机械制造设计课程设计-连杆机械加工工艺规程及钻M6孔夹具设计.docx

天率火挈A廖孽心机械制造技术基础课程设计说明书题目：连杆2.钻M6mm平面夹具设计系名机械工程系专业机械设计制造及其自动化学号6014201236姓名XXX指导教师XXX20XX年10月24日设计任务书设计内容与要求：1 .制定连枉2零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2 .对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3 .确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4 .确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；5 .对两道工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量，计算时间定额；6 .设计钻M6mm孔夹具,绘制夹具装配图，进行必要的计算（如夹具元件结构尺寸计算，切削力、夹紧力、定位误差、导向误差计算等）；7 .对XXX同学的设计进行校对:8 .编写设计说明书。车间设备（与设计有关的设备）：立式铳床X51K,X52K；卧式铳床X61W,X62W；工具铳床X8120；摇臂钻床Z35；台式钻床Z4U5；外圆磨床MGI416,MGl432；内圆磨床MG2110,MG2120；平面磨床M7120；卧式镶床T6150。设计小组：组长：XXX成员：XXX指导教师签字年月日成绩:工作态度（满分20）设计质量（满分60）答辩（满分10）校对质量（满分10）总评摘要本设计主要任务是完成连杆-2-钻M6平面的工装夹具设计。首先完成了该零件的机械加工工艺规程设计，主要包括：零件三维CAD模型的建立、结构分析、毛坯的制备方法、加工表面精度要求和各表面的形状位置精度分析、精基准和粗基准的选择，为各表面选择了合理的加工方法和机床，以及各工序切削参数的确定，编制了完整的机械加工工艺过程卡，设计了钻M6平面的工序卡片。在制定合理工艺规程的基础上，针对钻M6平面工序，设计专用夹具，包括定位方案的确定、定位元件、导向元件、支撑元件的选择与关键零部件的设计、定位误差的计算、切削力的计算与校核等工作，最终完成了钻M6孔工序专用夹具的三维CAD模型，以及二维工程图的绘制工作。关键词：连杆-2；钻M6孔；工艺规程设计；定位基准选择；钻孔夹具设计；切削力计算；第一章连杆-2的工艺分析11.1 零件三维模型的建立11.2 零件基础信息分析21.3 零件加工表面分析与加工方法选择2第二章连杆-2的工艺规程设计51.1 定位基准的选择51.2 1.1精基准的选择51.3 机械加工工艺路线的拟定61.4 各加工表面刀具、量具的确定92. 4钻M6mm平面工序设计10第三章钻M6孔工序专用夹具设计132.1 夹具整体方案的设计132.2 定位误差计算143. 3刀具引导方案的设计143.4定向键的选型、圆柱销的选型153.5切削力与夹紧力计算校核15第四章课程设计总结18校核说明19参考文献20附录:21第一章连杆-2的工艺分析1.1 零件三维模型的建立连杆-2的二维零件如图IT所示。图IT连杆-2为了进一步明晰该零件的结构，利用UGNX软件建立了该零件的三维CAD模型，并对各表面进行了命名，如图1-2所示。图1-2CA6142车床连杆-2三维模型1.2 零件基础信息分析连杆是连接活塞和曲轴，并将活塞所受作用力传给曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆是连杆组的一部分，连杆组由连杆体、连杆大头盖、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓（或螺钉）等组成。连杆组承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞组往复惯性力的作用，这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此连杆受到压缩、拉伸等交变载荷作用。连杆必须有足够的疲劳强度和结构刚度。疲劳强度不足，往往会造成连杆体或连杆螺栓断裂，进而产生整机破坏的重大事故。若刚度不足，则会造成杆体弯曲变形及连杆大头的失圆变形，导致活塞、汽缸、轴承和曲柄销等的偏磨。1.3 零件加工表面分析与加工方法选择如图17和图1-2所示，该零件的主要加工表面包括：20两端面10孔、32两端面、20孔6、R7两端面7、宽4槽8、7孔、M6螺纹孔。其余表面采用不去除材料的方式获得表面粗糙度，所以直接使用其铸造获得的表面。根据典型表面的加工路线选择，20两端面、32两端面、R7两端面7、宽4槽8采用铳削加工的方式，10孔、20孔6、中7孔、采用钻削的方式加工。根据典型表面加工方法，如图1-3和图1-4所示，连杆-2各机械加工表面所需要达到的精度要求如表IT所示，根据任务书中所提供的加工设备，为各表面选择合理的加工方法、设备和工艺路线，如表厂2所示。图1-4孔的典型加工工艺路线表1-1CA6142车床连杆-2各表面精度要求序号机械加工表面公差等级尺寸公差位置公差表面粗糙度1±20端面IT8Ra3.22下20端面IT8Ra3.23+0.015100孔IT9RaL6432两端面IT8Ra3.25+0.03520o孔IT9Ral.66R7两端面IT8Ra3.27宽4槽IT8Ra3.28M6螺纹孔IT9Ra6.39中7孔IT9Ra6.3表1-2连杆-2各表面加工工艺路线序号机械加工表面加工方法机床选择工艺路线1后20端面铳削立式铳床X52K粗铳-半精铳-精铳2前20端面铳削立式铳床X52K粗铳-半精铳-精铳3+0.015lOo孔钻削台式钻床Z4115扩孔-钱孔432两端面铳削立式铳床X52K粗铳-半精铳-精铳5+0.0352Oo孔钻削台式钻床Z4115扩孔-钱孔6R7两端面铳削立式铳床X52K粗铳-半精铳-精铳7宽4槽铳削立式铳床X52K粗铳一半精铳-精铳8M6螺纹孔钻削台式钻床Z4115钻孔-攻丝97孔钻削台式钻床Z4115扩孔-较孔第二章连杆-2的工艺规程设计2.1 定位基准的选择2.1.1 精基准的选择精基准是指利用已加工过的表面作为定位基准与定位元件相互作用，保证在加工其它表面时能够将所需要约束的自由度进行限制。精基准的选择原则有：基准重合、基准统一、自为基准、互为基准。通过分析图1-1连杆-2二维零件图的结构特点，上下端面.2个中心孔。这两个表面较为规整，容易选择或设计定位元件，而且通过这两个表面定位，工件可以很方便地保证其他表面在加工过程中具有确定的位置，所以选2个上下端面.2个中心孔作为精基准。本方案精基准的选择符合基准重合（定位基准与设计基准重合）和基准统一（在尽可能多的工序中选择同一表面作为精基准）的原则，能够有效地保证零件各表面的加工质量。如图2-1所示各表面。2.1.2 粗基准的选择精基准一旦被指定，首先要考虑的就是用某个未加工过的毛坯面定位，将精基准先加工出来，即粗基准的选择原则。粗基准的选择主要遵循保证零件有均匀的加工余量、保证不加工表面相对于加工表面有一定的位置精度和便于装夹的原则。2.2机械加工工艺路线的拟定2.2.1.毛坯的选择连杆-2零件的材料选用铸钢，所以毛坯的制备方法为铸造。根据零件的生产纲领，该零件为成批制造的零件。此外，该零件上有多个表面不采取机械加工的方式，而直接使用，所以尽量使这些表面的铸造精度高一些。通过以上分析,选择“熔模铸造”作为毛坯制备的方法，铸造精度为CT6。毛坯确定方面，尽量与零件轮廓形状一致，7mm肋板、035和022外圆柱面。各表面加工余量和尺寸公差的选择，如表2-1,表2-2,表2-3,表2-4所示。表27铸件机械加工余量最大尺寸要求的机械加工余量等级大于至ABCD1.FGHJK-400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.2030.30.40.50.711.4263I(X)0.20.30.40.50.71.01.422.841001600.30.4°50.8Ll1.52.23461602500.30.50.71.01.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.9L21.82.53.5571014100016000.71.01.42.02.845.581116160025000.81.1L62.23.24.5691418250040000.91.3182.53.557101420400063001.01.4202.84.05.58Il16226300100001.11.52.23.04.569121724表2-2铸件机械加工余量等级选择要求的机械加工余量等级铸造方法铸件材料铸刚灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金银基合金钻基合金砂型铸造手工铸造GKFHFHFHFHFHFHGKG-K砂型铸造机器造型FHEGEGEGEGEGEGFHFH金属型铸造-DFDFDFDFDFDF-压力铸造-BDBDBD-熔模铸造EEE-F-HEEE表2-3铸件尺寸公差数值铸件基本尺寸铸件尺寸公差等级CT大于至12345678910111213141516100.090.130.180.260.360.520.741.01.52.02.84.2一一IO160.10.140.20.280.380.540.781.21.62.23.04.4一16250.110.150.220.300.420.580.821.21.72.43.24.668101225400.120.170.240.320.460.640.90131.82.63