机械制造技术课程设计-LG150连杆加工工艺规程及钻φ40孔夹具设计.docx

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1、目录I第1章计算生产纲领、确定生产类型11.1 生产纲领11.2 生产类型1第2章零件的分析32.1 零件的作用分析32.2 零件的工艺分析4第3章机械加工工艺规程设计53.1 毛坯设计53.2 工艺路线的拟定63.3 加工设备及工艺装备的选择73.4 加工余量的确定73.5 时间定额的计算7第4章钻床夹具设计214.1 工件自由度分析214.2 定位误差的计算214.3 引导装置224.4 夹紧力的确定23课程设计的体会与感想24参考文献25第1章计算生产纲领、确定生产类型1. 1生产纲领生产纲领：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某产品的年产量。零

2、件的生产纲领按下式计算。N=Qn（1+a+/?）式中：N零件的生产纲领（件/年）Q机器产品的年产量（台/年）n每台产品中该零件的数量（件/台）a备品百分率废品百分率1.2生产类型根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型：1单件生产：少量地制造不同结构和尺寸的产品，且很少重复。如新产品试制，专用设备和修配件的制造等。2 .成批生产：产品数量较大，一年中分批地制造相同的产品，生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产。3 .大量生产：当一种零件或产品数量很大，而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。生产类型的判别要根据零件的生产数量（生产纲领）及其自身特点，具体

3、情况见表1-1o表生产类型与生产纲领的关系生产类型重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于IOOkg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000依设计题目知：Q=50000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率Q和废品率B分别取为10%和1%o带入公式得该零件的生产纲领N=50001(1+10%)X(1+1%)=55555件/年零件是轻型零件

4、，根据表1-1可知生产类型为大批生产。第2章零件的分析2.1 零件的作用分析连杆是发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理

5、和更换。在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等（基本尺寸相同）。在连杆小头的顶端设有油孔（或油槽），发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套

6、与活塞销之间的摆动运动副。连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。552. 图2-1连杆零件图3. 2零件的工艺分析连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT8,表面粗糙度Ra3.2,表面粗糙度Ra6.30要对该零件的平面、孔和螺纹进行加工。具体加工要求如下：1. 1GI50连杆右端面，粗糙度Ra3.22. 1G150连杆65端面,粗糙度Ra3.23. 1G150连杆65外圆,粗糙度Ra1.64. 1G150连杆4

7、0孔,粗糙度Ra3.25. 1G150连杆60孔,粗糙度Ra1.66. 1G150连杆20孔,粗糙度Ra1.6第3章机械加工工艺规程设计6.1 毛坯设计连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如45钢、55钢、40Cr40CrMnB等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件

8、的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成一体。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗像孔余量的均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题，但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。目前我国有些生产连杆的工厂

9、，采用了连杆辐锻工艺。图（3-1）为连杆辐锻示意图.毛坯加热后，通过上锻辐模具2和下锻辐模具4的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辐锻法生产的连杆锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高,便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辐锻需经多次逐渐成形。I-上像湿4-F酸双模具5-r图（3-1）连杆辐锻示意图连杆的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至4O12OOC,先在辐锻机上通过四个型槽进行辐锻制坯，然后在锻压机上进行预锻和终锻，再在压床上冲连杆大头孔并切除飞边。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，使之得到

10、细致均匀的回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆的毛坯尚需进行热校正。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。4. 2工艺路线的拟定制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工序01：锻造工序02：经调质处理，HRC5055工序03：粗铳右端面；半精铳右端面工序04：粗铳65端面；半精铳65端面工序05：首次钻25孔；再钻38孔；最

11、后较40孔工序06：钻孔至18；扩18孔至19.8；较19.8孔至20工序07：粗车72外圆至68；半精车68外圆至66；精车66外圆至65工序08：粗车40孔至57；半精车57至59；精车59孔至60工序09：去毛刺工序10：检验至图纸要求并入库3. 3加工设备及工艺装备的选择工序03：粗铳右端面；半精铳右端面；刀具：端面铳刀；量具：游标卡尺；夹具:专用夹具；机床：立式铳床X51。工序04：粗铳65端面；半精铳65端面；刀具：端面铳刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：立式铳床X51工序05：首次钻25孔；再钻38孔；最后较40孔；刀具：麻花钻、钱刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；

12、机床：立式钻床Z525。工序06：钻孔至18；扩18孔至19.8；钱19.8孔至20；刀具：麻花钻、扩孔钻、较刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：专用夹具；机床：立式钻床Z525。工序07：粗车72外圆至68；半精车68外圆至66；精车66外圆至65；刀具：外圆车刀；量具：游标卡尺；夹具：专用夹具；机床：卧式车床C620-1。工序08：粗车40孔至57；半精车57至59；精车59孔至60；刀具：内孔车刀；量具：内径百分尺；夹具：专用夹具；机床：卧式车床C620-1。3. 4加工余量的确定零件材料为45钢，产量50000件/年，零件形状复杂系数S3,重量约为6.IKg,长度1=215mm,宽度B=80

13、mm,查机械制造工艺简明手册表2.2-1知，水平方向毛坯余量Z=2.02.5mm,竖直方向毛坯余量Z=2.02.5mm,现水平方向和竖直方向均取Z=2.Ommo4. 5时间定额的计算工序03：粗铳右端面；半精铳右端面工步一：粗铳右端面1选择刀具刀具选取硬质合金面铳刀，刀片采用YG8,d=IOOmm,v=IOOm/min,Z=IO2 .决定铳削用量决定铳削深度加工余量2.Omm,表面粗糙度Ra3.2,两步即粗铳半精铳方可达到精度要求，粗铳单边余量Z=1.5mm,半精铳单边余量Z=O.5mm,此工步为粗铳，故QP=15mm决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铳床说明书，其功率为为4.5kw,中

14、等系统刚度。根据表查出力=0.25TmZ/齿，则幽二幽卫吗min3WminTId100按机床标准选取九=300rminIOOOTTIOOx300im/min94m/min3 .计算工时切削工时：4=215m,Z2=1.5m,Z3=2mm,走刀次数7=1r4*rt-1十口-P1/+4+/3-215+1.5+2.CC1G-则机动工时为*=j匕1Z=c”XImin2.913rnM300x0.25工步二：半精铳右端面1选择刀具刀具选取硬质合金面铳刀，刀片采用YG8,J0=IOOmrn,v=160mmin,z=104 .决定铳削用量决定铳削深度加工余量2.0mm,表面粗糙度Ra3.2,两步即粗铳半精铳方可达到精度要求,粗铳单边余量Z=1.5mm,半精铳单边余量Z=O.5mm,此工步为粗铳，故QP=1.5mm决定每次进给量及切削速度根据X51型立式铳床说明书，其功率为为4.5kw,中等系统刚度。根据表查出fz=O.TOmm/齿，则IOOOv1000160z.一八.ne=rmn510rmind%xIOO按机床标准选取VV=490rmIOOO%xIOOx490im/min154mmin5 .计算工时切削工时：1=215mm,2=0.5mm,I3=2rm,走刀次数，二1e1-1-I-t1rZ1+Z9+Zo.215+0.5+2.则机动工时为tm=-I=1mn2.219minmnJ4