毕业设计(雨辰)连杆孔加工工艺与夹具设计【全套图纸】

连杆孔加工工艺与夹具设计第1页共33页连杆孔加工工艺与夹具设计第1章课程设计1.1零件分析一、整体零件分析：如图1-1所示的连杆零件，材料为QT40-17，毛坯为精铸件，要在其右侧钻M8的通孔，要求设计大批量生产时（10000件/年）所需的钻夹具图1-1连杆零件图零件分析：此零件为一连杆，它的各个尺寸如上图所示,总的长度方向上的尺寸为100mm，高度方向总尺寸为32mm，宽度方向为30mm，本次主要是对连杆右端φ8mm孔的加工进行设计，孔通常都采用钻床进行加工，所以本次设计的主要任务是在其它各个部位都已加工好的前提条件下，运用钻床夹具的有关知识来设计加工左孔的夹具。江南大学毕业设计（论文）第2页共34页1.2定位基准的选择使用夹具安装工件时，首先要使工件在夹具中占有正确的位置，即工件的定位。通过工件的定位，使得每一个被加工的工件重复放置到夹具体中都能准确占据由定位元件规定的同一个位置，对一批工件来说，每个工件放置到夹具中都能准确占据同一位置。一、定位原理工件的定位就是采取适当的约束措施来限制工件的某些自由度，使得工件在该方向上有确定的位置。即沿三个互相垂直的坐标轴的移动自由度，以及围绕这三个坐标轴的转动自由度，如图2-1所示。用适当分布的六个约束点限制工件的六个自由度，称为六点定位。图2-1物体在空间具有六个自由度工件在夹具中定位时，往往是利用工件上的几个表面与夹具体上的几个定位元件相接触，来限制工件的几个自由度。具体的定位可能有以下两种情况：㈠正常的定位情况根据工件的加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被正确的定位情况。它可以是完全定位，也可以是不完全定位。若需要将工件的六个自由度全部限制，定位时正好限制了六个自由度，则为完全定位。若需要限制的自由度少于六个，定位时正好限制了这几个自由度，则为不完全定位。㈡非正常的定位情况包括欠定位和过定位（或者重复定位），欠定位是要限制的自由度没有被全部限制的情况，过定位就是某个自由度被两个或者是两个以上的约束重复限制了的情况。欠定位不能保证位置精度，是不允许的。连杆孔加工工艺与夹具设计第3页共33页过定位一般是不允许的，因为它可能会造成一些不良的后果，如工件与定位元件的接触点不稳定，使一批工件的位置一致性较差；会增加工件及夹具的夹紧变形；也可能导致部分工件不能顺利地与定位元件接触来实现定位。因此，通常应该采取措施避免过定位。但有时采用这种形式的定位也有一定的好处，这是只要工件定位基准和夹具定位元件都具有较高的形状和位置精度，过定位是允许的。二、选择合理的定位基准㈠定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差，获得最大加工允许，降低夹具制造精度。当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差的换算。㈡择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。㈢择定位元件时，要防止出现超定位现象。㈣工件各加工工序中，力求采用同一基准，并避免因基准更换而降低工件各表面相互位置的准确度。㈤铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的基准时，应选择比较光滑的表面作基准面，避开冒口、浇口或分型面等凸起的不平整的部位。图2-2定位基准与夹紧方案图根据定位原理以及选择定位基准的注意点，综合连杆结构的特点，连杆的定位方式如图2-2所示，选择可以限制连杆左右移动的定位元件，钻的孔为一通孔，并且这个孔又为一个中心孔，因此我们不需要完全限制工件六个自由度，我们可以忽略工件孔轴线方向上的上下两个自由度以及绕着孔轴线的旋转的两个自由度。只要限制工件左右方向上的自由度，所以连杆上下方向的约束可以解除，但是由于要加工为右面的孔，它与底座有一定的距离，为了钻夹方便以及能够承受一定的力，所以要在右孔的下平面加上一个约束。，因此采用不完全定位的方案来定位以及夹紧要加工的工件即只需限制五个自由度，Z轴向的转动在钻孔时可以忽略。三主要标准件的选择江南大学毕业设计（论文）第4页共34页1、六角头螺栓GB5782-86（连接本体的标准元件）螺纹规格：d=M6，公称长度L=30mm，K=5mm,e=10.89mm,S=9.64mm性能等级为8.8级，表面氧化，A级技术条件：1）材料钢2）螺纹公差6g（GB196-81，GB197-83）机械性能d〈=39；8.8、10.9级；d〉39；按协议（GB3098.1-82）4）公差产品等级A级用d〈24和l〈10d或〈=150mm（按较小值）；产品等B级，用于d〉24和l〉10d或150mm（按较小值）（GB3103.1-82）5）表面处理氧化：镀锌钝化（GB5267-85）6）表面缺陷按GB5779.1-86）2、圆柱销GB119-C4×30规格尺寸：公称直径d=4mm，长度L=30mm，材料为35钢，热处理硬度28~38HRC，表面氧化处理的C型技术条件：按GB121-86的规定3、移动压板：A10×80GB/T2175规格尺寸：公称直径=10mm，L=80mm的A型移动压板L=80mmB=30mmH=16mml=36mml1=17mmb=11mmB1=10mm配螺纹d：M10技术条件：1）材料45钢按GB699的规定2）热处理35~40HRC3）其他技术条件按GB/T2259的规定3、六角头螺栓GB5782-86-M6×40连杆孔加工工艺与夹具设计第5页共33页技术条件同零件1规格尺寸：d=M6公称长度L=26mm，性能等级8.8级表面氧化A级e=11.05mmK=4.25mmS=9.64mm4夹具本体：1）一般要求：有足够的刚度和强度，较轻的重量；安装稳定，保证装卸工件方便，工艺性好，便于清理切屑和赃物2）本体构形本设计采用的是半封闭式的，且是型材和型材用标准元件连接的本体。3）外形尺寸本设计参考有关结构尺寸的经验数据，设计尺寸如下：壁厚h=25mm；长：343mm；宽131mm4）座耳尺寸查得：d=8mmD=10mmD1=20mmL=16mm5、开槽半沉头螺钉：GB69-M4×16规格尺寸d=M4公称长度L=16mm，性能等级为4.8，不经表面处理a=1.4mK=2.7mmt=1.6mmL=16mmf=1mm，技术条件1）材料钢2）螺纹公差：6g（GB196-81GB197-81）3）机械性能4.8，5.8级（GB3098.1-8204）公差产品等级A级（GB3103.1-82）江南大学毕业设计（论文）第6页共34页5）表面处理不经处理，镀锌钝化（GB5267-85）6）表面缺陷按GB5779.1-866、支承板A20×30GB/T2236规格尺寸H=20mmL=30mmA型B=12mml=7.5mmA=15mmd=4.5mmd1=8mmh=3mm孔数n=2技术条件1）材料T8按GB1298的规定2）热处理55～60HRC3）其他技术条件按GB/T2259的规定8、六角头螺栓GB5782-86-M6×112技术条件同零件1规格尺寸同零件49、移动V型块A32GB/T2211规格尺寸N=32mmA型D=30mmB=42mmH=16mmL=55mml=16mml1=13mmb1=13mmb2=24mmb3=10mm相配件d=M16技术条件1）材料20钢按GB699的规定2）热处理渗碳深度0.8~1.2mm，58~64HRC3）其他技术条件按GB/T225910、钻套螺钉M6×4GB/T22规格尺寸d=M6L1=4mmd1=9.5mmD=16mmL=18mmL0=10mmn=1.5t=2mm技术条件连杆孔加工工艺与夹具设计第7页共33页1）材料45钢按GB699的规定2）热处理35~40HRC3）其他技术条件按GB/T2259的规定11、可换钻套10F7×15k6×16GB/T2264规格尺寸d=10mm公差带F7D=15D1=26mmD2=22mmH=16mmh=10mmh1=4mmr=18mmm=9mmt=0.008配螺钉M6技术条件1）材料d〈26mm，T10A按GB1298的规定2）热处理T10A为58~64HRC，20钢渗碳深度为0.8~1.2mm，58~64HRC3）其他技术条件GB/T2259的规定12、钻套用衬套A15×16GB/T2263规格尺寸d=15mmH=16mmF7极限偏差D=22D1=26mmt=0.012技术条件1）材料d〈26mmT10A按GB1298的规定2）热处理T10A为58~64HRC，20钢渗碳深度0.8~1.2mm，58~64HRC3）其他技术条件按GB/TT2259的规定13、双头螺柱GB900-BYM10-M10×50-8.8-Zn规格尺寸：旋入机体一端为过盈配合螺纹，旋螺母的一端为粗牙普通螺纹，d=10mml=50mm，性能等级为8.8级，镀锌钝化，B型Bm=2的双头螺柱Bm=16mmDs=8mm江南大学毕业设计（论文）第8页共34页技术条件1）材料钢2）螺纹公差普通螺纹公差6g3）机械性能4.8，5.8，6.8，8.8，10.9，12.9级（GB3098.1-82）4）公差产品等级B级（GB3103.1-8205）表面处理不经处理，氧化，镀锌钝化6）表面缺陷按GB5779.1-86GB5779.3-861.3夹具设计1.3.1钻床夹具的特点各种钻床所使用的夹具，通常称为钻具或钻模。使用钻具的工序，一般是用钻头、惚刀、铰倒和丝锥等刀具来进行加工的。在大多数情况下，加工工程的特点是刀具和机床主轴一起做旋转运动和送给运动，而工件和钻具则固定不动。因此，工件少年宫被加工孔是与刀具旋转轴线同心的，其位置分布可以是同轴线的一些表面，也可以是不同轴线的互相平行或成任意角度的表面。针对我们所要加工的工件为一个孔，因此要选择使用钻床进行加工。本章的重点就是设计在钻床上所使用的夹具。㈠机床夹具的组成夹具的基本组成有以下几个部分：⒈定位元件及定位装置用于确定工件在夹具中的正确位置。⒉夹紧元件及夹紧装置用于夹紧工件，保持工件定位后的位置在加工过程中不变。⒊导向或对刀元件用于确定夹具与刀具的相对位置。如钻夹具中的钻套等。⒋夹具体用于将各种元件、装置安装。⒌其它元件及装置根据加工需求而设置的其它元件或装置。㈡本次夹具设计的主要特点：连杆孔加工工艺与夹具设计第9页共33页钻具作为生产上应用的最广泛的机床夹具，型式特多，这主要是由于被加工孔的位置相对与定位基准来说，比较分散的而且几何关系变化较多所决定的，其夹具设计的主要特点和要求有：⒈正确选择钻具的结构型式钻具的结构型式主要是根据工件的形状和尺寸大小、被加工孔相对于定位基准的位置被加工能够孔的数目、精度要求以及工件生产的批量大小所决定的。按照工序进行过程中钻具在机床上的位置变化情况，钻具分为以下几类：⑴固定式钻具——多用为大型钻具；被加工表面轴线相同，或相平行，钻具需要，固定在机床工作台上的情况；本次设计所采用的即是此类型。⑵移动式钻具——多用个被加工表面的轴线平行，用钻具移动来变换工位的情况。⑶翻转式钻具——用于方向不同的几个孔，整个钻具可以翻转的情况。⑷回转式钻具——用于加工方向不同的几个孔，工件装在钻具的回转部分相对于钻具底座可以转动或分度。⒉为保证被加工表面的位置精度，除了钻套应有较高的精度要求外，还应正确选择引导方式和钻套的结构型式。钻具的作用主要是使工件被加工表面的轴线位于机床主轴轴线的方向上，并保持刀具的旋转对工件的定位基准有正确的相互位置。为了实现这一作用钻具上通常都有钻套，以确定刀具和夹具的相互位置，并用定位件和夹紧件来确定工件在夹具上的位置，钻套则安装在与本体相连的钻模板上，是钻套在夹具上的位置得以确定。因此，钻套与钻模板都是钻具特有的元件。各钻套之间的相互位置，影响着加工表面之间的相互位置精度。钻套相对于定位表面的位置则影响着各被加工表面对于定位基准的位置精度。正因为钻套对于所加工孔的精度有直接的影响，所以在设计时都特别注意它的位置精度，并妥当选择钻套的结构型式，一般而言钻套的基本类型有：固定钻套、可换钻套、快换钻套、回转导套以及特殊钻套。在本设计中我们采用的可换钻套，它便于在钻套磨损后，可以迅速更换。且适合