连杆工艺学课设.docx
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连杆工艺学课设
摘要……………………………………………………………………………1
第1章工艺进程设计说明……………………………………………………2
零件图工艺分析…………………………………………………………2
零件的工作状态及工作条件…………………………………………2
零件的结果分析………………………………………………………2
零件的技术条件分析…………………………………………………2
表面本身精度………………………………………………………2
表面间的位置精度…………………………………………………2
零件的其他技术要求………………………………………………2
零件的材料及切削加工性……………………………………………3
零件图尺寸标注分析…………………………………………………3
为保证热处置质量的查验说明………………………………………3
零件的工艺性分析……………………………………………………3
毛坯的设计………………………………………………………………3
毛坯种类的肯定………………………………………………………3
毛坯的工艺要求………………………………………………………4
分模面的肯定………………………………………………………4
圆角半径……………………………………………………………4
拔模斜度……………………………………………………………4
技术要求说明………………………………………………………4
毛坯的余量和公差……………………………………………………4
工艺规程设计……………………………………………………………4
工艺线路的制定………………………………………………………4
加工方式的选择……………………………………………………5
阶段的划分…………………………………………………………5
工序的基准的选择…………………………………………………6
热处置工序的安排…………………………………………………6
工艺线路整体分析…………………………………………………6
工序尺寸的肯定………………………………………………………6
表面处置层计算……………………………………………………7
有关机床夹具、刀具、量具选择的相关说明………………………8
第2章钻床夹具设计…………………………………………………………10
设计方案…………………………………………………………………10
整体说明…………………………………………………………………10
夹具构造特点及工作原理………………………………………………10
定位零件………………………………………………………………10
夹紧机构………………………………………………………………11
对刀装置………………………………………………………………13
快换钻套………………………………………………………………13
圆形对刀块……………………………………………………………14
夹具体误差分析…………………………………………………………15
对刀引导误差…………………………………………………………15
安装误差及夹具部份制造误差引发的误差…………………………16
个人总结…………………………………………………………………………17
参考资料…………………………………………………………………………18
摘要
汽车制造工艺学课程设计,主如果应用机械制造工艺学的大体理论知识,通过辅助课程:
画法几何、机械制图、几何公差、机械设计等,来综合的解决实际问题。
是一次综合性很强的课程设计。
本次课程设计任务是完成加力开关的工艺规程和相关工艺装备的设计,以便在工厂能够大量量的加工生产该零件。
按照连杆结构特点,材料的性质及加工特性还分析了零件的主要加工表面,比较详细的分析了工艺线路的制定,而且对有关部份穿插了毛坯、机床、刀具、量具的选择,和加工中易产生的缺点和防范办法,对工艺线路几种方案的选择。
在夹具设计进程中,按照铣床、钻床夹具的特点,肯定了定位方案的选择、夹紧结构的设计,和误差分析,技术条件的制定。
在进行说明书编写和设计工程中,参考了有关文献和资料,在参考资料索引中有详细的说明。
关键词:
连杆;工艺规程;夹具;技术要求
第1章.工艺进程设计的说明
零件图工艺分析
零件的工作状态及工作条件
此零件是摩托车汽缸内连杆,用于传递运动,工作状态为持续的做往复运动,活塞推动连杆,连杆带动曲轴所产生的运动,因此它不断的做一种周期性的运动,工作条件是在内燃机内部封锁的状态下工作。
零件的结构分析
零件的结构能够看做为两头是圆柱体,中间是长方体,从结构能够看出此零件的配合件是两个圆柱件,因此要求此件与配合件之间存在必然的配合要求。
零件的技术条件分析
表面本身精度
从零件图的要求可知,此零件的工作表面的精度较高,从图纸上可知,上下表面间的厚度尺寸为±,两孔的直径别离为Ф14
和
Φ
,两主要表面即上下表面的粗糙度均为,两孔内侧的粗糙度为。
表面间的位置精度
从工件零件图可知,此件的位置精度要求较高,上下表面间的平行度为;大孔轴线对上下表面的垂直度为Φ;大孔对轴线的圆度与圆柱度别离为、;小孔对大孔的平行度为;小孔对轴线的圆度与圆柱度别离为、。
零件的其它技术要求
零件表面要进行渗碳,渗碳层深度为~~,同时要求表面淬火,要求硬度大于HRC60,毛坯的要求应知足以下几点:
(1)横锻件采用锤上模锻;
(2)未注圆角半径为R2;
(3)未注拔模斜度5°;
(4)M与N之差不大于;
(5)磁力探伤检测;
(6)神探深度~,硬度HRC>60;
(7)连杆重量为51±2克;
(8)非渗碳表面允许保留防护层;
(9)发蓝(非工作表面);
(10)本锻件进行ⅡC类查验。
查验要求:
毛坯内部无砂眼,无残余应力,无塑性变形。
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,所以工艺性好,可用一般的刀具进行加工,同时此材料的机械性能较好。
零件图尺寸标注分析
由零件图的分析可知,此零件的主要表面为上下表面及两轴线的尺寸,同时对两孔内侧的要求较高,所以在进行尺寸标注时必需第一考虑重要工作表面的尺寸精度,位置精度和形状精度,所以咱们在标注时工件的较高精度尺寸要第一保证,其它的能够按一般要求进行。
为保证热处置质量的查验说明
此零件要求进行查验。
在工件加工以后、发蓝之前进行ⅡC类查验,以保证加工要求;在工件的加工进程中要进行中间查验,以保证各工序的加工要求;在工件加工前进行毛坯的磁力探伤,以保证加工后零件的工作安全。
零件的工艺性分析
从总的加工来看,此零件的加工有必然的难度。
因为此零件的加工精度要求特别高,这就对咱们加工的设备、加工刀具、工人的技术水平等都有必然程度的要求。
从零件的要求来看,主要的要求为工件的上下表面的平行度和粗糙度,同时两孔的轴线的位置精度和孔对轴线也有必然的要求。
孔的圆度与圆柱度的要求都是加工的难点。
按照这些要求,咱们必需采取相应的办法保证加工的要求。
为了保证粗糙度的要求,咱们必需选择适当的刀具与加工机床,为了保证位置精度,咱们必需选用精度较高的夹具以保证两轴线的位置关系。
同时选择技术高的工人也是保证加工要求的另一个重要的要求。
毛坯的设计
毛坯种类的肯定
此零件为成批生产,所以采用锻造,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台阶、凸肩所以适用于模锻。
毛坯的工艺要求
分模面的肯定
按照工件的结构特点,此毛坯件的分模面肯定为对称面,如此肯定有利于毛坯的加工,同时易于保证毛坯质量。
圆角半径
按照毛坯的加工要求,此毛坯的加工圆角为R2,选择圆角是为了保证毛坯在加工时不易破坏。
拔模斜度
此毛坯的拔模斜度,按要求为5°。
技术要求说明
毛坯的技术要求同中所述。
毛坯的余量和公差
由于此零件只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。
设加工余量为A
,则由分析计算可得:
A=()=
EIA=(+)=
所以加工余量为2
mm(单边)
工艺规程设计
工艺线路的制定
按照加工要求,拟选择不同的加工方式。
咱们把几种工艺方案用方框的形式表示如下:
加工方式的选择
从本工件的加工工艺性,与加工的经济性来看,咱们选择如下的工艺线路:
铣上下表面→粗磨上下表面→扩孔铰孔→精磨内孔→锪倒角→淬火→渗碳→精磨上下表面→珩磨内孔
阶段的划分
咱们能够把加工进程分为三个阶段:
(1)从毛坯到工件上下表面的加工;
(2)工件孔的加工;
(3)工件孔与表面精度加工。
工序的基准的选择
加工上下表面时,加工工序的基准选择如图;
所示加工A面,用D面定位;加工D面用A面定位;
加工孔时用A、B、C面定位。
图工件的工序基准
热处置工序的安排
按照加工线路,本工件要进行的热处置有渗碳与淬火,渗碳和淬火放在锪倒角的工序以后。
工艺线路整体分析
以工艺线路的进程看,本工件用上下表面为基准加工对应的表面,以保证加工表面能达到预定的加工要求;加工表面以后进行渗碳加工,保证加工表面有必然的韧性与硬度;渗碳以后进行孔的加工,孔的加工进行粗精加工相结合,毛坯带有孔。
为了达到工件所要达到的要求,咱们进行表面精加工通过精磨的方式,同时孔通过珩磨达到要求精度;最后进行终检。
若是达到要求,进行发蓝入库。
工序尺寸的肯定.
表各道工序的工序尺寸
工序名称
基本尺寸
加工余量
工序尺寸
铣两平面
(单面)
±
粗磨两面
(单面)
12±
扩孔(大)
2(直径)
Ф+
铰孔(大)
(直径)
Ф+
扩孔(小)
13
(直径)
Ф+
铰孔(小)
(直径)
Ф+
精磨两平面
12
(单面)
磨大孔
(直径)
Ф
磨小孔
(直径)
Ф
珩磨孔尺寸(大)
(直径)
Ф
珩磨孔尺寸(小)
(直径)
Ф14
从本工件的加工工艺性与加工的经济性上考虑,咱们选择如下工艺线路:
铣上下表面——粗磨上下表面——扩铰孔——锪倒角——渗碳——淬火——精磨上下表面——精磨两孔——珩磨内孔
表面处置层计算
渗碳层深度计算:
渗碳前工序尺寸为
渗碳层深度~~,即
渗碳后工序尺寸为+0
设渗碳层尺寸为B
B
B=+则渗碳层深度为+。
有关机床夹具、刀具、量具选择的相关说明
粗铣:
设备:
卧式铣床X60(P=
夹具:
平口钳
量具:
游标卡尺
刀具:
圆柱铣刀Ф50
刀具材料:
硬质合金YG8
粗磨:
设备:
平面磨床M15A
夹具:
磁力吸盘
量具:
游标卡尺
刀具:
A46#ZY
AP30×5×10
扩铰:
设备:
摇臂钻床Z2305
夹具:
专用夹具
量具:
内径千分尺
刀具:
扩孔钻;铰刀
锪倒角:
设备:
摇臂钻床Z3025
夹具:
专用夹具
刀具:
锪钻
精磨:
设备:
卧式圆台平面磨床M7332A
夹具:
磁力吸盘
刀具:
A46#ZY
AP30×5×10
量具:
游标卡尺
精磨:
设备:
内圆磨床MD215
夹具:
专用夹具
刀具:
WA80#ZYP10*10*3
量具:
内径千分尺
珩磨内孔:
设备:
半自动立式珩磨机MB425×3213
量具:
内径千分尺
夹具:
专用夹具
刀具:
珩磨头
第2章.钻床夹具设计
设计方案
由于该夹具应用于孔的加工,则要求该夹具除能够保证孔本身的加工精度外还要保证两圆轴件间的中心距的位置精度。
整体说明
在底面处:
平面定位(限制三个自由度)
孔两头采用V型块定位(限制三个自由度)
该夹具的底部——夹具体
本夹具结构简单,操作方便,适用于成批生产小型杆件零件。
由于台阶面定位会产生过定位现象,因此当碰到工件加工要求高时,应将加工Ф14处的支承做成浮动支撑形式,则定位精度能进一步提高,但相应的结构要复杂些且增加一些辅助面。
夹具构造特点及工作原理
移动式钻模适用于单面轴式钻床钻削一个工件某个表面上的多个孔,一般工件和加工孔径部都不属于小型夹具,该设计采用自由移动式模,用于加工连杆大小端上的孔工件,和端面及大小端圆弧面的两个定位套,活动V型块及固定V型块(左侧)上的定位,实现完全定位。
先将手轮推动活动V型块压紧工件,然后转动手轮带动螺钉转动,压迫钢球,使两半月键向外胀开锁紧,为了产生夹紧分力,V型块有倾斜角,使工件在夹紧分力作用下与定位套紧贴在钻模上安装两个钻套,钻套的中心距及定位元件尺寸位置精度是按工件工序而定的,从而达到正确安装的要求。
定位零件
该钻床的夹具的定位零件,主要包括夹具的表面、大小端圆弧面的两个定位套、活动V型块及固定V型块,实现六自由度的定位。
定位套:
该夹具应保证定位精度,有利于减小夹紧力,所以该夹具夹紧力应与钻削轴向力相同。
夹紧力作用点应维持工体定位稳固,不至于引发位移或偏移,并使夹紧变形尽可能的减小。
夹紧机构
该钻床具的夹紧机构为两V型块,夹紧力方向应保证有定位精度,有利于减少夹紧力,所以该夹具的夹紧力与钻削轴向力相同。
夹紧力的作用点应维持工件定位稳固而不引发位移偏移,并使夹紧变形尽可能小。
1)其中固定V型块,如图:
图 固定V型块
由于需要夹紧的连杆为模锻件,拔模角度为5度,所以选择B型,角度为5度,其它具体尺寸查《金属机械加工工艺人员手册》,得出数据如表表图释中大体尺寸
N
D
B
H
L
l
l1
A
A1
d
d1
d2
h
b
r
基本
尺寸
极限偏
差H7
18
60
14
40
10
8
12
14
5
+
0
12
6
6
注:
T=L+;
材料:
20(GB699-65);
热处置:
渗碳深度~~,HRC60—64;
零件上有配合要求的表面应经防锈处置,其余表面应经氧化处置;
凡未注明尺寸的倒角均为1*45度,圆角半径为。
2)活动V型块进行夹紧,活动V型块的结构如图,
图活动V型块的结构
一样选择B型,角度为5度,其他尺寸查《金属机械加工工艺人员手册》,得出数据如表,
表图释中大体尺寸
N
D
B
H
L
l
l1
b
b1
r
r1
基本
尺寸
极限偏
差f7
基本
尺寸
极限偏
差f9
32
42
14
30
16
32
10
11
1
注:
材料:
20(GB699-65);
热处置:
渗碳深度~~,HRC60~~64;
零件上有配合要求的,表面应加防锈处置,其余表面应经氧化处置;
凡未注明尺寸的倒角均为1*45度,圆角半径均为。
紧定螺钉用平板如图
图紧定螺钉用平板
查手册各尺寸如表,
表图示上大体尺寸
d
L
B
H
A
A1
A2
d1
d2
h
h1
M10
38
45
15
25
10
28
9
15
9
16
对刀装置
从实际考虑,工件较小,工件能够从侧面装入,因此可选用固定式钻模板,由于两孔加工时需对孔进行扩孔、钻孔,加工应选用活动钻套,为保证对刀精度,因此钻套外圆面配合间隙不能过大或过小。
过大:
影响孔的加工精度;过小:
配合过紧不便装配,因此采用小间隙配合。
钻套外径与衬套内径用H7/g6配合夹紧。
加工孔时,选用立式钻床,在它装大小支承座的同时应通过磨大小支承座上端面,保证两头面与夹具体底面平行度公差不大于。
快换钻套
快换钻套如图
图快换钻套
本连杆加工需要钻两孔,故选用两不同尺寸钻套,尺寸如下表。
表孔尺寸
d
D
D1
D2
H
h
h
大端孔
>20~25
35
50
48
32
14
8
小端孔
>11~15
22
35
33
24
12
7
m
m
C
C1
C2
α
δ
大端孔
19
20
2
60°
小端孔
13
2
50°
圆形对刀块
圆形对刀块如图,相对尺寸如表
表相对尺寸
D
H
h
d
d1
16
10
4
10
图圆形对刀块
夹具体误差分析
按照夹具体结构形状的分析,此钻床夹具存在以下误差:
对刀引导误差
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
于工序尺寸方向上最大变更量称为对刀引导误差。
对刀误差=Δ对刀=2×(Tc夹+△
+T1+X)
Tc夹:
钻模板底孔中心线最大配合间隙;
△
:
刀具与快换钻套最大配合间隙;
T1:
快换钻套内外圆的径向跳动误差;
X:
刀具结尾的偏斜
;
B:
快换钻套宽度;
△
:
固定衬套与快换钻套最大配合间隙。
安装误差及夹具部份制造误差引发的误差
工作在安装进程中,由于工件在夹紧进程中利用夹紧,力的大小将引发整个孔加工同向偏移,且不影响工件的工件精度。
第二由于支承座平行度公差将引发钻的位置精度,钻模板两钻模孔的制造误差将引发的误差。
在安装衬套与钻套时应尽可能保证它的中心线与支承座平面和夹具体底面的平行度,尽可能保证加工出的孔的位置精度。
对孔的形状精度,应尽可能保证刀具的精度,在加工进程中避免对工件施加外力作用和避免移动夹具。
夹具总配图及其部份尺寸注见夹具装配图附其它部份的零件。
个人总结
机械制造工艺学课程设计是咱们大学期间最重要的一次课程设计,这是咱们在毕业设计之前对所学各课程的一次深切的综合性的总温习,也是一次理论联系实际的训练。
通过这次课程设计,增强了对汽车制造工艺学理论知识的理解,巩固了机械制图的知识,而且提高了实践能力,学会查阅各类专业书籍,专用图册等。
在编写工艺进程中,对零件的设计加工有了更进一步的了解,对工艺进程的要求有一个合理性简单的设计,在保证精度的基础上还要考虑到经济性,更要精准计算和制图,而且合理安排技术条件。
这次课程设计不单单是对机械制造工艺学的理论知识的回顾,更是对以前学习的画法几何、机械制图、几何公差、机械设计等学科的温习和巩固,从课程设计中锻炼分析问题,解决问题的能力,为以后的工作学习打下良好坚实的基础。
总的来讲,在这次设计中不仅学到了很多的东西,也意识到存在很多的不足和缺点,以后的日子自己应该加倍的尽力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事!
参考文献
1赵如福,金属机械加工工艺手册,上海科学技术出版社,1996
2张耀晨,机械加工工艺设计手册,北京航空工业出版社,1987
3王宝玺,汽车拖沓机制造工艺学,机械工业出版社,1988
4郑修本,机械制造工艺学[D],机械工业出版社,1992
5顾崇衔等,机械制造工艺学[D],陕西科学技术出版社,1981
6王绍俊,机械制造工艺设计手册[D],机械工业出版社,1985
7东北工学院,机械零件设计手册[D],冶金工业出版社,1988
8陆剑中,金属切削原理与刀具[D],机械工业出版社,1982
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