三孔连杆毕业设计解读.docx

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三孔连杆毕业设计解读

常州机电职业技术学院

课程设计

课程数控加工工艺课程设计

题目三孔连杆数控加工工艺设计

系部机械工程系

班级数控1233

姓名闻陈钦

学号11220135

指导教师王秋红

设计时间2013.07.01～2013.07.12

1绪论………………………………………………………………………………1

2机械加工工艺过程分析………………………………………………………2

2．1零件图样分析………………………………………………………………2

2．2工艺方案拟定………………………………………………………………3

2．3加工设备选择…………………………………………………………………4

3数控加工工序分析……………………………………………………………4

3.1加工顺序………………………………………………………………………4

3.2装夹方案和夹具选择…………………………………………………………5

3.3选择刀具………………………………………………………………………6

3.4确定工序尺寸…………………………………………………………………9

3.5装夹方案和夹具选择…………………………………………………………10

结论………………………………………………………………………………14

致谢…………………………………………………………………………………15

参考文献……………………………………………………………………………16

1绪论

本次课程设计的题目是三孔连杆及偏心轴数控加工工艺及数控程序设计。

在制定加工工艺方案时，先考虑将工件安全和稳固地安装在工作台上，使工件在加工的过程中保持平稳，然后通过AutoCAD绘制平面二维图，用UG绘制立体三维图，然后根据其工艺规程的编制步骤，分成侧重点各不相同的若干个任务：

即，零件图的结构特点、零件的加工工艺分析、相应的切削加工方式、机床结构及选用、刀具种类以及机床专用夹具的选择等。

最后编写了零件的数控加工程序，在程序中有相应的加工路线图。

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。

在本次设计中运用了大量的机械工艺及编程知识，翻阅了许多专业书籍，由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师予以指教。

2机械加工工艺过程分析

加工的零件为三孔连杆以及偏心轴：

如图1（1-1）所示零件为三孔连杆，结构形状简单，是适合普通铣床加工的零件；

1-1图1三孔连杆加工简图

2.1零件图样分析

1．结构分析

零件主要由φ112、φ50、φ36、的圆柱端面面，φ90、φ35、φ25的内孔表面，连杆的端面，连杆的键槽，耳钩的端面所构成。

2．精度分析

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、φ90内孔表面为Ra1.6um,φ112圆柱的端面Ra6.3um。

φ35的孔的内表面Ra1.6um,φ50圆柱面为Ra6.3um、φ25的内孔表面为Ra1.6um,φ36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φ90孔的内表面的圆柱度为0.0085mm，φ25内孔圆柱表面对于φ90的中心线的平行度为0.02mm,φ35孔内表面圆柱度为0.0085mm并且对于φ90的中心线的平行度为0.02mm，热处理方面需要调质处理，到226～271HBS，保持均匀。

3．毛坯、余量分析

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。

4．结构工艺性分析

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工艺方案拟定

加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法

φ112圆柱端面Ra6.3IT6粗铣→半精铣→精铣

φ50圆柱端面Ra6.3IT6粗铣→半精铣→精铣

φ36圆柱端面Ra6.3IT6粗铣→半精铣→精铣

φ90圆柱孔Ra1.6IT6粗镗孔→精镗

φ90孔端口的导圆Ra6.3IT6精铣

φ35圆柱孔Ra1.6IT6钻孔→粗镗孔→精镗孔

φ25圆柱孔Ra1.6IT6钻孔→粗镗孔→精镗孔

2.3加工设备选择

在上述分析的基础上选择机床，根据加工平面分析，该零件为铸件，没有复杂轮廓需要铣削，所以选择普通立式铣床，型号为X52K；钻孔用摇臂钻床，型号为Z3050；粗镗精镗孔用的是普通镗床，型号为T611。

3机械加工工序分析

锻模锻

热处理正火处理；

喷砂喷砂，去毛刺；

铣按所划加工线找正，垫平，杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面至划线尺寸，并确定大头孔平面为以下各序加工的主基准面做标记；

铣以大头孔基准面为基准，小头、耳部及杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面，大头厚50±0.2mm。

小头厚35±0.2mm;

铣以大头孔基准面为基准，按大、小头中心连线找正，压紧大头，铣耳部两侧平面，保证尺寸高52mm，厚为20±0.2mm。

钻以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件，钻小头孔至Φ29mm，耳部孔至Φ19mm；

粗镗以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件，粗镗三孔，数控镗其中大头孔尺寸至Φ88mm，小头孔尺寸至Φ33mm，耳部尺寸至Φ24mm；

精镗以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，重新装夹压紧工件，数控精镗三个空至图样要求尺寸，大孔Φ90H6+0.0130mm，小头孔Φ35H6+0.0160mm，保证中心距为270±0.10mm，耳部孔Φ25H6+0.0130mm，保证与大头孔中心距为95+0.100mm；

3.1加工顺序（工步顺序）

工序1模锻

工序2正火处理；

工序3喷砂，去毛刺；

工序4铣Φ90大孔端面（基准）

按所划加工线找正，垫平，杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面至划线尺寸，并确定大头孔平面为以下各序加工的主基准面做标记；

工序5铣Φ35孔端面

以大头孔基准面为基准，小头、耳部及杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面，大头厚50±0.2，小头厚35±0.2;

工序6铣耳板

以大头孔基准面为基准，按大、小头中心连线找正，压紧大头，铣耳部两侧平面，保证尺寸高52，厚为20±0.2。

工序7钻孔

以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件，钻小头孔至Φ29，耳部孔至Φ19；

工序8粗镗

以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件，粗镗三孔，其中大头孔尺寸至Φ88，小头孔尺寸至Φ33，耳部尺寸至Φ24；

工序9精镗

以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，重新装夹压紧工件，精镗三个空至图样要求尺寸，大孔Φ90H6+0.0130，小头孔Φ35H6+0.0160，保证中心距为270±0.10，耳部孔Φ25H6+0.0130，保证与大头孔中心距为95+0.100；

3.2装夹方案和夹具的选择

三孔连杆夹具：

该零件不容易在台虎钳装夹，不方便加工，根据它的加工表面及铣削方式，为了方便加工，有良好的定位基准，采用组合夹具，方便紧固及装夹。

3.3选择刀具

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。

①铣车外圆柱面：

立铣刀，圆弧半径为10，

②半精车，精车外圆柱面：

，立铣刀，圆弧半径为3，

③钻头：

高速钢刀具，直径为φ35;刀具号T0303，直径为φ35，钻φ25的孔T0404钻头直径为φ25

④镗刀刀杆长度为分别为B×H＝45×50，B×H＝17.5×35，B×H＝12.5×20

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

铣孔的外圆柱端面

立铣刀

r=10

铣的外圆柱端面

立铣刀

r=3

钻Φ35的孔

钻头

Φ35

钻φ25的孔

钻头

φ25

镗Φ90的孔

镗刀

B×H＝45×50

镗Φ35的孔

镗刀

B×H＝17.5×35

镗Φ25的孔

镗刀

B×H=12.5×20

铣连杆两端面、凹槽

立铣刀

r=10

铣耳钩的两端平面

立铣刀

r=3

表一加工刀具表

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）φ112　的孔的外圆柱端面　　　

工序名称工序余量工序公差工序尺寸表面粗糙度

粗铣5IT1255±0.1212.5

半精铣1.0IT851±0.026.3

2）φ35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3.0IT1238±0.1212.5

半精铣1.0IT836±0.026.3

3）φ25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3.0IT1223±0.12mm12.5

半精铣1.0IT821±0.02mm6.3

精铣0IT620±0.02m6.3

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3.0IT1223±0.12mm12.5

半精铣1.0IT621±0.02mm6.3

5）连杆的端平面

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0IT1223±0.5mm12.5

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0IT1215±0.5mm12.5

7）φ112　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0IT6350.02m6.3

8）φ35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0IT635±0.02m6.3

9）φ25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0IT620±0.02m6.3

10）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

精铣0IT620±0.02m6.3

11）精镗φ90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0IT6φ90H6﹢0.0221.6

12）钻φ35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2.0IT12φ3312.5

13）钻φ25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2.0IT12φ2312.5

14）精镗φ35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0IT6φ35H6﹢0.0161.6

15）精镗φ25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0IT6φ25H6﹢0.0131.6

3.4确定工序尺寸

铣Φ90大孔端面（基准）

按所划加工线找正，垫平，杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面至划线尺寸，并确定大头孔平面为以下各序加工的主基准面做标记；

铣Φ35孔端面

以大头孔基准面为基准，小头、耳部及杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面，大头厚50±0.2mm。

小头厚35±0.2mm;

铣耳板

以大头孔基准面为基准，按大、小头中心连线找正，压紧大头，铣耳部两侧平面，保证尺寸高52mm，厚为20±0.2mm。

钻孔

以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件，钻小头孔至Φ29mm，耳部孔至Φ19mm；

粗镗

以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件，粗镗三孔，其中大头孔尺寸至Φ88mm，小头孔尺寸至Φ33mm，耳部尺寸至Φ24mm；

精镗

以大头孔基准面为基准，小头及耳部端面加辅助支承后，重新装夹压紧工件，精镗三个空至图样要求尺寸，大孔Φ90H6+0.0130mm，小头孔Φ35H6+0.0160mm，保证中心距为270±0.10mm，耳部孔Φ25H6+0.0130mm，保证与大头孔中心距为95+0.100mm；

3.5确定切削用量

①φ112　的孔的外圆柱面

精铣：

查《机械加工工艺设计手册》表9-16知：

f=0.13～0.18mm/r取f=0.15mm/r

再查外圆切削数据表知：

Vc>1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=1000×120/3.14×61.1=625.5r/min圆整得n=630r/min

取ap=0.55mm故实际切削速度：

Vc=nd/1000=630×3.14×61.1/1000=120.87m/min校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×0.55×120.87×0.15/60000=0.38Kw由于机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=120.87m/min，n=630r/minf=0.15mm/r

②φ50　的孔的外圆柱面

精铣：

查《机械加工工艺设计手册》表9-16知：

f=0.13～0.18mm/r取f=0.15mm/r

再查外圆切削数据表知：

Vc>1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=1000×120/3.14×61.1=625.5r/min圆整得n=630r/min

取ap=0.55mm故实际切削速度：

③φ36　的孔的外圆柱面

精铣：

查《机械加工工艺设计手册》表9-16知：

f=0.13～0.18mm/r取f=0.15mm/r

再查外圆切削数据表知：

Vc>1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=1000×120/3.14×61.1=625.5r/min圆整得n=630r/min

取ap=0.55mm故实际切削速度：

④耳钩的两端面

精铣：

查《机械加工工艺设计手册》表9-16知：

f=0.13～0.18mm/r取f=0.15mm/r

再查外圆切削数据表知：

Vc>1.67m/s取Vc=120m/min则n=1000Vc/d=1000×120/3.14×61.1=625.5r/min圆整得n=630r/min

取ap=0.55mm故实际切削速度：

⑤精镗φ90的孔

精镗孔：

查《金属机械加工工艺人员手册》增订组编表10-13ap=3mm；S=0.30～0.50mm/r取S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s则n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min由TK7220说明书取n=160/min故实际切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根据机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，功率Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=40.2m/min，n=160r/minf=0.4mm/r

⑥钻φ35的孔

钻孔：

查《简明加工工艺手册》P294知：

ap=d/2=15mm取f=0.35mm/r；Vc=0.33m/s故n=1000Vc/d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2r/min圆整得n=210r/min故实际切削速度：

Vc=nd/1000=210×3.14×30/1000=19.8m/min校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×15×30.6/60×1000=3.99Kw由于CK5140C机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=19.8m/min，n=210r/min，f=0.35mm/r

钻孔：

查《简明加工工艺手册》P297知f=0.35～0.40mm/r，Vc=0.833～1.666m/s取f=0.35mm/rVc=0.85m/s；故n=1000Vc/d=1000×0.85×60/3.14×74=219.5r/min由CK5140C说明书取n=200r/min故实际切削速度Vc=nd/1000=200×3.14×74/1000=46.5m/min取ap=3mm

校核功率Pc=Kc×ap×Vc×f/60000=2305×3×46.5×0.35/60000=1.9Kw根据机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=46.5m/min，n=200r/minf=0.35mm/r

⑦钻φ25的孔

钻孔：

查《机械加工工艺手册》P294知：

ap=d/2=15mm取f=0.35mm/r；Vc=0.33m/s故n=1000Vc/d=1000×0.33×60/3.14×30=210.2r/min圆整得n=210r/min故实际切削速度：

钻孔：

⑧精镗φ35的孔

精镗孔：

查《机械加工工艺人员手册》增订组编表10-13ap=3mm；S=0.30～0.50mm/r取S=0.3mm/r取Vc=0.65m/s则n=1000Vc/d=1000×0.65×60/d=155r/min由TK7220说明书取n=160/min故实际切削速度Vc=nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min根据机床说明书查得Pc=7.5Kw，效率为0.8，功率Pc=Kc×ap×Vc×S/60000=2305×3×40.2×0.4/60000=1.85Kw机床功率Pn＜Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=40.2m/min，n=160r/minf=0.4mm/r

⑨精镗φ25的孔

精镗孔：

工步号

工步名称

刀具号

或刀具名称

切削速度r/min

或主轴转速

进给量mm/min

或进给速度

背吃刀量

铣

Φ20立铣刀

800

250

0.03

铣

Φ20立铣刀

800

250

0.03

铣

Φ20立铣刀

800

250

0.03

钻

Φ18.8钻头

750

100

0.01

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