柴油機(jī)連桿加工工藝規(guī)程及專用鉆床夾具的設(shè)計(jì).doc

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柴油機(jī)連桿加工工藝規(guī)程及專用 鉆床夾具的設(shè)計(jì) 摘 要 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一 本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì) 連桿的尺寸精度 形狀精度以及位置精度的要求都很高 而連桿的剛性比較差 容易 產(chǎn)生變形 因此在安排工藝過程時(shí) 就需要把各主要表面的粗精加工工序分開 逐步 減少加工余量 切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用 并修正加工后的變形 就能最后達(dá)到零件的 技術(shù)要求 關(guān)鍵詞 連桿 粉末鍛造 加工工藝 夾具設(shè)計(jì) Diesel Engine Connecting Rod Machining Process and the exclusive design of drilling jig Abstract The connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod The precision of size the precision of profile and the precision of position of the connecting rod is demanded highly and the rigidity of the connecting rod is not enough easy to deform so arranging the craft course need to separate the each main and superficial thick finish machining process Reduce the function of processing the surplus cutting force and internal stress progressively revise the deformation after processing can reach the specification requirement for the part finally Keyword Connecting rod Powder Forging Processing technology Fixture Design 目 錄 第 1章 前言 1 1 1 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 1 2 連桿生產(chǎn)的工藝方法 1 第 2章 柴油機(jī)加工工藝規(guī)程 2 2 1 連桿的技術(shù)要求 2 2 1 1 大 小頭孔的尺寸精度 形狀精度 2 2 1 2 大 小頭孔軸心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度 2 2 1 3 大 小頭孔中心距 3 2 1 4 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度 3 2 1 5 大 小頭孔兩端面的技術(shù)要求 3 2 1 6 螺栓孔的技術(shù)要求 3 2 1 7 對(duì)口面的技術(shù)要求 3 2 2 連桿的材料和毛坯 4 2 3 工藝過程設(shè)計(jì) 7 2 3 1 基準(zhǔn)的選擇 7 2 3 2 制定工藝路線 8 2 4 連桿的機(jī)械加工工藝過程分析 12 2 4 1 工藝過程的安排 12 2 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 12 2 4 3 確定合理的夾緊方法 13 2 4 4 連桿兩端面的加工 13 2 4 5 連桿大 小頭孔的加工 13 2 4 6 連桿螺栓孔的加工 14 2 4 7 連桿體與連桿蓋的銑開工序 14 2 5 切削用量的選擇原則 14 2 5 1 粗加工時(shí)切削用量的選 擇原則 14 2 5 2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 16 2 6 確定各工序的加工余量 計(jì)算工序尺寸及公差 16 2 6 1 確定加工余量 16 2 6 2 確定工序尺寸及其公差 17 2 7 工時(shí)定額的計(jì)算 18 2 7 1 銑連桿兩側(cè)面 18 2 7 2 加工小頭孔 18 2 7 3 粗鏜大頭孔 19 2 7 4 精銑螺栓座面 19 2 7 5 銑開連桿體和蓋 20 2 7 6 加工連桿體 20 2 7 7 加工連桿蓋 21 2 7 8 螺栓孔的加工 22 2 7 9 精磨結(jié)合面 23 2 7 10 銑軸瓦鎖口槽 24 2 7 11 精磨大頭兩平面 先標(biāo)記朝上 24 2 7 12 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 25 2 7 13 大頭孔兩端倒角 26 2 7 14 鉆小頭油孔 26 2 7 15 精鏜大頭孔 26 2 7 16 鏜小頭孔襯套 26 2 7 17 珩磨大頭孔 27 第 3章 擴(kuò)小頭孔鉆床夾具的設(shè)計(jì) 28 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 28 3 2 夾緊方案的確定 28 3 3 切削力及夾緊力的計(jì)算 28 3 4 夾具體設(shè)計(jì) 29 3 5 定位誤差分析 30 結(jié)論 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 第 1章 前言 1 1連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)部件之一 它把作用于活塞頂面的膨脹的 壓力傳遞給曲軸 又受曲軸的驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體 連桿在工作 中承受著急劇變化的動(dòng)載荷 連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成 連桿體及連 桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起 為了減少磨損和便于維修 連 桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦 軸瓦有鋼質(zhì)的底 底的內(nèi)表面澆有一層耐磨 巴氏合金 在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片 可以用來補(bǔ)償軸瓦的磨損 連桿小頭用活塞銷與活塞連接 小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套 以減少小頭孔與活塞 銷的磨損 同時(shí)便于在磨損后進(jìn)行修理和更換 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中 連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用 連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外 還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量 以減小慣 性力的作用 為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡 同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差 太大 考慮到裝夾 安放 搬運(yùn)等要求 連桿大 小頭的厚度相等 基本尺寸相 同 在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí) 依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng) 把氣 缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi) 以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之 間的摩擦運(yùn)動(dòng)副 1 2連桿生產(chǎn)的工藝方法 當(dāng)今全球汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿大批量生產(chǎn)中傳統(tǒng)的期造連桿和模鍛連桿仍占主 導(dǎo)地位 但正面臨著其它新制造方法或新工藝 新材料的挑戰(zhàn)與競爭 粉末鍛 造鋼連桿及鋁合金連桿與燒結(jié)鋼連桿以及連桿的裂解剖分工藝都是頗具競爭力 新技術(shù) 粉末鍛造的工件物理性能及工藝性能優(yōu)良 從而使經(jīng)粉末鍛造制成的 高強(qiáng)度連桿零件的綜合性能 特別是沖擊韌性及疲勞性能顯著提高 斷裂剖分 工藝的應(yīng)用 大大簡化了連桿的生產(chǎn)工藝流程 傳統(tǒng)的連桿生產(chǎn)工藝流程一般 需 14 道切削加工工序 而應(yīng)用斷裂剖分工藝 只需 6 道切削加工工序就夠了 預(yù)計(jì) 21 世紀(jì)這些新技術(shù)將大量取代目前傳統(tǒng)工藝方法 第 2章 柴油機(jī)加工工藝規(guī)程 2 1 連桿的技術(shù)要求 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來 使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍?回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 以輸出動(dòng)力 同時(shí)又壓縮汽缸內(nèi)氣體 因此 連桿的加工精度將直 接影響柴油機(jī)的性能 而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素 反映連桿 精度的參數(shù)主要有 5 個(gè) 1 連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)連桿桿身中心 面的對(duì)稱度 2 連桿大 小頭孔中心距尺寸精度 3 連桿大 小頭孔平 行度 4 連桿大 小頭孔尺寸精度 形狀精度 5 連桿大頭螺栓孔與接 合面的垂直度 圖 2 1 連桿的技術(shù)要求 2 1 1 大 小頭孔的尺寸精度 形狀精度 為了使大頭孔與軸瓦及曲軸 小頭孔與活塞銷能密切配合 減少?zèng)_擊的不 良影響和便于傳熱 大頭孔公差等級(jí)為 IT6 表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 0 8 m 大頭孔的圓柱度公差為 0 012 mm 小頭孔公差等級(jí)為 IT8 表面粗糙度 Ra 應(yīng)不 大于 3 2 m 小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為 0 0025 mm 素線平行度公差 為 0 04 100 mm 2 1 2 大 小頭孔軸心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度 兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會(huì)使活塞在汽缸中傾斜 從而造 成汽缸壁磨損不均勻 同時(shí)使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損 所以兩孔軸心線 在連桿軸線方向的平行度公差較小 而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平 行度誤差對(duì)不均勻磨損影響較小 因而其公差值較大 兩孔軸心線在連桿的軸 線方向的平行度在 100 mm 長度上公差為 0 04 mm 在垂直與連桿軸心線方向的 平行度在 100 mm 長度上公差為 0 06 mm 2 1 3 大 小頭孔中心距 大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比 即影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率 所以規(guī) 定了比較高的要求 190 0 05 mm 2 1 4 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度 影響到軸瓦的安裝和磨損 甚至引起燒傷 所以對(duì)它也提出了一定的要求 規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低 于 IT9 大頭孔兩端面對(duì)大頭孔的軸心線的垂直度在 100 mm 長度上公差為 0 08 mm 2 1 5 大 小頭孔兩端面的技術(shù)要求 連桿大 小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同 但從技術(shù)要求是不同的 大頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為 IT9 表面粗糙度 Ra 不大于 0 8 m 小頭兩端面 的尺寸公差等級(jí)為 IT12 表面粗糙度 Ra 不大于 6 3 m 這是因?yàn)檫B桿大頭兩 端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求 而連桿小頭兩端面與活塞銷孔 座內(nèi)檔之間沒有配合要求 連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小 頭端面間距離尺寸的公差帶中 這給連桿的加工帶來許多方便 2 1 6螺栓孔的技術(shù)要求 在前面已經(jīng)說過 連桿在工作過程中受到急劇的動(dòng)載荷的作用 這一動(dòng)載 荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個(gè)螺栓及螺母上 因此除了對(duì)螺栓及螺母要提 出高的技術(shù)要求外 對(duì)于安裝這兩個(gè)動(dòng)力螺栓孔及端面也提出了一定的要求 規(guī)定 螺栓孔按 IT8 級(jí)公差等級(jí)和表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 6 3 m 加工 兩螺 栓孔在大頭孔剖分面的對(duì)稱度公差為 0 25 mm 2 1 7對(duì)口面的技術(shù)要求 在連桿受動(dòng)載荷時(shí) 對(duì)口面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對(duì) 錯(cuò)位 影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良 從而產(chǎn)生不均勻磨損 結(jié)合面 的平行度將影響到連桿體 連桿蓋和墊片貼合的緊密程度 因而也影響到螺栓 的受力情況和曲軸 軸瓦的磨損 對(duì)于本連桿 要求結(jié)合面的平面度的公差為 0 025 mm 2 2連桿的材料和毛坯 粉末鍛造技術(shù)是常規(guī)的粉末冶金工藝和精密鍛造有機(jī)結(jié)合而發(fā)展起來的一 項(xiàng)頗具有市場 競爭力的少 無切削金屬加工方法 以金屬粉末為原料 經(jīng)過 預(yù)成形壓制 在保護(hù)氣氛中進(jìn)行加熱燒結(jié)及作為鍛造毛坯 然后在壓力機(jī)上一 次鍛造成形和實(shí)現(xiàn)無飛邊精密模鍛 獲得了與普通模鍛件相同密度 形狀復(fù)雜 的精密鍛件 它既有粉末冶金成形性能較好的優(yōu)點(diǎn) 又發(fā)揮鍛造變形有效地改 變金屬材料組織和性能作用的特點(diǎn) 使粉末冶金和鍛造工藝在生產(chǎn)上取得了新 的突破 特別適宜大批量生產(chǎn)高強(qiáng)度 形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)零件 因此在各工業(yè)部 門中有較大推廣應(yīng)用的發(fā)展前途 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿是承受強(qiáng)烈沖擊及動(dòng)態(tài)應(yīng)力最高的典型動(dòng)力學(xué)負(fù)荷零件 其負(fù)荷與其自身質(zhì)量成比例 因此桿的輕量化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)具有特別的重要意義 如減輕發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量 可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)上所有擺動(dòng)體質(zhì)量的減少 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn) 噪聲 震動(dòng) 燃料消耗等將產(chǎn)生良好的作用 更重要的是 由于粉末鍛造采用 粉末坯料的稱量法 使每根連桿得到同一重量 因此 連桿聯(lián)接曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí) 明顯減輕了動(dòng)平衡所引起的影響 粉末鍛造工藝是一種可以精減工藝 減少公害和節(jié)約資源的合乎時(shí)代要求 的技術(shù) 是一項(xiàng)跨世紀(jì)的先進(jìn)的高新技術(shù) 連桿的材料參考了德國 krebsoge 公司為寶馬公司生產(chǎn)的美洲虎發(fā)動(dòng)機(jī) AJ V8 型粉末鍛造連桿 所用預(yù)合金鋼粉的牌號(hào)為 AIS14200 其化學(xué)成分 W 為 0 25 0 35 Mn 0 25 0 45 Mo 0 25 0 35 Ni 0 1 0 1 Cr 0 65 C 其余為 Fe 由于這種低合金鋼粉的化學(xué)成分均勻 物理性能及工藝性能優(yōu)良 從而使經(jīng)粉末鍛造制成的高強(qiáng)度連桿零件的綜合性 能 特別是沖擊韌性及疲勞性能顯著提高 毛坯的生產(chǎn)工序如下 1 配料及混料 將低合金鋼粉 經(jīng)配料計(jì)算和準(zhǔn)確稱取粉重后 置于混料機(jī)內(nèi)混和30min左 右 至分布均勻 2 壓預(yù)成形坯 在壓制機(jī)上將粉料壓制成連桿預(yù)成形坯 對(duì)預(yù)成形坯的形狀及尺寸設(shè)計(jì)應(yīng) 合理 對(duì)其密度 質(zhì)量 質(zhì)量變化和尺寸要嚴(yán)格精確控制 以避免超負(fù)荷而損 壞模具 3 燒結(jié) 在通有還原性保護(hù)氣氛的燒結(jié)電爐中進(jìn)行 其溫度為1100 1130 至完 全合金化 然后 將燒結(jié)體移入無氧化性氣氛的保溫爐 約1000 中進(jìn)行保溫 4 閉式模鍛 圖 2 1 粉末鍛造過程示意圖 為了節(jié)約能源 將粉末預(yù)成形壓坯直接從保溫爐內(nèi)送人壓力機(jī)模具中進(jìn)行 閉式模鍛 燒結(jié)體經(jīng)致密化封閉鍛造時(shí) 可將80 理論密度的燒結(jié)體鍛造直至 接近100 理論密度 必須指出 粉末鍛造連桿的變形溫度對(duì)其性能的影響很 大 燒結(jié)預(yù)成形坯經(jīng)l000 保溫出爐時(shí) 應(yīng)盡量縮短停留時(shí)間 立即投人模鍛 工序 若模鍛溫度過低 在連桿表層的殘留微孔隙增多 則使連桿的密度下降 若停留時(shí)間過長 則連桿內(nèi)部易被氧化 這兩種情況都能導(dǎo)致連桿的沖擊韌性 和疲勞強(qiáng)度降低 粉末鍛造連桿除了要求粉末性能一致 粉末的流動(dòng)性和填充性要好及合理 的預(yù)制坯形狀及尺寸設(shè)計(jì)外 還需要較復(fù)雜的工藝設(shè)備和嚴(yán)格的質(zhì)量控制 為 提高模具使用壽命與保證粉末鍛造連桿質(zhì)量的一致 其關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過 程的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化 從國外長期生產(chǎn)實(shí)踐證明 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿用粉末鍛造工藝代替普通模鍛 據(jù) 統(tǒng)計(jì)資料可得如下明顯的優(yōu)點(diǎn) 1 成形性能高 由于粉體顆粒較細(xì) 倒入模具型腔時(shí) 象流體一樣充填型腔各處 成形性 能極高 所以對(duì)各種形狀復(fù)雜的鍛件都能順利成形 毛坯對(duì)零件的材料利用率 已達(dá)100 即不留任何的金屬加工余量及輔料 2 機(jī)械性能高 如美國賽車連桿的疲勞強(qiáng)度從普通模鍛件 1 290MPa增加到粉末鍛件 1 340MPa 經(jīng)金相分析指出 這是由于基體中晶粒較細(xì) 無偏析 且呈連續(xù)纖 維方向的情況下等原因所致 由此可見 粉末鍛造連桿零件的機(jī)械性能明顯超 過了普通模鍛件 3 鍛件精度高 由于鍛造的加熱溫度較低 且又在防氧化的保護(hù)氣氛中進(jìn)行 沒有氧化皮 故可以獲得較高尺寸精度和較低表面粗糙度的鍛件 制件表面在高壓下受到模 具型腔光滑表面的熨平 光澤 4 材料利用率高 由于合理的制坯技術(shù) 再在較低溫度下進(jìn)行無飛邊 無余量的精密閉式模 鍛 大大提高了 材料利用率 從普通模鍛的材料利用率50 左右增加到95 以上 5 模具壽命高 困粉末坯料的加熱溫度較低及無氧化皮的情況下進(jìn)行閉式模鍛 減少對(duì)模 具表面的摩擦 更重要的是 單位壓力僅是普通模鍛的l 3 l 4 甚至更低 這對(duì)模具的受壓條件大為改善 故其模具壽命可提高l0 20倍以上 6 生產(chǎn)率高 如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的生產(chǎn)工藝 普通模鍛把加熱后的毛坯進(jìn)行多道制坯輥 鍛 又在壓力機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛及終鍛 然后再進(jìn)行切邊 大 小頭沖孔 熱校正冷 精壓等多道工序 而粉末鍛造首先是省去了切邊 大 小頭沖孔 熱校正 冷 精壓工序 7 產(chǎn)品成本低 與普通模鍛加工方法相比 首先因?yàn)榧庸ぞ雀?可以大幅度地節(jié)省機(jī)械 加工 提高材料利用率 對(duì)節(jié)省工時(shí)和降低成本有很大的經(jīng)濟(jì)效果 因?yàn)樵?料粉末在成本中所占的比例高 從生產(chǎn)中證明 越能節(jié)省機(jī)械加工的零件采用 粉末鍛造就越有利 也就是說 原來機(jī)械加工工時(shí)越多的零件 改為粉末鍛造 后 在節(jié)省工時(shí)和降低成本方面就越能獲得更大的效果 表 2 1 粉末鍛造后毛坯的參數(shù) 參數(shù) 粉末鍛造 尺寸波動(dòng) 每 l00mm mm 0 2 零件重量波動(dòng) 0 5 尺寸精度 IT6 IT9 表面粗糙度 m 0 8 3 2 因?yàn)殄懺旌蟠蟠蟾纳屏斯ぜ谋砻娲植诙群捅砻婢?求因此粉末鍛造毛 坯可以減少大量表面加工工序 提高生產(chǎn)率 連桿的鍛造毛坯圖見附圖 1 2 3 工藝過程設(shè)計(jì) 2 3 1 基準(zhǔn)的選擇 統(tǒng)一精基準(zhǔn) 以大小頭端面 小頭孔 大頭孔一側(cè)面定位 因?yàn)槎嗣娴拿?積大 定位穩(wěn)定可靠 用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距同時(shí)可以消 除基準(zhǔn)不重合誤差 2 3 2制定工藝路線 一般的連桿工藝路線是 拉大小頭兩端面 粗磨大小頭兩端面 拉 連桿大小頭側(cè)定位面 拉連桿蓋兩端面及桿兩端面倒角 拉小頭兩斜面 粗拉螺栓座面 拉配對(duì)打字面 去重凸臺(tái)面及蓋定位側(cè)面 粗鏜桿身下半 圓 倒角及小頭孔 粗鏜桿身上半圓 小頭孔及大小頭孔倒角 精銑螺栓 座面 銑斷桿 蓋 小頭孔兩斜端面上倒角 加工螺栓孔 拉桿 蓋 結(jié)合面及倒角 去配對(duì)桿蓋毛刺 清洗配對(duì)桿蓋 檢測配對(duì)桿蓋結(jié)合面 精度 人工裝配 扭緊螺栓 打印桿蓋配對(duì)標(biāo)記號(hào) 精磨連桿桿身兩 端面 粗鏜大頭孔及兩側(cè)倒角 半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔 檢 查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度 壓入小頭孔襯套 稱重去重 精鏜 大頭孔 小頭襯套孔 清洗 最終檢查 成品防銹 對(duì)于粉末鍛造的毛坯由于具有較高的表面質(zhì)量所以工藝粗鏜桿身下半圓 倒角及小頭孔之前的工藝都可以省略因此連桿的工藝如以下方案 方案一 工序I 精銑連桿兩端面 工序II 擴(kuò)鉸小頭孔 工序III 粗鏜桿身上半圓 工序IV 粗鏜大頭孔下半圓小頭孔及小頭孔倒角 工序V 鉆階梯油孔 工序VI 銑斷 工序VII 精磨連桿桿身兩端面 工序VIII 加工螺栓孔 工序IX 精磨桿 蓋結(jié)合面 工序X 沿對(duì)口面處大頭孔內(nèi)測倒角 工序XI 擴(kuò)鉸桿蓋螺栓孔 工序XII 銑瓦槽 工序XIII 去配對(duì)桿蓋毛刺 工序XIV 清洗配對(duì)桿蓋 工序XV 檢測配對(duì)桿蓋結(jié)合面精度 工序XVI 人工裝配 工序XVII 扭緊螺栓 工序XVIII 打印桿蓋配對(duì)標(biāo)記號(hào) 工序XIX 粗鏜大頭孔及兩側(cè)倒角 工序XX 半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔 工序XXI 檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度 工序XXII 壓入小頭孔襯套 工序XXIII 稱重去重 工序XXIV 鉆階梯油孔 工序XXV 精鏜大頭孔 小頭襯套孔 工序XXVI 去毛刺 工序XXVII 退磁 工序XXVIII 總成清洗 工序XXIX 終檢 工序XXX 自動(dòng)打流水號(hào) 工序XXXI 成品防銹 方案二 工序I 精銑連桿兩端面 工序II 擴(kuò)鉸小頭孔 工序III 粗鏜桿身上半圓 工序IV 粗鏜大頭孔下半圓小頭孔及小頭孔倒角 工序V 拉螺栓螺母座面 工序VI 鉆階梯油孔 工序VII 銑斷 工序VIII 粗磨斷口面 工序IX 鉆螺栓孔 工序X 擴(kuò)桿蓋螺栓座面沉孔并倒角 工序XI 精磨連桿連桿蓋對(duì)口面 工序XII 沿對(duì)口面處大頭孔內(nèi)測倒角 工序XIII 擴(kuò)鉸桿蓋螺栓孔 工序XIV 銑瓦槽 工序XV 清洗 工序XVI 連桿配對(duì)并裝配 工序XVII 自動(dòng)擰緊 工序XVIII 精磨兩端面 工序XIX 精鏜小頭底座粗鏜大頭孔 工序XX 大頭孔倒角 工序XXI 壓襯套 工序XXII 稱重去重去毛刺 工序XXIII 精鏜大頭孔精鏜襯套孔 工序XXIV 去毛刺 工序XXV 退磁 工序XXVI 總成清洗 工序XXVII 終檢 工序XXVIII 自動(dòng)打流水號(hào) 工序XXIX 成品防銹 方案分析 方案一于銑斷后馬上精磨兩端面由于連桿體和連桿蓋是分離的裝配后斷面 就不一定位于同一平面因此不應(yīng)該在裝配前精磨兩端面 方案二螺栓孔的加工 不是一次成形需要重復(fù)裝夾 工藝設(shè)計(jì)不合理 兩個(gè)方案的鉆階梯油孔可以安 排在小頭孔壓入襯套之后 這樣襯套可以省去鉆孔工藝節(jié)約成本 所以綜合以 上分析可以得出以下工藝流程 工序I 精銑連桿兩端面 工序II 擴(kuò)鉸小頭孔 工序III 粗鏜桿身上半圓 工序IV 粗鏜大頭孔下半圓 工序V 精銑螺栓座面 工序VI 銑斷 工序VII 粗 精銑對(duì)口面 工序VIII 鉆 鉸桿 蓋螺栓孔 工序IX 精磨連桿連桿蓋對(duì)口面 工序X 銑瓦槽 工序XI 清洗 工序XII 連桿配對(duì)并裝配 工序XIII 自動(dòng)擰緊 工序XIV 精磨兩端面 工序XV 精鏜小頭孔 工序XVI 半精鏜大頭孔 工序XVII 大頭孔倒角 工序XVIII 壓襯套 工序XIX 鉆油孔 工序XX 稱重去重去毛刺 工序XXI 精鏜大頭孔精鏜襯套孔 工序XXII 研磨大頭孔 工序XXIII 去毛刺 工序XXIV 退磁 工序XXV 總成清洗 工序XXVI 終檢 工序XXVII 自動(dòng)打流水號(hào) 工序XXVIII 成品防銹 連桿的主要表面為大兩端面 較重要的表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿 螺栓孔定位面 次要表面為軸瓦鎖口槽及體和蓋上的螺栓座面等 連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的來安排的 連桿的加工路線按連 桿的分合可分為三個(gè)階段 第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工 第二階段 為連桿體和蓋切開后的加工 第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工 第一階段 的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn) 第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的 其它表面 包括為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的加工 以及軸瓦鎖口槽的加 工等 第三階段則主要是最終保證連桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工 包括連桿合裝后 大頭孔的半精加工和端面的精加工及大 小頭孔的精加工 如果按連桿合裝前 后來分 合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段 合裝之后的工藝路線 則為主要表面的精加工階段 2 4 連桿的機(jī)械加工工藝過程分析 2 4 1 工藝過程的安排 在安排工藝進(jìn)程時(shí) 就要把各主要工序的粗 精加工工序分開 即把粗加 工安排在前 半精加工安排在中間 精加工安排在后面 這是由于粗加工工序 的切削余量大 因此切削力 夾緊力必然大 加工后容易產(chǎn)生變形 粗 精加 工分開后 粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正 半精加工中產(chǎn)生的變形 可以在精加工中修正 這樣逐步減少加工余量 切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用 逐步 修正加工后的變形 就能最后達(dá)到零件的技術(shù)條件 各主要表面的工序安排如下 1 兩端面 先精銑后精磨 2 小頭孔 擴(kuò)孔 鉸孔 精鏜 壓入襯套后再精鏜 3 大頭孔 粗鏜 半精鏜 精鏜 研磨 一些次要表面的加工 則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面 2 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 在連桿機(jī)械加工工藝過程中 大部分工序選用連桿的一個(gè)指定的端面和小 頭孔作為主要基面 并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面 這是由于 端面的面積大 定位比較穩(wěn)定 用小頭孔定位可直接 控制大 小頭孔的中心距 這樣就使各工序中的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來 減少了定位誤差 具體的辦法是 如 圖 1 5 所示 在安裝工件時(shí) 注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不與夾具的定位 元件接觸 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)亦作相應(yīng)的考慮 在精鏜小頭孔 及精鏜小頭襯套 孔 時(shí) 也用小頭孔 及襯套孔 作為基面 這時(shí)將定位銷做成活動(dòng)的稱 假 銷 當(dāng)連桿用小頭孔 及襯套孔 定位夾緊后 再從小頭孔中抽出假銷進(jìn)行 加工 2 4 3確定合理的夾緊方法 既然連桿是一個(gè)剛性比較差的工件 就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小 作用 力的方向及著力點(diǎn)的選擇 避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形 以影響加工精 度 在加工連桿的夾具中 應(yīng)注意夾緊力的作用方向和著力點(diǎn)的選擇 在銑兩 端面的夾具中 夾緊力的方向與端面平行 在夾緊力的作用方向上 大頭端部 與小頭端部的剛性高 變形小 既使有一些變形 亦產(chǎn)生在平行于端面的方向 上 很少或不會(huì)影響端面的平面度 夾緊力通過工件直接作用在定位元件上 可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形 在加工大小頭孔工序中 主要夾緊力垂直作用于大頭端面上 并由定位元 件承受 以保證所加工孔的圓度 在精鏜大小頭孔時(shí) 只以大平面 基面 定 位 并且只夾緊大頭這一端 小頭一端以假銷定位后 用螺釘在另一側(cè)面夾緊 小頭一端不在端面上定位夾緊 避免可能產(chǎn)生的變形 2 4 4 連桿兩端面的加工 連桿兩端面在擴(kuò)粗鏜大小頭孔之前先進(jìn)行精銑以保證兩端面的平行 而之 后采用精磨工序 并將精磨工序安排在精加工大 小頭孔之前 以便改善基面 的平面度 提高孔的加工精度 精磨在 M7130 型平面磨床上用砂輪的周邊磨削 這種辦法的生產(chǎn)率低一些 但精度較高 2 4 5 連桿大 小頭孔的加工 連桿大 小頭孔的加工是連桿機(jī)械加工的重要工序 它的加工精度對(duì)連桿 質(zhì)量有較大的影響 小頭孔是定位基面 在用作定位基面之前先進(jìn)行了擴(kuò)孔 鏜孔 加工時(shí)以 小頭孔外形定位 這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小 小頭孔在粗鏜后 在金剛鏜床上與大頭孔同時(shí)精鏜 達(dá)到 IT6 級(jí)公差等級(jí) 然后壓入襯套 再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔 由于襯套的內(nèi)孔與外圓存在同 軸度誤差 這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差 大頭孔經(jīng)過擴(kuò)孔 粗鏜 半精鏜 精鏜 研磨達(dá)到 IT6 級(jí)公差等級(jí) 表面 粗糙度 Ra 為 0 4 m 大頭孔的加工方法是在銑開工序后 將連桿與連桿體組 合在一起 然后進(jìn)行精鏜大頭孔的工序 這樣 在銑開以后可能產(chǎn)生的變形 可以在最后精鏜工序中得到修正 以保證孔的形狀精度 2 4 6 連桿螺栓孔的加工 連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆 擴(kuò) 鉸工序 加工時(shí)以大頭端面 小頭孔及大頭一 側(cè)面定位 精銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法 這樣銑夾具沒有活動(dòng)部分 能保證 承受較大的銑削力 精銑時(shí)為了保證螺栓孔的兩個(gè)端面與連桿大頭端面垂直度 使用兩工位夾具 連桿在夾具的工位上銑完一個(gè)螺栓孔的兩端面后 夾具上的 定位板帶著工件旋轉(zhuǎn) 1800 銑另一個(gè)螺栓孔的兩端面 這樣 螺栓孔兩端面與 大頭孔端面的垂直度就由夾具保證 2 4 7 連桿體與連桿蓋的銑開工序 剖分面 亦稱結(jié)合面 的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對(duì) 刀精度來保證 為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差 0 03mm 并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度 除夾具本身要保證精度外 鋸 片的安裝精度的影響也很大 如果鋸片的端面圓跳動(dòng)不超過 0 02 mm 則銑開的 剖分面能達(dá)到圖紙的要求 否則可能超差 但剖分面本身的平面度 粗糙度對(duì) 連桿蓋 連桿體裝配后的結(jié)合強(qiáng)度有較大的影響 因此 在剖分面銑開以后再 經(jīng)過磨削加工 2 5 切削用量的選擇原則 正確地選擇切削用量 對(duì)提高切削效率 保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟(jì)性 保證加工質(zhì)量 具有重要的作用 2 5 1 粗加工時(shí)切削用量的選 擇原則 粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高 毛坯余量較大 因此 選擇粗加 工的切削用量時(shí) 要盡可能保證較高的單位時(shí)間金屬切削量 金屬切除率 和 必要的刀具耐用度 以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本 金屬切除率可以用下式計(jì)算 Zw V f a p 1000 式中 Z w單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量 mm 3 s V 切削速度 m s f 進(jìn)給量 mm r ap切削深度 mm 提高切削速度 增大進(jìn)給量和切削深度 都能提高金屬切除率 但是 在 這三個(gè)因素中 影響刀具耐用度最大的是切削速度 其次是進(jìn)給量 影響最小 的是切削深度 所以粗加工切削用量的選擇原則是 首先考慮選擇一個(gè)盡可能 大的吃刀深度 ap 其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度 f 最后確定一個(gè)合適的切削速 度 V 選用較大的 ap和 f 以后 刀具耐用度 t 顯然也會(huì)下降 但要比 V 對(duì) t 的影 響小得多 只要稍微降低一下 V 便可以使 t 回升到規(guī)定的合理數(shù)值 因此 能 使 V f a p的乘積較大 從而保證較高的金屬切除率 此外 增大 ap可使走刀 次數(shù)減少 增大 f 又有利于斷屑 因此 根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì) 提高生產(chǎn)效率 減少刀具消耗 降低加工成本是比較有利的 1 切削深度的選擇 粗加工時(shí)切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床 夾具 刀具和工件組 成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定 在保留半精加工 精加工必要余量的前提下 應(yīng) 當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除 只有當(dāng)總加工余量太大 一次切不完時(shí) 才考 慮分幾次走刀 2 進(jìn)給量的選擇 粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力 因此 進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝 系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來確定 選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度 刀桿 尺寸 刀片厚度 工件的直徑和長度等 在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度好的情況下 可選用大一些的進(jìn)給量 在剛性和強(qiáng)度較差的情況下 應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量 3 切削速度的選擇 粗加工時(shí) 切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制 切削深度 進(jìn) 給量和切削速度三者決定了切削功率 在確定切削速度時(shí)必須考慮到機(jī)床的許 用功率 如超過了機(jī)床的許用功率 則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度 2 5 2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較高 加工余量要小且均勻 因此 選 擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量 并在此基礎(chǔ)上盡量提高生 產(chǎn)效率 1 切削深度的選擇 精加工時(shí)的切削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定 通常希望精加工余量 不要留得太大 否則 當(dāng)吃刀深度較大時(shí) 切削力增加較顯著 影響加工質(zhì)量 2 進(jìn)給量的選擇 精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度 進(jìn)給量增大時(shí) 雖有 利于斷屑 但殘留面積高度增大 切削力上升 表面質(zhì)量下降 3 切削速度的選擇 切削速度提高時(shí) 切削變形減小 切削力有所下降 而且不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤 和鱗刺 一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù) 盡可能提高切削 速度 只有當(dāng)切削速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí) 才選用低速 以避開 積屑瘤產(chǎn)生的范圍 由此可見 精加工時(shí)選用較小的吃刀深度 ap和進(jìn)給量 f 并在保證合理刀 具耐用度的前提下 選取盡可能高的切削速度 V 以保證加工精度和表面質(zhì)量 同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求 2 6 確定各工序的加工余量 計(jì)算工序尺寸及公差 2 6 1 確定加工余量 用查表法確定機(jī)械加工余量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 第一卷 表 3 2 25 表 3 2 26 表 3 2 27 表 2 2平面加工的工序余量 mm 工藝名稱 單面余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度 精磨 0 1 IT7 38 38 025 0 8 精銑 1 IT9 38 2 38 2 6 06 3 則連桿兩端面總的加工余量為 A 總 21 ni A 精銑 A 精磨 2 1 0 1 2 2 2mm 2 連桿鑄造出來的的厚度為 H 38 2 2 40 2mm 40 2 100 0 2 0 0804 所以毛坯尺寸為 40 2 0 08 2 6 2 確定工序尺寸及其公差 根據(jù) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 表 2 29 表 2 34 表 2 3 大頭孔各工序尺寸及其公差 鑄造出來的大頭孔為 55 mm 工序名稱 直徑余量 工序經(jīng)濟(jì) 精度 工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度 珩磨 0 1 IT6 64 5 64 5 6019 H0 4 精鏜 0 4 IT8 64 4 64 4 84 00 8 半精鏜 1 IT11 64 64 19 1 6 二次粗鏜 2 IT12 64 62 230 H12 5 一次粗鏜 2 IT12 62 60 1 0 12 5 根據(jù) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 表 2 29 表 2 30 表 2 4 小頭孔各工序尺寸及其公差 工序 工序基本余 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 公稱尺寸 表面粗糙度 名稱 量 精鏜 0 2 803 H4 29 03 1 6 鉸 0 2 952 0 2 5 06 3 擴(kuò) 4 184 9 84 12 5 柴油機(jī)連桿的零件圖見附圖 2 2 7 工時(shí)定額的計(jì)算 2 7 1 銑連桿兩側(cè)面 選用銑床 X62W 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 100 mm 由于采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼圓柱銑刀所以齒數(shù) Z 8 切削速度 V 0 64 m s 銑削寬度 ae 1 mm fm 0 8 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 60v D 122 3 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 65 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 258 5 mm L1 2 11 9 mm L2 2 mm eead 基本時(shí)間 tj L fm 2 128 11 9 2 fm n 2 0 908 min 2 7 2 加工小頭孔 2 7 2 1 擴(kuò)小頭孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 53 選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)刀直徑 D 29 mm 切削速度 V 0 35 m s 切削深度 ap 1 5 mm 進(jìn)給量 f 0 8 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 60 223 r min 根據(jù)表 3 1 30 按機(jī)床選取 n 250 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 39 m s 擴(kuò)削工時(shí)為 按表 2 5 7 l 38 2 mm l1 D d1 2 cotkr 2 3mm kr 60 l2 3mm 基本時(shí)間 tj L fm 2 38 2 3 3 0 8 250 0 44 min 2 7 2 2 鉸小頭孔 選用鉆床 Z3080 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 81 選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑 D 29 2 mm 切削速度 V 0 22 m s 切削深度 ap 0 10 mm 進(jìn)給量 f 0 8 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 140 r min 根據(jù)表 3 1 31 按機(jī)床選取 n 200 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 32 m s 鉸削工時(shí)為 按表 2 5 7 l 38 2 mm l1 2 1 kr 15 L2 3 mm 基本時(shí)間 tj L fn 38 2 2 1 3 0 8 200 0 55 min 2 7 3 粗鏜大頭孔 選用鏜床 T68 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 65 mm 切削速度 V 0 16 m s 進(jìn)給量 f 0 30 mm r 切削深度 ap 3 0 mm 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 47 r min 根據(jù)表 3 1 41 按機(jī)床選取 n 800 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 72 m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 L 38 2 mm L1 3 732 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj 4 Li fn 38 2 3 732 5 0 30 800 4 0 78 min 2 7 4精銑螺栓座面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 90 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 63 mm 切削速度 V 0 47 m s 銑刀齒數(shù) Z 24 切削深度 ap 2 mm 切削寬度 ae 20 mm af 0 15 mm z 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 142 r min 根據(jù)表 3 1 31 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 47 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 2 mm L1 2 31 3 mm L2 2 mm eead 基本時(shí)間 tj L fmz 4 38 2 31 3 2 750 24 0 15 4 0 106 min 2 7 5 銑開連桿體和蓋 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 79 90 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 63 mm 切削速度 V 0 34 m s 切削寬度 ae 38 mm 銑刀齒數(shù) Z 24 切削深度 ap 2 mm af 0 15 mm z 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 103 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 47 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 95 mm L1 2 33 3 mm eead L2 2 mm 基本時(shí)間 tj Li FM 95 33 3 2 750 24 0 15 0 048 min 2 7 6 加工連桿體 2 7 6 1 粗銑連桿體結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 74 84 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 75 mm 切削速度 V 0 35 m s 切削寬度 ae 2 mm 銑刀齒數(shù) Z 8 切削深度 ap 62 mm af 0 15 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 89 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 2 mm L1 2 15 5 mm L2 2 mm eead 基本時(shí)間 tj L fmz 38 2 15 5 2 0 15 750 8 0 06 min 2 7 6 2 精銑連桿體結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 84 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 75 mm 切削速度 V 0 42 m s 銑刀齒數(shù) Z 8 切削深度 ap 31 mm az 0 7 mm r 切削寬度 ae 1 mm 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 107 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 mm L1 2 8 1 mm L2 2 mm eeaD 基本時(shí)間 tj L fmz 38 8 1 2 750 0 7 0 09 min 2 7 7 加工連桿蓋 2 7 7 1 粗銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 74 84 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 75 mm 切削速度 V 0 35 m s 切削寬度 ae 2 mm ap 31mm 銑刀齒數(shù) Z 8 af 0 15 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 60v D 89 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 mm L1 2 15 5 mm L2 2 mm eeaD 基本時(shí)間 tj L fmz 38 15 5 2 750 8 0 15 0 06 min 2 7 7 2 精銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 84 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 75 mm 切削速度 V 0 42 m s 切削寬度 ae 1 mm ap 31 銑刀齒數(shù) Z 8 進(jìn)給量 f 0 7 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 107 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 mm L1 2 8 mm L2 2 mm eeaD 基本時(shí)間 tj L fmz 31 8 1 2 750 0 7 0 09 min 2 7 8螺栓孔的加工 2 7 8 1 鉆螺栓孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 38 41 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V 0 99 m s 切削深度 ap 4 9 mm 進(jìn)給量 f 0 08 mm r 鉆頭直徑 D 9 8 mm 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 60v D 1930 r min 根據(jù)表 3 1 30 按機(jī)床選取 n 1930 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 99 m s 鉆削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 34 mm L1 1 5 mm L2 2 mm 基本時(shí)間 tj L fn 4 34 1 5 2 0 08 1910 4 0 92 min 2 7 8 2 擴(kuò)螺栓孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 53 選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)刀直徑 D 10 75 mm 切削速度 V 0 40 m s 切削深度 ap 1 0 mm 進(jìn)給量 f 0 6 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 764 r min 根據(jù)表 3 1 30 按機(jī)床選取 n 764 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 40 m s 擴(kuò)削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 34 mm L1 2 mm 基本時(shí)間 tj L fn 4 34 2 0 6 764 4 0 28 min 2 7 8 3 鉸螺栓孔 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 81 選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑 D 11 mm 切削速度 V 0 22 m s 切削深度 ap 0 10 mm 進(jìn)給量 f 0 8 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 140 r min 根據(jù)表 3 1 31 按機(jī)床選取 n 200 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 127 m s 鉸削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 34 mm L1 2 mm L2 3 mm 基本時(shí)間 tj L fn 4 34 2 3 0 8 200 4 0 975 min 2 7 9 精磨結(jié)合面 選用磨床 M7130 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 170 選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑 D 40 mm 切削速度 v 0 330 m s 切削深度 frs 0 25 mm 進(jìn)給量 fr 0 015 mm 雙行程 fa 20mm 工作臺(tái)速度選擇 10 min 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 157 r min 根據(jù)表 3 1 48 按機(jī)床選取 n 200 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 40 m s 磨削工時(shí)為 按表 2 5 11 基本時(shí)間 tj 2 ZfvkLbra102 2 2 210 38 2 0 1 1 1000 10 0 015 20 4 0 267 min bz 0 1 k 1 Z 4 2 7 10銑軸瓦鎖口槽 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 90 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 63 mm 切削速度 V 0 31 m s 銑刀齒數(shù) Z 24 切削深度 ap 5 mm 切削寬度 ae 0 5 mm az 0 05 mm z 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 94 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 100 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 33 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 5 mm L1 2 7 6 mm L2 2 mm eeaD 基本時(shí)間 tj L fmz 5 7 6 2 100 24 0 05 0 12 min 2 7 11 精磨大頭兩平面 先標(biāo)記朝上 選用磨床 M7130 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 170 選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑 D 40 mm 切削速度 V 0 413 m s 切削深度 frs 0 1 mm 進(jìn)給量 fr 0 015 mm 雙行程 切削速度 v 0 330 m s fa 20mm 工作臺(tái)速度選擇 10 min 進(jìn)給量 f ra 0 017 mm r fa 15 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 157 r min 根據(jù)表 3 1 48 按機(jī)床選取 n 200 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 40 m s 磨削工時(shí)為 按表 2 5 7 基本時(shí)間 t j 2 ZfvkLbra102 2 2 100 80 0 1 1 1 1000 10 0 017 20 1 1 035 min 2 7 12 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 2 7 12 1 半精鏜大頭孔 選用鏜床 T2115 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 64 4 mm 切削速度 V 0 20 m s 進(jìn)給量 f 0 2 mm r 切削深度 ap 1 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 3 37m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 L 38 mm L1 3 5 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 38 3 5 5 0 20 1000 0 23 min 2 7 12 2 精鏜小頭孔 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 29 4 mm 切削速度 V 3 18 m s 進(jìn)給量 f 0 10 mm r 切削深度 ap 1 0 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 2000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 3 08m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 L 38 mm L1 3 5 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 38 3 5 5 0 10 2000 0 23 min 2 7 13大頭孔兩端倒角 選用機(jī)床 Z535 主軸轉(zhuǎn)速 n 68r min 手動(dòng)進(jìn)給 2 7 14 鉆小頭油孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 38 41 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V 1 18 m s 切削深度 ap 2 mm 進(jìn)給量 f 0 05 mm r 根據(jù)表 3 1 30 按機(jī)床選取 n 1000 r min 鉆削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 6 mm L1 3 mm 基本時(shí)間 tj L fn 6 1 1000 0 05 0 14 min 2 7 15精鏜大頭孔 選用鏜床 T2115 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 64 4 mm 切削速度 V 0 20 m s 進(jìn)給量 f 0 1 mm r 切削深度 ap 0 4 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 3 37m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 L 38 mm L1 3 5 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 38 3 5 5 0 10 1000 0 43 min 2 7 16 鏜小頭孔襯套 選用鏜床 T2115 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 28 mm 切削速度 V 0 25 m s 進(jìn)給量 f 0 2 mm r 切削深度 ap 0 2 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 1 46m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 L 38 mm L1 3 5 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 38 3 5 5 0 20 1000 0 23 min 2 7 17 珩磨大頭孔 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V 0 32 m s 進(jìn)給量 f 0 05 mm r 切削深度 ap 0 05 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 1000 r min 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 基本時(shí)間 t j 2Lnd 1000 60 v 2 38 2 1000 0 32 0 47 min 最后 將以上各工序切削用量 工時(shí)定額的結(jié)果計(jì)算結(jié)果 連同其他加工 數(shù)據(jù)一并填入機(jī)械加工工藝過程總卡片 見附表 1 第 3章 擴(kuò)小頭孔鉆床夾具的設(shè)計(jì) 3 1定位基準(zhǔn)的選擇 小頭孔是定位基準(zhǔn) 在用作定位基面之前先進(jìn)行了擴(kuò)鉸孔 加工時(shí)先用一 個(gè)假銷對(duì)小頭孔進(jìn)行定位 這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差 在 擴(kuò)小頭孔之前 連桿的兩個(gè)端面 既小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面已經(jīng)進(jìn)行了精銑 工序具有很高的表面精度 因此擴(kuò)鉸小頭孔定位時(shí)采用連桿端面和小頭孔定位 連桿兩端采用以 V 形塊進(jìn)行對(duì)中定位 3 2 夾緊方案的確定 此工序加工的孔為通孔 沿Z方向的位移自由度可不予限制 但實(shí)際上以工 件的端面定位時(shí) 必須限制該方向上的自由度 故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具 基 面限制工件3個(gè)自由度 兩個(gè)V形塊限制3個(gè)自由度 屬完全定位 3 3切削力及夾緊力的計(jì)算 由于本工序主要是粗加工小頭孔 所以只對(duì)夾具的定位穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算 及夾緊力和鉆削力的計(jì)算 擴(kuò)孔時(shí)的切削力計(jì)算 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊 李洪 主編 表 2 4 69 擴(kuò)孔時(shí)的切削力為 FkfdP7 02 618 9 2 18 4 2465 044N 擴(kuò)孔時(shí)的扭矩為 M 9 81 0 0311 mkfd8 03 9 81 0 0311 29 4979 495 夾緊力的計(jì)算 根據(jù) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊 第三版 王光斗 王春福 主編 表 1 3 11fPDMkW2sin22 2 5 3 029sin04 65 9472 6220 138 N 在計(jì)算切削力時(shí) 必須考慮安全系數(shù) 安全系數(shù) 4321K 式中 基本安全系數(shù) 取 1 51K 加工性質(zhì)系數(shù) 取 1 12 刀具鈍化系數(shù) 取 1 13 斷續(xù)切削系數(shù) 取 1 14K 則 F 1 5 1 1 1 1 1 1 6220 138 12418 5N 3 4 夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的作用是將定位 夾