三孔连杆工艺说明书

1课程设计说明书课程名称机械制造工艺学设计课题三孔连杆的机械加工工艺规程设计专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号2015年04月23日2课程设计任务书机械工程学院机械设计制造及其自动化专业学生姓名班级学号课程名称：机械制造工艺学设计题目：三孔连杆的机械加工工艺规程设计设计内容：1．产品零件图1张2．毛坯图1张3．机械加工工艺过程综合卡片1份4．机械加工工艺工序卡片1份5．课程设计说明书1份设计要求：大批生产（或成批）设计（论文）开始日期2015年04月23日设计（论文）完成日期2015年04月23日指导老师3课程设计评语机械工程学院机械设计制造及其自动化专业学生姓名班级学号课程名称：机械制造工艺学设计题目：三孔连杆的机械加工工艺规程设计课程设计篇幅：图纸共2张说明书共19页指导老师评语：年月日指导老师4目目录1.零件的分析............................................................................................................11.1零件的作用..................................................................................................11.2零件的工艺分析........................................................................................12.工艺规程设计........................................................................................................22.1确定毛坯的制造形式...............................................................................22.2基面的选择.......................................................................................22.3制定工艺路线.........................................................................................................22.4加工余量、工序尺寸及其公差的确定..............................................82.5确定切削用量及功率的校核........................................................10总结............................................................................................................................18参考文献...................................................................................................................19第1页共19页1、零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力转给曲轴，所以连杆除上下运动外，还左右摆动做复杂的平面运动，连杆工作时，主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度，同时由于连杆既是转动零件，又是运动件不能单靠加大尺寸来提高其承载能力，须综合材料选用、结构设备。1.2零件的工艺分析从零件图上看，图1-1该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有φ112mm、φ50mm、φ36mm、的圆柱端面面，φ90mm、φ35mm、φ25mm的内孔表面，连杆的端面，连杆的键槽，耳钩的端面图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在孔的端面和内表面、φ90内孔表面为Ra1.6um,φ112mm圆柱的端面Ra6.3um。φ35mm的孔的内表面Ra1.6um,φ50圆柱面为Ra6.3um、φ25mm的内第2页共19页孔表面为Ra1.6um,φ36圆柱的端面为Ra6.3um,耳钩的两端面为Ra6.3um，其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在φ90mm孔的内表面的圆柱度为0.0085mm、φ25mm内孔圆柱表面对为0.0085mm,φ35mm孔内表面的圆柱度为0.0085mm并相对于φ90mm的孔的内表面A的平行度为0.02mm，热处理方面需要调质处理，到226～271HBS，保持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。表格1加工余量明细表工序号工序内容加工余量5铣大头面单面精粗加工余量1.8mm、0.7mm6铣小头面单面精粗加工余量1.5mm、0.7mm7铣耳部面单面粗精加工余量1.2mm、0.5mm6钻钻耳部孔余量分别为19mm11粗镗大小头、耳部孔余量分别为2.0mm、1.5mm、1.2mm12精镗大、小头、耳部单面余量分别为0.5mm毛坯图1-2第3页共19页2、工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用铸件或锻件，但从经济方面着想，如用铸件中的铸料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。2.2基准的选择工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用φ112mm内圆孔表面面作为粗基准来加工φ50mm、φ36mm圆柱的端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，φ50mm、φ25mm的孔为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。2.3制定工艺路线2.3.1加工方法的选择市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的第4页共19页加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况，一般我们按加工顺序来阐述加工方案：加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法φ112圆柱端面Ra6.3IT6粗铣-半精铣-精铣φ50圆柱端面Ra6.3IT6粗铣-半精铣-精铣φ36圆柱端面Ra6.3IT6粗铣-半精铣-精铣φ90圆柱孔Ra1.6IT6精镗孔φ90孔端口的导圆Ra6.3IT6精铣φ35圆柱孔Ra1.6IT6钻孔-精镗孔φ25圆柱孔Ra1.6IT6钻孔-精镗孔2.3.2加工顺序的安排（1）工序的安排1、加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。①粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工φ112mm、φ50mm、φ36mm、圆柱的端面，耳钩两端面平面，连杆的两端面，连杆的两凹槽。②半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面第5页共19页的精加工做好准备，如φ112mm、φ50mm、φ36mm外圆柱的端面，耳钩的两端平面等。③精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如φ112mm、φ50mm、φ36mm、φ90mm、φ35mm、φ25mm、φ90mm的导圆，耳钩的两端平面，如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。2、基面先行原则该零件进行加工时，要将端面先加工，再以φ112mm下端面、内孔圆柱面为基准来加工，因为φ112mm下端面和φ112mm内圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。3、先粗后精即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。4、先面后孔对该零件应该先加工平面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于三孔连杆来讲先加工φ112mm孔内圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔和其它端面。（2）、热处理工序的安排热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理、实效处理、表面处理和内应力处理等，本零件三孔连杆材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理、实效处理、在半精车之前，表面处理和内应力处理精车之前，按规范在840℃温度中保持30分钟释放应力。（3）、拟定加工工艺路线根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加第6页共19页工工艺路线，具体方案如下：方案一1下料锻造毛坯2热处理退火（消除内应力）3粗铣粗铣φ112、φ50、φ36、圆柱端面留半精车、4粗铣粗铣耳钩的两平面、半精铣5粗铣连杆的两端面6粗铣连杆的两凹槽7钻钻φ35、φ25的孔8精镗精镗φ90孔达到要求，圆角9精镗精镗φ35、φ25的孔达到要求10精铣精铣φ112、φ50、φ36、余量使各圆柱孔端面到要求11精铣精铣耳钩的两端平面使其达到精度要求12钳工去毛刺、磨倒角13检验方案二1模铸铸造成形2热处理正火3喷砂喷砂、去毛刺4划线划杆身十字中心线及三孔端面加工线5铣削按所划加工线找正，垫平，杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面至划线尺寸。并确定大头孔平面以下各序加工的主加工基准面作标记6铣削以大头孔基准面为基准。小头、耳部及辅助支承，压紧工件，铣平面，大头厚度为2.050mm，小头厚度为2.035mm7铣削以大头孔基准面为基准。按大小头中心线找正，压紧大头，铣耳部两侧平面，保证尺高为52mm，厚为2.020mm8划线以大头孔基准面为基准，兼顾连杆外形情况，划三孔径的加工线第7页共19页方案三1下料锻造毛坯2热处理退火（消除内应力）3粗铣粗铣φ112、φ50、φ36、圆柱端面留半精车4粗铣粗铣耳钩的两平面、半精铣5粗铣连杆的两端面6粗铣连杆的两凹槽7精铣精铣φ112、φ50、φ36、余量使各圆柱孔端面到要求8精铣精铣耳钩的两端平面