机械毕业设计-连杆工艺设计及夹具设计【钻18mm孔】1.docx

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设计（论文）

题目

连杆工艺设计及夹具设计课程设计

所属部

机械工程系

所属专业

机械设计与制造

所属班级

学号

学生姓名

指导教师

起讫日期

摘要

此次设计是对连杆零件的加工工艺和夹具设计，其零件为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、和钻小头孔斜面小孔的工序中，选一面挡销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。

关键词连杆，加工工艺，专用夹具，设计

Abstract

Thisdesignistodialsforksthecomponentstheprocessingcraftandthejigdesign,itscomponentsaretheforging,hasthevolumetobesmall,componentscomplexcharacteristic,Becausethesurfaceiseasierthantheholetoprocess,whenformulationtechnologicalprocess,firstthemachinedsurface,thenprocessesothertakethesurfaceasthedatum,Inwhichvariousworkingproceduresjigallusestheunitclamp,specialregardingprocessesthebigendofhole,thetroughanddrillsthecapitellumholeinclineeyeletintheworkingprocedure,Chooseslocatemodewhichtwosellsatthesametime,andoperatesthesimplemanualclampwayclamp,itsorganizationdesignissimple,theconveniencealsocansatisfytherequest.

Keywords：

Dialsthefork,theprocessingcraft,unitclamp,design

目录

摘要

Abstract

目录

第1章绪论

1.1机械加工工艺流程

1.2夹具概述

第2章连杆的分析

2.1连杆的工艺分析

2.2连杆的工艺要求

第3章工艺规程设计

3.1加工工艺过程

3.2确定各表面加工方案

3.2.1影响加工方法的因素

3.2.2加工方案的选择

3.3确定定位基准

3.3.1粗基准的选择

3.3.1精基准选择的原则

3.4工艺路线的拟订

3.4.1工序的合理组合

3.4.2工序的集中与分散

3.4.3加工阶段的划分

3.4.4加工工艺路线方案的比较

3.5连杆的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

3.5.1毛坯的结构工艺要求

3.5.2连杆的偏差计算

3.6确定切削用量及基本工时（机动时间）

3.7时间定额计算及生产安排

第4章钻ø18孔夹具设计

4.1研究原始质料

4.2定位基准的选择

4.3夹紧机构

4.4切削力及夹紧力的计算

4.5误差分析与计算

4.6钻套、衬套、钻模板设计与选用

4.7夹具设计及操作的简要说明

总结与展望

参考文献

致谢

第1章绪论

1.1机械加工工艺流程

机械加工工艺规程一般包括以上内容：

工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。

机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件上，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。

制订工艺规程的步骤

1）计算年生产纲领，确定生产类型。

2）分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。

3）选择毛坯。

4）拟订工艺路线。

5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。

6）确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。

7）确定切削用量及工时定额。

8）确定各主要工序的技术要求及检验方法。

9）填写工艺文件。

在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。

在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。

1.2夹具概述

夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。

工具是人类文明进步的标志。

自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。

但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。

机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。

因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。

第2章连杆的分析

2.1连杆的工艺分析

其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，连杆底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的，在其边有平行度公差和对称度公差要求等。

因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。

连杆是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。

连杆的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是，所以都要求精加工。

2.2连杆的工艺要求

设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。

设计者要考虑加工工艺问题。

工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。

一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。

该加工有七个加工表面：

平面加工包括连杆底面、大头孔上平面；孔系加工包括大、小头孔；小头孔端的加工以及大头孔加工。

⑴以平面为主有：

①连杆底面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是；

②大头孔端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是。

⑵孔系加工有：

①的大头孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度为；

②的小头孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度要求

；

连杆毛坯的选择锻造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。

单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。

因其年产量是5000件，由[3]表2.1～3可知是中批量生产。

上面主要是对连杆零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为锻造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。

第3章工艺规程设计

3.1加工工艺过程

由以上分析可知，该连杆零件的主要加工表面是平面、孔系和系。

一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。

因此，对于连杆来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及的各尺寸精度。

由上面的一些技术条件分析得知：

连杆的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。

3.2确定各表面加工方案

一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。

设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。

对于我们设计连杆的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和加工精度要求的加工方法及设备。

除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。

在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。

3.2.1影响加工方法的因素

⑴要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。

⑵根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。

在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。

如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。

⑶要考虑被加工材料的性质，例如：

淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。

⑷要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。

⑸此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。

选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。

再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为Ra0.63μm，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车——半精车——淬火——粗磨。

3.2.2加工方案的选择

⑴由参考文献[3]表2.1～12可以确定，平面的加工方案为：

粗铣——精铣（），粗糙度为6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。

⑵由参考文献[3]表2.1～11确定，孔的表面粗糙度要求为6.3，则选择孔的加方案序为：

钻——扩——铰。

⑶小头孔加工方法：

加零件毛坯不能直接锻出孔，只能锻出一个小坑，以便在以后加工时找正其中心，但其表面粗糙度的要求为，所以选择加工的方法是钻——扩——铰。

3.3确定定位基准

3.3.1粗基准的选择

粗基准选择应当满足以下要求：

⑴粗基准的选择应以加工表面为粗基准。

目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。

如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。

以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

⑵选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。

例如：

机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。

因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。

这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。

⑶应选择加工余量最小的表面作为粗基准。

这样可以保证该面有足够的加工余量。

⑷应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。

有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证连杆在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。

从连杆零件图分析可知，主要是选择加工连杆底面的装夹定位面为其加工粗基准。

3.3.1精基准选择的原则

⑴基准重合原则。

即尽可能选择设计基准作为定位基准。

这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。

⑵基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。

基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。

例如：

轴类零件常用顶针孔作为定位基准。

车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。

⑶互为基准的原则。

选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。

例如：

对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。

自为基准原则，有些精