三轴连杆课程设计说明书

机电及自动化学院专业课程综合设计设计题目：三轴连杆工艺流程设计专业：机械电子工程届别：08级学号：0811114046姓名：指导老师：2011年7 月一、设计题目三轴连杆零件的加工工艺流程二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:大批大量生产摘要设计内容：设计“三轴连杆”零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出三轴连杆零件图、三轴连杆毛坯图、夹具装配图，夹具体零件图。

填写机械加工工艺过程综合卡片、机械加工工艺卡片。

编制课程设计说明书。

设计意义：本课程设计是重要的实践教学环节之一。

是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。

通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。

关键词：三轴连杆;课程设计;工艺规程；工艺装备；目录1 三轴连杆零件工艺性分析 (5)1.1零件的工艺分析 (5)1.2零件的技术要求 (5)1.3审核零件的工艺性 (5)1.4确定三轴连杆的生产类型 (6)2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (6)2.1选择毛坯 (6)2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (6)2.2.1公差等级 (6)2.2.2锻件重量 (7)2.2.3锻件形状复杂系数 (7)2.2.4锻件材质系数 (7)2.2.5零件表面粗糙度 (7)2.3绘制三轴连杆锻造毛坯简图 (8)3拟定零件工艺路线 (9)3.1定位基准的选择 (9)3.1.1精基准的选择 (9)3.1.2粗基准的选择 (9)3.2表面加工方法的确定 (9)3.3加工阶段的划分 (9)3.4工序的集中与分散 (10)3.5工序顺序的安排 (10)3.6确定工艺路线 (10)4加工余量、工序尺寸和公差以及切削用量的确定 (11)5时间定额的计算 (15)7方案综合评价与分析 (17)8体会与展望 (17)9参考文献 (18)1 三轴连杆零件工艺性分析1.1零件的工艺分析分析零件图可知，该三轴连杆的侧面端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在Ra6.3以上，故可用铣削加工。

Φ25H6mm的孔的粗糙度为Ra1.6，所以采用钻-扩-粗铰-精铰的工艺过程在钻床上加工。

Φ35H6mm的孔的粗糙度为Ra1.6，所以采用钻-扩-粗铰-精铰的工艺过程在钻床上加工。

Φ90H6mm的孔的粗糙度为Ra1.6，所以采用粗镗-半精镗-精镗的工艺过程在钻床上加工。

各个内孔对精度要求较高，由于端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。

该零件除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以铣床的粗加工就可达到要求。

1.2零件的技术要求根据三轴连杆零件图纸将该三轴连杆的全部技术要求列于表中。

见表1-1。

表1-1 三轴连杆零件技术要求表加工表面 尺寸及偏差（mm ）公差及精度等级 表面粗糙度Ra(um)形位公差三轴连杆R18下表面 2.020± IT13 6.3 三轴连杆R18上表面 2.020± IT13 6.3 三轴连杆50Φ下表面 2.035± IT13 6.3 三轴连杆50Φ上表面 2.035± IT13 6.3 三轴连杆112Φ下表面 2.050±IT13 6.3 三轴连杆112Φ上表面2.050±IT13 6.325Φ孔 013.0025+Φ IT6 1.6 35Φ孔 016.0035+Φ IT6 1.6 90Φ孔022.0090+ΦIT61.61.3审核零件的工艺性分析零件图可知，三轴连杆的上下端面均要求切削加工，该零件除主要工作表面（三轴连杆上下端面、013.0025+Φ孔、016.0035+Φ孔、022.0090+Φ孔）外其余加工表面加工精度较低，通过铣削粗加工就可以达到， 虽然主要工作表面加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。

由此可见，该零件的公艺性较好。

1.4确定三轴连杆的生产类型该三轴连杆的生产为大批生产。

2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2.1选择毛坯由零件要求可知，不但要有高的抗拉、压强度和高的疲劳强度，而且要有足够的刚性和韧性，选择材料为45钢。

为增强三轴连杆的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛胚选用锻件。

该零件轮廓尺寸不大，且生产类型数大批生产，为提高生产率和锻件精度，采用模锻方法制造毛胚，毛胚拔模斜度为7º。

2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下的因素2.2.1公差等级由三轴连杆的技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。

2.2.2锻件重量已知机械加工后的三轴连杆为45钢，密度为7.8克每立方厘米，估算体积为，506立方厘米，算得重量约为4Kg ，由此可初步估计机械加工前的锻件的重量为4.5Kg2.2.3锻件形状复杂系数对三轴连杆进行分析计算，可大致确定锻件的包容体的长度、宽度和高度，即350mm ，150mm ，50mm 。

（详见毛坯图）;由公式（2-3）和（2-5）可以计算出锻件的复杂系数225.08.7501503505.4)(5.4106≈⨯⨯⨯⨯===-ρlbh S mmts所以锻件形状复杂系数为S3级2.2.4锻件材质系数由于该材料为45号钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。

2.2.5零件表面粗糙度由零件图可知，该三轴连杆的各加工表面的粗糙度Ra 大于或等于1.6um根据上述因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表表 三轴连杆锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/Kg包容体重量/Kg形状复杂系数材质系数公差等级 4.5 20S3M 1普通级 项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注 厚度200.25.15.0+-表2-11 2.0~2.2 取2表2-13厚度352.27.15.0+-表2-11 2.0~2.2 取2表2-13厚度502.27.15.0+-表2-11 2.0~2.2 取2表2-13孔径35Φ孔2.27.15.0+-表2-11 2.0表2-14孔径90Φ孔2.27.15.0+-表2-11 2.5表2-14孔径25Φ孔 孔径小于最小冲孔孔径，所以该孔为实体中心距270 0.1± 表2-12 中心距950.1±表2-122.3绘制三轴连杆锻造毛坯简图3拟定零件工艺路线3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。

3.1.1精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择零件主视图中的112Φ下表面和90Φ孔中心线作为精基准。

3.1.2粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

根据这个基准选择原则，选取零件孔90Φ的外圆面为粗基准。

3.2表面加工方法的确定连杆零件各表面加工方案加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra/um加工方案 粗铣φ112圆盘两端面 IT13 6.3 粗铣 粗铣φ50圆盘两端面 IT13 6.3 粗铣 粗铣R18圆盘两端面IT13 6.3 粗铣 φ90孔 IT6 1.6 粗镗-半精镗-精镗 φ35孔 IT6 1.6 钻-扩-粗铰-精铰 φ25孔IT61.6钻-扩-粗铰-精铰3.3加工阶段的划分该三轴连杆上下表面加工质量要不高，可将对上下表面加工阶段划只分为粗加工一个阶段。

该三轴连杆各个内孔加工质量要较高，需要分为粗加工，精加工两个阶段在粗加工阶段。

首先将精基准（112Φ下表面和90Φ孔）准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣三轴连杆底面以及上表面， 然后粗铣连杆上的槽的内侧面和底面；由于三个孔的精度较高，需要按照要求钻-扩-粗铰-精铰25Φ孔和35Φ孔以及粗镗-半精镗-精镗90Φ孔；3.4工序的集中与分散选用工序集中原则安排三轴连杆的加工工序。

该三轴连杆的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。

3.5工序顺序的安排1)遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——下端面和90孔。

2)遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

3)遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。

4)遵循“先面后孔”原则，先加工主要表面，后加工孔；先加工上下端面，然后加工三个孔。

3.6确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了三轴连杆的工艺路线。

三轴连杆工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床装备刀具量具1 粗铣φ112圆盘两端面立式铣床X51 高速钢套式面铣刀游标卡尺2 粗铣φ50圆盘两端面立式铣床X51 高速钢套式面铣刀游标卡尺3 粗铣R18圆盘两端面立式铣床X51 高速钢套式面铣刀游标卡尺4 粗镗-半精镗-精镗φ90孔镗床T612 硬质合金镗刀卡尺、塞规5 钻-扩-粗铰-精铰φ35孔立式钻床Z550 麻花钻、铰刀卡尺、塞规6 钻-扩-粗铰-精铰φ25孔立式钻床Z550 麻花钻、铰刀卡尺、塞规7 清洗清洗机8 终检塞规、百分表、卡尺等4加工余量、工序尺寸和公差以及切削用量的确定第5道工序的加工过程：查表得粗铣余量为2mmφ112圆盘两端面的加工过程为先铣下表面，以下表面为精基准加工其他表面，φ112圆盘毛坯厚度为54mm,选取铣刀直径为80mm查表可知；背吃刀量为2mmf=0.4查表得切削速度v=15-20m/s.n=1000*18/π*80=71.65r/min，查表选取n=80r/min,实际v=n*80*π=20.1m/min第6道工序的加工过程：查表得粗铣余量为2mmΦ50圆盘两端面的加工过程为先铣上表面，φ50圆盘毛坯厚度为39mm,选取铣刀直径为80mm查表可知；背吃刀量为2mmf=0.4查表得切削速度v=15-20m/s.n=1000*18/π*80=71.65r/min，查表选取n=80r/min,实际v=n*80*π=20.1m/min第7道工序的加工过程：查表得粗铣余量为2mmR18圆盘两端面的加工过程为先铣上表面，R18圆盘毛坯厚度为24mm,选取铣刀直径为80mm查表可知；背吃刀量为2mmf=0.4查表得切削速度v=15-20m/s.n=1000*18/π*80=71.65r/min，查表选取n=80r/min,实际v=n*80*π=20.1m/min第8道工序的加工过程：查表得，精镗余量为0.18mm，半精镗余量为1.75mm，粗镗余量为2mm，所以毛坯内径为86.1mm1）粗镗工步查表知，背吃刀量为2mmf=0.41查表得切削速度为v=50-70m/min,取v=60m/min，n=1000*88/60*π=286r/min,取n=245r/m,实际v=n*88*π=66.9m/min2）半精镗工步查表知，背吃刀量为1.75mmf=0.2查表得切削速度为v=95-135m/min,取v=100m/min，n=1000*89/100*π=283.4r/min, 取n=245r/m,实际v=n*89*π=68.5m/min3）精镗工步查表知，背吃刀量为0.18mmf=0.1查表得切削速度为v=100-150m/min,取v=125m/min，n=1000*125/90*π=442.3r/min, 取n=370r/m,实际v=n*90*π=104.6m/min第8道工序的加工过程：查表2-28，则精铣余量Z精铣=0.07，粗铰余量Z粗铰=0.18，扩孔余量Z扩孔=1.75，钻孔余量Z钻孔=2。