連桿機(jī)械加工工藝流程及工藝裝備設(shè)計方案

HYPERLINK設(shè)計題目題目：連桿的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計圖a一、零件的分析1.零件的工藝分析連桿的加工外表主要有圓柱端面的加工，孔的加工，凹臺的加工以及螺紋的加工，其余的外表通過不去除外表材料的加工方法以獲得所需尺寸，在該零件里為鑄造。各組加工面之間有嚴(yán)格的尺寸位置度要求和一定的外表加工精度要求，孔的加工有的需要Ra1.6的外表粗糙度，因而需精加工，現(xiàn)將主要加工面分述如下：1.1面的加工該零件中共有6個面需要加工出來：G面、I面、E面、F面、H面和J面。在這六個面中，J面和H面的形位公差有較高的要求，且尺寸精度也比擬高，后面的孔的加工和其他面的加工都需要用這兩個面來定位，所以應(yīng)該經(jīng)過粗加工和精加工，且應(yīng)盡早加工出來；E面G面和的尺寸精度也比擬高，也需要進(jìn)行精加工；F面的粗糙為Ra3.2，對外表質(zhì)量的要求比擬高，所以也要進(jìn)行精加工；至于面I，其尺寸精度為自由公差，切外表粗糙度為Ra12.5，所以只用粗加工即可。1.2孔的加工該零件的孔有四個，?35、?60、?6、?10、?10.5的孔。其中?35、?60和?10的孔的尺寸精度和外表質(zhì)量都比擬高，所以要進(jìn)行精加工，而?60和?35有平行度的要求，應(yīng)在同一工位完成加工，兩孔的尺寸精度都為7級，粗糙度為Ra1.6，為了減少加工步驟、方便加工，都定為先鑄出毛胚孔，然后用銑刀進(jìn)行粗—精加工，且為了防止加工時刀具受到?jīng)_擊，?60的孔應(yīng)先于?10、?6兩孔加工；4-?10.5的孔雖然尺寸精度為自由公差，要求不高，但是其外表粗糙度為Ra3.2，所以要對其進(jìn)行精加工；而?6的孔為自由公差，且外表質(zhì)量為Ra12.5，故只用粗加工就可以了。1.3凸臺的加工該零件中凸臺在?60的孔的兩側(cè)，外表粗糙度要求為Ra3.2，是故應(yīng)進(jìn)行精加工。1.4螺紋的加工該零件中油孔的位置有螺紋配合的要求，且孔底與?6的孔相通，在加工時應(yīng)注意螺紋底孔的深度。綜合以上分析，可得出該零件的加工路線為：粗銑面G、E、I；粗銑、精銑面J、H、F；精加工面G、E；鉆?60和?35的孔；加工螺紋M14；鉆?10.5、?6的孔。二、確定毛胚、畫毛胚——零件合圖根據(jù)零件的材料確定為鑄件。又由題目已給定零件為大批量生產(chǎn)。毛胚的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。為了減少機(jī)加工的加工量，?60mm、?35mm在鑄造時就鑄造出來，所以還應(yīng)該安放型芯。此外，為消除剩余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。參考文獻(xiàn)[1]表2.2—3，該種零件的尺寸公差等級CT為8—10級，加工余量等級MA為G級。故取CT為10級，MA為G級。鑄件的分型面選擇通過?6的孔的中心軸線，且平行與面H的平面，澆冒口位置分別位于?35的孔的中心。參考文獻(xiàn)[1]表4，用查表法確定各外表的總余量如表2-1表2-1各加工外表總余量加工外表根本尺寸〔mm〕加工余量等級加工余量數(shù)值〔mm〕說明E面F面G面H面I面J面?35?604178564156563560HGHGHGHH44444頂面降一級側(cè)面，單側(cè)加工〔取上行數(shù)據(jù)〕頂面降一級側(cè)面，單側(cè)加工〔取上行數(shù)據(jù)〕頂面降一級側(cè)面，單側(cè)加工〔取上行數(shù)據(jù)〕孔降一級，雙側(cè)加工孔降一級，雙側(cè)加工由參考文獻(xiàn)[1]表2.3-5，用查表法可得鑄件主要的尺寸公差，如表2-2所示。2表-2主要毛胚尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸總余量毛胚尺寸公差CTG—J兩面間距56E—H兩面間距78I面距中心線高度30434F面尺寸41?3535427?6060452毛胚圖如下：圖b三、工藝規(guī)程設(shè)計3.1定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：選擇H面和J面作為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：選擇加工好后的H面和J面作為零件上其他的外表和孔的精基準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)通過一個基準(zhǔn)對多個外表進(jìn)行精加工，也就是實現(xiàn)基準(zhǔn)重合。且對于該類零件來說，假設(shè)只是單個端面來定位，其定位效果極差，可以等同認(rèn)為是兩個點的定位，是故用兩個階梯面來定位，其定位效果較單個面來說好得多。且便于夾緊。3.2制定工藝路線根據(jù)各外表加工要求和各種加工方法能到達(dá)的經(jīng)濟(jì)精度，確定各外表加工方法如下：E面、H面、F面：粗銑——精銑；G面、J面、I面：粗銑；?60和?35的孔：擴(kuò)——鉸；螺紋G14：鉆孔——攻螺紋；鉆?10.5、?6的孔。零件中的?60和?35有較高的平行度要求，故它們的加工宜采用工序集中的原那么，即分別在一次裝夾下將兩孔同時加工出來，以保證其加工精度。根據(jù)先面后孔、現(xiàn)主要外表后次要外表和先粗加工后粗加工的原那么，將面E、F、G、H、J，孔?60、?35mm和?10的粗加工放在前面，精加工放在后面,每一階段中又先加工面F、H，然后加工G、E、J面和鉆擴(kuò)鉸孔?60mm、?10mm和?35mm。然后銑凹臺面B。孔4-?10.5、?6面I和其上的螺紋孔M14最后加工。精加工也是按如此順序加工。初步擬定加工工藝路線如下：序號工序內(nèi)容102030405060708090100110120130140150鑄造退火〔人工時效〕涂漆粗銑G面及E面粗銑H面及J面粗銑?60mm和?35mm的孔〔?60mm的孔與配件配作〕鉆?10mm的孔精銑E面精銑H面精銑?35mm和?60mm的孔〔?60mm的孔與配件配作〕粗銑凸臺面B面、F面精銑凸臺面B面、F面粗銑I面锪平?20mm的孔，鉆4-?m的孔〔配作〕粗鉸4-?m的孔鉆?6mm的孔，銑?10mm的孔鉆M14的底孔，攻M14的螺紋去毛刺〔所有銳角〕檢驗入庫上述方案遵循了工藝路線擬定的一般原那么，但某些工序有些問題還值得進(jìn)一步討論。如：在第10道工序中，加工時應(yīng)該同時粗銑I面，因為I面的要求不高，同時加工能減少反復(fù)裝夾次數(shù)，提高加工效率。在第70和80道工序中粗銑凸臺面B面、F面精銑凸臺面B面、F面，為保證配作時故應(yīng)將凹臺B面的加工放在孔?35mm和?60mm之前。在銑削加工孔?35mm和?60mm，應(yīng)將粗、精加工放在相連的兩道工序中。修改后的工藝路線如下：序號工藝內(nèi)容簡要說明102030405060708090100120130140鑄造退火〔人工時效〕涂底漆粗銑G、I、E面粗銑H、J面精銑G、E面,精銑H、J面粗銑凸臺B、F面精銑凸臺B、F面粗銑?60mm和?35mm的孔〔?60mm的孔與配件配作〕精銑孔?35mm和?60mm〔?60mm的孔與配件配作〕锪平?20mm的孔，鉆4-?m的孔〔留有粗鉸余量〕孔口倒角1×45?，粗鉸4-?m的孔鉆?6mm的孔，銑?10mm的孔鉆M14的底孔，攻M14的螺紋去毛刺〔所有銳角〕檢驗入庫消除剩余應(yīng)力防止生銹先加工基準(zhǔn)面粗加工面精加工面精加工面加工接合面，為配作準(zhǔn)備粗加工孔精加工孔配作加工孔鉆油孔加工凹臺加工螺紋3.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量的專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床家專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床之間的傳送均由人工完成。粗銑G、I、E面和粗銑H、J、F面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具設(shè)計的問題，都采用立銑。選擇X52K立式銑床。選擇直徑為80mm的材料為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位錐柄面銑刀〔如下表4-41所示〕、專用夾具和游標(biāo)卡尺。精銑E面和粗銑H面。加工設(shè)備仍選用X52K型立式銑床。刀具選用同上的直徑為80mm的可轉(zhuǎn)位錐柄面銑刀，專用夾具和游標(biāo)卡尺。粗銑?60mm和?35mm的孔。由于銑孔是屬于曲線插補(bǔ)加工，所以要求用數(shù)控銑床。故對孔?60mm和?35mm的加工設(shè)備選用型號為XK6330的數(shù)控銑床。刀具選用直徑為25mm和16mm的材料為硬質(zhì)合金中齒莫氏錐柄立銑刀，專用夾具、游標(biāo)卡尺。精銑?60mm和?35mm的孔。加工設(shè)備還是XK6330型號的數(shù)控銑床。刀具選用直徑為16mm和20mm的材料為硬質(zhì)合金細(xì)齒莫氏錐炳立銑刀。專用夾具，量具選用塞規(guī)。锪平?20mm的孔，鉆4-?m的孔〔留有粗鉸余量〕，孔口倒角1×45?。粗鉸4-?10.5mm的孔。選用型號為Z3025的搖臂鉆床。锪平?20mm的孔選用锪鉆。4-?m的孔選用直徑為10的鉆頭和直徑為m的鉸刀。鉆?6mm的孔，銑?10mm的孔。選用專用的機(jī)床。刀具選用直徑為?6mm的加長型鉆頭和直徑為10mm的材料為硬質(zhì)合金立銑刀。專用夾具。粗銑凸臺B、F面。機(jī)床選用臥式銑床，型號為X6030。刀具選用直徑為?12mm中齒的材料為硬質(zhì)合金立銑刀。精銑凸臺B、F面。機(jī)床還是選用臥式銑床，型號為X6030。刀具選用直徑為?10mm的材料為硬質(zhì)合金細(xì)齒立銑刀。鉆M14的底孔，攻M14的螺紋。選用型號為Z3025的搖臂鉆床。參考文獻(xiàn)[1]中表6、8。加工M14的螺紋底孔選用直徑為m的錐柄麻花鉆。攻螺紋時選用代號為M14×1.5的機(jī)用絲錐。專用夾具、機(jī)用絲錐夾頭、螺紋塞規(guī)。3.4加工工序設(shè)計工序10粗銑G、I、E及工序30精銑E、G面工序。查文獻(xiàn)[1]表1平面加工余量，為1mm。E面總余量為4mm。故粗加工余量為3mm。查文獻(xiàn)[2]表6，得粗銑的加工公差等級為IT9—IT11級，取IT=10,E面公差為mm，G面公差為m。所以±6，±m(xù)。校核E面精銑余量：=〔6〕-〔5〕=0.89mm=〔6〕-〔5〕mm故余量足夠。切削參數(shù)的選擇：查表3-16取粗銑每齒進(jìn)給量為z；取精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為r。粗銑走刀一次，=3mm；精銑走刀一次，=1mm。表3-16，取粗銑主軸轉(zhuǎn)速為380r/min；取精銑主軸轉(zhuǎn)速為700r/min。工序20粗銑H、J面和工序40精銑H、J面。查文獻(xiàn)[1]表1平面加工余量，。F面與H面的總余量都為m。故粗加工余量為m。查文獻(xiàn)[2]表6，得粗銑的加工等級為IT9—IT11級，取IT=10，H面公差為,J面公差為m。所以可得=79±m(xù)，=58±m(xù)。H面余量校核：=〔5〕-〔5〕J面余量校核：=〔6〕-〔5〕故H面與J面余量均足夠。切削參數(shù)的選擇：查上表表3-16取粗銑每齒進(jìn)給量為m/z；取精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為=0.5mm/r。粗銑走刀一次，=3mm；精銑走刀一次，=1mm。查上表表3-16，取粗銑主軸轉(zhuǎn)速為380r/min；取精銑主軸轉(zhuǎn)速為700r/min。3.工序50粗銑?60mm和?35mm的孔和工序60精銑?60mm和?35mm的孔。由于這兩個是通過用銑刀加工出來的，所以精銑時按圓周銑來預(yù)留加工余量。參考文獻(xiàn)[3]第171頁，預(yù)留精加工余量為單邊=m。兩孔的單邊總余量皆為4mm，所以粗加工余量為m。粗銑的加工精度為IT9—IT11,取IT=10級。?60mm的孔的公差為m，所以=?58±m(xù)m。?60mm的孔的公差為m，=?33±m(xù)。余量校核：=[〔1〕-〔5〕]÷2=[(60-0.012)-(59+0.06)]÷2經(jīng)校核，兩孔精加工余量均足夠。切削參數(shù)的選擇：參考文獻(xiàn)[3]表7-5，取粗銑時切削速度Vc=45m/min,取精銑時切削速度為Vc=90m/min.速度轉(zhuǎn)換：粗銑?35孔的轉(zhuǎn)速n=Vc/πd=895r/min取n=900r/min精銑?35孔的轉(zhuǎn)速n=Vc/πd=1791r/min取n=1800r/min粗銑?60孔的轉(zhuǎn)速n=Vc/πd=573r/min取n=600r/min精銑?60孔的轉(zhuǎn)速n=Vc/πd=1433r/min取n=1500r/min參考文獻(xiàn)[3]表7-4，取粗銑時每齒進(jìn)給為，精銑時每齒進(jìn)給為m。進(jìn)給速度:Vf=Zn粗銑?35孔的進(jìn)給：Vf=720mm/min精銑?35孔的進(jìn)給：Vf=1620mm/min粗銑?60孔的進(jìn)給：Vf=480mm/min精銑?60孔的進(jìn)給：Vf=1350mm/min粗加工走一刀，m；精加工走一刀，m。第60、70道工序的加工程序：所有加工程序都基于將工件坐標(biāo)系原點建立在直徑為35mm的孔的中心這一前提條件下編制的。加工直徑為35mm的孔粗加工：O0001G00G90Z200G17G42GOOX0.0Y0.0D01M03S900G00G43Z26H01G17G94G02X0.0Y16.5R8.25F720G02X0.0Y16.5R16.5G00G43Z-2.0H01G17G94G02X0.0Y16.5R8.25F720G02X0.0Y16.5R16.5G00Z200G00X200Y200G40G90M30精加工：O0002G00G90Z200G17G42GOOX0.0Y0.0D02M03S1800G00G43Z-2.0H02G17G94G02X0.0Y16.5R8.75F1620G00Z200G00X200Y200G40G90M30加工直徑為60mm的孔粗加工：O0003G00G90Z200G17GOOX459Y0.0D03M03S600M98P31234G00X100Y100G40G90M30O1234G00G43W-27H03G17G94G02X459Y29R14.5F480G02X459Y29R29M99精加工：O0004G00G90Z200G17GOOX459Y0.0D04 M03S600G00G43W-2H04G17G94G02X459Y29R14.5F480G02X459Y29R29G00X100Y100G40G90M304.工序90粗銑凸臺B、F面和工序100精銑凸臺B、F面。查文獻(xiàn)[1]表1平面加工余量，=1mm。凸臺B面的總余量為3mm，故粗加工余量為2mm。粗銑的加工精度等級為IT9—IT11，取IT=10?？刹榈肂面的公差為m，F(xiàn)面公差為m，=2±0.06mm,=42±m(xù)。余量校核：=〔3-0.1〕-〔6〕=0.84mm=〔7〕-41=0.93mm經(jīng)校核，B、F面余量足夠。切削參數(shù)的選擇：參考文獻(xiàn)[3]表7-4，取粗銑時每齒進(jìn)給為m，精銑時每齒進(jìn)給為m。參考文獻(xiàn)[3]表7-5，取粗銑時切削速度Vc=45m/min,取精銑時切削速度為Vc=90m/min.速度轉(zhuǎn)換：粗銑轉(zhuǎn)速n=Vc/πd=1194r/min取n=1200r/min精銑轉(zhuǎn)速n=Vc/πd=2866r/min取n=2900r/min進(jìn)給速度:Vf=Zn粗銑進(jìn)給：Vf=960mm/min精銑進(jìn)給：Vf=2180mm/min四、夾具設(shè)計本次設(shè)計的夾具為第50道——粗銑?60mm和?35mm的孔和第60道——精銑?60mm和?35mm的孔工序共用的夾具。該夾具適用與XK6330數(shù)控銑床。1.確定設(shè)計方案這道工序是用立式數(shù)控銑床加工?60mm和?35mm的兩個通孔，所以從E、G面加工還是從H、J面加工都可以。但是考慮到裝夾定位時要用到兩個孔的端面來進(jìn)行定位，假設(shè)是從H、J面加工，以E、G面定位的話，定位時由于零件中部的I面比E面低但又比G面高，會帶來干預(yù)。應(yīng)選用H、J面定位，從E、G面加工。工件以H、J面在夾具上定位，限制了三個自由度，再在零件右端以一定位塊限制一個自由度，左邊用一V形塊限制兩個自由度。從而將六個自由度都限制，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。為了保證工件的剛性，在工件的中間局部增加一個輔助支承。在本工件加工時，工件局部要求與配件配作，用兩個搭扣將兩個零件固定在一起，以保證在加工過程中兩工件間的相對位置沒有因加工時的沖擊振動而發(fā)生變化，保證加工的形狀精度。本工件的夾緊方案，考慮到利用切削力來輔助夾緊，故從工件的上方以一壓塊在工件的中心位置即輔助支承的位置向下壓緊工件。這樣保證了夾緊力靠近支承點的夾緊原那么，減小了工件的變形，保持工件加工時在夾具中的位置。2.夾緊力的計算夾緊力的計算公式：F夾=KFF夾——夾緊力。F——切削力K——平安系數(shù)。在上式中，由于切削力與夾緊力同向，查文獻(xiàn)[3]可知平安系數(shù)K取2.5。由上表公式算出銑削力的計算公式為：：=480=4=600=569=25最后算出Fz為547NF夾×547經(jīng)強(qiáng)度校核比對，鉸鏈連接用的?10mm的銷釘?shù)膹?qiáng)度已遠(yuǎn)超出了所要求的強(qiáng)度。故?10mm的銷釘能用用于承受夾緊時所帶來的各種力的作用。3.定位精度分析兩孔的位置公差為±m(xù)，對刀塊的位置公差為±m(xù)，它不應(yīng)超過工件公差的1/3，即±m(xù)。故對刀塊的位置公差為±m(xù)可以保證。五、設(shè)計心得這次設(shè)計相對于我自