连杆盖_课程设计

1目录前言………………………………………………2一、课程设计任务书………………………………3二、零件的工艺分析………………………………3三、工艺设计………………………………………5四、铣床专用夹具设计……………………………32五、设计心得体会…………………………………37六、参考文献………………………………………392前言机械制造技术课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行课程设计对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年大学生活中占有重要的地位，本次课程设计旨在培养学生设计机械加工工艺规程的工程实践能力，通过这次设计锻炼了我们综合运用过去所学全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为学生搞好毕业设计，走上工作岗位打下坚实的基础。本课程设计的目的在于：(1)培养学生运用机械制造工程学及相关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量等)的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。(2)能根据被加工零件的技术要求，运用机床夹具设计的基本原理和方法，学会拟订机床夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。(3)培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。(4)进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。3此次课程设计对给定的零件图分析并进行工艺规程设计，其中考察了定位基准的选择，零件便面加工方法的选择，加工工艺路线的拟定及工序加工余量，工序尺寸，公差等相关知识，历时三个星期的设计加深了对所学知识的理解，有助于今后能够熟练地运用于工作中。设计过程中遇到一些疑问经过老师的悉心指导都得以解决，在此对老师表示衷心的感谢。适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后工作打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给与指教。一、课程设计任务书1、绘制零件图（按1︰1的比例）1张2、绘制毛坯图（按1︰1的比例）1张3、填写零件机械加工工艺规程卡片1套（包括：机械加工工艺过程卡片1套，机械加工工序卡片1套）4、机床夹具总体方案图1张5、夹具零件图2张6、编写零件课程设计说明书1份原始资料：零件图样1张；零件生产纲领为10000件/年；每日1班。二、零件的工艺分析1、零件的作用和结构特点：连杆是发动机主要的传动机构之一，它将活塞与曲轴连接起来，把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传动给曲轴，使活塞的往复直线运动可逆的转化为曲轴的4回转运动，以输出功率。连杆结构如图所示，它是一种变截面的连杆体，由从大头到小头逐步变小的工字型截面的连杆体及连杆盖、螺栓、螺母等组成。虽然由于发动机的结构不同，连杆的结构也略有差异，但基本上都由活塞销孔端（小头）、曲柄销孔端（大头）及杆身三部分组成。连杆大头孔套在曲轴的连杆轴颈，与曲轴相连，内装有轴瓦。为了便于安装。大头孔设计成两半。然后用连杆螺栓连接。连杆小头与活塞销相连，小头压入耐磨的铜衬套，孔内设有油槽，小头顶部有油孔。以便使曲轴转动时飞溅的润滑油能流到活塞销的表面上，起润滑作用。为了减少惯性力，连杆杆身部位的金属重量应当减少，并且要有一定的刚度，所以杆身部位是不加工的。在毛坯制造时，杆身的一侧作出定位标记，作为加工及装配基准。连杆在工作中主要承受一下三种动载荷：1.汽缸内的燃烧力（连杆受压）2.活塞连杆组的往复运动惯性力（连杆受拉）3.连杆高速摆动时产生的横向惯性力（连杆受弯曲应力）为了保证工作时连杆的一些危险点（螺栓、杆身或大端端盖等）不发生断裂，将其设计成如上图所示结构。该结构不仅重量轻、刚度大，而且有足够的疲劳强度和冲击韧性。2、零件的加工表面和技术要求分析：4.连杆的主要加工表面有：大小端孔、上下端面、大端盖体结合面、配合面以及连杆螺栓孔等。5.大小端孔的精度：为了保证连杆大、小头孔运动副之间有良好的配合，减少冲5击的不良影响和便于传热，大端孔和小端孔尺寸和粗糙度要精确。本零件大头孔的尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra值为1.6μm，小头孔的尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra为1.6μm。大端孔和小端孔圆柱度的公差均有较高要求。6.大小端孔中心线在两个相互垂直方向的平行度：两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，增加活塞与汽缸的摩擦力，从而造成汽缸壁磨损加剧。7.大小端孔的中心距：大小端孔的中心距影响汽缸的压缩比，所以对其要求较高。8.大端孔两端面对大端孔轴线的垂直度：此参数影响轴瓦的安装和磨损。9.对连杆重量的要求：为了保证发动机运转平稳，连杆大、小头重量和整台发动机上的一组连杆的重量按图纸的规定严格要求。10.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023.0020mm以及小头孔要求表面粗糙度Ra=1.6µm偏高。基本思路为先加工小头孔再以其为基准来加工大头孔。该连杆大头孔对A基准的对称度公差为0.3mm。小头孔对B基准的对称度公差为0.2mm。小头孔对A基准的平行度公差为0.01mm。三、工艺设计1、生产纲领、确定生产类型11.此零件为连杆盖，由设计任务书要求，此零件要求可知该零件的生产纲领为10000件/年，结合生产实际，备用率a%和废品率b%分别取3%和0.5%，带入公式得N=10000台/年*1件/台*（1+3%）*（1+0.5%）=10351.5件/年所以连杆盖的生产类型为成批的大批生产类型。62、毛坯的选择与毛坯图说明在各类机械中，连杆盖为传动件，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，但为减少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。确定机械加工余量，及毛坯尺寸。1）确定机械加工余量铸件质量：零件表面无明显的裂纹等缺陷。加工精度：零件各表面为一般加工精度。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，加工表面基本尺寸mm毛坯尺寸mm单边总加工余量mm大头孔直径Φ81Φ753零件厚度43482.5大头孔两端深度3.56.53铸造圆角R3-R52）确定机械加工余量，及毛坯尺寸。见毛坯图。3、工艺路线的确定1）粗基准的选择连杆大小端孔圆柱面及两端面应与杆身纵向中心线对称；7连杆大小端孔及两端面应有足够而且尽量均匀的加工余量；连杆大小端外形分别与大小端孔中心线对称；保证作为精基准的端面有较好的表面质量。为此，第一道工序为粗铣两平面，为保证两平面有均匀的加工余量，采用互为基准。先选取有标识一侧的平面为粗基准来加工另一平面，然后以加工过的平面为基准加工没有标识一侧的平面，并在以后的大部分工序中以此平面作为精基准I来定位，这样作为精基准的平面有较好的表面质量。精基准的选择由于大、小端平面面积大、精度高、定位准确、夹紧可靠，所以大部分工序选用其一个指定的平面即精基准I（消除三个自由度）、小头孔（消除两个自由度），以及大头孔内圆柱面作为精基准。这不仅是基准统一而且减小了定位误差。3）各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（1）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-精铣（机械制造基础表6-8）。（2）大头孔021.0081mm：内表面粗糙度为Ra1.6µｍ，需进行粗镗-半精镗-精镗（机械制造基础表6-7）。（3）小头孔023.0020：内表面粗糙度为Ra1.6µｍ，需进行钻-扩-粗铰-精铰（机械制造基础表6-7）。8大头孔内沟槽：表面粗糙度为Ra6.3µｍ，一次成型铣即可。下底面Ra1.6µｍ故需粗铣-精铣（机械制造基础表6-8）；（6）两台阶面；底面为Ra6.3µｍ，侧面为Ra1.6µｍ，故采用粗铣台阶面后，对则面进行精铣并保证距离尺寸940-0.023mm，以及对称度0.3mmA（机械制造基础表6-8）。（7）两个螺纹孔的加工：钻-攻丝（机械制造基础表6-7）。（8）小头孔的大沟槽采用R67mm的成型铣刀去加工。由于表面Ra1.6µｍ，故需粗铣-精铣（机械制造基础表6-8）；（9）大头孔内表面的沟槽采用R25的成型铣刀。（10）小头孔里面的够槽用精细的镗刀加工。4）工序的顺序安排根据连杆类零件的特点，连杆平面和连杆孔将多次作为定位以及装夹基准，因此必须先进行加工。根据基面先行，先粗后精的原则，以连杆的一个平面作为粗基准加工另一平面，从而获得精基准，再加工定位平面。根据先面后孔的原则，面加工完成以后依次进行钻扩小头孔、粗镗大头孔的操作。经过上述操作后，工件已获得一面两孔的精基准，这样为之后的加工提供了装夹定位的方便。5）工序集中与分散根据工序集中的原则，粗铣下台阶面工序，铣台阶面和配合面工序，钻螺纹孔工序以及精铣结合面工序的装夹方式和机床类似，故集中处理；精镗大头孔工序和铣轴瓦槽工序的装夹方式相同，故集中处理；精镗小头孔工序及粗镗卡簧槽工序9的装夹方式与机床相同，故集中处理。根据先面后孔，先主后次的原则，以上工序按以上所述的先后顺序排列，根据先粗后精的原则，精加工工序主要被安排在后面加工。6）加工设备与工艺装备的选择机床的选择工作的对加工质量，生产率和经济性有很大的影响，为使所选的机床能满足工序的要求，必须综合考虑机床的工作精度、加工精度、功率、机床工作区的尺寸等因素。根据以上的图示的分析，现有的生产设备及零件自身的尺寸、形状、位置精度的要求，各工序机床选择如下所示：a.工序60为粗铣精铣平面要求不高普通铣床就可以。选用立式铣床XA5032型铣床。b.工序80由于孔径较小，选用Z525即可达到加工要求；c.工序90铣平面尺寸不大，考虑到尽量减少机床种类原则且立式铣床XA5032型铣床能达到加工要求故选立式铣床XA5032型铣床；d.工序90粗镗大头孔，用T68即能达到加工要求，且较常见故T68镗床即可e.工序110钻孔攻丝用Z525。f.工序120铣凹槽用立式铣床XA5032型铣床g.工序130镗床T68。h.工序140铰孔可用Z525。工序工序名称机床设备切削刀具量具1010铸造毛坯20无损探伤30去毛刺40时效处理50铣两端面XA5032YT5硬质合金铣刀量规60粗加工小头孔Z525高速钢钻头、高速钢标准扩孔钻塞规70粗镗大头孔T68YT14焊接刀具量规80铣下底面及左右台阶XA5032YG6硬质合金铣刀量规90加工左右两螺纹孔Z525Φ10.2钻头倒角钻头M12丝锥塞规100粗精铣小头孔凹槽及瓦盖槽XA5032直齿三面刃成型铣刀量规110半精镗，精镗大头内孔镗小头孔凹槽T68YT14焊接刀具、单刃镗刀量规120精加工小头孔及大头孔倒角Z525高速钢铰刀、倒角钻头塞规130钳工去毛刺140检查150组装入库7）不同方案的分析比较零件的工艺路线的制定要考虑的因素很多，为了制定出更好的工艺路线需要先拟制出多种工艺路线，将这几种路线进行比较，从中找出较好的一种，结合该零件的各因素现拟制以下两种工艺方案进行比较：方案一：工序10：铸造毛坯。工序20：无损探伤，查是否有夹渣，气孔，疏松等缺陷。工序30：清理毛刺、飞边，涂漆。工序40：人工时效处理。工序50：精铣连杆大小头两平面，互为基准（加工经两次翻转）至尺寸20.036.043mm，选择其中一面为基准I。11工序60：为基准I及小头孔外圆定位，钻小头孔至33.0018mm扩至084.008.19mm倒角，以小头孔为精基准II；工序70：以基准I、II大头孔内圆定位，粗镗大头孔到22.008.79mm，以大头孔为精基准III。并定其轴线为基准A。工序80：以I、II、III为基准定位粗铣下底面至025.086mm，精铣至1.0085mm，粗铣左右凹台至025.0025.05.2,9