畢業(yè)設計（論文）-空氣壓縮機連桿精鏜大小頭孔夾具設計（全套圖紙三維）

XX學院畢業(yè)設計（論文） 11ZA-1.58型空氣壓縮機連桿精鏜大、小頭孔夾具設計11ZA1.5/8型空氣壓縮機連桿精鏜大小頭孔夾具設計目錄 第一章 緒論1 第二章 零件的分析1 2.1 零件的作用2 2.2 零件的工藝分析32.3 連桿加工的加工順序和加工方案的選擇42.3.1 孔和平面的加工順序52.3.2 加工方案選擇5 第三章 工藝規(guī)程設計6 3.1 連桿加工定位基準的選擇73.1.1 粗基準的選擇83.1.2 精基準的選擇93.2 連桿加工主要工序安排103.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定103.4 選擇加工設備及刀、量具10 第四章 確定切削用量及基本工時10 4.1 切削用量及基本工時的計算11 工序1劃線11 工序2鉆中心孔11 工序3 兩頭頂住，四爪夾小頭，車大頭各外圓，端面及球面12 工序4 兩頭頂住，四爪夾大頭，粗、精車小頭球面和桿部外圓及各圓弧12 工序5 銑兩平面至厚13 工序6 鉆小頭孔至13 工序7 粗鏜大、小頭孔至、13 工序8 銑桿部150處平面及R37.5圓弧面14 工序9 銑桿部及R37.5寬20的槽14 工序10 插大頭桿蓋止口14 工序11粗磨平面至厚14 工序12銑開對開面15 工序13銑桿體對開面至15 工序14銑除桿體中心孔多余部分至球面線16 工序15銑桿蓋搭子兩側面至厚1017 工序16鉆直孔，擴孔至鉸孔至18 工序17半精鏜大、小頭孔至、19 工序18鉆大、小頭孔倒角至尺寸20 工序19磨平面至厚度20 工序20精鏜大、小頭孔至尺寸21 工序21精鏜銅套內孔至尺寸21 第五章 鏜孔夾具設計22 5.1定位基準的選擇24 5.2定位元件的設計25 5.3切削力及夾緊力的計算25 5.4夾緊裝置設計26 5.5夾具誤差分析和計算27 第六章 UG軟件在機械設計中的應用27 結 論28 參考文獻29 致 謝30II摘要本篇設計是基于UG的11ZA1.58型空氣壓縮機連桿精鏜大、小頭孔夾具設計。連桿零件的主要加工位置是、內孔的加工及連桿上下，左右表面，油孔，以及直孔的加工。一般來說，保證平面的加工精度與保證軸系的加工精度相比，保證平面的加工精度比較容易。精鏜大、小頭孔加工都是選用專用鏜床夾具，夾緊方式一般選用手動夾緊，夾緊可靠。因此生產效率較高。能夠滿足設計要求。文章的重點在于對空氣壓縮機連桿的工藝性和力學性能分析，對加工工藝進行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、高效設計、省力的夾具，經過實踐證明，最終加工出合格的連桿零件。本文的創(chuàng)新之處在于用UG軟件繪制精鏜大、小頭孔夾具的三維裝配圖和零件圖，它的主要特點是三維建模，使夾具的裝配順序及可視效果都一目了然。關鍵詞：連桿；精鏜；夾具;裝配圖全套圖紙，加153893706Abstract This design is UG 11ZA 1.58 type air compressor connecting rod small hole boring fixture design based on. The main machining position of connecting rod parts is, the processing of inner hole and the connecting rod of the connecting rod, the left and right surface, the oil hole, and the processing of the straight hole. Generally speaking, the machining accuracy of the plane is guaranteed to ensure the machining accuracy of the system is relatively easy. Fine boring, small hole machining is the special boring machine fixture, the clamping way generally manual clamping, clamping reliable. Therefore, the production efficiency is high. Can meet the design requirements.文章的重點在于對空氣壓縮機連桿的工藝性和力學性能分析，對加工工藝進行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、高效設計、省力的夾具，經過實踐證明，最終加工出合格的連桿零件。本文的創(chuàng)新之處在于用UG軟件繪制精鏜大、小頭孔夾具的三維裝配圖和零件圖，它的主要特點是三維建模，使夾具的裝配順序及可視效果都一目了然。 The focus of the article is on the air compressor connecting rod, the processing and mechanical properties analysis on the process of rational analysis, to determine the reasonable blank, processing, efficient design, labor saving fixture. Through practice proved that ultimately produce a qualified connecting parts. The innovation of this paper lies in using UG software rendering fine boring, small head hole fixture 3D assembly drawing and parts drawing. Its main characteristic is 3D modeling, the fixture assembly sequence and visual effects are clear.Key words: keyway;right surface;milling fixture; sequence IV第1章 緒 論本文首先對空氣壓縮機連桿進行分析，通過對空氣壓縮機連桿進行研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、機械加工余量、基準選擇、工序尺寸和毛坯尺寸的確定，以及切削用量和工時的計算等相關內容。為了提高勞動生產率，降低勞動強度，保證加工質量，與指導老協(xié)商后，覺得用夾具比較合適。在這次畢業(yè)設計中，根據課題所給的零件圖、技術要求，通過查閱相關資料和書籍，了解和掌握了的機械加工工藝和編程的一般方法和步驟，并運用這些方法和步驟進行了空氣壓縮機連桿的機械加工工藝及夾具設計。整個設計的指導思想“簡便、高效、經濟”。力求生產處符合要求的產品。第2章 零件的分析2.1 零件的作用題目給出的零件是連桿。連桿主要是柴油發(fā)動機上面的零件，與活塞配合，起到連接的作用。故連桿零件的加工精度和表面光潔度直接影響著傳動的精度和效率，可以說，一個加工精度高的連桿與加工精度的低的連桿相比，其傳動效果很明顯，下圖1即為連桿零件圖。 圖1 連桿2.2 零件的工藝分析由連桿零件圖可知，連桿大、小頭、內孔以及中間的大頭端面的2-直孔以及寬度20的缺口，SR55球面等都需要進行加工。因此可以分為兩組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F分析如下：（1） 以主視圖為主要加工表面的加工面。這組加工表面包括連桿大、小頭、內孔以及中間的大頭端面的直孔以及寬度20的缺口，SR55球面的加工，它們的表面粗糙度要求為Ra1.6。 （2）以左視圖為主要加工表面的加工面，這組加工表面包括厚度的兩端面的加工，其表面粗糙度為。2.3 連桿加工的加工順序和加工方案的選擇由以上分析可知。該連桿零件的主要加工表面是、內孔的鏜削加工以及連桿左右表面的磨削加工。因此，對于連桿來說，加工過程中的主要問題是保證左右端面的平面度，處理好孔和平面。2.3.1 孔和平面的加工順序：連桿類零件的加工應：即先加工連桿上的基準平面，以基準平，然后再加工孔系，連桿的加工這個原則。2.3.2 加工方案選擇：連桿孔系加工方案，。除了從，也要適當考慮經濟因素。依據零件圖我們確定連桿的加工工藝及加工路線，我們應該在鏜磨床上進行加工比較合適。第三章 工藝規(guī)程的設計3.1 連桿加工定位基準的選擇3.1.1 粗基準的選擇： 粗基準選擇毛坯的左右外圓面。3.1.2 精基準的選擇： 精基準同樣選擇通過磨削加工后的左右外圓面。3.2 連桿加工主要工序安排 本次設計的零件是連桿的加工工藝，根據先面后孔原則，本次先以內孔定位加工連桿零件的各個面，然后再是孔。后續(xù)工序安排應當遵則。先粗加面，再粗加工孔。對于連桿，需要精加面。按上述原則亦應工孔系，但在實際生產中互垂直。加工工后，將工件清凈。清洗后用壓凈。保證零件于。根據以上，確定連桿加工工藝路線如下：3.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定(1)毛坯種類的選擇由于零件尺寸不大，結構比較復雜，因此我們采用45鋼作為毛坯的制作形式，從而提高勞動生產率，降低成本。(2)確定毛坯的加工余量根據毛坯制造方法采用鍛造，查取機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-5，“連桿”零件材料采用鍛造。材料為45，硬度HB為140210，生產類型為大批量生產，采用鍛造毛坯。3.4 選擇加工設備及刀、量具由圖樣分析，該圖樣需要鏜削內孔，車削外圓，鉆、擴孔，在這里我們在車輪廓時選用外圓車刀，內孔鏜刀，擴孔鉆，鉸刀。而鉆削加工時我們可以選用麻花鉆頭，量具可選用0-150mm為75-100mm的測量游標卡尺，外徑千分尺，游標深度卡尺等。第四章 確定切削用量及基本工時4.1切削用量及基本工時的計算工序1，2無切削加工，無需計算。工序3. 兩頭頂住，四爪夾小頭，車大頭各外圓，端面及球面1） 確定背吃刀量。根據相關標注，確定背吃刀量ap的數值如下： 2）確定進給量。根據查切削用量簡明手冊得，刀桿尺寸為，以及工件直徑為時 按C620車床說明書選擇 根據C620車床說明書，其進給機構允許的進給力。當鋼的強度，（預計）時，進給力為。3）確定切削速度 當用硬質合金車刀加工鋼料，切削速度4）選擇車刀磨鈍標準以及刀具壽命根據查切削用量簡明手冊得，車刀后刀面最大磨損量取為1.4mm，因為車刀的材料為硬質合金，所以車刀的壽命T=60min。5）確定車削速度和每分鐘進給量 根據切削用量簡明手冊表1.27與1.28中公式計算：=8.88m/min；根據一下公式，可得：= 工序4 兩頭頂住，四爪夾大頭，粗、精車小頭球面和桿部外圓及各圓弧 本工序為粗、精車小頭球面和桿部外圓及各圓弧的工序，我們選擇機床：普通車床C620，功率P=10kw；刀具：選用高速鋼外圓車刀， 查 機械制造工藝設計簡明手冊3.139，刀具數據如下：d=16 1)車削進寬度的選擇根據實際工況，我們通過機械制造工藝設計簡明手冊3.127可知12 這里取1.52)選擇進給量 經過查表可知：0.23 3)選擇車削的速度經查表可知所以：4)計算切削時間 查機械制造工藝、金屬切削機床設計指導表1.415 可知： 所以，5)計算車削力 根據實際工況，我們通過機械制造工藝設計簡明手冊有 ：式中： 所以， 6)校核機床功率 查切削用量簡明手冊表3.28有 所以，機床的功率足夠； 工序5 銑兩平面至厚 本工序為銑兩平面至厚的工序，已知銑削寬度=90mm，銑削深度mm。機床為X5032型立式銑床，工件裝在平口鉗中。（）確定每齒進給量切削用量簡明手冊表2.25，當鑄鐵硬度小于等于200HBS，刀具直徑為14mm時，查切削用量簡明手冊表2.25，采用單面銑，故?。↖I）YW2刀具（c）涂層刀具。根據切削用量簡明手冊表3.7和表3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為1.5mm，由于銑刀的直徑d=80mm，故銑刀的壽命T=180min。（）確定銑削速度和每分鐘進給量根據切削用量簡明手冊表3.27中公式計算：公式中=245 ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=80,=155,=2.3,=1.0。=91.16m/min=326.90r/min縱向進給量=235mm/min。每齒進給量為=160mm/min=0.08mm/z()檢驗機床功率根據切削用量簡明手冊表3.24，當，z=10,，近似。根據XK5032型立式數控銑床說明書機床主軸允許的功率為，故，因此選擇切削用量采用，即:，n=326.9r/min，m/min，。 （VI)基本工時計算 根據切削用量簡明手冊可知，有一下公式：公式中，l=155mm，根據切削用量簡明手冊表3.26，銑刀入切量及超切量，則L=167mm。 工序6 鉆小頭孔至刀具：根據參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：進給量：根據相關資料，查3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻3表2.441，取。機床主軸轉速：，按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數為1機動時間：工序7 粗鏜大、小頭孔至、機床：T6113臥式鏜床刀具：硬質合金鋼刀具YG3X 粗鏜孔切削深度：進給量：根據實際工況，我們通過實用機械工藝簡明手冊中2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：由實用機械工藝簡明手冊中，可以知道4-66，取機床主軸轉速：，取實際切削速度： 即工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數：機動時間：粗鏜孔切削深度：進給量：根據切削深度，再由實用機械工藝簡明手冊中，因此確定進給量切削速度：由實用機械工藝簡明手冊中，可以知道4-66，取機床主軸轉速：，取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數：機動時間：工序8 銑桿部150處平面及R37.5圓弧面 本工序為銑桿部150處平面及R37.5圓弧面的工序,我們選擇機床：銑床X5032，功率P=20kw； 刀具：選用高速鋼圓鑲齒三面刃銑刀 查相關資料可得刀具數據如下：d=60 Z=40； 1)銑削進寬度的選擇根據實際工況，我們通過查相關資料可知12 這里取1.52)選擇進給量經查表可知 0.3 3)選擇速度經查表可知：所以：4)計算切削時間 查相關計算切削時間的資料 可知： 所以，5)計算銑削力 根據實際工況，我們通過機械制造工藝設計簡明手冊有 ：式中： 所以， 6)校核機床功率 查相關計算切削時間的資料有 所以，機床的功率足夠。工序12銑開對開面本工序為銑開對開面的工序，所選刀具為硬質合金端銑刀。銑刀直徑d=21mm,齒數z=40。根據文獻選擇銑刀的幾何形狀。由于加工材料為45，鍛件，有外皮。故選擇=8°，=+5°。已知銑削寬度=21mm，銑削深度mm。機床為數控銑床，工件裝在虎口鉗中。（）確定每齒進給量根據文獻12表3.5，當使用YG6，銑床功率為7.5Kw（文獻12表3.30），采用對稱銑，故?。ǎ┻x擇銑刀磨鈍標準以及刀具壽命根據文獻12表3.7和表3.8，銑刀后刀面最大磨損量取為1.5mm，由于銑刀的直徑d=80mm，故銑刀的壽命T=180min。（）確定銑削速度和每分鐘進給量根據文獻12表3.27中公式計算： 公式中 =245 ,=0.2，=0.35，=0.15，=0.2，=0，=0.32，=80,=50,=2.3,=1.0。 =91.16m/min = =326.90r/min根據文獻12表3.30，數控銑床主軸轉速表，選擇n=300r/min，縱向進給量=235mm/min。實際切削速度和每齒進給量分別為 = =75.36m/min = =0.08mm/z()檢驗機床功率根據文獻12表3.24，當，z=10,，近似。根據數控銑床說明書機床主軸允許的功率為，故，因此選擇切削用量采用，即，n=300r/min，m/min，。2）基本工時計算 公式中，l=140mm，根據文獻12表3.26，對稱安裝銑刀入切量及超切量，則L=152mm。工序16鉆直孔，擴孔至鉸孔至機床：搖臂鉆床刀具：麻花鉆頭 切削深度：進給量：根據實際工況，我們通過實用機械工藝簡明手冊中2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：由實用機械工藝簡明手冊中，可以知道4-66，取機床主軸轉速：，取實際切削速度： 即工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數：機動時間：工序17半精鏜大、小頭孔至、機床：T6113臥式鏜床，刀具：硬質合金鋼刀具YG3X (1)精鏜孔粗鏜孔切削深度：進給量：根據實際工況，我們通過實用機械工藝簡明手冊中2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量切削速度：由實用機械工藝簡明手冊中，可以知道4-66，取機床主軸轉速：，取實際切削速度： 即工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數：機動時間：精鏜孔切削深度：進給量：根據切削深度，再由實用機械工藝簡明手冊中，可以知道4-66。因此確定進給量切削速度：由實用機械工藝簡明手冊中，可以知道4-66，取機床主軸轉速：，取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數：機動時間：工序21 精鏜銅套內孔至尺寸根據以上分析，鏜床選擇T6113臥式鏜床，切削深度：，進給量：根據切削深度，再由實用機械工藝簡明手冊中，可以知道4-66。因此確定進給量切削速度：由實用機械工藝簡明手冊中，可以知道4-66，取機床主軸轉速：，取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數：機動時間： 第五章 連桿銑精鏜大、小頭孔夾具設計 在給定的零件中，對本步加工的定位需要基準孔和平面保證垂直度，定位要求比較高。因此，本步的重點應在保證垂直度上。還應考慮如何提高生產率。從對工件的結構形狀分析，若工件以底面放置在夾具底板上，定位夾緊都比較可靠，也容易實現，待夾緊后就能滿足加工要求。 本次設計的精鏜大、小頭孔夾具以連桿左右外圓面為定位基準，精鏜大、小頭孔，方案：通過兩組定位壓板通過螺桿連接壓住墊板，然后將連桿放置在墊板下面，通過固定壓板固定在工件頂面，這樣就很好地限制住了工件的自由度，從而方便進行該空氣壓縮機連桿大、小頭孔的鏜削加工。5.1定位基準的選擇由零件圖可知，根據基準重合、基準統(tǒng)一原則，選擇連桿的左右外圓端面作為加工定位基準，應盡量選擇上一道工序即粗、精車兩側表面工序的定位基準，以及設計基準作為其定位基準。定位基準采用的是磨削加工后的連桿左右厚度尺寸為的端面。5.2定位元件的設計下平面為定位基準，鏜孔夾具體下平面為支撐，夾具體為一長方體板件，下平面兩定位銷孔為16，則兩定位銷采用一圓柱銷和一菱形銷定位。圓柱銷為標準件，如下圖：本次設計中圓柱銷為16。5.3切削力及夾緊力的計算刀具材料：（硬質合金鏜刀） 刀具有關幾何參數： 由參考文獻16機床夾具設計手冊表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： 式（2.1）查參考文獻16機床夾具設計手冊表得：對于45鋼： 式（2.2）取 ， 即所以 由參考文獻17金屬切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ：（鏜削） 式（2.3）背向力：根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： 式（2.4） 安全系數K可按下式計算： 式（2.5）式中：為各種因素的安全系數，見機床夾具設計手冊表可得： 所以 式（2.6） 式（2.7） 式（2.8）由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用壓板夾緊機構。單個壓板夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算： 式（2.9）式中參數由參考文獻16機床夾具設計手冊可查得： 。其中： 。夾緊力：。易得：。經過比較實際夾緊力遠遠大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。5.4定位誤差分析該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。孔軸線與左側面為線性尺寸一般公差。根據國家標準的規(guī)定，由參考文獻15互換性與技術測量表可知：?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為。由16機床夾具設計手冊可得：1 、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當時；側面定位支承釘離底平面距離為，側面高度為；且滿足；則： 。2 、夾緊誤差 ，由式（2.11）有： 其中接觸變形位移值： 。 。、磨損造成的加工誤差：通常不超過。、夾具相對刀具位置誤差：取。誤差總和：。從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。5.5鏜套與襯套的設計本次鏜孔的直徑為、孔，最大直徑的孔為孔，根據機床夾具設計手冊中查的，選用鏜套80×35，鏜套80×35的外徑為100，故選用鏜套用襯套90的。5.6夾緊裝置設計由于連桿的生產量很大，采用手動夾緊的方式對工件進行夾緊，在生產中的應用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動力裝置采用氣動夾緊裝置。采用幾個鉸鏈和彎頭壓板對工件進行夾緊。夾緊裝置同鏜孔夾具的夾緊方式相同。5.7夾具設計操作及簡要說明如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經過方案的認真分析和比較，選用了氣動夾緊基本方式。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，壓板頂桿和氣缸連接板采用可調節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據情況進行調整。 27