熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，进一步培养J'我的识图、制图、图表和编写技术文件等基本技能，为未来从事的工作打下良好的基础。通过对本次课程设计有关的课程学习，使我从技术与经济紧密结合的视角,用建立在系统论、控制论、信息论等科学方法论基础上的新观念,围绕加工质址这个总目标，熟悉r机械制造过程中包括传统的和现代的在内各种常用加工方法和制造工艺，以及与之有关的切削机理、加工原理、设备的性能与选用原则、加工版量的分析和控制方法等。其具体表现为：1) 掌握了金属切削的基本规律，并能用之于各种切削参数和刀具几何参数的合理选择,及对加工质量的正确分析.2) 了解了常用机械加工方法的工作原理、工艺特点、质量保证措施，以及常用机床的性能、工艺范闹、主要结构及合理选择。3) 熟悉了机械加工工艺规程和机器装配工艺规程拟订的基本知识及有关计匏方法，具有拟订中等发杂程度零件机械加工工艺规程的能力。4) 掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基础知识，并具有对生产现场工艺技术问题进行分析和解决的初步能力经过两个多月的毕业设计，在设计指导老师殷晓中的指导下，本人顺利地完成/本次毕业设计.毕业设计是教育环节中重要一环，对检验我们四年来的知识水平是一次早有成效的检查，是综合提高我们四年所学的专业知识的有效总结。毕业设计之初，我以饱满热情投入到工作中去，枳极询问指导老师，虚心向同学谙教，认真查阅图书、资料、手册。在这次毕业设计之中，我学到了许多宝贵经验。锻炼/我独立思考，独立分析，独立解决问题的能力，同时以深刻感到臼己对许多知识还不甚了解。通过毕业设计，对一些已学过的知识，是一个很好的回顾，巩固了自己所学的知识，又从实践中验证了理论知识，实践与理论相结合。致谢在这里，对于帮助我完成这次毕业设计的同事和指导老师（殷晓中老师和陈兴和老师）表示真诚的谢意。没有你们的梢助，我很难完成这篇毕业论文，从你们身上我学到r课堂上学不到的东西，你们使我受益匪浅，感受深刻，缺少r你们的悉心讲解和指导，毕业设计将很难进行。再一次表示我最真诚的谢意。谢谢！参考文献：|1李洪主编机械加工工艺手册北京出版社121郑修本主编机械制造工艺学机械工业出版社31刘友才，肖继镌主编机床夹具设计|4|孟少农主编金属机械加工工艺人员手册|5|第一汽车制造厂职工大学编机床夹具设计设计手册上海科技出版社