《机械制造技术课程设计-摇臂连杆加工工艺及铣φ98中心距25端面夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术课程设计-摇臂连杆加工工艺及铣φ98中心距25端面夹具设计.docx（34页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、目录1诸论11.1 目的11.2 选题的依据及意义12零件的工艺分析22.1 零件的作用22.2 零件图样分析23机械加工工艺规程设计43.1 确定生产类型43.2 确定毛坯43.3 基准的选择53.4 主要的加工工序的工艺路线安排53.5 加工设备与工艺设备的选择74确定切削用量85摇臂连杆铳床夹具265.1 选择定位基准265.2 确定夹具的结构以及夹紧机构的方案265.2.1 确定夹具的结构265.2.2 夹紧机构的设计265.3 设计整体夹具装配图265.4 切削力的计算265.5 分析与计算误差275.6 对刀块28致谢30参考文献311诸论1.1目的设计出典型零件摇臂连杆的加工工艺
2、，并设计出铳98中心距25mm端面的铳床夹具。依据参考文献编写工艺过程卡，参考文献设计铳98中心距25mm端面的夹具，壁厚（4835）/2=6.5,采用心轴和B型固定式定位销定位，六角螺母、圆垫圈、心轴、波纹套筒和六角法兰面螺母等组成的螺旋夹紧机构夹紧工件，圆形对刀块、平塞尺等组成的引导装置来引导铳刀铳面。最后编写论文、画工序卡图并填写工艺文件。1.2选题的依据及意义随着社会的不断进步，公众对产品质量的要求越来越高，产品都是由零件组装而成的，机械加工工艺与零件加工质量有很大关系。零件的精度不仅关系到生产企业的生产质量和经济效益，同时关系到使用企业的生产效率与经济效益。合理的加工工艺可以有效提高
3、零件的质量，提高企业的竞争力。夹具的设计与零件的加工效率和加工质量关系密切，一套优秀的夹具既能保证零件的加工精度，又可以有效提高零件的加工质量。本课题要求学生具备完整的机械工程专业知识体系，能够正确地解决一个零件在机械加工中的定位，夹紧以及工艺路线合理安排等问题，保证零件的加工质量，提高其结构设计和创新能力。学生可以通过设计典型零件摇臂连杆的夹具，掌握根据被加工零件的加工要求，设计出既高效、省力、经济合理，又能保证零件加工质量的夹具来。学习使用各种手册及查询图表资料的方法，掌握查找与本设计有关的各种资料的名称出处的能力，能够做到熟练应用。将本科过程学习过的机械专业相关课程知识串联起来应用于生产
4、实践，为其后续工作奠定良好基础。2零件的工艺分析2.1 零件的作用题目所给的零件是摇臂连杆，摇臂连杆的作用是将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆尾部以推开气门。图2-1摇臂连杆零件图2.2 零件图样分析1 .摇臂连杆下端中98端面为基准A,粗糙度Ra3.2初。2 .摇臂连杆635H7孔mm,粗糙度RaO.84,与基准A的垂直度公差为0.01mm。3 .摇臂连杆上端98端面粗糙度Ra6.34明4 .摇臂连杆中30两端面，粗糙度Ra6.3H.5 .摇臂连杆413mm孔，粗糙度Ra6.3no6 .摇臂连杆422mm沉孔，粗糙度Ra6.377 .摇臂连杆98中心距25mm端面,粗糙度Ra6.3L
5、ffn08 .摇臂连杆48中心距17mm端面，粗糙度Ra6.3。9 .摇臂连杆48mm端面，粗糙度Ra6.3n。10 .摇臂连杆48mm外圆，Ra6.3no11 .摇臂连杆材料：HT200o3机械加工工艺规程设计3.1 确定生产类型依据老师安排，摇臂连杆为大批量生产，由参考文献国表1.1-2知，零件属于轻型零件，年产量为5000-50000之间。3.2 确定毛坯摇臂连杆零件材料为HT200,生产批量为大批量，由参考文献国表131知，摇臂连杆毛坯制造方法为金属模浇注铸造，精度等级CT79,加工余量等级Fo再由参考文献国表2.2-4查得各加工表面加工余量如表3.1所示：表3.1摇臂连杆毛坯余量基本
6、尺寸（mm）毛坯余量（mm）下端中98端面（即基准A）2.0（单边）30端面2.0（单边）上端（D98端面2.0（单边）48端面3.0（单边）48外圆2.0（单边）35H7mm孔3.0（单边）98中心距25mm端面实心铸造48中心距17mm端面实心铸造413孔实心铸造4中22深6沉孔实心铸造210H7孔实心铸造摇臂连杆零件的毛坯图如下图3-2所示图3-2摇臂连杆零件毛坯图3.3 基准的选择为了使摇臂连杆整个机械加工工艺过程顺利进行，拟订其机械加工工艺路线时，首先考虑选择一组或几组精基准来加工零件上各个表面，然后选择把精基准加工出来的粗基准。1 .精基准的选择原则基准重合原则、基准统一原则、互为
7、基准原则、自为基准原则和保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便原则国。故选择摇臂连杆基准A和35H7mm孔作为定位精基准。2 .粗基准的选择原则重要表面余量均匀原则、工件表面间相互位置要求原则、余量足够原则、定位可靠性原则和粗基准不重复使用原则因。故选择摇臂连杆60mm前端面、50mm前端面和50mm外圆作为定位粗基准。3.4主要的加工工序的工艺路线安排表3.2工艺路线一工序号工序内容备注010.81mm/r、0.91mm/r和0.96mmr,在此取f=0.8lmmr06 .主轴转速r/min 227rmin100Ov1000x70n=dTTX98故主轴转速 =230/min由参考文献表4.2-
8、8知，与227rmin相近的转速为230rmin,7 .工时计算由参考文献表6.2-1知粗车摇臂连杆中98端面的机动时间计算公式:T.3=-z,l=A+/+/口fit2,23=tj(23)=-+(23)=(4.05.0)mmIgkrtg45o/2=35,&为试切附加长度，依据参考文献表6.2-2知，3=5式中d=98mm,d=52mm,Z1=4.5mm,I2=4mm,Z3=5,f=0.81mmr,n=230rmin,=70mmin,走刀次数i=ld-痣98-52=mm=23mm22贝(jTn=23+4.5+4+5Xlminao.196min川0.81230工步三：粗车48外圆1 .机床选择摇臂
9、连杆中48外圆，粗糙度R3.2,由参考文献也表1.4-7知，粗车精车方可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620-1。2 .刀具选择由参考文献同表8-30,选择硬质合金车刀。3 .车削深度与由摇臂连杆零件知48外圆，单边加工余量2.0mm,粗车单边余园.5mm,精车单边余量0.5mm,此工步为粗车,故%,=1.5mm4 .切削速度y摇臂连杆材料为HT200,由参考文献团表5.23知，粗车的切削速度u=6075mmin,在此取u=70mmin5 .进给量/二由参考文献S表5.23知，粗车摇臂连杆48外圆的进给量=0.7mmrImmr0而由参考文献总表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里
10、在0.7mmr1mm/r之间有0.71mmr0.81mm/r、0.91mm/r和0.96mmr,在此取f=0.81mm/r。6 .主轴转速IOOOv- 1000x70d 7rx 48min 464rmin由参考文献口】表4.2-8知，与464rmin相近的转速为460rmin,故主轴转速=460min7 .工时计算由参考文献表6.2-1知粗车摇臂连杆48外圆的机动时间计算公式:T.1=z,L=/+1+Z2+/-JJh4=&+(23)=-+(23)=(3.54.5)mmtgkrtg45o4=35,&为试切附加长度，依据参考文献表6.22知，4=5式中=57mm,1=4.0mm,I2=4mm,3=
11、5,f=O.81mmr,=460rmin,=70mmin,走刀次数i二l则Tb=:XImin0.188min730.81460工步四：精车中48外圆1 .机床选择摇臂连杆48外圆，粗糙度R3.2,由参考文献W表147知，粗车一一精车方可满足其精度要求，加工设备选择卧式车床C620J。2 .刀具选择由参考文献表8-30,选择硬质合金车刀。3 .车削深度。P由摇臂连杆零件知中48外圆，单边加工余量2.0mm,粗车单边余最.5mm,精车单边余量0.5mm,此工步为精车,故,=0.5mm4 .切削速度V摇臂连杆材料为HT200,由参考文献表5.23知，精车的切削速度u=120150mmin,在此取p=
12、120mmin5 .进给量/二由参考文献国表5.23知，精车摇臂连杆48外圆的进给量f=0.1mmr0.3mmr0而由参考文献表4.2-9知，卧式车床C620-1进给量里在0.1mmr0.3mmr之间有0.1Omm/1、0.1lmmrs0.26mmr0.28mmr和0.3Ommr,在此取f=0.26mo6 .主轴转速由参考文献表428知，与796rmin相近的转速为760rmin,故主轴转速=76(Wmin7 .工时计算由参考文献表6.2-1知精车摇臂连杆48外圆的机动时间计算公式：Tr=篙,L=Z+Z1+2+34=3+(23)=-(23)=(2.53.5)mmigk,.tg45o6=35,&
13、为试切附加长度，依据参考文献12】表6.22知，g=5式中=57mm,1=3.0mm,2=4mm,3=5,f=0.26mmr,二760rmin,=120mmin,走刀次数i=l贝(jTn=57+3.0+4+5Xlmina0.349min川0.26760工序05：钻29孔至33；扩33孔至34.75；粗丁34.75孔至34.93；精较34.93孔至35H7工步一：钻中29孔至33L机床选择摇臂连杆35H7mm孔，粗糙度RaO.8,由参考文献也表1.4.7知，钻扩粗较一一精校方可满足其精度要求，首先钻29孔至33；扩33孔至34.75；粗钱34.75孔至34.93；精较34.93孔至中35H7,加
14、工设备选择立式钻床Z525。2 .刀具选择由参考文献M表8-30,选择高速钢麻花钻33mm。3 .切削深度与由参考文献表11-42钻孔切削用量公式%,=午邑，式中以为钻孔后直径中33mm,d为d33-29钻孔前直径中29mm,a=-=mm=2.0mmp224 .切削速度匕和进给量/由摇臂连杆零件图知，钻削深度75mm,钻孔直径中33mm,由表3.1高速钢麻花钻孔时,直径633的切削速度匕=2234mmin,进给量7=0.20.4mmr0由参考文献表4216立式钻床Z525进给量参数，进给量在f=0.20.4mmr区间里有0.22mm/r、0.28mmr和0.36mmr,进给量取=0.36mmr
15、0切削速度匕=25mmin5 .主轴转速再由参考文献表11-42知切削速度计算公式如下:IOOOvd1000x253.1433r/min 241rmin由参考文献表4.2-15立式钻床Z525主轴转速知，与转速241rmin相近的转速为2727min,故主轴转速=272rmin6 .工时计算由参考文献表6.2-5知钻削机动时间的计算公式:式中：钻削深度=75mm1=+(12)mm=2rrm+(12)mm=(34)mm通孔时44)nn,走刀次数i=lTj/ + 4 +，2 ifa75 + 3.5 + 3 0.36272 Irrrin 0.832 min工步二：扩33孔至34.751 .机床选择摇
16、臂连杆35H7mm孔，粗糙度RaO.8,由参考文献表1.4-7知，钻扩粗较一一精锐方可满足其精度要求，首先钻中29孔至中33；扩33孔至34.75；粗钱中34.75孔至中34.93；精较34.93孔至35H7,加工设备选择立式钻床Z525。2 .刀具选择由参考文献表8-30,选择高速钢扩孔钻34.75mm。3 .切削深度。P由参考文献表11-42扩孔切削用量公式,=4J,式中4M为扩孔后直径634.75mm,d-d3475-33dv为扩孔前直径33mm,at)=-L=mm=0.875mm,224 .切削速度UC和进给量/由摇臂连杆零件图知，扩削深度75mm,扩孔直径34.75mm,由表3.1高
17、速钢扩孔钻孔时,直径中34.75的切削速度vc=2032mmin,进给量f=0.250.6mmr。由参考文献川表4.2-16立式钻床Z525进给量参数，进给量在f=0.250.6mmr区间里有0.28mmr0.36mmr和0.48mmr,进给量取/=0.36mm/r。切削速度匕=25mmin5 .主轴转速再由参考文献表11-42知切削速度计算公式如下：IOOOvcd1000x253.14x34.75r/min 229rmin由参考文献表4.2-15立式钻床Z525主轴转速知，与转速229rmin相近的转速为195rmin,故主轴转速=195rmin6 .工时计算由参考文献表6.2-5知扩削机动
18、时间的计算公式:式中：扩削深度/=75mm1=ap+(1-2)mm=0.875mm+(1-2)mm=(1.8752.875)mm通孔时2=(1-4)mm,走刀次数i=1Tj =/ + l +I2 .fa 175 + 2.5 + 30.36 195 Imin 1.147 min工步三：粗钱中34.75孔至中34.931 .机床选择摇臂连杆35H7mm孔，粗糙度RaO.8,由参考文献表1.4-7知，钻一一扩一一粗校一一精校方可满足其精度要求，首先钻29孔至33；扩33孔至34.75；粗钱中34.75孔至34.93；精较中34.93孔至中35H7,加工设备选择立式钻床Z525。2 .刀具选择由参考文
19、献表8-30,选择高速钢校刀中34.93mm。3 .切削深度P由参考文献表1142钱孔切削用量公式为=上4,式中心为较孔后直径034.93mm,124,为较孔前直径中34.75mm,ap=dmdv=34933475mm=0.09mmp224 .切削速度匕和进给量/由摇臂连杆零件图知，较削深度75mm,较孔直径中34.93mm,由表3.1高速钢钱刀较孔时，直径G34.93的切削速度匕=2032mmin,进给量/=0.250.6mmr。由参考文献川表4.2-16立式钻床Z525进给量参数，进给量在/=0.250.6mmr区间里有0.28mm/r、0.36mmr和0.48mmr,进给量取=0.36m
20、mr。切削速度匕=27mmin5 .主轴转速再由参考文献表11-42知切削速度计算公式如下:IOOOvd1000x273.14x34.93r/min 246rmin由参考文献1表4.2-15立式钻床Z525主轴转速知，与转速246rmin相近的转速为272rmin,故主轴转速n=272rmin6 .工时计算由参考文献表6.2-5知较削机动时间的计算公式:T+2.式中：较削深度=75mm/=/+(12)mm=0.09mm+(12)mm=(1.092.09)mm通孔时乙=(14)mm，走刀次数i=1Tj =/ + 7l+Z2 .加175 + 1.5 + 3 0.36272X Imin 0.812
21、rrdn工步四：精校中34.93孑L至中35H71 .机床选择摇臂连杆35H7mm孔，粗糙度RaO.8,由参考文献表1.4-7知，钻一一扩一一粗校一一精校方可满足其精度要求，首先钻中29孔至33；扩33孔至34.75;粗较中34.75孔至中34.93；精较34.93孔至中35H7,加工设备选择立式钻床Z525。2 .刀具选择由参考文献表8-30,选择高速钢较刀中35mm。3 .切削深度Pd一由参考文献表11-42较孔切削用量公式%=丁上，式中4”为较孔后直径35mm,dv_z735-3493为较孔前直径中34.93mm,an=,nv=mm=0.035mmp224 .切削速度匕和进给量了由摇臂连
22、杆零件图知，钱削深度75mm,较刀直径G35mm,由表3.1高速钢钱刀钱孔时，直径中35的切削速度匕=2032mmin,进给量/=0.250.6mmr由参考文献表4.2-16立式钻床Z525进给量参数，进给量在f=0.250.6mmr区间里有0.28mm/r、0.36mmr和0.48mmr,进给量取f=0.28mmo切削速度vc=30mmin5 .主轴转速再由参考文献表11-42知切削速度计算公式如下:IOOOvd1000x303.14x35r/min 273rmin由参考文献表4.2-15立式钻床Z525主轴转速知，与转速273rmin相近的转速为2727min,故主轴转速=272rmin6
23、 .工时计算由参考文献表6.2-5知较削机动时间的计算公式:式中：较削深度=75mm/=a。+(12)mm=0.035mm+(12)mm=(1.0352.035)mm通孔时，2=(14)mm,走刀次数i=lTj =/ + + 2 .75 +1.5 3 0.28272X Inin 1.G44 min工序06：钻、较2x10H7孔7 步一：钻孔至中9.81 .机床选择摇臂连杆中10H7mm孔，加工设备选择立式钻床Z525。2 .刀具选择由参考文献表2.3-9知,首先钻孔至9.8；钱9.8孔至IOH7,由参考文献M表8-30,选择高速钢麻花钻9.8mm。3 .切削深度与由参考文献表1142钻孔切削用
24、量公式M=9，式中为钻孔后直径69.8mm4%mm=4.9mmP224 .切削速度匕和进给量/由表3.1高速钢麻花钻孔时，直径中9.8的切削速度匕=2234mmin,进给量/=0.20.4mmro由参考文献W表4.2-16立式钻床Z525进给量参数，进给量在/=0.20.4mmr区间里有0.22mm/r、0.28mmr和0.36mmr,进给量取/=0.36mmr0切削速度匕=22mmin5 .主轴转速1000x223.14x9.8r/min 715rmin再由参考文献表11-42知切削速度计算公式如下:100Ovnv=d由参考文献表4.2-15立式钻床Z525主轴转速知,与转速715rmin相
25、近的转速为760rmin,故主轴转速二760rmin6 .工时计算由参考文献表6.2-5知钻削机动时间的计算公式:J加式中：钻削深度/=18mm1=o+(12)mm=4.9mm+(1-2)mm=(5.96.9)mm通孔时4=(14)nn,走刀次数i=2 =/ + /,+/2 .=加18 + 6.5 + 3 0.36760 2min 0.201 min工步二:较9.8孔至10H71 .机床选择摇臂连杆10H7mm孔，加工设备选择立式钻床Z525o2 .刀具选择由参考文献囱表2.39知,首先钻孔至中9.8；较9.8孔至10H7,由参考文献表830,选择高速钢较刀中IOmm。3 .切削深度与由参考文
26、献网表11-42较孔切削用量公式%,=4产，式中4.为较孔后直径10mm,dmd-dIO-Q8为较孔前直径9.8mm,an=-=mm=0.1mmp224 .切削速度匕和进给量/由表3.1高速钢较刀较时，直径中10的切削速度匕=2234mmin,进给量/=0.20.4mmro由参考文献W表4.2-16立式钻床Z525进给量参数，进给量在/=0.20.4mmr区间里有0.22mm/r、0.28mmr和0.36mmr,进给量取/=0.22mmr0切削速度匕=32mmin5 .主轴转速再由参考文献表11-42知切削速度计算公式如下:r/min 1019rmin100Ov1000x32nv=d3.141
27、0由参考文献表4.2-15立式钻床Z525主轴转速知，与转速1019rmin相近的转速为960rmin,故主轴转速=960rmin6 .工时计算由参考文献表6.2-5知较削机动时间的计算公式:J加式中：较削深度/=18mmI1=a,+(12)mm=0.1mm+(12)mm=(1.1-2.1)mm通孔时4=(14)nn,走刀次数i=2 =/ + /,+/2 .=加18 + 1.5 + 3 0.229602min ().213 min工序07：铳30两端面1 .机床选择摇臂连杆30两端面粗糙度Ra6.3,由参考文献表1.4-8知可采用以下方案，粗铳即可达经济精度等级IT12IT14,表面粗糙度Ra
28、l2.5mRa6.3/m；机床采用卧式铳床X63。2 .刀具选择由参考文献表103知，选择直径中100的镶齿三面刃铳刀，宽12mm,孔径32mm,齿数Z=20o3 .背吃刀量与摇臂连杆630两端面粗糙度Ra6.3,单边余量2.0mm,加工方法为粗，p=2.0mm4 .进给量的选择高速钢镶齿三面刃铳刀，再由参考文献表10-5知，进给量=0.050.2Ommz,现取f.=0.20m/z5 .铳削速度匕摇臂连杆材料为HT200,由参考文献知，铳削速度计算公式匕=/100O,由参考文献表4239卧式铳床X63知，主轴转速30rmin15007min,而标准主轴转速有许多种，在此选择=95rmin0故匕
29、=M几/1000=3.141OO95/1000mmin30mmin6 .工作台进给量fMz=f斗、,=0.220X95mm/in=380mm/nin按参考文献表4.2-40知，卧式铳床X63工作台进给量与380mmmin相近的工作台进给量为375mmmin,故选择fM.=375mm/min7 .工时计算由参考文献表6.2-7知粗铳摇臂连杆30两端面的机动时间计算公式：,+gzp猿式中=yae(d-ae)+(1-3)mm2=(3-5)rrm走刀长度/=3OmmIl=yae(d-ae)+(13)mm=3O(1OO-3O)+(13)mmP45.8+(13)mm%(46.848.8)mm取=48rm,
30、I2=4mm走刀次数Z=230 + 48+4375X 2mi 0.437 nin工序08：钻4x13孔；钩4x22深6沉孔工步一：钻4x13孔8 .机床选择摇臂连杆4x13孔，粗糙度Ra6.3,加工设备选择摇臂钻床Z3025。9 .刀具选择由参考文献表8-30,选择高速钢麻花钻13mm。10 切削深度与由参考文献表11-42钻孔切削用量公式q=g,式中心为钻孔后直径13mmd13XUan=-=mm=6.5mmP2211 切削速度匕和进给量f由表3.1高速钢麻花钻孔时，直径13的切削速度已=2436mmin,进给量/=0.150.3mmro由参考文献表4.2-13摇臂钻床Z3025进给量参数，进
31、给量在/=0.150.3mmr区间里有0.16mm/r、0.2mm/r、0.25mmr和0.3mmr,进给量取=0.25mmr0切削速度匕=25mmin12 主轴转速再由参考文献表11-42知切削速度计算公式如下:nv =IOOOvd1000x253.1413r/min 612rmin由参考文献表4.2-12摇臂钻床Z3025主轴转速知，与转速612rmin相近的转速为630rmin,故主轴转速二630rmin13 工时计算由参考文献表6.2-5知钻削机动时间的计算公式:rr/+1+Z9.Ti=!二IJfa式中：钻削深度/=18mm1=ap+(2)mm=6.5mm+(12)mm=(7.58.5
32、)mm通孔时4=(14)mm,走刀次数，=4/+9.188+2.n-11Ti=!-1=4mm0.711minjft0.25630工步二：锐4x22深6沉孔1 .机床选择摇臂连杆4x22深6沉孔，粗糙度Ra6.3,加工设备选择摇臂钻床Z3025。2 .刀具选择由参考文献表8-30,选择高速钢麻花钻22mm3 .切削深度与由参考文献表”42钩孔切削用量公式铝,式中4沟忽孔后直径中22mm,为d-f92-13李忽孔前直径中13mm,an=mm=4.5mmp224 .切削速度匕和进给量/由表3.1高速钢钩孔钻钩孔时，直径中22的切削速度匕=2436mmin,进给量=0.150.3mmro由参考文献表4
33、213摇臂钻床Z3O25进给量参数，进给量在/=0.150.3mmr区间里有0.16mm/r、0.2mmr.0.25mmr和0.3mmr,进给量取了=0.25mmr0切削速度匕=25mmin5.主轴转速1000x253.1422r/min 362rmin再由参考文献表11-42知切削速度计算公式如下：100Ovnv=TId由参考文献表4.2-12摇臂钻床Z3025主轴转速知，与转速362rmin相近的转速为375rmin,故主轴转速n=375rmin6 .工时计算由参考文献口表6.2-5知钩削机动时间的计算公式:I+ll+I2.Ti=!J加式中：钩削深度/=6mm/=+(12)mm=4.5mm+(1-2)mm=(5.56.5)mm盲孔时4=0m，走刀次数i=4Tj6 + 6 + 00.253754rrrin=0.512 min工序09：精铳基准A1 .选择刀具由参考文献国表10-3选择
