畢業(yè)設(shè)計(jì)論文連桿蓋的工藝工裝設(shè)計(jì)車夾具鉆12孔夾具全套圖紙

1、zhenjiang gaozhuan 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 全套cad圖紙，加153893706連桿蓋的工藝工裝設(shè)計(jì)the design of the connecting rod cap stechnical frock系 名： 機(jī)械系 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 講師 二六 年 十一 月 二十 日目 錄 引言 3第一章 零件的分析 31.1 零件的作用 31.2 零件的工藝分析 4第二章 確定毛坯，畫毛坯圖 4第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 53.1 定位基準(zhǔn)的選擇 53.2 加工工藝路線 63.3 選擇加工設(shè)備及刀具，夾具，量具73.4 加工工序設(shè)計(jì) 8第四章 夾具

2、設(shè)計(jì) 114.1 第40道工序的夾具設(shè)計(jì) 11 4.1.1 確定設(shè)計(jì)方案 114.1.2 定位精度分析 114.1.3 操作說明 114.2 第50道工序的夾具設(shè)計(jì) 114.2.1 確定設(shè)計(jì)方案 124.2.2 定位精度分析 124.2.3 操作說明 12結(jié)論 13致謝 14參考文獻(xiàn) 15、摘要 現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)發(fā)生著深刻的結(jié)構(gòu)性變化，工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件。工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良直接影響著連桿蓋的質(zhì)量與性能。連桿蓋行業(yè)作為一個(gè)傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè)，近十幾年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，連桿蓋行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)，由此對(duì)其連桿蓋質(zhì)量、性能產(chǎn)生了新的變化。 本文

3、首先介紹了連桿蓋的作用和工藝分析，其次確定毛坯尺寸，然后進(jìn)行了工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，最后對(duì)第40、90道工序和第50道工序進(jìn)行了夾具設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞：工藝分析 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì)the design of the connecting rod cap s technical frockabstract a profound structural movement is taking place in the modern machine process industry, so the design and improvement of the technical frock have become t

4、he necessary condition for the corporation to live and develop. the design and improvement of the technical frock directly affect the quality and performance of the connecting rod cap. the connecting rod cap industry which is traditional and vivid has much developed in recent ten years. in new econo

5、my times , the cap industry presents a new developing trend. so there is a new requirement to its quality and performance. this paper introduces the effect and technical analyse of the connecting rod cap at first , then makes sure the roughs size, planning the technical rules , at last designs the m

6、odular for the 40th 90th and 50th working procedure .key words technical analyse the technical rules plan modular design引 言這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(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)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（連桿蓋）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。第一章

7、 零件的分析1.1 零件的作用圖（310） 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成一整體，其大頭孔與曲軸相連，小孔通過活塞銷與活塞連接，將作用于活塞的氣體膨脹壓力傳給曲軸，有受軸驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。1.2 零件的工藝分析由圖（3-10）得知，其材料為qt450-10球墨鑄鐵。該材料具有較高的強(qiáng)度、磨性、耐熱性及減振性，使用于承受較大壓力，要求耐磨的零件。該零件的主要加工面為a面、d面、凸臺(tái)、孔12、81、孔20、槽r67，槽5。 a，e面的平行度0.05mm直接影響連桿和連桿蓋的接觸精度及密封。81孔的尺寸精度、同軸度0.04mm，與a、e面的平行度0.01mm，與

8、d面的垂直度0.3mm。 2-m12-6h孔的尺寸精度，兩孔距尺寸精度110+/-0.15。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可能達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。技術(shù)要求：1.鑄件經(jīng)人工時(shí)效處理。 2.鑄件不允許有夾渣、氣孔、疏松等缺陷。 3.未注圓角r3r5。第二章 確定毛坯，畫毛坯圖根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目以知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年。鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。參考文獻(xiàn)（1）表2.3-6，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)為it13級(jí)，加工余量等級(jí)為h級(jí)。故取ct為13級(jí)，ma為h級(jí)。鑄件的分型面選擇通過a基準(zhǔn)孔軸線，且與b面平行的面。澆冒

9、口位置分別位與a基準(zhǔn)孔凸臺(tái)的兩側(cè)。參考文獻(xiàn)（1）表2.3-5，用查表法確定各表面的總余量如表2-1表示表21 各加工表面的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)值說明a面94g5 e面94g5 d面94h5 凸臺(tái)面20h5 81孔80h3 2020h0.5 r5槽67槽67h5 由參考文獻(xiàn)（1）表2.39可得鑄件主要尺寸的公差，如圖22所示表22主要毛坯尺寸及公差 （mm）主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸d面輪廓尺寸94599a，e面輪廓尺寸43548凸臺(tái)面距81孔中心尺寸6757281孔81378第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 定位基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)的原則是保證用粗基準(zhǔn)定位所加工

10、出的精基準(zhǔn)有較高的精度；用此精基準(zhǔn)定位后，各被加工表面具有較均勻的加工余量，并與非加工表面保持應(yīng)有的相對(duì)位置精度。一般按以下原則選擇粗基準(zhǔn)：1）若工件中有不加工的表面，則選取該不加工表面為粗基準(zhǔn)；若不加工表面較多，則應(yīng)選取其中與加工表面相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。2）若工件所有表面都需加工，在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)考慮合理分配各加工表面的加工余量。3）選擇零件上平整光滑的表面（不能有飛邊、澆口、冒口或其他缺陷）作為粗基準(zhǔn)，以使定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。4）粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，原則上只使用一次。選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及安裝的方便可靠。有以下原則：1

11、）基準(zhǔn)重合原則。2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。3）自為基準(zhǔn)原則。4）互為基準(zhǔn)原則。5）所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用。 精基準(zhǔn)的選擇：連桿蓋的a面和孔12面既是裝配基準(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)連桿蓋“一面二孔”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，b面的面積大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單，可靠，操作方面。 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點(diǎn)要求，選擇連體蓋的重要孔的毛坯孔與連體蓋內(nèi)壁作基準(zhǔn)；第一，在保證各孔加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，裝入

12、連體蓋的零件與蓋體內(nèi)壁有足夠的間隙；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)a面和孔12，這時(shí)可有如下定位夾緊方案：用三個(gè)支承釘支承在a，e 面的毛坯面上，限制三個(gè)自由度；用浮動(dòng)圓柱銷深入81mm毛坯孔中限制二個(gè)自由度；用一個(gè)支承釘支承在孔中12側(cè)面上限制一個(gè)自由度。3.2 加工工藝路線的擬訂根據(jù)個(gè)表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：a面和e面：粗銑半精銑精銑；d面：粗銑精銑；孔12：鉆并倒角；凸臺(tái)面：粗銑精銑；81：粗鏜半精鏜精鏜；孔20：鉆、擴(kuò)、鉸；r67槽：粗銑精銑；12m126h:功螺紋；5槽：粗銑。因a面和e面有較高的平行度要

13、求，12有較高的同軸度要求，故它們的加工宜采用工序集中的原則，即分別在一次裝夾下將兩面或孔同時(shí)加工出來，以保證其位置精度。根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將a，e面，d面及12孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一階段中又首先加工a面e面，后在鏜孔81。12m126h螺紋孔等次要表面放在最后加工。修改后的加工工藝路線如下：工序號(hào)工序名稱工 序 內(nèi) 容設(shè)備鑄造時(shí)效10銑粗銑a面，e面組合機(jī)床20粗銑d面x52k30粗銑凸臺(tái)x52k40鉆鉆孔12并倒角z302550鏜粗鏜，半精鏜，精鏜81臥面組合鏜床60精鏜20的孔倒角0.5x45z302570銑粗銑r67槽x52k

14、80半精銑a面e面x52k90功螺紋12m126h100銑精銑a，e面x52k110精銑凸臺(tái)及d面x52k120精銑r67槽x52k130粗銑5槽x52k140去毛刺150檢驗(yàn)160入庫(kù)3.3 選擇加工設(shè)備及刀具，夾具，量具 由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以專用機(jī)床.其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由工人完成。精銑a面e面。考慮到工件的定位更緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用立銑，選擇x52k立式銑床（參考文獻(xiàn)1表3.1）。選擇直徑d為200mm的c類可轉(zhuǎn)位面銑刀（參考文獻(xiàn)1表4.4）專用夾具和游標(biāo)卡尺

15、。半精銑a面e面。由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，宜采用立式銑床。選擇與粗銑相同型號(hào)的刀具。采用粗銑專用夾具及游標(biāo)卡尺，刀口形直尺。銑凸臺(tái)采用立式銑床，專用銑夾具，專用檢具。鉆12孔，孔口倒角1×45°選用搖臂鉆床z3025選用錐柄階梯麻花鉆（參考文獻(xiàn)1表4.3）。錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時(shí)倒角，選用錐柄機(jī)用絞刀，專用夾具功螺紋采用機(jī)用絲錐，及絲錐夾頭專用夾具。12孔徑用游標(biāo)卡尺測(cè)量，螺紋孔用螺紋塞規(guī)檢驗(yàn)。粗鏜81孔采用臥雙面組合鏜床，選擇功率1.5kw的ita20鏜削頭（參考文獻(xiàn)1表3.2），選擇鏜通孔的鏜刀，專用夾具，游標(biāo)卡尺。半精鏜，精鏜也采用臥式雙面組合鏜床，選擇功率為1.5kw的

16、ita20m鏜削平。選擇精鏜刀，專用夾具。3.4 加工工序設(shè)計(jì)（1）工序10粗銑a面，e面，工序80半精銑a面e面，工序100 精銑a，e面查文獻(xiàn)2表粗銑加工余量，得粗銑以后面的距離為45mm，故面的精加工余量a、e面精（46-43）21.5mm ,又已知面46的總余量為3mm，所以a、e面半精0.75mm,所以粗銑30.250.752mm。粗銑，半精銑和精銑工序和工序尺寸及公差列于下表 銑孔余量和工序尺寸及公差（mm）加工表面加工方法余量精度等級(jí)工序尺寸及公差a-e粗銑2h1046a-e半精銑0.75h843a-e精銑0.25h842.6442.8因粗，半精，精銑面時(shí)都以孔40和d面定位，故

17、兩面之間的粗銑工序尺寸46mm，半精銑工序尺寸43，精銑工序尺寸為43 -0.020/-0.36，不需做尺寸鏈計(jì)算。 （2）工序20粗銑d面，30粗銑凸臺(tái)， 110精銑d面和凸臺(tái)查文獻(xiàn)（1）表2.3-59平面加工余量，得精加工余量z為1.5mm。以知d面的總加工余量z總為5mm。故粗加工余量為zd粗=5-1.5=3.5mm。參考文獻(xiàn)（1）表2.4-73，取粗銑的每齒進(jìn)給量fz為0.2mm/z；取精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5mm/r粗銑走刀一次，ap=3.5mm；精銑走刀1次，ap=1.5mm。參考文獻(xiàn)（1）表3.1-74，取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。又

18、前面已選定銑刀直徑d為200 mm，故相應(yīng)的切削速度分別為v粗=3.14xdn/1000=3.14x200x150/1000m/min=94.2m/minv粗=3.14xdn/1000=3.14x200x300/1000m/min=188.4m/min（3）工序40鉆孔12并倒角，工序90功螺紋12-m12-6h。由文獻(xiàn)（1）表12-3取鑄件加工余量等級(jí)為9級(jí)，表12-5取鑄件尺寸精度等級(jí)為9級(jí)。則2-12孔的鉆余量查表13-15。第一次鉆到11.6mm。鉸12h9，參考文獻(xiàn)（1）并參考z3025機(jī)床說明書，取2-11.6孔的進(jìn)給量f=0.3mm/i，參考文獻(xiàn)（1）表14-36用插入法求得鉆1

19、2.5 孔的切削速度v=26.7m/min。由此，轉(zhuǎn)速n=1000v/d=1000x26.2/3.14x12680r/min 把鉆床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=650r/min，則實(shí)際切削速度v=3.14x12x650/100024.5m/min 參考文獻(xiàn)（1）表2.4-69得ff=9.81x42.7dof0.8kf(n)m=9.81x0.02do2f0.8kf(n) 則鉆12孔的ff=9.81x42.7x120.2x0.30.8x1=1565nm=9.81x0.021x122x0.30.8x1=10.02(n.m)它們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力7840n，和機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力196n.m，故機(jī)床剛度足夠。鉸孔進(jìn)

20、給量取f=0.2mm/r參考文獻(xiàn)（1）表14-46，取鉸孔的切削速度為v=16m/min，由次算出轉(zhuǎn)速n=1000/d=1000x16/3.14x12406.6r/mm。按機(jī)床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=450r/min 則實(shí)際切削轉(zhuǎn)速v=dn/1000=3.14x12x450/1000=17.6m/min（4）工序50 粗鏜，半精鏜，精鏜81，查文獻(xiàn)（2）表3.2鏜孔加工余量，得粗鏜以后 孔的直徑為78，故孔的精加工余量z精=81-80.5/2=0.25mm。又已知81孔的總余量為3mm，所以半精鏜z半精=0.5+0.25=0.75，所以粗鏜z粗鏜=3-0.25-0.75=2mm。表3 各工步余量和工序

21、尺寸加工表面加工方法余量工序尺寸81粗鏜28081半精鏜0.7580.7581精鏜0.2581第四章 夾具設(shè)計(jì) 這次設(shè)計(jì)的夾具為第40、90道工序鉆孔12并功螺紋12-m12-6h，該夾具適用于搖臂鉆床z3025（參考文獻(xiàn)（1）表3.1）和第50道工序粗鏜、半精鏜、精鏜81孔夾具保證81+0.021/0的精度要求，該夾具適用于臥雙面組合鏜床。4.1 第40、90道工序的夾具設(shè)計(jì)4.1.1 確定設(shè)計(jì)方案該夾具裝在搖臂鉆床上，考慮到鉆床刀具的行程，工件采用倒裝加工。連桿蓋采用側(cè)面和上面加一塊墊板進(jìn)行定位，底面采用活動(dòng)v型塊。采用快速夾緊機(jī)構(gòu)，和鉤型壓板對(duì)零件進(jìn)行夾緊?；顒?dòng)v型塊與快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)相

22、連接。鉆套采用標(biāo)準(zhǔn)鉆套（固定鉆套）鉆套安裝在鉆模板上一h7/n6或h7/r6配合，固定鉆套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鉆孔精度高?？紤]到整個(gè)鉆床的高度，以及快速夾緊機(jī)構(gòu)所占用的空間。還可以用推引式輔助支承取代快速夾緊機(jī)構(gòu)。具體夾具設(shè)計(jì)見夾具裝配圖。4.1.2 定位精度分析工件是在一次裝夾下完成加工的，位置精度由夾具保證。取鉆套與鉆模板的配合為h7/n6對(duì)定銷與導(dǎo)套的配合為h7/g6此外，夾具還應(yīng)標(biāo)注形位公差（詳見夾具裝配圖）4.1.3 操作說明夾具使用在搖臂鉆床z3025上，選用錐柄階梯麻花鉆。加工連桿蓋12-m12-6h并用絲錐功螺紋。工件在上面、側(cè)面（a或e面）加一塊墊板定位，底面采用活動(dòng)v型塊，活動(dòng)v型塊

23、與快速夾緊機(jī)構(gòu)相連接。工件采用快速夾緊機(jī)構(gòu)，和鉤型壓板對(duì)零件進(jìn)行夾緊?？紤]到整個(gè)鉆床的高度，以及快速夾緊機(jī)構(gòu)所占用的空間。最后決定用推引式輔助支承取代快速夾緊機(jī)構(gòu)。4.2 第50道工序的夾具設(shè)計(jì)4.2.1 確定設(shè)計(jì)方案這道工序所加工的孔在凸臺(tái)面上，且與凸臺(tái)面g面垂直，按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前沒有經(jīng)過加工，為了避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，應(yīng)以凸臺(tái)面鉆頭引偏，81孔應(yīng)從凸臺(tái)面開始加緊，從g面鏜孔，且要求鏜孔時(shí)朝下。從對(duì)工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以凸臺(tái)面朝上放置在支撐板上，定位夾緊不穩(wěn)定不可靠。也不容易實(shí)現(xiàn)。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用t型槽螺栓連接。工件以凸臺(tái)面在夾具上定位，限制了三個(gè)自

24、由度，其余三個(gè)也必須限制。在2-m12-6h孔內(nèi)插入短圓柱銷限制二個(gè)自由度，在對(duì)稱的2-m12-6h內(nèi)插入短菱形銷限制一個(gè)自由度，與固定凸臺(tái)面共限制了六個(gè)自由度。本道工序選用手動(dòng)夾緊，使夾具簡(jiǎn)單，操作方便。 具體設(shè)計(jì)見夾具裝配圖。4.2.2 定位精度分析工件是在一次裝夾下完成加工的，位置精度由夾具保證。取分度盤與夾具體，導(dǎo)套與夾具體，導(dǎo)套與分度盤的配合為h7/n6對(duì)定銷與導(dǎo)套的配合為h7/g6對(duì)定銷與夾具體銷孔，支撐塊銷孔的配合為h7/r6此外，夾具還應(yīng)標(biāo)注形位公差（詳見夾具裝配圖）4.2.3 操作說明夾具使用在臥式鏜床上，粗鏜、半精鏜、精鏜81孔。夾具以夾具體安裝面和定位孔，定位銷定位，用t

25、型槽螺栓連接。工件以凸臺(tái)面在夾具上定位，限制了三個(gè)自由度。在2-m12-6h孔內(nèi)插入短圓柱銷限制二個(gè)自由度，在對(duì)稱的2-m12-6h內(nèi)插入短菱形銷限制一個(gè)自由度，與固定凸臺(tái)面共限制了六個(gè)自由度。選用手動(dòng)夾緊。結(jié) 論這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(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)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（連桿蓋）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識(shí)圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基本技能，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 通過對(duì)本次課程設(shè)計(jì)有關(guān)的課程學(xué)習(xí)，使我從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合的視角，用建立在系統(tǒng)論、控制論、信息論等科學(xué)方法論基礎(chǔ)上的新觀念，圍繞加工質(zhì)量這個(gè)總目標(biāo)，熟悉了機(jī)械制造過