三孔连杆工艺课程设计说明书模板解读.docx

1、三孔连杆工艺课程设计说明书模板解读 三孔连杆的机械加工工艺及机床夹具设计说明书 题 目：三孔连杆（中批生产）工艺课程设计 专业班级： 农机（一）班 学生姓名： 张传东 学 号： 10129008 指导教师： 杨义 2013年 5月 摘 要 1序 言 41 零件的分析 5 （标准零件图纸一张，AUTOCAD） 1.1 零件的作用 5 1.2 零件的工艺分析 52 工艺规程设计 7 （毛坯合图一张，AUTOCAD或手绘图纸都可以） 2.1 确定毛坯的制造形式 7 2.2 基面的选择 7 2.3 制定工艺路线 8 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 9 2.5 确定切削余量及基本工时 10

2、（若干张零件工艺卡）结论 19致谢 20 参考文献 21 机械制造工艺学课程设计任务书 设计内容：1、产品零件图 1张 2、产品毛坯图 1张 3、机械产加工工艺过程卡片 1份 4、机械加工工序卡 1张 5、课程设计说明书 1份序 言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建

3、设打下一个良好的基础。将设计图样转化成产品，离不开机械制造工艺与夹具，因而它是机械制造业的基础，是生产高科技产品的保障。离开了它，就不能开发制造出先进的产品和保证产品质量，不能提高生产率、降低成本和缩短生产周期。机械制造工艺技术是在人类生产实践中产生并不断发展的。机械制造工艺的内容极其广泛，它包括零件的毛坯制造、机械加工及热处理和产品的装配等机械制造工艺课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前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,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。由于能力有限，设计尚有许多不

4、足之处，恳请各位老师予以指教。1零件的分析1.1零件的作用连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力转给曲轴，所以连杆除上下运动外，还左右摆动做复杂的平面运动，连杆工作时，主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度，同时由于连杆既是转动零件，又是运动件不能单靠加大尺寸来提高其承载能力，须综合材料选用、结构设备。1.2零件的工艺分析从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有112、50、36、的圆柱端面面，90、35、25的内孔表面，连

5、杆的端面，连杆的键槽，耳钩的端面图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在孔的端面和内表面、90内孔表面为Ra1.6um, 112 圆柱的端面Ra6.3um。35的孔的内表面 Ra1.6um,50圆柱面为Ra6.3um、25的内孔表面为Ra1.6um,36圆柱的端面为Ra6.3um,耳钩的两端面为Ra6.3um，其余为Ra12.5um，要求不高；位置要求较严格，表现在90孔的内表面的圆柱度为0.0085mm、25内孔圆柱表面对为0.0085mm, 35孔内表面的圆柱度为0.0085mm并相对于90的孔的内表面A的平行度为0.02mm，热处理方面需要调质处理，到226271HBS，

6、保持均匀。 通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。2工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛

7、坯。根据零件的材料，推荐用铸件或锻件，但从经济方面着想，如用铸件中的铸料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。2.2基准的选择工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用112内圆孔表面面作为粗基准来加工50、36圆柱的端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，50、25的孔为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可

8、靠，为以后加工重要表面做好准备。 2.3制定工艺路线2.3.1加工方法的选择:市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。 同样在该零件的加工方法的选择中，我们考虑了工件的具体情况，一般我们按加工顺序来阐述加工方案： 加工表面 表面粗糙度 公差/精度等级 加工方法112圆柱端面 Ra6.3 IT6 粗铣-半精铣-精铣50圆柱端面 Ra6.3

9、IT6 粗铣-半精铣-精铣36圆柱端面 Ra6.3 IT6 粗铣-半精铣-精铣耳钩的两端平面 Ra6.3 IT6 粗铣-半精铣-精铣连杆的两端面 Ra12.5 自由公差 粗铣连杆的两凹槽 Ra12.5 自由公差 粗铣90圆柱孔 Ra1.6 IT6 精镗孔90孔端口的导圆 Ra6.3 IT6 精铣35圆柱孔 Ra1.6 IT6 钻孔-精镗孔25圆柱孔 Ra1.6 IT6 钻孔-精镗孔 2.3.2加工顺序的安排(1)工序的安排 1、加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不

10、同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。 粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工112、50、36、圆柱的端面，耳钩两端面平面，连杆的两端面，连杆的两凹槽。 半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如112、50、36、外圆柱的端面，耳钩的两端平面等。 精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如112、50、36、90、3

11、5、25、90的导圆，耳钩的两端平面，如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。 2、基面先行原则 该零件进行加工时，要将端面先加工，再以112下端面、内孔圆柱面为基准来加工，因为112下端面和112内圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。 3、先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。 4、先面后孔 对该零件应该先加工平

12、面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于三孔连杆来讲先加工112孔内圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔和其它端面。 （2）工序划分的确定工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作

13、简化，对操作工人的技术水平也要求低些。综上所述：考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。 （3）、热处理工序的安排 热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理、实效处理、表面处理和内应力处理等，本零件三孔连杆材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理、实效处理、在半精车之前，表面处理和内应力处理精车之前，按规范在840温度中保持30分钟释放应力。 （4）、拟定加工工艺路线 根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可

14、以初步确定加工工艺路线，具体方案如下：方案一1、 下料 锻造毛坯2、 热处理 退火（消除内应力）3、 普铣 粗铣112、50、36、圆柱端面留半精车、4、 普铣 粗铣耳钩的两平面、半精铣5、 普铣 连杆的两端面6、 普铣 连杆的两凹槽7、 数控钻 钻35、25的孔8、 数控镗 精镗90孔达到要求，圆角9 数控镗 精镗35、25的孔达到要求10 数控铣 精铣112、50、36、余量使各圆柱孔端面到要求11 数控铣 精铣耳钩的两端平面使其达到精度要求12、 钳工 去毛刺、磨倒角13、 检验 方案二1 下料 锻造毛坯2 热处理 退火（消除内应力）3 普铣 粗铣112、50、36、孔圆柱端面留半精车、

15、4 普铣 粗铣耳钩的两平面、半精铣5 普铣 连杆的两端面6 普铣 连杆的两凹槽7 热处理 调质8 数控铣 精铣112、50、36、余量使各圆柱孔端面到要求9 数控铣 精铣耳钩的两端平面使其达到精度要求10 数控镗 精镗90孔达到要求，圆角 11 数控钻 钻35、25的孔12 数控镗 精镗35、25的孔达到要求13 钳工 去毛刺、磨倒角14 检验方案三1 下料 锻造毛坯2 热处理 退火（消除内应力）3 普铣 粗铣112、50、36、圆柱端面留半精车、4 普铣 粗铣耳钩的两平面、半精铣 5 普铣 连杆的两端面6 普铣 连杆的两凹槽7 数控铣 精铣112、50、36、余量使各圆柱孔端面到要求8 数控

16、铣 精铣耳钩的两端平面使其达到精度要求9 数控钻 钻35、25的孔10 数控镗 精镗90孔达到要求，圆角11 数控镗 精镗35、25的孔达到要求12 钳工 去毛刺、磨倒角13 检验 综上所述：三个工艺方案的特点在于工序集中和工序分散和加工顺序，从零件本身来考虑，由于轴类零件在切削加工时易产生弯曲变形，如采用工序分散，在加工时零件的位置精度无法保证，为了同时保证零件图示的圆跳动要求，所以采用方案二。 （5）、加工路线的确定 确定刀具走刀路线主要是提高生产效率，正确的加工工艺程序，在确定走刀路线时主要考虑以下几个方面：1、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度2、应使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，

17、提高加工效率3、应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量具体加工路线见走到路线图。 （6）、加工设备的选择 、工序3、4、5、6、采用Z6032A普通铣床，车床的参数如下：主要技术参数 Z6032A，T形槽数目 （mm） 3工作台行程 （mm） 740*320主轴孔锥度 7：24/ISO40主轴转速范围 （r.p.m) 40-1300（12级）工作台进给速度 （mm/min） 30-740(8级）主轴中心至垂直导轨距离 （mm） 310主轴端面至工作台距离 （mm） 85-460工作台尺寸 （mm） 1370320工作台上下行程 （mm） 400外型尺寸 （mm） 1460172015

18、00电动机功率 51500（KW） 3净重 / 毛重 （Kg） 1800 、工序8、9采用数控铣床XK714，数控立式铣床参数如下：XK714数控铣床主要技术参数工作台 1000*320mm工作台行程 600*360mm主轴行程 500mm主轴端至工作台距离 0-500mm主轴中心至立柱表面距离 120-620mm主轴转速范围/级别 6000rpm主轴内孔锥度 BT40立铣最大直径 50mm端铣最大宽度 100mm钻孔最大直径 16mm最大快移速度 6000mm/min定位精度 0.01mm重复定位精度 0.01mm 最小设定单位 0.01mm主电动机额定功率 3.7Kw（变频） 机床净重 2

19、000Kg工序11、采用CK5140C，数控钻床的参数如下： 型号CK5140C，最大钻孔直径40mm,主轴允许最大矩200N。m，最大进给抗力为12000N主轴电机功率3KW，主轴孔锥度7:24，主轴箱行程为350M，主轴中心线距立柱导轨面距离为335m主轴行程（Z轴）为240m，主轴转速（12级）。工作台工作面尺寸为850*360，T型槽宽*槽数18*3，进给速度为600mm/min，ZK5140C工作台纵向行程（X轴）为850mm, 工作台横向行程（Y轴）为400mm，快移动速度（XYZ轴）15*15*3，主轴端面至工作台面距离100700mm，定位精度（XY坐标）0.025mm，重复定

20、位精度（XY坐标）0.015mm，外型尺寸（长宽高）180015902360mm 工序10、13采用TK7220数控立式精镗床的参数如下 滑架行程800mm，主轴转速(变频无级) 01500r/min，主轴进给速度03000mm/min，主轴中心至立柱导轨距离580mm，主轴中心至滑架直立面距离510mm，工作台尺寸:长宽1100500mm，工作台纵向行程1000mm，工作台横向行程400mm，工作台纵横向进给速度03000mm/min，滑架端面离工作台面最小距离375mm，滑架端面离工作台面最大距离1175mm，加工精度IT6，加工粗糙度R0.81.6，定位精度0.02mm，重复定位精度0.

21、02mm （7）、刀具的选择 由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件三孔连杆材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。 、铣车外圆柱面：刀具号为T0101，立铣刀，圆弧半径为10， 、半精车，精车

22、外圆柱面：刀具号为T0202，立铣刀，圆弧半径为3， 钻头：高速钢刀具 刀具号为T0303，直径为35;刀具号T0303，直径为35，钻25的孔T0404钻头直径为25 镗刀 刀具号为T0505，T0606，T0707，刀杆长度为分别为BH4550，BH17.535，BH12.520 综上可做一刀具表如下：加工表面 刀具号 刀具名称 刀具参数 粗铣孔的外圆柱端面 T0101 立铣刀 r=10 半精，精铣的外圆柱端面 T0202 立铣刀 r=3 钻35的孔 T0303 钻头 35 钻25的孔 T0404 钻头 25 镗90的孔 T0505 镗刀 BH4550 镗35的孔 T0606 镗刀 BH1

23、7.535 镗25的孔 T0707 镗刀 BH=12.520粗铣连杆两端面 、凹槽 T0101 立铣刀 r=10 精铣耳钩的两端平面 T0202 立铣刀 r=32.4加工余量，工序尺寸，及其公差的确定根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1）112的孔的外圆柱端面工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗铣 5 IT12 55 0.12mm 12.5毛坯 60 半精铣 1.0 IT8 510.02mm 6.32）35的孔的外圆柱端

24、面工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗铣 3.0 IT12 380.12mm 12.5毛坯 40半精铣 1.0 IT8 360.02mm 6.33）25的孔的外圆柱端面工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗铣 3.0 IT12 230.12mm 12.5毛坯 25半精铣 1.0 IT8 210.02mm 6.3精铣 0 IT6 200.02m 6.3 4） 耳钩的两端面工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗铣 3.0 IT12 230.12mm 12.5毛坯 25半精铣 1.0 IT6 210.02mm 6.3 5）连杆的端平面工序名称

25、工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗铣 0 IT12 230.5mm 12.5毛坯 30 6）连杆的凹槽工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度粗铣 0 IT12 150.5mm 12.5 毛坯 30 7）112的孔的外圆柱端面工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精铣 0 IT6 350.02m 6.3 8）35的孔的外圆柱端面工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精铣 0 IT6 350.02m 6.3 9）25的孔的外圆柱端面工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精铣 0 IT6 200.02m 6.3 10）耳钩的

26、两端面工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度精铣 0 IT6 200.02m 6.3 11）精镗90的孔工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度镗 0 IT6 90H60.022 1.6毛坯 80 12）钻35的孔工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度钻 2.0 IT12 33 12.5 13）钻25的孔工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度钻 2.0 IT12 23 12.5 14）精镗35的孔工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度镗 0 IT6 35H60.016 1.6 15）精镗25的孔工序名称 工序余量 工

27、序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度镗 0 IT6 25H60.013 1.6 2.5确定切削用量及功率的校核 112的孔的外圆柱面 粗铣：查机械加工工艺设计手册P433 得知：f=0.81.2mm/r取f=0.81mm/r ap=2.5mm 查金属切削手册知Vc=7090 m/min取Vc=80 m/min 则n=1000Vc/ d =195.85r/min由Z6032A说明书取n=125r/min故实际切削速度： Vc=n d/1000=2003.14187/1000=73.4m/min校核功率：Pc=KcapVcf/60000=23052.50.8173.4/60000=5.4Kw 由于机床

28、说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=73.4 m/min，n=125r/min，f=0.81mm/r 35的孔的外圆柱面 粗铣： 确定进给量f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编 上海科学出版社表10-8知f=0.60.9mm/r 结合Z6032A说明书取f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查金属切削手册知Vc=7090 m/min取Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/ d =341.22r/min由Z6032A说明书取n=320r/min 故实际切削速度Vc=n d/1000=3203.1470/1000=70.34

29、m/min 功率Pc=KcapVc0.71/60000=23052.570.340.66/601000=4.4Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.8，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc= 70.34m/min，n=320r/min f=0.71mm/r半精车：查机械加工工艺设计手册P433 得知：f=0.250.35mm/r 取f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取Vc=120m/min故n=1000Vc/ d=660.04r/min 圆整得n=660 r/min 功率Pc=KcapVcf /60000=23050.3120/60000=1.24Kw由于

30、机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r精车：查机械制造工艺与机床夹具课程设计表2-20知： Vc=150160 m/min取Vc=160m/min f=0.18mm/rap=0.55mm则 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圆整得n=910 r/min 功率Pc=KcapVcf /60000=23050.550.18160/60000=0.6Kw 由于机床说明书查得Pc=7.5 Kw，效率为0.75，机床功率PnPc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=160m/min，n=910r/min f=0.18mm/r 25的孔的外圆柱面粗铣：d=70 确定进给量f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编 上海科学出版社表10-8知f=0.60.9mm/r 取f=0.71 查金属切削手册知Vc=7090 m/min取Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由Z6032A说明书取n=320r/min 故实际