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“小連桿”零件的機加工工藝、工裝設計論文
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- “小連桿”零件的機加工工藝、工裝設計
目 錄
一、緒論------------------------------------------------------------------------ 2
1.1 本課題的意義、目的--------------------------------------------------------- 2
1.2 機械制造工藝在國內的發展概況----------------------------------------------- 2
1.3 機械制造工藝在國外的發展概況----------------------------------------------- 2
1.4 機床夾具的定義及發展趨勢--------------------------------------------------- 2
1.4.1 機床夾具的定義--------------------------------------------------------- 2
1.4.2 機床夾具的發展趨勢----------------------------------------------------- 2
1.5本課題應解決的主要問題及技術要求------------------------------------------- 3
1.5.1本課題的主要問題------------------------------------------------------- 3
1.5.2本課題的技術要求------------------------------------------------------- 3
二、“小連桿”零件的工藝分析------------------------------------------------------ 3
2.1 “小連桿”零件的作用------------------------------------------------------- 3
2.2 “小連桿”零件的工藝分析---------------------------------------------------- 3
三、工藝規程的設計--------------------------------------------------------------- 5
3.1 確定毛坯的制造形式--------------------------------------------------------- 5
3.2 基準的選擇----------------------------------------------------------------- 5
3.2.1 粗基準的選擇----------------------------------------------------------- 5
3.2.2 精基準的選擇----------------------------------------------------------- 5
3.3 工藝路線的擬定及工藝方案的分析與比較--------------------------------------- 5
3.3.1 工藝路線的擬定--------------------------------------------------------- 5
3.3.2 工藝方案的比較與分析--------------------------------------------------- 5
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定-------------------------------------- 6
3.4.1 毛坯尺寸的確定，畫毛坯圖------------------------------------------------ 6
3.4.2 加工兩凸面------------------------------------------------------------ 7
3.4.3 鉆φ7.94mm孔------------------------------------------------------ 7
3.4.4 鉆φ3.7mm孔----------------------------------------------------------- 7
3.4.5 加工1mm槽面----------------------------------------------------------- 7
3.4.6 鉆φ3.5mm螺紋孔------------------------------------------------------- 7
3.4.7 鉆φ2.5mm孔----------------------------------------------------------- 8
3.4.8 時間定額計算---------------------------------------------------------- 8
四、夾具設計--------------------------------------------------------------------- 9
4.1 專用銑床夾具設計----------------------------------------------------------- 9
4.1.1 設計思想--------------------------------------------------------------- 9
4.1.2 定位方案--------------------------------------------------------------- 9
4.1.3 夾緊機構--------------------------------------------------------------- 9
4.1.4 夾具與銑床聯接元件----------------------------------------------------- 9
4.1.5 夾具體---------------------------------------------------------------- 9
4.2 專用鉆床夾具設計----------------------------------------------------------- 9
4.2.1 設計思想--------------------------------------------------------------- 9
4.2.2 定位方案--------------------------------------------------------------- 9
4.2.3 導向裝置-------------------------------------------------------------- 10
4.2.4 夾緊機構-------------------------------------------------------------- 10
4.2.5 技術要求-------------------------------------------------------------- 10
五、總結----------------------------------------------------------------------- 10
六、參考文獻------------------------------------------------------------------- 11
致謝--------------------------------------------------------------------------- 11
二、“小連桿”零件的工藝分析
2.1 “小連桿”零件的作用
此小連桿可用于許多地方，與其他連桿機構結合。連桿的功能決定了它既是傳力構件，又是運動件，可以將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，并把作用在活塞組上的燃氣壓力傳給曲軸。連桿除上下運動外，還左右擺動作復雜的平面運動。
連桿工作時，主要承受氣體壓力和往復慣性力所產生的交變載荷，要求它應有足夠的疲勞強度和結構剛度。同時，由于連桿既是傳力零件，又是運動件，不能單靠加大連桿尺寸來提高其承載能力，須綜合材料選用、結構設計、熱處理及表面強化等因素來確保連桿的可靠性。φ7.94mm為配合面，有較高精度。
2.2 “小連桿”零件的工藝分析
該零件是屬于連桿機構，形狀不規則，尺寸精度、形位精度要求不高，零件的主要技術要求分析如下：（見附圖1）
A.兩個φ7.94mm孔的孔面平行度應為100:0.1；
B.φ7.94mm孔與外圓之間的同軸度為0.006；
C.主要保證連桿能正確的與其他零件配合，因此必須保證φ7.94mm，還有上下二孔之間的中心線距離39.5±0.1mm；
D.鑄件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保證零件的強度、硬度及剛度，在外力的作用下，不致于發生意外事故。
三、工藝規程的設計
3.1 確定毛坯的制造形式
由于零件的結構不是很復雜，又是薄壁件，所以采用金屬型鑄造。工件材料為HT200(灰鑄鐵)，毛坯的尺寸精度要求為IT 7～8級。
3.2 基準的選擇
根據零件圖紙及零件的使用情況分析，知φ7.94mm孔，φ2.5mm孔，φ3.7mm孔，φ3.5mm螺紋孔，1mm槽等均應通過正確的定位才能保證，故對基準的選擇應予以分析。
3.2.1 粗基準的選擇
按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面的和加工表面的位置要求，應選擇不加工表面為粗基準，故此處選擇桿壁左側（無凸出）為第一毛基準；在加工φ7.94mm孔時，為保證孔壁均勻，選擇φ12mm的外圓表面為第二毛基準。
3.2.2 精基準的選擇
在φ7.94mm兩孔加工以后，各工序則以該孔為定位精基準。這樣就滿足了基準重合的原則和互為基準的原則。在加工某些表面時，可能會出現基準不重合，這時需要進行尺寸鏈的換算。
3.3 工藝路線的擬定及工藝方案的分析與比較
3.3.1 工藝路線的擬定
為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。
由于生產綱領為大量生產，所以采用通用機床配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產率和減少機床數量，使生產成本下降。
工藝路線方案一：
熱處理時效，整形
工序：
1.同時銑2-φ12的一端面
2.同時銑2-φ12的另一端面
3.粗銑2-ф12至2-ф10
4.精銑2-φ10一端面
5.精銑2-φ10另一端面
6.鉆擴鉸2-φ7.94孔
7.倒角
8.鉆M3.5底孔，擴孔至φ3.7
9.銑1mm槽
10.加工螺紋M3.5
11.鉆φ2.5孔
12.去毛刺
13.檢驗
工藝路線方案二：
熱處理時效，整形
工序：
1.鉆孔，擴至2-φ7.94
2.拉孔
3.銑大頭，定位凸臺
4.夾外圓粗、精車內孔及其端面2-φ7.94
5.倒角
6.以內孔為基準銑下端面
7.工件裝夾在工裝上，銑上端面
8.鉆φ2.5孔
9.去毛刺
10.銑1mm槽
11.鉆φ3.7孔，加工螺紋M3.5
12.去毛刺
13.檢驗
3.3.2 工藝方案的比較與分析
方案一是先加工鑄件兩側的四個端面，再在鉆床上加工出孔。因為同一側的兩個端面一次銑出，可以有很好的平行度，然后再以端面定位，用滑注鉆模的鉆套定中心，用鉆模板直接壓緊，也得到很好的孔與端面的垂直度，并且是先鉆M3.5再擴孔至3.7。
方案二是先鉆兩頭的孔，其次在粗精車端面，用車削的方法,在車端面的同時將孔一并完成，這樣也可以較好的保證孔與端面的垂直度。后面的工序均以孔及端面定位，故基準是重合的，兩方案在這點是相同的。
選擇方案時考慮到零件的大量生產，工廠的具體條件和加工簡便等因素，如設備，能否借用工、夾、量具等。所以本次設計我們選擇方案一。
毛坯為鑄鐵件，清理后退火處理，以消除鑄件的內應力及改善機械加工性能。在毛坯車間初步加工，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。所以工序為：
熱處理時效
1.整形
2.同時銑2-φ12的一端面
3.同時銑2-φ12的另一端面
4.粗銑4-ф12至4-ф10
5.精銑2-φ10一端面
6.精銑2-φ10另一端面
7.鉆擴鉸2-φ7.94孔
8.倒角2-φ7.94孔
9.鉆M3.5底孔，擴孔至φ3.7
10.銑1mm槽
11.加工螺紋M3.5
12.鉆φ2.5孔
13.去毛刺
14.檢驗
根據此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡片。
附表1：機械加工工藝過程卡；附表2～15：機械加工工序卡。
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