连杆零件的工艺规程设计说明书.docx

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连杆零件的工艺规程设计说明书

第一章：

工艺过程设计说明书

1.1零件图工艺分析-------------------------------------1

1.1.1零件的工作状态及工作条件----------------------------------1

1.1.2零件结构分析----------------------------------------------1

1.1.3零件技术条件分析------------------------------------------1

1.1.4零件材料及切削加工性--------------------------------------2

1.1.5零件尺寸、标注分析----------------------------------------2

1.1.6为保证热处理及检验说明------------------------------------3

1.1.7理念工艺分析----------------------------------------------3

1.2毛坯的设计-----------------------------------------3

1.2.1毛坯的种类确定--------------------------------------------3

1.2.2毛坯工艺确定----------------------------------------------4

1.2.3毛坯余量及公差--------------------------------------------6

1.3工艺规程设计---------------------------------------6

1.3.1工艺路线制定----------------------------------------------6

1.3.2工序尺寸确定----------------------------------------------7

1.3.3机械夹具、刀量、量具的选择--------------------------------8

第二章：

夹具设计

2.1设计方案-------------------------------------------10

2.2总体说明-------------------------------------------10

2.3夹具构造特点及工作原理-----------------------------10

2.3.1定位零件--------------------------------------------------11

2.3.2夹紧结构--------------------------------------------------12

2.3.3对刀装置--------------------------------------------------14

2.4夹具误差分析---------------------------------------15

总结-------------------------------------------------17

参考文献---------------------------------------------18

摘要

这次课程设计的题目是《连杆零件的工艺规程设计》，在这次课设中本说明书对连杆工艺规程及夹具规程进行说明。

1.工艺规程设计包括划分工艺路线和具体工序设计

（1）划分工艺路线从零件进行工艺分析开始选择和设计毛坯，分析，加工精度，包括加工方法的选择，加工路线选择，定位基准选择，热处理辅助工序等。

（2）具体工序设计每一步都包含了夹具和基准的选择，各种常用机床设备和加工方法及其经济精度，提高表面质量的加工方法，工艺，与实际形结合，注意工艺过程的技术经济性。

2.家居规程设计中，需要了解各类机床夹具的特征及专用夹具色设计方法，分析夹具的定位方案，夹紧的方法，构造特点及工作原理。

在设计过程中保证加工精度并使加工精度稳定，缩短辅助时间。

提高劳动生产率，分析加工误差的组成。

通过此记录课程设计，了解理论和实际相结合的重要性，与此同时，使我们专业素养得到很大提高。

关键词：

连杆，工艺规程，夹具设计

第一章工艺规程设计说明书

1.1零件图工艺分析

1.1.1零件的工作状态及工作条件

在这次课程设计中我们所设计的零件为摩托车气缸连杆,此零件作用于传递燃机所产生动力.工作状态为连续的往复运动,工作状态是燃机部封闭状态工作。

1.1.2零件结构分析

零件的结构可看作是两端圆柱形，中间为工字梁做连接，总形状可以看出零件的配合处是两个圆柱端，因此要求此件与配合件之间存在一定的配合要求。

1.1.3零件的技术分析

（1）零件表面精度

从零件图的要求可知，此零件的工作表面的精度要求较高，上下表面间的尺寸为11.08±0.05两孔的直径分别为

和

。

上下表面的粗糙度为Ra0.8两孔的侧粗糙度为Ra0.1。

（2）表面间的位置精度

从零件图可知，此件的位置精度较高，上下表面的平行度0.03，大孔轴线对上下表面的垂直度为0.01。

两孔轴线平行度0.008。

大孔侧对轴线的圆柱度0.003。

小孔侧对轴线的圆柱度0.0025，大孔圆柱度为0.003，小孔圆柱度为0.0025。

（3）零件的其他技术要求

零件表面要进行渗碳，渗碳层深度为0.095~1.071。

同时要求渗碳深度表面淬火，要求硬度

HRC60。

毛坯的要求应满足以下几点：

a.模锻件采用锤上模锻；

b.未注明拔模角

；

c.未注明圆角半径R2；

d.沿分模面允许错移量0.5mm；

e.磁力探伤检验；

f.非渗碳面允许保留防护层；

g.连杆重量为51

2g；

h.表面缺陷层深度不超过加工层的一半；

i.同边允许参与残余毛边0.8mm；

j.本锻件进行ⅡC类检验；

检验要求：

毛坯部无砂眼，无残余应力，无塑性变形。

1.1.4零件的材料及切削加工性

此零件的材料为20CrMnTi，此材料的硬度较低所以加工性较低，所以加工性较好，可用一般的刀具加工，同时此材料的刚性较好。

1.1.5零件尺寸标注分析

有零件图的分析可知，此零件的主要表面为两孔侧表面及两轴线的尺寸。

同时上下表面也要求较高，所以在进行给定工序时，必须首先考虑重要工作表面的尺寸精度，位置精度与形状精度。

所以我们在加工时，工件的较高精度首先保证，其他可以接一般的要求进行。

1.1.6为保证热处理的检验说明

此零件要求进行检验，在工件加工之后，发货之前进行ⅡC类检验以保证加工要求，在加工过程中要进行中间检验，以保证后面工序的加工要求。

在工作加工后进行磁力探伤。

以保证加工零件的工作安全。

1.1.7零件的工艺分析

从加工精度的角度来看，此零件的加工精度要求特别高，这就要求我们加工的设备，加工刀具以及工人的技术水平等都要有一定的高度。

从零件的设计要求来看，主要的要求为工件的上下表面的平行度。

两孔的轴线位置精度和孔轴线的要求，孔的圆柱度与圆度的要求，都是加工的难点。

我们必须采用相应的措施保证加工要求。

为了保证粗糙度的要求，必须选择适当的刀具与加工机床，为了保证位置精度，必须选择精度较高的夹具，以保证零件各处要求的位置关系，同时选择技术高的工人是保证加工精度的另一个重要因素。

1.2毛坯的设计

1.2.1毛坯的种类确定

从零件图可知，此零件毛坯要求为锤上模锻，此零件的毛坯外形简单。

只有凸台、凸肩，以及两孔，所以适用于模锻。

1.2.2毛坯的工艺要求

（1）分模面确定为对称面，这要确定有利于毛坯的加工，同时以保证毛坯质量。

图1-1

从本工件的加工工艺性与加工经济性来看，所选择的工艺路线为：

a.加工方法的选择

b.阶段的划分：

根据加工的过程可以把加工分为四个阶段：

1从毛坯的锻造到工件上下表面的加工。

2工件表面的孔的粗加工

3工件表面的精加工

4工件孔的精加工

c.工序基准的选择

加工工序基准的选择如图所示，加工A面时用D面定位，加工D面时用A面定位。

加工孔时用A、B、C定位。

图1-2

d.热处理工序的安排

根据零件的硬度要求，此工件的材料20CrMnTi，未能达到硬度要求HRC

所以工件要进行热处理工序（即渗碳，淬火和回火）热处理应安排在精加工之前，从而使零件达到硬度要求。

e.工艺路线总体分析

从工艺路线的过程看，本工件上下表面是机械加工中的主要定位基准，应首先加工出两表面，可以采用铣削和磨削加工。

以保证加工表面能达到预定的加工要求，加工两表面之后进行孔加工，粗加工可采用扩孔和粗镗，半精加工可采用精镗，粗精加工可采用珩磨。

在中间检验之后要进行孔的渗碳处理以保证加工表面有一定的韧性和硬度，最后进行检验。

（2）圆角半径

根据毛坯的加工要求，此毛坯的圆角度为R2，选择圆角是为了保证毛坯在加工时不易破坏

（3）拔模斜度

此拔模的斜度按要求为

（4）技术要求及说明

毛坯的技术要求同1.1.3—（3）

1.2.3毛坯的余量和公差

由此零件加工上下表面和两个孔，所以此毛坯的加工余量在上下表面有计算分析得加工余量：

如图所示：

A=15-11.8=3.2

Esa=1-（-0.05）=1.05

Eia=-1-0.05=-1.05

=

图1-3

1.3工艺规程设计

1.3.1工艺规程的制定

根据加工要求可以选择不同的加工方法。

下面可以达到设计精度要求几种工艺方案，用方框图，形式如图1-1所示。

1.3.2工序尺寸的确定如表1-1所示

工序名称

加工余量

工序尺寸

工序公差

尺寸及公差

端面加工

精磨

0.2

11.8

0.1

11.8±0.05

精铣

1.0

12

0.3

12±0.15

粗铣

2.0

13

1

13±0.5

毛坯

—

15

2

15±1

大孔加工

珩磨

0.07

22.05

0.92

金刚镗

0.1

21.98

0.033

半精镗

0.83

21.88

0.14

粗镗

2.05

21.05

0.28

毛胚孔

—

19

2

小孔加工

衍磨

0.07

14

0.012

金刚镗

0.1

13.93

0.035

半精镗

0.83

13.83

0.12

扩孔

2

13

0.12

毛胚孔

—

11

2

孔渗碳度计算：

渗碳前工序尺寸

渗碳层深度为0.6-0.9即

渗碳后工序尺寸

则渗碳层尺寸为

B=11.025+0.6-10.94=0.765

Esb=0.3+0.006=0.306

Eib=0+0-0.07=-0.07

则渗碳层深度为0.695-1.071

1.3.3机床夹具、刀具、量具的选择

粗精铣设备立式铣床

夹具矩形电磁盘

量具游标卡尺

刀具圆柱铣刀

刀具材料硬质合金YG8

=2.0mm

精磨设备卧轴矩台平面磨床m7130k

夹具矩形电磁盘

量具外径千分尺

刀具平行砂轮

扩孔设备摇臂钻床23025

夹具专用夹具

量具径千分尺

刀具硬质合金扩孔钻

镗孔设备坐标镗床T4145

夹具专用夹具

量具径千分尺

刀具孔镗刀

细镗孔设备金刚石钻床M42513

夹具专用夹具

量具径千分表

刀具珩磨头

第二章钻床夹具设计

2.1设计方案

由于该家具应用于孔的加工，所以要求该家具除可以保证孔本身的加工精度外，还要保证圆轴线间的中心距的位置精度。

2.2总体说明

在端面采用平面定位（限制3个自由度）；

孔两端采用V型坯定位（限制3个自由度）；

该夹具的底部为夹具体；

本夹具体结构简单，操纵方便，适用于成批生产小型杆类零件。

2.3夹具构造特点及其工作原理

移动式钻模适用于单轴式立式铣床，可先铣后钻，扩削一个工件中的一个表面的各个孔，该家具采用自由式钻磨，用于加工连杆大，小端上的孔，夹具上的两个定位套，活动V型块及固定V型块（右侧）用于定位工件端面及大小端面弧面,以实现完全限制工件的六大自由度,装夹工件时,先用手轮推动V型块的紧压工件然后继续转动手轮带动螺钉转动,压迫钢球,使两个平键向外胀开锁紧.V型块有斜角,使工件在压紧分力作用下与定位套紧贴在横板上安装两个钻套,钻套的中心距为定位元件尺寸位置精度与按工序而定的,从而完成正确装夹。

2.3.1定位零件

定位零件包括家具中的两个定位套.活动V型块.以及固定V型块.实现完全定位

（1）固定V型块

形状如图2-1所示，尺寸如表2-1所示。

图2-1

N

D

B

H

I

I1

L

A

A1

d1

d2

d

h

b

r

18

15-20

28

14

10

8

40

12

14

6.6

12

6

6

0.5

表2-1

（2）定位套

该钻床夹具应保证定位精度,有利于减小夹紧力所以该夹具夹紧力与钻削轴向力相同,夹紧力作用点应保持工件定位稳固,因而不至于引起位移或偏移,并使夹紧弯型尽可能减小.

2.3.2夹紧机构

（1）活动V型块

形状如图2-2，尺寸如表2-2所示。

图2-2

表2-2：

N

D

B

H

L

l

l1

b

b1

b2

b3

r

相配件d

32

25

-

35

基本尺寸

极限偏差

基本尺寸

极限偏差

55

16

13

10

13

24

10

1

M16

42

-0.025

-0.050

16

-0.016

-0.059

a.材料:

20钢.按GB099-85或T8A.按YB5-85

b.热处理:

20钢渗碳层深度0.8-1.2mm.淬火HRC-62.T8A钢淬火HRC58-62

c.技术条件按HB457-71

（2）紧定螺钉用平板

形状如图2-3所示，尺寸如表2-3所示。

图2-3

表2-3：

d

L

B

H

A

A1

A2

d1

d2

h

hi

M10

38

45

15

25

10

28

9

15

9

16

a.材料:

钢.按GB700-85

b.热处理:

淬火HRC35-40

c.技术条件:

按HB457-71

（3）半圆锁紧块两个材料T7HRC50-55

2.3.3对刀装置

（1）快钻套

形状如图2-4所示，尺寸如表2-4所示。

图2-4

表2-4：

d

D

D1

D2

H

h

h1

r

m

基本尺寸

极限偏差

基本尺寸

极限偏差

34

30

20

12

5.5

23.5

12

＞12-15

+0.034

+0.016

20

+0.015

+0.006

（2）圆形对刀块

形状尺寸如图2-5所示。

2.4夹具体误差分析

根据夹具体结构形状的分析,此钻床夹具存在以下误差：

（1）对刀引导误差

（2）用钻套引导刀具,刀具位置不可能绝对准确,刀具相对于定位表面位置在工序尺寸直向上最大变动标量为对刀引导误差。

对刀误差=2*（

+

2max+

+x）

---钻磨板底孔中心线距定位表面尺寸公差

x----刀具末端的偏斜x=

---快换钻套外圆的径向跳动误差

2max---刀具与快换套最大配合间隙

首先,工件在安装过程中,由于工件在夹紧过程中使用夹紧力的大小,将引起整个工件的横向偏移,但不影响工件的加工。

其次,由于支撑底座平行度公差将引起孔与端面的位置精度误差,在加工过程中,避免对工件施加外力和移动夹具。

总结

通过本次课程设计,有很多收获,我认为做课程设计是最能提高个人专业能力的方式,学到了很多以前忽视的问题,对于以前以懂的问题又有了新的了解和认识,对于工艺规程的分析有了更加深入的更加系统的了解.

通过对连杆进行了工艺分析，然后运用一些夹具方面的知识对连杆进行了夹具设计，并在夹具上对某个零部件进行了工艺设计。

在设计过程中，从加工工艺分析和绘制总装图到零部件的工艺设计，都是严格按照国家的标准要求来制定的。

运用数控设备进行加工，并对零件进行了专用夹具设计，不仅能满足加工要求，而且提高了生产量，经济效益明显。

此次课设让我的实践能力越来越强,使我更有信心面对以后的工作以及各种挑战,最后感老师对我们的悉心指导,使得这次课设可以顺利完成!

这次的课程设计还存在着不足之处，希望老师指出。

参考文献

[1]如副.金属机械加工工艺手册.：

科学技术，1996

[2]耀晨.机械加工工艺手册.：

航空工业，1987。

[3]市金属切削技术协会.金属切削手册.：

科学技术，2004。

[4]孟少农主编.机械加工工艺手册（第一卷）.：

机械工业，1998。

[5]航空工业装备设计手册.通用部分.国防工业。