8V發(fā)動(dòng)機(jī)連桿體工藝規(guī)程編制及銑床夾具設(shè)計(jì)

1、目 錄1 緒論111 研究的目的和意義112 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀113 研究的內(nèi)容和步驟22 連桿的作用及結(jié)構(gòu)和工藝分析421 連桿的作用及受力情況422 連桿的結(jié)構(gòu)分析523 連桿的主要技術(shù)要求624 連桿的結(jié)構(gòu)工藝性分析83 連桿機(jī)械加工工藝分析及工序制定831 連桿材料和毛胚設(shè)計(jì)83.1.1 毛胚的制造方法83.1.2 確定機(jī)械加工余量、毛胚尺寸和公差932 連桿機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)1033 連桿的機(jī)械加工工藝過程安排113.3.1 影響連桿加工精度的主要因素113.3.2 連桿表面加工方法的選擇113.3.3 主要加工表面的加工順序123.3.4 各表面的加工順序124 連桿機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)

2、1441 加工設(shè)備和工藝裝備的選擇1442 機(jī)械加工余量和工序尺寸的確定154.2.1 按計(jì)算法確定大頭孔各工序的加工余量164.2.2 按查表法確定其他表面的各工序尺寸和加工余量175 切削用量的計(jì)算185.1 切削用量及其選用原則185.1.1 粗加工切削用量的選擇原則195.1.2 精加工時(shí)切削的選用原則205.2 確定各工序切削用量216 夾具設(shè)計(jì)296.1 確定定位方案306.2 切削力和夾緊力計(jì)算306.3 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)336.4 夾具體標(biāo)準(zhǔn)件和通用件的選擇356.5 對(duì)夾具部分零件的效核357 結(jié)論37參 考 文 獻(xiàn)38致 謝401 緒論11 研究的目的和意義近年來，隨著汽車工

3、業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車的需求量不斷加大，因此也帶動(dòng)了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的旺盛需求。作為發(fā)動(dòng)機(jī)的五大部件之一，可以說發(fā)動(dòng)機(jī)制造商對(duì)連桿的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率提出了更高的期望和要求。當(dāng)然，提高其生產(chǎn)化程度不光要依靠先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和熟練的操作工人，還應(yīng)該為整個(gè)生產(chǎn)過程編制一個(gè)科學(xué)合理、高效可行的工藝流程，并且要配置好適當(dāng)?shù)膴A具以輔助產(chǎn)品生產(chǎn)1。為發(fā)動(dòng)機(jī)連桿體編制合理的工藝規(guī)程是規(guī)定該產(chǎn)品加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。其作用在于：1)工藝規(guī)程是進(jìn)行組織生產(chǎn)，做好生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的主要文件。對(duì)于原有工廠，當(dāng)進(jìn)行新產(chǎn)品試生產(chǎn)時(shí)，首先要制訂零件的機(jī)械加工工藝

4、規(guī)程及其他工藝規(guī)程，從而知道零件的加工要經(jīng)過哪些車間和設(shè)備，以及要開展哪些關(guān)鍵技術(shù)課題的研究。2)工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，是指揮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的依據(jù)。對(duì)于生產(chǎn)這種需要大批量生產(chǎn)的零件的工廠，由于生產(chǎn)組織嚴(yán)密，分工細(xì)致，因此要求工藝規(guī)程比較詳細(xì)，才能便于組織和指導(dǎo)生產(chǎn)。另外，在工藝規(guī)程付諸實(shí)現(xiàn)的過程中，可以根據(jù)時(shí)間結(jié)果，不斷地總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)2。在發(fā)動(dòng)機(jī)連桿生產(chǎn)過程中，對(duì)大小頭端面進(jìn)行加工時(shí)需要利用銑床設(shè)備。此時(shí)，需要設(shè)計(jì)合理的銑床夾具，用以安裝加工對(duì)象，使之占有正確的加工位置。夾具在保證工件加工質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件和降低成本等方面有著極其顯著的經(jīng)濟(jì)效益。具體到生產(chǎn)中它發(fā)揮著如下作用：1)提高勞動(dòng)

5、生產(chǎn)率和降低加工成本。采用夾具后，不僅省去了劃線、找正等輔助時(shí)間，簡(jiǎn)化工件的裝夾工作。而且當(dāng)采用較先進(jìn)的夾緊裝置后，還可進(jìn)一步加快夾緊速度。2)可以保證工件的加工質(zhì)量，采用夾具后，工件上各有關(guān)表面的相互位置精度是由夾具保證的，可降低對(duì)操作者的技術(shù)水平要求。3)改善工人勞動(dòng)條件，降低工人的體力勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全3。12 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀從毛胚的制造角度來看，面對(duì)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿工藝水平提出的要求，材料研發(fā)方面的研究一直在深入進(jìn)行著。一方面，在原來的調(diào)制鋼的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化加工工序和提高強(qiáng)韌性；另一方面，又注意開發(fā)質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、降低成本的新材料；還有很多研究人員在開發(fā)質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的復(fù)合材料。

6、到目前為止我國(guó)主要采用的還是傳統(tǒng)的調(diào)質(zhì)鋼以及一些在其某方面性能得到加強(qiáng)的鋼材。而隨著冶金技術(shù)的高速發(fā)展，國(guó)外在連桿體材料研究的方面要快很多，比如日本在粉末冶金材料方面最先取得突破，成功采用這種材料制造出發(fā)動(dòng)機(jī)連桿體。鍛鋼連桿一般采用調(diào)質(zhì)處理，通過選擇熱處理規(guī)范可以提高材料的強(qiáng)度，不僅提高機(jī)械性能。也采用噴丸處理在表面產(chǎn)生的殘余壓縮應(yīng)力，可顯著提高零件的疲勞強(qiáng)度4?？梢蕴岣弑缺砻嬗捕群湍湍バ?，二者同樣具有生產(chǎn)率高成本低等特點(diǎn)。在機(jī)械加工方面，在連桿體和蓋進(jìn)行分離時(shí)，傳統(tǒng)的采用銑、鋸、拉、磨等加工連桿體和連桿蓋的結(jié)合面。但是目前新興的加工的方法是裂解加工工藝，這種方法的實(shí)施須首先在整個(gè)鍛造的連桿毛

7、胚大頭孔上，用激光人為的預(yù)制裂痕形成初始裂源；然后用特定工裝夾具與方法控制裂源擴(kuò)展，使連桿體和蓋分離。這種方法由德國(guó)率先采用，并在進(jìn)入90年代后，在發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入實(shí)用生產(chǎn)。而我國(guó)國(guó)內(nèi)的許多轎車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿也已經(jīng)能夠成熟的運(yùn)用裂解加工工藝。另外，目前在許多國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家，發(fā)動(dòng)機(jī)連桿桿、蓋螺栓孔等在自動(dòng)線上采用分開加工方法；螺栓的擰緊采用進(jìn)口定值扭矩扳手及扭矩轉(zhuǎn)角法多工步擰緊工藝；小頭孔的半精加工、精加工工序采用拉鏜退刀加工工藝，大小頭孔的半精加工、精加工設(shè)備的鏜刀帶有自動(dòng)補(bǔ)償裝置；采用熒光探傷對(duì)鍛造內(nèi)在質(zhì)量再次進(jìn)行檢查5。13 研究的內(nèi)容和步驟連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)上用來連接活塞組和曲軸的部件。它把活塞的直線

8、運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。一般情況下，連桿是一種細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓桿件，它由從大頭到小頭逐漸變小的弓字形截面的連桿體、連桿蓋、螺栓和螺母等組成6。由于連桿工作條件非常苛刻，它往往在承受往復(fù)的慣性力的同時(shí)，還要承受高壓氣體的壓力。在氣體壓力和慣性力的合成下形成的交變載荷不斷作用在連桿上，在這種情況下這就要求連桿具有耐疲勞、抗沖擊、并具備足夠的強(qiáng)度、剛度和較好的韌性7。通過給定要求計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿體年生產(chǎn)綱領(lǐng)，我們可以知道這種零件屬于需要大批生產(chǎn)的零件。采用流水線作業(yè)法，機(jī)床是按連桿的機(jī)械加工工序連續(xù)排列。發(fā)動(dòng)機(jī)連桿體的主要加工面有：大、小頭孔，大、小頭端面，連

9、桿體和連桿蓋的結(jié)合面，螺栓孔，定位孔，螺栓孔端面等。因?yàn)榇笮☆^的尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度要求較高，加之連桿結(jié)構(gòu)屬于變截面的桿類零件，容易產(chǎn)生變形。連桿的變形就直接影響到大、小頭孔的相互位置精度，所以在安排工藝過程、選擇定位基面、夾緊力的著力點(diǎn)及夾緊力的方向時(shí)，要注意防止連桿的變形問題。在工序的安排上要粗加工、半精加工和精加工分開8。在連桿體加工過程中,平面加工多用舵軸高速銑削或高速磨削或拉削，孔加工采用拉削或金剛高速鏜孔等高效率先進(jìn)加工方法。加工設(shè)備多用高效率多軸機(jī)床，如四軸龍門銑、雙軸立式轉(zhuǎn)臺(tái)磨床、雙滑枕車床、平面拉床、多軸組合鉆床和高效率絎床等。采用了高效率夾具，如各種自動(dòng)化的

10、多位旋轉(zhuǎn)夾具、氣動(dòng)的拉床夾具、液壓的鏜床夾具、液壓可漲式心軸、浮動(dòng)式的絎床夾具和自動(dòng)拉刀夾頭等9。此設(shè)計(jì)主要根據(jù)給定的技術(shù)數(shù)據(jù)按照技術(shù)要求和工作要求對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿體進(jìn)行加工工藝規(guī)程編制，并且完成銑床夾具的設(shè)計(jì)；同時(shí)運(yùn)用AutoCAD繪圖軟件完成對(duì)連桿體的零件圖、裝配圖和夾具體的繪制。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，任務(wù)中提供的條件是汽車年產(chǎn)量5000輛，零件廢品率3%，備品率5%，以及連桿體零件圖一張。依據(jù)以上條件和數(shù)據(jù)，要通過查找有關(guān)連桿體機(jī)械加工工藝以及其銑床夾具設(shè)計(jì)方面的資料，了解連桿體的結(jié)構(gòu)、材料、受力方式和情況以及目前常用的機(jī)械加工方式和銑床夾具形式。通過對(duì)資料的研究和考證，我們要建立自己的思考和

11、研究方式，明確進(jìn)一步研究的方法；通過對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性及加工工藝過程的分析，結(jié)合以往類似件加工的工藝，制定一套適合發(fā)動(dòng)機(jī)連桿加工的工藝規(guī)程；并要結(jié)合連桿材料、結(jié)構(gòu)以及加工設(shè)備，用公式法計(jì)算出兩種不同加工方法的切削用量；還要完成用計(jì)算法計(jì)算一個(gè)重要表面各工序的加工余量技術(shù)要求。在設(shè)計(jì)完成工藝規(guī)程后，為了方便和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)連桿體的加工，還要通過具體的加工步驟來完成對(duì)其銑削加工時(shí)的銑床夾具的設(shè)計(jì)，并要詳盡闡述銑床夾具的設(shè)計(jì)思路和具體方案10。設(shè)計(jì)過程中，不僅要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿體在發(fā)動(dòng)機(jī)中的作用,對(duì)其進(jìn)行受力和結(jié)構(gòu)分析，編制連桿體機(jī)械加工工藝流程，而且還應(yīng)該應(yīng)用AutoCAD繪圖軟件完成對(duì)零件圖、連桿裝配

12、圖和夾具的繪制。通過開題報(bào)告和畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書以文字形式對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備和具體過程進(jìn)行文字描述。本文主要研究?jī)纱蟛糠謨?nèi)容：首先是為連桿體的機(jī)械加工過程進(jìn)行工藝規(guī)程編制，在此過程中，通過對(duì)連桿的受力情況和結(jié)構(gòu)分析，以及對(duì)連桿的主要技術(shù)要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算和研究，設(shè)計(jì)出鍛造毛胚的尺寸，而后通過計(jì)算和查表的方法對(duì)設(shè)計(jì)的工藝過程安排進(jìn)行細(xì)化，合理的確定每一步工序的工序尺寸、對(duì)機(jī)床和刀具的選擇以及切削用量。進(jìn)而編制出一套合理可行的工藝規(guī)程。其次是對(duì)銑床夾具的設(shè)計(jì)，通過已知數(shù)據(jù)我們可以知道此類連桿的加工屬于大批生產(chǎn)，常用夾具無法滿足其生產(chǎn)要求，因此采用的大多數(shù)是專用夾具。在對(duì)小頭工藝凸臺(tái)的夾具設(shè)計(jì)過程中除滿足

13、相應(yīng)的技術(shù)要求外，應(yīng)盡可能的選擇標(biāo)準(zhǔn)件和常用件，這樣不但縮短夾具的制造過程，減少了制造的成本還可以方便日后的維護(hù)11。本文第一部分為緒論部分，主要是介紹設(shè)計(jì)的目的意義和研究的內(nèi)容及任務(wù)，并對(duì)論文內(nèi)容的安排進(jìn)行簡(jiǎn)略介紹；第二部分主要是對(duì)連桿進(jìn)行細(xì)致的分析，包括其作用、結(jié)構(gòu)、受力以及工藝特點(diǎn)和技術(shù)要求；第三部分主要是確定毛胚的尺寸和公差，對(duì)連桿的機(jī)械加工工藝進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，并安排大體工藝過程；第四部分要每部工序所需的加工設(shè)備、機(jī)床夾具和刀具進(jìn)行選擇，并確定工序的尺寸和加工余量以及公差；第五部分計(jì)算和查找每步工序的切削用量，編制詳細(xì)的工藝規(guī)程；第六部分根據(jù)所銑表面的技術(shù)要求，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)并繪制夾具裝配

14、圖和夾具體等零件圖；第七部分對(duì)連桿體工藝規(guī)程編制和銑床夾具設(shè)計(jì)過程中的經(jīng)驗(yàn)和收獲進(jìn)行總結(jié)。 2 連桿的作用及結(jié)構(gòu)和工藝分析21 連桿的作用及受力情況連桿是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件之一，它連接著活塞和曲軸，是動(dòng)力傳遞的中間件。它把活塞的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將作用在活塞上的力傳遞給曲軸以輸出功率。連桿的運(yùn)動(dòng)情況是很復(fù)雜的。為簡(jiǎn)單起見，在動(dòng)力分析中將連桿重量近似的轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部分。實(shí)際上只是連桿小頭中心作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿大頭中心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連桿桿身作往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所組成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。因此，連桿受兩種載荷：一是燃?xì)庾饔昧颓B桿機(jī)構(gòu)中往復(fù)慣性力所引起的縱向載荷;一是連桿桿身復(fù)

15、合運(yùn)動(dòng)所引起的橫向載荷。載荷的大小和方向都是變化的。此外，連桿裝配時(shí)還造成靜負(fù)荷，在小頭是因?yàn)閴喝胍r套引起的；在大頭則是由于擰緊連桿螺栓引起的。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，連桿還承受加工不精確、承壓面對(duì)連桿軸線不對(duì)稱等原因引起的附加彎曲應(yīng)力12。有動(dòng)力學(xué)分析可知，沿連桿中心線的縱向載荷F為 Kg式中 Pg燃?xì)庾饔昧?，Kg； Pj活塞連桿組的往復(fù)慣性力，Kg；連桿擺角，度。在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，力F使連桿身承受拉壓疲勞載荷。當(dāng)F為正值時(shí)，連桿身受壓，由于連桿為細(xì)長(zhǎng)桿件，在擺動(dòng)平面和與其垂直的平面內(nèi)，F(xiàn)力還是連桿產(chǎn)生縱向彎曲。當(dāng)F為負(fù)值時(shí)，連桿則受拉。為了在負(fù)值最大時(shí)，不致使連桿體與大頭蓋的結(jié)合面互相分離，連桿螺栓

16、必須在裝配時(shí)給予足夠的擰緊力?？v向載荷要比橫向載荷的值大得多。若為承受燃?xì)庾饔昧?，連桿似乎應(yīng)做的足夠粗壯，以便有滿意的剛度承受做功沖程中活塞傳來的巨大沖擊，然而這將使慣性載荷增大，以致影響發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡和可靠工作。因此，既作為傳力件又作為運(yùn)動(dòng)件的連桿，不應(yīng)該單靠加大尺寸提高承載能力，還要從選用材料、構(gòu)型合理以及必要的工藝加強(qiáng)措施等來解決尺寸重量和剛度強(qiáng)度之間的矛盾。保證連桿在運(yùn)轉(zhuǎn)中安全可靠13。22 連桿的結(jié)構(gòu)分析連桿是一種細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓桿件，它由大頭到小頭逐步變小的工字形截面的連桿體、連桿蓋、螺栓和螺母組成，雖然由于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不同連桿的結(jié)構(gòu)也略有差異，但基本上都是由活塞孔端（小頭端）、曲軸

17、銷孔端（大頭端）及桿身組成，其中曲軸銷孔端為分開式結(jié)構(gòu)，體和蓋用螺栓來加以連接14。由于連桿承受由活塞銷傳來的周期性變化的壓力和活塞以及連桿本身產(chǎn)生的交變慣性力，連桿常常因彎曲變形而引起活塞歪斜，使大小頭中心線失去平行，其后果是使活塞、氣缸以及軸瓦磨損增加。此外連桿發(fā)生變形時(shí)，將使連桿螺栓彎曲，有造成連桿螺栓斷裂的危險(xiǎn)。因此連桿身設(shè)計(jì)成工字形斷面的原因在于：1) 在同一連桿重量下具有較大的剛度和強(qiáng)度。2) 由于連桿擺動(dòng)平面內(nèi)的慣性力矩，使連桿承受附加彎矩，所以也要求采用工字形截面。3) 為使連桿桿身受力均勻，連桿身斷面通常從小頭到大頭逐漸增大。設(shè)計(jì)成工字形斷面也有利于桿身大到小頭的過渡。為減少

18、活塞銷和連桿小頭孔的摩擦及磨損后便于修理，在連桿小頭孔中壓入青銅襯套，一般靠過盈度固定。小頭襯套采用飛濺潤(rùn)滑，須在小頭頂端銑一個(gè)油槽。為了校正連桿的總重量或調(diào)整大、小頭的重量分配，小頭處留有去重部分。小頭的外表面具有拔模斜度以便于模鍛。大頭孔內(nèi)裝有軸瓦，以減少連桿大頭孔和曲軸連桿軸頸之間的摩擦。為了既能增大連桿軸頸的直徑，又能滿足活塞連桿通過氣缸，把此類連桿剖分面做成斜切口。斜切口還有利于減少連桿螺釘承受的拉伸負(fù)荷。連桿大小頭的兩端面對(duì)稱分布在桿身的兩側(cè)，且大頭斷面與同一側(cè)的小頭端面不再一個(gè)平面上，常將同側(cè)的大小頭端面的距離稱為“落差”，在考慮機(jī)械加工過程中的定位和夾緊時(shí)應(yīng)注意。另外在連桿結(jié)構(gòu)

19、上規(guī)定有小頭兩側(cè)面大頭外側(cè)為工藝凸臺(tái)，作為機(jī)械加工時(shí)的輔助基準(zhǔn)。23 連桿的主要技術(shù)要求連桿上需要機(jī)械加工的主要表面有：大、小頭孔及端面，連桿蓋和連桿體的接合面及螺栓孔。桿身表面一般不需要進(jìn)行機(jī)械加工。對(duì)各表面機(jī)械加工的主要技術(shù)要求如下：1) 小頭襯套孔加工精度為IT8級(jí)，表面粗糙度Ra為1.6，孔的同軸度、軸線的位置度和孔軸線間的平行度不大于0.012。2) 連桿大頭孔的加工精度與所用軸瓦的種類有關(guān)系，本設(shè)計(jì)中連桿采用薄壁軸瓦，大頭底孔為IT6精度，表面粗糙度Ra不大于0.8，同軸度不大于0.012。大頭孔的倒角是體與蓋裝在一起后加工的，其倒角尺寸為445。其表面粗糙度Ra值為12.5。3)

20、 大、小頭孔軸線的在兩個(gè)互相垂直方向的平行度：兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差會(huì)使活塞在氣缸中傾斜，從而造成氣缸壁磨損不均勻，同時(shí)使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以兩孔軸線在垂直于連桿軸線方向的平行度公差較小；而兩孔軸線在連桿軸線方向的誤差對(duì)不均勻磨損影響相對(duì)較小，因而其公差較大。因此連桿的的兩孔軸線在連桿軸線方向的平行度為0.025，在垂直于連桿軸線方向的平行度為0.012。4) 大、小頭孔的中心距直接影響到氣缸的壓縮比，因而影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，所以規(guī)定了其尺寸為263js5mm。5) 大頭孔端面尺寸為53p7mm。大頭孔兩端面對(duì)大頭孔軸線的垂直度將直接影響到軸瓦的安裝和磨損。同時(shí)

21、這個(gè)垂直度在加工過程中將影響到加工小頭孔兩端面時(shí)的定位精度，所以大頭孔兩端面對(duì)大頭孔軸線的垂直度為0.1。整個(gè)大頭端面的直徑為110mm。6) 定位銷的技術(shù)要求：銷孔的表面粗糙度值Ra為3.2，加工精度等級(jí)為IT8，鉸深10mm，孔口倒角為與銷的配合為0.545，與銷的配合為N8/h7。兩銷的位置尺寸為109.636mm。7) 螺栓孔的技術(shù)要求，連桿在工作過程中受急劇變化的動(dòng)載荷的作用，這一動(dòng)載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的四個(gè)螺栓上。因此，除了對(duì)螺栓提出了較高的技術(shù)要求外 ，對(duì)于安裝這四個(gè)動(dòng)力螺栓及端面也提出了一定的要求，連桿孔的螺紋按6級(jí)公差加工并且沉孔深5mm，沉孔的粗糙度Ra值為6.3，四

22、個(gè)螺栓孔相對(duì)于分合面的垂直度為在50mm的長(zhǎng)度上直徑公差為0.15。螺栓支撐面也直接影響到螺栓的受力情況，對(duì)支撐面的技術(shù)要求如下：支撐面相對(duì)于分合面的平行度為0.12，表面粗糙度Ra值為3.2。螺栓孔距離分別為106js10mm和28js12mm。8) 分合面的技術(shù)要求：在連桿受動(dòng)載荷時(shí)，結(jié)合面的歪斜使連桿蓋和連桿體沿著結(jié)合面產(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)生不均勻摩損。結(jié)合面的平面度將影響連桿體、連桿蓋的緊密程度，因而也將影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。連桿的結(jié)合面表面粗糙度Ra為1.6，分合面相對(duì)于大頭中心軸向的位置度為0.13。9) 鎖口槽的技術(shù)要求，鎖口

23、槽里端面的距離為16.5mm，精度為JS12。用50mm銑刀，銑出鎖口槽寬度尺寸為5mm，精度為H11，切深為2mm，表面粗糙度Ra值為6.3。10) 為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。對(duì)于連桿的重量以及裝于發(fā)動(dòng)機(jī)中的連桿重量差都有要求，由于發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性要求較高，連桿（包括小頭孔銅套）和連桿蓋（包括連桿螺釘和定位銷）重量的偏差為15g。其中各連桿的小頭重量偏差為5g。24 連桿的結(jié)構(gòu)工藝性分析連桿形狀復(fù)雜不易定位和夾緊；剛度差，容易變形；另外它也是發(fā)動(dòng)機(jī)精密部件之一，所以加工精度不易保證。因此在工藝過程中必須注意以下問題：1) 鋼質(zhì)鍛造毛胚加工中產(chǎn)生連續(xù)帶狀切屑，在自動(dòng)線上加工鍛鋼連桿，較加工球墨

24、鑄鐵連桿排屑困難。因此，加工鋼質(zhì)連桿需要自動(dòng)斷屑的不重磨刀具，或進(jìn)行適當(dāng)熱處理來解決斷屑和排屑問題。2) 盡量減少毛胚的加工余量，從降低切削力對(duì)工件變形的影響。3) 由于連桿零件本身剛性較差，所以在定位與夾緊點(diǎn)選擇時(shí)需要特別注意，以避免在定位時(shí)產(chǎn)生較大誤差或不穩(wěn)定，在夾緊時(shí)產(chǎn)生變形而影響加工精度。4) 由于連桿大、小頭厚度不等，為了加工方便在工藝過程中讓前面的工序等厚度加工，這樣對(duì)于保證對(duì)其他表面的加工有個(gè)更好的定位基準(zhǔn)。以便滿足其他工序加工的精度要求。直到最后再將連桿小頭加工到所需尺寸15。3 連桿機(jī)械加工工藝分析及工序制定 31 連桿材料和毛胚設(shè)計(jì)由于連桿在工作中承受多向的周期性交變載荷，

25、為了使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，連桿的材料采用具有高強(qiáng)度的精選45號(hào)中碳鋼。其抗拉強(qiáng)度b600MPa，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，以提高其強(qiáng)度和抗沖擊能力，表面硬度達(dá)到HB229-262。通過數(shù)據(jù)要求：汽車年產(chǎn)量Q=5000輛；汽車為8缸發(fā)動(dòng)機(jī)，則n=8件/輛；零件廢品率為=3% ；備品率=5% 。可計(jì)算出零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：N=Qn（1+）（1+）=50008（1+3%）（1+5%）=43260件/年由于零件質(zhì)量為輕型，通過查生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系表可知該類連桿的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)。4 連桿機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)41 加工設(shè)備和工藝裝備的選擇1) 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床：1工序3、9、10、11、13是粗銑和半精銑，各工序

26、工步數(shù)不多，連桿屬于大批生產(chǎn)，所以應(yīng)盡量采用適用范圍較廣的機(jī)床，故選用常用的X62W型臥式銑床；同理，工序8和27選擇X53T型立式銑床；工序12和22選擇X53K型立式銑床（查簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)表14-26）。2通過零件的技術(shù)要求，可選定工序4、15采用M7475端面磨床；工序21和23采用M7350A平面磨床（查簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)表14-19）。3通過零件大、小頭孔、螺栓孔和銷孔的技術(shù)要求，可選定工序5、17、25和26采用Z550立式鉆床；工序19采用Z525立式鉆床（查簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)表14-12）。4通過零件大、小頭孔的技術(shù)要求，可選定工序13采用T616臥式鏜床；工序25和

27、28采用T740臥式鏜床（查簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)表14-14）。5工序6拉小頭孔工序可采用L6110臥式拉床（查簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)表14-30）。2) 夾具的選擇由于該連桿體加工為大批量生產(chǎn)，所以宜使用專用機(jī)床夾具。3) 刀具和量具的選擇根據(jù)各加工工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、所要求的精度和粗糙度要求，結(jié)合連桿材料和生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性要求?？梢赃x擇各加工工序的刀具和量具如5 切削用量的計(jì)算正確的選擇切削用量對(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，具有重要作用。5.1 切削用量及其選用原則切削用量是指切削速度v，進(jìn)給量f，切削深度ap 。切削用量的選擇與下列因素有關(guān)：1

28、) 生產(chǎn)率2) 加工質(zhì)量（主要表面粗糙度）3) 切削力所引起的機(jī)床-夾具-工件-刀具工藝系統(tǒng)的彈性變形4) 工藝系統(tǒng)的振動(dòng)5) 刀具耐磨度6) 機(jī)床功率選用原則：在綜合考慮上述有關(guān)因素的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇最大的ap；其次選擇盡量大的f；最后選擇合適的v。需要強(qiáng)調(diào)的是：不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加工的要求是不同的，在選擇切削用量時(shí)側(cè)重點(diǎn)也有所不同。5.1.1 粗加工切削用量的選擇原則粗加工時(shí)加工精度要求不高，毛胚余量較大，因此選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡量保證較高的單位時(shí)間生產(chǎn)效率和金屬切削量以及必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)率降低加工成本。金屬切削量可用以下公式計(jì)算：式中：Zw單位時(shí)間內(nèi)的金屬切削量（

29、mm3/s）v 切削速度（m/s）f 進(jìn)給量（mm/s）切削深度（mm）提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切削效率。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。所以身加工切削用量的選擇原則是：首先選擇一個(gè)盡可能大的切削深度其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f，最后確定一個(gè)合適的切削速度v。選用較大的和f以后，刀具耐用度t顯然會(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便可使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值。因此，使v、f、的乘積較大。從而保證較高的金屬切削率。此外增大可以使走刀次數(shù)減少。因此根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)于提高生產(chǎn)率，減少刀具消耗

30、，降低加工成本是非常有利的。1) 切削深度的選擇：粗加工余量切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)床-夾具-工件-刀具組成的工藝系統(tǒng)的剛度和強(qiáng)度決定。在保證半精加工、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除掉，只有當(dāng)總余量太大，一次切不完，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)給量提高的主要因素切削力。因此進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛度和強(qiáng)度決定。進(jìn)給量的選擇還要考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件直徑和長(zhǎng)度等等。在工藝系統(tǒng)的剛度和強(qiáng)度好的情況下，可選用大一些的進(jìn)給量，反之則適當(dāng)減少進(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

31、。合理的切削速度一般不需要經(jīng)過精確計(jì)算，而是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)來確定。切削深度、切削速度和進(jìn)給量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，如果超過了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度21。 5.1.2 精加工時(shí)切削的選用原則精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工與量要求較均勻。因此選擇精加工的切削用量時(shí)，應(yīng)著重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)率。1) 切削深度的選擇：精加工時(shí)的切削深度應(yīng)該根據(jù)粗加工時(shí)留下的余量來確定。通常希望精加工時(shí)余量不要留下的太大，否則將深度較大時(shí)，切削力增加較明顯，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

32、表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但是殘留面積高度大，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，一般選用切削性能好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不能夠提高時(shí)，才選用低速，以避開積屑瘤的產(chǎn)生。由此可見，精加工時(shí)應(yīng)選用較小的刀具切削深度和進(jìn)給量，并在保證合理的刀具耐用度的前提下選取盡可能的切削速度，以保證加工精確程度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求22。5.2 確定各工序切削用量1) 工序3 ：粗銑兩端面尺寸為54.6mm對(duì)稱于桿身軸線mm/z 表3-28則 mm/ r

33、m/s 表3-30計(jì)算轉(zhuǎn)速按機(jī)床X60W選取實(shí)際轉(zhuǎn)速 2) 工序4：粗磨兩端面加工時(shí)保證尺寸53.6 對(duì)稱于桿身軸線 mm 表3-106由于機(jī)床M7475的主軸轉(zhuǎn)速 則切削速度 m/s本團(tuán)隊(duì)全部是在讀機(jī)械類研究生，熟練掌握專業(yè)知識(shí)，精通各類機(jī)械設(shè)計(jì)，服務(wù)質(zhì)量?jī)?yōu)秀?？扇梯o導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，知識(shí)可貴，帶給你的不只是一份設(shè)計(jì)，更是一種能力。聯(lián)系方式：QQ712070844，請(qǐng)看QQ資料。7 結(jié)論設(shè)計(jì)中主要是在了解發(fā)動(dòng)機(jī)連桿結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定毛胚的制造方法和機(jī)械加工前的毛胚尺寸，并確定和安排最終工序過程。工序過程設(shè)定好以后，要結(jié)合每個(gè)加工表面的加工余量、各工序切削方法以及刀具種類和材料通過查表或

34、者計(jì)算的方法確定各工序的工序尺寸。工序尺寸確定后再依據(jù)其進(jìn)行切削用量的計(jì)算，最后編制出一套科學(xué)合理的工藝規(guī)程。在銑床夾具設(shè)計(jì)的過程中，只設(shè)計(jì)連桿小頭工藝面的銑床夾具，在分析了其主要技術(shù)特點(diǎn)和要求以后，要確定其定位方式、夾緊方式和夾緊位置，計(jì)算夾緊力，最后要設(shè)計(jì)和選定各部分零件，并要運(yùn)用AutoCAD軟件繪制夾具裝配圖、夾具體圖和夾具各部分零件圖。設(shè)計(jì)中發(fā)動(dòng)機(jī)連桿工藝規(guī)程的編制是為了更好的規(guī)劃加工之前的人力和物力的投入，并指導(dǎo)操作工人對(duì)連桿的機(jī)械加工過程和步驟。對(duì)其銑床夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)這可以更精確的定位連桿小頭工藝面的銑削加工，為后續(xù)加工提供更精準(zhǔn)的定位表面，提高其加工精度并降低其加工復(fù)雜性和加工成本。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)中依然