畢業(yè)論文連桿工藝及連桿大頭螺栓底孔氣動(dòng)鉆夾具設(shè)計(jì)

1、 學(xué)號(hào): 200822010345班級(jí): 082212H 本科畢業(yè)論文 連桿工藝及連桿大頭螺栓底孔氣動(dòng)鉆夾具設(shè)計(jì) 院（系）名 稱： 專 業(yè) 名 稱 ：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(機(jī)制)指 導(dǎo) 教 師 ： 學(xué) 生 姓 名 ： 二一二年五月 BACHELOR'S DEGREE THESIS OF DONGHUW COLLEGE WUHAN UNIVERSITYRod Production Process and Drill bolt hole special jig design College：College of Engineering and Technology Subject：Mec

2、hanical Design and Manufacture and Automation Name： Directed by ： May 2012 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。安排工藝進(jìn)程時(shí)，就要把各主要表面的粗、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

3、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。本課題夾具設(shè)計(jì)為鉆連桿螺栓孔專用夾具設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞: 加工工藝；加工余量；尺寸鏈；夾具設(shè)計(jì)ASTRACTThe 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 ro

4、d. 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 pro

5、cess. 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 , Arrange technology process, the main surface coarse, finishing process, the former, half in

6、balancing arrangement in the middle, finish machining precision arrangement in behind. This is due to the rough machining processes, thus cutting allowance of cutting force, clamping force inevitable large deformation, processed easily. After finishing separate coarse, moldings, deformation of finis

7、hing in half, Half of machining deformation of finishing in. This fixture design for drill connecting bolt hole special jig design. Keyword: Processing technology；Limits.but；Dimension chain；Fixture design目錄 第1章 緒 論11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)11.2 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的目的和意義11.3 連桿加工的發(fā)展趨勢(shì)1第2章 汽車連桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)32.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)32.2 連桿的主要技術(shù)要求3

8、 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度3 大、小頭孔軸心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度3 大、小頭孔中心距4 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度4 大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求4 螺栓孔的技術(shù)要求4 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求42.3 連桿的材料和毛坯52.4 連桿的機(jī)械加工工藝過程62.5 連桿的機(jī)械加工工藝過程分析8 工藝過程的安排8 定位基準(zhǔn)的選擇8 確定合理的夾緊方法9 連桿兩端面的加工10 連桿大、小頭孔的加工10 連桿螺栓孔的加工10 連桿體與連桿蓋的銑開工序11 大頭側(cè)面的加工112.6 連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題11 工序安排11 定位基準(zhǔn)11 夾具使用112.7 切削用量的選擇原則12

9、 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則12 精加工時(shí)切削用量的選擇原則132.8 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差13 確定加工余量132.9 計(jì)算工藝尺寸鏈14 連桿體的卡瓦槽的計(jì)算142.10 工時(shí)定額的計(jì)算15 銑連桿大小頭平面15 粗磨大小頭平面16 加工小頭孔16 銑大頭兩側(cè)面17 擴(kuò)大頭孔18 銑開連桿體和蓋18 加工連桿體19 銑、磨連桿蓋結(jié)合面19 銑、鉆、鏜（連桿總成體）20 粗鏜大頭孔22 大頭孔兩端倒角22 精磨大小頭兩平面（先標(biāo)記朝上）22鉆小頭油孔23 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔23 精鏜大頭孔24 小頭孔兩端倒角24 鏜小頭孔襯套24 珩磨大頭孔252.11連桿加工工藝

10、卡片及供需卡片填寫25第3章 鉆螺栓孔夾具設(shè)計(jì)263.1 鉆螺栓孔夾具設(shè)計(jì)26 問題的指出26 夾具設(shè)計(jì)26(1) 定位基準(zhǔn)的選擇26(2) 夾緊方案26(3) 夾具體設(shè)計(jì)26(4) 定位誤差分析273.2 夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖27結(jié)束語(yǔ)29參考文獻(xiàn)30致 謝31第1章 緒 論1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)本課題主要設(shè)計(jì)汽車連桿的加工工藝規(guī)程及鉆連桿螺栓孔專用夾具。年生產(chǎn)綱領(lǐng)為45萬(wàn)件。1.2 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的目的和意義連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)部件之一，它在柴油機(jī)中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，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

11、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(lái)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。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(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了

12、去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對(duì)稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]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(或油槽)，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(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能。1.3 連桿加工的發(fā)展趨勢(shì)汽車連桿的發(fā)展目前主要在其材料上的發(fā)展, 碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼是連桿用鋼的傳統(tǒng)鋼種，通常小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)采用碳素調(diào)質(zhì)鋼，大功

13、率的發(fā)動(dòng)機(jī)采用合金調(diào)質(zhì)鋼。 碳素鋼調(diào)質(zhì)硬度一般在229269HBS，合金鋼可達(dá)到300HBS，但最高不超過330HBS。碳素鋼抗拉強(qiáng)度可達(dá)到800MPa以上，沖擊韌度在60J/cm2以上；合金調(diào)質(zhì)鋼抗拉強(qiáng)度可達(dá)到900MPa以上，沖擊韌度在80J/cm2以上。調(diào)質(zhì)鋼連桿用于要求連桿有較高強(qiáng)度和韌性的大功率柴油機(jī)。非調(diào)質(zhì)鋼是在中碳鋼基礎(chǔ)上添加釩、鈦、鈮等微合金元素，通過控制軋制或控制鍛造過程的冷卻速度，使其在基體組織中彌散析出碳、氮的化合物使其得到強(qiáng)化。非調(diào)質(zhì)鋼省略了鍛后的熱處理。按其強(qiáng)韌性可以分4類，其中基本型和高強(qiáng)度型適用于發(fā)動(dòng)機(jī)連桿。我國(guó)研究的非調(diào)質(zhì)鋼主要是釩系、錳釩系、錳釩氮系。每個(gè)系列

14、都開發(fā)了添加易切削元素的鋼種。用于發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的鋼種有35MnVS、35MnVN、40MnV、48MnV等，其強(qiáng)度都在900MPa以下。疲勞試驗(yàn)表明，非調(diào)質(zhì)鋼連桿的疲勞強(qiáng)度與相同級(jí)別調(diào)質(zhì)鋼相當(dāng)。我國(guó)現(xiàn)在用的材料是從德國(guó)進(jìn)口的C70SC系列高碳非調(diào)質(zhì)鋼。其成分特點(diǎn)是低硅、低錳、添加微量合金元素釩及易切削元素硫。合金元素的范圍要求窄、材料純凈度要求高。我國(guó)已開展該系列鋼種的國(guó)產(chǎn)化工作。非調(diào)質(zhì)鋼正逐步取代調(diào)質(zhì)鋼，國(guó)外幾乎完全采用非調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)連桿。 隨發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化的要求，連桿的設(shè)計(jì)應(yīng)力提高，C70S6系列的鋼種的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。德國(guó)在該鋼種的基礎(chǔ)上開發(fā)了強(qiáng)度級(jí)別更高的鋼種。第2章 汽車連桿加工工藝規(guī)程設(shè)

15、計(jì)2.1 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，它在柴油機(jī)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(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(lái)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。2.2 連桿的主要技術(shù)要求連桿上需進(jìn)行機(jī)

16、械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端面，連桿體與連桿蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術(shù)要求（附圖1）。 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度大頭孔公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.4m；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3.2m。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。 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?。欢?/p>

17、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(zhǎng)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(zhǎng)度上公差為0.06 mm。 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：195±0.1 mm。 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(zhǎng)度上

18、公差為0.08 mm）。 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0.8m, 小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3m。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。 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

19、差等級(jí)和表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3m加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對(duì)稱度公差為0.25 mm。 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求在連桿受動(dòng)載荷時(shí)，接合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。2.3連桿的材料和毛坯目前我國(guó)有些生產(chǎn)連桿的工廠，采用了連桿輥鍛工藝。圖（2.1）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(chǎn)生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輥鍛法

20、生產(chǎn)的連桿鍛件，在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機(jī)械強(qiáng)度等方面都可達(dá)到模鍛水平，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率較高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適于在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。圖2.1 連桿輥鍛示意圖圖2.2給出了連桿的毛胚圖，將棒料在爐中加熱至11401200C0，先在輥鍛機(jī)上通過四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯，然后在鍛壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊。鍛好后的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細(xì)致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內(nèi)應(yīng)力。為了提高毛坯精度，連桿的毛坯尚需進(jìn)行熱校正。連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查，方能進(jìn)入機(jī)

21、械加工生產(chǎn)線。圖2.2 連桿輥鍛2.4 連桿的機(jī)械加工工藝過程連桿機(jī)械加工工藝路線如下表2.4.1所示：表2.4.1連桿機(jī)械加工工藝路線工序工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備1銑銑連桿大、小頭兩平面,標(biāo)記一面為基面X52K2粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保證中心線對(duì)稱，M73313鉆以基面定位，鉆、擴(kuò)、鉸小頭孔至一定尺寸Z33S-14銑以基面小頭孔 定位 銑側(cè)面X625擴(kuò)以基面定位，以小頭孔定位，擴(kuò)大頭孔為63mmZ5756銑以基面，大，小頭孔定位切斷大頭。X627銑以基面和側(cè)面定位銑，連桿體蓋接合面X628精磨以基面和一側(cè)面定位裝夾工件，磨連桿體和蓋的結(jié)合面M73319銑以基面及結(jié)合面定位裝夾工件

22、，銑連桿體和蓋mm8mm斜槽X6210鉆以基面、結(jié)合面和一側(cè)面定位，裝夾工件，鉆油孔8.5mm,10mmZ33S-111鉆以基面結(jié)合面各自側(cè)面定位，裝夾工件鉆210mm,2R10mm 深度保持22±0.25Z33S-112擴(kuò)先擴(kuò)210mm螺栓孔，再擴(kuò)2R10mm深至標(biāo)準(zhǔn)尺寸。并倒角Z33S-113鉗用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件，其扭力矩為100120N.m14鏜粗鏜大頭孔至一定量T6815倒角大頭孔兩端倒角X6216磨精磨大小頭兩端面，保證大端面厚度為mmM733117鏜以基面、一側(cè)面定位，半精鏜大頭孔，精鏜小頭孔至圖紙尺寸，中心距為195±0.1 mm可調(diào)雙軸

23、鏜18鏜精鏜大頭孔至尺寸T211519稱重稱量不平衡質(zhì)量彈簧稱20鉗按規(guī)定值去重量21壓銅套雙面氣動(dòng)壓床22擠壓銅套孔壓床23倒角小頭孔兩端倒角Z33S-124鏜半精鏜、精鏜小頭銅套孔T211525珩磨珩磨大頭孔珩磨機(jī)床26檢檢查各部尺寸及精度27探傷無(wú)損探傷及檢驗(yàn)硬度28入庫(kù)2.5 連桿的機(jī)械加工工藝過程分析 工藝過程的安排各主要表面的工序安排如下：（1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨（2）小頭孔：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜（3）大頭孔：擴(kuò)孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩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。 定位基準(zhǔn)的選擇在連桿機(jī)械加工工藝過程中，

24、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(lái)，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖2.3所示：在安裝工件時(shí)，注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不與連桿的定位原件接觸, 在精鏜小頭孔時(shí)也用小頭孔做基面。圖2.3 連桿的定位方向?yàn)榱瞬粩喔纳苹娴木龋娴募庸づc主要表面的加工要適當(dāng)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(cè)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

25、序是鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時(shí)會(huì)影響到后續(xù)工序的加工精度。 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，可以看出設(shè)計(jì)人員注意了夾緊力的作用方向和著力點(diǎn)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(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

26、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。 連桿兩端面的加工采用粗銑、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(zhuǎn)盤磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。這種方法的生產(chǎn)率較高。精磨在M7331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。 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

27、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(kuò)、鉸三道工序。鉆時(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。小頭孔在鉆、擴(kuò)、鉸后，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)、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)。表面粗糙度Ra 為0.4m，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

28、的形狀精度。 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。為了使兩螺栓孔在兩個(gè)互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴(kuò)和鉸兩個(gè)工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。從而達(dá)到所需要的技術(shù)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(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，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。 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

29、夾具本身的制造精度及對(duì)刀精度來(lái)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。 大頭側(cè)面的加工以基面及小頭孔定位，它用一個(gè)圓銷（小頭孔）。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對(duì)稱（此對(duì)稱平面為工藝用基準(zhǔn)面）。2.6 連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題 工序安排連桿加工工序安排應(yīng)注意兩個(gè)影響精度的因素：

30、（1）連桿的剛度比較低，在外力作用下容易變形；（2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。因此在連桿加工工藝中，各主要表面的粗精加工工序一定要分開。 定位基準(zhǔn)精基準(zhǔn)：以桿身對(duì)稱面定位，便于保證對(duì)稱度的要求，而且采用雙面銑，可使部分切削力抵消。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)槎嗣娴拿娣e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。 夾具使用保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此，精銑端面時(shí)，夾具可考慮重復(fù)定位情況，如采用夾具限制7個(gè)自由度（其是長(zhǎng)圓柱銷限制4個(gè)，長(zhǎng)菱形銷限制2個(gè)）。長(zhǎng)銷定位目的就在于保證垂直度。但由于重復(fù)定位裝御有困難，因此要

31、求夾具制造精度較高，且采取一定措施，一方面長(zhǎng)圓柱銷削去一邊，另一方面設(shè)計(jì)頂出工件的裝置。2.7 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。 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 Vfap1000式中：Zw單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm3/s）V切削速度（m/s）f 進(jìn)給量（mm/r）ap背吃刀量（mm）1）切削深度的選擇：粗加

32、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(lái)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(lái)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(zhǎng)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

33、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。 精加工時(shí)切削用量的選擇原則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。2.8 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 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(cè)第一卷 表3.225 表3.226 表3.227）（1）平面加工的

34、工序余量（mm） 表2.8.1 平面加工工序余量工序名稱工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸表面粗糙度(um)最小極限尺寸珩磨0.085-665.565.5精鏜0.47-965.420.63-565.42半精鏜111-1264.022.5-1064.02二次精鏜212-1362.25-1062.2一次精鏜212-1360.25-2060.2擴(kuò)59-13毛坯尺寸1.25-4059() 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連桿鑄造出來(lái)的總的厚度為H=38+=mm（2）小頭孔各工序尺寸及其公差（根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

35、指導(dǎo)教程 表229表230）表2.8.2 小頭孔各工序尺寸及其公差工序名稱工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸表面粗糙度最小極限尺寸精鏜0.27-929.490.63-5鉸0.26-929.290.32-10擴(kuò)59-1329.091.25-40鉆=2410-13245-802.9 計(jì)算工藝尺寸鏈 連桿體的卡瓦槽的計(jì)算增環(huán)為： ； 減環(huán)為： ；封閉環(huán)為：（1）極限尺寸為： = = 8.35 mm=7.8 mm（2）的上、下偏差為:= 0.30-(-0.05)= 0.35 mm= -0.10-0.10= -0.20 mm3）、的公差為: =0.35-(-0.20)=0.55 mm4）、的基本尺寸為:=

36、13-5 = 8 mm5）、的最終工序尺寸為:= m2.10 工時(shí)定額的計(jì)算 銑連桿大小頭平面選用X52K機(jī)床根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.481選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 160 mm Z=6 背吃刀量ap = 3 mm主軸轉(zhuǎn)速n = 600r /min進(jìn)給量f=0.3則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 1.88 m/s 銑削工時(shí)為：按表2.510 L= 3 mm L1 = +1.5 =50 mm L2 = 3 mm基本時(shí)間tj = L/fm z = (3+50+3)/(600×3×6) = 0.09 min按表2.546 輔助時(shí)間ta = 0.4&

37、#215;0.45 = 0.18 min 粗磨大小頭平面選用M7331磨床 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.4170選取數(shù)據(jù)砂輪直徑D = 160 mm 切削深度ap = 0.3 mm Z = 8主軸轉(zhuǎn)速n = 100 r/min磨削速度V = Dn/（1000×60） = 22.6 m/s 磨削工時(shí)為：按表2.511基本時(shí)間tj = zbk/nfr0z = (0.3×1)/(100×0.033×8) = 0.01 min按表3.140 輔助時(shí)間ta = 0.21 min 加工小頭孔(1) 鉆小頭孔 選用鉆床Z33s1 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.438

38、(41)選取數(shù)據(jù)鉆頭直徑D = 20 mm 背吃刀量ap = 10 mm 進(jìn)給量f = 0.12 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 800 r/min鉆削速度V = Dn/（1000×60） = 0.84 m/s 鉆削工時(shí)為：按表2.57L = 10 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm基本時(shí)間tj = L/fn = (10+1.5+2.5)/(0.12×800) = 0.14 min按表2.541 輔助時(shí)間ta = 0.5 min按表2.542 其他時(shí)間tq = 0.2 min(2) 擴(kuò)小頭孔 選用鉆床Z33s1根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.453選取數(shù)據(jù)擴(kuò)刀直徑D

39、 = 30 mm 切削深度ap = 1.5 mm 進(jìn)給量 f = 0.8 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n =400 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.25 m/s 擴(kuò)削工時(shí)為：按表2.57L = 10 mm L1 = 3 mm基本時(shí)間tj=L/fn=(10+3)/(0.8×400)=0.04 min按表2.541 輔助時(shí)間ta=0.25 min(3) 鉸小頭孔 選用鉆床Z33s1根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.481選取數(shù)據(jù)鉸刀直徑D = 30 mm 切削深度ap = 0.20 mm 進(jìn)給量f = 0.6 mm/r主軸轉(zhuǎn)速n = 200 r/min則實(shí)際

40、切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.12 m/s 鉸削工時(shí)為： 按表2.57L=10 mm L1 =0 L2=3 mm基本時(shí)間tj = L/fn = (10+3)/(0.6×200) = 0.11 min按表2.541 輔助時(shí)間ta = 0.25 min 銑大頭兩側(cè)面選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.477(88)選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 16 mm 銑刀齒數(shù)Z = 3 背吃刀量ap = 4 mm F=30mm/min主軸轉(zhuǎn)速n = 750 r/min切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.62 m/s 銑削工時(shí)為：按表2.510

41、 L=40 mm L1=+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fmz = (40+8.5+2.5)/(750×0.10×3)=0.23 min按表2.546 輔助時(shí)間ta = 0.4×0.45 = 0.18 min 擴(kuò)大頭孔選用鉆床床Z575 刀具:擴(kuò)孔鉆根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.454選取數(shù)據(jù)擴(kuò)孔鉆直徑D = 34 mm 進(jìn)給量f = 0.34 mm/r 背吃刀量ap =3.0 mm 主軸轉(zhuǎn)速n = 354 r/min切削速度V=Dn/（1000×60）=0.62 m/s 擴(kuò)削工時(shí)為： 按表2.57L = 40 mm L1

42、 = 3 mm L2 =3 mm 基本時(shí)間: 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(cè)表2.479(90)選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 63 mm 切削寬度ae = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 24 背吃刀量ap = 2 mm af = 0.015 mm/r d = 40 mm 主軸轉(zhuǎn)速n = 750 r/min切削速度V = Dn/（1000×60） = 1.88 m/s 銑削工時(shí)為： 按表2.510 L = = 17 mm L1 = -+2 = 6 mm L2 = 2 mm基本時(shí)間tj= Li/FM = (17+6+2)/(148) = 0.17 min按表2.546 輔

43、助時(shí)間ta=0.4×0.45=0.18 min 加工連桿體(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(cè)表2.474（84）選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 60 mm 切削寬度ae = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 背吃刀量ap=1 mm af = 0.12 mm/r主軸轉(zhuǎn)速n = 600r/min切削速度V = Dn/（1000×60） =1.88 m/s 銑削工時(shí)為： 按表2.510 L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fnz = (38+7.5+2.5)/(2.96×600&#

44、215;8) = 0.003 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.4×0.45=0.18 min(2) 精磨結(jié)合面 選用磨床M731根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.4170選取數(shù)據(jù)砂輪直徑D = 40 mm 切削深度ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r主軸轉(zhuǎn)速n = 157 r/min切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s 磨削工時(shí)為： 按表2.511 基本時(shí)間tj= zbk/nfr0z =0.02 min (zb=0.1 k=1 z=8) 銑、磨連桿蓋結(jié)合面(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)

45、手冊(cè)表2.474（84）選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 75 mm 切削寬度ae = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 af = 0.12 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n = 100 r/min切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s 銑削工時(shí)為：按表2.510 L = 38 mm L1 = +1.5 = 16 mm L2 = 2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fmz=(38+16+2.5)/(100×8) = 0.07 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.4×0.45=0.18 min(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(cè)表2.

46、484選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 75 mm 切削寬度ae = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 進(jìn)給量f = 0.7 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 110 r/min切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.43 m/s 銑削工時(shí)為： 按表2.510 L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(110×8) = 0.6 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.4×0.45=0.18 min(5) 精磨結(jié)合面 選用磨床M7350根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)

47、手冊(cè)表2.4170選取數(shù)據(jù)砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 背吃刀量ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min根據(jù)表3.148 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s 磨削工時(shí)為： 按表2.511 基本時(shí)間tj = zbk/nfr0z = 0.02 min (zb=0.1 k=1 z=8) 銑、鉆、鏜（連桿總成體）(1) 鉆螺栓孔 選用鉆床Z33s1根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.438（41）選取數(shù)據(jù)鉆頭直徑D =

48、 10 mm切削深度ap = 5 mm進(jìn)給量f = 0.08 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速n = 950 r/min切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.42 m/s鉆削工時(shí)為： 按表2.57 L = 34 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2 mm基本時(shí)間tj = L/fn = (34+1.5+2)/(0.08×950) = 0.49 min按表2.541 輔助時(shí)間ta = 0.5 min按表2.542 其他時(shí)間tq=0.2 min(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(cè)表2.453選取數(shù)據(jù)擴(kuò)刀直徑D = 8 mm 背吃刀量ap = 1.0 mm 進(jìn)給量f = 0.06 mm/r主