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1.序言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1设计的目的和要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3.设计具体内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.6确定合理的夹紧方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 4.夹具设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 4.1问题的提出 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 4.2夹具设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 5.心得体会 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 6.参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27 1.序言
机械制造工艺学课程设计是学习机械制造工艺学理论以后的实践设计。这是我们在进行毕业设计之前对所学的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,它在我们四年的大学学习生活中占有重要地位。
连杆是发动机的主要零件之一,它连接活塞和曲轴,把作用于活塞顶面的膨胀气体的压力传给曲轴;将活塞的往复运动变为曲柄的旋转运动,又受到曲轴的驱动而带动活塞压缩缩气缸中的气体。因此,连杆在工作中承受着呈周期交变的压缩、拉伸及弯曲应力,这些交变载荷具有很大的冲击特性。发动机正常工作时,连杆大头约以3000r/min的转速旋转,线速度达10m/s,所以连杆在工作时,形成巨大的离心力。由于连杆横向窜动和形位误差引起连杆受压时产生弯曲,是连杆很容易断裂,断裂是连杆的主要损伤形式,对于EQ6100-I型汽车发动机连杆,其断裂率约为0.5/1000。
连杆属于典型的“杂件”类零件,不但精度要求高,形状复杂,制造难度大,而且批量大,直接影响发动机质量,本篇论文详细介绍了其加工方法的拟订和确立,并对加工中某工序所采用专用夹具进行设计。从工艺与专用夹具的方向进行了一定的探讨。
就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后的工作打下一个良好的基础。
由于能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。 2.1设计的目的和要求
2.1.1学会运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在课程实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量,学会能够获得根据被加工零件
的加工要求,设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具,使所学的理论知识能密切结合实际。培养同学分析问题和解决问题的能力,以巩固所学的理论知识。
2.1.2在设计过程中,需要综合运用以前学过的各类课程有关知识(如数学、物理工程力学、机械原理、机械零件等、切削原理、公差与技术测量、金属工艺学、金属切削刀具、金属切削机床、机械制造工艺学等)来分析解决夹具设计问题。因而在培养综合运用所学知识来分析解决本专业实际问题方面,也能得到锻炼。
2.1.3学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处,能够做到熟练运用。 2.1.4通过设计作业,培养结构设计能力。 3.6确定合理的夹紧方法
既然连杆是一个刚性比较差的工件,就应该十分注意夹紧力的大小,作用力的方向及着力点的选择,避免因受夹紧力的作用而产生变形,以影响加工精度。在加工连杆的夹具中,可以看出设计人员注意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在粗铣两端面的夹具中,夹紧力的方向与端面平行,在夹紧力的作用方向上,大头端部与小头端部的刚性高,变形小,既使有一些变形,亦产生在平行于端面的方向上,很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上,可避免工件产生弯曲或扭转变形。
在加工大小头孔工序中,主要夹紧力垂直作用于大头端面上,并由定位元件承受,以保证所加工孔的圆度。在精镗大小头孔时,只以大平面(基面)定位,并且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后,用螺钉在另一侧面夹紧。小头一端不在端面上定位夹紧,避免可能产生的变形。
四、连杆钻加工夹具设计方案 第六道工序钻夹具设计方案 1、定位夹紧方案及定位元件
Z 、X(1)工件以侧面为主要定位面定位,和Y3个自由度; (2)以R12圆弧定位,了X 和Y2个自由度; (3)以R9圆弧定位,了Z自由度。
2、夹具与机床的对定
钻床夹具与钻床的对定可直接将夹具体底面与机床工作台对定,不需要特殊对定装置,调整好钻头与钻套的位置后,用压板将夹具体压紧在机床工作台上即可进行加工。
2、夹具设计方案评估
0.0220.0180.01810 和φ616000(1)精度评估:本工序需要保证的工序尺寸为、以及自由公差尺寸40. 0.0220.0180.01810 和φ616000(2)尺寸、由绞刀保证,钻铰孔时产生其他误差的可能性很小;
(3)自由公差尺寸由夹具保证。由定位方案可知,该方案为基准重合方案,因此没有基准不重合误差,夹紧误差可以忽略不计。其他因素将对此尺寸产生影响:
如图3-2-4所示,钻孔时钻头会产生偏斜,产生误差X,X可用下式计算:
X(hB)tg(hB)1H
将相关数据带入公式:
X(824)0.0340.027230(mm)
由装配图可知,钻模设计时该尺寸的公差为0.03mm。自由公差按IT14级则可取为40±0.31。 用极值法计算:△=△夹+X=0.03+0.0272=0.0572<△工=0.31(mm)
当然,影响该夹具精度的因素很多,不只是X,如快换钻套与衬套的配合间隙、各套内外圆的同轴度误差等。误差项目较多时,如果使用极值法计算,则夹具精度有可能不能保证加工要求,但是,这种极端的可能性是很小的,因此可对这些误差项目用概率法进行计算。
用概率法计算公式:
Ti1n12≤△工
式中:T——相关元件的制造公差和配合间隙; △工——工序尺寸公差。 将相关数据带入公式: △=
2夹22232425
222220.030.0340.0050.020.005=
11=0.050(mm)<3△工=0.10(mm)(一般夹具精度应≤3工件相应相应公差)
式中:
△夹——夹具设计公差; △2——钻头与钻套的配合间隙; △3——钻套内外圆同轴度公差; △4——快换钻套与衬套的配合间隙;
△5——衬套内外圆同轴度公差。 结论:该夹具能满足加工要求。
(3)标准化:该夹具共33个零件,其中标准件28个,非标准件5个,标准化率为84.8%,有利于组织生产,并且夹具设计、生产周期短,易于更换零部件。
(4)其他:该夹具操作方便,夹紧快捷,原始作用力小,操作者劳动强度低。 5.心得体会
为期一个月的夹具课程设计已经结束。课程设计作为《机械制造工艺学》、《机械材料学》等课程的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性认识。
通过此次设计,使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说,这次设计,使我在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我的思考、解决问题创新设计的能力,为以后的设计工作打下了较好的基础。
致 谢
首先在这里我要感谢三年来每一位给我们上课的任课教师。感谢你们不辞辛苦的给我们传授知识。 这次毕业设计能够完成,在这里首先要感谢我的导师杨伟超老师与缪飞军老师平日里工作繁多,但在我做毕业设计的每个阶段,从外出实习到查阅资料,设计草案的确定和修改,中期检查,后期详细设计,轴承等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为简单,杨老师与缪老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩杨老师与缪老师的专业水平外,他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。还有,就是帮助过我完成设计的同学,谢谢你们!
在这里同时也感谢三年来教育我们的老师和那些默默耕耘着的老师们,正因为有你们昨天的付出才换来了我们今天的成就!在这里真心的说一声:谢谢!
你们的学生向你们 敬礼!!