連桿蓋夾具設(shè)計(jì)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 摘 要 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過(guò)程時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開(kāi)。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。 機(jī)械加工工藝是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保障。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要部分，工藝對(duì)夾具的要求也會(huì)提高，專(zhuān)用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和高效化方向發(fā)展以滿足加

2、工要求。所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。 關(guān)鍵字：連桿，加工工藝，夾具設(shè)計(jì) 目 錄 專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè) 第1章 零件的工藝分析 1.1零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 圖1.1為連桿蓋零件，材料為QT450-1

3、0鑄件，生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000 件／年。要求設(shè)計(jì)加工該零用的毛坯圖或零件與毛坯合圖1張，關(guān)鍵工序機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片1套，主要工序的機(jī)械加工工序卡片３份，以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。 圖1.1 連桿是柴油機(jī)的重要零件之一.連桿體和連桿蓋通過(guò)螺栓連接成為一整體,其大頭孔與曲軸相連,小頭通過(guò)活塞銷(xiāo)和活塞相連,將作用于活塞氣體的膨脹壓力傳給曲軸,又受曲軸驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮汽缸中的氣體. 1.2 零件的工藝分析 連桿蓋共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求.現(xiàn)分述如下： 1.以φ81mm內(nèi)孔為中心的加工表面：這一組加工表

4、面包括：φ81mm的內(nèi)孔及倒角,兩個(gè)M12的螺紋孔,與內(nèi)孔中心相距尺寸為3.5mm的平面,還有相距為94mm的兩平面,以及一段半徑為R25的圓弧. 2.以20mm孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：2個(gè)φ20mm的內(nèi)孔及其倒角,寬為15mm的槽,相距尺寸為37mm的凹槽. 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求,主要是： a.連桿蓋的端面相對(duì)φmm內(nèi)孔中心的對(duì)稱(chēng)度公差為0.3mm; b.寬為15mm的槽相對(duì)連桿蓋中心的對(duì)稱(chēng)度公差為0.2mm; c.φ20mm孔與φmm內(nèi)圓中心的連線相距為85mm. d.φ20mm兩孔與φmm內(nèi)圓的平行度公差為0.2mm.

5、 第2章 毛坯的選擇 2.1 確定毛坯的類(lèi)型、制造方法和尺寸及其公差 （l）.因零件材料為鑄鐵件,要求的年產(chǎn)量為6000 件,屬大批生產(chǎn),左支座的輪廓尺寸不大,且有較多不需要切削加工的表面．所以毛坯制造選用砂型手工造型鑄造成形. （2）.連桿蓋屬特形零件,且加工過(guò)程中利用不加工表面進(jìn)行定位的工序少,故零件毛坯選為粗鑄件.鑄件尺寸公差等級(jí)為 CT11,加工余量等級(jí)按H級(jí). 2.2 定毛坯的技術(shù)要求 （1）.鑄件經(jīng)人工時(shí)效處理； （2）.逐漸不允許有夾渣、氣孔、疏松等缺陷； （3）.材料為QT450-10. 2.3 繪制毛坯圖

6、 根據(jù)連桿蓋零件圖,在各加工表面上加上機(jī)械加工余量,繪制毛坯圖,如圖2.1. 圖2.1 2.4 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差 加工位置 加工方法 加工余量/mm 表面粗糙程度R/μm 大端端面 <1>粗銑 4.5 <2>半銑 1 1.6 螺紋孔下端面 <1>粗銑 3.6 <2>精銑 0.9 6.3 螺紋孔 <1>鉆螺紋孔 11.0 <２>擴(kuò)螺紋孔 12.0 大端側(cè)面 <1>粗銑 3.6 <２>精銑 0.9 3.2 Φ81孔 <１>粗鏜 2.0 <２>半精鏜 1.2 <３

7、>精鏜 0.75 <４>浮動(dòng)鏜 0.55 1.6 上端內(nèi)槽 <１>粗銑 4.0 <２>精銑　 0.5 1.6 Φ20孔 <１>鉆 18.0 <２>擴(kuò) 19.8 <３>鉸 20 1.6 第3章 基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一.基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高.否則,加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行. （1）粗基準(zhǔn)的選擇.對(duì)于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn).而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相

8、對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn).根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則,現(xiàn)選取φ81內(nèi)孔左右兩邊的凸臺(tái)的上表面作為粗基準(zhǔn),在小端尾部用V型塊,限制6個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行車(chē)銷(xiāo). （2）精基準(zhǔn)的選擇.主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題.當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算,此處不再重復(fù). 第4章 擬訂機(jī)械加工工藝路線 4.1 確定各表面的加工方法 根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,選定如下加工方法： 大端端面：粗銑—精銑 螺紋孔下端面：粗銑－精銑 螺紋孔：鉆—擴(kuò)—鉸 大端側(cè)面：粗銑—半精銑

9、 Φ81孔：粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動(dòng)鏜刀塊精鏜 小端凹槽：粗銑—精銑 Φ20孔：鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸 Φ21圓槽：鏜 Φ81孔內(nèi)的R25圓?。虹M 4.2 擬訂加工工藝路線 4.2.1工藝路線方案1 工序1 鑄造毛坯。 工序2 粗銑大端側(cè)面,以螺紋孔定位。 工序3 精銑大端側(cè)面,以螺紋孔定位。 工序4 粗銑螺紋孔下端面,以大端端面定位。 工序5 精銑大端端面。 工序6 鉆 、擴(kuò)、Φ12螺紋孔,以大端端面定位。 工序7 精銑小側(cè)面,以螺紋孔定位。 工序8 鉸Φ12螺紋孔,以大端端面定位。 工序9 精銑螺紋孔下端面,以大端定位。 工序10 合連桿蓋,粗鏜Φ81孔,

10、并倒角,以大端定位。 工序11 鉆Φ20孔,并倒角,以Φ81孔定位。 工序12 鉸Φ20孔,以大端定位。 工序13 鏜Φ21內(nèi)槽,以Φ81孔定位。 工序14 半精鏜,精鏜,浮動(dòng)鏜刀塊鏜Φ81孔。 工序15 鉸Φ20孔,以大端定位。 工序16 粗、精銑上端凹槽,以Φ20孔和大端側(cè)面定位。 4.2.1工藝路線方案2 工序1 鑄造毛坯。 工序2粗—精銑大小端側(cè)面,兩面互為基準(zhǔn)（翻轉(zhuǎn)幾次） 工序3粗-精銑大端端面 工序4鉆-擴(kuò)-鉸Φ20孔，以大端端面定位 工序5 合連桿蓋,粗鏜Φ81孔,并倒角,以大端定位。 工序6半精鏜,精鏜,浮動(dòng)鏜刀塊鏜Φ81孔,并鏜R25圓弧,以Φ20孔

11、定位鉆 工序7 鏜Φ21內(nèi)槽,以Φ81孔定位。 工序8鉆-擴(kuò)-鉸Φ12螺紋孔，以Φ20孔和大端側(cè)面定位 工序9粗精銑螺紋孔下端臺(tái)階面，以Φ20孔Φ81孔和側(cè)面。 工序10粗、精銑上端凹槽,以Φ20孔和大端側(cè)面定位。 4.3工藝方案的比較與分析 工藝路線一是按照工序分散的原則制定的,這樣使得裝夾次數(shù)增多,大大的降低了生產(chǎn)效率,對(duì)成批生產(chǎn)不適合,而且在選擇粗基準(zhǔn)的時(shí)候先加工側(cè)面,給后面的加工帶來(lái)了很大的誤差. 工藝路線按照工序集中的原則,克服了路線一的缺點(diǎn),在粗基準(zhǔn)選擇上比較合理,先加工大端端面,減少對(duì)后面的加工所帶來(lái)的誤差.

12、 通過(guò)分析,最終選用路線2. 第5章 確立切削用量及基本工時(shí) 5.1工序2切削用量及其基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇帚姶笮《藗?cè)面,所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀。銑刀直徑,寬度,齒數(shù) 5.1.1 確定每齒進(jìn)給量fz 由表9。4-1知道X62臥室銑床的功率為,工藝系統(tǒng)剛性為中等,細(xì)齒盤(pán)銑刀加工鑄鐵,查得?，F(xiàn)取 5.1.2 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 由表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度 5.1.3確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)表9。4-8中的公式計(jì)算： （5-1） 式中,,,,,,,,

13、 ,,,,。 （5-2） 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查表4.2-9選擇, 實(shí)際切削速度,工作臺(tái)沒(méi)分鐘進(jìn)給糧為。 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查文獻(xiàn)[1]表4.2-40選擇則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 5.1.4基本時(shí)間 根據(jù)表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時(shí)間為 (5-3) 式中,, , , , 5.2工

14、序4切削用量及其基本時(shí)間的確定 5.2.1 確定進(jìn)給量 本工序?yàn)殂@孔,刀具為直柄麻花鉆,鉆頭直徑,HBS<200,根據(jù)表5-127,,本孔加工要絞,,根據(jù)表4.2-16,Z525立式鉆床的進(jìn)給量取。 5.2.2 確定切削速度 查 3.1, 則。 根據(jù)表4.2-15 取 則實(shí)際速度。 鉆孔基本時(shí)間的確定 （5-4） 式中, ,, 5.2.3 確定切削速度 v 則根據(jù)表4.2-15 取實(shí)際速度。 5.2.4 基

15、本時(shí)間的確定 根據(jù)表6.2-5 (5-5) 式中, 5.3工序9切削用量及其基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇帚娐菁y孔下臺(tái)階端面,所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀.銑刀直徑,寬度,齒數(shù). 5.3.1 確定每齒進(jìn)給量 由表9.4-1知道X62臥室銑床的功率為,工藝系統(tǒng)剛性為中等,細(xì)齒盤(pán)銑刀加工鑄鐵,查得.現(xiàn)取.

16、 5.3.2 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 由表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度. 5.3.3 確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)(5-1)計(jì)算： 式中 ,,,,,,,,,,,。 根據(jù)(5-2)計(jì)算： 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查文獻(xiàn)[1]表4.2-9選擇 ,實(shí)際切削速度,工作臺(tái)沒(méi)分鐘進(jìn)給糧為。 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查表4.2-40選擇, 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為。 5.3.4基本時(shí)間 根據(jù)表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時(shí)間為

17、 （5-6） 式中 5.4工序10切削用量及其基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇帚娚隙瞬?所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀.銑刀直徑,寬度,齒數(shù). 5.4.1 確定每齒進(jìn)給量 由表9.4-1知道X52型立式銑床的功率為7.5KW,工藝系統(tǒng)剛性為中等,細(xì)齒盤(pán)銑刀加工鑄鐵,查得.現(xiàn)取。 5.4.2 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度 由]表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度。 5.4.3 確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)(5-1)計(jì)算： 式中 ，，,,,,T, ,,,.

18、 根據(jù)(5-2)計(jì)算： 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查表4.2-9選擇,實(shí)際切削速度,工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給糧為 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表,查表4.2-40選擇,則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為。 5.4.4基本時(shí)間 根據(jù)表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時(shí)間為 (5-7) 式中 ,,, 第6章 夾具體的總體設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)任務(wù) 此次設(shè)計(jì)主要分為兩部分，一是對(duì)零件的機(jī)加工

19、進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，二是對(duì)工序進(jìn)行專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。 此次夾具設(shè)計(jì)選擇連桿蓋臺(tái)階面下端面加工進(jìn)行專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。 本夾具主要作來(lái)銑連桿體和連桿蓋分割面的臺(tái)階面底面，臺(tái)階底面與小頭孔軸心線有尺寸精度要求，臺(tái)階底面與螺栓孔應(yīng)有垂直度要求和臺(tái)階底面的平面度要求。由于本工序是粗加工，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2、夾具方案分析 2.1工件的定位方案分析 由零件圖可知，在銑臺(tái)階面之前，連桿的兩個(gè)端面、小頭孔及大頭孔的兩側(cè)都已加工，且表面粗糙要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選小頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)，但由于大頭孔不完整，難以用來(lái)較好的定位，所以采用小頭孔定位。因?yàn)榇笮】纵S向

20、方向不影響臺(tái)階面銑削精度，所以此方向可以不定位，而靠加緊機(jī)構(gòu)固定，所以連桿蓋以大小頭孔及側(cè)面的 “兩孔”定位，屬于不完全定位，其中大頭孔做成與削邊銷(xiāo)作用相同的定位板，以避免過(guò)定位。 由于大頭孔尺寸,沒(méi)有相應(yīng)的削邊銷(xiāo)，由于是大批量生產(chǎn)，所以可以自制一個(gè)作用與削邊銷(xiāo)相同作用的“定位板”，如圖6.1所示： 圖6.1 而小頭孔用定孔芯軸定位，元件如圖6.2所示： 圖6.2 2.2夾緊方案分析 由于零件小，所以采用螺母壓與壓板，裝卸工件方便、迅速。加緊機(jī)構(gòu)用螺母與壓塊，如圖6.3所示： 圖6.3 2.3夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正

21、確安裝在機(jī)床上，加工時(shí)，能承受一部分切削力。夾具體圖如圖6.4： 圖6.4 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長(zhǎng)。 4) 切削力及夾緊力的計(jì)算 切削力的計(jì)算：，由《組合機(jī)床》（表7-24）得： ===1902.538 夾緊力的計(jì)算：由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》（表1-2-25）得： 用扳手的六角螺母的夾緊力：M=,，,作用力：，夾緊力： 由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。 定位誤差的計(jì)算: 由加工工序知，加工面為連桿的剖分臺(tái)階面。臺(tái)階底面對(duì)連接螺栓孔中心線應(yīng)有垂直度要求；對(duì)剖分出來(lái)的臺(tái)階底面有一定的平面度要求。所以本工序的工序基準(zhǔn)為小頭孔中心線，其設(shè)

22、計(jì)計(jì)算如下： （1）確定定位銷(xiāo)中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取相應(yīng)公差的三分之一（通常取1/5~1/3）。故此尺寸為。 （2）確定定位銷(xiāo)尺寸及公差 本夾具的主要定位元件為一固定銷(xiāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于更換。該定位銷(xiāo)的基本尺寸取工件孔下限尺寸。公差與本零件在工作時(shí)與其相配孔的尺寸與公差相同，即。 （3）小頭孔的確定 考慮到配合間隙對(duì)加工要求中心距850.015影響很大，應(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷(xiāo)有錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為。 5) 定位誤差分析 對(duì)于連桿體蓋剖分臺(tái)階面深度的要求，以的中心線為定位基準(zhǔn)，

23、而其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為大頭孔軸心線，屬“基準(zhǔn)不重合”，基準(zhǔn)不重合誤差，且由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為： =0.1+0.023+0.012+0 =0.135 mm －－剖分面的定位誤差 ――工件孔的直徑公差 ――定位銷(xiāo)的直徑公差 ――孔和銷(xiāo)的最小保證間隙 因此工件在加工過(guò)程中能夠保證加工精度要求。 設(shè)計(jì)心得 為期二周的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)終于完成了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益匪淺。通過(guò)這次設(shè)計(jì)作業(yè)我們不

24、再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論與實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行了自己的設(shè)計(jì)。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們組員們通過(guò)不但的努力，弄清楚了本次設(shè)計(jì)的主要來(lái)龍去脈，最重要的是我們通過(guò)這次的設(shè)計(jì)不但加深了對(duì)工藝這么專(zhuān)業(yè)課程中學(xué)到的知識(shí)有了進(jìn)一步的鞏固，而且學(xué)會(huì)了應(yīng)用以前學(xué)到的知識(shí)，更深一層次的體會(huì)到工藝的重要性和設(shè)計(jì)的靈活性。在此過(guò)程中使我們的團(tuán)隊(duì)精神得到了充分的體現(xiàn)同時(shí)也鍛煉了我們團(tuán)隊(duì)合作的能力。而夾具的設(shè)計(jì)是需要個(gè)人去思考與設(shè)計(jì)，要做出自己的東西，使得我們的個(gè)人思考能力和獨(dú)自處理問(wèn)題的能力對(duì)到的提高。

25、 （三號(hào)黑體居中，段前0.5行，段后0.5行，單倍行距） 參考文獻(xiàn) [1] 朱耀祥，浦林祥.代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2009. [2] 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1999. [3] 艾興,肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第三版[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007. [4] 孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具[M].冶金工業(yè)出版社,2002. [5] 吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].高等教育出版社,2006. [6] 李洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京出版社,1996. [7] 孟少龍.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1991. [8] 崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2007. [9] 肖繼德，陳寧平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2004. 附 錄