小连杆设计任务说明书朱闫051310732讲解Word下载.docx
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第1章零件工艺的分析
1.1零件的分析------------------------------------1
1.1.1零件作用的分析------------------------------1
1.1.2零件的工艺性分析----------------------------1
1.2工艺规程设计-----------------------------------2
第2章拟定零件加工的工艺路线
2.1定位基准的选择----------------------------------2
2.1.1粗基准的选择---------------------------------2
2.1.2精基准的选择---------------------------------3
2.2制定工艺路线------------------------------------4
第3章机械加工余量及工序尺寸的确定
3.1确定毛胚的尺寸----------------------------------4
3.2铣端面----------------------------------------6
3.3钻ф7.94mm孔----------------------------------6
3.4钻倒角-----------------------------------------7
3.5钻φ3.15mm孔----------------------------------7
3.6钻φ3.7孔--------------------------------------7
3.7铣1mm槽--------------------------------------8
3.8攻螺纹------------------------------------------8
3.9钻φ2.5mm孔------------------------------------9
3.10工时定额--------------------------------------9
第4章夹具设计
4.1专用钻床夹具设计----------------------------18
4.1.1定位方案----------------------------------18
4.1.2夹紧机构----------------------------------18
结论-----------------------------------------------19
参考文献-----------------------------------------21
第1章零件工艺的分析 1.1零件的分析
图11.1.1零件作用的分析 题目所给的零件典型零件的一种—连杆。
连杆在机械运动中起着传递动力和连接运动的重要作用。
其在各类机械中都有着广泛的应用,如;
车辆的转向连接处、起重机的推杆等等,而且他还可以承受一定的拉力,具有良好的平均载荷的能力。
连杆的截面积很小,但是,却可以传递很大的力,且加
工简单,因此,在传递动力的场合大多选用连杆
1.1.2零件的工艺性分析
连杆结构总共有两类加工表面。
现分述如下;
1.两连杆接头处的平面,即图中尺寸8和尺寸14两个厚度以及期间的距离11
.都是在加工两端面的过程中要考虑到的。
其中尺寸线都出自小端的一边可以将该面作为端面加工的基准从而对与其相联系的相关尺寸进行控制及验收。
2两个主要受力面即两个∮7.94
的孔,两个孔是本零件的关键尺寸,和其位置尺寸39.35±
0.1需首要保证的。
以它们为基准加工其他部分才能保证本件的正确性。
再就是三个润滑孔Ф1、Φ2.5、Φ3.7和M3.5×
3.5-H。
由以上分析知道,对于这两组加工面而言,可以先半精加工其中两个Φ7.94
的面,找到该零件的精基准,然后借助于专用的夹具加工另一组表面,和打润滑孔,从而保证它们之间的位置精度要求。
3两个φ7.94mm孔的孔面平行度应为100:
0.1;
φ7.94mm孔与外圆之间的同轴度为0.006mm。
1.2工艺规程设计
确定毛坯的制造形式,零件材料为45钢,零件为连杆用来承受一定的拉压力并且受变换的载荷,再者考虑其生产纲领为大批量生产。
而且它,的内外形状亦非太复杂,而且外型尺寸不大。
故选用金属型浇注成型,其大体形状铸出
。
第2章拟定零件加工的工艺路线
2.1定位基准的选择
2.1.1粗基准的选择
粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面的相互位置精度.以及加工表面的余量分配。
选择粗基准时必须注意以下几个问题
1如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度要求应以不加工表面作为粗基准。
如果工件上由很多不需加工的表面则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。
2必须首先保证工件上的某种要表面的加工余量均匀则应选择该表面作为粗基准。
3选作粗基准的表面应尽量平整光洁不应有飞边、浇口、冒口等缺陷。
4粗基准一般只能使用一次。
按照粗基准的选择原则,为保证不加工表面的和加工表面的位置要求,应选择不加工表面为粗基准,故此处选择杆壁左侧(无凸出)为第一毛基准;
在加工φ7.94mm孔时,为保证孔壁均匀,选择φ12mm的外圆表面为第二毛基准。
2.1.2精基准的选择
精基准的选择应重保证零件的加工精度,特别是加工表面的相互位置精度来考虑,同时也要考虑到装夹方便,夹具结构方便。
选择精基准应遵循下列原则;
①“基准重合”原则:
即应尽可能选用设计基准作为精基准。
这样可以避免由于基准不重合而引起的误差。
②“基准统一”原则:
即应尽可能选择加工工件的多个表面时都能使用的一组定位基准作为精基准。
这样就便于保证各加工表面的相互位置精度避免基准变换说产生的误差并能简化夹具的设计制造。
③“互为基准”原则:
当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时。
可以采取互为基准的原则,反复多次进行加工。
④“自为基准”原则:
有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀,再加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准,而该表面与其他表面之间的位置精度则有先行工序保证。
综上所述,在φ7.94mm两孔加工以后,各工序则以该孔为定位精基准.这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则.在加工某些表面时,可能会出现基准不重合,这时需要进行尺寸链的换算。
2.2制定工艺路线
由于大批大量的生产,故采用专用的夹具及尽量使工序集中来提高生产率,以降低成本。
工序1:
下料
工序2:
铸造
工序3:
调制
工序4:
磁性探伤
工序5:
同时粗铣2-ф12mm的一端面
工序6:
同时粗铣2-ф12mm的另一端面
工序7:
精铣小头ф10mm的一端面至Ra20μm,大头ф10mm的一端面至Ra2.5μm
工序8:
精铣小头ф10mm的一端面至Ra2.5μm,大头ф10mm的一端面至Ra20μm
工序9:
钻、扩、铰ф7.94孔至ф7.94~7.956mm、Ra12.5μm
工序10:
钻、扩、铰另一个ф7.94孔至ф7.94~7.956mm、
Ra12.5μm
工序11:
倒角至0.5mm、Ra10μm
工序12:
钻ф3.15mm孔,扩孔至ф3.7mm
工序13:
铣1mm槽
工序14:
加工螺纹M3.5mm
工序15:
钻ф2.5mm孔
工序16:
清洗
工序17:
检验、入库
机械加工工艺卡片见附录。
第3章机械加工余量及工序尺寸的确定
3.1确定毛胚的尺寸
此小连杆材料为45钢。
毛坯铸出后应进行调质,消除应力。
查机械加工工艺手册确定铸件主要尺寸的公差,调整过后的零件毛胚图如下:
图2零件的毛胚图
3.2铣端面
端面由粗铣、精铣两次加工完成,采用三面刃圆盘铣刀(高速钢),铣刀的规格为φ80*12(齿数为10)。
由《机械加工工艺手册》查得精加工余量为0.5mm,粗加工余量为2.5mm。
取粗铣的每齿进给量为0.2mm/z,取精铣的每转进给量为0.5mm/r,粗铣走刀一次αe=2.5mm,精铣走刀一次αe=0.5mm。
取粗、精铣的主轴转速分别为235r/min和475r/min,又由前面选定的刀具直径φ80mm,故相应的切削速度分别为:
υ粗=πDn/1000=π*80*235/1000m/min=59.06m/min
υ精=πDn/1000=π*80*475/1000m/min=119.38m/min
3.3钻ф7.94mm孔
由钻扩铰加工完成,采用高速钢钻头,直径分别为φ7.5mm,φ7.94mm,尺寸8mm由钻模保证。
钻孔:
查文献
(1)表5-21得进给量f=0.20mm/r,切削速度为20m/min。
转速n=1000v/πD=1000*20/π*7.5=848.83r/min
钻床为Z5025,九级主轴转速:
250,300,420,620,740,850,1400,1800,2600。
因此由机床选取实际转速为850r/min
实际切削速度为v=πDn/1000=π*7.5*850/1000=20.03m/min
扩孔:
同上得f=0.20mm/r,n=850r/min
v=πDn/1000=π*7.94*850/1000=21.20m/min
3.4钻倒角
f,n与钻ф7.94mm孔相同
v=πDn/1000=π*8.5*850/1000=22.70m/min
3.5钻φ3.15mm孔
钻削加工,采用直径φ3.15mm高速钢钻头,尺寸8mm由钻模保证。
查文献
(1)表5-21,由工件材料为45钢,碳含量约为0.42%~0.50%,得进给量f=0.13mm/r,切削速度为20m/min。
转速n=1000v/πD=1000*20/π*3.17=2021r/min
由机床选取实际转速为1880r/min
实际切削速度为:
v=πDn/1000=π*3.15*1880/1000=18.60m/min
3.6钻φ3.7孔
钻削加工,采用直径φ3.7mm高速钢钻头,尺寸8mm由钻模保证。
转速n=1000v/πD=1000*20/π*3.7=1721r/min
v=πDn/1000=π*3.7*1880/1000=21.85m/min
3.7铣1mm槽
1mm的槽面可用盘铣刀加工,铣刀规格为φ80*10。
取每齿进给量为0.1mm/z,αp=1mm,αe=1mm;
取主轴转速为375r/min,则相应的切削速度为:
υ=πDn/1000=π*80*375/1000m/min=94.25m/min
3.8攻螺纹
采用φ3.5mm精度6h的高速钢机动丝锥加工,尺寸8mm由钻模保证。
由文献
(1)表5-37,切削速度v=5~10m/min
由表5-38:
选用精度高的高速钢机动丝锥,另v=9m/min,底孔为φ3.15mm,背吃刀量a=3.5-3.15=0.35mm,进给量即螺距,f=0.35mm/r.
主轴转速n=1000v/πD=1000*9/π*3.5=812r/min
由机床选取实际转速为850r/min
v=πDn/1000=π*3.5*850/1000=9.35m/min
3.9钻φ2.5mm孔
钻削加工,采用直径φ2.5mm高速钢钻头,尺寸8mm由钻模保证。
查文献
(1)表5-21,由工件材料为45钢,碳含量约为0.42%~0.50%,得进给量f=0.08mm/r,切削速度为20m/min。
转速n=1000v/πD=1000*20/π*2.5=2546r/min
由机床选取实际转速为2600r/min
v=πDn/1000=π*2.5*2600/1000=20.42m/min
3.10工时定额
3.10.1铣削
3.10.1.1粗铣端面
A.机动时间
由文献<
1>
表5-43得铣削的计算公式为
T=(L+L1+L2)*i/fMz
L1=【αe(D-αe)】0.5+(1~3),L2=2~5,L为铣削长度
fMz为工作台的水平进给量fMz=nf,i铣削次数
D=80mm,αe=2.5mm,αp=10mm,n=235r/min,f=2mm/r,i=1;
取L1+L2=17mm
Tb=(10+17)*1/(2*235)=0.06min
B.辅助时间由文献<
确定
开停车0.015min
升降铣刀0.015min
对刀0.02min
主轴运转0.02min
清除铁屑0.04min
卡尺测量0.10min
装卸工件1min
所以辅助时间
Tα=(0.015+0.015+0.02+0.02+0.04+0.1+1)min=1.21min
C.作业时间
TB=Tb+Tα=(0.06+1.21)min=1.27min
D.常量工作场地时间Ts取α=3%,则
Ts=TBα=1.27*3%min=0.038min
E.休息与生理需要时间Tr取β=3%,则
Tr=TBβ=1.27*3%min=0.038min
F.单件时间
Tp=2*(Tb+Tα+Ts+Tr)=2*(0.06+1.21+0.038+0.038)min=2.69min
3.10.1.2精铣端面
D=80mm,αe=0.5mm,αp=10mm,n=475r/min,f=0.5mm/r,i=1;
取L1+L2=12mm
同理
Tb=(10+12)*1/(0.5*475)=0.09min
Tα=1.21min
TB=0.09+1.21=1.3min
Ts=1.3*3%=0.039min
Tr=1.3*3%=0.039min
Tp=2*(Tb+Tα+Ts+Tr)=2*(0.09+1.21+0.039+0.039)min=2.76min
3.10.1.3铣1mm槽
D=80mm,αe=1mm,αp=1mm,n=375r/min,f=1mm/r,i=5
表5-44L1+L2=11mm
Tb=(10+11)*5/(1*375)=0.27min
TB=0.27+1.21=1.48min
Ts=1.48*3%=0.044min
Tr=1.48*3%=0.044min
Tp=Tb+Tα+Ts+Tr=0.27+1.21+0.044+0.044)min=1.57min
3.10.2钻削
3.10.2.1钻ф7.94mm孔
表5-43得钻削的计算公式为
T=(L+L1+L2)/fn
L1=(1/2)Dcotk+(1~2),L2=0
D=7.5mm,k=15°
f=0.2mm/r,L=8mm;
Tb=(8+(1/2)7.5cot15°
+1)/(0.2*850)=0.14min
升降钻杆0.015min
装工件0.5min
Tα=(0.015+0.015+0.02+0.5)min=0.55min
TB=Tb+Tα=(0.14+0.55)min=0.69min
表5-43得扩孔的计算公式为
L1=(1/2)*(D-d)cotk+(1~2)
D=7.94mm,k=15°
f=0.2mm/r,L=8mm,a=(7.94-7.5)/2=0.005mm,查表得L2=3mm;
Tb=(8+(1/2)*(7.94-7.5)cot15°
+1)/(0.2*850)=0.07min
B.辅助时间同上
TB=Tb+Tα=(0.07+0.55)min=0.62min
铰孔:
表5-43得绞孔的计算公式为
f=0.2mm/r,L=8mm,a=(0.016)/2=0.008m,查表得L1=0.1mm,L2=11mm;
Tb=(8+0.1+11)/(0.2*850)=0.11min
TB=Tb+Tα=(0.11+0.55)min=0.66min
总的:
D.常量工作场地时间Ts取α=3%
Ts=TBα=0.69*3%min
Tr=TBβ=0.69*3%min
Tp=(1+6%)*(0.69+0.62+0.66)min=2.24min
3.10.2.2钻φ3.15mm底孔
T=(L+L1+L2)/fn
D=3.15mm,k=15°
f=0.13mm/r,L=14.2mm;
Tb=(14.2+(1/2)3.15cot15°
+1)/(0.13*1880)=0.09min
TB=Tb+Tα=(0.09+0.55)min=0.64min
Ts=TBα=0.64*3%min
Tr=TBβ=0.64*3%min
Tp=(1+6%)*(0.64)min=0.68min
3.10.2.3钻φ3.7mm孔
D=3.7mm,k=15°
f=0.13mm/r,L=4mm;
Tb=(4+(1/2)3.7cot15°
+1)/(0.13*1880)=0.04min
清理铁屑0.04min
卡尺测量0.10min
卸工件0.5min
Tα=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.10+0.5)min=0.69min
TB=Tb+Tα=(0.04+0.69)min=0.73min
Ts=TBα=0.73*3%min
Tr=TBβ=0.73*3%min
Tp=(1+6%)*(0.73)min=0.77min
3.10.2.4攻螺纹
T=(L+L1+L2)/fn+(L+L1+L2)/fn
L1=(1~3)p,L2=(2~3)p
L1=2p=0.7mm,L2=2p=0.7mm,f=0.35mm/r,n=n=850r/min,L=10.5mm;
Tb=2*(10.5+0.7+0.7)/(0.35*850)=0.08min
Tα=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.10+1)min1.19min
TB=Tb+Tα=(0.08+1.19)min=1.27min
Ts=TBα=1.27*3%min
Tr=TBβ=1.27*3%min
Tp=(1+6%)*(1.27)min=1.28min
3.10.2.5钻φ2.5mm孔
D=2.5mm,k=15°
f=0.08mm/r,L=2.1mm;
Tb=(2.1+(1/2)2.5cot15°
+1)/(0.08*2600)=0.04min
TB=Tb+Tα=(0.04+1.19)min1.23min
Ts=TBα=1.23*3%min
Tr=TBβ=1.23*3%min
Tp=(1+6%)*(1.23)min=1.30min
从前述的基准选择的分析及制定的工艺规程和工序卡。
现选
择工序5工序9和工序10工序13来设计对应的专用夹具。
我的夹具是工序9的。
4.1专用钻床夹具设计
4.1.1定位方案
由于工件被加工孔的轴线对两端面没有严格的垂直度要求,
为了简化夹具结构,采用大端台阶端面作为主要定位基准,在小端端面采用辅助支承,以此限制三个自由度;
另选择工件外形两端圆弧在活动V形块和固定V形块之间定位。
活动V形块限制一个自由度,固定V形块限制
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