K027-連桿蓋工藝加工和銑15槽夾具設計帶圖紙

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設計說明書 題目：連桿體零件的工藝規(guī)程及拉，銑15槽的工裝夾具設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導老師： 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 連桿體加工工藝規(guī)程及其銑15mm槽的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工藝分析 …………………………………………3 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………4 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4 2.2基面的選擇傳 ……………………………………………5 2.3制定工藝路線 ……………………………………………8 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………11 2.5確定切削用量及基本工時………………………………14 三 夾具設計……………………………………………………16 3.1問題的提出………………………………………………16 3.2夾具設計…………………………………………………17 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………18 3.4定位誤差分析……………………………………………19 3.5夾緊誤差…………………………………………………20 3.6夾具設計及操作簡要說明………………………………21 總 結………………………………………………………………23 致 謝………………………………………………………………24 參考文獻 …………………………………………………………25 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 連桿體的加工工藝規(guī)程及其銑15mm的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 連桿蓋的作用，待查 1.2 零件的工藝分析 連桿蓋有3個加工面他們有位置度要求。 這三個加工面的分別為 1，以底面為基準的加工面，這組加工面包括，上下面，和 的孔，寬90mm的底面和側面和整個底面。 2：以寬90mm的面為基準的加工面，這組面包括2-M12 3：以直徑為22的圓和直徑為81的圓為基準的加工面，這組加工面主要是銑槽。 二. 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT200，根據生產綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用砂型機鑄造。 2.2 基面的選擇的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 粗基準的選擇：對連桿蓋這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關重要。以零件的上端的不加工平面作為粗基準。選取已加工的內圓為精基準。 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑上下2端面 工序Ⅳ：銑下面各端面和側面 工序Ⅴ：鉆2-M12的孔 工序Ⅵ：鏜直徑為81mm的孔 工序Ⅶ：鉆的孔 工序Ⅷ：車直徑為21，寬1.1的溝槽 工序Ⅸ：銑寬15mm的槽。 工序X：質檢 工序XI：入庫 方案二 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑上下2端面 工序Ⅳ：銑下面各端面和側面 工序Ⅴ：鏜直徑為81mm的孔 工序Ⅵ：鉆2-M12的孔 工序Ⅶ：鉆的孔 工序Ⅷ：車直徑為21，寬1.1的溝槽 工序Ⅸ：銑寬15mm的槽。 工序X：質檢 工序XI：入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于工序一把把鉆2-M12孔放在了鏜81孔的前面，這樣為下一步鏜孔選好的定位基準，能更好地保證鏜孔的精度，二方案二不能，因此我們選擇方案一 具體的方案如下 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑上下2端面 工序Ⅳ：銑下面各端面和側面 工序Ⅴ：鉆2-M12的孔 工序Ⅵ：鏜直徑為81mm的孔 工序Ⅶ：鉆的孔 工序Ⅷ：車直徑為21，寬1.1的溝槽 工序Ⅸ：銑寬15mm的槽。 工序X：質檢 工序XI：入庫 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 支架零件材料為HT15—33，重量為1 .074Kg，生產類型為大批量生產，采用砂型機鑄造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、 連桿蓋的底面 由于連桿蓋底面要與其他接觸面接觸，同時又是孔的中心線的基準。作為后序的基準，所以要進行銑，其加工余量為2.5mm。 3、橫向撥叉的軸孔 直徑為20孔毛坯為實心，不鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數文獻，確定工藝尺寸余量為 鉆 ，擴，絞Ⅰ孔 鉆孔： 擴： 鉸： 表面粗糙毒均為1.6 1、 孔Ⅰ端面 采用銑一次走刀完表面加工，表面粗糙度為3.6，根據參考文獻，其余量為Z=2.5mm 2.5 確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ：粗銑連桿蓋底端 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序II：銑下面各端面和側面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 5） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：l=110 ，，則機動工時為 工序III：鉆2-M12的孔 鉆M12螺紋底孔 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當 鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z525機床說明書，現取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步II：攻絲M12 攻螺紋M12mm　。 　　　　　　　 　　　　　　　　　 按機床選取，則 　　　　　機動時　　　，， 　　　攻M12孔　　　 工序四：鏜直徑為81mm的孔 加工要求精鏜孔φ81H7， 機 床：T6210坐標鏜床 刀 具：刀具材料為硬質合金、YG8、刀桿尺寸為12mm×12mm，長度為500mm。 工步一：鏜孔φ81 (一)計算切削用量： 鏜孔至φ81mm，單邊余量Z=1.5mm，=1mm,一次加工 確定進給量 查表3-13，P93《機械制造工藝設計手冊》，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據T4163鏜床主軸進給量。取f=0.15mm/r 根據有關手冊，取V=100m/min則 （2-9） 查表4-7-1，P213《機械制造工藝手冊》。T4163坐標鏜床主軸轉速取=612r/min 鏜削工時：查P299表7-1《機械制造工藝手冊》。 ，，， （2-10） 工序V：鉆直徑為20的孔 鉆 擴 鉸支架孔 鉆孔 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z525機床說明書，現取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 2、擴孔 利用鉆頭將孔擴大至，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 根據機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 3、 鉸孔 根據參考文獻Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，，則機動工時為 工序VI：車直徑為21寬1.1的溝槽 車：直徑為21寬為1.1的內圓槽 選硬質合金車刀 1） 車削深度，因為所車內圓有精度要求，故可以選擇ap=1.0mm，多次走刀即可完成所需長度。 2）機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據CA6140臥式車床 車床參數，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(12+43)/475=0.052min。 工序V：銑寬15H9槽面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬金三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 8） 決定每次進給量及切削速度 根據X63型銑床說明書，其功率為為12.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?98 當＝198r/min時 按機床標準選取 9） 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 三、 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計第九道工序銑寬15mm槽夾具 銑夾具的設計 3.1 定位基準的選擇 本到工序采用圓柱銷，削邊銷和一端面定位。即2面一銷定位 3.2 切削力及夾緊力計算 刀具：硬質合金三面刃銑刀， （見《切削手冊》表3.28） 其中： 所以 水平分力： 垂直分力： 在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數為 其中：為基本安全系數1.5； 為加工性質系數1.1； 為刀具鈍化系數1.1 ； 為斷續(xù)切削系數1.1。 K5為人力操作疲勞系數 1.3 所以 =672.5 N 由于選用手動夾緊，由 《機械設計手冊》查得M8螺釘的抗拉力為1024.5大于672.5，故滿足要求 定位誤差的分析：定位誤差的分析與計算 由于工件定位所造成的加工面相對其工序基準的位置誤差簡稱定位誤差，以表示。對夾具設計中采用的某一定位方案,只要其可能產生的定位誤差小于工件相關尺寸或位置公差的1/3,或滿足前述,見書《機械制造技術基礎》P163；即可認為該定位方案符合加工精度的要求.在加工時夾具相對刀具及切削成形運動的位置經調整后不在變動，因此可以認為加工面的位置是固定的，在這種情況下，加工面對其工序基準位置誤差必然是工序基準的位置變動所造成的。造成定位誤差的原因是基準位置誤差與不重合誤差。查書《機械制造技術基礎》P165， 本工件是以端面及孔為定位基準，消除五個自由度，用短圓柱銷對孔及端面定位；再用移動壓板壓緊。 孔徑D=15mm85±0.1，而已經知道定位銷孔孔徑為15， 取圓柱銷直徑為d1=15mm，查表得H=15mm，配合精度為H7/g6。 削邊銷可由公式 求得， 其中，D=20mm， 查表得b=7， =0.1， =0.25 =0.025 取d2=16mm,H=18mm，配合精度為H7/h6。 查表：IT7=21um，IT6=13um (a)?圓柱銷偏差計算 es=-7um,則ei=-7-13=-20um 基準孔的下偏差EI=0，則上偏差ES=EI+IT7=21um, 所以孔偏差為φ20H7=φ20，圓柱銷偏差φ20g6=φ20 定位誤差：△Iw1=X1max=TD1+Td1+Xmin=0.021+0.013+0.007=0.041 （b）削邊銷偏差計算 配合精度h6的上偏差es=0，下偏差ei=es-IT6=0-13=-13um 基準孔的下偏差EI=0，則上偏差ES=EI-IT6=21um, 則孔偏差為φ81H7=φ81 ，削邊銷偏差φ81g6=φ81 定位誤差：△Jw2(x)=2(Tlg+Tlx)=2(0.1+0.025)=0.25 △Jw2(y)=X2max=TD2+Td2+X2min=0.021+0.013+0=0.034 圓柱銷與削邊銷角度誤差： △IJ(z)= ± △Jw1(y)+△Jw2(y)/2l =± (0.041+0.034)/2×416.38 =±0.0100mm 因為要加工的槽沒有精度要求，固定位誤差在合理范圍內，能滿足要求 裝 配 圖 附 圖 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上海科學技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 20 頁 共 24 頁