连杆零件的加工工艺设计与制造及相关工序的夹具设计本科论文.doc
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目 录 摘要…………………………………………………………………………………………...2 前言…………………………………………………………………………………………...3 第一章 机械加工工艺规程的制定 1.1零件的工艺性分析………………………………………………………………4 1.2毛坯的确定………………………………………………………………………5 1.3连杆工件的定位基准和定位方案分析…………………………………………6 1.4加工经济度与加工工序安排……………………………………………………7 1.5典型表面的加工方法……………………………………………………………8 1.6连杆加工工艺过程的确定………………………………………………………8 1.7加工设备与工艺装备的选择……………………………………………………10 1.8工艺尺寸链的计算………….…………………………………………………...10 第二章 机械加工工艺卡片的设计 2.1确定加工工艺过程……………………………………………………………….12 2.2机械加工余量的确定…………………………………………………………….12 2.3切削用量及基本工时计算……………………………………………………….12 第三章 铣连杆结合面夹具 3.1零件本工序的加工要求分析…………………………………………………….24 3.2确定夹具类型…………………………………………………………………….24 3.3确定夹具的基本布局…………………………………………………………….24 3.4拟定定位方案和选定定位元件………………………………………………….25 3.5确定加紧方案…………………………………………………………………….25 3.6确定对刀装置…………………………………………………………………….25 3.7定位误差计算…………………………………………………………………….25 3.8切削力及夹紧力的计算………………………………………………………….26 结束语………………………………………………………………………………………….27 参考文献……………………………………………………………………………………….28 附 录 连杆体机械加工工艺卡片(3张) 连杆体机械加工工序卡片(10张) 主 要 内 容 结 果 连杆零件的加工工艺设计 与制造及相关工序的夹具设计 摘 要:“连杆”是汽车发动机中的主要传力部件之一,连杆由连杆体、连杆盖和螺栓、螺母所组成,其主要加工大小头孔及其端面。 通过画零件图,大概的了解了主要加工面与孔,并对零件的技术要求有了认识和了解。正确解决一个零件在加工中的定位,夹具,合理选择加工方法及其工艺装备,确定工艺路线、计算工艺尺寸及加工余量等问题,保证零件的加工质量,填写工序卡片,最后完成夹具设计,绘出夹具的零件图和装配图,完成加工工艺说明书. 关键词:基准、定位、夹紧、工序,切削 主 要 内 容 结 果 前 言 这次毕业设计是大学三年来所做过的规模最大的设计,它几乎涵盖了我们大学中学过的所有内容,零件虽然看似简单,但做起来并不容易,这使我认识到三年所学知识的重要性,自己还有很多东西不懂,几乎没什么实践经验,对于设计中的一些具体知识体会得不是很透彻,一开始感到无从下手,一些平时自己认为微不足道的东西原来在设计中是相当重要的。在实习中,我们不知道向别人学些什么东西,而看到的东西和我们所学的有一定的差距,我们也不知道怎样将学到的知识运用到生产实践中。 这次设计是对我们大学所学知识的综合运用,在老师的辛勤指导和学校图书馆的图书的帮助下,使我们渐渐能将理论知识与实际生产联系起来,在复习了大部分所学课程的情况下还接触到了许多新的知识,感觉获益匪浅。这次设计是我们大学三年学习的总结,也是大学生活的一个终点,对我们来说意义重大,所以我非常重视,它使我们认识到机械行业的广阔前景,给我们投身机械研究和发展增加了信心和动力,更重要的是它象征着大学生活的一个完美结局。 在这次毕业设计中,我们认真地做了“连杆”的工艺及工装夹具设计,期间老师给了我们大量的指导,在此,对老师表示衷心的感谢!由于时间仓促,且我们的自身水平有限,设计中难免有一些错误和不足之处,敬请老师和同学们批评、指正,本人将不胜感激。 真心的感谢你们,我的老师! 编者 2010年1月8日 主 要 内 容 结 果 第一章 机械加工工艺规程的制定 1.1 零件的工艺性分析 零件结构的工艺性,是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。 所谓良好的工艺性,首先是这种结构便于加工,即在同样的生产条件下能够采用简便和经济的方法加工出来,此外,零件还适应生产类型和具体生产条件的要求。“连杆”零件为杆类零件,其结构特点: (1)大小头端面对称分布在连杆中截面的两侧。 (2)精度要求高 (3)加工部位多 (4)其加工面主要是两端面面和大小头孔 连杆的结构:连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一,其小头经活塞销与活塞连接,大头与曲轴连杆轴颈连接。连杆由连杆体、连杆盖和螺栓、螺母所组成。 连杆的工作原理:汽缸燃烧室中的油气混合气体受压点火燃烧,体积急剧膨胀,产生很大的压力压向活塞顶面,活塞将所受到的力传给连杆,连杆再将所受力传给曲轴,从而推动曲轴旋转。 连杆的工作要求:在发动机工作过程中,连杆要承受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用,连杆除应具有足够的强度和刚度外,还应尽量减小连杆的自身质量,以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。 为了减小磨损和便于维修,在连杆的小头孔中压入青铜衬套,大头孔内衬有具有钢质基底的耐磨巴氏合金轴瓦。 为了保证发动机运转均衡,同一发动机中各连杆的质量不能相差太大,因此,需要在连杆部件的大、小头两端设置去不平衡质量的凸块,比便在称后切除不平衡质量。 连杆大、小头两端面对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求,连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同) 在连杆小头的顶端设有油孔(或者油槽),发动机工作时,依靠曲轴的高速转动,把汽缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内,以润滑连杆小头铜衬套与活塞之间的摆动运动副。 1.1.1 平面加工 (1)两端面 大头两端面间的尺寸公差等级为IT9,表面粗糙度Ra不大于0.8 小头两端面间的尺寸公差等级为IT5,表面粗糙度Ra不大于0.5 (2)凸块 Ra值6.3 (3)大头凸块两侧面 拉表面Ra6.3保证100.25 (4)体和盖的分开面 表面粗糙度Ra3.2 保证位置尺寸50 191.3-0.40 (5)小头凸块平面 拉表面Ra6.3保证12.5-0.40 (6)轴瓦锁口槽 铣 保证尺寸42-0.62 保证尺寸40的Ra值为1.6 1.1.2 孔加工 (1)大头孔 扩、粗镗、精镗达尺寸Ф65.5,Ra0.4 (2)小头孔 钻、扩、粗镗、精镗达尺寸Ф29.5,Ra1.6 (3)钻、扩、铰螺栓孔Ф13mm, Ra值为12.5 主 要 内 容 结 果 1.1.3 技术要求分析 连杆上需要进行机械加工的主要表面为:大、小头孔及两端面,连杆与杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要求如下: ⑴为了使连杆大、小头运动副之间配合良好,大头孔的尺寸公差等级取为IT6,表面粗糙度Ra应不大于0.5um;小头孔的尺寸公差等级约取为IT5(加工后再按0.0025mm间隔分组),表面粗糙度Ra应不大于0.5um。 ⑵大、小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比,进而影响发动机的效率,两孔中心距的尺寸公差等级应不低于IT9.大、小头孔中心线在两个相互垂直的方向上的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜,致使汽缸壁磨损不均匀,缩短 发动机的使用寿命,同时也使曲轴的连杆颈磨损加剧。若称大、小头孔理想中心线所在的公共平面为连杆轴线平面,一般规定两孔轴线在连杆轴线平面内的平行度公差等级应不低于IT7,在垂直于连杆轴线平面内的平行度公差等级应不低于8级。 ⑶连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度误差过大,将加剧连杆大头两端面与曲轴连杆颈两端面之间的磨损,甚至引起烧伤,一般规定其垂直度公差等级应不低于9级。 ⑷连杆大、小头两端面间距离的基本尺寸相同,但技术要求是不同的。大头两端面间的尺寸公差等级为IT9,表面粗糙度Ra不大于0.8um;小头两端面间的尺寸公差等级为IT12,表面粗糙度Ra不大于6.3um。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求,而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中,这给连杆的加工带来许多方便。 ⑸为了保证发动机的运转平稳,对连杆小头(约占连杆全长2/3)质量差和大头(约占连杆全长1/3)质量差给以较严格的规定。 1.2 毛坯的确定 毛坯的选择应从生产批量的大小,非加工面的技术要求,零件的材料、结构、形状、尺寸、重量技术要求等方面综合考虑。通常情况下,主要以生产类型来决定。正确选择制坯方式可以使整个工艺过程经济合理,故应认真的选择并要加以论述。 1.2.1 有关设计条件的说明 汽车连杆零件属于大批量生产。 大批量生产的工艺特点:⑴零件的互换性:具有广泛的互换性,少数装配精度较高处,采用分组装配法和调整法;⑵毛坯的制造方法和加工余量:广泛采用金属模机器造型、模锻或其他高效方法,毛坯精度高,加工余量小;⑶机床设备及布置形式:广泛采用高效专用机床及自动机床,按流水线和自动线排列设备;⑷工艺工装:广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置,靠调整法达到精度要求;⑸对工人技术要求:对调整工的技术水平要求高,对操作工的技术水平要求低;⑹工艺文件:要有工艺过程卡和工序卡,关键工序要调整卡和检验卡;⑺成本:较低。 1.2.2. 毛坯的材料 连杆在工作中承受多向交变载荷的作用,要求具有很高的强度,因此连杆材料要采用高强度的碳钢或合金钢,可用来制作连杆的材料有45钢、55钢、40cr、40MnB等,此连杆要求大批量生产,毛坯材料选用锻件。 45钢----一般为中碳的优质碳素结构刚与合金结构钢,主要用于制造承受很大变动载荷与冲击载荷或各种复合应力的零件(如机器中传递动力的轴、连杆、齿轮等)。这类零件要求钢材具有较高的综合力学性能,即强度、硬度、塑性、韧性有良好的配合。连杆需要承受多向交变载荷的作用,对材料的综合力学性能要求高,45钢可以满足这一要求,最终选定45钢作为毛坯材料。 ①大头孔公差等级为IT6、Ra<0.5um;②小头孔公差等级为IT5、Ra<0.5um;③大、小头孔的中心距的尺寸公差等级>IT9;④连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度公差等级应不低于9级;⑤大头两端面间的尺寸公差等级为IT9、Ra<0.8um, 小头两端面间的尺寸公差等级为IT12,表面粗糙度Ra不大于6.3um。 主 要 内 容 结 果 1.2.3 制坯方法的确定 毛坯的选择有两种:使毛坯形状与尺寸和零件接近;使毛坯的形状尺寸与零件相差较大。 这影响着毛坯的制造费用及劳动量,与机械加工费用及劳动量。为节省能源与金属材料,随着毛坯制造专业化生产的发展,制坯方法的确定应取向前种方法。其中前种方法又有模锻和铸造两种毛坯制造形式最常用,考虑到零件工作的场所和综合力学性能要求,毛坯选用模锻的方式进行生产 连杆锻坯形式有两种,一种是体和盖分开锻造,另外一种是将体和盖锻成一体。整体锻造的毛坯,需要在以后的机械加工过程中将其切开,为保证切开后粗镗孔余量的均匀,最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言,整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题,但整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点。故最终选用整体锻造的方式制造毛坯。 锻造的工艺过程如下:将棒料在炉中加热至1140-1200℃,现在锟锻机上通过四个型槽进行锟锻制坯,然后在锻压机上进行预锻和终锻,再在压床上冲连杆大头孔并切除飞边。为了改善毛坯的切削加工性能,锻造好的连杆毛坯需要进行调质处理,使之得到细致均匀的回火索氏体组织,减少毛坯的内应力。为了提高毛坯的精度,连杆毛坯还需进行热校正。 连杆经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查后就可以进入机械加工生产线了 1.3 连杆工件的定位基准和定位方案分析 连杆外形较复杂而刚性较差,它的技术要求很高,恰当地选择继续加工中的定位基准是能否保证连 技术要求的重要问题之一。 在连杆的实际加工过程中,一般都对连杆进行完全定位,即按六点定位原理来限制连杆的六个自由度。多数情况下,选用连杆的大、小头端面作为主要定位基准,使零件的支撑面积大、定位稳定、装夹方便。同时选择小头孔和大头连杆体的外侧面作为一般定为基准,从而限制了连杆的六个自由度。选用连杆端面和小头孔作为定位基准,不仅便于在加工过程中实现基准统一,更重要的是使连杆的重要技术要求(如大、小头孔之间的中心距要求,大、小头孔中心线在两个互相垂直方向上的平行度要求,端面与大头孔中心线的垂直度要求,两端面间的距离要求等)在加工过程中实现基准重合,以减小定位误差。 对于一些要求高或加工中不易保证的技术要求,在精加工时也可以采用自为基准的原则进行加工( 小头孔尺寸精度和形状精度的保证),或采用互为基准的原则进行加工(如大、小头孔中心距精度的保证), 由机床精度直接保证(如大、小头孔中心距要求可在双轴镗床上一次安装同时加工出大、小孔来直接保证)。 按照“先加工基准后加工其它面”的加工原则,作为连杆主要定位基准的两端面的加工,一般都是安排在工艺过程最初工序进行,即以未加工过的第一个端面在、为粗基准定位,加工第二个端面,紧接着以已加工过的第二个端面做基准,定位加工第一个端面。显然第一个端面的精度要比第二个端面高,在以后的加工中,用第一个端面做精基准最好。但由于连杆外形的对称性,后续工序操作者不易分清哪个端面是第一个端面,为此连杆体和连杆盖的零件图上特意设计出一个加工和装配用的工艺标记,并在连杆工艺规程中,规定无工艺标记的一侧的端面为主要定位精基准,在后续的各加工工序中尽可能地用它来定位。 主 要 内 容 结 果 1.4加工经济精度与加工工序安排 (1)加工经济精度 各种加工方法(车、铣、刨、磨、钻、镗、铰等)所能达到的加工精度和表面粗糙度,都应该满足图纸设计要求。精度不是越高越好,满足要求就行了,因为生产中控制生产成本对企业是很重要的,加工精度提得愈高,表面粗糙度减小得愈小,则所耗费的时间与成本也会愈大。在实际的生产中应在满足设计精度的要求下尽可能地降低成本。 (2)连杆加工主要加工表面的工序安排 连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面,较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面,次要加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。 连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。连杆的加工路线按连杆的分合可分为三个阶段:第一阶段为连杆体和盖切开之前的加工,第二阶段为连杆体和盖切开后的加工,第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准(端面、小孔头和大头外侧面);第二阶段主要是加工除精基准意外的其它表面,包括大、小头粗加工、为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗精加工以及轴瓦锁口槽的加工等;第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工,包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小头孔的精加工。如果按主要表面的粗、精加工来划分连杆的加工阶段的话,可以按连杆合装前后来分,合装之前的工艺路线属主要表面的粗加工阶段,合装之后的工艺路线则为表面的半精加工、精加工阶段。 工序顺序的安排原则 ①先加工基准面,再加工其它表面②一般情况下,先加工平面,后加工孔③先加工主要表面,后加工次要表面④先安排粗加工工序,后安排精加工工序 ⑤检查、检验工序,去毛刺、平衡、清洗工序根据需要穿插在各其它工序中进行。 主要 表面 尺寸公差 等级 表 面 粗糙度 加工路线 合装前 合装后 两端面 IT9 0.8 粗铣--切开 精铣 大头孔 IT6 0.5 切开--扩--拉 扩--粗镗--半精镗--精镗--珩磨 小头孔 IT5 0.5 钻--拉 精镗--压衬套--挤压衬套孔--精镗 连杆主要表面的尺寸精度、表面粗糙度及其加工路线 主 要 内 容 结 果 1.5 典型表面的加工方法 连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面,这几种表面在加工的过程中量大且典型,它们的加工方法分别有以下几种选择: (1)两端面加工方法的选择: 端面的加工通常有铣、刨、磨三种,其中铣和磨的加工精度较高,刨的加工精度较低,由于两端面在后续加工过程中会多次被用作定位基准,所以为了保证零件的整体加工精度,选用铣和磨两种加工方式,其中铣为粗加工,磨用于精加工。 (2)孔的加工方法的选择: 孔的加工方法有钻孔、铰孔、镗孔等加工方式,其中镗孔精度高,在连杆所以需要加工的部位中,大、小头孔的加工要求是最高的,所以宜用钻头钻、扩孔,最后采用镗、磨的方式保证精度。 1.6 连杆加工工艺过程的确定 在拟订工艺路线时,正确的处理粗、精加工工序的安排是很重要的。因为连杆是大批大量生产,所以粗、精加工要分开。 因为连杆的大、小头孔的精度要求比较高,所以应安排粗加工、半精加工和精加工三个阶段。其它部位也应根据精度要求合理地划分加工阶段。 通过对连杆零件图以及其技术要求进行认真分析后,得到了连杆工艺过程的最后方案: 连杆体的加工: 工序1 粗铣两端面 工序2 钻小头孔 工序3 倒角 工序4 拉小头孔 工序5 拉大头凸块及两侧面 工序6 切开连杆体和盖 工序7 扩大头孔 工序8 拉小头凸块 工序9 拉两侧面、半圆面和结合面 工序10 粗锪两螺栓座面 工序11 铣轴瓦锁口槽 工序12 钻油孔 工序 13 铣两螺栓座面 工序14 去毛刺 工序15 精磨结合面 连杆盖的加工: 工序1 拉两侧面、半圆面和结合面 工序2 粗锪两螺栓座面 工序3 去毛刺 工序4 铣轴瓦锁口槽 工序5 精磨结合面 主 要 内 容 结 果 工序34 校正 工序6 中间检查 工序7 装配连杆体和盖 工序8 紧固连杆螺栓 工序9 扩大头孔 工序10 倒角 工序11 半精磨两端面 工序12 精磨两端面 工序13 粗镗大头孔 工序14 半精镗大头孔及精镗小头孔 工序15 清洗 工序16 中间检查 工序17 称量大小头不平衡质量 工序18 铣去大小头多余不平衡质量 工序19 去大小头凸块毛刺 工序20 复称不平衡质量并分组 工序21 钻油孔 工序22 去油孔毛刺 工序23 倒角 工序24 压铜衬套 工序25 挤压小头孔 工序26 倒角 工序27 精镗大头孔和小头衬套孔 工序28 清洗 工序29 中间检查 工序30 珩磨大头孔 工序31 清洗 工序32 去毛刺 工序33 终检(尺寸分组) 连杆总成的加工: 工序1 粗铣螺母座面 工序2 钻、扩、铰螺栓孔 工序3 扩螺栓孔、倒角 工序4 去结合面毛刺 工序5 清洗 主 要 内 容 结 果 7 1.7加工设备与工艺装备的选择 由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以通用机床为主,辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 ⑴粗、精铣两端面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择XK5040A 立式铣床。选择直径D为100mm的硬质合金面铣刀,刀具材料为YW2,代号为M20(GB2075-1987),采用专用夹具和游标卡尺。 ⑵钻、扩大、小头孔以及钻、扩、铰螺栓孔。由于大孔的直径为65.5mm,所以用于钻中心孔和扩孔的钻床选用规格为Z37的摇臂式钻床,钻头采用高速钢钻头,采用专用夹具,用游标卡尺测量 ⑶半精磨、精磨两端面及两结合面。由于这几道工序的加工精度比较高,故应选用磨床加工,为了保证精度和高效,采用代号为M7350的卧轴圆台平面磨床,砂轮在后面有选取,用厚度百分尺测量。 ⑷粗镗、精镗大小头孔。根据两孔要求的尺寸,选用无级调速的金刚铣镗床。采用专用的镗具,刀具为专用镗杆,测量工具为内径百分表、内径千分尺。 ⑸珩磨大头孔。选用专门的珩磨机床,用内径千分尺测量。 ⑹压铜套。 加工设备选择双面气动压床。 ⑺挤压小头孔。加工设备为压床。 ⑻铣开连杆。采用立式铣床,查表选用型号为X51的立式铣床,专用夹具,刀具为锯片铣刀。 ⑼铣锁口槽。采用立式铣床,查表选用型号为X51的立式铣床,专用夹具,专用铣刀,用游标卡尺测量。 ⑽加工螺栓座面。采用立式铣床,查表选用型号为X51的立式铣床,专用夹具,专用铣刀,用游标卡尺测量。 ⑾倒角。采用立式铣床,铣床型号为X51,专用夹具,专用铣刀,用游标卡尺测量。 ⑿拉大、小头凸块及两侧面。查表选用型号为L5120的立式内拉床。 1.8 计算工艺尺寸链 1.8.1连杆体的轴瓦锁口槽槽尺寸链的计算 增环为: ; 减环为: ;封闭环为: 1)、极限尺寸为: = 13.30-4.95 = 8.35 mm =12.9-5.1 =7.8 mm 主 要 内 容 结 果 2)、的上、下偏差为: = 0.30-(-0.05) = 0.35 mm = -0.10-0.10 = -0.20 mm 3)、的公差为: =0.35-(-0.20) =0.55 mm 4)、的基本尺寸为: = =13-5 = 8 mm 5)、的最终工序尺寸为: = m 1.8.2连杆盖轴瓦锁口槽尺寸链的计算: 由连杆盖零件图可知:封闭环为(25),减环为(),求增环,此尺寸链用列竖式计算: 基本尺寸 上偏差ES 下偏差EI X Y Z -5 0.05 -0.10 25 +0.20 -0.20 计算结果为:X=30 Y=+0.15 Z=-0.10 所以增环= = m = 主 要 内 容 结 果 第2章 机械加工工艺卡片的设计 2.1 确定加工工艺过程 连杆体加工路线:粗铣两端面----钻小头孔----倒角----拉小头孔----拉大头凸块及两侧面----切开连杆体和盖----扩大头孔----拉小头凸块----拉两侧面、半圆面和结合面----中间检查----粗锪两螺栓座面----铣轴瓦锁口槽----钻油孔----精铣两螺栓座面----去毛刺----精磨结合面; 连杆盖加工工艺路线:拉两侧面、半圆面和结合面----粗锪两螺栓座面----铣轴瓦锁口槽----锁口槽; 连杆总成的加工路线:精铣两螺栓座面----钻、扩、铰螺栓孔----扩螺栓孔、倒角----去结合面毛刺----清洗----中间检查----装配连杆体和盖(标记同向)----紧固连杆螺栓----扩大头孔----倒角-----半精磨两端面----精铣两端面----粗镗大头孔----半精镗大头孔及精镗小头孔----铣去小头多余不平衡质量----去大小头凸块毛刺----复称不平衡质量并分组----钻油孔----去油孔毛刺----倒角----压铜衬套----挤压小头孔----倒角----精镗大头孔和小头衬套孔----清洗----中间检查----珩磨大头孔-----清洗----去毛刺----终检(尺寸分组)----校正。 2.2 机械加工余量的确定 连杆材料为45钢,硬度为226-271HBS,生产类型为大批生产,采用整体锻造毛坯. 根据有关资料及制订的加工工艺,分别确定各工序尺寸如下: 1.两端面间距离38mm 查<<金属机械加工工艺设计手册》)(简称《工艺手册》) 表4-28得,端面加工余量为1.0mm,粗加工的加工余量约占总共余量的2/3-3/4 粗铣端面加工余量 取为0.5mm,精铣余量为0.25mm,铣削公差即零件公差为0.20mm. 2.大头孔Ф65.5mm 其毛坯为锻造毛坯,大头毛坯为椭圆形,查<<工艺手册>>表4-1得 切断余量为3mm;合装前扩大头孔至62mm,查手册得,余量为2mm,公差为0.30mm;合装后扩大头孔至63.6mm,其余量为1.6mm,公差为0.20mm;粗镗余量查手册表1-31得,0.8,粗镗完尺寸为64.4mm,公差为0.046mm;半精镗和精镗的余量查手册表1-31得,0.6mm,加工完尺寸为65mm,公差为0.03mm.其最终加工为珩磨加工,查手册表1-35得,其余量为0.5mm,加工完尺寸为65.5mm,为最终加工尺寸. 3.小头孔Ф29.5mm 其锻造毛坯小头孔为实体,首先加工为钻孔,加工至尺寸为27.7mm,查<<工艺手册>>表1-32得,加工余量为1.1mm,公差为0.033mm,拉孔至尺寸28.8mm,半精镗和精镗的余量查手册表1-31得,其余量为0.7mm,加工完尺寸为29.5mm,为最终加工尺寸。 2.3切削用量及基本工时计算 2.3.1连杆体的加工: 工序1.粗铣两端面,至尺寸38.95mm (1).选择铣刀.见<<工艺手册>>表3-21得,选用端铣刀. (2).切削用量的选择.查<<工艺手册>>表3-28,得每齿进给量a=0.1-0.3取0.2.查表3-30 主 要 内 容 结 果 得,铣削速度推荐值为0.25-0.60m/s,取为0.5m/s,即为30m/min. 查表3-27,得,耐用度值为10.2Х10s 切入长度 切出长度取为2mm. fM=fzn=0.2Х12Х500=1000 将这些数据代入公式 工序2.钻小头孔Ф27.7mm f=0.3-0.45mm/r,取为0.4mm/r(见<<切削手册>>表2.7) v=0.25m/s=15m/min. 按机床选取n=175r/min(按<<切削手册>>表2.13及表2.14,按5类加工性考虑) 所以实际切削速度v=tdn/1000=15.2m/min 切削工时 t= 其中:l=38.975mm,切入l=25mm,切出l=3mm 工序3.拉小头孔Ф28.8mm 其单面余量为0.55mm,拉削表面长度为38.975mm 根据有关手册,确定拉孔时的单面齿升为0.015mm,拉削速度v=0.08m/s(4.8m/min) 切削工时式中-单面余量0.55mm(由Ф27.7mm拉削到Ф28.8mm); l-拉削表面长度,38.975mm n-考虑校准部分的长度系数,取1.2; k-考虑机床返回行程系数,取1.4; v-拉削速度(m/min) -拉刀单面齿升; V=30m/min T=0.1min f=0.4mm/r v=15。2m/min nw=175r/min t=0.956min V=0.08m/s P=9mm Z=5 t=0.1mi 主 要 内 容 结 果 z-拉刀同时工作齿数,; p-拉刀齿距. p=(1.25-1.5)=1.35=9mm 所以 拉刀同时工作齿数. 所以 工序4.拉大头凸块及两侧面 凸块的余量为2mm,侧面的余量为3mm 平面拉刀,查表3-88得,齿升为0.05-0.15mm,取为0.1mm. v为6-4m/min,取为5m/min. p=(1.25-1.5) =1.35=10mm 所以 拉刀同时工作齿数 所以 工序5.切开连杆体和盖. (1).选择铣刀.见<<工艺手册>>表3-21得,选用硬质合金锯片铣刀. (2).切削用量的选择.查<<工艺手册>>表3-28,得每齿进给量a=0.05-0.2取0.1mm查表3-30,得,铣削速度推荐值为0.09-1.92m/s,取为1.5m/s,即为90m/min. 切入长度 切出长度取为3mm. fM=fzn=0.2Х12Х500=1000 将这些数据代入公式 V=5m/min P=10mm t=0.6min a=0.1mm v=90m/min t=0.19min 主 要 内 容 结 果 工序6.扩大头孔Ф62mm 查手册表3-121,得, n =1000×15/3.14×62=77r/min 按机床选取78r/min 切削工时 其中:l=38.975mm,切入l=3mm,切出l=3mm 工序7.拉小头凸块 小头凸块余量为2mm,平面拉刀,查得,齿升为0.05-0.15mm,取为0.1mm.v为6-4m/min,取为5m/min. 所以 拉刀同时工作齿数 切削工时 工序8.拉两侧面、半圆面和结合面 两侧面:余量为0.5mm,拉削长度为24mm 平面拉刀,齿升为0.05-0.15mm,取为0.1mm v为6-4m/min,取为5m/min. 半圆面:余量为0.1mm,拉削长度为38.975mm 平面拉刀,齿升为0.015-0.03mm,取为0.02mm v为5-3.5m/min,取为4m/min. f=0.45/r n=77r/min t=1.28min V=5m/min P=7mm T=0.04min V=5m/min P=7mm Z=4 T=0.2min V=4m/min P=8 Z=5 t=0.08 主 要 内 容 结 果 结合面:余量为0.5mm,拉削长度为37mm 平面拉刀,齿升为0.05-0.15mm,取为0.1mm v为6-4m/min,取为5m/min 工序9.粗锪两螺栓座面 v为0.25m/s=15m/min f为0.3-0.45取 0.4 按机床选取n=200r/min(按<<工艺手册>>表4.2-2) 工序10.铣轴瓦锁口槽 端铣刀不对称铣平面 f-工作台每分钟进给量(mm/min) f=fzn Tj= 工序11钻油孔.Ф1.5mm的通孔及深12的Ф5mm的孔 Ф5深12:v为0.25-0.41m/min,取为0.35m/min.即21m/min. f为0.005-0.15,取为0.08 按机床取为1400r/min V=5m/min P=8 t=0.03min V=15m/min f=0.4mm n=200r/min t=0.03min T=0.036min V=21m/min f=0.08mm/s n=1400r/min t=0.16min 主 要 内 容 结 果 切削工时 钻Ф1.5mm的通孔:深度为2.5mm v为0.15-0.4m/min,取为0.25m/min.即15m/min f为0.04-0.05取 0.04 按机床取为3200r/min 工序12.精铣两螺栓座面 采用端铣刀铣平面 铣削长度为13mm,切入长度, 切出长度l为1-3mm,取为2mm. 工序13.精磨结合面 余量为1.3mm,磨削长度为19.125mm (1).砂轮的选择.见<<工艺手册>>表3-91、3-92、3-93得,磨料名称为棕刚玉,代号为GZ,该工序为精磨,选砂轮粒度为100#,硬度为中软1级,陶瓷结合剂,平型砂轮,其尺寸为3503403127(D3B3d). (2).切削用量的选择.查<<工艺手册>>表3-101,得n=1.417-2.33r/s,取为2r/s,即为120r/min.查表7-15,得,系数K=1.2,查表3-10,得,f=0.005-015,取为0.01,端铣刀不对称铣平面 f-工作台每分钟进给量(mm/min) f=fzn V=15m/min f=0.04mm/s n=3200r/min t=0.05min T总=0.21min T=0.02min N=120r/min T=5.8min 主 要 内 容 结 果 2.3.2连杆盖的加工 工序1.拉两侧面、半圆面和结合面 两侧面:余量为0.5mm,拉削长度为26mm 平面拉刀,单边齿升为0.05-0.15mm,取为0.1mm v为6-4m/min,取为5m/min. 由于要加工的是两个面,所以时间t=0.2min 半圆面:余量为0.7mm,拉削长度为38.975mm 平面拉刀,齿升为0.015-0.035mm,取为0.02mm v为5-3.5m/min,取为4m/min. 结合面:余量为0.7mm,拉削长度为37mm 平面拉刀,齿升为0.05-0.15mm,取为0.1mm- 配套讲稿:
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