1、机械装备设计课程设计说明书设计题目：制定连杆零件的加工工艺 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系年月日目录摘要 .I第 1 章 绪论 .11.1 零件的分析设计题目及内容 .11.1.1 设计题目及内容 .11.2 零件的工艺分析 .11.2.1 零件图 .11.2.2 设计任务书 .1第 2 章 确定零件的生产类型 .32.1 零件的生产类型 .32.2 毛坯的确定 .32.2.1 确定毛坯的种类及其制造方法 .32.3 确定注件加工余量 .42.4 定位基准的选择 .42.4.1 选择基准 .42.5 制定机械加工工艺路线 .42.5.1 确定各加工表面的加工方法
2、 .42.5.2 拟定加工工艺路线 .42.6 机械加工余量，工序尺寸及公差的确定 .52.6.1 加工余量和工序尺寸的确定 .52.6.2 确定切削用量及时间按定额 .6第 3 章 夹具设计 .163.1 问题的提出 .163.2 夹具设计 .163.2.1 定位基准选择 .16参考文献 .17致谢 .18- 1 -第 1 章 绪论1.1 零件的分析设计题目及内容1.1.1 设计题目及内容通过连杆加工工艺夹具设计熟悉零件加工工艺设计，机床夹具设计及制造工艺，熟悉机械设计过程，掌握工件是在数控设备上加工的正确定位和装夹，并通过工艺设计掌握解决机械制造工艺问题的方法。通过这一课题的训练，可加强机
3、械设计和加工的综合应用，具备初步的工程实践能力。1.2 零件的工艺分析1.2.1 零件图零件的主视图和左视图，如下图所示：如图 1-1 零件图1.2.2 设计任务书已知加工零件图，毛坯材料为 45 号钢，设计的夹具类型为插床- 2 -夹具，产量 500 件，属于中小批量产量，同时装夹工件数目为 1 个等。为完成连杆零件的mm 插槽加工的夹具设计，要求设计的插槽夹具满足加工零件的精度要求及表面粗糙度要求。本工序的加工要求：1. 键槽的宽度为 5 毫米，上偏差为+0.018 ，下偏差为 0.加工精度较高。2. 键槽底面的表面粗糙度为 3.2。- 3 -第 2 章 确定零件的生产类型2.1 零件的生
4、产类型零件的生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的年产量。零件的年生产纲领 N 可按下式计算：式中：N零件的生产类型（件/年） ；Q产品的年产量（台、辆） ；m每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆） ；a 备品率，一般取 2 4 ；b 废品率，一般取 0.3 0.7生产类型，按工件年产量为
5、500 件，有相关资料查的生产类型为中批生产。通过上面的原始资料可以看出，工件加工要求不高，生产批量不大。因此，所设计夹具的结构不宜过于复杂。应在保证质量和适当提高生产率的基础上，尽可能简化结构，以缩短夹具的设计，制造周期，提高经济效益。根据上式计算求得零件的生产纲领，通过查表可得连杆的生产类型为中批生产。2.2 毛坯的确定2.2.1 确定毛坯的种类及其制造方法零件的材料为 HT150，考虑零件在机床运行过程中所承受的冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，毛坯可选用铸造成型零件形状不复杂，因此毛坯形状可以与零件形状尽量接近。2.3 确定注件加工余量查机械制造工艺设计简明手册 ，选用
6、铸件尺寸公差等级 CT- 4 -12,选用加工余量为 MA-H 级，并根据毛坯的基本尺寸可知：连杆底面的机械加工余量为 6.5mm，上面的机械加工余量为 6.5mm。2.4 定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为粗基准、精基准及辅助基准。选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准和加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后
7、在考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。2.4.1 选择基准按照有关粗基准的选择原则，按照粗基准的选择原则：选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。故选择 6，16 的孔为基准，能方便的加工出17.9 的键槽，限制了 x y z 三个自由度，工件无浇口，冒口，飞边等缺陷，符合粗基准的要求。2.5 制定机械加工工艺路线2.5.1 确定各加工表面的加工方法1 工件的上下表面已经铣削，并且已经磨削到工件要求的精度及表面粗度。2 已完成第五道工序，以一侧面、R12 圆弧及斜面定位。铣720mm 槽至图纸尺寸。3 已完成第六道工序，以一侧面，R12 和
8、 R9 圆弧定位，钻、扩、铰 3 孔至图纸尺寸。精度要求较高。本工序所使用的机床为插床2.5.2 拟定加工工艺路线根据零件的加工的几何形状，尺寸精度及位置精度，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能机床配以专用工具，并尽量使工序集中来提高生产率。查机械制造工艺设计简明手册第 20 页表 1.4-7,1.4-8，1.4-11，选择零件的加工工艺路线如下：- 5 -工序 1：模锻工序 2：热处理人工时效，正火工序 3：以连侧面互为基准，粗，半精铣两侧面尺寸 16 铣至16.2 mm04.工序 4：以两侧面互为基准磨两侧面至图纸要求工序 5：以以侧面及 R12 的
9、圆弧及斜面定位洗 7*20 的槽至图纸要求。工序 6：以一侧面 R12 和 R9 的圆弧定位，钻，扩，绞三个孔至图纸要求。工序 7：以 侧面 和 16 两孔定位插键槽至018.018.6018.图纸尺寸工序 8：按图纸要求检验个部分尺寸。工序 9：去毛刺工序 10：终检，入库。2.6 机械加工余量，工序尺寸及公差的确定2.6.1 加工余量和工序尺寸的确定前面根据资料已初步确定工件各表面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量的如下：加工表面加工内容加工余量精度等级尺寸偏差表面粗糙度铸件 6.5 CT12 3.5 粗铣 4 IT12 22.5-0.350 12.5半精铣 1.5 IT
10、11210-0.22 6.3底面精铣 1 IT7 200-0.035 1.6铸件 6.5 CT12 3.5 后端面 粗铣 5.5 IT12 66.50-0.35 12.5- 6 -半精铣 1 IT8610-0.054 6.311 钻 11 IT12 110+0.18 12.5钻 15 IT12 160+0.18 12.516精铰 1 IT10 150+0.07 3.2钻 7.8 IT12 7.80+0.15 12.5粗铰 0.16 IT10 7.960+0.058 3.28精铰 0.04 IT8 80+0.022 1.6粗镗 1.7 IT11 31.70+0.16 6.332精镗 0.3 IT
11、17 32-0.0350 1.6钻 6.8 IT12 80+0.15 12.5M82.6.2 确定切削用量及时间按定额工序 2 铣连杆两个侧面一、粗铣连杆两个侧面1 加工条件工件材料：45 b =160180MPa 铸造 ；工件尺寸：aemax=60mm，l=104mm;加工要求：粗铣刀架底面，加工余量为 4mm，机床：X51 立式铣床刀具：根据切削用量简明手册 （后称切削手册 ）表1.2，选择 YG 硬质合金端铣刀，根据表.3.1 ，铣削宽度为 60mm，故根据铣削宽度 ae60,深度 ap6,齿数 z=10,故根据 机械制造工艺设计简明手册 （后简称简明手册 ）表 3.1，取刀具直径d0=
12、80mm。根据 切削用量手册 （后简称切削手册 ）表 3.16，选择刀具前角 05 后角 08，副后角 0=10，刃倾角：- 7 -s=10,主偏角 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副偏角 Kr=5。2 切削用量a、确定切削深度因为余量较小，故选择 ap=4mm，一次走刀即可完成b、确定每齿进给量 fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 3.5，使用 YG6 硬质合金端铣刀加工，机床功率为 4.5kw（据简明手册表 4.2-35，X51 立式铣床）时：fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。c、确
13、定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径 d0=80mm，故刀具使用寿命 T=180min（据简明手册表 3.8）d、计算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf根据切削手册表 3.16， ，当d0=100mm， Z=10，ap7.5，fz0.18mm/z 时，vt=98m/min,nt=322r/min,vft=490mm/min。各修正系数为：kMV= 1.12，kSV= 0.8。切削速度计算公式为： vpevzpTckuayfxqdm0其中 ， ， ， ， ， ，ae6245vC.v15.0xv3.yv， ， ，8960.1kSMv 2m
14、ap40， ， ， ，将以上数据代3.0inzfz/.Z入公式： min/153 896.102.635.018.4822.0vc 确定机床主轴转速： 。min/47rdvwcs根据简明手册表 4.2-36，选择 nc=380r/min,vfc=510mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：- 8 -vc= = m/min=119m/min10nd03814.f zc=v fc/ncz=510/38010 mm/z=0.13mm/ze、 校验机床功率 根据切削手册表 3.24，近似为 Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率 Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc
15、。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=380r/min ， vf=510mm/s，vc=119m/min，fz=0.13mm/z。f、计算基本工时tmL/ vf，L=l+ y+，l=104mm.查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为：y+=12mm ，则：tmL/ Vf=(104+12)/510=0.28min。二、半精铣连杆连个侧面刀具：YG6 硬质合金端铣刀；机床：X51 立式铣床；切削深度 ap： 1.5mm ；查切削手册表 3.5，进给量为： ，取min/0.15fz为 0.5mm/r参考有关手册，确定 ，采用 YG6 硬质合金端铣刀，min/176v，则：10,zmdw i/50rvnws现采用 X51 立式铣床，根据简明手册表 4.2-36，取，故实际切削速度：i/490rwmin/86.1530491dv当 时，工作台每分钟进给量：min/n，取为 980mm/mini/25.zfwm本工序切削时间为：in1.094fLtm三、精铣刀架底面刀具：YG6 硬质合金端铣刀；
