连杆盖夹具课程设计说明书

课程设计院别：机电学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：指导教师：张平日期：2011年5月2目录机床夹具设计课程设计任务书..........................................1序言................................................................4一、零件的分析......................................................31、零件的生产类型...............................................32、零件的工艺分析...............................................5二、工艺规程设计....................................................51、毛坯的选择及毛坯的余量确定...................................62、基准的选择...................................................63、制定工艺路线.................................................74、工序内容设计.................................................8三、铣床夹具设计....................................................91、设计任务....................................................132、夹具方案分析................................................132.1工件的定位方案分析.......................................132.2加紧方案分析.............................................132.3夹具体设计...............................................13四、设计小结.......................................................14参考文献...........................................................173机床夹具设计课程设计任务书一．设计题目：设计连杆盖铣下地面（连杆盖与连杆体的剖分面）专用夹具设计（生产纲领：大批量）二．设计要求：（上交电子文件和纸资文件）零件图1张工序图1张专用夹具装配图1张夹具体零件图1张课程设计说明书1份三、时间：二周(2010～2011学年度第二学期的第十四、十五周)四、设计步骤及要求：第一部分检验、分析1．检验、分极零件图绘制零件图，分析视图是否完整，是否有不合理之处2．零件技术经济分析哪些面是重要表面，哪些面的技术要求较高，哪些面有位置精度要求第二部分制定工艺路线1．毛坯的选择及毛坯余量确定2、基准的选择3．制定工艺路线，填写工艺过程卡第三部分．夹具的设计1．确定加工部位，分析技术要求2．确定定位方案1）.选择定位元件，包括尺寸和公差42）.分析定位的合理性，判断有无欠定位和过定位3．确定夹紧方案，选择夹紧元件和夹紧结构第四部分．夹具结构设计1.夹具体及其它零件设计，确定夹具详细结构。2.定位误差计算第五部分．夹具体绘制总装图绘制，零件图绘制序言本课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课的基础上进行的。本设计是根据学生的实际能力以及结合现代技术的发展趋势综合考虑而做的，主要培养学生综合运用学过的知识，独立地分析和拟定一个零件的合理工艺路线，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法。学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力，培养学生熟悉和应用各种手册、图片、设计表格等技术资料，以便掌握从事工艺文件的方法和步骤，培养学生解决工艺问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。5一、零件的分析1、零件的生产类型根据所给要求，以确定，本两件加工属大批量生产。2、零件的工艺分析图1.连杆盖零件图此零件为连杆合件之一——连杆盖，连杆盖的视图完整，尺寸、公差及技术要求齐全。此零件形状结构较为简单，零件各表面的加工并不困难，但是基准孔Ø81+0.0210mm以及小头孔要求表面粗糙度Ra1.6µｍ偏高。基本思路为先加工大头6孔再以其为基准来加工小头孔。在小头孔中间的大的沟槽需要用R67mm刀具去加工，同样在加工大头孔内表面的沟槽时也要用特殊的R25mm的刀具去加工。此外还应该注意：1.该连杆盖为整体铸造成型，其外形可不再加工，根据GB/T6414-1999的规定，铸件尺寸公差代号为CT公差等级分为16级，由于零件的轮廓尺寸不大，形状不是很复杂，为大批量生产，从减少加工难度来说，经查机制工艺手册，毛坯采用铸造成型。2.连杆小头孔对A基准的平行度公差为0.01mm。3.大头孔两端的台阶面对B基准的对称度公差为0.3mm。4.小头孔中间的沟槽，对基准B的对称度为0.2mm。5.铸件毛坯需要经过人工时效处理。6.材料QT450-10。7.连杆大小头孔平行度的检验，可采用穿入专用心轴，在平台上用等高的V型块支撑连杆大头孔心轴，测量大头孔心轴在最高位置时两端的差值，其差值一半即为平行度误差。二、工艺规程设计1、毛坯的选择及毛坯余量确定在各类机械中，连杆盖为为传动件,由于其在工作时处于运动中，经常受冲击和高压载荷，要求具有一定的强度和韧性。该零件的材料选择QT450-10，零件的轮廓尺寸不大，形状不是很复杂，为成批量生产模型，从减少加工难度来说，经查机制工艺手册，毛坯采用铸造成型。因为零件形状并不复杂，但为减小加工时的切削用量和提高生产效率，节约毛坯材料，毛坯形状可以与零件形状接近。即外形做成台阶形，内部孔铸造出。确定机械加工余量，及毛坯尺寸：1）确定机械加工余量7（1）铸件质量：零件表面无明显的裂纹等缺陷。（2）加工精度：零件除孔以外的各表面为一般加工精度。(3)机械加工余量。根据铸件质量、形状，以及各个加工部位的要求毛坯尺寸和余量如下表：毛坯尺寸和余量加工表面基本尺寸mm毛坯尺寸mm单边总加工余量mm小头孔直径Ø20Ø105大头孔直径Ø81Ø705.5零件厚度43461.5大头孔两端深度3.501.75铸造圆角R3-R52、基准的选择该零件是带孔的盘状零件，孔是其设计基准，为避免由于基准不重合而产生误差，应选孔为定位基准，即选Ø81+0.0210mm孔及一端面为加工精基准。由连杆盖有孔、沟槽等都需加工，而孔作为精基准应先加工，因此选外圆及一端面为粗基准。3、制定工艺路线1）.表面加工方法的确定该零件的加工面有内孔、端面、小孔及槽等，材料为QT450-10。参考有关资料，其加工方法的选择如下:8毛坯的两端面应该互为基准加工，表面粗糙度为Ra3.2µｍ，需粗铣-半精铣。大头孔Ø81+0.0210mm：内表面粗糙度为Ra1.6µｍ，需进行粗镗-精镗。小头孔Ø20+0.0230mm：内表面粗糙度为Ra1.6µｍ，需进行扩-半精铰。大头孔内沟槽：表面粗糙度为Ra6.3µｍ，一次成型磨即可。切割面：表面粗糙度为Ra1.6µｍ，需精铣。两台阶面:底面为Ra6.3µｍ，侧面为Ra1.6µｍ，故采用粗铣台阶面后，对侧面进行精铣并保证距离尺寸940+0.02mm，以及对称度0.3mmA。两个螺纹孔的加工：钻-铰孔。小头孔的大沟槽采用R67mm的成型铣刀去加工。大头孔内表面的沟槽采用R25的砂轮磨削。小头孔里面的沟槽用精细的镗刀加工。3）.确定工艺路线连杆的加工工艺路线一般是先进行外形的加工，再进行孔、槽等加工。连杆的加工包括各侧面和端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，连杆盖加工可按下面工艺路线进行。工序1：铸造毛坯。工序2：无损探伤，查是否有夹渣，气孔，疏松等缺陷。工序3：清理毛刺、飞边，涂漆。工序4：人工时效处理。工序5:精铣连杆大小头两平面，互为基准（加工中多翻转几次）至尺寸43-0.20-0.36mm。工序6：粗镗大小头孔，分别为Ø78±0.05mm,Ø17±0.05mm.工序7：选择一个面为基面，以基面定位，精镗大头孔到Ø81+0.0210mm。并定其轴线为基准A。9工序8：以大头孔、基面定位，借助侧面装夹工件，精镗小头孔至Ø20+0.0230mm。并保证中心距为85+0.10mm，以及对基准A的平行度为0.01mm。工序9：磨大头孔内表面的沟槽，砂轮为R25mm，磨削深度2.5mm。车倒角1*45度。工序10：以基面、连杆体侧面和分割面装夹工件，铣削两个台阶面，保证台阶面的距离为940-0.023mm，深度8.5+0.050mm，以及对基准A的对称度为0.3mm。工序11：钻两边的底孔Ø10mm，保证中心距为110±0.15。工序12：由钳工铰孔2-M12-6H。工序13：以连杆台阶面、基面定位装夹，铣削沟槽宽15+0.15+0.05mm，R67mm的盘形铣刀。对基准B的对称度为0.2mm。工序14：用精细的镗刀镗内沟槽直径Ø21+0.280mm，宽1.1+0.120mm，两沟槽距离37+0.150mm。工序15：车倒角0.5*45度。工序16：检查各个部分的尺寸和精度。工序17：组装入库。4、工序内容设计1)选择加工设备与工艺装备。(1)选择机床。a.工序9、15、是车倒角。该零件外廓尺寸不大，选用CA6140卧式车床即可。b.工序5、10为粗铣、半精铣、精铣。由于加工的零件轮廓尺寸不大，，故宜在普通铣床就可以。选用立式铣床X5020B型铣床。10c.工序6、7、8为粗镗、精镗。从加工要求及尺寸大小考虑，选用卧式镗床T611A。d.工序9是用Ø50mm的砂轮去磨，需要组合夹具，用内圆磨床考虑到孔的大小用M2110内圆磨床。e.工序10因为要将连杆锯断，工件尺寸不是很大，用卧式铣床X6012。f.工序11钻孔考虑孔的尺寸等技术要求，采用立式钻床Z5125A。g.工序13考虑到加工位置和技术要求需要用卧式铣床X6012。h.工序14加工内沟槽，用微型镗刀加工，由于是回转体采用车床CA6140。(2)夹具。组合夹具和普通的三抓、四爪卡盘就可以。(3)选择刀具。在工序9需用到R25mm的砂轮。工序15需要刃口小于1.1mm的细小镗刀。(4)选择量具。本零件属于大批量生产，采用通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的精确度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。a.各工序的量具见下表工序加工面尺寸尺寸公差量具5、9、14、15430.16分度值0.02，测量范围0~150游标卡尺6Ø78、Ø170.05普通游标卡尺7、8、12Ø810.021分度值0.001，测量范围0~150游标卡尺b.选择加工槽所用量具。均可选用分度值0.02mm，测量范围0~150mm游标卡尺进行测量。112）确定工序尺寸(1)确定圆柱面的工序尺寸。查表可以得出该零件圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表加工表面工序双边余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/µｍ粗半精精粗半精精粗半精精毛坯两侧面1.50.543.5+0.02-0.0243-0.20-0.366.33.2大头孔2.50.5Ø80+0.05-0.05Ø81+0.02106.31.6小头孔2.50.5Ø19.5+0.33-0.05Ø20+0.02306.31.6台阶侧面0.5940-0.0231.6台阶底面3.53.5+0.0506.3根据生产纲领和零件结构选择毛坯：零件毛坯材料选择为QT450-10,生产类型为大量生产，采用铸造毛坯。毛坯两侧面的加工余量：铸造件