連桿蓋課程設(shè)計

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1、 目錄 前言………………………………………………2 一、課程設(shè)計任務(wù)書………………………………3 二、零件的工藝分析………………………………3 三、工藝設(shè)計………………………………………5 四、銑床專用夾具設(shè)計……………………………32 五、設(shè)計心得體會…………………………………37 六、參考文獻………………………………………39 前言 機械制造技術(shù)課程設(shè)計是在我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課，以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行課程設(shè)計對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，

2、因此，它在我們四年大學生活中占有重要的地位，本次課程設(shè)計旨在培養(yǎng)學生設(shè)計機械加工工藝規(guī)程的工程實踐能力，通過這次設(shè)計鍛煉了我們綜合運用過去所學全部課程進行機械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，為學生搞好畢業(yè)設(shè)計，走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。 本課程設(shè)計的目的在于： (1)培養(yǎng)學生運用機械制造工程學及相關(guān)課程(工程材料與熱處理、機械設(shè)計、公差與技術(shù)測量等)的知識，結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決零件機械加工工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 (2) 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用機床夾具設(shè)計的基本原理和方法，學會擬訂機床夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，

3、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。 (3)培養(yǎng)學生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。 (4)進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。 此次課程設(shè)計對給定的零件圖分析并進行工藝規(guī)程設(shè)計，其中考察了定位基準的選擇，零件便面加工方法的選擇，加工工藝路線的擬定及工序加工余量，工序尺寸，公差等相關(guān)知識，歷時三個星期的設(shè)計加深了對所學知識的理解，有助于今后能夠熟練地運用于工作中。設(shè)計過程中遇到一些疑問經(jīng)過老師的悉心指導都得以解決，在此對老師表示衷心的感謝。適應(yīng)性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計尚有

4、許多不足之處，懇請老師給與指教。 一、課程設(shè)計任務(wù)書 二、零件的工藝分析 1、零件的作用和結(jié)構(gòu)特點： 連桿是發(fā)動機主要的傳動機構(gòu)之一，它將活塞與曲軸連接起來，把作用于活塞頂部的膨脹氣體壓力傳動給曲軸，使活塞的往復直線運動可逆的轉(zhuǎn)化為曲軸的回轉(zhuǎn)運動，以輸出功率。 連桿結(jié)構(gòu)如圖所示，它是一種變截面的連桿體，由從大頭到小頭逐步變小的工字型截面的連桿體及連桿蓋、螺栓、螺母等組成。雖然由于發(fā)動機的結(jié)構(gòu)不同，連桿的結(jié)構(gòu)也略有差異，但基本上都由活塞銷孔端（小頭）、曲柄銷孔端（大頭）及桿身三部分組成。 連桿大頭孔套在曲軸的連桿軸頸，與曲軸相連，內(nèi)裝有軸瓦。為

5、了便于安裝。大頭孔設(shè)計成兩半。然后用連桿螺栓連接。連桿小頭與活塞銷相連，小頭壓入耐磨的銅襯套，孔內(nèi)設(shè)有油槽，小頭頂部有油孔。以便使曲軸轉(zhuǎn)動時飛濺的潤滑油能流到活塞銷的表面上，起潤滑作用。為了減少慣性力，連桿桿身部位的金屬重量應(yīng)當減少，并且要有一定的剛度，所以桿身部位是不加工的。在毛坯制造時，桿身的一側(cè)作出定位標記，作為加工及裝配基準。 連桿在工作中主要承受一下三種動載荷： 1. 汽缸內(nèi)的燃燒力（連桿受壓） 2. 活塞連桿組的往復運動慣性力（連桿受拉） 3. 連桿高速擺動時產(chǎn)生的橫向慣性力（連桿受彎曲應(yīng)力） 為了保證工作時連桿的一些危險點（螺栓、桿身或大端端蓋等）不發(fā)生斷裂，將其設(shè)計成

6、如上圖所示結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)不僅重量輕、剛度大，而且有足夠的疲勞強度和沖擊韌性。 2、零件的加工表面和技術(shù)要求分析： 4. 連桿的主要加工表面有：大小端孔、上下端面、大端蓋體結(jié)合面、配合面以及連桿螺栓孔等。 5. 大小端孔的精度：為了保證連桿大、小頭孔運動副之間有良好的配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱，大端孔和小端孔尺寸和粗糙度要精確。本零件大頭孔的尺寸公差等級為IT6，表面粗糙度Ra值為1.6μm，小頭孔的尺寸公差等級為IT6，表面粗糙度Ra為1.6μm。大端孔和小端孔圓柱度的公差均有較高要求。 6. 大小端孔中心線在兩個相互垂直方向的平行度：兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使

7、活塞在汽缸中傾斜，增加活塞與汽缸的摩擦力，從而造成汽缸壁磨損加劇。 7. 大小端孔的中心距：大小端孔的中心距影響汽缸的壓縮比，所以對其要求較高。 8. 大端孔兩端面對大端孔軸線的垂直度：此參數(shù)影響軸瓦的安裝和磨損。 9. 對連桿重量的要求：為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，連桿大、小頭重量和整臺發(fā)動機上的一組連桿的重量按圖紙的規(guī)定嚴格要求。 10. 此零件形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，零件各表面的加工并不困難，但是基準孔mm以及小頭孔要求表面粗糙度Ra= 1.6m偏高?；舅悸窞橄燃庸ば☆^孔再以其為基準來加工大頭孔。該連桿大頭孔對A基準的對稱度公差為0.3mm。小頭孔對B基準的對稱度公差為0.2mm。小頭孔

8、對A基準的平行度公差為0.01mm。 三、工藝設(shè)計 1、生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 11. 此零件為連桿蓋，由設(shè)計任務(wù)書要求，此零件要求可知該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備用率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%，帶入公式得 N=10000臺/年*1件/臺*（1+3%）*（1+0.5%）=10351.5件/年 所以連桿蓋的生產(chǎn)類型為成批的大批生產(chǎn)類型。 2、毛坯的選擇與毛坯圖說明 在各類機械中，連桿蓋為傳動件，由于其在工作時處于運動中，經(jīng)常受沖擊和高壓載荷，要求具有一定的強度和韌性。該零件的材料選擇QT450-10，零件的輪廓尺寸不大，形狀不是很復雜，為成

9、批量生產(chǎn)模型，從減少加工難度來說，經(jīng)查機制工藝手冊，毛坯采用鑄造成型。 因為零件形狀并不復雜，但為減少加工時的切削用量和提高生產(chǎn)效率，節(jié)約毛坯材料，毛坯形狀可以與零件形狀接近。 確定機械加工余量，及毛坯尺寸。 1）確定機械加工余量 鑄件質(zhì)量：零件表面無明顯的裂紋等缺陷。 加工精度：零件各表面為一般加工精度。 機械加工余量。根據(jù)鑄件質(zhì)量、形狀，以及各個加工部位的要求毛坯尺寸和余量如下， 加工表面 基本尺寸mm 毛坯尺寸mm 單邊總加工余量mm 大頭孔直徑 Φ81 Φ75 3 零件厚度 43 48 2.5 大頭孔兩端深度 3.5 6.5 3 鑄造圓角

10、 R3-R5 2）確定機械加工余量，及毛坯尺寸。見毛坯圖。 3、工藝路線的確定 1）粗基準的選擇 連桿大小端孔圓柱面及兩端面應(yīng)與桿身縱向中心線對稱； 連桿大小端孔及兩端面應(yīng)有足夠而且盡量均勻的加工余量； 連桿大小端外形分別與大小端孔中心線對稱； 保證作為精基準的端面有較好的表面質(zhì)量。 為此，第一道工序為粗銑兩平面，為保證兩平面有均勻的加工余量，采用互為基準。先選取有標識一側(cè)的平面為粗基準來加工另一平面，然后以加工過的平面為基準加工沒有標識一側(cè)的平面，并在以后的大部分工序中以此平面作為精基準I來定位，這樣作為精基準的平面有較好的表面質(zhì)量。 精基準的

11、選擇 由于大、小端平面面積大、精度高、定位準確、夾緊可靠，所以大部分工序選用其一個指定的平面即精基準I（消除三個自由度）、小頭孔（消除兩個自由度），以及大頭孔內(nèi)圓柱面作為精基準。這不僅是基準統(tǒng)一而且減小了定位誤差。 3）各表面加工方法的確定 該零件的加工面有內(nèi)孔、端面、小孔及槽等，材料為QT450-10。參考有關(guān)資料，其加工方法的選擇如下 （1）毛坯的兩端面應(yīng)該互為基準加工，表面粗糙度為Ra3.2ｍ，需粗銑-精銑（機械制造基礎(chǔ) 表6-8）。 （2）大頭孔mm：內(nèi)表面粗糙度為Ra1.6ｍ，需進行粗鏜-半精鏜-精鏜（機械制造基礎(chǔ) 表6-7）。 （3）小頭孔：內(nèi)

12、表面粗糙度為Ra1.6ｍ，需進行鉆-擴-粗鉸-精鉸（機械制造基礎(chǔ) 表6-7）。 大頭孔內(nèi)溝槽：表面粗糙度為Ra6.3ｍ，一次成型銑即可。 下底面Ra1.6ｍ故需粗銑-精銑（機械制造基礎(chǔ) 表6-8）； （6）兩臺階面；底面為Ra6.3ｍ，側(cè)面為Ra1.6ｍ，故采用粗銑臺階面后，對則面進行精銑并保證距離尺寸94 0 -0.023mm，以及對稱度0.3mm A（機械制造基礎(chǔ) 表6-8）。 （7）兩個螺紋孔的加工：鉆-攻絲（機械制造基礎(chǔ) 表6-7）。 （8）小頭孔的大溝槽采用R67mm的成型銑刀去加工。由于表面Ra1.6ｍ，故需粗銑-精銑（機械制造基礎(chǔ) 表6-8）； （9）大頭孔內(nèi)表面的溝

13、槽采用R25的成型銑刀。 （10）小頭孔里面的夠槽用精細的鏜刀加工。 4）工序的順序安排 根據(jù)連桿類零件的特點，連桿平面和連桿孔將多次作為定位以及裝夾基準，因此必須先進行加工。根據(jù)基面先行，先粗后精的原則，以連桿的一個平面作為粗基準加工另一平面，從而獲得精基準，再加工定位平面。根據(jù)先面后孔的原則，面加工完成以后依次進行鉆擴小頭孔、粗鏜大頭孔的操作。經(jīng)過上述操作后，工件已獲得一面兩孔的精基準，這樣為之后的加工提供了裝夾定位的方便。 5）工序集中與分散 根據(jù)工序集中的原則，粗銑下臺階面工序，銑臺階面和配合面工序，鉆螺紋孔工序以及精銑結(jié)合面工序的裝夾方式和機床類似，故集中處理；精

14、鏜大頭孔工序和銑軸瓦槽工序的裝夾方式相同，故集中處理；精鏜小頭孔工序及粗鏜卡簧槽工序的裝夾方式與機床相同，故集中處理。根據(jù)先面后孔，先主后次的原則，以上工序按以上所述的先后順序排列，根據(jù)先粗后精的原則，精加工工序主要被安排在后面加工。 6）加工設(shè)備與工藝裝備的選擇 機床的選擇工作的對加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性有很大的影響，為使所選的機床能滿足工序的要求，必須綜合考慮機床的工作精度、加工精度、功率、機床工作區(qū)的尺寸等因素。 根據(jù)以上的圖示的分析，現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備及零件自身的尺寸、形狀、位置精度的要求，各工序機床選擇如下所示： a.工序60 為粗銑精銑平面要求不高普通銑床就可以。選用

15、立式銑床XA5032型銑床。 b.工序80由于孔徑較小，選用Z525即可達到加工要求； c.工序90 銑平面尺寸不大，考慮到盡量減少機床種類原則且立式銑床XA5032型銑床能達到加工要求故選立式銑床XA5032型銑床； d.工序90粗鏜大頭孔，用T68即能達到加工要求，且較常見故T68鏜床即可 e.工序110鉆孔攻絲用Z525。 f.工序120 銑凹槽用立式銑床XA5032型銑床 g.工序130 鏜床T68。 h.工序140 鉸孔可用Z525。 工序 工序名稱 機床設(shè)備 切削刀具 量具 10 鑄造毛坯 20 無損探傷 30

16、去毛刺 40 時效處理 50 銑兩端面 XA5032 YT5硬質(zhì)合金銑刀 量規(guī) 60 粗加工小頭孔 Z525 高速鋼鉆頭、高速鋼標準擴孔鉆 塞規(guī) 70 粗鏜大頭孔 T68 YT14焊接刀具 量規(guī) 80 銑下底面及左右臺階 XA5032 YG6硬質(zhì)合金銑刀 量規(guī) 90 加工左右兩螺紋孔 Z525 Φ10.2鉆頭 倒角鉆頭 M12絲錐 塞規(guī) 100 粗精銑小頭孔凹槽及瓦蓋槽 XA5032 直齒三面刃成型銑刀 量規(guī) 110 半精鏜，精鏜大頭內(nèi)孔 鏜小頭孔凹槽 T68 YT14焊接刀具、單刃鏜刀

17、 量規(guī) 120 精加工小頭孔及大頭孔倒角 Z525 高速鋼鉸刀、倒角鉆頭 塞規(guī) 130 鉗工去毛刺 140 檢查 150 組裝入庫 7）不同方案的分析比較 零件的工藝路線的制定要考慮的因素很多，為了制定出更好的工藝路線需要先擬制出多種工藝路線，將這幾種路線進行比較，從中找出較好的一種，結(jié)合該零件的各因素現(xiàn)擬制以下兩種工藝方案進行比較： 方案一： 工序10：鑄造毛坯。 工序20：無損探傷，查是否有夾渣，氣孔，疏松等缺陷。 工序30：清理毛刺、飛邊，涂漆。 工序40：人工時效處理。

18、 工序50：精銑連桿大小頭兩平面，互為基準（加工經(jīng)兩次翻轉(zhuǎn)）至尺寸mm，選擇其中一面為基準I。 工序60：為基準I及小頭孔外圓定位，鉆小頭孔至mm擴至mm倒角，以小頭孔為精基準II； 工序70：以基準I、II大頭孔內(nèi)圓定位，粗鏜大頭孔到mm，以大頭孔為精基準III。并定其軸線為基準A。 工序80：以I、II、III為基準定位粗銑下底面至mm，精銑至mm，粗銑左右凹臺至mm，精銑 工序90：以I、II、III為基準加工左右螺紋孔，鉆孔至Φ10.2，倒角C1，攻絲； 工序100：以I、II、III為基準粗銑小頭孔凹槽至13mm，精銑至mm

19、,銑瓦蓋槽R25； 工序110：以I、II、III為基準定位半精鏜大頭孔至80.8mm，精鏜至mm鏜小頭孔兩凹槽； 工序120：以I、II、III為基準粗鉸小頭孔至，精鉸至,大頭孔倒角; 工序130：鉗工去毛刺; 工序140：檢查各個部分的尺寸和精度; 工序150：組裝入庫。 方案二： 工序1：粗銑有標識平面至46.5 工序2：粗銑無標識平面至45 工序3：粗鉆小頭孔至18 工序4：拉結(jié)合面至86及大頭孔至80 工序5：粗銑下臺階面至25 工序6：銑臺階面和配合面至25

20、，4.5，94 工序7：鉆孔-攻絲-倒角 工序8：精銑結(jié)合面到尺寸 工序9：精銑有標識面到尺寸 工序10：銑槽到尺寸 工序11：精鏜大頭孔到尺寸 工序12：粗銑軸瓦槽 工序13：鏜小頭孔到尺寸 工序14：粗鏜卡簧槽到尺寸 對比以上兩種方案，得出以下幾種結(jié)論： 一、方案一將粗加工和精加工分開，先粗后精，這樣有利于保護重要表面。方案二幾乎忽視基面先行、先主后次的原則，加工過的重要表面無法得到有效保護，重要表面的預(yù)期精度將無法保證。 二、方案一很好的將先粗后精、先主后次原則同工序集中原則結(jié)合。 三、方案一相比于方案二，能夠大大的減少工人的工作量，更加人性化，生產(chǎn)效率更高。

21、 四、并且所要求的生產(chǎn)綱領(lǐng)并不大，所以無需用到拉床，可有效的降低成本，且能減少機床種類。 4、加工余量、切削用量的確定 1）確定加工余量 （1）小頭孔 查機械制造基礎(chǔ) 表6-8可知需要鉆-擴-粗鉸-精鉸 查機械制造課程設(shè)計指導表3.2—25 精鉸得到、表面粗糙度Ra1.6ｍ、經(jīng)濟精度IT7 加工余量為0.06mm； 查機械制造課程設(shè)計指導表3.2—25 粗鉸得到、表面粗糙度Ra2.0ｍ、經(jīng)濟精度IT8 、加工余量為0.14mm，查機械制造課程設(shè)計指導表3.2-27得上下偏差分別為 +0.033,0； 查機械制造課程設(shè)計指導表3.2—25 擴孔得到mm、表面粗糙度Rz30ｍ、經(jīng)濟

22、精度IT10、加工余量為1.8mm，查機械制造課程設(shè)計指導表3.2-27得上下偏差分別為 +0.084,0； 查機械制造課程設(shè)計指導表3.2—25 擴孔得到mm、表面粗糙度Rz50ｍ、經(jīng)濟精度IT13、加工余量為18mm，查機械制造課程設(shè)計指導表3.2-27得上下偏差分別為 +0.33,0； 故小頭孔加工余量如下表： 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 經(jīng)濟精度 表面精度 精鉸 0.06 IT7 1.6 粗鉸 0.14 IT8 2 擴 1.8 IT10 Rz30 鉆 18 IT13 RZ50 （2） mm大頭

23、孔 查機械制造基礎(chǔ) 表6-7可知需要粗鏜-半精鏜-精鏜 查機械制造課程設(shè)計指導表3.2—25 精鏜得到mm、表面粗糙度Ra1.6ｍ、經(jīng)濟精度IT7 加工余量為0.2mm； 查機械制造課程設(shè)計指導表3.2—25 半精鏜得到80.8mm、表面粗糙度Ra2.0ｍ、經(jīng)濟精度IT8 、加工余量為1mm，查機械制造課程設(shè)計指導表3.2-27得上下偏差分別為 +0.087,0； 查機械制造課程設(shè)計指導表3.2—25 粗鏜得到mm、表面粗糙度Rz30ｍ、經(jīng)濟精度IT11 、加工余量為1mm，查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2-27得上下偏差分別為 +0.22,0； 故大頭孔加工余量如下表

24、： 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 經(jīng)濟精度 表面精度 精鏜 0.2 IT7 1.6 半精鏜 1 IT8 2 80.8 粗鏜 3.8 IT11 Rz30 鑄造 CT9 （3） mm兩端面 查機械制造基礎(chǔ) 表6-8可知需要需粗銑-精銑 查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2—25 精銑得到mm、表面粗糙度Ra3.2ｍ、經(jīng)濟精度IT11 加工余量為1mm； 查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2—25 精銑得到mm、表面粗糙度Ra3.2ｍ、經(jīng)濟精度IT11 加工余量為1mm； 查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2—25 粗銑

25、得到mm、表面粗糙度Rz50ｍ、經(jīng)濟精度IT12 加工余量為1.5mm； 查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2—25 粗銑得到mm、表面粗糙度Rz50ｍ、經(jīng)濟精度IT12 加工余量為1.5mm； 故兩端面加工余量如下表： 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 經(jīng)濟精度 表面精度 精銑 1 IT11 3.2 1 IT11 3.2 粗銑 4 IT12 RZ50 4 IT12 RZ50 鑄造 CT9 （4） mm下底面 查機械制造基礎(chǔ) 表6-8可知需要需粗銑-精銑 查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2—25 精

26、銑得到mm、表面粗糙度Ra1.6ｍ、經(jīng)濟精度IT9 加工余量為1mm； 查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2—25 粗銑得到mm、表面粗糙度Rz50ｍ、經(jīng)濟精度IT12 加工余量為12mm； 故下底面加工余量如下表： 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 經(jīng)濟精度 表面精度 精銑 1 IT9 1.6 粗銑 2 IT12 RZ50 鑄造 CT9 （5） 臺階面 查機械制造基礎(chǔ) 表6-8可知需要需粗銑-精銑 查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2—25 精銑得到mm、表面粗糙度Ra1.6ｍ、Ra6.3um，經(jīng)濟精度IT7、IT

27、10 加工余量為1mm、1mm； 查<機械制造課程設(shè)計指導>表3.2—25 粗銑得到mm、表面粗糙度Rz50ｍ、Rz50um，經(jīng)濟精度IT12、IT12 加工余量為2.5mm； 故臺階面加工余量如下表： 工序名稱 工序間余量 工序間 工序間尺寸 經(jīng)濟精度 表面精度 精銑 1、1 IT7、IT10 1.6、1.6 粗銑 、2.5 IT12、IT12 RZ50、Rz50um 2） 確定切削用量 （1）銑兩端面 已知加工材料： QT450-10，2 選擇切削用量： 機床選 擇 ： 半精銑： 1 >刀具不變 2>切削用量 ：1. （

28、2） 小頭孔加工 已知：加工材料——QT450-10，硬度為190HBS，鑄件，無外皮； 工藝要求——孔徑d=18mm，孔深l=45mm通孔，精度為H7， 機床——Z525型立式機床。 求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工時 （鉆） 選擇鉆頭 由表2.3,可選高速鋼鉆頭，d0=18mm 由表2.1,可選取雙錐修磨橫刀, β=300,2Φ=180,2Φ1=700,bε=3.5mm， a0=120，ψ=550，b=2mm，l=4mm 選擇切削用量（所有數(shù)據(jù)未注明的均查自簡明切削用量手冊） 決定進給量 按加工要求決定進給量 由表2.7，當加工要求

29、為H13精度鑄鐵強度σb=800mpa，d0=18mm時，f=0.70～0.86mm/r 由于l/d=2.39＜3，故f=0.70 0.86mm/r 按鉆頭強度決定進給量 由表2-8 d0=18mm，HBS=190HBS時 f=1.6mm/r 按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 由表2.9當HBS≤270，d0=18mm，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8330N（Z525鉆床允許的軸向力為8330N 見表2.35）時進給量f=1.45mm/r 以上三個進給量比較可以看出受限制的進給量是工藝要求，其值為f=0.70～0.86mm/r 由表2.35可取f=0.81mm/r

30、 由表2.35可得2525機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力Fmax=8830N，由表2.19可查出鉆孔時軸向力當f=0.81mm時，軸向力<8630N＜Fmax,故f=0.81mm/r可用 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 由表2.12 當d0=18mm時,鉆頭后刀面最大磨損量取0.65mm,壽命T=60min 決定切削速度 由表2.15 HBS=190 f=0.81mm/r d=18mm時切削速度vt=15.12m/min 由表2.31切削修正系數(shù)kTV=kMV=kXV=1.0,v=vtkV=15.12m/min,n=267.4r/min 由表2.35 Z525鉆床說明書可選擇nC=272

31、r/min,即vC=17m/min 檢驗機床扭矩及功率 由表2.21當f≤1.0mm/r, d0≤19mm時Mt=73.57N,修正系數(shù)KMM=1.2,故MC=KMM*Mt=88.5NM 根據(jù)Z525鉆床參數(shù),當n=272r/min時,Mm=144.2N＞MC 由表2.23當HBS=190, d0=18mm,f=0.81mm/r, vC=17m/min時PC =1.7kw 由表2.35Z525鉆床參數(shù)可知PE==2.26kw＞PC由于Mc

32、k，l=43mm 由表2.29查出y+k=8.8mm故t=0.235min （擴） 選擇擴孔鉆 選擇高速鋼標準擴孔鉆 由表2.5可查，α0=8o～10o，,kr=30o～60o，krε=30o，β=10o，λt=0，bα=0.8～2mm 選擇切削用量 進給量f 由表2.10 HB≤200 取f=0.9～1.1mm/r 取修正系數(shù)0.7故f=0.63～0.71mm/r。由表2.35取f=0.62mm/r 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 由表2.12當d0=19.8mm時鉆頭后刀面最大磨損量0.6～0.9,壽命T=30min 決定切削速度 由表2.15 HBS=190,f=0.

33、7mm/r, d0=19.8mm時，=12.67m/min 查表2.31 kTV=1.0,kMV=1.0,kWV=1.0,kxv=0.84,kapv=1.0 所以Vc=vtkt=10.64m/min,n=171.05r/min 由Z525型鉆床參數(shù)可得nc=195r/min，但因為所選轉(zhuǎn)速較計算轉(zhuǎn)速高，會使刀具壽命下降，故可以將進給量降低一級取f=0.48mm/r，也可降低一級轉(zhuǎn)速取nc=140r/min 方案一: f=0.48mm/r,nc=195m/min,ncf=93.6m/min 方案二: f=0.62mm/r,nc=140m/min,ncf=86.8m/min 因方案一

34、ncf較大，基本工時較少，故選擇方案一，即f=0.48mm/r,nc=195m/min，Vc=12.13m/min； 檢驗機床扭矩及功率 由表2.21 f≤0.51mm/r，d0≤21，MT=51.99NM,HBS=190.kmm=1.2，故Mc=kmmMT=62.39＜144.2（機床扭矩）； 由表2.23 HBS=190，d0=19.8mm時f=0.48mm/r，vc=12.13 mm/r時Pc≤1KW＜PE=2.26KW故f=0.48 mm/r，n=nc=195 r/min，vc=12.13m/min。 3計算基本工時 tm=L/nf,式中L=l+y+k，l=43mm由表2.2

35、9查出y+k=7.96mm故tm=0.54min。 （粗鉸） 選擇鉸刀 查表2-6 粗絞r0=80,α0=180,kr=50,β0=70～80 精絞r0=80,α0=180,kr=50,β0=70～80 選擇切削用量 決定進給量 由表2.11粗絞f=0.81mm 磨鈍標準及壽命 由表2.12 d0≤20時,磨鈍限度0.4～0.6mm,壽命T=60min 切削速度 由表2.24粗絞Vc=6m/min n 粗絞n=95.78 查2525型鉆床說明書 取粗絞n=97 得粗絞Vc=6.08m/min n 計算基本工時 tm=L/nf 式中L

36、=l+y+k,l=43mm 由表2.29查出y+k=8mm 粗絞tm=0.65min （精鉸） 1. 選擇鉸刀 查表2-6 精絞r0=80,α0=180,kr=50,β0=70～80 2. 選擇切削用量 決定進給量 由表2.11 精絞f=0.62mm 磨鈍標準及壽命 由表2.12 d0≤20時,磨鈍限度0.4～0.6mm,壽命T=60min 切削速度 由表2.24 精絞Vc=8m/min 精絞n=127.32 查2525型鉆床說明書 取 精絞n=140 得 精絞Vc=8.80m/min 3. 計算基本工時 tm=L/nf 式中

37、L=l+y+k,l=43mm 由表2.29查出y+k=8mm 精絞tm=0.58min （3） 、下底面加工 已知：加工材料——QT450-10，硬度為190HBS，鑄件，無外皮； 工藝要求——寬度為=43mm，長度l=134mm的平面，精度為H9， 機床——XA5032型立式銑床。 求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工時 （粗銑） 選擇刀具 由表1.2,可選YG6硬質(zhì)合金刀片 由表3.1,由于ap=2mm,ae=26.5mm,則d0=80mm 由表3.16,選擇齒數(shù)z=10 由表3.2選擇刀具形狀kr=5oγ0=10oα0=12o

38、kr=60o λs=-10o 選擇切削用量 決定切削深度ap 由于切削深度不大故ap=h=2mm 決定每齒進給f 采用對稱端銑 由表3.5,當機床功率為7.5kw時,fz=0.14～0.24mm/z取fz=0.14mm/z 決定銑刀磨鈍標準及壽命 由表3.8 當d0=80mm時,鉆頭后刀面最大磨損量取2.0mm,壽命T=180min 決定切削速度和每分鐘進給量 由表3.16 當d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.14mm/z時vt=97mm/min nt=387r/min vft=433mm/min 各修正系數(shù)kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=

39、ksvf=0.8～0.85 取0.8 則vc=vtkv=77.6mm/min nc=ntkn=346.4r/min vf=vftkft=309.6mm/min 由表3.30可得nC=375r/min,即vfc=375mm/min 則vc=πd0n/1000=102mm/min,fzc=vfc/ncz=0.1mm/z 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表3.24 σb=190HBS ae≤50 ap≤2mm d0=80mm z=10 vf=375mm/min,近似有Pcc=1.9kw 由表3.30 允許PcM=5.63kw＞Pcc 則切削用量可行即vc=102mm/min,fzc=0.1mm/

40、z 計算基本工時 t=L/vf，式中L=l+y+Δ，l=43mm 由表查出y+k=8mm故t=0.139min （精銑） 選擇刀具 由表1.2,可選YG6硬質(zhì)合金刀片 由表3.1,由于ap=1mm,ae=26.5mm,則d0=80mm 由表3.16,選擇齒數(shù)z=10 由表3.2選擇刀具形狀kr=5oγ0=10oα0=16o kr=60o λs=-10o 選擇切削用量 決定切削深度ap 由于切削深度不大故ap=h=1mm 決定每齒進給f 采用對稱端銑 由表3.5,當機床功率為7.5kw時,fz=0.4～0.6mm/r取fz=0.6mm/r 決定銑刀磨鈍標準及壽命

41、 由表3.8 當d0=80mm時,鉆頭后刀面最大磨損量取0.30～0.50mm,壽命T=180min 決定切削速度和每分鐘進給量 由表3.16 當d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.6mm/r時vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min 各修正系數(shù)kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=1.0 則vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min 由表3.30可得nC=600r/min,即vft=475mm/min 則vc=πd0n/1000=150.72mm/min,fzc=vfc/ncz=0

42、.08mm/z 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表3.24 σb=190HBS ae≤50 ap≤1mm d0=80mm z=10 vf=475mm/min,由表3.30 主軸允許功率PcM=5.63kw＞PCC 則切削用量可行即vc=150.72mm/min,fzc=0.08mm/z 計算基本工時 t=L/vft，式中L=l+y+Δ，l=43mm 由表查出y+k=8mm故t=0.109min （4） 臺階面加工 已知：加工材料——QT450-10，硬度為190HBS，鑄件，無外皮； 工藝要求——寬度為=43mm，長度l=134mm的平面，精度為H7， 機床—

43、—XA5032型立式銑床。 求（1）刀具；（2）切削用量；（3）基本工時 （粗銑） 選擇刀具 由表1.2,可選YG6硬質(zhì)合金刀片 由表3.1,由于ap=2.5mm,ae=24.5mm,則d0=80mm 由表3.16,選擇齒數(shù)z=10 由表3.2選擇刀具形狀kr=5oγ0=10oα0=12o kr=60o λs=-10o 選擇切削用量 決定切削深度ap 由于切削深度不大故ap=h=2.5mm 決定每齒進給f 采用對稱端銑 由表3.5,當機床功率為7.5kw時,fz=0.14～0.24mm/z取fz=0.14mm/z 決定銑刀磨鈍標準及壽命 由表3.8 當d0=80mm

44、時,鉆頭后刀面最大磨損量取2.0mm,壽命T=180min 決定切削速度和每分鐘進給量 由表3.16 當d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.14mm/z時vt=97mm/min nt=387r/min vft=433mm/min 各修正系數(shù)kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=0.8～0.85 取0.8 則vc=vtkv=77.6mm/min nc=ntkn=346.4r/min vf=vftkft=309.6mm/min 由表3.30可得nC=375r/min,即vfc=375mm/min 則vc=πd0n/1000=102mm/min,fzc

45、=vfc/ncz=0.1mm/z 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表3.24 σb=190HBS ae≤50 ap≤2mm d0=80mm z=10 vf=375mm/min,近似有Pcc=1.9kw 由表3.30 允許PcM=5.63kw＞Pcc 則切削用量可行即vc=102mm/min,fzc=0.1mm/z 計算基本工時 t=L/vf，式中L=l+y+Δ，l=43mm 由表查出y+k=8mm故t=0.139min （精銑） 選擇刀具 由表1.2,可選YG6硬質(zhì)合金刀片 由表3.1,由于ap=1mm,ae=24.5mm,則d0=80mm 由表3.16,選擇齒數(shù)z=10

46、由表3.2選擇刀具形狀kr=5oγ0=10oα0=16o kr=60o λs=-10o 選擇切削用量 決定切削深度ap 由于切削深度不大故ap=h=1mm 決定每齒進給f 采用對稱端銑 由表3.5,當機床功率為7.5kw時,fz=0.4～0.6mm/r取fz=0.6mm/r 決定銑刀磨鈍標準及壽命 由表3.8 當d0=80mm時,鉆頭后刀面最大磨損量取0.30～0.50mm,壽命T=180min 決定切削速度和每分鐘進給量 由表3.16 當d0=80mm z=10 ap=2mm fz=0.6mm/r時vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min

47、各修正系數(shù)kMv=kMn=kMf=1.0, ksn=ksv=ksvf=1.0 則vc=124mm/min n=494r/min vf=395mm/min 由表3.30可得nC=600r/min,即vft=475mm/min 則vc=πd0n/1000=150.72mm/min,fzc=vfc/ncz=0.08mm/z 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表3.24 σb=190HBS ae≤50 ap≤1mm d0=80mm z=10 vf=475mm/min,由表3.30 主軸允許功率PcM=5.63kw＞PCC 則切削用量可行即vc=150.72mm/min,fzc=0.08mm/z 計算

48、基本工時 t=L/vft，式中L=l+y+Δ，l=43mm 由表查出y+k=8mm故t=0.109min （4）、螺紋孔加工 由機械加工工藝手冊表3.2-20，查的D=120，P=1.75.時，內(nèi)螺紋小徑麻花.鉆鉆頭直徑為10.20mm.。 1.選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑=10.20mm 鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：標準： 2.(1)選擇切削用量：根據(jù)表2.7，當加工要求為H6精度，鑄鐵強度HBS=190<200Mpa, =10.20mm時，f=0.52~0.64mm/r 因為鉆孔后還要絲錐攻螺紋，乘系數(shù)0.50， f=(0.52~0,64)*0.5=0

49、.26~0.32mm/r (2)按鉆頭強度決定進給：根據(jù)表2.8，當HBS=190Mpa, =10.20mm,f=1.22mm/r. (3)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：根據(jù)表2.9，當HBS<200, =10.20mm.標準鉆頭f=0.75mm/r. 從以上三個量可以看出，f=0.26~0.32mm/r，根據(jù)Z525說明書，選擇f=0.28mm/r. 由于加工通孔，為了避免孔即將鉆通時，鉆頭鉆斷，故在孔即將鉆穿時采用手動進給 校驗機床：f=0.28mm/r, =10.20mm時，軸向力F=1760N，根據(jù)Z525鉆床說明書，機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力。 （2）決定鉆頭磨損及

50、壽命，由表2.12，當=10.20mm，鉆頭最大后刀面磨損量為0.60mm,壽命T=35min. (3)決切削速度。由表2.15,f=0.28mm/r, =10.20mm,標準鉆頭。 由表2.31 根據(jù)Z525鉆床說明書，可考慮：根據(jù)表2.20.當HBS=190Mpa時，f<0.22mm/r （6）、大頭孔加工 粗鏜： 刀具的選擇：有機械制造技術(shù)基礎(chǔ)圖2-44知高速鋼壽命低不宜用于大規(guī)模生產(chǎn)故選擇硬紙合金刀具由鑄件材料為QT450-10知其抗拉強度為450Mpa,屈服強度310Mpa，硬度為190HBW。刀具的硬度強度均要高于被加工材料查機械加工工業(yè)手冊表1.5-7取YT14，其硬

51、度為90.5HRA，抗壓強度4200Mpa，因此夠用，刀具裝夾形式焊接。由切削用量簡明手冊表1-9取刀具壽命為60MIN。 機床選擇： 由金屬加工工藝及工裝設(shè)計表4-72取刀具類型為刀頭，并查得粗鏜時V=0.3~0.66m/s取為=0.5m/s.f=0.3~1.0mm/r取為f=0.8mm/r,由機械加工使用手冊選擇機床型號為T68，其主軸軸線與工作臺距離30-800mm而孔徑D=81mm,因此夠用。 粗鏜時在直徑方向=3.8mm,由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)表2-2計算刀具受力。則C=903, =1.0,Y=0.75, =0, 取普遍值1.由=0.5m/s，=3.8mm，f=0.8mm/r （

52、半精鏜） 由于選的是硬質(zhì)合金刀具，耐熱耐磨性較好，而被加工材料與空氣接觸面大，故不需要冷卻液冷卻。 精鏜：工序間余量 四、銑床專用夾具設(shè)計 4.1精銑連桿兩端面的夾具設(shè)計 連桿端面是整個連桿加工過程的主要定位基準,應(yīng)首先加工出來。由零件圖可知,連桿大小頭端面厚度的基本尺寸是相同的,但其精度要求不同。若在銑大小頭端面時,也按不同的要求加工,會增加夾具制造與機床調(diào)整的復雜性。故在加工中使大小頭端面處在同一平面上,簡化了后續(xù)工序的夾具結(jié)構(gòu),減少了機床的調(diào)整工作。 4．1.1銑床夾具定位方案的確定 根據(jù)六點定位原理,對本道工序的

53、加工定位采用完全定位。其中,選用連桿的大小頭孔端面作為主要定位基準,使零件的支承面積大,定位穩(wěn)定,裝夾方便。同時也符合精基準選擇時應(yīng)注意的基準重合原則。這個面定位共消除了3個自由度。再次,選用連桿大、小頭孔上下頂面作為第二定位基準,壓緊定位不僅便于在加工過程中實現(xiàn)基準統(tǒng)一,而且裝夾方便,端面與大頭孔中心線的垂直度要求也能很好的保證,兩端面的距離要求在加工中實現(xiàn)基準重合,從而減少加工誤差。另外,采用互為基準反復加工的辦法,對連桿的兩個端面進行加工。 在定位元件的選擇上,為滿足六個自由度完全定位要求,分別對三個定位元件進行設(shè)計： （1）首先在第一定位面,考慮到夾具加工性及夾具在使用過程中出現(xiàn)的

54、磨損,故采用三個支撐釘進行定位。支承釘安裝在夾具底板上,然后再加工支承板面，保證與機床的平行度要求。支撐板不但可以很容易地保證支承面對夾具底板面的平行度,而且這樣磨損后還可以替換降低夾具的制造費用，且更換維修方便。 （2）其次在第二定位面,為消除兩個自由度,故采用固定V形塊。 （3）最后在大頭孔可做一個活動快壓緊并限制最后一個轉(zhuǎn)動自由度，具體請見夾具圖。 4.1.2 銑床夾具的夾緊機構(gòu)的確定 夾緊裝置是夾具的重要組成部分。因此在夾具設(shè)計過程中,必須保證定位時獲得的正確位置,并使夾緊可靠,適當,操作方便安全。而且結(jié)構(gòu)力求簡單,緊湊,并盡可能地多采用標準件。 根據(jù)夾緊力的作用方向應(yīng)有利

55、于工件準確定位的原則,在銑削側(cè)面時,為保證端面與大頭孔中心線的垂直度要求,故將夾緊力作用方向定在與定位銷中心線相垂直的方向上。這個方向與工件剛度最大的方向也相一致,使工件減少變形。 由于生產(chǎn)綱領(lǐng)并不大，所以本設(shè)計采用了螺旋夾緊機構(gòu)加緊，而且采用兩個一起加工，既滿足了大批量生產(chǎn)的要求，而且操作方便，又節(jié)省了時間提高了生產(chǎn)率 。 4.1.3銑床夾具對刀裝置的確定 對刀裝置用以確定夾具相對于刀具的位置。銑床夾具的對刀裝置主要由對刀塊和塞尺構(gòu)成。本道工序是銑平面,故采用用于加工平面的高度對刀塊。 4.1.4 銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)工件,定位元件,夾緊裝置和對刀塊在總體上的配置來確定夾具體的

56、外形尺寸。 夾具體上安裝有平面定位元件(兩個支承板，每個支承板分為三段以便屑。),固定V形塊、活動夾緊塊和圓形平面對刀塊。三者組合共同作為該夾具的定位元件.對于支承板和對刀塊都有較高的尺寸和位置精度要求.其中,支承板與工件接觸的平面與夾具體底座平行。所有的支承板與夾具體都采用普通螺絲釘進行聯(lián)接，一旦支承板受磨損，可拆換。至于活動V形塊，因在加工過程中它必須要沿著工件長度方向左右移動。為了保證夾緊后良好的對中性，故在夾具體上沿著V形塊的兩側(cè)安裝了兩塊移動導向板。導向板與工件接觸的內(nèi)表面與夾具橫向軸線應(yīng)保持較高的平行度。導向板的定位采用圓柱銷。 夾緊結(jié)構(gòu)也較為方便，采用汽缸推動夾緊機構(gòu)，當工件

57、被放在夾具體的支承板平面上后，通過氣動裝置，推動壓板，壓板在推動活動V形塊，沿著導向面夾緊工件。在工件加工過程結(jié)束后,氣壓降低，壓板在彈簧的拉力下后退，然后就可以取下工件，在裝夾下個零件。 因為該銑床夾具要承受較大的切削力，因此要有足夠的穩(wěn)定性。為此通過兩個定位鍵與銑床工作臺的T形槽相配合來確定夾具在機床上的方位。上圖中定位鍵與夾具體的配合采用H7/h6。另外在該夾具體的兩頭設(shè)有耳座，可通過螺栓將夾具牢固地緊固在機床的工作臺上。 V形塊設(shè)計如下： V形塊是兩個定位平面間具有一定夾角的一種定位元件。V形塊工作面間夾角α常取60、90和120，此時采用應(yīng)用最多的是90角。

58、V形塊結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)工件定位基準直徑來確定，并應(yīng)確定定位高度T。因為當V形塊加工完畢后需將心軸放在V形塊上，安尺寸T綜合檢驗V形塊的加工精度。通過查機械加工工藝手冊可以用GB/T699-1999 材料20鋼 活動塊及導板設(shè)計： 活動塊：因為要通過大頭孔內(nèi)圓面夾緊，所以將接觸點設(shè)計為與大頭孔內(nèi)圓面孔徑一致的圓弧形壓頭。 導板：通過查機械加工工藝手冊可以用GB/T699-1999 材料20鋼 底板和螺栓支架： 底板：考慮到底板要有一定的厚度，并與上面的零件良好配合所以設(shè)計如下圖 螺栓支架：因為螺栓支架要支撐手柄并和手柄螺紋間有良好的接觸，所以螺栓支架可設(shè)計為如下圖

59、所示 五、設(shè)計心得體會 本次課程設(shè)計歷時三周，是大學里以前其他課程設(shè)計沒法比擬的，所包含的知識之多，從零件圖的繪制到毛坯余量的確定；從擬定工藝路線到機械加工工序的設(shè)計，從工藝裝備的選擇到專用機床夾具等等。對我們過去所學的好多基礎(chǔ)專業(yè)課進行了一次全面的復習檢測與實際應(yīng)用，在我們四年的大學學習過程中占很重要的地位。 這次課程設(shè)計分三個階段進行，第一周畫毛坯圖擬定工藝路線；第二周確定機械加工余量填寫工序過程卡以及工序卡各一套；第三周機床夾具的設(shè)計與說明書得撰寫。由于第一次做這種類型的設(shè)計，好多問題我們不能把握的面面俱到，總是出現(xiàn)這樣那樣的問題，因此每做完一階段的任務(wù)，我們都

60、請教指導老師劉老師幫我們檢查，通過老師指點的回顧和總結(jié)，可以系統(tǒng)地分析一下整個設(shè)計、學習過程中所存在的問題。通過總結(jié)，還可以把平時聽課時還沒有弄懂、弄透的問題加以學習鞏固，獲得更多的收獲，達到了課程設(shè)計的預(yù)期目的和意義。雖然在課程設(shè)計中我遇到了不少困難，比如在加工順序中我不知應(yīng)該先加工哪一步，還有加工刀具的選擇不清楚等，然而還是最終確定了這次課程設(shè)計的工藝路線。在工藝路線制作及機械加工工序中，使我們對機械制造工藝學、金屬切削機床等相關(guān)專業(yè)知識的理解更加深入，學到了許多東西，并成功完成了這次課設(shè)。 此次課程設(shè)計對給定的零件圖分析并進行工藝規(guī)程設(shè)計，其中考察了定位基準的選擇，零件表面加工方法的選

61、擇，加工工藝路線的擬訂及工序加工余量，工序尺寸，公差，機床夾具等相關(guān)知識，加深了對所學知識的理解，有助于今后工作。本次課程設(shè)計使我們學會了解決機械加工工藝問題的能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，同時還具備了識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。在這里我們要感謝李老師三周的悉心指導和陪伴，通過你的講解讓我設(shè)計的思路更加清晰，通過你對我們設(shè)計的分析讓我們很快的找到設(shè)計問題的所在，在和你討論的過程中我們學到很多知識。謝謝老師！ 六、參考文獻 【1】李益民主編.機械制造工藝設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1999 【2】甘永立主編.幾何量公差與檢測(第八版).上海:上海科學技術(shù)出版社,2008 【3】王先逵主編.銑削、鋸削加工.北京:機械工業(yè)出版社,2008 【4】王先逵主編.車削、鏜削加工.北京:機械工業(yè)出版社,2008 【5】艾興、肖世剛主編.切削用量簡明手冊(第三版)北京:機械工業(yè)出版社,2000 【6】盧秉恒主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第三版).北京:機械工業(yè)出版社,2008