課程設(shè)計(jì)--連桿銑削槽口工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)

1、<p>　　“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　題目：連桿銑削槽口工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)</p><p>　　系 名 機(jī)械工程 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p>&

2、lt;p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p>&

3、lt;p>　　2011年 9月 21日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)一般安排在完成了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課之后。這是進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前的一次綜合性復(fù)習(xí)及理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐訓(xùn)練，對(duì)我們的大學(xué)生活及以后進(jìn)入社會(huì)參加工作具有重要意義。從中有效地鍛煉了我們提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

4、</p><p>　　機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營(yíng)管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對(duì)生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求，也就對(duì)機(jī)械加工工藝等提出了要求。 </p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類(lèi)型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法

5、就能完成的，而是需要經(jīng)過(guò)一定的工藝過(guò)程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來(lái)。</p><p>　　由于能力有限，設(shè)計(jì)中尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：課程設(shè)計(jì)；機(jī)械制造業(yè)；加工方法；指導(dǎo)</p><p><b>　　目錄</b></p

6、><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)4</b></p><p>　　1 連桿的加工特性及其結(jié)構(gòu)工藝性分析5</p><p>　　1.1 連桿的加工特性5</p><p>　　1.2 連桿的結(jié)構(gòu)工藝性分析5</p>

7、<p>　　2 加工件的加工工藝路線(xiàn)、關(guān)鍵工序的分析確定5</p><p>　　2.1 毛坯材料的選擇5</p><p>　　2.2 制定工藝路線(xiàn)6</p><p>　　2.3 關(guān)鍵工序分析6</p><p>　　2.3.1 大小端面的加工6</p><p>　　2.3.2 大小端孔

8、的加工6</p><p>　　2.3.3 槽口的加工7</p><p>　　3 切削用量計(jì)算7</p><p>　　3.1 選擇刀具及切削用量7</p><p><b>　　3.2 工序卡9</b></p><p>　　4銑削槽口專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)10</p><

9、p>　　4.1工件的加工工藝分析10</p><p>　　4.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案10</p><p>　　4.2.1確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件10</p><p>　　4.2.2夾緊方案選擇及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.2.3夾具對(duì)定位方案的確定12</p><p>　　4.3夾緊力計(jì)算

10、和定位誤差分析13</p><p>　　4.3.1夾緊力計(jì)算13</p><p>　　4.3.2定位誤差分析14</p><p>　　4.4確定夾具的主要尺寸、公差和技術(shù)要求14</p><p>　　4.4.1夾具總圖應(yīng)標(biāo)尺寸，公差14</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b>

11、</p><p><b>　　附錄16</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：　　連桿—1　　　零件批量生產(chǎn)機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)及</p><p>　　銑削槽口工序夾具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求

12、：</b></p><p>　　1．制定 連桿—1 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片，選擇所用機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具；</p><p>　　2．對(duì)所制定的工藝進(jìn)行必要的分析論證和計(jì)算；</p><p>　　3．確定毛坯制造方法及主要表面的總余量；</p><p>　　4．確定主要工序的工序尺寸、

13、公差和技術(shù)要求；</p><p>　　5．對(duì)兩道工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)，編制機(jī)械加工工序卡片，畫(huà)出的工序簡(jiǎn)圖，選擇切削用量，計(jì)算時(shí)間定額；</p><p>　　6．設(shè)計(jì)　銑削槽口工序　夾具，繪制夾具裝配圖，進(jìn)行必要的計(jì)算（如夾具元件結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算，切削力、夾緊力、定位誤差、導(dǎo)向誤差計(jì)算等）；</p><p>　　7．對(duì)　王曉鵬　同學(xué)的設(shè)計(jì)進(jìn)行校對(duì)；</p>&

14、lt;p>　　8．編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p>　　車(chē)間設(shè)備（與設(shè)計(jì)有關(guān)的設(shè)備）：</p><p>　　普通車(chē)床C6125，CM6125，C6132，C6140；數(shù)控車(chē)床CK6125，CK6132，CK6140；立式銑床X51K，X52K；臥式銑床X61W，X62W；工具銑床X8120,X61W；立式鉆床Z5125；臺(tái)式鉆床Z4115；外圓磨床MG1416，MG1432；內(nèi)圓磨床

15、MG2110，MG2120；平面磨床M7120；臥式鏜床T6150；鋸床G605；插床B5025；拉床L6106</p><p>　　設(shè)計(jì)小組：組長(zhǎng)：賈新文</p><p>　　成員：田鑫 王曉鵬 苗潤(rùn)時(shí) 裘濤</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字　　　　　　</p><p><b>　　年　　月　　日</b></p&

16、gt;<p><b>　　成績(jī)：</b></p><p>　　連桿機(jī)加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及銑削槽口工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)</p><p>　　1 連桿的加工特性及其結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>　　1.1 連桿的加工特性</p><p>　　連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的五大件之一，是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的安全件。其大頭孔與曲軸連接，小

17、頭孔通過(guò)活塞銷(xiāo)與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳給曲軸，又受曲軸驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿受的是沖擊動(dòng)載荷，因此要求連桿質(zhì)量小、強(qiáng)度高。連桿桿身是工字型截面，而且從大頭到小頭逐步變小。連桿的質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能和安全性能。從結(jié)構(gòu)上看連桿并不復(fù)雜，但連桿屬于典型的不規(guī)則件且精度要求高，所以加工工藝比較復(fù)雜：磨削、鉆、鉸、鏜、銑、衍磨等多種加工方法。</p><p>　　1.2 連桿的結(jié)構(gòu)工藝

18、性分析</p><p>　　連桿由連桿大頭、桿身和連桿小頭三部分組成。連桿機(jī)械加工的主要內(nèi)容有小端孔、大端孔和與其垂直的兩端平面，以及連桿桿身和螺栓孔。這些表面都要求達(dá)到一定的精度。同時(shí)為了提高疲勞強(qiáng)度，要求有較小的表面粗糙度數(shù)值，不允許有細(xì)微的傷痕或裂紋。高速機(jī)連桿桿身要求對(duì)全部非工作表面進(jìn)行噴丸處理，圓角及過(guò)渡都應(yīng)拋光。</p><p>　　連桿是一種桿類(lèi)零件，外形細(xì)長(zhǎng)、剛性差，因而在

19、選擇定位基準(zhǔn)和夾壓點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使其加工時(shí)的變形最小。故大多數(shù)工序都是采用大、小端孔的端面作為定位基準(zhǔn)，并使夾緊力作用在端面上。這種定位方法簡(jiǎn)單，又避免因夾緊力和切削力的作用而使連桿發(fā)生變形。</p><p>　　2 加工件的加工工藝路線(xiàn)、關(guān)鍵工序的分析確定</p><p>　　2.1 毛坯材料的選擇</p><p>　　連桿復(fù)雜的工作條件（承受拉力、壓力和扭曲的多變

20、負(fù)荷）及高的疲勞強(qiáng)度要求，決定了它的材料的選取和毛坯的制造方法。這里選擇的材料為牌號(hào)是QT40—17，它能夠滿(mǎn)足上述要求，由于連桿的強(qiáng)度要求，故其毛胚的制造選擇了鑄造的方法。</p><p>　　2.2 制定工藝路線(xiàn)</p><p>　　連桿加工工藝過(guò)程見(jiàn)表1所列。</p><p>　　表1 連桿加工工藝過(guò)程</p><p>　　2.3

21、 關(guān)鍵工序分析</p><p>　　2.3.1 大小端面的加工</p><p>　　大小端孔常常先加工好，使其作為后續(xù)工序的定位基準(zhǔn)。大小端面常用銑、磨以及拉削方法加工。加工時(shí)先以其中的一邊端面為基準(zhǔn)加工另一邊端面，然后將連桿翻轉(zhuǎn)180°，以加工過(guò)的端面作為基準(zhǔn)加工另一端面。</p><p>　　2.3.2 大小端孔的加工</p><

22、;p>　　大小端孔常常為孔本身加工和其他表面的定位基準(zhǔn)。大小端孔的加工精度和表面粗糙度要求都較高，通常分為粗、半精二次進(jìn)行。</p><p>　　對(duì)于這種尺寸較小的連桿，模精度要求很高，一般只經(jīng)過(guò)粗鏜、半精鏜、精鏜 。小端孔的粗加工一般安排在大端孔粗加工前，這是由于小端孔在后續(xù)加工中將作為主要定位基準(zhǔn)。鏜孔時(shí)以桿身裝夾，按孔的劃線(xiàn)痕找正定位。</p><p>　　2.3.3 槽口的

23、加工</p><p>　　槽口的定位以?xún)啥丝椎牡闹行木€(xiàn)為基準(zhǔn)。以槽口的加工要求和精度，分為粗銑和半精銑兩次進(jìn)行。</p><p>　　在槽口的深度方面的工序基準(zhǔn)是工件的相應(yīng)端面。從基準(zhǔn)重合的要求出發(fā)，定位基準(zhǔn)選擇此端面，但由于要在次端面上開(kāi)槽，開(kāi)槽時(shí)此面必須朝上，相應(yīng)的夾具定位勢(shì)必要設(shè)計(jì)朝下，這對(duì)定位、夾緊等操作和加工都不方便。因此，定位基準(zhǔn)選在與槽相對(duì)的那個(gè)端面比較合適。由于槽深的尺寸公

24、差為（0.2mm），而基準(zhǔn)不重合造成的誤差僅為0.1mm，所以這樣選擇定位基準(zhǔn)是可以的。</p><p>　　在保證夾角45°±10′方面，工序基準(zhǔn)是雙孔中心線(xiàn)所在平面，所以定位件采用圓柱銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)。以大端孔為主要定位基準(zhǔn)，小端孔為次要基準(zhǔn)。</p><p>　　3 切削用量計(jì)算</p><p>　　3.1 選擇刀具及切削用量</p&

25、gt;<p>　　選擇高速鋼圓柱銑刀，根據(jù)槽口要求，選銑刀直徑 =12mm，齒數(shù)為8</p><p><b>　　1. 選擇切削用量</b></p><p>　　1) =5mm =3.2mm af=0.1mm</p><p>　　2) 決定進(jìn)給量 根據(jù)查表取 =0.10mm/z</p>

26、<p>　　(1) 選擇車(chē)刀后到面最大磨損量為0.4mm，刀具壽命為T(mén)=120min。</p><p>　　(2) 查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表3.10，, , </p><p>　　當(dāng)，查切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表3.9 修正系數(shù)為0.87，所以</p><p>　　(3) 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量 </p><p>　　根據(jù)

27、銑床X61W型萬(wàn)能銑床說(shuō)明書(shū)，選擇 </p><p><b>　　(4)計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p>　　式中L=ｌ+η+Δ，其中ｌ＝4×70ｍｍ=280mm，根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.25，η+Δ＝17mm</p><p>　　故 tm=(280+17)/85=3.49min</p><p><

28、;b>　　3.2 工序卡</b></p><p>　　連桿加工工藝工序卡見(jiàn)表2所列。</p><p>　　表2 連桿加工工藝工序卡</p><p>　　4銑削槽口專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1工件的加工工藝分析</p><p>　　工件已加工過(guò)的大小頭孔徑分別為 mm和 mm，兩孔中心距

29、為80±0.05mm ，大、小頭厚度均為 mm。如圖1。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　在加工槽口時(shí)。槽口的寬度由刀具直接保證，而槽口的深度和位置則和設(shè)計(jì)的夾具有關(guān)。槽口的位置包括兩方面的要求：</p><p>　?。?）槽口的中心面應(yīng)通過(guò) mm的中心線(xiàn)，但沒(méi)有在工序圖上提出，說(shuō)明此項(xiàng)要求精度較低，因此

30、可以不作重點(diǎn)考慮。</p><p>　?。?）要求槽口的中心面和兩孔中心線(xiàn)所在的平面的夾角為45°±10′。為保證槽口的深度 mm和夾角45°±10′，需要分析與這兩個(gè)要求有關(guān)的夾具精度。</p><p>　　4.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　4.2.1確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件</p><p&

31、gt;　　在槽口深度方面的工序基準(zhǔn)是工件的相應(yīng)端面。從基準(zhǔn)重合的要求出發(fā)，定位基準(zhǔn)最好選擇此端面。但由于要在此端面上開(kāi)槽，開(kāi)槽時(shí)，此面必須朝上，相應(yīng)的夾具定位勢(shì)必要設(shè)計(jì)成朝下，這對(duì)定位、夾緊等操作和加工都不方便。因此，定位基準(zhǔn)選在與槽相對(duì)的那個(gè)端面比較合適。由于槽深的尺寸公差較大（0.2mm），而基準(zhǔn)不重合造成的誤差僅為0.1mm，所以這樣選擇定位基準(zhǔn)是可以的。</p><p>　　在保證夾角45°&#

32、177;10′方面，工序基準(zhǔn)是雙孔中心線(xiàn)所在的平面，所以定位工件采用一圓柱銷(xiāo)和一菱形銷(xiāo)最為簡(jiǎn)便。由于槽開(kāi)在大頭端面上，槽的中心面應(yīng)通過(guò)孔 的mm中心線(xiàn)，這說(shuō)明大頭孔還是槽口的對(duì)稱(chēng)中心面的工序基準(zhǔn)。因此，應(yīng)選擇大頭孔mm 作主要定位基準(zhǔn)，定位元件選擇短圓柱銷(xiāo)（限制兩個(gè)自由度）。而小頭孔mm 作次要定位基準(zhǔn)，定位元件選擇菱形銷(xiāo)（限制一個(gè)自由度），如圖2.</p><p><b>　　圖2</b>

33、</p><p>　　在每個(gè)工件上銑八個(gè)槽，除正反兩面分別裝卸加工外，在同一面的四個(gè)槽的加工也可采用兩種方案：一是采用分度機(jī)構(gòu)在一次裝夾中加工，由于不能夾緊大頭端，夾具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但可獲得較高的槽與槽間的位置精度；另一方案是采用兩次裝夾工件，通過(guò)兩個(gè)菱形定位銷(xiāo)分別定位（如圖2），由于受兩次裝夾定位誤差的影響，獲得的槽與槽間的位置精度較低。鑒于本夾具設(shè)計(jì)中槽與槽間的位置精度要求不高（夾角45°±

34、;10′），故可采用第二種方案。</p><p>　　4.2.2夾緊方案選擇及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的夾緊機(jī)構(gòu)采用螺釘壓板較為合適?？晒┻x擇的夾緊部位有兩個(gè)方案：一是壓在大端上，需要兩個(gè)壓板（讓開(kāi)加工位置）；另一是壓在桿身上，此時(shí)只需一個(gè)壓板。前者的缺點(diǎn)是夾緊兩次，后者的缺點(diǎn)是加緊點(diǎn)離加工面較遠(yuǎn)，而且壓在桿身中部可能引起工件的變形?？紤]到銑削力較大，故采用第一種方案（如4

35、）。</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　4.2.3夾具對(duì)定位方案的確定</p><p>　　夾具的設(shè)計(jì)除了考慮工件在夾具上的定位之外，還要考慮夾具如何在機(jī)床上定位，以及刀具相對(duì)夾具的位置如何確定。</p><p>　　對(duì)設(shè)計(jì)中銑床夾具，在機(jī)床的定位是以?shī)A具體的底面放在銑床工作臺(tái)面上，再通過(guò)兩個(gè)

36、定向鍵與機(jī)床工作臺(tái)的T型槽相連接來(lái)實(shí)現(xiàn)，兩定向鍵之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些（如圖5）。刀具相對(duì)夾具位置采用直角對(duì)刀塊及厚度為5mm的塞尺來(lái)確定，以保證加工槽面的對(duì)稱(chēng)度及深度要求（如圖5）。</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　4.3夾緊力計(jì)算和定位誤差分析</p><p>　　4.3.1夾緊力計(jì)算</p>&

37、lt;p>　　根據(jù)單位切削力計(jì)算公式 查表得 </p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　根據(jù)切削力計(jì)算公式</b></p><p>　　得切削力為 =1069.2 故切削力取 1100N</p><p>　　根據(jù)夾緊力的計(jì)算公式，每個(gè)壓板需給工件的夾緊力為

38、 </p><p>　　式中K為安全系數(shù)取K=1.6，f為工件與定位元件之間的摩擦因數(shù)，取f=0.5</p><p>　　故 =1760N。取 =1800N</p><p>　　即每個(gè)壓板需給工件的壓緊力為1800N時(shí)滿(mǎn)足要求。</p><p>　　4.3.2定位誤差分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用一圓柱銷(xiāo)一菱形

39、銷(xiāo)定位工件，平面內(nèi)定位銷(xiāo)相對(duì)工件孔的移動(dòng)定位誤差由基準(zhǔn)孔D和定位銷(xiāo)d之間的配合間隙來(lái)決定，其移動(dòng)定位誤差為：</p><p>　　圓柱銷(xiāo) Δ = =0.052+0.01+0.028=0.09mm</p><p>　　菱形銷(xiāo) Δ = =0.023+0.01+0.054=0.087mm</p><p>　　兩孔軸線(xiàn)連線(xiàn)的角度誤差 =0.001&

40、lt;/p><p><b>　　α=3′</b></p><p><b>　　滿(mǎn)足定位精度要求。</b></p><p>　　4.4確定夾具的主要尺寸、公差和技術(shù)要求</p><p>　　如圖5所示，在該夾具總圖中需標(biāo)注有關(guān)尺寸，公差及技術(shù)要求：</p><p>　　4.4.1夾

41、具總圖應(yīng)標(biāo)尺寸，公差</p><p>　?。?）夾具最大輪廓尺寸：268mm×220mm×80mm</p><p>　　（2）定位元件的定位尺寸及各定位元件間的位置尺寸為 、 及80±0.05。</p><p>　?。?）對(duì)刀元件的工作面與定位元件的定位面間的位置尺寸為11.5±0.02及11±0.02mm。&l

42、t;/p><p>　?。?）夾具定向槽與夾具定向鍵的配合為 。</p><p>　?。?）夾具體與定位套的配合為φ25 及φ18 。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．</p><p>　　

43、[2] 張世昌，李旦，高航．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：高等教育出版社，2007．</p><p>　　[3] 吳拓．現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009．</p><p>　　[4] 王健石．機(jī)床夾具和輔具速查手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007．</p><p>　　[5] 王光斗，王春福．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）[M]．上海：上海