机械工艺夹具毕业设计226小连杆的制造工艺与专用夹具设计.docx

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机械工艺夹具毕业设计226小连杆的制造工艺与专用夹具设计

绪论

机械制造业是一个古老而永远充满生命力的行业，“机械制造工艺”和“机床夹具设计”毕业设计是机械类专业学生的重要实践性环节之一。

这次设计是我们在学习完了大学的全部基础和专业课程之后进行的。

这是我们在走入社会，走上工作岗位之前对所学的课程的一次深入的综合性的复习，是一次理论联系实际的训练，也是我们大学的全部所学的考察。

就个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己将来从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己处理生产工艺问题的能力，掌握机械加工工艺规程设计和机床夹具设计的方法，从而进一步巩固有关的理论知识，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。

当然，无法期望通过一次毕业设计就成为合格的工程师，但起码可以籍此领略机械设计专业的大概，为今后参加工作打好基础。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，请各位评申老师给予指正。

第1章：

零件工艺的分析

1.1零件的分析

1.1.1零件作用的分析

题目所给的零件典型零件的一种——连杆。

连杆在机械运动中起着传递动力和连接运动的重要作用。

其在各类机械中都有着广泛的应用，如：

车辆的转向连接处、起重机的推杆等等，而且他还可以承受一定的拉力，具有良好的平均载荷的能力。

连杆的截面积很小但是，却可以传递很大的力，且加工简单，因此，在传递动力的场合大多选用连杆机构。

1.1.2零件的工艺性分析

连杆结构总共有两类加工表面。

现分述如下：

（1）两连接头处的平面，，即图中尺寸8和尺寸14两个厚度以及期间的距离11-0.150都是在加工两端面的过程中要考虑到的。

其中尺寸线都出自小端的一边可以将该面作为端面加工的基准从而对与其相联系的相关尺寸进行控制及验收。

（2）两个主要受力面即两个∮7.94+0.0160的孔，两个孔是本零件的关键尺寸，和其位置尺寸39.5±0.1需首要保证的。

以它们为基准加工其他部分才能保证本件的正确性。

再就是三个润滑孔Ф1、∮2.5、∮3.7和M3.5×0.35-6H。

由以上分析知道：

对于这两组加工面而言，可以先半精加工其中两个∮7.94+0.0160的面，找到该零件的精基准，然后借助于专用的夹具加工另一组表面，和打润滑孔，从而保证它们之间的位置精度要求。

1.2工艺规程设计

1.2.1确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，零件为连杆用来承受一定的拉压力并且受变换的载荷，再者考虑其生产纲领为大批大量，而且它的内外形状亦非太复杂，而且外型尺寸不大。

故选用金属型浇注成型，其大体形状铸出，这对节约成本，保证质量也是有利的。

第2章：

拟定零件加工的工艺路线

2.1定位基准的选择

定位基准有粗基准和精基准只分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。

2.1.1精基准的选择

精基准的选择应重保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑，同时也要考虑到装夹方便，夹具结构方便。

选择精基准应遵循下列原则：

①“基准重合”原则即应尽可能选用设计基准作为精基准。

这样可以避免由于基准不重合而引起的误差。

②“基准统一”原则即应尽可能选择加工工件的多个表面时都能使用的一组定位基准作为精基准。

这样就便于保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换说产生的误差，并能简化夹具的设计制造。

③“互为基准”原则当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为基准的原则，反复多次进行加工。

④“自为基准”原则有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，再加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，而该表面与其他表面之间的位置精度则有先行工序保证。

2.1.2粗基准的选择

粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面的相互位置精度，以及加工表面的余量分配。

选择粗基准时必须注意以下几个问题：

①如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度要求，应以不加工表面作为粗基准。

如果工件上由很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。

②必须首先保证工件上的某种要表面的加工余量均匀，则应选择该表面作为粗基准。

③选作粗基准的表面应尽量平整光洁，不应有飞边、浇口、冒口等缺陷。

④粗基准一般只能使用一次。

2.2加工路线的拟定

拟定机械加工工序，要依照“先粗后精”“先主后次”，“先面后孔”加工连杆零件的原则。

必要的热处理、检验等辅助工序安排在各加工阶段之间。

加工阶段的划分

（1）粗基准的选择按有关原则（当零件有不加工表面时，应该以不加工表面做粗基准，若零件有若干不加工表面时，则应该以与加工表面要求相对位置精度要求较高的不加工表面为粗基准），现取宽度为8处的一端为粗基准定位。

（2）精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则）由基准重合原则取宽度为8的∮7.94+0.0160的中心线为精基准定位。

工艺规程的设计:

本零件的加工有内孔、端面、外圆以及螺纹材料为HT200，针对本零件现对各个加工面选择如下的加工方法：

1、∮7.94+0.0160mm的内孔面，经查∮7.94H7上偏差+0.015下偏差0与本要求差0.001，对于一般的机械传动可以忽略这点误差，将其表面粗糙度定为1.6，这在一般的配合面中也足够使用，针对这种小孔径，无法用车、镗的方法实现，故此处可选择先钻孔然后在精铰的方法；

2、两头的四个端面端面加工一般的选择是铣削或者车刨削，这里本零件的加工端面非常的小，铣削或者刨削加工端面的优点难以发挥，故本处选用车削的方法，因其两面必定与其他表面接触、配合，所以定其表面粗糙度值为6.3，以满足一般表面的相互作用；

3、外圆止口∮10台阶对于外回转表面我们选择的加工方法一般是车削。

本工位尺寸输未注公差，可选择粗车，表面粗糙度值取12.5。

4、∮1、∮2.5、∮3.7等孔考虑这些孔的作用是润滑孔其位置和尺寸精度的要求并不高，可用钻床一次钻出，表面粗糙度值取12.5。

5、螺纹孔M3.5×0.5-6H螺纹很小且深度也很小，可以考虑手工攻丝。

制定工艺路线：

由于大批大量的生产，故采用专用的夹具及尽量使工序集中来提高生产率，以降低成本。

（1）工艺路线方案一

工序1粗车大头端和小头端4个端面；

工序2钻内孔Ф7.94；

工序3精车大头端和小头端4个端面，车外圆Ф10；

工序4钻Ф2.5、Ф3.7孔；钻Ф1孔；

工序5铰内孔Ф7.94及倒角；

工序6攻M3.5×0.5-6H；

工序7去毛刺，终检。

（2）工艺路线方案二

工序1划线，找孔Ф7.94中心；

工序2钻内孔Ф7.94；

工序3车外圆Ф10及其端面；

工序4精车大头端和小头端4个端面；

工序5划润滑孔线；

工序6钻Ф2.5、Ф3.7孔；钻Ф1孔，；

工序7打M3.5×0.5孔并攻丝；

工序8铰内孔Ф7.94及倒角；

工序9去毛刺，终检。

以上加工方案大致看来还是合理的，但通过相互比较来看，方案一：

虽然，首先保证了两个关键孔的垂直度但是却无法确定基准空的中心位置，从而得在另一工序中才能加工确定四个端面和外圆止口的尺寸；方案二：

先确定了两个关键孔的位置，接着精加工其位置精度，也可以保证他的垂直度，同时也更满足设计基准和工艺基准统一的原则。

为了更好的保证加工精度和节约成本，现选用第二套工艺方案加工该零件。

第3章：

机械加工余量及工序尺寸的确定

3.1选择刀具

本零件粗加工孔的时候可以使用硬质合金麻花钻；

粗车外圆的时候使用硬质合金外圆车刀

粗车及精车端面和止口端面的时候使用硬质合金端面车刀

攻M3.5×0.5螺纹的时候使用手用丝锥。

3.2选择量具

本零件属于成批生产，一般采用通用的量具。

选择量具的方法有两种：

一、按计量器具的不确定度选择；二、按计量器具的测量方法极限误差选择；选择时采用其中的一种方法即可。

在测定两端面的距离值和其相对位置时，可选用游标卡尺，因为其相对位置尺寸110-0.15，可选用分度值为0.02mm的卡尺，同时，该卡尺还可以测量Ф10外圆的自由公差和尺寸值39.5±0.1的距离值。

测量内孔的时候，因为Ф7.94的孔经过了钻，铰两道工序，所以在粗加工时可以使用内径百分尺测量，分度值为0.02mm，铰孔后可以选用合适孔径的圆柱塞规。

3.3确定工序尺寸及加工余量

确定工序尺寸的一般方法是：

由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的尺寸按零件图样的要求标注，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。

当基准不重合的时候，工序尺寸应该由工艺尺寸链来解出。

孔Ф7.94的工序尺寸钻Ф7.5±0.05，铰孔至∮7.94+0.0160mm

端面尺寸小端毛坯厚度11加工至8

大端毛坯厚度17加工至14

本零件的外圆表面需要加工的很少，故其两头四个端面的加工余量定为单边1.5；内孔划线后钻出。

确定切削用量以及基本工时

工序2根据划线确定的位置钻孔Ф7.94至Ф7.5

（1）加工条件：

HT200铸件

加工要求：

钻

机床：

Z512台式钻床

刀具：

硬质合金锥柄麻花钻（GB10946-89）

（2）计算切削用量

①钻孔φ7.5

刀具选用硬质合金锥柄麻花，钻头直径7.5，钻2个通孔，使用切削液。

由于孔径和深度都不大宜采用手动进给。

根据相关资料暂定f=0.05由《金属切削实用手册》可查得v=15m/min，根据Z512台式钻床选择主轴完成转速：

Ns=

=

=636.6r/min

根据机床说明书Nw=760r/min则：

实际的切削速度为：

v=

则切削工时为：

l1=2，l2=4。

l=11t=

l1=2，l2=4。

l=17

t=

2粗车φ10外圆，

材料HT200

方法车

机床C336K-1

切削深度：

单边余量Ｚ＝1mm，可以一次性切除，

　进给量：

根据《切削手册》表１.４　选用　f＝０.５mm／r，

　　　　　　　查的切削速度为100m/min　见《切削手册》表1.10*

切削速度的修正系数为ksv=0.8，ktv=0.65，krv=0.81，kTv=1.15，kMv=1.0，（见表1.28*）

VC=100×0.8×0.65×0.81×1.15（m/min）　　　　

＝48.438m／min

确定主轴转速：

　　ns＝

＝

＝1541（r／min）

　按机床取n＝2000r／min，　　实际切削速度为：

　　　　　　　V＝

＝

＝62.8m／min　

　切削工时　　　　t=

l=1,L1=2,L2=0,L3=5

故　t=

=0.01s

即单面的车削时间是0.01s

车φ10外圆端面l＝

则　　t＝

＝0.001s

总时间t=4×0.001=0.004s

以上加工方案祥见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。

第4章专用夹具的设计

本人针对这次毕业设计的要求，设计了如下两套专用夹具：

4.1斜钻孔专用夹具

在本零件的加工过程当中，出现了一些特殊位置的孔需要加工。

如：

尺寸φ3.7、尺寸φ2.5等，这些孔的位置和形状的精度要求并不高，因此通过划线找正即可。

本夹具由两个M6的螺栓来实现对零件的定位和夹紧，从而实现对零件的准确加工。

因为零件的整体尺寸较小，加工尺寸也不大，所以本夹具只要工人手工抓紧即可，简便且有效。

4.2铰两个φ7.94孔

在本零件中，这两个孔是加工的关键所在。

本夹具通过已经加工的两个端面定位，由斜面方向夹紧，在钻模板的导引下对工件进行加工，从而保证零件的加工精度。

本夹具为活动式，因为零件的整体尺寸较小，加工尺寸也不大，所以本夹具只要工人手工抓紧即可，简便且有效。

结论

为期三个月的毕业设计结束了，在本次设计中，我查了大量的资料，在网上也搜索了很多相关的典型零件的工艺规程等内容，在我设计困难的时候，我得到了我的导师和多位院里老师的指导和帮助，同学们也给了我很大的支持和启发，因此，我的设计与老师同学的帮助是分不开的，在这里，我对帮助过我顺利完成毕业设计的老师和同学表示真挚的感谢。

我的课题题目是：

小连杆的工艺规程和专用夹具设计。

这是我第一次全方位的对所学科目的运用。

从中发现了很多以前没有注意到的问题，也学到了很多的处理生产问题的技巧和方法，我觉得本次毕业设计对我而言，非常重要。

既是对我大学三年的学习总结，也是为以后在工厂工作打下基础。

在本次设计中，在老师的指导下，我完成了本次设计，学习了新的知识，很感谢学校为我创造这个学习设计的机会。

本次设计中，我查阅了大量的书籍，在此，对所有机械书籍的作者表示感谢。

没有他们的辛勤劳动，不可能完成我的毕业设计。

由于我的知识有限，而且设计中实际生产的知识，因此，有很多缺点和错误，希望答辩时专家和老师们能给我指出，对此表示感谢。

致谢：

在本次毕业设计中，我们将设计主要分为两大部分进行：

工艺编制部分和夹具设计部分。

在工艺部分中，我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。

其中，工序机床的进给量，主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。

在夹具设计部分，首先需要对工件的定位基准进行确定，然后选择定位元件及工件的夹紧，在对工件夹紧的选择上，我用了两种不同的夹紧方法，即：

粗铣下平面用的是螺钉压板夹紧机构，粗铣前后端面时用的是气动夹紧机构，两种方法在生产中都有各自的优点和不足，但都广泛运用在生产中。

然后计算铣削力以及夹紧工件需要的夹紧力，这也是该设计中的重点和难点。

通过这次毕业设计，使我对大学三年所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，尤其在利用手册等方面，对今后毕业出去工作都有很大的帮助。

另外，在这次设计当中，指导老师XXX老师在大多数时间牺牲自己的宝贵休息时间，对我们进行细心的指导，我对他们表示衷心的感谢！

老师，您辛苦了！

在这次毕业设计中，我基本完成了毕业设计的任务，达到了毕业设计的目的，但是，我知道自己的设计还有许多不足甚至错误，希望老师们能够谅解，谢谢！

参考文献

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