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1、 課程設計
各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設計圖紙
摘要
連桿是柴油機的主要傳動件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設計。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內應力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術要求。
機械加工工藝是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保障。然而夾具又是制造系統的重要部分，工藝對夾具的要求也會提高，專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動化、標準化、通用化和高效化方向發(fā)
2、展以滿足加工要求。所以對機械的加工工藝及夾具設計具有十分重要的意義。
關鍵字：連桿，加工工藝，夾具設計
目 錄
摘要 I
第1章 零件的工藝分析 1
1.1零件的功用、結構及特點 1
1.2 零件的工藝分析 2
第2章 毛坯的選擇 3
2.1 確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差 3
2.2 定毛坯的技術要求 3
2.3 繪制毛坯圖 3
2.4 確定機械加工余量、工序尺寸及公差 4
第3章 基準的選擇 5
第4章 擬訂機械加工工藝路線 6
4.1 確定各表面的加工方法 6
3、
4.2 擬訂加工工藝路線 6
4.2.1工藝路線方案1 6
4.2.2工藝路線方案2 7
4.3工藝方案的比較與分析 7
第5章 確立切削用量及基本工時 8
5.1工序2切削用量及其基本時間的確定 8
5.1.1 確定每齒進給量fz 8
5.1.2 選擇銑刀磨鈍標準和耐用度 8
5.1.3確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 8
5.1.4基本時間 9
5.2工序4切削用量及其基本時間的確定 9
5.2.1 確定進給量f 9
5.2.2 確定切削速度V 9
5.2.3 確定切削速度V 9
5.2.4 基本時間的確定 10
5.3工序9切削用量及其基本時間的確定 1
4、0
5.3.1 確定每齒進給量fz 10
5.3.2 選擇銑刀磨鈍標準和耐用度 10
5.3.3 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 10
5.3.4基本時間 11
5.4工序10切削用量及其基本時間的確定 11
5.4.1 確定每齒進給量fz 11
5.4.2 選擇銑刀磨鈍標準和耐用度 11
5.4.3 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 12
5.4.4基本時間 12
第6章 夾具體方案設計 13
6.1確定定位基準 13
6.2 確定夾具整體方案 13
6.2.1 方案的選擇 14
6.3夾具定位誤差分析 14
6.4夾緊力的計算 14
6.5切屑參數的設
5、定 15
6.5.1鉆孔切削用量 15
6.5.2確定進給量f 15
6.5.3 確定切削速度v 15
6.6、鉆孔基本時間的確定 16
6.7、定位誤差分析 16
6.8 夾具精度分析 16
6.9 夾具總體設計 17
第7章 夾具結構設計 20
7.1鉆套 20
7.2夾具體設計 21
7.3壓板 21
7.4夾緊機構 23
7.5刀具的選擇 23
7.6夾具的設計及操作的簡要說明 24
7.7結構特點 24
設計心得 25
參考文獻 26
附 錄 27
27
第1章 零件的工藝分析
1.1零件的功用、結構及特點
6、
圖1.1為連桿蓋零件，材料為QT450-10鑄件，生產綱領為6000 件／年。要求設計加工該零用的毛坯圖或零件與毛坯合圖1張，關鍵工序機械加工工藝過程卡片1套，主要工序的機械加工工序卡片３份，以及設計說明書1份。
圖1.1零件圖
連桿是柴油機的重要零件之一。連桿體和連桿蓋通過螺栓連接成為一整體,其大頭孔與曲軸相連,小頭通過活塞銷和活塞相連,將作用于活塞氣體的膨脹壓力傳給曲軸,又受曲軸驅動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。
1.2 零件的工藝分析
連桿蓋共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?，F分述如下：
1.以內孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：的內孔及倒角,兩個的螺紋
7、孔,與內孔中心相距尺寸為的平面,還有相距為的兩平面,以及一段半徑為的圓弧。
2.以孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：2個mm的內孔及其倒角,寬為mm的槽,相距尺寸為mm的凹槽。
這兩組加工表面之間有著一定的位置要求,主要是：
a.連桿蓋的端面相對mm內孔中心的對稱度公差為;
b.寬為mm的槽相對連桿蓋中心的對稱度公差為;
c.mm孔與mm內圓中心的連線相距為。
d.mm兩孔與mm內圓的平行度公差為。
第2章 毛坯的選擇
2.1 確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差
（l）.因零件材料為鑄鐵件,要求的年產量為
8、6000 件,屬大批生產,左支座的輪廓尺寸不大,且有較多不需要切削加工的表面．所以毛坯制造選用砂型手工造型鑄造成形。
（2）.連桿蓋屬特形零件,且加工過程中利用不加工表面進行定位的工序少,故零件毛坯選為粗鑄件。鑄件尺寸公差等級為 CT11,加工余量等級按H級。
2.2 定毛坯的技術要求
（1）.鑄件經人工時效處理；
（2）.逐漸不允許有夾渣、氣孔、疏松等缺陷；
（3）.材料為QT450-10。
2.3 繪制毛坯圖
根據連桿蓋零件圖,在各加工表面上加上機械加工余量,繪制毛坯圖,如圖2。1。
圖2.3.1毛胚圖
2.4 確定機械加工余量、工序尺寸及公差
表2.4.1加工余量
9、加工位置
加工方法
加工余
表面粗糙程
大端端面
<1>粗銑
<2>半銑
螺紋孔下端面
<1>粗銑
<2>精銑
螺紋孔
<1>鉆螺紋孔
<２>擴螺紋孔
大端側面
<1>粗銑
<２>精銑
孔
<１>粗鏜
<２>半精鏜
<３>精鏜
<４>浮動鏜
上端內槽
<１>粗銑
<２>精銑
孔
<１>鉆
<２>擴
<３>鉸
第3章 基準的選擇
基面選擇是
10、工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證,生產率得以提高。否則,加工工藝過程中回問題百出,更有甚者,還會造成零件的大批報廢,是生產無法正常進行。
（1）粗基準的選擇。對于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件,則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則,現選取內孔左右兩邊的凸臺的上表面作為粗基準,在小端尾部用V型塊,限制個自由度,達到完全定位,然后進行車銷。
（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時,應該進行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不
11、再重復。
第4章 擬訂機械加工工藝路線
4.1 確定各表面的加工方法
根據各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,選定如下加工方法：
大端端面：粗銑—精銑
螺紋孔下端面：粗銑－精銑
螺紋孔：鉆—擴—鉸
大端側面：粗銑—半精銑
孔：粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動鏜刀塊精鏜
小端凹槽：粗銑—精銑
孔：鉆—擴—粗鉸—精鉸
圓槽：鏜
孔內的圓弧：鏜
4.2 擬訂加工工藝路線
4.2.1工藝路線方案1
工序1 鑄造毛坯。
工序2 粗銑大端側面,以螺紋孔定位。
工序3 精銑大端側面,以螺紋孔定位。
工序4 粗銑螺紋孔下端
12、面,以大端端面定位。
工序5 精銑大端端面。
工序6 鉆 、擴、螺紋孔,以大端端面定位。
工序7 精銑小側面,以螺紋孔定位。
工序8 鉸螺紋孔,以大端端面定位。
工序9 精銑螺紋孔下端面,以大端定位。
工序10 合連桿蓋,粗鏜孔,并倒角,以大端定位。
工序11 鉆孔,并倒角,以孔定位。
工序12 鉸孔,以大端定位。
工序13 鏜內槽,以孔定位。
工序14 半精鏜,精鏜,浮動鏜刀塊鏜孔。
工序15 鉸孔,以大端定位。
工序16 粗、精銑上端凹槽,以孔和大端側面定位。
4.2.2工藝路線方案2
工序1 鑄造毛坯。
工序2粗—精銑大小端側面,兩面互為基準（翻轉幾次）
13、
工序3粗-精銑大端端面
工序4鉆-擴-鉸孔，以大端端面定位
工序5 合連桿蓋,粗鏜孔,并倒角,以大端定位。
工序6半精鏜,精鏜,浮動鏜刀塊鏜孔,并鏜圓弧,以孔定位鉆
工序7 鏜內槽,以孔定位。
工序8鉆-擴-鉸螺紋孔，以孔和大端側面定位
工序9粗精銑螺紋孔下端臺階面，以孔孔和側面。
工序10粗、精銑上端凹槽,以孔和大端側面定位。
4.3工藝方案的比較與分析
工藝路線一是按照工序分散的原則制定的,這樣使得裝夾次數增多,大大的降低了生產效率,對成批生產不適合,而且在選擇粗基準的時候先加工側面,給后面的加工帶來了很大的誤差。
工藝
14、路線按照工序集中的原則,克服了路線一的缺點,在粗基準選擇上比較合理,先加工大端端面,減少對后面的加工所帶來的誤差。
通過分析,最終選用路線2。
第5章 確立切削用量及基本工時
5.1工序2切削用量及其基本時間的確定
本工序為粗銑大小端側面,所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀。銑刀直徑,寬度,齒數
5.1.1 確定每齒進給量fz
由表9。4-1知道X62臥室銑床的功率為,工藝系統剛性為中等,細齒盤銑刀加工鑄鐵,查得。現取
5.1.2 選擇銑刀磨鈍標準和耐用度
由表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度
5.1.3確定切削速度和工作臺每分鐘進給量
15、根據表9。4-8中的公式計算：
（5-1）
式中,,,,,,,, ,,,,。
（5-2）
根據X62型臥式銑床主軸轉速表,查表4.2-9選擇,
實際切削速度,工作臺沒分鐘進給糧為。 根據X62型臥式銑床主軸轉速表,查文獻[1]表4.2-40選擇則實際的每齒進給量為
5.1.4基本時間
根據表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時間為
16、 (5-3)
式中,, , ,
,
5.2工序4切削用量及其基本時間的確定
5.2.1 確定進給量
本工序為鉆孔,刀具為直柄麻花鉆,鉆頭直徑,HBS<200,根據表5-127,,本孔加工要絞,,根據表4.2-16,Z525立式鉆床的進給量取。
5.2.2 確定切削速度
查 3.1, 則。
根據表4.2-15 取 則實際速度。
鉆孔基本時間的確定
（5-4）
式中, ,,
5.2.
17、3 確定切削速度
v
則根據表4.2-15 取實際速度。
5.2.4 基本時間的確定
根據表6.2-5
(5-5)
式中,
5.3工序9切削用量及其基本時間的確定
本工序為粗銑螺紋孔下臺階端面,所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀.銑刀直徑,寬度,齒數.
5.3.1 確定每齒進給量
由表9.4-1知道X62臥室銑床的功率為,工藝系統剛性為中等,細齒盤銑刀加工鑄鐵,查得.現取.
18、
5.3.2 選擇銑刀磨鈍標準和耐用度
由表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度.
5.3.3 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量
根據(5-1)計算：
式中 ,,,,,,,,,,,。
根據(5-2)計算：
根據X62型臥式銑床主軸轉速表,查文獻[1]表4.2-9選擇
,實際切削速度,工作臺沒分鐘進給糧為。
根據X62型臥式銑床主軸轉速表,查表4.2-40選擇,
則實際的每齒
19、進給量為。
5.3.4基本時間
根據表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時間為
（5-6）
式中
5.4工序10切削用量及其基本時間的確定
本工序為粗銑上端槽,所選用刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀.銑刀直徑,寬度,齒數.
5.4.1 確定每齒進給量
由表9.4-1知道X52型立式銑床的功率為7.5KW,工藝系統剛性為中等,細齒盤銑刀加工鑄鐵,查得.現取。
5.4.2 選擇銑刀磨鈍標準和耐用度
由]表9.4-7查得銑刀刀齒后到刀面最大磨損量為,耐用度。
5.4.3 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量
根據(5
20、-1)計算：
式中
，，,,,,T,
,,,.
根據(5-2)計算：
根據X62型臥式銑床主軸轉速表,查表4.2-9選擇,實際切削速度,工作臺每分鐘進給糧為
根據X62型臥式銑床主軸轉速表,查表4.2-40選擇,則實際的每齒進給量為。
5.4.4基本時間
根據表6.2-7,三面銑刀銑平面的基本時間為
(5-7)
式中 ,,,
第6章 夾具體方案設計
21、為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。
根據工藝決定設計凸臺上兩個12.5孔的夾具?？蛇x用型號立式鉆床。
選用直柄麻花鉆(GB/T6135.3-1996),擴孔采用直柄擴孔鉆（GB/T1141-1984）。
6.1確定定位基準
本工序為鉆并擴的兩孔，以為定位基準。
6.2 確定夾具整體方案
方案一；
采用V型塊的定位方案，一個下方小孔固定，上方用一壓板壓緊，用支撐板定位端面。
圖6.2.1方案一
方案二；
采用ф20孔型塊在在下方定位，上方用ф80的孔定位。
圖6.2.2 方案二
6.2.1 方案的選擇
方案一
22、與方案二是從不同的方向對孔進行加工，但方案一中的壓緊端面是進行過加工的，而方案二中的鉆孔上端面沒有加工。本著先面后孔的原則，故方案一實用。
6.3夾具定位誤差分析
由于每一個工件的尺寸和表面形狀上存在著公差范圍內的差異，夾具定位元件也有一定的制造誤差，結果會使每個具體表面相對于理想位置產生位置變動量，產生定位誤差。
定位誤差實質上就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。這個變動量相對于基本尺寸而言是個微量，因而可將其視為冒個基本尺寸的微分。找出以工序基準為端點的在加工尺寸方向上的冒個基本尺寸，對其進行微分，就可以得到定位誤差。
6.4夾緊力的計算
夾緊裝置是夾具德爾重要組成部分。在
23、設計夾緊裝置時應注意；
1、 在夾緊過程中應保持工件定位時所獲得的正確位置。
2、 夾緊力大小適當。
3、 夾緊裝置應操作方便、省力、安全。
4、 夾緊裝置的復雜程度和自動化程度應與生產批量和生產方式相適應。
切削力：
查參考得
,, ,,
夾緊力：
查參考表6.3-6簡單螺旋夾緊機構的類型與夾緊力的計算得的螺旋壓緊力為,故采用螺旋夾緊有效。
6.5切屑參數的設定
6.5.1鉆孔切削用量
本工序為鉆的通孔。單邊切屑余量為。
6.5.2確定進給量f
本工序為鉆孔，鉆孔使用直柄麻花鉆(GB/T6135.3-1996)，根據2.32鉆頭的直徑為,根據
24、2.7，，根據2.32，選取Z3025鉆床的主軸進給量。
6.5.3 確定切削速度v
根據2.30,切削速度，f=1 ， ， , .
則
根據2.32,取
實際
6.6、鉆孔基本時間的確定
根據表6.2-7，三面銑刀銑平面的基本時間為：
(6-1)
6.7、定位誤差分析
由于每一個工件的尺寸和表面形狀上存在著公差范圍內的差異，夾具定位元件也有一定的制造誤差，結果會使每個具體表面相對于理想位置產生位置變動量，產生定位
25、誤差。
定位誤差實質上就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。這個變動量相對于基本尺寸而言是個微量，因而可將其視為冒個基本尺寸的微分。找出以工序基準為端點的在加工尺寸方向上的冒個基本尺寸，對其進行微分，就可以得到定位誤差。
6.8 夾具精度分析
使用夾具加工時，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有；
1、定位誤差 工件安裝在夾具上位置不準確或不一致。
2、家具制造與裝夾誤差 包括夾具制造誤差、夾緊誤差、導向誤差。
3、加工過程誤差 在加工過程中由于工藝系統的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機因素所造成的加工誤差。
6.9 夾具總體設計
圖6.9.
26、1 轉配圖主視圖
圖6.9.2 轉配圖俯視圖
圖6.9.3 轉配圖左視圖
第7章 夾具結構設計
7.1鉆套
材料為45，可拆卸，使用方便。
圖7.1.1 鉆套
7.2夾具體設計
夾具體與鉆模板材料相同，都為45鋼.為滿足強度，長和寬為160mmx122mm，厚度為20mm
圖7.2.1 夾具體
7.3壓板
壓板用來來壓工件，并且可以安裝鉆套
圖7.3.1壓板
7.4夾緊機構
27、根據生產率的要求,運用手動夾緊可以滿足。加工零件采用螺栓壓緊機構,通過M12的螺母使開口壓板來壓緊。
圖7.4.1壓緊螺栓
7.5刀具的選擇
本工序為鉆孔，鉆孔使用直柄麻花鉆(GB/T6135.3-1996)，根據2.32鉆頭的直徑為
圖7.5.1直柄麻花鉆
7.6夾具的設計及操作的簡要說明
放置工件時,將工件以銷定位放在夾具體上,壓動壓壓板,旋緊的螺母使工件壓緊,再把面上的壓板壓下螺緊螺母,工完成后, 旋松螺母，旋轉壓板90度,松開鉆模板,旋松螺母，即可以取出零件
7.7結構特點
該夾具結構簡單,操作方便。
此次設計的夾具有如下優(yōu)點：
(1)操作比較簡單，使用
28、方便，制造比較容易，價格便宜；
(2)能保證工件的加工精度、穩(wěn)定產品質量；
(3)能提高勞動生產率和降低成本；
(4)能改善工人勞動條件，安全生產。夾具使用的一面兩銷定位可靠性好，定位能力強。
設計心得
兩周的課程設計今天終于落下帷幕機械制造工藝學課程設計是我們學習完大學階段的機械類基礎和技術基礎課以及專業(yè)課程之后的一個綜合課程，它是將設計和制造知識有機的結合，并融合現階段機械制造業(yè)的實際生產情況和較先進成熟的制造技術的應用，而進行的一次理論聯系實際的訓練，課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現、提出、分析和解決實際問
29、題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)。是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。
回顧起此次機床夾具課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從理論到實踐，在整整差不多有一個月的日子里，真是很艱苦的日子，由于自己水平有限，在很多問題上都沒有一個準確的信息。這次的設計讓我們更加認識到我們所學的知識是不夠的。最后通過我們這組同學的幾次集體商議總算是把所有東西做到了統一。這對我們的團隊精神可謂是一次很大的鍛煉。這次設計我們大部分是用電腦制作的，文檔是使用word編的，圖樣是用proe 、cad做的。通過自己的不斷的摸索總算是初步掌握了怎么使用這些軟件，特別是proe軟件從沒有任何一點基礎到能建出裝配圖可以說是一大進
30、步。
通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，由于時間的問題很多CAD上的問題都不清楚了，很多都要重新翻書看，等于是在重新學習中。在整個設計過程中我所學到的與上課所學到的是2個不同的過程，一個讓人乏味一個讓人振奮。自己實踐的才能學到真正的知識。一次又一次的失敗換來最后的成功，在探索中學習，在探索中成長?？赡芪业脑O計不完美但卻是我自己的結晶，自己的無論好壞對自己來說都是最好的。（三號黑體居中，段前0.5行，段后0.5行，單倍行距）
（三號黑體居中，段前0.5行，段后0.5行，單倍行距）
參考文獻
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31、造[M].機械工業(yè)出版社,2007.
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[8] 崇凱.機械制造技術基礎課程設計指南[M].化學工業(yè)出版社,2007.
[9] 肖繼德，陳寧平.機床夾具設計[M]. 機械工業(yè)出版社,2004.
附 錄
機械制造技術課程設計連桿蓋設計說明書及鉆2—M12孔夾具設計
