機械制造課程設(shè)計之連桿蓋設(shè)計說明書+圖紙【版本1】

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Design significance:through the adoption of the curriculum design, we will learn theory and practice of combining production, temper our analysis of the problem, identify problems and problem-solving abilities.In the whole process,I am an independent analysis and solution of the mechanical parts of the manufacturing process issues. Designing a machine for this fixture typical of equipment improve the structure of design capability of us,in the same time,it also enhances the professional skills for future graduates to design our own future and will be engaged in the work of an adaptation training, thus laying a good foundation. In the design of adjustment of the mentality, I know how to do things carefully. Whats more importance,it has laid a solid foundation for our future work and study. 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 目 錄 1 零件的工藝性分析 .1 1.1 零件的作用及結(jié)構(gòu)特點 .1 2.2 零件的技術(shù)要求 .1 2 零件的工藝規(guī)程設(shè)計 .2 2.1 確定零件的生產(chǎn)類型 .2 2.2 確定毛坯的種類和制造方法 .2 2.3 確定機械加工余量及毛坯尺寸 .2 2.3.1 確定機械加工余量 .2 2.3.2 繪制連桿蓋毛坯簡圖 .3 2.4 連桿蓋的加工工藝過程分析 .3 2.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .3 2.4.2 表面加工方法的確定 .3 2.4.3 工序的集中與分散 .4 2.4.4 工序的順序與安排 .4 2.4.5 確定工藝路線 .5 2.4.6 加工設(shè)備與工藝裝備的選擇 .7 2.5 加工余量及切削用量的確定 .7 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 2.5.1 確定加工余量 .7 2.5.2 確定切削用量 .11 3 夾具設(shè)計 .21 3.1 問題的提出 .21 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .21 3.3 定位誤差分析 .21 3.4 切削力和夾緊力計算 .22 3.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 .23 3.6 方案綜合評價與評論 .25 4 體會與展望 .25 5 參考文獻 .26 1 1 零件的工藝性分析 1.1 零件的作用及結(jié)構(gòu)特點 連桿是發(fā)動機主要的傳動機構(gòu)之一，它將活塞與曲軸連接起來，把作用于 活塞頂部的膨脹氣體壓力傳動給曲軸，使活塞的往復(fù)直線運動可逆的轉(zhuǎn)化為曲 軸的回轉(zhuǎn)運動，以輸出功率。 連桿是一種變截面的連桿體，由從大頭到小頭逐步變小的工字型截面的連 桿體及連桿蓋、螺栓、螺母等組成。雖然由于發(fā)動機的結(jié)構(gòu)不同，連桿的結(jié)構(gòu) 也略有差異，但基本上都由活塞銷孔端（小頭） 、曲柄銷孔端（大頭）及桿身三 部分組成。 連桿大頭孔套在曲軸的連桿軸頸，與曲軸相連，內(nèi)裝有軸瓦。為了便于安 裝。大頭孔設(shè)計成兩半。然后用連桿螺栓連接。連桿小頭與活塞銷相連，小頭 壓入耐磨的銅襯套，孔內(nèi)設(shè)有油槽，小頭頂部有油孔。以便使曲軸轉(zhuǎn)動時飛濺 的潤滑油能流到活塞銷的表面上，起潤滑作用。為了減少慣性力，連桿桿身部 位的金屬重量應(yīng)當(dāng)減少，并且要有一定的剛度，所以桿身部位是不加工的。在 毛坯制造時，桿身的一側(cè)作出定位標(biāo)記，作為加工及裝配基準(zhǔn)。連桿蓋的加工 精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。 反映連桿精度的參數(shù)主要有 5 個：大小端孔、上下端面、大端蓋體結(jié)合面、配 合面以及連桿螺栓孔。 2.2 零件的技術(shù)要求 連桿的主要加工表面有：大小端孔、上下端面、大端蓋體結(jié)合面、配合面 以及連桿螺栓孔等。 1.大小端孔的精度：為了保證連桿大、小頭孔運動副之間有良好的配合， 減少沖擊的不良影響和便于傳熱，大端孔和小端孔尺寸和粗糙度要精確。本零 件大頭孔的尺寸公差等級為 IT6，表面粗糙度 Ra 值為 1.6m，小頭孔的尺寸公 差等級為 IT6，表面粗糙度 Ra 為 1.6m。大端孔和小端孔圓柱度的公差均有較 高要求。 2.大小端孔中心線在兩個相互垂直方向的平行度：兩孔軸心線在連桿軸線 方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，增加活塞與汽缸的摩擦力，從而造 2 成汽缸壁磨損加劇。 3.大小端孔的中心距：大小端孔的中心距影響汽缸的壓縮比，所以對其要 求較高。 4.大端孔兩端面對大端孔軸線的垂直度：此參數(shù)影響軸瓦的安裝和磨損。 5.對連桿重量的要求：為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，連桿大、小頭重量和整 臺發(fā)動機上的一組連桿的重量按圖紙的規(guī)定嚴(yán)格要求。 6.此零件形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，零件各表面的加工并不困難，但是基準(zhǔn)孔 mm 以及小頭孔要求表面粗糙度 Ra= 1.6m 偏高?；舅悸窞橄燃庸?023. 小頭孔再以其為基準(zhǔn)來加工大頭孔。該連桿大頭孔對 A 基準(zhǔn)的對稱度公差為 0.3mm。小頭孔對 B 基準(zhǔn)的對稱度公差為 0.2mm。小頭孔對 A 基準(zhǔn)的平行度公差 為 0.01mm。 2 零件的工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定零件的生產(chǎn)類型 此零件為連桿蓋，由設(shè)計任務(wù)書及指導(dǎo)教師要求，經(jīng)和同組同學(xué)討論，我 選用生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 2.2 確定毛坯的種類和制造方法 在各類機械中，連桿蓋為傳動件，由于其在工作時處于運動中，經(jīng)常受沖 擊和高壓載荷，要求具有一定的強度和韌性。該零件的材料選擇 QT450-10，零 件的輪廓尺寸不大，形狀不是很復(fù)雜，為成批量生產(chǎn)模型，從減少加工難度來 說，經(jīng)查機制工藝手冊，毛坯采用鑄造成型。 因為零件形狀并不復(fù)雜，但為減少加工時的切削用量和提高生產(chǎn)效率，節(jié) 約毛坯材料，毛坯形狀可以與零件形狀接近。 2.3 確定機械加工余量及毛坯尺寸 2.3.1 確定機械加工余量 鑄件質(zhì)量：零件表面無明顯的裂紋等缺陷。 加工精度：零件各表面為一般加工精度。 3 機械加工余量：根據(jù)鑄件質(zhì)量、形狀，以及各個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 單邊總加工余量 mm 大頭孔直徑 81 77 2 零件厚度 43 47 2 大頭孔兩端寬度 94 98 2 鑄造圓角 R3-R5 2.3.2 繪制連桿蓋毛坯簡圖 繪制連桿蓋毛坯圖，見毛坯圖。 2.4 連 桿 蓋 的 加 工 工 藝 過 程 分 析 2.4.1 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 定 位 基 準(zhǔn) 有 粗 基 準(zhǔn) 和 精 基 準(zhǔn) 之 分 ， 通 常 先 確 定 精 基 準(zhǔn) ， 然 后 再 確 定 粗 基 準(zhǔn) 。 1.精基準(zhǔn)的選擇 連桿大小端孔圓柱面及兩端面應(yīng)與桿身縱向中心線對稱； 連桿大小端孔及兩端面應(yīng)有足夠而且盡量均勻的加工余量； 連桿大小端外形分別與大小端孔中心線對稱,保證作為精基準(zhǔn)的端面有較好 的表面質(zhì)量。 為此，第一道工序為粗銑兩平面，為保證兩平面有均勻的加工余量，采用 互為基準(zhǔn)。先選取有標(biāo)識一側(cè)的平面為粗基準(zhǔn)來加工另一平面，然后以加工過 的平面為基準(zhǔn)加工沒有標(biāo)識一側(cè)的平面，并在以后的大部分工序中以此平面作 為精基準(zhǔn) I 來定位，這樣作為精基準(zhǔn)的平面有較好的表面質(zhì)量。 2.粗基準(zhǔn)的選擇 由于大、小端平面面積大、精度高、定位準(zhǔn)確、夾緊可靠，所以大部分工 序選用其一個指定的平面即粗基準(zhǔn) I（消除三個自由度） 、小頭孔（消除兩個自 由度） ，以及大頭孔內(nèi)圓柱面作為粗基準(zhǔn)。這不僅是基準(zhǔn)統(tǒng)一而且減小了定位誤 差。 4 2.4.2 表 面 加 工 方 法 的 確 定 該零件的加工面有內(nèi)孔、端面、小孔及槽等，材料為 QT450-10。參考有關(guān) 資料，其加工方法的選擇如下： 1.毛坯的兩端面應(yīng)該互為基準(zhǔn)加工，表面粗糙度為 Ra3.2um，需粗銑-半精 銑（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 表 1-8） 。 2.大頭孔 mm：內(nèi)表面粗糙度為 Ra1.6 ，需進行粗鏜-半精鏜-精 021.8um 鏜（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 表 1-7） 。 3.小頭孔 mm：內(nèi)表面粗糙度為 Ra1.6um，需進行鉆-擴-粗鉸-精鉸 023. （機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 表 1-7） 。 4.大頭孔內(nèi)溝槽：表面粗糙度為 Ra6.3，一次成型銑即可。 5.下底面 Ra1.6故需粗銑-精銑（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 表 1-8） ； 6.兩臺階面；底面為 Ra6.3，側(cè)面為 Ra1.6，故采用粗銑臺階面后， 對則面進行精銑并保證距離尺寸 ，以及對稱度 0.3mm A（機械制造技術(shù) 0-.2394 基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 表 1-8） 。 7.兩個 M12 螺紋孔的加工：鉆-攻絲（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 表 1-7） 。 8.小頭孔的大溝槽采用 R67mm 的成型銑刀去加工。由于表面 Ra1.6，故 需粗銑-精銑（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 表 1-8） ； 9.大頭孔內(nèi)表面的溝槽采用 R25 的成型銑刀。 10.小頭孔里面的溝槽用精細(xì)的鏜刀加工。 2.4.3 工序的集中與分散 根據(jù)工序集中的原則，粗銑下臺階面工序，銑臺階面和配合面工序，鉆螺 紋孔工序以及精銑結(jié)合面工序的裝夾方式和機床類似，故集中處理；精鏜大頭 孔工序和銑軸瓦槽工序的裝夾方式相同，故集中處理；精鏜小頭孔工序及粗鏜 卡簧槽工序的裝夾方式與機床相同，故集中處理。根據(jù)先面后孔，先主后次的 原則，以上工序按以上所述的先后順序排列，根據(jù)先粗后精的原則，精加工工 序主要被安排在后面加工。 5 2.4.4 工序的順序與安排 根據(jù)連桿類零件的特點，連桿平面和連桿孔將多次作為定位以及裝夾基準(zhǔn)， 因此必須先進行加工。 1、根據(jù)“基面先行，先粗后精”的原則，以連桿的一個平面作為粗基準(zhǔn)加 工另一平面，從而獲得精基準(zhǔn)，再加工定位平面。 2、根據(jù)“先面后孔”的原則，面加工完成以后依次進行鉆擴小頭孔、粗鏜 大頭孔的操作。 經(jīng)過上述操作后，工件已獲得一面兩孔的精基準(zhǔn)，這樣為之后的加工提供 了裝夾定位的方便。 2.4.5 確定工藝路線 零件的工藝路線的制定要考慮的因素很多，為了制定出更好的工藝路線需 要先擬制出多種工藝路線，將這幾種路線進行比較，從中找出較好的一種，結(jié) 合該零件的各因素現(xiàn)擬制以下兩種工藝方案進行比較： 方案一： 工序 00：鑄造毛坯； 工序 05：無損探傷，查是否有夾渣，氣孔，疏松等缺陷； 工序 10：清理毛刺、飛邊，涂漆； 工序 15：人工時效處理； 工序 20：精銑連桿大小頭兩平面，互為基準(zhǔn)（加工經(jīng)兩次翻轉(zhuǎn)）至尺 寸 mm，選擇其中一面為基準(zhǔn) I； 20.364 工序 25：以基準(zhǔn) I 及小頭孔外圓定位，鉆小頭孔至 mm 擴至 3.018 mm，以小頭孔為精基準(zhǔn) II； 084.19 工序 30：以基準(zhǔn) I、II 大頭孔內(nèi)圓定位，粗鏜大頭孔到 mm， 2.079 以大頭孔為精基準(zhǔn) III。并定其軸線為基準(zhǔn) A； 工序 35：精銑左右凹臺下底面及臺階面至 ；m 05.023.,94 工序 36：精銑下底面至 mm 1.085 6 工序 40：以 I、II、III 為基準(zhǔn)加工左右螺紋孔，鉆孔至 ，倒10.2 角 C1，攻絲； 工序 45：以 I、II、III 為基準(zhǔn)粗銑小頭孔凹槽至 13 mm，精銑至 1.0 mm,銑大頭孔溝槽 R25； 15.0 工序 50：以 I、II、III 為基準(zhǔn)定位半精鏜大頭孔至 80.8 mm，精 087. 鏜至 mm 鏜小頭孔兩凹槽； 021.8 工序 55：以 I、II、III 為基準(zhǔn)粗鉸小頭孔至 ，精鉸至m 03.941 ,大頭孔倒角；m 023. 工序 60：鉗工去毛刺； 工序 65：檢查各個部分的尺寸和精度； 工序 70：組裝入庫。 方案二： 工序 00：粗銑有標(biāo)識平面至 46.5； 工序 05：粗銑無標(biāo)識平面至 45； 工序 10：粗鉆小頭孔至 18； 工序 15：拉結(jié)合面至 86 及大頭孔至 80； 工序 20：粗銑下臺階面至 25； 工序 25：銑臺階面和配合面至 25，4.5，94； 工序 30：鉆孔-攻絲-倒角； 工序 35：精銑結(jié)合面到尺寸； 工序 40：精銑有標(biāo)識面到尺寸； 工序 45：銑槽到尺寸； 工序 50：精鏜大頭孔到尺寸； 工序 55：粗銑軸瓦槽； 工序 60：鏜小頭孔到尺寸； 工序 65：粗鏜卡簧槽到尺寸。 對比以上兩種方案，可得出以下幾種結(jié)論： 7 1、方案一將粗加工和精加工分開，先粗后精，這樣有利于保護重要表面。 方案二幾乎忽視基面先行、先主后次的原則，加工過的重要表面無法得到有效 保護，重要表面的預(yù)期精度將無法保證。 2、方案一很好的將先粗后精、先主后次原則同工序集中原則結(jié)合。 3、方案一相比于方案二，能夠大大的減少工人的工作量，更加人性化，生 產(chǎn)效率更高。 4、并且所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)并不大，所以無需用到拉床，可有效的降低成本， 且能減少機床種類。 具體工藝路線見“機械加工工藝過程卡片” 。 2.4.6 加工設(shè)備與工藝裝備的選擇 機床的選擇工作的對加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性有很大的影響，為使所選 的機床能滿足工序的要求，必須綜合考慮機床的工作精度、加工精度、功率、 機床工作區(qū)的尺寸等因素。 根據(jù)以上的圖示的分析，現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備及零件自身的尺寸、形狀、位置 精度的要求，各工序機床選擇如下所示： a.工序 60 為粗銑精銑平面要求不高普通銑床就可以。選用立式銑床 X51 型銑 床。 b.工序 80 由于孔徑較小，選用 Z525 即可達(dá)到加工要求； c.工序 90 銑平面尺寸不大，考慮到盡量減少機床種類原則且立式銑床 X51 型 銑床能達(dá)到加工要求故選立式銑床 X51 型銑床； d.工序 90 粗鏜大頭孔，用 T68 即能達(dá)到加工要求，且較常見故 T68 鏜床即可 e.工序 110 鉆孔攻絲用 Z525。 f.工序 120 銑凹槽用立式銑床 X51 型銑床 g.工序 130 鏜床 T68。 h.工序 140 鉸孔可用 Z525。 2.5 加 工 余 量 及 切 削 用 量 的 確 定 2.5.1 確 定 加 工 余 量 1、 mm 兩端面20.364 8 查課程設(shè)計指導(dǎo)書 表 1-8 可知需要需粗銑-精銑 查表 3.225 精銑得到 mm、表面粗糙度 20.364 Ra3.2、經(jīng)濟精度 IT11 加工余量為 1mm； 查表 3.225 精銑得到 mm、表面粗糙度 20.36 Ra3.2、經(jīng)濟精度 IT11 加工余量為 1mm； 查表 3.225 粗銑得到 mm、表面粗糙度025.4 Rz50、經(jīng)濟精度 IT12 加工余量為 1.5mm； 查表 3.225 粗銑得到 mm、表面粗糙度025.6 Rz50、經(jīng)濟精度 IT12 加工余量為 1.5mm； 故兩端面加工余量如下表： 工序間 工 序名稱 工序 間余量 經(jīng) 濟精度 表面精 度 工序間 尺寸 精 銑 1 IT1 1 3.2 20.364 1 IT1 1 3.2 20.36 粗 銑 4 IT1 2 RZ50 025.4 4 IT1 2 RZ50 025.6 鑄 造 CT9 .148 2、 小頭孔m 023. 查機械制造基礎(chǔ) 表 6-8 可知需要鉆-擴-粗鉸-精鉸 查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.225 精鉸得到 、表面粗糙度m 023. Ra1.6、經(jīng)濟精度 IT7 加工余量為 0.06mm； 9 查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.225 粗鉸得到 、表面粗糙度m 03.941 Ra2.0、經(jīng)濟精度 IT8 、加工余量為 0.14mm，查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.2-27 得上下偏差分別為 +0.033,0； 查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.225 擴孔得到 mm、表面粗糙度 084.19 Rz30、經(jīng)濟精度 IT10、加工余量為 1.8mm，查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.2-27 得上下偏差分別為 +0.084,0； 查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.225 擴孔得到 mm、表面粗糙度 3.018 Rz50、經(jīng)濟精度 IT13、加工余量為 18mm，查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.2- 27 得上下偏差分別為 +0.33,0； 故小頭孔加工余量如下表： 工序名 稱 工序間余 量 工序間 工序間尺寸 經(jīng)濟精 度 表面精 度 精鉸 0.06 IT7 1.6 023. 粗鉸 0.14 IT8 2 +.0194 擴 1.8 IT10 Rz30 8. 鉆 18 IT13 RZ50 3.0 3、 mm 大頭孔021.8 查機械制造基礎(chǔ) 表 6-7 可知需要粗鏜-半精鏜-精鏜 查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.225 精鏜得到 mm、表面粗糙度 021.8 Ra1.6、經(jīng)濟精度 IT7 加工余量為 0.2mm； 查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.225 半精鏜得到 80.8 mm、表面粗糙度 087. Ra2.0、經(jīng)濟精度 IT8 、加工余量為 1mm，查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.2- 27 得上下偏差分別為 +0.087,0； 10 查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)表 3.225 粗鏜得到 mm、表面粗糙度 2.0879 Rz30、經(jīng)濟精度 IT11 、加工余量為 1mm，查表 3.2-27 得上下偏差分別為 +0.22,0； 故大頭孔加工余量如下表： 工序間 工序 名稱 工序間 余量 經(jīng)濟 精度 表面精 度 工序間 尺寸 精鏜 0.2 IT7 1.6 +0.218 半精 鏜 1 IT8 2 .70 粗鏜 3.8 IT11 Rz30 +0.298 鑄造 CT9 5.176 4、 mm 下底面1.085 查機械制造基礎(chǔ) 表 6-8 可知需要需粗銑-精銑 查表 3.225 精銑得到 mm、表面粗糙度 1.085 Ra1.6、經(jīng)濟精度 IT9 加工余量為 1mm； 查表 3.225 粗銑得到 mm、表面粗糙度 025.6 Rz50、經(jīng)濟精度 IT12 加工余量為 12mm； 故下底面加工余量如下表： 工 序名稱 工序 間余量 工序間 工序間 尺寸 經(jīng) 濟精度 表面精 度 精 銑 1 IT9 1.6 1.085 11 粗 銑 2 IT1 2 RZ50 025.86 鑄 造 CT9 .1 5、 臺階面m05.023.,94 查機械制造基礎(chǔ) 表 6-8 可知需要需粗銑-精銑 查表 3.225 精銑得到 mm、m 05.023.,94 表面粗糙度 Ra1.6、Ra6.3um，經(jīng)濟精度 IT7、IT10 加工余量為 1mm、1mm； 查表 3.225 粗銑得到 mm、表面粗 025.,6 糙度 Rz50、Rz50um，經(jīng)濟精度 IT12、IT12 加工余量為 2.5mm； 故臺階面加工余量如下表： 工序間 工 序名稱 工序 間余量 經(jīng) 濟精度 表面精 度 工序間尺寸 精 銑 1、1 IT7 、IT10 1.6、1 .6 05.023.,94 粗 銑 、2.5 IT1 2、IT12 RZ50、 Rz50um 025.,6 2.5.2 確 定 切 削 用 量 工序 20精銑連桿大小頭兩平面，互為基準(zhǔn)（加工經(jīng)兩次翻轉(zhuǎn)）至尺寸 mm，選擇其中一面為基準(zhǔn) I 20.364 工步一：以 40 外圓面，81 內(nèi)圓面和基準(zhǔn)面銑另一端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YT5, ， ， ， 。map5.1d40min/125v4z 2. 決定銑削用量 決定銑削深度 12 因為加工余量不大，一次加工完成 map5.1 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin48.631510rdvns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 750wn/in/3.140751vw 當(dāng) 750r/min 時nrmzfwm /607542. 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm 計算工時 切削工時： ， ， ，則機動工時為l90l91l32min04.17.).075(2)(21XxXfnXtwm 工步二：以 40 外圓面，81 內(nèi)圓面和已銑端面銑端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YT5, ， ， ， 。map5.1d450min/10v4z 2. 決定銑削用量 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 map1 決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 13 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfzin1.7964510rdvns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 750wn/min/3.101vw 當(dāng) 750r/min 時nrzfwm /607542. 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf 3、計算工時 切削工時：l=110 ， ，則機動工時為l91l32in78.0.7521xfnltwm 工序 25鉆小頭孔至 mm 擴至 mm 3.01084.19 鉆孔 0.318 確定進給量 ：根據(jù)參考文獻表 2-7，當(dāng)鋼的 ， 時，f MPab80md190 。由于本零件在加工 孔時屬于低剛度零件，故進給rmf/47.039. m19 量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則rf /35.029.5. 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 rf/2. 切削速度：根據(jù)參考文獻表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vmin/2.3719801rdvnws 根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為i/5wmin/72.41039ndv 14 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml43l91ml32in86.025.721fnltwm 擴孔 0.849 利用鉆頭將 孔擴大至 ，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可 .3010.8419 根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rmff/87.05. 75.06.22鉆 根據(jù)機床說明書，選取 rf/.min/46123312vv鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為 ，并按車床說明書取 ，實際切削min/46.5rn i/8rw 速度為 in/67.41085.9dvw 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml43l1ml32in67.5.068921fnltwm 工序 30粗鏜大頭孔到 mm 2.7 加工要求粗鏜孔 0.29 機 床：臥式鏜床 T68 刀 具：刀具材料為硬質(zhì)合金、YT14、刀桿尺寸為 12mm12mm，長度為 500mm。 鏜孔 0.2798 1)計算切削用量： 鏜孔至 ，單邊余量 Z=1.5mm， =1mm,一次加工 0.2 pa 15123lliTjfn+= 2）確定進給量 查表 3-13，P93機械制造工藝設(shè)計手冊 ，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù) T4163 鏜床主軸進給量。取 f=0.15mm/r 根據(jù)有關(guān)手冊，取 V=100m/min 則 （2-9） 1010=62r/min3.4.5vnwD 查表 4-7-1，P213機械制造工藝手冊 。T4163 坐標(biāo)鏜床主軸轉(zhuǎn)速取 =612r/min 鏜削工時：查 P299 表 7-1機械制造工藝手冊 。 ， ， ，4520l 43.61.0 x 工步 35精銑左右凹臺下底面及臺階面至 m 05.023.,94 工步一：精銑左右凹臺下底面至 0.23m 1、選擇刀具 由表 1.2,可選 YG6 硬質(zhì)合金刀片 由表 3.1,由于單邊余量 ap=2mm,ae=24.5mm,則 d0=80mm 由表 3.16,選擇齒數(shù) z=10 由表 3.2 選擇刀具形狀 kr=5o0=10o0=16o kr=60o s=-10o 2、選擇切削用量 決定切削深度 ap 由于切削深度不大故 ap=2mm 決定每齒進給 f 采用對稱端銑 由表 3.5,當(dāng)機床功率為 7.5kw 時,fz=0.40.6mm/r 取 fz=0.6mm/r 決定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表 3.8 當(dāng) d0=80mm 時,鉆頭后刀面最大磨損量取 0.300.50mm,壽命 T=180min 決定切削速度和每分鐘進給量 16 由表 3.16 當(dāng) d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.6mm/r 時 vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min 各修正系數(shù) kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=1.0 則 vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min 由表 3.30 可得 nC=600r/min,即 vft=475mm/min 則 vc=d0n/1000=150.72mm/min,fzc=vfc/ncz=0.08mm/z 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表 3.24 b=190HBS ae50 ap1mm d0=80mm z=10 vf=475mm/min,由表 3.30 主軸允許功率 PcM=5.63kwPCC 則切削用量可行即 vc=150.72mm/min,fzc=0.08mm/z 3、計算基本工時 t=L/vft，式中 L=l+y+，l=43mm 由表查出 y+k=8mm 故 t=0.139min 工步二：精銑臺階面至 0.53 1、選擇刀具 由表 1.2,可選 YG6 硬質(zhì)合金刀片 由表 3.1,由于單邊余量 ap=3.5mm,ae=24.5mm,則 d0=80mm 由表 3.16,選擇齒數(shù) z=10 由表 3.2 選擇刀具形狀 kr=5o0=10o0=16o kr=60o s=-10o 2、選擇切削用量 決定切削深度 ap 由于切削深度不大故 ap=3.5mm,ap2=1mm 決定每齒進給 f 采用對稱端銑 由表 3.5,當(dāng)機床功率為 7.5kw 時,fz=0.40.6mm/r 取 fz=0.6mm/r 決定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表 3.8 當(dāng) d0=80mm 時,鉆頭后刀面最大磨損量取 0.300.50mm,壽命 T=180min 決定切削速度和每分鐘進給量 由表 3.16 當(dāng) d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.6mm/r 時 vc=124mm/min n=494r/min 17 vf=395mm/min 各修正系數(shù) kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=1.0 則 vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min 由表 3.30 可得 nC=600r/min,即 vft=475mm/min 則 vc=d0n/1000=150.72mm/min,fzc=vfc/ncz=0.08mm/z 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表 3.24 b=190HBS ae50 ap1mm d0=80mm z=10 vf=475mm/min,由表 3.30 主軸允許功率 PcM=5.63kwPCC 則切削用量可行即 vc=150.72mm/min,fzc=0.08mm/z 3、計算基本工時 t=L/vft，式中 L=l+y+，l=43mm 由表查出 y+k=8mm 故 t=0.109min 工序 36精銑下底面至 mm 1.085 1、選擇刀具 由表 1.2,可選 YG6 硬質(zhì)合金刀片 由表 3.1,由于 ap=2mm,ae=24.5mm,則 d0=80mm 由表 3.16,選擇齒數(shù) z=10 由表 3.2 選擇刀具形狀 kr=5o0=10o0=12o kr=60o s=-10o 2、選擇切削用量 決定切削深度 ap 由于切削深度不大故 ap1=2mm 決定每齒進給 f 采用對稱端銑 由表 3.5,當(dāng)機床功率為 7.5kw 時,fz=0.140.24mm/z 取 fz=0.14mm/z 決定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表 3.8 當(dāng) d0=80mm 時,鉆頭后刀面最大磨損量取 2.0mm,壽命 T=180min 決定切削速度和每分鐘進給量 由表 3.16 當(dāng) d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.14mm/z 時 vt=97mm/min nt=387r/min vft=433mm/min 各修正系數(shù) kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=0.80.85 取 0.8 18 則 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 則 vc=d0n/1000=102mm/min,fzc=vfc/ncz=0.1mm/z 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表 3.24 b=190HBS ae50 ap2mm d0=80mm z=10 vf=375mm/min,近似 有 Pcc=1.9kw 由表 3.30 允許 PcM=5.63kwPcc 則切削用量可行即 vc=102mm/min,fzc=0.1mm/z 3、計算基本工時 t=L/vf，式中 L=l+y+，l=43mm 由表查出 y+k=8mm 故 t=0.139min 工序 40鉆孔至 ，倒角 ，攻絲10.2.54 一、工步一：鉆 M12 螺紋底孔 1、確定進給量 ：根據(jù)參考文獻表 2-7，當(dāng)f 鋼的 ， 時， 。由于本零件在加工MPab80md2.10rmf/47.039. 孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則m.4rf /35.9.75.39. 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 mf20 2、切削速度：根據(jù)參考文獻表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vin/6.102.80rdws 根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為mi/95nw min/3.160952.1dv 3、切削工時： ， ， ，則機動工時為l0ll2 19min20.5.963201fnltwm 工步 II：攻絲 M12 攻螺紋 M12mm。 v/15 min27rns 按機床選取 ，則/9w mrv/4.13 機動時 ， ，l20l5l32 切削工時： in9.1.05)3()(21nfltm 工序 45粗銑小頭孔凹槽至 13 mm，精銑至 mm,銑大頭孔溝槽 R25 .015.0 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, ， ， ， 。map5.120dmin/75v4z 2. 決定銑削用量 1)決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 map5.1 2)決定每次進給量及切削速度 根據(jù) X63 型銑床說明書，其功率為為 12.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin197510rdvns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 198wn/in/6.741082vw 20 當(dāng) 198r/min 時wnrmzfm /4.158942.0 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm 計算工時 切削工時： ， ，則機動工時為l10l32in.47521fntwm 工序 50半精鏜大頭孔至 80.8 mm，精鏜至 mm 鏜小頭孔兩凹槽 087.021.8 加工要求半精鏜孔 80.8 mm 087. 機 床：臥式鏜床 T68 刀 具：刀具材料為硬質(zhì)合金、YT14、刀桿尺寸為 12mm12mm，長度為 500mm。 鏜孔 80.8 mm 087. 確定進給量 查表 3-13，P93機械制造工藝設(shè)計手冊 ，加工鑄鐵，f=0.03-0.16mm/r.根據(jù) T68 鏜床主軸進給量。取 f=0.15mm/r 根據(jù)有關(guān)手冊，取 V=100m/min 則 （2-9） 1010=62r/min3.4.5vnwD 查表 4-7-1，P213機械制造工藝手冊 。T68 式臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速取 =612r/min 鏜削工時：查 P299 表 7-1機械制造工藝手冊 。 123jnllTf ， ， ，31l42l53l20l .61.0 xT 工步 55粗鉸小頭孔至 ，精鉸至 ,大頭孔倒角 1m 03.9m023. 2145 鉸 孔 0.23m 根據(jù)參考文獻表 2-25， ， ，得rmf/4.02min/128vin/65.8.19rns 查參考文獻表 4.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取 ，rf/35.0 ，實際切削速度 。mi/98rwin/3.9mv 切削工時： ， ， ，則機動工時為l43l1l2in1.35.09842fntwm 3 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)自己和同組同學(xué)討論，決定設(shè)計第 35 道工序銑銑下底面及左右凹臺下底 面的夾具設(shè)計 3.1 問 題 的 提 出 本夾具主要是銑下底面及左右凹臺下底面，由于其自身有精度要求，定位 要求較高，為了達(dá)到精度要求，同時又為了提高生產(chǎn)效率，我們采用已鏜過 的 81 的孔和 20 的孔為定位精基準(zhǔn)，即采用一經(jīng)典的一面 2 銷定位。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 以鏜過的直徑為 81 的的孔和 20 的孔定位。即經(jīng)典的一面 2 銷定位。 3.3 定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： （1）移動時基準(zhǔn)位移誤差 yj 22 yjmin11XDd = 0.9.230.6 = 48 (2) 轉(zhuǎn)角誤差 LXDdXDdtg2min2min11 其中： )(2iminXgLx 0.8.30.6.90.1.640.2875t165. 3.4 切削力和夾緊力計算 根據(jù)機械加工工藝手冊可查得： 銑削力計算公式為 圓周分力 式（3-1）1.075.80.79.86pfeFzFzaZdk 查表可得： 05dm92m.08/faz 1.pa06.1Fzk 代入公式（3-1）得 0.750.879.86.7892zF =32.1N 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 8.0/ELF/0.75VEF/0.4xEF 8392.1L N .7.5VE Fx 64.50 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 即： （ ）L查 表 可 得3.0 23 31408.LFN 計算出的理論夾緊力 F 再乘以安全系數(shù) k 既為實際所需夾緊力 F 即： 取 k=2k 2104896 由于選用手動夾緊，由 機械設(shè)計手冊查得，并經(jīng)計算螺栓水平可承受 剪切力 Fh=1986.6N, 垂直螺紋剪切力 Fv=133 6.3N 由此可見，在工人合理操作夾緊情況下本夾具可以安全工作。 3.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的 遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面 對于工作臺的送進方向具有正確的位置。 根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：o 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù) T 形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 夾具體槽形尺寸 B 公稱 尺寸 允差 d 允差 4 L H h D 12B2h 24 公稱尺寸 允差 D 25 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 +0.0 23 7 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑加工，所以選用直角 對刀塊。直角對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示： 圖 3.4 對刀塊圖 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 25標(biāo) 記四 周 倒 圓 圖 3.5 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸 H 允差 d C 3 -0.006 0.25 3.6 方案綜合評價與評論 工件以 81mm 的內(nèi)圓和 20 內(nèi)圓為基準(zhǔn)，采用經(jīng)典的一面 2 銷定位，為 了裝卸方便，夾緊快速，我們采用轉(zhuǎn)動壓板壓緊，當(dāng)需要裝上工件的時，我們 采用 2 銷定好為，然后旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動壓板，轉(zhuǎn)動一個角度然后開始壓緊工件進行加 工，加工完畢后，如要取下工件則，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動壓板，然后開始取出工件，在旋 轉(zhuǎn)的時間為了防止轉(zhuǎn)動壓板下滑，我們采用一彈簧支撐轉(zhuǎn)動壓板，這樣就方便 快捷的多，總之對這套設(shè)計方案我還是比較滿意的。 4 體 會 與 展 望 本次課程設(shè)計歷時三周，包含知識內(nèi)容很多，從零件圖的繪制到毛坯余量 的確定；從擬定工藝路線到機械加工工序的設(shè)計，從工藝裝備的選擇到專用機 床夾具等等。對我們本學(xué)期所學(xué)的基礎(chǔ)專業(yè)課進行了一次全面的復(fù)習(xí)檢測與實 際應(yīng)用。由于第一次做這種類型的設(shè)計，好多問題我們不能把握的面面俱到， 26 總是出現(xiàn)這樣那樣的問題，因此每做完一階段的任務(wù)，自己通過上網(wǎng)收集資料， 同時結(jié)合老師指點的回顧和總結(jié)，可以系統(tǒng)地分析一下整個設(shè)計、學(xué)習(xí)過程中 所存在的問題。通過總結(jié)，還可以把平時聽課時還沒有弄懂、弄透的問題加以 學(xué)習(xí)鞏固，獲得更多的收獲，達(dá)到了課程設(shè)計的預(yù)期目的和意義。雖然在課程 設(shè)計中我遇到了不少困難，比如在加工順序中我不知應(yīng)該先加工哪一步，還有 加工刀具的選擇不清楚等，然而還是最終確定了這次課程設(shè)計的工藝路線。在 工藝路線制作及機械加工工序中，使我們對機械制造工藝學(xué)、金屬切削機床等 相關(guān)專業(yè)知識的理解更加深入，學(xué)到了許多東西，并成功完成了這次課設(shè)。 此次課程設(shè)計對給定的零件圖分析并進行工藝規(guī)程設(shè)計，其中考察了定位 基準(zhǔn)的選擇，零件表面加工方法的選擇，加工工藝路線的擬訂及工序加工余量， 工序尺寸，公差，機床夾具等相關(guān)知識，加深了對所學(xué)知識的理解，有助于今 后工作。本次課程設(shè)計使我們學(xué)會了解決機械加工工藝問題的能力，提高結(jié)構(gòu) 設(shè)計能力，熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，同時還具備 了識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能 5 參 考 文 獻 1 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書M.阜新:遼寧工程技術(shù)大學(xué). 2 崇凱.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007 . 3 楊叔子機械加工工藝師手冊M北京：機械工業(yè)出版社， 2002 4 李益民.機械制造工藝設(shè)計M.北京：機械工業(yè)出版社，1999 5 董玉明，楊洪玉.夾具設(shè)計中常見的問題J.機械工人冷加工 2005，01. 6 黃健求 .機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機械工業(yè)出版社，2005. 7陳于萍，高曉康.互換性與測量技術(shù)M.北京高等教育出版社，2005. 8司乃鈞，許德珠.熱加工工藝基礎(chǔ)M. 高等教育出版社，1991 9張龍勛.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)及習(xí)題M.機械工業(yè)出版社，1999.11 10艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊M.機械工業(yè)出版社，2002 11甘永立.幾何量公差與檢測(第八版) M.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2008 12王先逵.車削、鏜削加工M.北京:機械工業(yè)出版社,2008 27 13盧秉恒.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第三版) M.北京:機械工業(yè)出版社,2008