三軸連桿課程設(shè)計說明書

1、機(jī)電及自動化學(xué)院專業(yè)課程綜合設(shè)計設(shè)計題目：三軸連桿工藝流程設(shè)計2011年7月一、設(shè)計題目三軸連桿零件的加工工藝流程二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖(2) 生產(chǎn)類型：大批大量生產(chǎn)設(shè)計容：設(shè)計“三軸連桿”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備, 并繪制出三軸連桿零件圖、三軸連桿毛坯圖、夾具裝配圖，夾具體零 件圖。填寫機(jī)械加工工藝過程綜合卡片、機(jī)械加工工藝卡片。編制課 程設(shè)計說明書。設(shè)計意義：本課程設(shè)計是重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。是在完成生 產(chǎn)實習(xí)，學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其它專業(yè)課程之后進(jìn)行的。通過該 課程設(shè)計，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，鍛煉了自己分析問題、 解決問題的能力，在這個過程中我獨(dú)立地分析

2、和解決了零件機(jī)械制造 的工藝問題，設(shè)計了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu) 設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及對自己未來將從事的工作進(jìn)行了一次 適應(yīng)性訓(xùn)練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：三軸連桿;課程設(shè)計;工藝規(guī)程；工藝裝備；目錄1三軸連桿零件工藝性分析51. 1零件的工藝分析51.2零件的技術(shù)要求51.3審核零件的工藝性51.4確定三軸連桿的生產(chǎn)類型62選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖62. 1選擇毛坯62. 2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余雖62. 2.1公差等級62. 2.2鍛件重呈72. 2.3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)72. 2.4鍛件材質(zhì)系數(shù).7零件表面粗糙度72. 3繪制三軸連桿鍛造毛

3、坯簡圖83擬定專件工藝路線93. 1定位基準(zhǔn)的選擇93. I. 1精基準(zhǔn)的選擇93. 1.2粗基準(zhǔn)的選擇93.2表面加工方法的確定93. 3加工階段的劃分93.4工序的集中與分散103.5X序順序的安排103.6確定工藝路線104加工余董、工序尺寸和公差以及切削用誼的確定115時間定額的計算157方案綜合評價與分析178體會與展望179參考文獻(xiàn)181三軸連桿零件工藝性分析1.1零件的工藝分析分析零件圖可知，該三軸連桿的側(cè)面端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在 Ra6.3以上，故可用銃削加工。25H6mm的孔的粗糙度為Rai. 6,所以采用鉆-擴(kuò)-粗較-精 較的工藝過程在鉆床上加工。35H

4、6mm的孔的粗糙度為Rai. 6,所以采用鉆-擴(kuò)-粗較-精錢 的工藝過程在鉆床上加工。<I>90H6mm的孔的粗糙度為Rai. 6,所以采用粗鎮(zhèn)-半精鎮(zhèn)-精鏡的 工藝過程在鉆床上加工。各個孔對精度要求較高，由于端面為平面，可防止鉆頭鉆偏以保證加工精度。該零件除了孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以銃床的粗加工就可達(dá)到要求。1.2零件的技術(shù)要求根據(jù)三軸連桿零件圖紙將該三軸連桿的全部技術(shù)要求列于表中。見表l-lo表1-1三軸連桿篆件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度 等級表面粗糙度Ra（um）形位公差三軸連桿R18T表面20±0.2IT136.3三軸連桿R1

5、8上表面20±0.2IT136.3三軸連桿50下表面35 ±0.2IT136.3三軸連桿50上表面35 ±0.21T136.3三軸連桿112下表 面50±0.2IT136.3三軸連桿112上表面50±0.2IT136.325孔25捫IT61.635孔35嚴(yán)IT61.690孔30晉IT61.61.3審核零件的工藝性分析零件圖可知，三軸連桿的上下端面均要求切削加工，該零件除主要工作表面（三軸 zfvnc+0-013zfxOC-H）016zTk（）m+O-O22連桿上下端面.孔、孔、叫?？祝┩馄溆嗉庸け砻婕庸ぞ容^低， 通過銃削粗加工就可以達(dá)到，雖然

6、主要工作表面加工精度相對較高，但也可以在正常的生 產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保疑的加工出來。由此可見，該零件的公藝性較好。1.4確定三軸連桿的生產(chǎn)類型該三軸連桿的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)。2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯2.1選擇毛坯由零件要求可知，不但要有高的抗拉、壓強(qiáng)度和高的疲勞強(qiáng)度，而且要有足夠的剛性和 韌性，選擇材料為45鋼。為增強(qiáng)三軸連桿的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛胚選用鍛 件。該零件輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型數(shù)大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，釆用模鍛方 法制造毛胚，毛胚拔模斜度為凸02. 2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下的因素2.

7、 2.1公差等級由三軸連桿的技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。2. 2. 2鍛件重量已知機(jī)械加工后的三軸連桿為45鋼，密度為7.8克每立方厘米，估算體積為，506立方厘米，算得重量約為4Kg,由此可初步估計機(jī)械加工前的鍛件的重量為4.5Kg2. 2. 3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對三軸連桿進(jìn)行分析計算，可大致確定鍛件的包容體的長度、寬度和高度，即350mm, 輕卿2昴叫4.羅見毛還孫由公式（2-3）和（2-5）可葩扌算出鍛件的復(fù)雜系數(shù)/mt 7Qbhp） /350x 150x50x7.8x Q-6 "'所以鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)為S3級2. 2. 4鍛件材質(zhì)系數(shù)由于該材料為45號鋼，

8、是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0. 65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù) 屬M(fèi)i級。2. 2. 5零件表面粗糙度由零件圖可知，該三軸連桿的各加工表面的粗糙度Ra大于或等于1. 6um根據(jù)上述因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于下表表三軸連桿鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)核加工余量鍛件重/Kg包容體重量/Kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)公差等級4.520S,普通級項目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注厚度202.01；表 2-112. 0、2 2 取 2表 2-13厚度352.龍表 2-112. 0、2 2 取 2表 2-13厚度502口表 2-112. 0'2 2 取 2表 2-13孔

9、徑35孔2.211表 2-112.0表 2-14孔徑90孔2.2黑表 2-112.5表 2-14孔徑25孔孔徑小于最小沖孔孔徑，所以該孔為實體中心距270±1.0表 2-12中心距95±1.0表 2-122. 3繪制三軸連桿鍛造毛坯簡圖HSH.l270 i 1.1(20)z3擬定零件工藝路線3.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)''基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原 則，選擇零件主視圖中的112下表面和©9°孔中心線作為精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇

10、對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則 應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，選 取零件孔9°的外圓面為組基準(zhǔn)。3. 2表面加工方法的確定連桿零件各表面加工方案如工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案粗銃4>112圓盤兩端 面IT136.3粗銃粗銃G50圓盤兩端面IT136.3粗銃粗銳R18圓盤兩端面IT136.3粗銃e 90孔IT61.6粗雀-半精鎮(zhèn)-精4>35 孔IT61.6鉆-擴(kuò)-粗較-精較4>25 孔IT61.6鉆-擴(kuò)-粗錢-精較3. 3加工階段的劃分該三軸連桿上下表面加工

11、質(zhì)量要不高，可將對上下表面加工階段劃只分為粗加工一個階 段。該三軸連桿各個孔加工質(zhì)量要較高，需要分為粗加工，精加工兩個階段在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)（112下表面和9°孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以 采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銃三軸連桿底面以及上表面， 然后粗銳連桿上的槽的側(cè)面和底面；由于三個孔的精度較高，需要按照要求鉆-擴(kuò)-粗錢-精 較25孔和35孔以及粗笹一半精鎮(zhèn)精錐090孔；3.4X序的集中與分散選用工序集中原則安排三軸連桿的加工工序。該三軸連桿的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以 采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次

12、 數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工 表面之間的相對位置精度要求。3.5X序順序的安排1）遵循''先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)一一下端面和090孔。2）遵循''先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。4）遵循''先面后孔”原則，先加工主要表面，后加工孔；先加工上下端面，然后加工三個 孔。36確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了三軸連桿的工藝路線。三軸連桿工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號工序名稱機(jī)床裝備刀具

13、量具1粗銃eii2圓盤兩端面立式軌床X51高速鋼套式面銃 刀游標(biāo)卡尺2粗錢4>50圓盤兩端面立式軌床X51高速鋼套式面銃 刀游標(biāo)卡尺3粗錢R18圓盤兩端面立式軌床X51高速鋼套式面銳刀游標(biāo)卡尺4粗鎮(zhèn)-半精鎮(zhèn)-精鋰4>90孔鎮(zhèn)床T612硬質(zhì)合金鎮(zhèn)刀卡尺、塞規(guī)5鉆-擴(kuò)-粗錢-精較35孔立式鉆床Z550麻花鉆、較刀卡尺、塞規(guī)6鉆-擴(kuò)-粗錢-精較25孔立式鉆床Z550麻花鉆、較刀卡尺、塞規(guī)7清洗機(jī)8終檢塞規(guī)、百分表、 卡尺等4加工余量.工序尺寸和公差以及切削用量的確定第5道工序的加工過程：查表得粗銃余量為2mm4>112圓盤兩端面的加工過程為先銳下表面，以下表面為精基準(zhǔn)加工其他表面，

14、4>112 圓盤毛坯厚度為54mm選取鐵刀直徑為80mm查表可知；背吃刀量為2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s. n=1000*18/ n *80=71. 65r/min,查表選取 n=80r/min,實際 v=n*80* n =20. lm/min第6道工序的加工過程：查表得粗銃余量為2mm50圓盤兩端面的加工過程為先銃上表面，<1>50圓盤毛坯厚度為39mm,選取銳刀直徑 為 80mm查表可知；背吃刀量為2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s. n=1000*18/ n *80=71. 65r/min,查表選取 n=80r/min,實際 v

15、=n*80* n =20. lm/min第7道工序的加工過程：查表得粗銃余量為2mmR18圓盤兩端面的加工過程為先銃上表面，R18圓盤毛坯厚度為24mm.選取銃刀直徑為 80mm查表可知；背吃刀量為2mmf=0.4查表得切削速度 v=15-20m/s n=1000*18/ n *80=71. 65r/min,查表選取 n=80r/mint 實際 v=n*80* n =20. lm/min第8道工序的加工過程：查表得，精鎮(zhèn)余量為0. 18mm,半精鎮(zhèn)余量為1. 75mm,粗鐲余疑為2nun,所以毛坯徑為86. 1mm1）粗錐工步查表知，背吃刀量為2mmf=0.41查表得切削速度為 v=50-70

16、m/min,取 v=60m/min, n-1000*88/60* n =286r/min,取 n=245r/m,實際 v=n*88* n =66. 9m/min2）半精鉉工步查表知，背吃刀量為1.75mmf=0.2查表得切削速度為 v=95-135m/min,取 v=100m/mint n=1000*89/100* n =283. 4r/mint取 n=245r/m,實際 v=n*89* Ji =68. 5m/min3）精錘工步查表知，背吃刀量為0.18mmf=0. 1查表得切削速度為 v=100-150m/min,取 v=125m/mint n=1000*125/90* n =442. 3r

17、/min, 取 n=370r/m,實際 v=n*90* n =104. 6m/min第8道工序的加工過程：查表2-2&則精銃余量Z精銃=0.07,粗校余量Z粗較=0. 18,擴(kuò)孔余量Z擴(kuò)孔=1.75, 鉆孔余量Z鉆孔=2。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度為，40.18所以，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為粗銃（80 mm）；精銃（10。 mm）,它們之間的相互關(guān)系如圖1-2所示。鉆孔為IT12=0. 25mm,擴(kuò)孔為IT11=O. 16mm,粗較為IT11,精較為 IT6=0.016mmo工序尺寸偏差按“如體原則”標(biāo)注，則總結(jié)為下表4）35的加工 過程鉆孔擴(kuò)孔鉆粗校精較基本

18、尺寸3334.7534.9335公差等級IT12IT11IT11IT6加工后尺寸33嚴(yán)34.75嚴(yán)34.93嚴(yán)35嚴(yán)所以，該工序各工步的工序尺寸及公差之間的相互關(guān)系如下圖所示加工方11）背吃刀量d"=2mm2）進(jìn)給量 由表5-22,選取每轉(zhuǎn)進(jìn)紿量f=0. 30. 6mm/r,再根據(jù)立式鉆床Z550的技術(shù)參數(shù)表 4-9,取 f=0. 4mm/ro3）切削速度 由表5-22查得，因為工件為45號鋼，v=1825m/min,取v=20 m/min,帶入 公式得n = 黑=黑）=193 .參照表4-9所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 加/ 3.14x33 /mm取n=185r/min.實際轉(zhuǎn)

19、速為v =上竺=從八心一門=廿哆.10001000/min（2）擴(kuò)孔工步1）背吃刀量Q"=l75mm2）進(jìn)給量 由表5-23,選取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0. eOmm/r,再根據(jù)立式鉆床Z550的技術(shù)參數(shù)表 4-9,取 f二0.62mm/ro3）切削速度 由表5-24查得，因為工件為45號鋼，v=53. 4m/min,取v=53. 4m/minf帶入公式得«-100 =ml=I："、； = 489Xiin參照表4一9所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取昨皿實際轉(zhuǎn)速小牆二畔將Q沁監(jiān)（3）粗較工步1）背吃刀量18nun2）進(jìn)給量 由表5-31,選取每轉(zhuǎn)進(jìn)紿量f=0. 40. 6

20、mm/r,再根掲立式鉆床Z550的技術(shù)參數(shù)表 4-9,取 f=0. 4mm/ro3）切削速度由表5-31查得,y二1. 2x5m/min ,取v=5m/min ,帶入公式得lOOOv7ttl參照表4-9所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取U 7R.147x3.14x34.93 ，/n=47r/mino 實際轉(zhuǎn)速為= （）（）（）二1000/min（4）精較工步1）背吃刀量Q"=007mm 2）進(jìn)給疑 由表5-31,選取每轉(zhuǎn)進(jìn)紿量f=0. 40. 6mm/r,再根據(jù)立式鉆床Z550的技術(shù)參數(shù)表 4-9,取 f=0. 4nun/ro3）切削速度由表 5-31 查 得, v=l. 2、5m/

21、min ,取v=5m/min ,帶入公式得Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速取lOOOv 1000x5“狂吹士, c 匕n = 45.49丫/ 參照表 4-9 所列應(yīng) 3.14x35/mmn=47r/min。實際轉(zhuǎn)速為”=四 =土丄土仝1 = 5.2'丁 10001000/mm5時間定額的計算第5道工序l=200mm, f=0. 4mm/r,n=80tl=l/n*f=375sT 總=2*tl*1.2=900s第6道工序1=130mm,仁0. 4mm/r,n=80tl=l/n*f=243. 8sT 總=2*t1*1. 2=584. 6s第7道工序l=130mm, f=0. 4mm/r,n=80

22、tl=21/n*f=243.8sT 總=2*t 1*1. 2=584.6s第8道工序1）粗鎮(zhèn)l=55mm, f二0. 4lmm, n=245r/mintl=l/n*f=31.3s2）半精鎮(zhèn)l=55mm, f二0. 2mm, n=245r/mint2=l/n*f=63. 2s3）精鎮(zhèn)l=55mm, f二0. 1mm, n=370r/mint3=l/n*f=81. IsT= （tl+t2+t3） *1.2=210.8第9道工序1）鉆孔丄35 nunf=0.4 mm/rt n=185 r/min 帶入 11=28. 4s2）擴(kuò)孔，'=35 nun,f=0. 62 nun/r, n=500 r

23、/min3）粗較 =35 mm,f二0.4 mm/r, n=47 r/min4）精較'=35 mm,f二0.4 mm/rt n=47 r/min 帶入/"22sT= （tl+t2+t3+t4） =341.8s第10道工序1）鉆孔'=20 mmf=0. 4 mm/rt n=351r/min 帶入 tl=8. 6s2）擴(kuò)孔 /=20nunf=0.62 mm/r, n=735 r/min帶入 t2=2. 7s3）粗較 /=20mmf=04 mm/rt n=63 r/min帶入 t3=47. 6s4）精較 Z=20mmf=04 mm/r, n=63 r/min帶入 t4=47. 6sT= （tl+t2+t3+t4）*l. 2=127.8s7方案綜合評價與分析此套方案，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計是在分析零件的功能與工藝性的基礎(chǔ)上展開的。工藝 規(guī)程制定合理、規(guī)，有很強(qiáng)的實用性。總之，這套方案合理、規(guī)，使用性強(qiáng)。8體會與展望兩周的課程設(shè)計就快結(jié)束，本作品也接近尾聲，回想整個設(shè)計過程感覺收獲滿滿的，我 們終于走出了課本能夠真正的自己動手設(shè)計充分的實現(xiàn)了理論與現(xiàn)實相結(jié)合，感覺很不容易 但還是成功的完成了任務(wù)。本次設(shè)計要非常感老師大力支持和熱心的幫助，您的幫助我們看 在眼里記在心里，在此對老師說聲您辛苦了。機(jī)械制造工藝課程設(shè)計是機(jī)械制造工