1目录目录前言前言2一、课程设计任务书一、课程设计任务书3二、零件的工艺分析二、零件的工艺分析3三、工艺设计三、工艺设计5四、铣床专用夹具设计四、铣床专用夹具设计32五、设计心得体会五、设计心得体会37六、参考文献六、参考文献392前言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、课程设计任务书一、课程设计任务书1、绘制零件图 （按 11 的比例） 1 张 2、绘制毛坯图 （按 11 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、零件的工艺分析二、零件的工艺分析1、零件的作用和结构特点：、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4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：、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。55.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 1.6m，小头孔的尺寸公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra 为 1.6m。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mm 以及小头孔要求表面粗糙度 Ra= 1.6m 偏高。基本思路为先加工023.0 020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、工艺设计三、工艺设计1、生产纲领、确定生产类型、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6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。2、毛坯的选择与毛坯图说明、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81753零件厚度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。73、工艺路线的确定、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；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）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 Ra3.2，需粗铣-精铣（机械制造基础 表 6-8） 。（2）大头孔mm：内表面粗糙度为 Ra1.6，需进行粗镗-半精镗-021. 00818精镗（机械制造基础 表 6-7） 。（3）小头孔：内表面粗糙度为 Ra1.6，需进行钻-扩-粗铰-精铰023. 0 020（机械制造基础 表 6-7） 。大头孔内沟槽：表面粗糙度为 Ra6.3，一次成型铣即可。下底面 Ra1.6故需粗铣-精铣（机械制造基础 表 6-8） ；（6）两台阶面；底面为 Ra6.3，侧面为 Ra1.6，故采用粗铣台阶面后，对则面进行精铣并保证距离尺寸 94 0 -0.023mm，以及对称度 0.3mm A（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 Ra1.6，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）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。95）工序集中与分散）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）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10g.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10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Z52510.2 钻头倒角钻头 M12 丝锥塞规10