机械制造课程设计说明书《连杆盖》.doc

机械制造课程设计说明书

机械制造技术
课程设计说明书

班 级：
学生姓名：
学 号：
指导教师：

2009 年 06 月 09 日
11

目录

一、序言....................................3

二、设计任务书..............................4

三、生产纲领、确定生产类型..........................5

四、零件工艺分析...................... ..................5

五、选择毛坯、绘制毛坯简图............... ....... ..5

六、工艺规程设计
6.1定位基准的选择........................................7
6.2零件表面加工方法的选择................................7
6.3制定工艺路线........................................7
6.4工序设计...........................................8

七、小结................. ...........................10
八、参考文献.................. .....................10

一、序言

机械制造技术课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行课程设计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，它在我们四年大学生活中占有重要的地位，本次课程设计旨在培养学生设计机械加工工艺规程的工程实践能力，通过这次设计我将使我们获得综合运用过去所学全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为学生搞好毕业设计、走上工作岗位打下坚实基础。
本次课程设计的目的在于：
1.培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计，熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
2.提高结构设计能力。学生通过训练，能根据被加工零件的加工要求，选择高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具，提高结构设计能力。
3.培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。
4.进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。
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锻炼。此次课程设计对给定的零件图分析并进行工艺规程设计，其中考察了定位基准的选择，零件表面加工方法的选择，加工工艺路线的拟订及工序加工余量，工序尺寸，公差等相关知识，历时两个星期的设计加深了对所学知识的理解， 有助于今后能够熟练地运用于工作中。设计过程中遇到一些疑问经过老师的悉心指导都得以解决，在此对老师表示忠心地感谢。适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后工作打下一个良好的基础。
由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。

二、设计任务书
课程设计任务书
І、 课程设计名称：机械制造技术基础课程设计
П、课题名称：连杆盖合件之二-连杆盖工艺规程设计
Ш、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求：
设计题目：编制连杆盖机械加工工艺规程。
零件资料：该零件图样一张；

生产纲领：年产量6000件/年；
生产班次：每日1班，全年按300天计算。

机械与汽车工程学院___工业工程___专业 0611 班
学生（签名）：梅浩

评分：_____________

三、生产纲领、确定生产类型
此零件为连杆盖，由设计任务书要求，此零件要求可知该零件的生产纲领为6000件/年，结合生产实际，备用率a%和废品率b%分别取3%和0.5%，带入公式得
N=6000台/年*1件/台*（1+3%）*（1+0.5%）=6210.9件/年 所以连杆盖的生产类型为为成批的大批生产类型。
四、零件的工艺分析
此零件为连杆盖合件之二-连杆盖，连杆盖的视图完整，尺寸、公差及技术要求齐全。此零件形状结构较为简单，零件各表面的加工并不困难，但是基准孔Ø20+0.023 0mm以及小头孔要求表面粗糙度Ra1.6µｍ偏高。基本思路为先加工小头孔再以其为基准来加工大头孔。在小头孔中间的大的沟槽需要用R67mm到刀具去加工，同样在加工大头孔内表面的沟槽时也要用特殊的R25mm的刀具去加工。此外还应该注意：
1.该连杆盖为整体两件合一铸造成型，其外形可不再加工。铸件尺寸公差，铸件尺寸公差分为16级，由于是中批量生产，毛坯制造方法采用金属模铸造，由机械加工工艺简明手册查得，铸件尺寸公差等级为13级。
2.连杆大头孔对A基准的平行度公差为0.01mm。
3.大头孔两端的台阶面对A基准的对称度公差为0.3mm。
4.小头孔中间的沟槽，对基准B的对称度为0.2mm。
5.铸件毛坯需要经过人工时效处理。（人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底）
6.材料 QT450-10（球墨铸铁）。
7. 工序（12）采用2mm的锯片铣刀加工，也可以改为线切割加工，该道工序使的连杆大孔为一个不完整的半圆。若采用线切割可减小加工缺陷，但是采用铣刀可以节约加工时间。由于加工为中批量生产所以采用铣刀加工。
8.连杆大小头孔平行度的检验，可采用穿入专用心轴，在平台上用等高的V型块支撑连杆大头孔心轴，测量大头孔心轴在最高位置时两端的差值，其差值一半即为平行度误差。
五、 选择毛坯、绘制毛坯简图
在各类机械中，连杆盖为为传动件,由于其在工作时处于运动中，经常受冲击和高压载荷，要求具有一定的强度和韧性。该零件的材料选择QT450-10，零件的轮廓尺寸不大，形状不是很复杂，为成批量生产模型，从减少加工难度来说，经查机制工艺手册，毛坯采用铸造成型。
因为零件形状并不复杂，但为减小加工时的切削用量和提高生产效率，节约毛坯材料，毛坯形状可以与零件形状接近。即外形做成台阶形，内部孔铸造出。
确定机械加工余量，及毛坯尺寸。
1）确定机械加工余量
（1）铸件质量：零件表面无明显的裂纹等缺陷。
（2）加工精度：零件除孔以外的各表面为一般加工精度。
(3) 机械加工余量。根据铸件质量、形状，以及各个加工部位的要求毛坯尺寸和余量如下。
加工表面
基本尺寸mm
毛坯尺寸mm
单边总加工余量mm
小头孔直径
Ø 20
Ø 10
5
大头孔直径
Ø 81
Ø 70
5.5
零件厚度
43
45
1
大头孔两端深度
3.5
0
1.75
铸造圆角
R3-R5
表：毛坯尺寸和余量

六、工艺规程设计
1.定位基准的选择
该零件是带孔的盘状零件，孔是其设计基准，为避免由于基准不重合而产生误差，应-选孔为定位基准，即选Ø20+0.023 0mm孔及一端面为加工精基准。
由连杆盖有孔、沟槽等都需加工，而孔作为精基准应先加工，因此选外圆及一端面为粗基准。
2.表面加工方法的确定
该零件的加工面有内孔、端面、小孔及槽等，材料为QT450-10。参考有关资料，其加工方法的选择如下
毛坯的两端面应该互为基准加工，表面粗糙度为Ra3.2µｍ，需粗铣-半精铣。
小头孔Ø20+0.023 0：内表面粗糙度为Ra1.6µｍ，需进行扩-半精铰。
大头孔Ø81+0.021 0mm：内表面粗糙度为Ra1.6µｍ，需进行粗镗-精镗。
大头孔内沟槽：表面粗糙度为Ra6.3µｍ，采用R25的砂轮磨削，一次成型磨即可。
切割面：表面粗糙度为Ra1.6µｍ，需精铣。
两台阶面；底面为Ra6.3µｍ，侧面为Ra1.6µｍ，故采用粗铣台阶面后，对则面进行精铣并保证距离尺寸94 0 -0.023mm，以及对称度0.3mm A。
两个螺纹孔的加工：钻-铰孔。
小头孔的大沟槽采用R67mm的成型铣刀去加工。
小头孔里面的沟槽用精细的镗刀加工。
在将连杆盖毛坯从大头孔中间切开的时候采用2mm的锯片铣刀。
3.确定工艺路线
连杆的加工工艺路线一般是先进行外形的加工，再进行孔、槽等加工。连杆的加工包括各侧面和端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，连杆盖加工可按下面工艺路线进行。又因为此零件要求小批量生产，所以工序安排要求较集中。
工序1：铸造毛坯。
工序2：无损探伤，查是否有夹渣，气孔，疏松等缺陷。
工序3：清理毛刺、飞边，涂漆。
工序4：人工时效处理。
工序5：划杆身中心线（B基准），以及大小头孔的中心线（A基准）。
工序6：按线加工，精铣大小头孔两端面，互为基准（加工中多翻转几次）至尺寸43-0.20 -0.36mm。
工序7：重划大小头孔中心线，并选择一个端面为基面。
工序8：以基面定位，按线找正，粗镗大小头孔，分别为Ø78±0.05mm,
Ø17±0.05mm.
工序9：以基面定位，按线找正，精镗小头孔到Ø20+0.023 0mm。并定其轴线为基准A。
工序10：以小头孔轴心、基面定位，借助侧面装夹工件，精镗大头孔至
Ø81+0.021 0mm。并保证中心距为85+0.1 0mm，以及对基准A的平行度为0.01mm。
工序11：磨大头孔内表面的沟槽 砂轮R25mm，磨削深度2.5mm。车倒角1*45度。
工序12：以基面、侧面和小头孔定位装夹工件，按照大头孔的中心线用锯片铣刀将连杆切开，并对连杆做好标记。
工序13：以基面、连杆体侧面和分割面装夹工件，铣削两个台阶面，保证台阶面的距离为94 0 -0.023mm，深度3.5+0.05 0mm，以及对基准A的对称度为0.3mm。 钻两边的底孔Ø10mm，保证中心距为110±0.15。
工序14：由钳工铰孔2-M12-6H。
工序15：以连杆分割面、基面定位装夹，铣削沟槽 宽15+0.15 +0.05mm，R67mm的盘形铣刀。对基准A的对称度为0.01mm。
工序16：用微型铣刀铣内沟槽 直径Ø21+0.28 0mm，宽1.1+0.12 0 mm，两沟槽距离37+0.15 0mm。
工序17：车倒角0.5*45度。
工序18：检查各个部分的尺寸和精度。
工序19：组装入库。
4.工序设计
1) 选择加工设备与工艺装备。
(1) 选择机床。
a.工序11、17、是车倒角。该零件外廓尺寸不大，选用CA6140卧式车床即可。
b.工序06、13为粗铣铣、精铣。由于加工的零件轮廓尺寸不大，，故宜在普通铣床就可以。选用立式铣床X52K型铣床。
c.工序08、09、10为粗镗、精镗。从加工要求及尺寸大小考虑，选用卧式镗床T611。
d.工序11是用Ø50mm的砂轮去磨，需要组合夹具，用内圆磨床考虑到孔的大小用M2120内圆磨床。
e.工序12因为要将连杆锯断，工件尺寸不是很大，用卧式铣床X63W。
f.工序13 钻孔考虑孔的尺寸等技术要求，采用立时钻床Z518。
g.工序15考虑到加工位置和技术要求需要用卧式铣床X63W。
h.工序16加工内沟槽，用微型镗刀加工，由于是回转体 采用车床CA6140。
(2) 夹具。组合夹具和普通的三抓、四爪卡盘就可以。
(3) 选择刀具。在工序11需用到R25mm的砂轮。工序16需要刃口小于1.1mm的细小镗刀。
(4) 选择量具。本零件属于小批量生产，一般采用通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的精确度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。
a.各工序的量具见下表
工序
加工面尺寸
尺寸公差
量 具
06、11、
15、16
43
0.16
分度值0.02，测量范围0~150游标卡尺
08
Ø78、Ø17
0.05
普通游标卡尺
09、10、13
Ø81
0.021
分度值0.001，测量范围0~150游标卡尺

b.选择加工槽所用量具。均可选用分度值0.02mm，测量范围0~150mm游标卡尺进行测量。
2）确定工序尺寸
(1)确定圆柱面的工序尺寸。查表可以得出该零件圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表
加工表面
工序双边余量/mm
工序尺寸及公差/mm
表面粗糙度/µｍ
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
毛坯两侧面
1.5
0.5

43.5+0.02 -0.02
43-0.20 -0.36

6.3
3.2

大头孔
2.5

0.5
Ø80+0.05 -0.05

Ø81+0.021 0
6.3

1.6
小头孔
2.5

0.5
Ø19.5+0.05 -0.05

Ø20+0.023 0
6.3

1.6
台阶侧面

0.5

94 0 -0.023

1.6
台阶底面
3.5

3.5+0.05 0
6.3

g.确定铣小头孔沟槽的工序尺寸。精铣可达到要求，则该工序尺寸：槽宽15+0.15 +0.05mm，槽深R67。粗铣时，为半精铣留有加工余量：槽宽双边余量为2mm，槽深余量为2mm。则粗铣的工序尺寸：槽宽为13mm，槽深为R65mm的圆。将以上结果填入机械加工工序卡内。

七、 设计小结
本次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。它在我们大学四年的大学生活中占有重要的地位，因此，我对本次课程设计非常重视。　
我们这次的设计、学习是分阶段进行的，还不能做到全局把握，面面俱到，因而不可避免地会出现一些问题和缺点。通过对本次课程设计过程及老师指点的回顾和总结，可以系统地分析一下整个设计、学习过程中所存在的问题。通过总结，还可以把平时听课时还没有弄懂、弄透的问题加以学习巩固，以获得更多的收获，更好的达到课程设计的预期目的和意义。虽然在课程设计中我遇到了不少困难，比如在加工顺序中我不知应该先加工哪一步，还有加工刀具的选择不清楚等，然而还是最终确定了这次课程设计的工艺路线。在工艺路线制作中，使我对机械制造工艺学、金属切削机床等相关专业知识的理解更加深入。因此，在这次课程设计完成的过程中我学到了许多东西，并成功完成了这次课设。
此次课程设计对给定的零件图分析并进行工艺规程设计，其中考察了定位基准的选择，零件表面加工方法的选择，加工工艺路线的拟订及工序加工余量，工序尺寸，公差等相关知识，利用近两个星期的课程设计，加深了对所学知识的理解，有助于今后工作。本次课程设计使我学会了解决机械加工工艺问题的能力，提高结构设计能力，熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，同时还具备了识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。