制定连杆零件的加工工艺

机械装备设计课程设计说明书设计题目：制定连杆零件的加工工艺专业：班级：学号：姓名：指导教师：机械工程系年月日目录摘要...... . (I)第1章绪论 (1)1.1 零件的分析设计题目及内容 (1)1.1.1 设计题目及内容 (1)1.2 零件的工艺分析 (1)1.2.1 零件图 (1)1.2.2 设计任务书 (1)第2章确定零件的生产类型 (3)2.1 零件的生产类型 (3)2.2 毛坯的确定 (3)2.2.1 确定毛坯的种类及其制造方法 (3)2.3 确定注件加工余量 (3)2.4 定位基准的选择 (4)2.4.1 选择基准 (4)2.5 制定机械加工工艺路线 (4)2.5.1 确定各加工表面的加工方法 (4)2.5.2 拟定加工工艺路线 (4)2.6 机械加工余量，工序尺寸及公差的确定 (5)2.6.1 加工余量和工序尺寸的确定 (5)2.6.2 确定切削用量及时间按定额 (6)第3章夹具设计 (16)3.1 问题的提出 (16)3.2 夹具设计 (16)3.2.1 定位基准选择 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第1章绪论1.1零件的分析设计题目及内容1.1.1设计题目及内容通过连杆加工工艺夹具设计熟悉零件加工工艺设计，机床夹具设计及制造工艺，熟悉机械设计过程，掌握工件是在数控设备上加工的正确定位和装夹，并通过工艺设计掌握解决机械制造工艺问题的方法。

通过这一课题的训练，可加强机械设计和加工的综合应用，具备初步的工程实践能力。

1.2零件的工艺分析1.2.1零件图零件的主视图和左视图，如下图所示：如图1-1零件图1.2.2设计任务书已知加工零件图，毛坯材料为45号钢，设计的夹具类型为插床夹具，产量500件，属于中小批量产量，同时装夹工件数目为1个等。

为完成连杆零件的５mm插槽加工的夹具设计，要求设计的插槽夹具满足加工零件的精度要求及表面粗糙度要求。

本工序的加工要求：1. 键槽的宽度为5毫米，上偏差为+0.018，下偏差为0.加工精度较高。

2. 键槽底面的表面粗糙度为3.2。

第2章确定零件的生产类型2.1零件的生产类型零件的生产类型是指企业（或车间，工段，班组，工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。

生产类型一般可分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。

零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。

年生产纲领是包括备品和废品在内的年产量。

零件的年生产纲领N可按下式计算：式中：N—零件的生产类型（件/年）；Q—产品的年产量（台、辆）；m—每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）；a错误！未找到引用源。

—备品率，一般取2错误！未找到引用源。

~4错误！未找到引用源。

；b错误！未找到引用源。

—废品率，一般取0.3错误！未找到引用源。

~0.7错误！未找到引用源。

生产类型，按工件年产量为500件，有相关资料查的生产类型为中批生产。

通过上面的原始资料可以看出，工件加工要求不高，生产批量不大。

因此，所设计夹具的结构不宜过于复杂。

应在保证质量和适当提高生产率的基础上，尽可能简化结构，以缩短夹具的设计，制造周期，提高经济效益。

根据上式计算求得零件的生产纲领，通过查表可得连杆的生产类型为中批生产。

2.2毛坯的确定2.2.1确定毛坯的种类及其制造方法零件的材料为HT150，考虑零件在机床运行过程中所承受的冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，毛坯可选用铸造成型零件形状不复杂，因此毛坯形状可以与零件形状尽量接近。

2.3确定注件加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》，选用铸件尺寸公差等级CT-12,选用加工余量为MA-H级，并根据毛坯的基本尺寸可知：连杆底面的机械加工余量为6.5mm，上面的机械加工余量为6.5mm。

2.4定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。

也是保证零件加工精度的关键。

定位基准分为粗基准、精基准及辅助基准。

选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准和加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。

通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后在考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。

2.4.1选择基准按照有关粗基准的选择原则，按照粗基准的选择原则：选择要求加工余量小而均匀的重要表面的粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。

故选择φ6，φ16的孔为基准，能方便的加工出17.9的键槽，限制了x y z三个自由度，工件无浇口，冒口，飞边等缺陷，符合粗基准的要求。

2.5制定机械加工工艺路线2.5.1确定各加工表面的加工方法1 工件的上下表面已经铣削，并且已经磨削到工件要求的精度及表面粗度。

2 已完成第五道工序，以一侧面、R12圆弧及斜面定位。

铣7×20mm槽至图纸尺寸。

3 已完成第六道工序，以一侧面，R12和R9圆弧定位，钻、扩、铰3孔至图纸尺寸。

精度要求较高。

本工序所使用的机床为插床2.5.2拟定加工工艺路线根据零件的加工的几何形状，尺寸精度及位置精度，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能机床配以专用工具，并尽量使工序集中来提高生产率。

查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7,1.4-8，1.4-11，选择零件的加工工艺路线如下：工序1：模锻工序2：热处理人工时效，正火工序3：以连侧面互为基准，粗，半精铣两侧面尺寸16铣至16.20043.0-mm工序4：以两侧面互为基准磨两侧面至图纸要求工序5：以以侧面及R12的圆弧及斜面定位洗7*20的槽至图纸要求。

工序6：以一侧面R12和R9的圆弧定位，钻，扩，绞三个孔至图纸要求。

工序7：以φ018.06+侧面φ018.06+和φ16018.0+两孔定位插键槽至图纸尺寸工序8：按图纸要求检验个部分尺寸。

工序9：去毛刺工序10：终检，入库。

2.6机械加工余量，工序尺寸及公差的确定2.6.1加工余量和工序尺寸的确定前面根据资料已初步确定工件各表面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量的如下：2.6.2确定切削用量及时间按定额工序2铣连杆两个侧面一、粗铣连杆两个侧面1加工条件工件材料：45 σb =160~180MPa 铸造；工件尺寸：aemax=60mm，l=104mm;加工要求：粗铣刀架底面，加工余量为4mm，机床：X51立式铣床刀具：根据《切削用量简明手册》（后称《切削手册》）表1.2，选择YG硬质合金端铣刀，根据表.3.1 ，铣削宽度为60mm，故根据铣削宽度ae≤60,深度ap≤6,齿数z=10,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表 3.1，取刀具直径d0=80mm 。

根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表 3.16，选择刀具前角γ0＝5°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角：λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。

2切削用量a 、确定切削深度因为余量较小，故选择ap=4mm ，一次走刀即可完成 b 、确定每齿进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。

根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw （据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：fz=0.09~0.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z 。

c 、确定刀具寿命及磨钝标准根据《切削手册》表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm ；由于铣刀直径d0=80mm ，故刀具使用寿命T=180min （据《简明手册》表3.8）d 、计算切削速度vc 和每分钟进给量vf 根据《切削手册》表3.16，，当d0=100mm ，Z=10，ap≤7.5，fz ≤0.18mm/z 时，vt=98m/min,nt=322r/min,vft=490mm/min 。

各修正系数为：kMV= 1.12，kSV= 0.8。

切削速度计算公式为：vp v e v z v p T vv c k z u a y f x a q d c v m0=其中 mm a e 60=，，245=v C ，2.0=q v，15.0=x v ，35.0=y v ，896.08.012.1=⨯=⋅=k k k Sv Mv v ，2.0=u v mm a p 4=，0=p v ，32.0=m ，min 180=T ，z mm f z /18.0=，10=Z ，将以上数据代入公式：min/153896.0102.06035.018.015.041802.010024532.0m v c =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=确定机床主轴转速：m i n /4871000r d v n w cs ==π。

根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=380r/min,vfc=510mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=10000n d π=100038010014.3⨯⨯m/min=119m/minf zc=v fc/ncz=510/380×10 mm/z=0.13mm/z e 、 校验机床功率根据《切削手册》表 3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc 。

故校验合格。

最终确定:ap=4.0mm ，nc=380r/min ，vf=510mm/s ，vc=119m/min ，fz=0.13mm/z 。

f 、计算基本工时tm ＝L/ vf ，L=l+ y+Δ，l=104mm.查《切削手册》表 3. 26，入切量及超切量为：y+Δ=12mm ，则：tm ＝L/ Vf=(104+12)/510=0.28min 。

二、半精铣连杆连个侧面刀具：YG6硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床； 切削深度ap ： 1.5mm ； 查《切削手册》表3.5，进给量为：min /0.1~5.0mm f z =，取为0.5mm/r参考有关手册，确定min /176m v =，采用YG6硬质合金端铣刀，10,100==z mm d w ，则：min/56010017610001000r d vn w s =⨯⨯==ππ现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表 4.2-36，取m i n /490r n w =，故实际切削速度：m i n/86.15310004901001000m n d v ww =⨯⨯==ππ当min /490r n w =时，工作台每分钟进给量：min /2450490105.0mm n z f f w z m =⨯⨯=⋅⋅=，取为980mm/min 本工序切削时间为：m i n 12.098012104=+==f L t mm三、精铣刀架底面刀具：YG6硬质合金端铣刀；机床：X51立式铣床；切削深度ap ： 1.0mm ；查《切削手册》表 3.5，进给量为：min /6.0~4.0mm f z =，取为0.4mm/r参考有关手册，确定min /330m v =，采用YG6硬质合金端铣刀，10,100==z mm d w ，则：min /105010033010001000r d v n w s =⨯⨯==ππ 现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表 4.2-36，取m i n /945r n w =，故实际切削速度： m i n /73.29610009451001000m n d v w w =⨯⨯==ππ当min /490r n w =时，工作台每分钟进给量：min /3780945104.0mm n z f f w z m =⨯⨯=⋅⋅=，取为980mm/min 本工序切削时间为：m i n 12.098012104=+==f L t m m 工序3 铣7*20的槽一、.粗7*20的槽1.加工条件工件材料：HT150 σb =160~180MPa 铸造 ；工件尺寸：aemax=80mm ，l=104mm;加工要求：粗铣刀架底面，加工余量为5.5mm ，机床：X51立式铣床刀具：根据《切削用量简明手册》（后称《切削手册》）表2.选择YG 硬质合金端铣刀，根据表.3.1 ，铣削宽度为80mm ，故根据铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm 。