三軸連桿課程設(shè)計說明書

1、機電及自動化學(xué)院專業(yè)課程綜合設(shè)計設(shè)計題目：三軸連桿工藝流程設(shè)計專 業(yè)： 機械電子工程屆 別： 08 級學(xué) 號：0811114046姓 名：指導(dǎo)老師：2011一、設(shè)計題目三軸連桿零件的加工工藝流程二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1 張(2) 生產(chǎn)類型 : 大批大量生產(chǎn)摘要設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計“三軸連桿”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝 備，并繪制出三軸連桿零件圖、三軸連桿毛坯圖、夾具裝配圖，夾具 體零件圖。填寫機械加工工藝過程綜合卡片、機械加工工藝卡片。編 制課程設(shè)計說明書。設(shè)計意義： 本課程設(shè)計是重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。 是在完成生 產(chǎn)實習(xí)， 學(xué)完機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其它專業(yè)課程之后進行的。 通

2、過該 課程設(shè)計，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合， 鍛煉了自己分析問題、 解決問題的能力， 在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造 的工藝問題， 設(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備， 提高了結(jié)構(gòu) 設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及對自己未來將從事的工作進行了一次 適應(yīng)性訓(xùn)練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：三軸連桿 ;課程設(shè)計; 工藝規(guī)程；工藝裝備；目錄1 三軸連桿零件工藝性分析 51.1 零件的工藝分析 51.2 零件的技術(shù)要求 51.3 審核零件的工藝性 51.4 確定三軸連桿的生產(chǎn)類型 62 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖. 62.1 選擇毛坯 62.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量

3、62.2.1 公差等級 62.2.2 鍛件重量 72.2.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) . 72.2.4 鍛件材質(zhì)系數(shù) . 72.2.5 零件表面粗糙度 . 72.3 繪制三軸連桿鍛造毛坯簡圖 83 擬定零件工藝路線 93.1 定位基準的選擇 93.1.1 精基準的選擇 . 93.1.2 粗基準的選擇 . 93.2 表面加工方法的確定 93.3 加工階段的劃分 93.4 工序的集中與分散 103.5 工序順序的安排 103.6 確定工藝路線 104 加工余量、工序尺寸和公差以及切削用量的確定 115 時間定額的計算 157 方案綜合評價與分析 178 體會與展望 179 參考文獻 181 三軸 連 桿

4、 零 件 工藝 性 分 析1.1 零件的工藝分析分析零件圖可知，該三軸連桿的側(cè)面端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在Ra6.3以上，故可用銃削加工。 25H6mm勺孔的粗糙度為 Ra1.6，所以采用鉆-擴-粗鉸-精 鉸的工藝過程在鉆床上加工。 35H6mm勺孔的粗糙度為 Ra1.6，所以采用鉆-擴-粗鉸-精鉸 的工藝過程在鉆床上加工。 90H6mm勺孔的粗糙度為 Ra1.6，所以采用粗鏜-半精鏜-精鏜的 工藝過程在鉆床上加工。各個內(nèi)孔對精度要求較高， 由于端面為平面， 可防止鉆頭鉆偏以保證加工精度。 該零件 除了內(nèi)孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以銑床的粗加工就可達到要求。1.2

5、零件的技術(shù)要求根據(jù)三軸連桿零件圖紙將該三軸連桿的全部技術(shù)要求列于表中。見表1-1 O表1-1三軸連桿零件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差(mm公差及精度 等級表面粗糙度Ra(um)形位公差三軸連桿R18下表面20 0.2IT136.3三軸連桿R18上表面20 0.2IT136.3三軸連桿 50下表面35 0.2IT136.3三軸連桿 50上表面35 0.2IT136.3三軸連桿 112下表 面50 0.2IT136.3三軸連桿 112上表 面50 0.2IT136.325孔oc 0.013250IT61.635孔35。0.016IT61.690孔9000.022IT61.61.3審核零件的工藝性分

6、析零件圖可知，三軸連桿的上下端面均要求切削加工，該零件除主要工作表面(三軸0.0130.0160.022連桿上下端面、250孔、350 孔、900孔)外其余加工表面加工精度較低，通過銃削粗加工就可以達到，雖然主要工作表面加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的公藝性較好。1.4確定三軸連桿的生產(chǎn)類型該三軸連桿的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)。2-3 )和(2-5J可以計算出鍛件的復(fù)雜系數(shù)2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖2.1選擇毛坯由零件要求可知，不但要有高的抗拉、壓強度和高的疲勞強度，而且要有足夠的剛性和 韌性，選擇材料為 45鋼。為增強三軸連

7、桿的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛胚選用鍛 件。該零件輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型數(shù)大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，采用模鍛方 法制造毛胚，毛胚拔模斜度為7o。2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下的因素公差等級由三軸連桿的技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。鍛件重量已知機械加工后的三軸連桿為45鋼，密度為7.8克每立方厘米，估算體積為，506立方厘米，算得重量約為 4Kg,由此可初步估計機械加工前的鍛件的重量為4.5Kg鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對三軸連桿進行分析計算，可大致確定鍛件的包容體的長度、寬度和高度，即350mm/(Ibh )/ 350

8、150 50 7.8 10所以鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)為S3級鍛件材質(zhì)系數(shù)由于該材料為45號鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M 1級。225零件表面粗糙度由零件圖可知，該三軸連桿的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1.6um根據(jù)上述因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列于下表表三軸連桿鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量鍛件重量/Kg包容體重量/Kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級4.520S3Mi普通級項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注厚度201.52.0 0.5表 2-112.02.2取 2表 2-13厚度351.72.2 0.5表 2-112.0

9、2.2取 2表 2-13厚度501.72.2 0.5表 2-112.02.2取 2表 2-13孔徑 35孔1.72.2 0.5表 2-112.0表 2-14孔徑 90孔1.72.2 0.5表 2-112.5表 2-14孔徑 25孔孔徑小于最小沖孔孔徑，所以該孔為實體中心距2701.0表 2-12中心距951.0表 2-122.3繪制三軸連桿鍛造毛坯簡圖3擬定零件工藝路線3.1定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇零件主視圖中的112下表面和 90孔中心線作為

10、精基準。粗基準的選擇對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。 而對有若干個不加工表面的工件， 則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則， 選取零件孔 90的外圓面為粗基準。3.2表面加工方法的確定連桿零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案粗銃0 112圓盤兩端 面IT136.3粗銃粗銃0 50圓盤兩端面IT136.3粗銃粗銃R18圓盤兩端面IT136.3粗銃0 90孔IT61.6粗鏜-半精鏜-精 鏜0 35孔IT61.6鉆-擴-粗鉸-精鉸:0 25孔IT61.6鉆-擴-粗鉸-精鉸3.3加工階段的劃分該三軸連桿上下表面加工質(zhì)量

11、要不高，可將對上下表面加工階段劃只分為粗加工一個階段。該三軸連桿各個內(nèi)孔加工質(zhì)量要較高，需要分為粗加工，精加工兩個階段在粗加工階段。首先將精基準（112下表面和90孔）準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銃三軸連桿底面以及上表面， 然后粗銃連桿上的槽的內(nèi)側(cè)面和底面；由于三個孔的精度較高，需要按照要求鉆-擴-粗鉸-精鉸25孔和35孔以及粗鏜-半精鏜-精鏜90孔；3.4工序的集中與分散選用工序集中原則安排三軸連桿的加工工序。該三軸連桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次 數(shù)少，不但可以縮

12、短輔助時間， 而且由于一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。3.5工序順序的安排1) 遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準一一下端面和90孔。2) 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3) 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。4) 遵循“先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔；先加工上下端面，然后加工三個 孔。3.6確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了三軸連桿的工藝路線。三軸連桿工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機床裝備刀具量具1粗銃0 112圓盤兩端面立式銃床X51高速鋼套式面銃刀游標

13、卡尺2粗銃0 50圓盤兩端面立式銃床X51高速鋼套式面銃刀游標卡尺3粗銃R18圓盤兩端面立式銃床X51高速鋼套式面銃刀游標卡尺4粗鏜-半精鏜-精鏜0 90 孔鏜床T612硬質(zhì)合金鏜刀卡尺、塞規(guī)5鉆-擴-粗鉸-精鉸0 35 孔立式鉆床Z550麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)6鉆-擴-粗鉸-精鉸0 25 孔立式鉆床Z550麻花鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)7清洗清洗機8終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等4 加工余量、工序尺寸和公差以 及 切削用量的確定第 5 道工序的加工過程： 查表得粗銑余量為 2mm0 112圓盤兩端面的加工過程為先銃下表面，以下表面為精基準加工其他表面，©112圓盤毛坯厚度為 54mm選取銃刀直徑

14、為 80mm查表可知；背吃刀量為 2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s.n=1000*18/ n *80=71.65r/min ,查表選取 n=80r/min,實際 v=n*80* n =20.1m/min第 6 道工序的加工過程： 查表得粗銑余量為 2mm50圓盤兩端面的加工過程為先銃上表面，©50圓盤毛坯厚度為 39mm選取銃刀直徑為 80mm查表可知；背吃刀量為 2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s.n=1000*18/ n *80=71.65r/min ,查表選取 n=80r/min,實際 v=n*80* n =20.1m/min第 7 道工序

15、的加工過程：查表得粗銑余量為 2mmR18圓盤兩端面的加工過程為先銃上表面，R18圓盤毛坯厚度為 24mm選取銃刀直徑為 80mm查表可知；背吃刀量為2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s.n=1000*18/n *80=71.65r/min ,查表選取 n=80r/min,實際 v=n*80* n =20.1m/min第 8 道工序的加工過程：查表得，精鏜余量為 0.18mm,半精鏜余量為1.75mm,粗鏜余量為2mm所以毛坯內(nèi)徑 為 86.1mm1 ）粗鏜工步查表知,背吃刀量為 2mmf=0.41查表得切削速度為 v=50-70m/min,取 v=60m/min , n=10

16、00*88/60* n =286r/min,取 n=245r/m,實際 v=n*88* n =66.9m/min2）半精鏜工步查表知，背吃刀量為 1.75mmf=0.2查表得切削速度為 v=95-135m/min,取 v=100m/min , n=1000*89/100* n =283.4r/min,取 n=245r/m,實際 v=n*89* n =68.5m/min3）精鏜工步查表知，背吃刀量為 0.18mmf=0.1查表得切削速度為 v=100-150m/min,取 v=125m/min , n=1000*125/90* n =442.3r/min,取 n=370r/m,實際 v=n*90

17、* n =104.6m/min第 8 道工序的加工過程：查表2-28，則精銃余量Z精銃=0.07，粗鉸余量Z粗鉸=0.18，擴孔余量Z擴孔=1.75 , 鉆孔余量 Z 鉆孔 =2。查表 1-20 可依次確定各工序尺寸的加工精度為,0.18 0.11所以，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為粗銃（80mr）精銃（10°mm）,它們之間的相互關(guān)系如圖1-2所示。鉆孔為IT12=0.25mm,擴孔為IT11=0.16mm,粗鉸為IT11 ,精鉸為 IT6=0.016mm。工序尺寸偏差按“如體原則”標注，則總結(jié)為下表0 35的加工 過程鉆孔擴孔鉆粗鉸精鉸基本尺寸3334.7534.9335公差

18、等級IT12IT11IT11IT6加工后尺寸3300.2534.7500.1634.9300.16oc 0.016350所以，該工序各工步的工序尺寸及公差之間的相互關(guān)系如下圖所示加工方向（1 ）鉆孔工步1）背吃刀量 ap=2mm2） 進給量 由表5-22，選取每轉(zhuǎn)進給量f=0.30.6mm/r ，再根據(jù)立式鉆床Z550的技術(shù)參數(shù)表 4-9，取 f=0.4mm/r。3）切削速度由表5-22查得，因為工件為 45號鋼，v=1825m/min，取v=20 m/min，帶入公式得 n 1000V1°°°20193r 參照表4-9所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速d 3.14

19、 33/min取 n=185r/min。實際轉(zhuǎn)速為 v n d18531433 19.17 m .1000 1000 z min（2 ）擴孔工步1）背吃刀量 ap=1.75mm2） 進給量 由表5-23，選取每轉(zhuǎn)進給量f=0.60mm/r，再根據(jù)立式鉆床 Z550的技術(shù)參數(shù)表4-9，取 f=0.62mm/r。3）切削速度 由表5-24查得，因為工件為 45號鋼，v=53.4m/min，取v=53.4m/min，帶入公式得 n 1000v1000 53.4489 r .參照表4-9所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)d 3.14 34.75/minn d1000速取n=500r/min。實際轉(zhuǎn)速為 v

20、500 3.14 3“7554.56mmjn1000（3 ）粗鉸工步1）背吃刀量 ap=0.18mm2）進給量 由表5-31，選取每轉(zhuǎn)進給量f=0.40.6mm/r，再根據(jù)立式鉆床 Z550的技術(shù)參數(shù)表 4-9，取 f=0.4mm/r 。3）切削速度 由表5-31v=1.25m/m in，取v=5m/min ，帶入公式得1000v1000 5nd 3.14 34.93n45.59口參照表4-9所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取n=47r/min。實際轉(zhuǎn)速為 v47 3.14 34.93100010005.2in（4 ）精鉸工步1）背吃刀量 ap=0.07mm2）進給量 由表5-31，選取每轉(zhuǎn)進

21、給量f=0.40.6mm/r再根據(jù)立式鉆床 Z550的技術(shù)參數(shù)表 4-9，取 f=0.4mm/r 。3）切削速度 由表5-31查得，v=1.25m/m in取 v=5m/min ， 帶入公式得1000v1000 5“rn45.49r .d 3.14 35/minn=47r/min。實際轉(zhuǎn)速為 v n d彳7-1000參照表4-9所列比空5.2Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取in5 時間定額的計算第 5 道工序l=200mm， f=0.4mm/r,n=80t1=l/n*f=375sT 總 =2*t1*1.2=900s第 6 道工序l=130mm， f=0.4mm/r,n=80t1=l/n*f=24

22、3.8sT 總 =2*t1*1.2=584.6s第 7 道工序l=130mm， f=0.4mm/r,n=80t1=2l/n*f=243.8sT 總 =2*t1*1.2=584.6s第 8 道工序1）粗鏜l=55mm，f=0.41mm，n=245r/mint1=l/n*f=31.3s2）半精鏜l=55mm，f=0.2mm，n=245r/mint2=l/n*f=63.2s3）精鏜l=55mm，f=0.1mm，n=370r/mint3=l/n*f=81.1sT=（ t1+t2+t3 ） *1.2=210.8第 9 道工序1）鉆孔 1 =35 mmf=0.4 mm/r, n=185 r/min帶入t仁

23、28.4s2）擴孔,1 =35 mmf=0.62 mm/r, n=500 r/min帶入7.8s3）粗鉸 1 =35 mm,f=0.4 mm/r, n=47 r/min帶入 t j L fn 126.6s4）精鉸 l =35 mm,f=0.4 mm/r, n=47 r/min 帶入 tj Lfn 122sT= （t1+t2+t3+t4） =341.8s第10道工序1）鉆孔丨=20 mmf=0.4 mm/r, n=351r/m in 帶入 t1=8.6s2）擴孔丨=20mmf=0.62 mm/r, n=735 r/min帶入 t2=2.7s3）粗鉸 l =20mmf=0.4 mm/r, n=63

24、 r/min帶入 t3=47.6s4）精鉸 l =20mmf=0.4 mm/r, n=63 r/min帶入 t4=47.6sT=（ t1+t2+t3+t4）*1.2=127.8s7 方案綜合評價與分析此套方案， 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計是在分析零件的功能與工藝性的基礎(chǔ)上展開的。 工藝 規(guī)程制定合理、規(guī)范，有很強的實用性?？傊?，這套方案合理、規(guī)范，使用性強。8 體 會與 展 望兩周的課程設(shè)計就快結(jié)束， 本作品也接近尾聲， 回想整個設(shè)計過程感覺收獲滿滿的， 我 們終于走出了課本能夠真正的自己動手設(shè)計充分的實現(xiàn)了理論與現(xiàn)實相結(jié)合， 感覺很不容易 但還是成功的完成了任務(wù)。 本次設(shè)計要非常感謝老師大力支持和熱心的幫助， 您的幫助我們 看在眼里記在心里，在此對老師說聲您辛苦了。機械制造工藝課程設(shè)計是機械制造工藝課程教學(xué)的一個不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。 它是我全 面地綜合運用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實踐知識進行加工工藝設(shè)計的一次重要實 踐。培養(yǎng)了自己編制機械加工工藝規(guī)程的能力， 為以后搞好畢業(yè)設(shè)計和去工廠從事工藝設(shè)計 做了一些必要的準