柴油機連桿的加工工藝(論文+DWG圖紙)

柴油機連桿的加工工藝(論文+DWG圖紙),柴油機,連桿,加工,工藝,論文,dwg,圖紙 南通職業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 摘 要 本文主要論述了柴油機連桿的加工工藝及其夾具設計。因為連桿是活塞式發(fā)動機和壓縮機的主要零件之一，其大頭孔與曲軸連接，小頭孔通過活塞銷與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳送給曲軸，又收曲軸驅動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿承受的是沖擊動載荷，因此要求連桿質量小，強度高。所以在安排工藝過程時，按照“先基準后一般”的加工原則。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結合面及螺栓孔定位面。 在夾具設計方面也要針對連桿結構特點比較小，設計應時應注意夾具體結構尺寸的大小等，最終就能達到零件的理想要求！ 關鍵詞: 連桿 變形 加工工藝 夾具設計 Abstract The diesel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity is high. Therefore when arranging procedure for, according to "first the criterion queen-like " treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting rod body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely to reach a part ultimately demands! Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device 目 錄 摘 要 1 Abstract 1 第一章 柴油機連桿的加工工藝 3 1.1 柴油機連桿的用途及其特點 3 1.2　連桿的的材料及毛坯制造 4 1.3　連桿的加工工藝過程 6 1.4 連桿的加工工藝過程分析 7 1.4.1 定位基準的選擇 7 1.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排 8 1.4.3 確定合理的夾緊方法 8 1.4.4 連桿主要面的加工方法 9 1.4.5 連桿主要孔的加工方法 9 1.4.6 連桿體與連桿蓋的銑開工序 10 1.5夾具使用 10 1.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 10 1.6.1 確定加工余量 10 1.6.2確定工序尺寸及其公差 11 1.7 各項加工數(shù)據(jù)的計算 12 1.8 連桿的檢驗 19 1.8.1 觀察外表缺陷及目測表面粗糙度 19 1.8.2 檢查主要表面的尺寸精度 19 1.8.3檢驗主要表面的位置精度 20 1.8.4 連桿螺釘孔與結合面垂直度的檢驗 20 第二章 工裝設計 20 2.1 銑削分面夾具設計 20 2.1.1夾具的問題注意 20 2.1.2 夾具設計 21 2.2 擴大頭孔夾具 23 2.2.1 夾具的注意問題 23 2.2.2 夾具設計 23 參考文獻: 26 致 謝 26 第一章 柴油機連桿的加工工藝 1.1 柴油機連桿的用途及其特點 連桿是發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅動而帶動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，連桿的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質的底，底的內表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更換。 在發(fā)動機工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動機運轉均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設置了去不平衡質量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，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有油孔(或油槽)，發(fā)動機工作時，依靠曲軸的高速轉動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運動副。 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復直線運動變?yōu)榍幕剞D運動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，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：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（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。 1.2　連桿的的材料及毛坯制造 連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。 連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產綱領為大量生產，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成—體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊鞯姆N類和制造方法的選擇應使零件總的生產成本降低，性能提高。 目前我國有些生產連桿的工廠，采用了連桿輥鍛工藝。圖（1-2）為連桿輥鍛示意圖．毛坯加熱后，通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽，毛壞產生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產的連桿鍛件，在表面質量、內部金屬組織、金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平，并且設備簡單，勞動條件好，生產率較高，便于實現(xiàn)機械化、自動化，適于在大批大量生產中應用。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。 圖（1-2）連桿輥鍛示意圖 圖(1-3)、圖(1-4)給出了連桿的鍛造工藝過程，將棒料在爐中加熱至1140～1200C0，先在輥鍛機上通過四個型槽進行輥鍛制坯見圖(1-3)，然后在鍛壓機上進行預鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊見圖(1-4)。鍛好后的連桿毛坯需經(jīng)調質處理，使之得到細致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內應力。為了提高毛坯精度，連桿的毛坯尚需進行熱校正。 連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、內部探傷、毛坯尺寸及質量等的全面檢查，方能進入機械加工生產線。 1.3　連桿的加工工藝過程 由上述技術條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產生變形，這就給連桿的機械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。 (連桿機械加工工藝過程見加工工藝卡片) 連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結合面及連桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側面及體和蓋上的螺栓座面等。 連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個階段：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)加工準備精基準（端面、小頭孔和大頭外側面）；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準備的螺栓孔和結合面的粗加工，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技術要求的加工，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半精加工、精加工階段。 1.4 連桿的加工工藝過程分析 1.4.1 定位基準的選擇 在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側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，注意將成套編號標記的一面不 圖（1-5）連桿的定位方向 與夾具的定位元件接觸（在設計夾具時亦作相應的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。 為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。 由于用小頭孔和大頭孔外側面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔，這些工序對于鉸后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。 在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加 工精度會有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗銑兩個端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銑就是關鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復變形，影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。 1.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排 由于連桿本身的剛性差，切學加工時產生的殘余應力，易產生變形。因此，在安排工藝過程時，應把各主要表面的的粗，精加工工序分開。這樣，粗加工產生的變形就可以在半精加工中得到修；半精加工中產生的形變可以在精加工中得到修正，最終達到零件的技術要求。 再工序安排上先加工定位基準，如端面加工的銑、磨工序防在加工過程的前面，然后再加工孔，符合符合先面后孔的加工工序安裝原則。 連桿工藝加工過程可分為以下幾個方面： 1）粗加工階段 粗加工階段也是連桿體和連桿蓋合之前的加工階段：基準面的加工，包括輔助基準面加工：準備連桿體及連桿蓋合并所進行的加工，如兩者對口面的銑、磨等 2）半精加工階段 半精加工階段也是連桿體和連桿蓋合并之后的加工，如精磨兩平面，半精鏜大頭孔及孔口倒角等。總之是為精加工大、小頭孔做準備的階段。 3）精加工階段 精加工階段主要是最終保證連桿主要表面——大、小頭孔全部達到圖樣要求的階段，如珩磨大頭孔，精鏜小頭活塞銷軸承孔。 1.4.3 確定合理的夾緊方法 既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點的選擇，避免因受夾緊力的作用而產生變形，以影響加工精度。在加工連桿的夾具中，可以看出設計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在粗銑兩端面的夾具中，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，亦產生在平行于端面的方向上，很少或不會影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產生彎曲或扭轉變形。 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，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，用螺釘在另一側面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產生的變形。 1.4.4 連桿主要面的加工方法 采用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，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。粗磨在轉盤磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。這種方法的生產率較高。精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產率低一些，但精度較高。 以基面及小頭孔定位，它用一個圓銷（小頭孔）。裝夾工件銑兩側面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準面）。 1.4.5 連桿主要孔的加工方法 連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質量有較大的影響。 小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過了鉆、擴、鉸三道工序。鉆時以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。 小頭孔在鉆、擴、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到IT6級公差等級，然后壓入襯套，再以襯套內孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的內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、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達到IT6級公差等級。表面粗糙度Ra 為0.4μm，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，然后進行精鏜大頭孔的工序。這樣，在銑開以后可能產生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。 連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆、擴、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側面定位。 為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內，在擴和鉸兩個工步中用上下雙導向套導向。從而達到所需要的技術要求。 粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。精銑時，為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直，使用兩工位夾具。連桿在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后，夾具上的定位板帶著工件旋轉1800 ，銑另一個螺栓孔的兩端面。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。 1.4.6 連桿體與連桿蓋的銑開工序 剖分面（亦稱結合面）的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證。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不超過0.02 mm,則銑開的剖分面能達到圖紙的要求，否則可能超差。但剖分面本身的平面度、粗糙度對連桿蓋、連桿體裝配后的結合強度有較大的影響。因此，在剖分面銑開以后再經(jīng)過磨削加工。 1.5夾具使用 應具備適應“一面一孔一凸臺”的統(tǒng)一精基準。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準”情況，這時小頭定位銷應做成活動的，當連桿定位裝夾后，再抽出定位銷進行加工。 保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此，精銑端面時，夾具可考慮重復定位情況，如采用夾具限制7個自由度（其是長圓柱銷限制4個，長菱形銷限制2個）。長銷定位目的就在于保證垂直度。但由于重復定位裝御有困難，因此要求夾具制造精度較高，且采取一定措施，一方面長圓柱銷削去一邊，另一方面設計頂出工件的裝置。 1.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 1.6.1 確定加工余量 用查表法確定機械加工余量： （根據(jù)《機械加工工藝手冊》第一卷 表3.2—25 表3.2—26 表3.2—27） （1）、平面加工的工序余量（mm） 單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 43 12.5 粗銑 1.5 IT12() 40() 12.5 精銑 0.6 IT10() 38.8() 3.2 粗磨 0.3 IT8() 38.2() 1.6 精磨 0.1 IT7() 38() 0.8 則連桿兩端面總的加工余量為： A總= =（A粗銑+A精銑+A粗磨+A精磨）2 =（1.5+0.6+0.3+0.1）2 =mm （2）、連桿鑄造出來的總的厚度為H=38+=mm 1.6.2確定工序尺寸及其公差 （根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表2—29 表2—34） 1）、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 工序基 本余量 工序經(jīng)濟 精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度 珩磨 0.08 65.5 65.5 0.4 精鏜 0.4 65.4 65.4 0.8 半精鏜 1 65 65 1.6 二次粗鏜 2 64 64 6.3 一次粗鏜 2 62 62 12.5 擴孔 5 60 59 2）、小頭孔各工序尺寸及其公差 （根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表2—29表2—30） 工序 名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟 精度 工序 尺寸 最小極限尺寸 表面 粗糙度 精鏜 0.2 1.6 鉸 0.2 6.4 擴 9 12.5 鉆 鉆至 12.5 1.7 各項加工數(shù)據(jù)的計算 1、銑連桿大小頭平面 選用X52K機床 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—81選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 100 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s 切削寬度 ae= 60 mm 銑刀齒數(shù)Z = 6 切削深度ap = 3 mm 則主軸轉速n = 1000v/D = 475 r/min 根據(jù)表3.1—31 按機床選取n = 500 /min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.67 m/s 2、粗磨大小頭平面 選用M7350磨床 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—170選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑D = 40 mm 磨削速度V = 0.33 m/s 切削深度ap = 0.3 mm fr0 = 0.033 mm/r Z = 8 則主軸轉速n = 1000v/D = 158.8 r/min 根據(jù)表3.1—48 按機床選取n = 100 r/min 則實際磨削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s 3、 加工小頭孔 (1) 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—38(41)選取數(shù)據(jù) 鉆頭直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm 切削深度ap = 10 mm 進給量f = 0.12 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 945 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 1000 r/min 則實際鉆削速度V = Dn/（1000×60） = 1.04 m/s (2) 擴小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—53選取數(shù)據(jù) 擴刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.32 m/s 切削深度ap = 1.5 mm 進給量 f = 0.8 mm/r 則主軸轉速n =1000v/D = 203 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 250 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s (3) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—81選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 進給量f = 0.8 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 140 r/min 根據(jù)表3.1—31 按機床選取n = 200 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.32 m/s 4 、銑大頭兩側面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—77(88)選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s 銑刀齒數(shù)Z = 3 切削深度ap = 4 mm af = 0.10 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 611 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n=750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.78 m/s 5、擴大頭孔 選用鉆床床Z3080 刀具:擴孔鉆 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—54選取數(shù)據(jù) 擴孔鉆直徑D = 60 mm 切削速度V = 1.29 m/s 進給量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次數(shù)I = 1 則主軸轉速n = 1000v/D=410 r/min 根據(jù)表3.1—41 按機床選取n=400 r/min 則實際切削速度V=Dn/（1000×60）=1.256 m/s 6 、銑開連桿體和蓋 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 24 切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r d = 40 mm 則主軸轉速n = 1000v/D = 103 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n=750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.47 m/s 7 、加工連桿體 (1) 粗銑連桿體結合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 切削深度ap=2 mm af = 0.12 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 89 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s (2) 精銑連桿體結合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 2 mm af=0.7 mm/r 切削寬度ae=0.5 mm 則主軸轉速n = 1000v/D =107 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s (3) 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床Z3025 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—67選取數(shù)據(jù) 锪刀直徑D = 28 mm 切削速度V = 0.2 m/s 锪刀齒數(shù)Z = 6 切削深度ap = 3 mm 進給量f = 0.10 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 50.9 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s (4) 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 2 mm 切削寬度ae = 0.5 mm af = 0.02 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 94 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n=100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.33 m/s (5) 精銑螺栓座面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 5 mm af=0.015 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 142 r/min 根據(jù)表3.1—31 按機床選取n = 150 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.49 m/s (7) 精磨結合面 選用磨床M7130 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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ap = 0.1 mm 進給量fr0 = 0.006 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 157 r/min 根據(jù)表3.1—48 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s 8 、銑、磨連桿蓋結合面 (1) 粗銑連桿上蓋結合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 af = 0.12 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 89 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s (2) 精銑連桿上蓋結合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 進給量f = 0.7 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 107 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 110 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.43 m/s (3) 粗銑螺母座面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—88選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s 銑刀齒數(shù)Z = 24 切削寬度ae = 5 mm af = 0.15 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 103 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s (4) 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 2 mm 切削寬度ae = 0.6 mm af = 0.02 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 94 r/min 根據(jù)表3.1—74按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.33 m/s (5) 精磨結合面 選用磨床M7350 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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ap = 0.1 mm 進給量fr0 = 0.006 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 157 r/min 根據(jù)表3.1—48 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s 9 、銑、鉆、鏜總連桿體 (1) 精銑連桿蓋上兩螺母座面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 切削寬度ae = 5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 24 切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 142 r/min 根據(jù)表3.1—74 按機床選取n = 150 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.49 m/s （2）、從連桿上方鉆、擴、鉸螺栓孔 a) 鉆螺栓孔 選用鉆床Z3025 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 5 mm 進給量f = 0.08 mm/r 鉆頭直徑D = 10 mm 則主軸轉速n = 1000v/D = 1910 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 910 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.99 m/s b) 擴螺栓孔 選用鉆床Z3025 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—53選取數(shù)據(jù) 擴刀直徑D = 10 mm 切削速度V = 0.40 m/s 切削深度ap = 1.0 mm 進給量f = 0.6 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 764 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n=764 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.40 m/s c）鉸螺栓孔 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—81選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑D = 12.2 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 進給量f = 0.2 mm/r 則主軸轉速n = 1000v/D = 140 r/min 根據(jù)表3.1—31 按機床選取n = 200 r/min 則實際切削速度V =Dn/（1000×60） = 0.127 m/s (3) 從連桿蓋上方給螺栓孔口倒角 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—67選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 750 r/min 10 、粗鏜大頭孔 選用鏜床T68 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 65 mm 切削速度V = 0.16 m/s 進給量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm 則主軸轉速n = 000v/D = 47 r/min 根據(jù)表3.1—41 按機床選取n = 800 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.72 m/s 11 、大頭孔兩端倒角 選用機床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—67選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 750 r/min 12、精磨大小頭兩平面（先標記朝上） 選用磨床M7130 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—170選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.413 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 進給量f = 0.006 mm/r 13 、半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 選用鏜床T2115 （1）根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 65.5 mm 切削速度V = 0.20 m/s 進給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根據(jù)表3.1—39 按機床選取n = 1000 r/min （2）根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 3.18 m/s 進給量f = 0.10 mm/r 切削深度ap = 1.0 mm 根據(jù)表3.1—39 按機床選取n = 2000 r/min 14 、精鏜大頭孔 選用鏜床T2115 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 65.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s 進給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根據(jù)表3.1—39 按機床選取n = 1000 r/min 15、鉆小頭油孔 選用鉆床Z3025 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》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 = 3 mm 進給量f = 0.05 mm/r 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 1000 r/min 16 、小頭孔兩端倒角 選用機床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—67選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.1—30 按機床選取n = 750 r/min 17、 鏜小頭孔襯套 選用鏜床T2115 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.25 m/s 進給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.2 mm 根據(jù)表3.1—39 按機床選取n = 1000 r/min 18 、珩磨大頭孔 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.32 m/s 進給量f = 0.05 mm/r 切削深度ap = 0.05 mm 根據(jù)表3.1—39 按機床選取n = 1000 r/min 1.8 連桿的檢驗 連桿在機械加工中要進行中間檢驗，加工完畢后要進行最終檢驗，檢驗項目按圖紙上的技術要求進行。 1.8.1 觀察外表缺陷及目測表面粗糙度 1.8.2 檢查主要表面的尺寸精度 用量缸表，在大頭孔內分三個斷面測量其內徑，每個斷面測量兩個方向，三個斷面測量的最大值與最小值之差的一半即圓柱度。 圖（1—7）大小頭孔平行度的檢驗圖 1.8.3檢驗主要表面的位置精度 其中大，小頭孔軸心線在兩個互相平行垂直的方向的平行度用圖（1——7）所的 工具及方法進行。 1.8.4 連桿螺釘孔與結合面垂直度的檢驗 制做專用垂直度檢驗心軸，其檢測心軸直徑公差，分三個尺寸段制做，配以不同公差的螺釘，檢查其接觸面積，一般在90%以上為合格，或配用塞尺檢測，塞尺厚度的一半為垂直度公差值。 第二章 工裝設計 2.1 銑削分面夾具設計 由連桿工作圖可知，工件材料為45鋼，年產量20萬件。根據(jù)設計任務的要求，需設計一套銑剖分面夾具，刀具為硬質合金端銑刀。 2.1.1夾具的問題注意 本夾具主要作來銑剖分面，剖分面與小頭孔軸心線有尺寸精度要求，剖分面與螺栓孔有垂直度要求和剖分面的平面度要求。由于本工序是粗加工，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 2.1.2 夾具設計 1) 定位基準的選擇 由零件圖可知，在銑剖分面之前，連桿的兩個端面、小頭孔及大頭孔的兩側都已加工，且表面粗糙要求較高。為了使定位誤差為零，按基準重合原則選Φ29.49H8小頭孔與連桿的端面為基準。連桿上蓋以基面（無標記面）、凸臺面及側面定位，連桿體以基面和小頭孔及側面定位，均屬于完全定位。 2) 夾緊方案 由于零件小，所以采用開口墊圈的螺旋夾緊機構，裝卸工件方便、迅速。 3) 夾具體設計 夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時，能承受一部分切削力。夾具體圖如圖： 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。 4) 切削力及夾緊力的計算 切削力的計算：，由《組合機床》（表7-24）得： P===1902.538N 夾緊力的計算：由《機床夾具設計手冊》（表1-2-25）得： 用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W0=5380N 由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。 定位誤差的計算: 由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。剖分面對連接螺栓孔中心線有垂直度要求（垂直度允差0.08）；對連桿體小頭孔有中心距1900.1要求；對剖分面有0.025的平面度要求。所以本工序的工序基準：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設計計算如下： （1）確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差取工件相應尺寸的平均值，公差取相應公差的三分之一（通常取1/5~1/3）。故此尺寸為190.30.010。 （2）確定定位銷尺寸及公差 本夾具的主要定位元件為一固定銷，結構簡單，但不便于更換。該定位銷的基本尺寸取工件孔下限尺寸Φ29.49。公差與本零件在工作時與其相配孔的尺寸與公差相同，即為Φ29.49。 （3）小頭孔的確定 考慮到配合間隙對加工要求中心距1900.1影響很大，應選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷有錐度導向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為Φ29.49。 5) 定位誤差分析 ① 對于連桿體剖分面中心距1900.1的要求，以Φ29.49的中心線為定位基準，雖屬“基準重合”，無基準不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準位置誤差即為定位誤差，其值為： ΔDw=δD+δd+Δmin =0.033+0.012+0 =0.045 mm ΔDw－－剖分面的定位誤差 δD――工件孔的直徑公差 δd――定位銷的直徑公差 Δmin――孔和銷的最小保證間隙 此項中心距加工允差為0.2mm,因此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。 ② 連桿上蓋剖分面的尺寸要求，螺母座面（工藝基準）為加工面的工序基準，同時亦為第一定位基準，對加工剖分面來說，它與工序基準的距離及相應的平行度誤差只取決于基準在夾具中位置。因為工序基準同時為定位基準，即基準重合，沒有基準不重合誤差?；鶞饰恢谜`差為零。所以對加工剖分面來說，定位誤差為零。即當基準重合時，造成加工表面定位誤差的原因是定位基準的基準位置誤差。 2.2 擴大頭孔夾具 由連桿工作圖可知，連桿材料為45鋼，年產量20萬件。根據(jù)指導老師的要求，需設計一套擴大頭孔夾具。為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 2.2.1 夾具的注意問題 本夾具主要用來擴Φ65.5的大頭孔，大頭孔的軸心線相對于小頭孔軸心線有一定的尺寸精度要求。由于本工序是粗加工，在加工本道工序時，主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。 2.2.2 夾具設計 1) 定位基準的選擇 由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個端面，小頭孔及大頭孔的兩側面都已加工，且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差為零，按基準重合原則選Φ29.29h7定位銷與基面為定位基準，定位銷限制2個自由度，基面限制工件3個自由度，大頭孔的外側面限制工件1個自由度，屬完全定位。由于生產批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時間，準備采用手動式滑柱鉆模，采用了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便