连杆机械加工工艺说明书

-1-设计题目题目：连杆的机械加工工艺规程及工艺装备设计图a-2-一、零件的分析1.零件的工艺分析连杆的加工表面主要有圆柱端面的加工，孔的加工，凹台的加工以及螺纹的加工，其余的表面通过不去除表面材料的加工方法以获得所需尺寸，在该零件里为铸造。各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，孔的加工有的需要Ra1.6的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下：1.1面的加工该零件中共有6个面需要加工出来：G面、I面、E面、F面、H面和J面。在这六个面中，J面和H面的形位公差有较高的要求，且尺寸精度也比较高，后面的孔的加工和其他面的加工都需要用这两个面来定位，所以应该经过粗加工和精加工，且应尽早加工出来；E面G面和的尺寸精度也比较高，也需要进行精加工；F面的粗糙为Ra3.2，对表面质量的要求比较高，所以也要进行精加工；至于面I，其尺寸精度为自由公差，切表面粗糙度为Ra12.5，所以只用粗加工即可。1.2孔的加工该零件的孔有四个，ø35、ø60、ø6、ø10、ø10.5的孔。其中ø35、ø60和ø10的孔的尺寸精度和表面质量都比较高，所以要进行精加工，而ø60和ø35有平行度的要求，应在同一工位完成加工，两孔的尺寸精度都为7级，粗糙度为Ra1.6，为了减少加工步骤、方便加工，都定为先铸出毛胚孔，然后用铣刀进行粗—精加工，且为了避免加工时刀具受到冲击，ø60的孔应先于ø10、ø6两孔加工；4-ø10.5的孔虽然尺寸精度为自由公差，要求不高，但是其表面粗糙度为Ra3.2，所以要对其进行精加工；而ø6的孔为自由公差，且表面质量为Ra12.5，故只用粗加工就可以了。1.3凸台的加工该零件中凸台在ø60的孔的两侧，表面粗糙度要求为Ra3.2，是故应进行精加工。1.4螺纹的加工该零件中油孔的位置有螺纹配合的要求，且孔底与ø6的孔相通，在加工时应注意螺纹底-3-孔的深度。综合以上分析，可得出该零件的加工路线为：粗铣面G、E、I；粗铣、精铣面J、H、F；精加工面G、E；钻ø60和ø35的孔；加工螺纹M14；钻ø10.5、ø6的孔。-4-二、确定毛胚、画毛胚——零件合图根据零件的材料确定为铸件。又由题目已给定零件为大批量生产。毛胚的铸造方法选用砂型机器造型。为了减少机加工的加工量，ø60mm、ø35mm在铸造时就铸造出来，所以还应该安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。参考文献[1]表2.2—3，该种零件的尺寸公差等级CT为8—10级，加工余量等级MA为G级。故取CT为10级，MA为G级。铸件的分型面选择通过ø6的孔的中心轴线，且平行与面H的平面，浇冒口位置分别位于ø35的孔的中心。参考文献[1]表2.2-4，用查表法确定各表面的总余量如表2-1表2-1各加工表面总余量加工表面基本尺寸（mm）加工余量等级加工余量数值（mm）说明E面F面G面H面I面J面Ø35Ø604178564156563560HGHGHGHH43.543.543.544顶面降一级侧面，单侧加工（取上行数据）顶面降一级侧面，单侧加工（取上行数据）顶面降一级侧面，单侧加工（取上行数据）孔降一级，双侧加工孔降一级，双侧加工由参考文献[1]表2.3-5，用查表法可得铸件主要的尺寸公差，如表2-2所示。2表-2主要毛胚尺寸及公差主要面尺寸零件尺寸总余量毛胚尺寸公差CTG—J两面间距567.563.52.8E—H两面间距787.585.53.2I面距中心线高度304342.6F面尺寸413.544.52.8Ø35354272.6Ø60604522.8-5-毛胚图如下：图b-6-三、工艺规程设计3.1定位基准的选择粗基准的选择：选择H面和J面作为粗基准。精基准的选择：选择加工好后的H面和J面作为零件上其他的表面和孔的精基准，能够实现通过一个基准对多个表面进行精加工，也就是实现基准重合。且对于该类零件来说，若只是单个端面来定位，其定位效果极差，可以等同认为是两个点的定位，是故用两个阶梯面来定位，其定位效果较单个面来说好得多。且便于夹紧。3.2制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面加工方法如下：E面、H面、F面：粗铣——精铣；G面、J面、I面：粗铣；ø60和ø35的孔：扩——铰；螺纹G14：钻孔——攻螺纹；钻ø10.5、ø6的孔。零件中的ø60和ø35有较高的平行度要求，故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将两孔同时加工出来，以保证其加工精度。根据先面后孔、现主要表面后次要表面和先粗加工后粗加工的原则，将面E、F、G、H、J，孔ø60、ø35mm和ø10的粗加工放在前面，精加工放在后面,每一阶段中又先加工面F、H，然后加工G、E、J面和钻扩铰孔ø60mm、ø10mm和ø35mm。然后铣凹台面B。孔4-ø10.5、ø6面I和其上的螺纹孔M14最后加工。精加工也是按如此顺序加工。初步拟定加工工艺路线如下：序号工序内容1020304050607080铸造退火（人工时效）涂漆粗铣G面及E面粗铣H面及J面粗铣ø60mm和ø35mm的孔（ø60mm的孔与配件配作）钻ø10mm的孔精铣E面精铣H面精铣ø35mm和ø60mm的孔（ø60mm的孔与配件配作）粗铣凸台面B面、F面精铣凸台面B面、F面-7-90100110120130140150粗铣I面锪平ø20mm的孔，钻4-ø10.5mm的孔（配作）粗铰4-ø10.5mm的孔钻ø6mm的孔，铣ø10mm的孔钻M14的底孔，攻M14的螺纹去毛刺（所有锐角）检验入库上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序有些问题还值得进一步讨论。如：在第10道工序中，加工时应该同时粗铣I面，因为I面的要求不高，同时加工能减少反复装夹次数，提高加工效率。在第70和80道工序中粗铣凸台面B面、F面精铣凸台面B面、F面，为保证配作时故应将凹台B面的加工放在孔ø35mm和ø60mm之前。在铣削加工孔ø35mm和ø60mm，应将粗、精加工放在相连的两道工序中。修改后的工艺路线如下：序号工艺内容简要说明102030405060708090100120130140铸造退火（人工时效）涂底漆粗铣G、I、E面粗铣H、J面精铣G、E面,精铣H、J面粗铣凸台B、F面精铣凸台B、F面粗铣ø60mm和ø35mm的孔（ø60mm的孔与配件配作）精铣孔ø35mm和ø60mm（ø60mm的孔与配件配作）锪平ø20mm的孔，钻4-ø10.5mm的孔（留有粗铰余量）孔口倒角1×45˚，粗铰4-ø10.5mm的孔钻ø6mm的孔，铣ø10mm的孔钻M14的底孔，攻M14的螺纹去毛刺（所有锐角）检验入库消除残余应力防止生锈先加工基准面粗加工面精加工面精加工面加工接合面，为配作准备粗加工孔精加工孔配作加工孔钻油孔加工凹台加工螺纹-8-3.3选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，所以加工设备宜以通用机床为主，辅以少量的专用机床。其生产方式为以通用机床家专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床之间的传送均由人工完成。粗铣G、I、E面和粗铣H、J、F面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具设计的问题，都采用立铣。选择X52K立式铣床。选择直径为80mm的材料为YG6硬质合金可转位锥柄面铣刀（如下表4-41所示）、专用夹具和游标卡尺。-9--10-精铣E面和粗铣H面。加工设备仍选用X52K型立式铣床。刀具选用同上的直径为80mm的可转位锥柄面铣刀，专用夹具和游标卡尺。粗铣ø60mm和ø35mm的孔。由于铣孔是属于曲线插补加工，所以要求用数控铣床。故对孔ø60mm和ø35mm的加工设备选用型号为XK6330的数控铣床。刀具选用直径为25mm和16mm的材料为硬质合金中齿莫氏锥柄立铣刀，专用夹具、游标卡尺。精铣ø60mm和ø35mm的孔。加工设备还是XK6330型号的数控铣床。刀具选用直径为16mm和20mm的材料为硬质合金细齿莫氏锥炳立铣刀。专用夹具，量具选用塞规。-11-锪平ø20mm的孔，钻4-ø10.5mm的孔（留有粗铰余量），孔口倒角1×45˚。粗铰4-ø10.5mm的孔。选用型号为Z3025的摇臂钻床。锪平ø20mm的孔选用锪钻。4-ø10.5mm的孔选用直径为10的钻头和直径为10.5mm的铰刀。钻ø6mm的孔，铣ø10mm的孔。选用专用的机床。刀具选用直径为ø6mm的加长型钻头和直径为10mm的材料为硬质合金立铣刀。专用夹具。粗铣凸台B、F面。机床选用卧式铣床，型号为X6030。刀具选用直径为ø12mm中齿的材-12-料为硬质合金立铣刀。精铣凸台B、F面。机床还是选用卧式铣床，型号为X6030。刀具选用直径为ø10mm的材料为硬质合金细齿立铣刀。钻M14的底孔，攻M14的螺纹。选用型号为Z3025的摇臂钻床。参考文献[1]中表3.1-6、3.1-48。加工M14的螺纹底孔选用直径为12.5mm的锥柄麻花钻。攻螺纹时选用代号为M14×1.5的机用丝锥。专用夹具、机用丝锥夹头、螺纹塞规。3.4加工工序设计1.工序10粗铣G、I、E及工序30精铣E、G面工序。查文献[1]表2.3-21平面加工余量，ZE精为1mm。已知E面总余量ZE总为4mm。故粗加工余量为3mm。查文献[2]表2.6-6，得粗铣的加工公差等级为IT9—IT11级，取IT=10,E面公差为0.12mm，-13-G面公差为0.12mm。所以EX粗=82.5±0.06，GX粗=60.5±0.06mm。校核E面精铣余量ZE精：minEZ精=（82.5-0.06）-（81.5+0.05）=0.89mmGZ精=（60.5-0.06）-（59.5-0.05）=0.89mm故余量足够。切削参数的选择：查表3-16取粗铣每齿进给量Zf为0.13mm/z；取精铣每转进给量为f=0.5mm/r。粗铣走刀一次，p=3mm；精铣走刀一次，p=1mm。表3-16，取粗铣主轴转速为380r/min；取精铣主轴转速为700r/min。-14-2.工序20粗铣H、J面和工序40精铣H、J面。查文献[1]表2.3-21平面加工余量，==1mmHFZZ精精。已知F面与H面的总余量都为3.5mm。故粗加工余量为2.5mm。查文献[2]表2.6-6，得粗铣的加工等级为IT9—IT11级，取IT=10，H面公差为0.10mm,J面公差为0.12mm。所以可得XH粗=79±0.05mm，JX粗=58±0.06mm。H面余量校核：minZH精=（79-0.05）-（78+0.05）=0.9mmJ面余量校核：JZ精=（57-0.06）-（56-0.05）=0.89mm故H面与J面余量均足够。切削参数的选择：查上表表3-16取粗铣每齿进给量Zf为0.13mm/z；取精铣每转进给量为f=0.5mm/r。粗铣走刀一次，p=3mm；精铣走刀一次，p=1mm。查上表表3-16，取粗铣主轴转速为380r/min；取精铣主轴转速为700r/min。3.工序50粗铣ø60mm和ø35mm的孔和工序60精铣ø60mm和ø35mm的孔。由于这两个是通过用铣刀加工出来的，所以精铣时按圆周铣来预留加工余量。参考文献[3]第171页，预留精加工余量为单边3560øøZZ精精=0.5mm。已知两孔的单边总余量皆为4mm，所以粗加工余量为3.5mm。粗铣的加工精度为IT9—IT11,取IT=10级。ø60mm的孔的公差为0.12mm，所以60øX粗=ø58±0.06mm。ø60mm的孔的公差为0.10mm，35øX粗=ø33±0.05mm。余量校核：35minøZ精=[（35-0.01）-（34+0.05）]÷2=0.47mm60minøZ精=[(60-0.012)-(59+0.06)]÷2=0.46mm经校核，两孔精加工余量均足够。-15-切削参数的选择：参考文献[3]表7-5，取粗铣时切削速度Vc=45m/min,取精铣时切削速度为Vc=90m/min.速度转换：粗铣ø35孔的转速n=Vc/πd=895r/min取n=900r/min精铣ø35孔的转速n=Vc/πd=1791