連桿工藝裝備設計課程設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課 程 名 稱 機 械 制 造 工 藝 學 </p><p>　　設 計 課 程 機械制造工藝學課程設計 </p><p>　　專 業(yè) 機 械 設 計 與 制 造 </p><p>　　班

2、 級 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　2013年1月31日</p><p>　　課 程 設 計 任 務 書</p><p>　　課程名稱： 機械制造工藝學 </p>

3、<p>　　設計題目： 連桿工藝裝備設計 </p><p>　　課程設計內容與要求：</p><p><b>　　設計內容</b></p><p>　　1. 確定生產類型(一般為中批或大批生產)，畫零件圖；</p><p>　　2.設計指定工序的專用夾具，繪制裝配總

4、圖和主要零件圖；</p><p>　　3.撰寫設計說明書。：</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　1.零件圖一張（A4）</p><p>　　2.某一道工序的夾具總裝圖(A2或A1一張)</p><p>　　3.夾具主要零件圖（一張）</p><

5、p><b>　　4.課程設計說明書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　1.機械設計制造的概述1</p><p><b>　　2.設計目的1</b></p>

6、;<p>　　一. 零件的分析2</p><p>　　1.1 零件的分析2</p><p>　　1.2 確定零件的生產類型3</p><p><b>　　二 確定毛坯3</b></p><p>　　2.1 毛坯的選擇3</p><p>　　三 基準的選擇及方案的確

7、定4</p><p>　　3.1 定位基準的選擇4</p><p>　　3.1.1 精基準的選擇4</p><p>　　3.1.2 定位方案的比較分析與確定4</p><p>　　3.2 選擇加工方法5</p><p>　　四 夾緊機構的設計6</p><p>　　4.1

8、夾緊力的方向 6</p><p>　　4.2 夾緊力的作用點6</p><p>　　4.3 選擇夾緊機構6</p><p>　　4.4 選擇導向裝置7</p><p>　　4.5 夾具體8</p><p>　　4.6 繪制夾具裝配圖9</p><p>　　4.6.

9、1制圖比例1：1 9</p><p>　　4.6.2 夾緊、導向，夾具體9</p><p>　　4.6.3 夾具裝配圖上標注的尺寸11</p><p>　　4.6.4 夾具裝配圖上應標注的技術要求11</p><p>　　五 方案設計論證 12</p><p&g

10、t;　　5.1 設計方法與結果 12</p><p><b>　　致謝13</b></p><p><b>　　參考書籍14</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.機械設計制造的概述</p><p

11、>　　機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下良好的基礎。</p&g

12、t;<p>　　本設計的內容為機床專用夾具設計。首先，通過對搖臂鉆床的分析，了解連桿在搖臂鉆床加工中的作用。運用機械制造設計技術及相關課程的知識，解決連桿在加工中的定位、加緊等方面的相關問題，確定相關的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件加工質量。其次，依據連桿毛坯件和生產綱領的要求及各加工方案的比較，制定切實可行的連桿加工的定位方案。最后，根據被加工零件的加工要求，參考機床夾具設計手冊及有關方面的書籍，運用夾具設計的

13、基本原理和方法，擬定夾具設計的方案，設計出省力、高效、經濟合理并且能保證加工質量的夾具。</p><p>　　由于是初學者能力所限，經驗不足，設計中有許多不足之處，希望老師多加指導。</p><p><b>　　2.設計目的</b></p><p>　?。?）.培養(yǎng)學生運用機械制造工藝學及有關課程的知識，分析和解決工藝問題的能力，初步具備設計一

14、個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。</p><p>　?。?）.能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計出高效、省力、經濟合理并能保證加工質量的專用夾具的能力。</p><p>　?。?）.培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、標準、圖表等技術資料的能力。</p><p>　?。?）.進一步培養(yǎng)學生識圖、

15、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。</p><p><b>　　一. 零件的分析</b></p><p>　　1.1 零件的分析</p><p>　　該零件是連桿，零件圖如下：</p><p>　　圖 1-1工件零件圖</p><p>　　由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，其具

16、有優(yōu)良的鑄造性能、耐磨性、消振性，較低的缺口敏感性和良好的切削加工性能，并能承受較大載荷。 </p><p>　　由零件加工要求，需要同時對兩件工件進行鉆孔，鉆孔φ25。</p><p>　　1.2 確定零件的生產類型</p><p>　　企業(yè)根據市場需求和自身的生產能力決定生產計劃。在計劃期內，應當生產的產品產量和進度計劃稱為生產綱領。</p>&

17、lt;p>　　零件的年生產綱領公式如下：</p><p>　　N=Qn(1+α%)(1+β%)</p><p>　　式中 N—零件的年生產綱領（件/年） Q—產品的年產量（臺/年）</p><p>　　n—每臺產品中，該零件的數量（件/臺） α%—備品率 </p><p><b>　　β%—廢品率

18、</b></p><p>　　該產品年產量為5000件，其設備品率為2%，機械加工的廢品率為3%。</p><p>　　N=Qn(1+α%)(1+β%)=5000*1*(1+2%)(1+3%)=5253</p><p>　　該零件的年產量為5253件，其質量為1.7Kg，查《機械制造工藝學》表1-5可知生產類型屬于大批生產。</p><

19、;p><b>　　二 確定毛坯</b></p><p>　　2.1 毛坯的選擇</p><p>　　該零件是一個結構較相對簡單的零件，要求材料易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT200，鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，在加工過程中進行調質處

20、理，淬火，同時為了消除內應力對工件的影響，可進行適當的人工時效處理。</p><p>　　鑒于零件的結構，需要先根據零件圖，做出鑄模，進行鑄造，結合零件和經濟的考慮，最好用砂型鑄造的方法。</p><p>　　三 基準的選擇及方案的確定</p><p>　　3.1 定位基準的選擇</p><p>　　3.1.1 精基準的選擇</p

21、><p>　　在選擇精基準時應考慮如何時“基準重合”，這樣可以避免基準不重合而引起的基準不重合誤差。為了實現基準統(tǒng)一，先選擇以下兩種方</p><p>　　圖3-1 定位方案圖</p><p>　　3.1.2 定位方案的比較分析與確定</p><p>　　上圖給出了定位原理方案，仔細分析本工序的工序內容及加工要求，按照六點定位原理和本工序的加工精

22、度要求，確定具體的定位方案和定位元件，要擬定幾種具體方案進行比較，選擇或組合最佳方案。</p><p>　　根據工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。</p><p>　　方案一：根據六點定位原理，通過一底平面，右邊兩支承釘和另一面一個支

23、承釘進行定位，在工件的底面用1個支撐板做定位，限制了一個移動自由度和兩個旋轉自由度。，右邊兩支承釘限制2個自由度，另一個限制一個自由度。</p><p>　　方案二：根據六點定位原理，.通過一面和圓柱銷定位和菱形銷組合進行定位，一個底面限制3個自由度，圓柱銷定位和菱形銷組合限制3個自由度。圓柱銷定位和菱形銷組合分別與Φ25的對稱的兩孔Φ15配合，限制了工件一個旋轉自由度和兩個移動自由度；在工件的底面用1個支撐板做

24、定位，限制了一個移動自由度和兩個旋轉自由度。</p><p>　　方案一和方案二中雖然都符合六點定位原理，但是方案一中的兩定位銷型號尺寸不同，而且在裝配中不對稱，方案二中兩個定位銷型號尺寸相同，而且在裝配中對稱。比較之下，方案二更有利于機構夾緊和裝配中受力均衡，而且而且定位元件統(tǒng)一，便于更換，故選擇方案二為定位方案。定位銷如圖1-2所示：</p><p><b>　　圖3-1 定

25、位銷圖</b></p><p>　　3.2 選擇加工方法</p><p>　　由于生產類型為大批生產，故加工設備以搖臂鉆床機床為主，其生產方式為專用夾具為，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。了解工藝規(guī)程中本工序的加工內容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的，根據所給零件圖可知，本

26、道工序的內容是鉆Φ25的孔。</p><p>　　四 夾緊機構的設計</p><p>　　4.1 夾緊力的方向 </p><p>　　夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產生變形，導致工件報廢。 </p><p>　　4.2 夾緊力的作用點&l

27、t;/p><p>　　夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范圍內，以及工作剛度高的位置，確保工件定位準確、不變形。</p><p>　　4.3 選擇夾緊機構</p><p>　　在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構，確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題： </p><p>　?、賷A緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，

28、確保工件夾緊牢固。 </p><p>　?、谑謩訆A具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。 </p><p>　　③夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。 </p><p>　　根據所給工件的形狀、尺寸，選用螺旋杠桿式加緊機構來夾緊工件。 </p><p>　　確定夾緊力的方向、作

29、用點，以及夾緊元件或夾緊機構，估算夾緊力大小，</p><p>　　要選擇和設計動力源。夾緊方案也需反復分析比較，并最終確定最佳設計方案。            </p><p>　　由于工件大批量生產，宜用簡單的手動裝置。定位方案選擇的是一塊支撐板定位，螺旋杠桿式夾緊機

30、構和彈簧夾緊機構合適于本方案，所以采用夾緊方案如下圖較為合理。</p><p>　　4.4 選擇導向裝置</p><p>　　刀具的導向是保證孔的位置精度，增加鉆頭的支撐以提高其剛度，減少刀具的變形，確?？准庸さ奈恢镁龋褂勉@床鉆孔時，鉆頭的導向可采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套等四種。</p><p>　　固定鉆套是直接壓入鉆模板或夾具體

31、得孔中，屬過盈配合。這種鉆套位置精度高，結構簡單，但磨損后不易更換，故適用于中小批生產中只鉆一次的孔。</p><p>　　可換鉆套是先把襯套用過盈配合H7/n6或H7/r6固定在鉆模板或夾具體上，再采用間隙配合H6/g5或H7/g6將可換鉆套裝入襯套中，并用螺釘壓住鉆套。這種鉆套更方便，適用于中批以上生產，對于在一道工序內需要加工的孔，應采用快換鉆套。</p><p>　　快換鉆套與可換

32、鉆套結構上基本相似，只是在鉆套頭部多開一個圓弧狀或直線狀缺口。換鉆套時，只需將鉆套逆時針轉動，當缺口轉到螺釘位置時即可取出，換套方便迅速。由于是大批量生產，所以采用帶有襯套的快換鉆套，導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇，由于加工Φ25的孔需要鉆——鉸工序，為提高加工效率，故選擇快換導向套加工工件，快換鉆套如圖4-2和所示：</p><p&g

33、t;　　圖4-2 快換鉆套圖</p><p>　　圖4-1 夾緊裝置圖</p><p><b>　　4.5 夾具體</b></p><p>　　用來安裝和固定定位元件，夾緊機構和鉆模板的實體。具體大小根據整個機構的大小而調整，要保證機構的穩(wěn)定，所以形位公差有較嚴格的要求。</p><p>　　夾具體如圖4-3所示<

34、;/p><p>　　圖4-3 夾具體圖 </p><p>　　4.6 繪制夾具裝配圖</p><p>　　4.6.1制圖比例1：1 </p><p>　　把工件視為透明體，用雙點劃線畫出零件輪廓，作出定位面、夾緊面和加工的孔，無關的定位表面可以省略。</p><p>　　4.6.2 夾緊、導

35、向，夾具體</p><p>　　畫出定位元件和導向元件，按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件或夾緊機構，畫出夾具體，其他元件或機構，以及上述各元件與夾具體的聯結，使夾具形成一體，標注必要的尺寸，配合和技術條件。對零件編號，填寫標題欄和零部件明細表。其中還要在定位，導向完成后進行定位精度的定性分析。</p><p>　?。?）總裝配圖應按國家標準盡可能按比例1：1繪制，這樣圖樣有良好的直觀性。主視圖應按操

36、作實際位置布置，三視圖要能完整清楚表示出夾具的工作原理和結構； </p><p>　　（2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位以及夾緊面和加工孔）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置和各支撐的位置； </p><p>　?。?）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構；</p><p>　?。?）畫出夾具體及其他聯接用的元件（聯接體、螺

37、釘、螺母等），將夾具各組成元件組合成一體； </p><p>　?。?）標注必要的尺寸、配合、公差等。 </p><p>　?、?#160;夾具的外形尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸； </p><p>　?、?#160;夾具與鉆頭的聯系尺寸，如鉆模套對鉆頭的引導所需要的配合尺寸要求。 </p><p&

38、gt;　?、?#160;夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。 </p><p>　?、?#160;各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。 </p><p>　?。?）標注技術條件。 </p><p>　　① 定位元件的定位面間相互位置精度。 </p

39、><p>　　② 定位元件的定位表面與夾具安裝底面的位置精度。    </p><p>　　③ 定位表面與導向元件間的位置精度。 </p><p>　?、?#160;導向元件工作面間的位置精度。 </p><p>　?。?）對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。

40、0;</p><p>　　每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產活動中，生產部件按零件編號生產、查找工作。 </p><p>　　完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。 </p><p>　　完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意：不能遺漏加工工件和標準件

41、、配套件等。第二章 配圖上應標注的尺寸和技術條件 </p><p>　　夾具裝配圖上應標注必要的尺寸和技術要求，主要目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到，為了設計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。 </p><p>　　4.6.3 夾具裝配圖上標注的尺寸</p><p>　?。?

42、）夾具外形輪廓尺寸，如長、寬、高。 </p><p>　?。?）夾具與機床工作臺或主軸的配合尺寸，以及固定夾具的尺寸等。 </p><p>　?。?）夾具與鉆頭的聯系尺寸，如鉆模套對鉆頭引導所需要的距離。      </p><p>　?。?）夾具中工件與定位銷之間按一般精度等級如H7/

43、h6，鉆套與鉆頭間一般選H7/h6、鉆套與襯套間一般選H7/n6，夾具中所有相互間有配合關系元件應標注配合尺寸、種類和精度。 </p><p>　?。?）各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間裝配后的位置尺寸及公差應滿足要求。 </p><p>　　上述聯系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應公差的1/3~1/5大小。 </p>

44、<p>　　4.6.4 夾具裝配圖上應標注的技術要求</p><p>　　應標注的技術要求包括：相關元件表面間的位置精度，主要表面的形狀精度，保證裝配精度和檢測的特殊要求，以及調整、操作等必要的說明。通常有以下幾方面： </p><p>　?。?）定位元件的定位表面間相互位置精度。 </p><p>　?。?）定位元件的定位

45、表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。     </p><p>　?。?）定位表面與導向元件工作面間的相互位置精度。     </p><p>　　（4）各導向元件的工作面間的相互位置精度。 </p><p>　?。?）夾具上有檢測基準面的話，還應

46、標注定位表面，導向工作面與該基準面間的位置精度。 </p><p>　　對于不同的機床夾具，對于夾具的具體結構和使用要求，應進行具體分析，訂出該夾具的具體的技術要求。設計中可以參考機床夾具設計手冊以及同類夾具的圖樣資料等。</p><p>　　五 方案設計論證 </p><p>　?。?）首先根據已知工件的需要，選擇加工機床，應選用搖臂鉆床加工

47、比較合理。 </p><p>　　（2）其次工件主要定位部分為一個面兩削，所以在本方案中用一個支撐板定位，一個定位銷一個菱形銷。正好滿足六點定位原理，故此工件就采用這種方法進行定位。 </p><p>　　（3）支撐板把工件定位后，可利用螺旋杠桿夾緊機構對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應該和工件Φ25孔的徑向方向一致，保證工件的加工精度，在加工孔下面采用輔助支撐，以提

48、高零件的剛度，和加工時的穩(wěn)定性。 </p><p>　　5.1 設計方法與結果 </p><p>　　首先對工件的加工要求進行分析，已知工件上鉆一個Φ25的孔，根據工件的形狀和加工要求，我認為此工件的加工采用搖臂鉆床比較合理。 </p><p>　　其次根據六點定位原理，選用一個平面兩削，正好滿足六點定位原理，由于一個面限制了

49、3個自由度，兩削組合限制3個自由度，這樣6個自由度被完全限制。所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用螺旋杠桿式夾緊裝置及彈性夾緊裝置對工件進行夾緊，避免工件加工時的移動影響加工精度。 </p><p>　?。?）最后對整個夾緊方案分析得出，定位符合六點定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設計方案可行。</p><p><b>　　致謝<

50、/b></p><p>　　通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新

51、溫故。 </p><p>　　在此要感謝我們的指導老師**老師對我們悉心的指導，感謝老師給我們的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過

52、程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 </p><p><b>　　參考書籍</b></p><p>　　1. 李 洪 . 機械加工工藝手冊 北京：北京出版社 1999.12</p><p>　　2. 陳宏鈞 . 機械加工工藝施工員手冊 北京：機

53、械工業(yè)出版社 2008.1</p><p>　　3. 徐圣群 . 簡明機械加工工藝手冊 上海：上?？茖W技術出版社 1991.2</p><p>　　4. 孟少農 . 機械加工工藝手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1998.3</p><p>　　5. 王 凡 . 實用機械制造工藝學設計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 2008.5</p><p&g

54、t;　　6. 周世權 . 機械制造工藝基礎 武漢：華中科技大學出版社 2005.10</p><p>　　7. 王先逵 . 機械制造工藝學 北京：機械工業(yè)出版社 2006.1</p><p>　　8. 陸劍中 . 金屬切削原理與刀具 北京：機械工業(yè)出版社 2005.1</p><p>　　9. 黃鶴汀 . 金屬切削機床 北京：機械工藝出版社 2011.7&l