連桿體設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)說明書 課 程 設(shè) 計(jì) 連桿體工藝工裝設(shè)計(jì) 題 目： 連桿體夾具設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 2013數(shù)控（技師） 學(xué)生姓名： 章圣放（05），陳驕奇（06） 指導(dǎo)教師姓名： 鄭瑞芳 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)下表選定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑連桿體的兩端面工序的夾具。內(nèi)容：（1）零件毛坯合圖 一張 （2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 一套 （3）夾具裝配總圖 一張 （4）夾具零件圖 一張 （5）課程設(shè)計(jì)說明書 一份原始資料：該零件圖樣一張。題 目： 連桿體夾具設(shè)計(jì) 班級(jí)： 2013數(shù)控（技師） 學(xué)生姓名： 章圣放（05） 指導(dǎo)教師姓名： 鄭瑞芳 目 錄序言4PART1 工藝設(shè)計(jì)4第1

2、章 零件的分析41.1零件的作用51.2零件的工藝分析5 2.1確定毛坯的制造形式62.1.1選擇毛坯公差等級(jí)62.2 各加工表面總余量62.3 根據(jù)加工余量繪毛坯圖7第3章 制定工藝路線73.1定位基準(zhǔn)的選擇73.2擬定工藝路線83.3 工藝方案8第4章 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)94.1加工余量、工序尺寸及公差的確定94.1.1加工余量的確定94.1.2工序尺寸與公差的確定9PART2 夾具設(shè)計(jì)112定位基準(zhǔn)和定位方案113裝夾方案的選擇11課程設(shè)計(jì)總結(jié)12參考文獻(xiàn)13附表1 機(jī)械加工工藝過程卡片14附表2 機(jī)械加工工序卡片.1524 序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)完大學(xué)階段的機(jī)械類基礎(chǔ)和技術(shù)

3、基礎(chǔ)課以及專業(yè)課程之后的一個(gè)綜合課程，它是將設(shè)計(jì)和制造知識(shí)有機(jī)的結(jié)合，并融合現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況和較先進(jìn)成熟的制造技術(shù)的應(yīng)用，而進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，通過本課程的訓(xùn)練，將有助于我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解；是在學(xué)完了機(jī)械 制造工藝學(xué)的理論課程之后，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能夠綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論 ，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件制造工藝問題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老

4、師多加指教。PART1 工藝設(shè)計(jì)第1章 零件的分析1.1零件的作用連桿是柴油機(jī)的重要零件之一。連桿體與連桿蓋通過螺栓連接成為一整體，其大頭孔與曲軸相連接，將作用于活塞的氣體膨脹壓力傳給曲軸，又受曲軸而帶動(dòng)活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸.所以,連桿除上下運(yùn)動(dòng)外,還左右擺動(dòng)作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng).連桿工作時(shí),主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷,要求它應(yīng)有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度.同時(shí),由于連桿既是傳力零件,又是運(yùn)動(dòng)件,不能單靠加大連桿尺寸來提高其承載能力,須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱處理及表面強(qiáng)化等因素來確保連桿的可

5、靠性。零件圖如下所示： 圖1-1 零件圖1.2零件的工藝分析連桿體要求加工的平面有結(jié)合面、軸瓦鎖止口、螺栓孔、大頭中心孔、凹槽以及端面。其中，零件的大頭中心孔和凹槽面粗糙度較低且精度要求較高，為主加工面，需要進(jìn)行較精密的加工過程，其余為次加工面，沒有必要進(jìn)行精密加工。根據(jù)各面的粗糙度和公差等級(jí)確定不同的加工方式。第2章 毛坯的制造2.1確定毛坯的制造形式零件材料為QT450-100。連桿的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸。所以連桿除上下運(yùn)動(dòng)外還左右擺動(dòng)作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)連桿工作時(shí)主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷,要求它應(yīng)有足夠的疲勞強(qiáng)度和

6、結(jié)構(gòu)剛度同時(shí)由于連桿既是傳力零件又是運(yùn)動(dòng)件不能單靠加大連桿尺寸來提高其承載能力須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱處理及表面強(qiáng)化等因素來確保連桿的可靠性. 由于零件年產(chǎn)量為6660件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用鑄造成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.1.1選擇毛坯公差等級(jí)查文獻(xiàn)2表3.28。這種鑄件的尺寸公差CT為7-9級(jí)，加工余量RMA為F級(jí)。 2.2 各加工表面總余量加工表面基本尺寸（mm）加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值（mm）說 明結(jié)合面28F2.5頂面降1級(jí)，單側(cè)加工（取上行數(shù)據(jù)）端面43F2.0雙側(cè)加工81mm孔80F2.0孔降1級(jí)，雙側(cè)加工表2-1

7、 加工表面總余量由參考文獻(xiàn)1表2.3-9可得鑄件主要尺寸的公差，如表2-2所示。主要面尺寸零件尺寸 總余量毛坯尺寸公差CT結(jié)合面282.530.51.8端面輪廓尺寸432.0+2.0472.0 81mm孔812.0+2.0772.2表2-2 主要毛坯尺寸及公差（mm） 2.3 根據(jù)加工余量繪毛坯圖圖2-2 毛坯圖第3章 制定工藝路線3.1定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：連桿的結(jié)合既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實(shí)現(xiàn)箱體零件“一面兩孔”的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外，結(jié)合面的面積較大，定位比較

8、穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單、可靠，操作方便。粗基準(zhǔn)的選擇：按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，當(dāng)零件有不同加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。現(xiàn)選取兩個(gè)未鑄造孔12.5孔的下表面，R12外圓的圓弧不加工外輪廓表面作為基準(zhǔn)，此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)面-結(jié)合面。 方案一 用兩支承釘支撐兩個(gè)未鑄造孔12.5孔的下表面，限制Z的移動(dòng)和X的旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)自由度；用對(duì)活動(dòng)動(dòng)V型塊夾緊R12的外圓表面，限制Y、X的移動(dòng)Z、Y的旋轉(zhuǎn)這四個(gè)自由度。用粗銑的方式加工連桿體結(jié)合面。以上端面為基準(zhǔn)，對(duì)1

9、2.5孔的加工是先鉆孔再擴(kuò)孔，然進(jìn)行與連桿蓋配對(duì)加工其它孔和端面。3.2擬定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行，熱處理按段穿插，檢驗(yàn)按需安排。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效益，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3 工藝方案工序 調(diào)質(zhì)工序 粗銑連桿體結(jié)合面工序 粗銑凹槽，粗銑連桿體兩端面工序 半精銑、精銑凹槽工序 鉆并擴(kuò)12.5的兩孔；锪沉頭孔工序 用螺栓將連體與連桿蓋鎖緊

10、工序 用芯軸定位，粗鏜、半精鏜81的孔，并倒角工序 粗銑軸瓦鎖止口工序 半精銑連桿體兩端面工序 粗磨81的大頭孔工序 精磨81的大頭孔工序 檢驗(yàn)、入庫 以上工藝過程見附說明書后的工藝卡片與圖紙部分。 第4章 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)4.1加工余量、工序尺寸及公差的確定4.1.1加工余量的確定加工余量的確定采用查表法，主要以工廠生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累經(jīng)驗(yàn)所制成的手冊(cè)和表格為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際加工情況加工糾正確定加工余量。查文獻(xiàn)1表2.3-59 查得各端面的加工表面的工序余量。粗加工工序余量由總余量減去后續(xù)各半精加工和精加工的工序余量之和而求得。4.1.2工序尺寸與公差的確定大頭孔加工工序的分析：精磨后工序

11、基本尺寸為81mm，其他各工序其本尺寸依次為：粗磨 80.9mm-0.3mm=80.6mm半精鏜 80.6mm-1.5mm=79.1mm粗鏜 79.1mm-2.1mm=77mm確定各工序的加工精度和表面粗糙度并匯于下表中：加工表面工序名稱工序間余量/mm工 序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度/m結(jié)合面粗銑2.5h13（0.330）Ra6.32828.30-0.33毛坯- 28+2.5=30.530.5±1.5凹槽面精銑0.1h8（0.0180）Ra1.63.53.50-0.05半精銑0.3h11（0.0750）Ra6.33.5-0.1=3.43.40-

12、0.075粗銑3.1h13（0.180）Ra12.53.4-0.3=3.13.10-0.18毛坯 3.1-3.1=0兩端面半精銑0.6h11（0.160）Ra3.243430-0.16粗銑3.4h13（0.390）Ra12.543+0.6=43.643.60-0.39毛坯 43.6+3.4=4747±1.512.5孔擴(kuò)1.5h12（0.180）Ra6.312.512.50.180鉆11h13（0.270）Ra12.512.5-1.5=11110.270毛坯 11-11=081大頭孔精磨0.1h6（0.0210）Ra0.881810。0210粗磨0.3h8（0.0540）Ra3.281

13、-0.1=80.980.90.0540半精鏜1.5h11（0.220）Ra6.380.9-0.3=80.680.60.220粗鏜2.1h12（0.300）Ra12.580.6-1.5=79.179.10.300毛坯 79.1-2.1=7777±1.5軸瓦鎖止口粗銑2.5h13（0.140）Ra6.32.52.50.140毛坯2.5-2.5=0表4-1 各工序的加工精度和表面粗糙度PART2 夾具設(shè)計(jì)2定位基準(zhǔn)和定位方案由零件圖可知，應(yīng)以不加工的圓柱凸臺(tái)下表面和外圓表面為粗基準(zhǔn)，結(jié)合面為未標(biāo)注加工公差要求，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等，按IT13加工，Ra=6.3um，加工相對(duì)寬

14、松。用兩支承板支撐連桿體圓柱凸臺(tái)表面，限制Z的移動(dòng)X的旋轉(zhuǎn)2個(gè)自由度；用一壓板壓緊12小孔頂部，限制Y的移動(dòng)和Z的旋轉(zhuǎn)，再用一塊擋塊控制y旋轉(zhuǎn)，零件在X的移動(dòng)方向未限制,但不會(huì)影響加工過程。3裝夾方案的選擇方案一：用1塊支承板定位R12圓柱體外圓下端面，用一壓板壓緊壓緊12大頭孔頂部，一次裝夾加工一個(gè)工件。 方案二：連桿體毛坯件沿大頭孔軸向放置，用兩塊較長支承板定位工件定位大頭孔端面，再用螺旋壓板機(jī)構(gòu)壓緊R12圓柱體下端面，一次裝夾加工一個(gè)工件。方案比較：方案一與方案二都是螺旋壓板機(jī)構(gòu)，方案一的下放工件不方便，y有可能發(fā)生旋轉(zhuǎn)，方案2用兩支承板支撐連桿體圓柱凸臺(tái)表面，限制Z的移動(dòng)X的旋轉(zhuǎn)2個(gè)自

15、由度；用一壓板壓緊12小孔頂部，限制Y的移動(dòng)和Z的旋轉(zhuǎn)，再用一塊擋塊控制y旋轉(zhuǎn)，零件在X的移動(dòng)方向未限制,但不會(huì)影響加工過程。螺旋加緊的自鎖性能及傳力性能是繞在圓柱體上的斜契，然在夾緊機(jī)構(gòu)中結(jié)構(gòu)形式中是變化最多的，方案一比方案二好是因?yàn)榉桨敢桓奖闩c夾緊與放松。課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做夾具設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問題，雖然有一些得到了解決，但還有一些問題沒有得到解決，需要在以后的學(xué)習(xí)中加強(qiáng)思考。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師 老師對(duì)