连杆体夹具设计

xxxxxxx 大学

毕业论文（设计）

论文题目连杆体工艺制作过程及夹具设计

姓名xxxx 学号xxxxxxxxx

院系xxxxxxx 专业xxxxxx

指导教师xxxxxxx 职称xxxxxxxx

中国·合肥

二o 一五年六月

毕业论文成绩评定表

1．评语：毕业论文（设计）答辩委员会于年月日审查了该生毕业论文（设计），并参考指导教师和评阅人的意见，认为：

2．成绩为：

3．其他建议：

毕业论文（设计）答辩领导小组组长（签字）

年月日

目录

1引言 (3)

2零件分析 (6)

2.1零件的作用 (6)

2.2零件的工艺分析 (6)

3毛培的选择 (6)

3.1确定毛培的类型、制造方法和尺寸及其公差 (7)

3.2 定毛培的技术要求 (8)

3.3 绘制连杆盖的毛坯简图 (8)

3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 (8)

4工艺规程设计 (10)

4.1定位基准的选择 (10)

4.2拟订工艺路线 (10)

4.3工艺方案的比较与分析 (12)

5 切削用量和基本时间的确定 (13)

5.1工序2切削用量和工时的确定 (13)

5.2工序4切削用量和工时的确定 (14)

5.3工序9切削用量和工时的确定 (15)

5.4工序10切削用量和工时的确定 (16)

6专用夹具设计 (16)

6.1夹具设计任务 (17)

6.2专用钻夹具设计 (17)

6.3专用铣夹具设计 (18)

6.4专用铣夹具设计 (18)

结论 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

附件

连杆体的夹具设计和机械加工工艺

作者：xxxx 指导老师：xxxx

（xxxx大学工学院 11级机械设计制造及其自动化合肥230036）

下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。另外：有需要电子档的同学可以加我2353118036，我保留着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建设社会主义和谐社会。

摘要：快速发展的社会，使工业水平随之得到不断提高，这也导致了工厂对各种机械零件的要求不断提高，因此也导致在一些加工过程中对夹具的要求就越来越高了。所以在生产过程中，不断地改良夹具体的实用性也就不断被人们发现了，夹具已成为工业生产中不可缺少的工具。在生产中夹具可以：保证使各项加工精度要求达到稳定；使加工时间缩短，促进劳动生产；降低生产成本；减轻操作者的劳动强度；较低技术等级的操作者都可以进行加工等作用。因此根据这些用处，我们在设计连杆盖的夹具时要定位精确，结构优化，夹紧力合理。

关键词：定位夹紧时间结构

1 引言

1.1 课题意义

制造有一定尺寸大小和形状位置的零件产品就是所谓的机械制造业。通过机械制造业所生产的产品不仅在生活中可以方便人们使用，而且也可以在工业中为其他产业提供所需的零件装备。制造业的发展是一个国家国民经济的重要体现体现，更是一个民族的重要经济支柱。而在制造业中所必须的工具就是弓箭的夹具，夹具是现代工件加工过程中必不可少的一部分，随着制造业的发展夹具的作

用也越来越重要，应用也越来越广泛。也正应为夹具的重要性，使得生产上对零件夹具的定位、夹紧及整体结构越来越重视。

1.2 主要工作

本文制定的工艺过程卡和工序卡是根据连杆体的零件图对加工工艺过程进行规划的，再根据零件的尺寸形状进行分析，选出合理的方案进行定位和夹紧，最后根据方案设计并画出夹具体的三维图。

图1 设计零件的三维模型

图2 零件图

2 零件分析

2.1 零件的作用

机器的主要零件之一就是连杆体。通过螺栓可以把连杆的主要两个部位连接在一起,它的气体流动原理就是其大头孔和曲轴是相连的,通过活塞的连接作用把连杆的一段连接在一起,再而把作用于活塞的气体产生的挤压压力传输给曲轴,继而又受曲轴运动，从而使活塞运动，进而使汽缸中的气体发生压缩流动。

2.2 零件的工艺分析

由图2 零件图可知，此零件的材料是QT450-10，该材有较高的料塑性和韧性，具有一定的抗温度急性变和耐蚀性。且需要大批量生产。

零件在加工时要注意：加工精度、面的平行度、粗糙度。连杆体在加工时要

注意：φ20023.00+mm 的孔，宽为1515.005.0++mm 的槽,相距尺寸为3715.00

+mm 的凹槽.φ021.0081+mm 的倒角和内孔，左右两侧的螺纹孔,两侧面要保证20

.036.043-- 。 并且在这些需要注意的部位之间还需要有一定的要求。连杆体的端面相对φ021.0081+mm 内孔中心的对称度公差为0.3mm;宽为1515.005.0+

+mm 的槽相对连杆体中心的

对称度公差为0.2mm;φ20023.00+mm 孔与φ021.0081+mm 内圆中心的连线相距为85mm.

φ20023.00+mm 两孔与φ021.0081+mm 内圆的平行度公差为0.2mm.这些部位的加工精度

在加工过程中是需要非常重视的。

3 毛培的选择

3.1 毛坯类型的确定、制造方法、尺寸和公差

（l ）.毛坯制造选用砂型铸造成形是因为零件材料为铸铁件,要求的年产量数量较大,这在一定程度上属大批量生产,而且该零件的尺寸不是很大,所以需要加工的表面不是很多，比较容易进行加工。．

（2）.零件毛培选为粗铸件是因为连杆盖零件比较特殊,该零件上端是一个φ20的通孔，上端在通孔中间是一个15cm 的槽，下端大端面是一个直径为φ81的半圆，下面大端左右两侧分别有两个螺纹孔，大小为M12，具体可见三维图。并且该零件在加工过程中加工工序比较少，那么需要利用的定位也就少了，这样

在设计夹具时可以简单一些。而查《机械制造技术基础课程设计指导教程》这一表选用铸件尺寸公差等级为 CT11,加工余量等级按H级.

铸件尺寸公差

3.2 定毛坯的技术要求

（1）.铸件需要进行特殊的工艺处理；

（2）.铸件不可以出现有气孔、疏松等状态；

（3）.铸件材料为QT450-10.

3.3 绘制毛坯图

在连杆盖零件表面尺寸大小加上加工余量，继而绘出毛配,如图

图3 零件毛配图

3.4 确定加工余量、工序尺寸以及公差的大小

由下表和加工余量可得出机械加工余量RAM

表铸件的机械加工余量RAM

加工部位加工工艺加工余量/mm 表面粗糙度R

a

/μm 大端端面

<1>粗铣 4.5

<2>精铣 1 1.6

螺纹孔下端面<1>粗铣 3.6

<2>精铣0.9 6.3

螺纹孔<1>钻螺纹孔11.0 <２>扩螺纹

孔

12.0

大端侧面<1>粗铣 3.6

<２>半精铣0.9 3.2 Φ81孔<１>粗镗 2.0

<２>半精镗 1.2

<３>精镗0.75

<４>浮动镗0.55 1.6 上端内槽<１>粗铣 4.0

<２>精铣0.5 1.6 Φ20孔<１>钻18.0

<２>扩19.8

<３>铰20 1.6

4 工艺规程设计

4.1 定位基准的选择

工艺规程设计中需要人们着重注意的就是基面的选择，以此来确定基准，而基准又可分为粗基准和精基准，同样基准的选择也是非常重要的，也是需要遵循一些原则来进行选择。在基面得选择时不仅要精确、适合而且要使加工的工艺得到保证,生产效率得到有效促进，方便工人进行加工.不然,在加工工艺过程中会出现错误,更甚者,还会使大批加工零件惨遭损失,使工厂生产产生滞留，进而使生产无法正常进行，让工厂产生无法弥补的损失。所以我们在选择基面和确定基准是一定要小心和谨慎。

（1）粗基准的选择.相对于零件整体加工,应尽可能把不加工表面选择为粗基准.然而相对于有几个不加工表面的工件来说,则应把与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面来作粗基准.所以根据以上提到的基准选择原则,现在选取φ81内孔左右两边的凸台的上表面作为粗基准,在小端尾部用V型块,限制6个自由度,完全定位达到以后再进行车销.

（2）精基准的选择.首先应该考虑四个原则：基准重合、基准统一、互为基准和自为基准.而如果设计基准和工序基准不在一个平面上是时,则需对尺寸大小重新计算，达到精确为止。

4.2 拟订机械加工工艺路线

制订工艺规程的总体布局即是工艺路线的拟订，其主要步骤包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验和其他辅助工序。工艺路线的拟定不仅影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等等。所以在拟定工艺路线时需要谨慎小心。

1 、确定各表面的加工方法

根据加工时的各种需要,我们选则以下加工方法：

大端端面：粗铣—精铣

螺纹孔下端面：粗铣－精铣

螺纹孔：钻—扩—铰

大端侧面：粗铣—半精铣

Φ81孔：粗镗—精镗—浮动镗刀块精镗

小端凹槽：粗铣—精铣

Φ20孔：钻—粗铰—精铰

Φ21圆槽：镗

Φ81孔内的R25圆弧：镗

2 拟订加工工艺路线

（1)工艺路线方案1

工序1 铸造毛坯。

工序2 大端侧面的粗铣,定位螺纹孔。

工序3 大端侧面的精铣,定位螺纹孔。

工序4 螺纹孔下端面的粗铣,定位大端端面。

工序5 大端端面的精铣。

工序6 Φ12螺纹孔的钻和扩,定位大端端面。

工序7 小侧面的精铣,定位螺纹孔。

工序8 Φ12螺纹孔的铰,定位大端端面。

工序9 螺纹孔下端面的精铣,定位大端面。

工序10 Φ81孔的粗镗和倒角,定位大端面。

工序11 Φ20孔钻和倒角,定位Φ81孔。

工序12 铰Φ20孔,以大端定位。

工序13 Φ21内槽的镗,定位Φ81孔。

工序14 Φ81孔的半精镗,精镗,浮动镗刀块镗。

工序15 铰Φ20孔,以大端定位。

工序16 上端凹槽的,定位Φ20孔和大端侧面。

(2)工艺路线方案2

工序1 铸造毛坯。

工序2大小端侧面的粗—精铣,两面互为基准

工序3大端端面的粗-精铣

工序4 Φ20孔的钻-扩-铰，定位大端端面

工序5 Φ81孔的粗镗和倒角,定位大端。

工序6 Φ81孔的半精镗,精镗,浮动镗刀块镗,以Φ20孔定位钻

工序7 Φ21内槽的镗,以Φ81孔定位。

工序8 Φ12螺纹孔的钻-扩-铰，以Φ20孔和大端侧面定位

工序9螺纹孔下端台阶面的粗精铣，以Φ20孔Φ81孔和侧面定位。

工序10上端凹槽的粗、精铣,以Φ20孔和大端侧面定位。

4.3工艺方案的比较与分析

工艺路线方案一是按照工序分散的原则制定的,根据这种原则制作产品则会使工艺加工过程增多，使在生产过程中造成很大的麻烦，是加工时间大大增加，与工厂的生产理念相违背。这看似不是很严重的结果首先对于成批生产来说是不适合的，大大增加了生产时间；其次它会使生产效率大大下降，使工厂的效益最大化受到损害。

工艺路线方案二是按照工序集中的原则设定的,它在克服了路线一的缺点的基础上,相对于粗基准选择来说更合理一点,即加工大端端面,这样则可以减少对后面的加工所带来的误差.使得加工出来的零件更加精确完美，直接的是工厂效益增加。

所以经过最终分析,选用工艺路线2.

5 切削用量和基本工时的确立

5.1工序2切削用量和工时的确定

本工序是，选用高速钢直齿三面刃铣刀粗铣大小端侧面,。铣刀直径mm d 200=,宽度mm L 200=,齿数mm Z 40=

（1） 确定每齿进给量fz

由1文献选用功率为KW 5.7的铣床,中等的工艺系统刚性,加工铸铁选用细

齿盘铣刀,查得z mm fz /30.0~15.0=。现取z mm fz /20.0=

（2）确定铣刀的磨钝标准

由1文献查得铣刀刀齿后刀面最大磨损量为mm 25.0~20.0,耐用度min 180=T

（3）切削速度和每分钟进给量的确定

根据2文献中的公式计算： v v v v v p u e y z x p m q v z a f a T d C V = （5-1）

式

中53=v C ,25.0=v q ,1.0=v X ,4.0=v y ,3.0=v U ,1.0=v P ,2.0=m ,min 180=T ,

mm a p 5.1=,z mm fz /2.0=,mm a e 50=,24=z ,mm d 200=。 min /6.27m V =

1000/43.9/min n V d π== （5-2） 根据铣床主轴转速表,查2文献,选择min /5.37r n =,

实际切削速度0.39/V m s =,工作台每分钟进给量为180/min mz z n f f z mm ==。 根据铣床主轴转速表,查文献1选择mm f mz /150=则实际的每齿进给量为0.17/z f mm z =

（4）基本时间

根据2文献,铣刀铣平面的时间为

12()/Mz T l l l f =++ (5-3) 式中,mm l 50=, mm l 301=, mm l 22=,

s T 32min 54.0==,182s 6==T T 总

5.2工序4切削用量和工时的确定

（1）确定进给量f

用直柄麻花钻钻孔,钻头直径18d 0=,HBS<200,根据1文献,75.0~61.0=f ,

孔需要经过铰,2/75.0~2/61.0=f ,根据1文献,钻床的进给量取z mm f /36.0=。

（2） 确定切削速度V

查2文献 ,min /35m V = 则min /639)18/(351000r n =??=π。

根据2文献 取min /545r n = 则实际速度min /8.30m V =。

钻孔基本时间的确定

12()/n T l l l f =++ （5-4） 式中, 43=l ,7)2~1(6.09)2~1()2/(1=+?=+=ctgkr D l ,02=l

29.15min 25.0==T

（3）确定切削速度V

min /6.19~5.17)3/1~2/1(m V V ==钻 v

则5.281~6.186=n 根据2文献 取min /272r n =实际速度min /9.16m V =。

（4）基本时间的确定

根据2文献 s l l l l T 43fn

21=++= (5-5) 式中2)2~1(590)188.19()2~1()2/(1=+?-=+-=ctg d D l ctgkr ,42=l s T 22=

5.3工序9切削用量和工时的确定

用高速钢直齿三面刃铣刀粗铣螺纹孔下台阶端面.铣刀直径mm d 200=,宽度mm l 12=,齿数24=z .

（1）确定每齿进给量z f

用功率为kw 5.7的铣床,并且工艺中的系统刚性为中等,,查得z mm f z /3.0~15.0=.现取z mm f z /20.0=.

（2) 确定铣刀的磨钝标准

查2文献得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为mm 25.0~20.0,耐用度min 180=T .

（3） 切削速度和每分钟进给量的确定

根据(5-1)计算：

式

中 ,53=v c 25.0=v q ,1.0=v x ,4.0=v y ,3.0=v u ,1.0=v p ,2.0=m ,min 180=T ,

8.1=p a ,z mm f z /2.0=,m e m a 50=,24=z ,mm d 200=。 min /6.27m v =

根据(5-2)计算：

min /9.431000r n d

v ==π

根据铣床主轴转速表,查文献2得 min /5.37r n =,实际切削速度s m v /39.0=,工作台每分钟进给量min /180mm z f f n z mz ==。

根据铣床主轴转速表,查1文献得min /150mm f mz =,

实际进给量为z mm f z /17.0=。

（4）基本时间

根据2文献,铣平面的时间为

Mz 21f l l l T ++= （5-6）

式中 2,30,5021===l l l

s T 32min 54.0==

5.4工序10切削用量和工时的确定

直齿三面刃铣刀粗铣上端槽.铣刀直径mm d 200=,宽度mm L 10=,齿数

24=Z .

（1） 确定每齿进给量z f

用功率为7.5KW 的铣床,工艺系统刚性为中等,查得z mm f z /30.0~15.0=.现取z mm f z /20.0=。

（2）确定铣刀的磨钝标准

由2文献查得铣刀刀齿后到刀面最大磨损量为mm 25.0~20.0,耐用度min 180=T 。

（3） 确定切削速度和每分钟进给量

根据(5-1)计算：

式中

,53=v C 25.0=v q ，1.0=v X ，4.0=v y ,3.0=v U ,1.0=v P ,2.0=m ,180=T T, 40=p a ,2.0=z f ,40=e a 24=Z ,200=d .

min /2.24m V =

根据(5-2)计算：

min /5.381000r d

V n ==π 根据铣床主轴转速表,查1文献得min /5.37=n ,实际切削速度s mm v /6.23=,

m in /180mm Z f f n z mz ==

根据铣床主轴转速表,查1文献得min /150mm f mz =,则每齿进给量为z mm f z /17.0=。

（4）基本时间

根据2文献,铣平面的工时为 Mz f l l l T 21++= (5-7)

式中43=l ,821=l ,22=l , 51min 85.0==T

6 专用夹具设计

6.1 夹具设计任务

为了提高工人的劳动生产率，保证加工的质量，降低劳动的强度，而且连杆盖这个特殊零件是大批量生产，因此需设计专用夹具。

一、对零件的机械加工工艺规程进行设计，二是对特定工序进行专用夹具设计。我的这次毕业设计的主要针对的是：φ20孔的钻床设计，铣两侧面保证20.036.043-

-，铣槽保证015.005.015++。

6.2 专用钻床设计

1 定位方案

本夹具主要是用来钻铰φ20孔的。以一侧面和φ81半圆孔作为这个钻床夹具的定位基准。定位方案采用平面、定位轴和活动V 形块的组合，以夹具体底座上平面作为定位的平面。

2 夹紧装置

在V 形块一起和定位的轴共同夹紧下。压块板的内螺纹和手柄的外纹啮合，可通过顺时针转动手柄让V 形块慢慢的接近工件的位置，同时需要右侧的定位轴夹紧工件，在工件需要加工夹紧时。

3 夹具与机床连接元件

因为此钻床是主轴能够移动的，所以在加工时只需要把夹具固定在钻床可加工的的范围内，调整和移动钻床主轴就可以完成任务，这样定位元件就不需要在夹具体上另外设置，用钻套就可以充当定位连接元件。并且在设计 夹具时要设计座耳，方便固定夹具体，以防止夹具的不稳固，导致损坏加工工件。 4 钻夹具三维图

图4.1 钻φ20孔夹具三维图

图4.2 钻孔夹具局部爆炸三维图

图4.3 钻模板及钻套三维图

图4.5 钻夹具二维装配图

6.3专用铣床设计

1 定位方式

本夹具主要用来铣大端两个侧面以保证20

.036.043--，用限制6个方向的自由度来稳固零件加工时不晃动，因此选择V 形块和夹具体完成完全定位

2 夹紧装置

采用螺旋压板夹紧装置