设计“连杆”零件加工工艺规程及钻销φ10mm孔的工序专用夹具.doc

此套设计有全套CAD图和卡片，有意者请联系我索取522192623@
课程设计任务书
一、设计题目
设计“连杆”零件加工工艺规程及钻削φ10mm毛坯孔工序专用夹具
二、原始资料
(1) 被加工零件的零件草图 1张
(2) 生产类型: 4000件/年
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件图 1张
(2) 工件的毛坯图 1张
(3) 机械加工工艺过程卡片　　　　　 1张
(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张
(5) 夹具装配图 1张
(6) 夹具体图 1张
(7) 课程设计说明书(6000～8000字) 1份
说明书主要包括以下内容（章节）
①目录
②摘要（中外文对照的，各占一页）
③零件工艺性分析
④机械加工工艺规程设计
⑤指定工序的专用机床夹具设计
⑥方案综合评价与结论
⑦体会与展望
⑧参考文献
列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10条以上)
课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.

四、进度安排(参考)
(1) 熟悉零件,画零件图 2天
(2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天
(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天
(4) 编写说明书 3天
(5) 准备及答辩 2天
五、指导教师评语
成 绩：
指导教师　　　　　　　

日　　期　　　　　　　
成绩评定
采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。
优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；
良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；
中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显；
及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够：
不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。

摘 要
这次设计的是连杆，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件。
然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定连杆的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。
就我个人而言，这次课程设计是对自己未来从事的工作进行的一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后的工作打下良好的基础。

Abstract

This time I design the lathes of the shift forks , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the
ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying .

目 录
1连杆的分析 1
1.1连杆的用途 1
1.2连杆的工艺分析 1
1.3连杆的技术要求 1
2工艺规程的设计 2
2.1确定毛坯的制造形式 2
2.2基准的选择 2
2.3制定工艺路线 2
2.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4
2.5切削用量以及时间定额的确定 4
2.5.1切削用量的计算 5
2.5.2时间定额的计算 5
3专用夹具设计 6
3.1提出问题 6
3.2夹具设计 6
3.2.1定位基准的选择 6
3.2.2切削力及夹紧力计算 6
3.3位误差分析 8
3.4夹具设计及操作的简要说明 8
4课程设计总结 8
参考文献 9

1连杆的分析
1.1连杆的用途
连杆是将直线往复运动与旋转运动进行转换的装置，或将旋转运动与直线往复运动进行转换的装置。通常连杆、需要与活塞（或滑块）配合，才能实现上述运动的相互转换。主要用在内燃机或蒸汽机上。
当活塞（或滑块）进行直线往复运动时，与之相连接的连杆推动曲柄运动，并由曲柄带动轴转动。活塞（或滑块）与连接之间和连杆与曲柄之间的连接采用绞接的方式。
1.2连杆的工艺分析
分析零件图可知，连杆两端面和表面均要求车削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样即减少了加工面积，又提高了端面的接触刚度；另外，该零件主要工作表面加工精度均较高，需要高竣工度机床加工，通过车削、钻床的粗加工可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的刚法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。
1.3连杆的技术要求
按表形式将该支架的全部技术要求列表中

连杆技术要求表
加工表面
尺寸及偏差(mm)
公差及精度等级

表面粗糙度Ra(μm)
连杆两端面
160

连杆大头上下面
75

连杆小头上下面
35

φ25mm孔
φ25

1.6
φ10mm孔
φ10
H8

2工艺规程的设计
2.1确定毛坯的制造形式
由于该物镜座在工作过程中要承受重载荷，为增强物镜座的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件，该物镜座的轮廓尺寸不大，且生产类型属中批生产，为提高生产率和锻件精度，以采用机器造型方法只草毛坯。
2.2基准的选择
基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。
由零件图可知，为了定位误差为零，选择零件的上下表面为主要定位基准面，采用一面二销定位方式。

2.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为中，大批量生产的条件下，可以考虑采用铣床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
.工艺路线如下表
工
序
号
工序 内 容
设 备
工 艺 装 备
1
粗铣连杆两端面Ra12.5μm
车床
专用夹具
2
半精车连杆两端面Ra3.2μm
车床
专用夹具
3
粗车连杆大头上下端面Ra12.5μm
车床
专用夹具
4
半精车连杆大头上下端面Ra3.2μm
车床
扩孔钻，铰刀，卡尺，塞规
5
粗车连杆小头上下端面Ra12.5μm

车床
专用夹具
6
半精车连杆小头上下端面Ra3.2μm
车床
专用夹具
7
粗车连杆表面Ra12.5μm

车床
专用夹具
8
半精车连杆表面Ra3.2μm
车床
专用夹具
9
先将φ25mm的孔钻至φ23mm然后在用车刀镗后扩钻至φ24.8mm
钻床
专用夹具
10
先将φ25mm的孔从φ24.8mm粗铰至φ24.94mm然后在精铰至φ25mm
钻床
专用夹具
11
先将φ10mm的孔钻至φ9.8mm然后粗铰至φ9.96mm最好精铰至φ10mm
钻床
专用夹具
12
去毛刺
钳台工
平锉
13
中检

塞规，百分表，卡尺等
14
清洗
清洗机

15
终检

塞规，百分表，卡尺等
2.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定
连杆零件材料为灰铸铁,生产类型为大批量产.
根据上诉资料及加工工艺,确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸以及毛坯尺寸如下:
φ10孔，孔的加工
参照<<机械制造技术基础课程设计指导书>>,其加工余量为0.2mm,粗铰0.14mm,精铰0.6mm,故毛坯的尺寸φ10mm-0.2mm=∅9.8mm;
2.5切削用量以及时间定额的确定
钻，粗铰，精铰φ10mm的孔
2.5.1切削用量的计算
钻孔工步
钻φ10mm的孔至φ9.8mm孔扩钻至φ9.95mmRa12.5μm
背吃刀量为9.8mm
进给量由表查得f=0.1mm/r
切削速度计算由表查得近似为22m/min则主轴转速算为897.6取转速为960r/min,v实际为29.5m/min
粗铰工步
粗铰到φ9.96至φ10.018mm，Raμm
背吃刀量为0.16mm
进给量由表查得f=0.4mm/min
切削速度计算由表查得近似为2m/min则主轴转速算为80取n=97r /min,v 实际=3.03m/min
精铰工步
精铰至φ10—φ10.015Ra1.6μm
背吃刀量为0.04mm
进给量由表查得f=0.3mm/r
切削速度计算由表查得近似为4m/min则主轴转速为159.2则取n=195r/min，v实际=6.12m/min
2.5.2时间定额的计算
钻孔工步
基本时间=（25+4.6+1）/960x0.1=31.8s
辅助时间=0.15x31.8=4.77s
其它时间=0.06x31.8=1.90s
钻孔的单件时间=31.8+4.77+1.90=38.47s
粗铰工步
基本时间=（25+0.37+15）/97x0.4=62.4s
辅助时间=0。15x62.4=9.36s
其它时间=0。06x62.4=3.74s
粗铰的单件时间62.4+9.36+3.74=75.5s
精铰工步
基本时间=（25+0.19+13）/195x0.3=65.3s
辅助时间=0.15x65.3=9.8s
其它时间=0.06x65.3=3.92s
精铰的单件时间=65.3+9.8+3.92=79.02s
因此，加工φ10mm孔的单件时间为
38.47+75.5+79.02=113.9s

3专用夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
3.1提出问题
利用本夹具主要用来钻Ø 10㎜孔。在本道工序加工时，主要考虑如何保证孔的定心，如何降低劳动强度、提高劳动生产率，而精度则不是主要问题。
3.2夹具设计
3.2.1定位基准的选择
由零件图可知，为了定位误差为零，选择零件的上下表面为主要定位基准面，采用一面二销定位方式。
3.2.2切削力及夹紧力计算
刀具：高速钢钻头，直径d=20mm，f=0.71mm/r 钻头转速 n=5.63r/s
工件材料：灰铸铁 HB=210则：
切屑扭矩 M=10
=225.63×20×0.71×1.059×10
=53.86（N·m）
轴向力 F==588.60×20×0.71×1.05 =9478.8（N）
其中 K=K=()=()=1.059
切削功率 P=2Mn×10
=2×3.14×53.86×5.63×10
=1.90 KW
由零件定位、装夹方式可知，只有钻削时产生的轴向力能引起零件的松动。
由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式：P=K·F
式中，安全系数
为基本安全系数1.5；
为加工性质系数1.1；
为刀具钝化系数1.2；
为断续切削系数1.2。
所以 （N）
所需的实际夹紧力为22521.6N是比较大的，为了使得整个夹具结构紧凑，决定选用铰链夹紧机构。
结构形式：Ⅰ型单臂铰链夹紧机构
夹紧时，臂的最小允许倾斜角：α=15
扩力比：i=3.14
活塞杆的最大拉力为： F=22521.6/3.14=7172.5N
计算驱动气缸直径：F=·p=7172.5
式中：p——压缩空气单位压力，取p=0.4MPa。 D=151㎜
按标准，取气缸直径D=150㎜.此时，当压缩空气压力p=0.4MPa时，驱动气缸的拉力 F=7068N,则铰链机构的放大倍数i可降至：i=3.19
此时，臂的最小允许倾角在20°到25°之间，取放大倍数为3.41。
∴ 实际的夹紧力应为： P=7068×3.41=24101.9N
这远远大于所需的22521.6N的夹紧力，因此工作是可靠的。
3.3位误差分析
定位尺寸几公差的确定。夹具的主要是底面的一侧及顶面，并且要求不是很高，可以满足。
3.4夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于采用何种夹紧装置以减少更换工件的辅助时间。本夹具设计时，尽量使夹具体简单，紧凑。
4课程设计总结
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己所学的专业知识做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的工作打下一个良好的基础。但是这次课程设计的确显得有点心有余而力不足:
首先是自己的心态问题,轻视这次课程设计,以为可以像以前一样轻轻松松地通过,其次就是基本知识问题,以前对基础知识没有很好的掌握，以后需要多加巩固。
总的说来,在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情。

参考文献
1.《机械制造技术基础课程设计指导书》，辽宁工程技术大学。
2．《机械加工工艺手册》，孟少农主编，机械工业出版社
3．《机械加工工艺设计手册》，张耀宸，航空工业出版社
4．《机械制造技术基础》，曾志新主编，武汉理工大学出版社
5．《机械设计课程设计手册》，吴宗泽主编，高等教育出版社
6．肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社,1993
7．《机械制造工艺设计简明手册》作者：李益民，出版社：机械工业出版社，1999
8．《金属切削技术基础手册》主编：陈宏钧，出版社：机械工业出版社， 2006
9．《机械制造技术基础》主编：黄健求，出版社： 机械工业出版社，2005.11
10．《机床夹具设计》主编：秦宝荣，出版社：中国建材工业出版社，1998.2
11．《机械制造与模具制造工艺学》主编：陈国香，出版社： 清华大学出版社 2006.5