機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)夾具說(shuō)明書(shū)《連桿體》

1、鎮(zhèn)江高專(zhuān)ZHENJIANG COLLEGE課程設(shè)計(jì)連桿體工藝工裝設(shè)計(jì)題目：連桿體夾具設(shè)計(jì)系 名：機(jī)械系專(zhuān)業(yè)班級(jí)：機(jī)電W072學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)： 070108226指導(dǎo)教師姓名：指導(dǎo)教師職稱(chēng)：副教授課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(1)零件一毛坯合圖一張機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片一套(3)夾具裝配總圖一張題目：設(shè)計(jì)下表選定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑連桿體的兩端面工序 的夾具。內(nèi)容:(4)夾具零件圖一張一份(5)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)原始資料：該零件圖樣一張。班級(jí)機(jī)電W072學(xué)生陳文指導(dǎo)教師 陳興和2011/12/20目錄序言4.PART1工藝設(shè)計(jì)4.第1章零件的分析4.1.1零件的作用5.1.2 零件

2、的工藝分析 5.2.1確定毛坯的制造形式 6.2.1.1選擇毛坯公差等級(jí) 6.2.2各加工表面總余量6.2.3根據(jù)加工余量繪毛坯圖7.第3章制定工藝路線(xiàn)Z.3.1定位基準(zhǔn)的選擇7.3.2擬定工藝路線(xiàn)8.3.3工藝方案8.第4章機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)94.1加工余量、工序尺寸及公差的確定 94.1.1加工余量的確定9.4.1.2工序尺寸和公差的確定 9PART2夾具設(shè)計(jì)1.12定位基準(zhǔn)和定位方案 1.13裝夾方案的選擇1.1課程設(shè)計(jì)總結(jié)12參考文獻(xiàn)13附表1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片14附表2 機(jī)械加工工序卡片1524序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)完大學(xué)階段的機(jī)械類(lèi)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)課以及專(zhuān)業(yè)課程之后的

3、一個(gè)綜合課程， 它是將設(shè)計(jì)和制造知識(shí)有機(jī)的結(jié)合，并融合現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況和較先進(jìn)成熟的制造技術(shù)的使用，而進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，通過(guò)本課程的訓(xùn)練，將有助于我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解；是在學(xué)完了機(jī)械 制造工藝學(xué)的理論課程之后，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能夠綜合運(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)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件制造工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專(zhuān)用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，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。PART1工

4、藝設(shè)計(jì)第1章零件的分析1.1零件的作用連桿是柴油機(jī)的重要零件之一。連桿體和連桿蓋通過(guò)螺栓連接成為一整體， 其大頭孔和曲軸相連接，將作用于活塞的氣體膨脹壓力傳給曲軸， 又受曲軸而帶 動(dòng)活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng),并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸 所以，連桿除上下運(yùn)動(dòng)外，還左右擺 動(dòng)作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)連桿工作時(shí)，主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變 載荷，要求它應(yīng)有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度同時(shí)，由于連桿既是傳力零件，又是 運(yùn)動(dòng)件，不能單靠加大連桿尺寸來(lái)提高其承載能力，須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 熱處理及表面強(qiáng)化等因素來(lái)確保連桿的可靠性。零件圖如下

5、所示:圖1-1 零件圖1.2零件的工藝分析具余2c-cI S材斟：QT450-10o連桿體要求加工的平面有結(jié)合面、軸瓦鎖止口、螺栓孔、大頭中心孔、凹槽以及端面。其中，零件的大頭中心孔和凹槽面粗糙度較低且精度要求較高，為主加工面，需要進(jìn)行較精密的加工過(guò)程，其余為次加工面，沒(méi)有必要進(jìn)行精密加工。根據(jù)各面的粗糙度和公差等級(jí)確定不同的加工方式。第2章毛坯的制造2.1確定毛坯的制造形式零件材料為QT450-100。連桿的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸。所以連桿除上下運(yùn)動(dòng)外還左右擺 動(dòng)作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)連桿工作時(shí)主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變 載荷

6、要求它應(yīng)有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度同時(shí)由于連桿既是傳力零件又是 運(yùn)動(dòng)件不能單靠加大連桿尺寸來(lái)提高其承載能力須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱處理及表面強(qiáng)化等因素來(lái)確保連桿的可靠性由于零件年產(chǎn)量為6660件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不 大，故可采用鑄造成型。這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。2.1.1選擇毛坯公差等級(jí)查文獻(xiàn)2表3.28。這種鑄件的尺寸公差 CT為7-9級(jí)，加工余量RMA為F 級(jí)。2.2 各加工表面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（mm）說(shuō)明結(jié)合面28F2.5頂面降1級(jí)，單側(cè)加工（取 上行數(shù)據(jù)）端面43F2.0雙側(cè)加工81mm孔80F

7、2.0孔降1級(jí)，雙側(cè)加工表2-1加工表面總余量由參考文獻(xiàn)1表2.3-9可得鑄件主要尺寸的公差，如表2-2所示。主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT結(jié)合面282.530.51.8端面輪廓尺寸432.0+2.0472.081mm孔812.0+2.0772.2表2-2主要毛坯尺寸及公差（mm）2.3根據(jù)加工余量繪毛坯圖14EWH8ZIM;IttWi；篤圖2-2毛坯圖第3章制定工藝路線(xiàn)3.1定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇：連桿的結(jié)合既是裝配基準(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)箱體零件“一面兩孔”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(xiàn)遵循了

8、 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。 此外，結(jié)合面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡(jiǎn)單、可靠，操作方 便。粗基準(zhǔn)的選擇：按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，當(dāng)零件有不同加工表面時(shí)，應(yīng) 以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以和加工表面 要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)?，F(xiàn)選取兩個(gè)未鑄造孔12.5伽 孔的下表面，R12外圓的圓弧不加工外輪廓表面作為基準(zhǔn)， 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)面 -結(jié)合面。用兩支承釘支撐兩個(gè)未鑄造孔 12.5伽孔的下表面，限制Z的移動(dòng)和X的 旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)自由度；用對(duì)活動(dòng)動(dòng) V型塊夾緊R12的外圓表面，限制丫、X的移動(dòng)Z、Y

9、的旋轉(zhuǎn)這四個(gè)自由度。用粗銑的方式加工連桿體結(jié)合面。以上端面為基 準(zhǔn)，對(duì)12.5伽孔的加工是先鉆孔再擴(kuò)孔，然進(jìn)行和連桿蓋配對(duì)加工其它孔和端 面。3.2擬定工藝路線(xiàn)制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等 技術(shù)要求能得到合理的保證。機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)：先粗后精，先面后孔, 先主后次，基面先行，熱處理按段穿插，檢驗(yàn)按需安排。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大 批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，并盡量使工序集中 來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效益，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3工藝方案工序I調(diào)質(zhì)工序u粗銑連桿體結(jié)合面工序川粗銑凹槽，粗銑連桿體兩端面工序W半

10、精銑、精銑凹槽工序V鉆并擴(kuò)巾12.5的兩孔；锪沉頭孔工序切用螺栓將連體和連桿蓋鎖緊工序用芯軸定位，粗鏜、半精鏜 巾81的孔，并倒角工序毗粗銑軸瓦鎖止口工序區(qū)半精銑連桿體兩端面工序X粗磨81的大頭孔工序幻精磨巾81的大頭孔工序劉檢驗(yàn)、入庫(kù)以上工藝過(guò)程見(jiàn)附說(shuō)明書(shū)后的工藝卡片和圖紙部分第4章機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)4.1加工余量、工序尺寸及公差的確定4.1.1加工余量的確定加工余量的確定采用查表法，主要以工廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累經(jīng)驗(yàn)所制 成的手冊(cè)和表格為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際加工情況加工糾正確定加工余量。查文獻(xiàn)1表2.3-59查得各端面的加工表面的工序余量。粗加工工序余量由 總余量減去后續(xù)各半精加工和精加工的工

11、序余量之和而求得。4.1.2工序尺寸和公差的確定大頭孔加工工序的分析: 精磨后工序基本尺寸為81m m，其他各工序其本尺寸依次為:粗磨80.9mm-0.3mm=80.6mm半精鏜 80.6mm-1.5mm=79.1mm粗鏜79.1mm-2.1mm=77mm確定各工序的加工精度和表面粗糙度并匯于下表中：加工表面工序名 稱(chēng)工序 間余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序 尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精 度/mm表面粗 糙度/卩m結(jié)合面粗銑2.5h13/ 0.33、 （0）Ra6.32828.30-0.33毛坯-28+2.5=30.530.5± 1.5凹 槽 面精銑0.1h8/ 0.018、（0）R

12、a1.63.53.50-0.05半精銑0.3h11/ 0.075、（0）Ra6.33.5-0.1=3.4-,03.4 -0.075粗銑3.1h13（0.180）Ra12.53.4-0.3=3.13.10-0.18毛坯3.1-3.1=0兩 端 面半精銑0.6h11 (0.16、(0)Ra3.243043 -0.16粗銑3.4h13/ 0.39、(0)Ra12.543+0.6=43.643.60-0.39毛坯43.6+3.4=4747 ± 1.5 12.5孔擴(kuò)1.5h12(吧)Ra6.312.5豐“ i-0.18 12.50鉆11h13(0.270)Ra12.512.5-1.5=11，0

13、.2711 0毛坯11-1 仁081大頭孔精磨0.1h6/ 0.021、(0)Ra0.881不 c/。02181 0粗磨0.3h8/ 0.054、 (0)Ra3.281-0.1=80.9工 cc 小0.054 80.90半精鏜1.5h11(0.22、 (0)Ra6.380.9-0.3=80.60 22 80.6 0粗鏜2.1h12/ 0.30、 (0)Ra12.580.6-1.5=79.1豐“0.30 79.10毛坯79.1-2.1=77 77± 1.5軸瓦鎖止 口粗銑2.5h13(叫)Ra6.32.52.扌140毛坯2.5-2.5=0表4-1各工序的加工精度和表面粗糙度PART2夾

14、具設(shè)計(jì)2定位基準(zhǔn)和定位方案由零件圖可知，應(yīng)以不加工的圓柱凸臺(tái)下表面和外圓表面為粗基準(zhǔn)，結(jié)合面為未標(biāo)注加工公差要求，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等，按IT13加工，Ra=6.3um, 加工相對(duì)寬松。用兩支承板支撐連桿體圓柱凸臺(tái)表面， 限制Z的移動(dòng)X的旋轉(zhuǎn)2 個(gè)自由度；用一壓板壓緊 12小孔頂部，限制丫的移動(dòng)和Z的旋轉(zhuǎn)，再用一塊 擋塊控制y旋轉(zhuǎn)，零件在X的移動(dòng)方向未限制，但不會(huì)影響加工過(guò)程。3裝夾方案的選擇方案一：用1塊支承板定位R12圓柱體外圓下端面，用一壓板壓緊壓緊 12大頭孔頂部，一次裝夾加工一個(gè)工件。方案二：連桿體毛坯件沿大頭孔軸向放置，用兩塊較長(zhǎng)支承板定位工件定位 大頭孔端面，再用螺

15、旋壓板機(jī)構(gòu)壓緊 R12圓柱體下端面，一次裝夾加工一個(gè)工 件。方案比較：方案一和方案二都是螺旋壓板機(jī)構(gòu)，方案一的下放工件不方便， y有可能發(fā)生旋轉(zhuǎn)，方案2用兩支承板支撐連桿體圓柱凸臺(tái)表面，限制 Z的移動(dòng) X的旋轉(zhuǎn)2個(gè)自由度；用一壓板壓緊12小孔頂部，限制Y的移動(dòng)和Z的旋轉(zhuǎn), 再用一塊擋塊控制y旋轉(zhuǎn)，零件在X的移動(dòng)方向未限制，但不會(huì)影響加工過(guò)程。 螺旋加緊的自鎖性能及傳力性能是繞在圓柱體上的斜契，然在夾緊機(jī)構(gòu)中結(jié)構(gòu)形 式中是變化最多的，方案一比方案二好是因?yàn)榉桨敢桓奖愫蛫A緊和放松。課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論和實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)

16、踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論， 才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做夾具設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很 多編程問(wèn)題，雖然有一些得到了解決，但還有一些問(wèn)題沒(méi)有得到解決，需要在以 后的學(xué)習(xí)中加強(qiáng)思考。在此要感謝我們的指導(dǎo)老師老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo)， 感謝老師給我們的幫助。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，和同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己 學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西， 也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力， 樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 而且大大提高了動(dòng)