柴油機(jī)連桿的加工工藝和夾具設(shè)計說明

1、 . . PAGE23 / NUMPAGES28 . 摘 要本文主要論述了柴油機(jī)連桿的加工工藝與其夾具設(shè)計。因為連桿是活塞式發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)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(qū)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(zhì)量小，強(qiáng)度高。所以在安排工藝過程時，按照“先基準(zhǔn)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(jié)合面與螺栓孔定位面。 在夾具設(shè)計方面也要針對連桿結(jié)構(gòu)特點比較小，設(shè)計應(yīng)時應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小等，最終就能達(dá)到零件的理想要求！關(guān)鍵詞: 連桿

2、變形 加工工藝 夾具設(shè)AbstractThe 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 h

3、ole 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 mino

4、r 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 su

5、rface 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 id

6、eal being therefore likely to reach a part ultimately demands!Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc275630563摘要 PAGEREF _Toc275630563 h IHYPERLINK l _Toc275630564Abstract PAGEREF _Toc275630564 h IIHYPERLINK l _Toc2756

7、30565第一章柴油機(jī)連桿的加工工藝 PAGEREF _Toc275630565 h 1HYPERLINK l _Toc2756305661.1 柴油機(jī)連桿的用途與其特點 PAGEREF _Toc275630566 h 1HYPERLINK l _Toc2756305671.2連桿的的材料與毛坯制造 PAGEREF _Toc275630567 h 1HYPERLINK l _Toc2756305681.3連桿的加工工藝過程 PAGEREF _Toc275630568 h 2HYPERLINK l _Toc2756305691.4 連桿的加工工藝過程分析 PAGEREF _Toc27563056

8、9 h 2HYPERLINK l _Toc2756305701.4.1定位基準(zhǔn)的分析 PAGEREF _Toc275630570 h 2HYPERLINK l _Toc2756305711.4.2定位基準(zhǔn)的選擇 PAGEREF _Toc275630571 h 3HYPERLINK l _Toc2756305721.4.3 加工階段的劃分和加工順序的安排 PAGEREF _Toc275630572 h 4HYPERLINK l _Toc2756305731.4.4 確定合理的夾緊方法 PAGEREF _Toc275630573 h 5HYPERLINK l _Toc2756305741.4.5

9、連桿主要面的加工方法 PAGEREF _Toc275630574 h 5HYPERLINK l _Toc2756305751.4.6 連桿主要孔的加工方法 PAGEREF _Toc275630575 h 5HYPERLINK l _Toc2756305761.4.7 連桿體與連桿蓋的銑開工序 PAGEREF _Toc275630576 h 6HYPERLINK l _Toc2756305771.5夾具使用 PAGEREF _Toc275630577 h 6HYPERLINK l _Toc2756305781.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸與公差 PAGEREF _Toc27563057

10、8 h 6HYPERLINK l _Toc2756305791.6.1 確定加工余量 PAGEREF _Toc275630579 h 6HYPERLINK l _Toc2756305801.6.2確定工序尺寸與其公差 PAGEREF _Toc275630580 h 7HYPERLINK l _Toc2756305811.7 各項加工數(shù)據(jù)的計算 PAGEREF _Toc275630581 h 7HYPERLINK l _Toc2756305821.8 連桿的檢驗 PAGEREF _Toc275630582 h 10HYPERLINK l _Toc2756305831.8.1 檢查主要表面的尺寸精

11、度 PAGEREF _Toc275630583 h 11HYPERLINK l _Toc2756305841.8.2檢驗主要表面的位置精度 PAGEREF _Toc275630584 h 11HYPERLINK l _Toc2756305851.8.3 連桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗 PAGEREF _Toc275630585 h 11HYPERLINK l _Toc275630586第二章夾具的設(shè)計 PAGEREF _Toc275630586 h 13HYPERLINK l _Toc2756305872.1 銑削分面夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc275630587 h 13HYPERLI

12、NK l _Toc2756305882.1.1夾具的問題注意 PAGEREF _Toc275630588 h 13HYPERLINK l _Toc2756305892.1.2 夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc275630589 h 13HYPERLINK l _Toc2756305902.2專用夾具的設(shè)計 PAGEREF _Toc275630590 h 15HYPERLINK l _Toc2756305912.21精銑連桿兩端面的夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc275630591 h 15HYPERLINK l _Toc2756305922.2.2銑床夾具定位方案的確定 PAGEREF _

13、Toc275630592 h 15HYPERLINK l _Toc2756305932.2.3銑床夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的確定 PAGEREF _Toc275630593 h 16HYPERLINK l _Toc2756305942.2.4銑床夾具對刀裝置的確定 PAGEREF _Toc275630594 h 16HYPERLINK l _Toc2756305952.2.5 銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析 PAGEREF _Toc275630595 h 16HYPERLINK l _Toc275630596致 PAGEREF _Toc275630596 h 21HYPERLINK l _Toc275630597參

14、考文獻(xiàn): PAGEREF _Toc275630597 h 22第一章 柴油機(jī)連桿的加工工藝1.1 柴油機(jī)連桿的用途與其特點連桿是發(fā)動機(jī)中的主要傳動部件之一，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。連桿由連桿體與連桿蓋兩部分組成。連桿體與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，連桿的大頭孔裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的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(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔壓入青銅襯套，以減少小頭孔

15、與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。在發(fā)動機(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)動機(jī)運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機(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、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸一樣)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動機(jī)工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，把氣缸體下部的潤滑油飛

16、濺到小頭頂端的油孔，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(fù)直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。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：（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連桿的的材料與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(qiáng)度。因此，連桿材料一般采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼；如45鋼

17、、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(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強(qiáng)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(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）與零件對材料的組織性能要求，零件的形狀與其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件與采用先進(jìn)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(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，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(jī)械加工過程中將其切開

18、，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(shè)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?，毛坯的種類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。1.3連桿的加工工藝過程由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以與位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機(jī)械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。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(jié)合面與連桿螺栓孔定位面，

19、次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面與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(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以與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(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與大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分，合裝

20、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(zhǔn)的分析連桿工藝的基準(zhǔn)選擇連桿件外形復(fù)雜而剛性較差,它的技術(shù)要求又很高,故恰當(dāng)?shù)剡x擇機(jī)械加工中的定位基準(zhǔn)是能否保證連桿技術(shù)要求的重要問題之一。在連桿的實際加工中,一般都對連桿進(jìn)行完全定位,多數(shù)情況下,選用連桿大小頭端面作為主要定位基準(zhǔn),使零件的支承面積大,定位穩(wěn)定,裝夾方便。同時選擇小頭孔和大頭連桿體的外側(cè)面作為一般定位基準(zhǔn),從而限制了連桿的六個自由度。選用連桿的端面和小頭孔作為定位基準(zhǔn),不僅便于在加工中實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一,更重要的是使連桿的重要技術(shù)要求中加工過程

21、中實現(xiàn)基準(zhǔn)重合,以減小定位誤差。對于一些要求高或加工中不易保證的技術(shù)要求,在精加工時也可以采用自為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工,或采用互為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工,或由機(jī)床精度直接保證。在制造連桿毛坯時,在桿身一側(cè)作出定位標(biāo)記, 在對大小頭端面進(jìn)行粗加工時,選取沒有凸起標(biāo)記的一側(cè)為粗基準(zhǔn)來加工。緊接著以已加工過的端面為基準(zhǔn)來加工第二個端面。顯然,第一個端面的精度(如平面度)要比第二個端面高,在以后的加工中,當(dāng)然用第一個端面做精基準(zhǔn)為好。加工連桿時要保證小頭孔的壁厚均勻,所以在拉小頭孔時,選大、小頭孔的兩個端面作為基準(zhǔn)。 在加工中，先加工出大、小頭孔兩端面，可以為后續(xù)的精加工做好備，既滿足加工要求，方便加工，又

22、符求，提高了加工精度。1.4.2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所示：在安裝工件時，注意將成套編號標(biāo)記的一面不圖1連桿的定位方向與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計夾具時亦作相應(yīng)的考慮）。在精鏜小頭孔（與精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（與襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當(dāng)連桿用小頭孔（與襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進(jìn)行

23、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(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(yuǎn)的影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在

24、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(guān)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(cè)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(fù)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與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。1.4.3 加工階段的劃分和加工順序的

25、安排由于連桿本身的剛性差，切削加工時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，易產(chǎn)生變形。因此，在安排工藝過程時，應(yīng)把各主要表面的的粗，精加工工序分開。這樣，粗加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中得到修；半精加工中產(chǎn)生的形變可以在精加工中得到修正，最終達(dá)到零件的技術(shù)要求。再工序安排上先加工定位基準(zhǔn)，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(zhǔn)面的加工，包括輔助基準(zhǔn)面加工：準(zhǔn)備連桿體與連桿蓋合并所進(jìn)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

26、之后的加工，如精磨兩平面，半精鏜大頭孔與孔口倒角等?？傊菫榫庸ご蟆⑿☆^孔做準(zhǔn)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(dá)到圖樣要求的階段，如珩磨大頭孔，精鏜小頭活塞銷軸承孔。1.4.4 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(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向與著力點的選擇，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(chǎn)生在平行于端面的方向上，很

27、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(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，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。1.4.5 連桿主要面的加工方法采用粗銑、精銑工序，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，這種方法的生產(chǎn)率較高。以基面與小頭孔定位，它用一個圓銷（小頭孔）。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準(zhǔn)面）

28、。1.4.6 連桿主要孔的加工方法連桿大、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，它經(jīng)過了鉆、鉸兩道工序。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、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達(dá)到IT6級公差等級，然后壓入襯套，再以襯套孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的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、精鏜、金剛鏜和珩磨達(dá)到IT6級公差等級。表面粗糙度Ra 為1.6m，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

29、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。連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔與大頭一側(cè)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圍，在擴(kuò)和鉸兩個工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。從而達(dá)到所需要的技術(shù)要求。1.4.7 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與對刀精度來保證。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

30、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。1.5夾具使用應(yīng)具備適應(yīng)“一面一孔一凸臺”的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準(zhǔn)”情況，這時小頭定位銷應(yīng)做成活動的，當(dāng)連桿定位裝夾后，再抽出定位銷進(jìn)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(fù)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(fù)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

31、一方面設(shè)計頂出工件的裝置。1.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸與公差1.6.1 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3.225 表3.226 表3.227）（1）、平面加工的工序余量（mm） 單面加工方法單面余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸表面粗糙度毛坯54812.5粗銑4.4IT12()43.6()12.5精銑0.6IT10()43()3.2 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=43+=mm1.6.2確定工序尺寸與其公差（根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程

32、設(shè)計指導(dǎo)教程 表229 表234）1）、大頭孔各工序尺寸與其公差（鍛造出來的大頭孔為81 mm）工序名稱工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸極限尺寸表面粗糙度精鏜0.481+0.021/ 0811.6粗鏜280.680.612.5擴(kuò)孔578.678.62）、小頭孔各工序尺寸與其公差（根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 表229表230）工序名稱工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸最小極限尺寸表面粗糙度精鏜0.21.6鉸0.26.4鉆 鉆至12.51.7 各項加工數(shù)據(jù)的計算1、 加工小頭孔(1) 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.438(41)選取數(shù)據(jù)鉆頭直徑D = 19.6

33、 mm 切削速度V = 0.99 m/s切削深度ap = 10 mm 進(jìn)給量f = 0.12 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 945 r/min根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 1000 r/min則實際鉆削速度V = Dn/（100060） = 1.04 m/s (2) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.481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(jìn)給量f = 0.8 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 140 r/min根據(jù)表3.131 按機(jī)床選取n = 200 r/min則實

34、際切削速度V = Dn/（100060） = 0.32 m/s 2 、銑大頭兩側(cè)面 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.477(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 = 2.5 mm af = 0.10 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 611 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=750 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = 0.78 m/s 3 、銑開連桿體和蓋選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.479(90)選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0

35、.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(zhuǎn)速n = 1000v/D = 103 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=750 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = 2.47 m/s 4 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床Z3025根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.467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(jìn)給量f = 0.10 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 50.9 r/min

36、根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = 2.94 m/s 5 銑15槽 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.490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(zhuǎn)速n = 1000v/D = 94 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=100 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = 0.33 m/s 6 磨結(jié)合面 選用磨床M7130根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2

37、.4170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(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則實際切削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 7 、磨連桿蓋結(jié)合面 選用磨床M7350根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.4170選取數(shù)據(jù)砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/

38、min根據(jù)表3.148 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 8 鉆鉸螺栓孔 選用鉆床Z3025a)鉆鉸螺栓孔根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.438（41）選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 5 mm進(jìn)給量f = 0.08 mm/r 鉆頭直徑D = 11.8 mm則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 1910 r/min根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 910 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = 0.99 m/sb）鉸螺栓孔 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.481選取數(shù)據(jù)鉸刀直徑D

39、= 12 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap= 0.10 mm 進(jìn)給量f = 0.2 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 140 r/min根據(jù)表3.131 按機(jī)床選取n = 200 r/min則實際切削速度V =Dn/（100060） = 0.127 m/s (3) 從連桿蓋上方給螺栓孔口倒角根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.467選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min9 、粗鏜大頭孔選用鏜床T618根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.466選取數(shù)

40、據(jù)鏜刀直徑D = 80.6 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 = 000v/D = 47 r/min根據(jù)表3.141 按機(jī)床選取n = 800 r/min則實際切削速度V = Dn/（100060） = 2.72 m/s 10 、大頭孔兩端倒角選用機(jī)床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.467選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min11、精磨大頭兩平面（先標(biāo)記朝上）選用磨床M7130根

41、據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.4170選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.413 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 進(jìn)給量f = 0.006 mm/r 12 、精鏜小頭孔選用鏜床T2115（2）根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.466選取數(shù)據(jù)鏜刀直徑D = 16 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3.139 按機(jī)床選取n = 2000 r/min13 、精鏜大頭孔選用鏜床T2115根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.466選取數(shù)據(jù)鏜刀直徑D = 65.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度

42、ap = 1 mm根據(jù)表3.139 按機(jī)床選取n = 1000 r/min14 、小頭孔兩端倒角 選用機(jī)床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表2.467選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min1.8 連桿的檢驗連桿在機(jī)械加工中要進(jìn)行中間檢驗，加工完畢后要進(jìn)行最終檢驗，檢驗項目按圖紙上的技術(shù)要求進(jìn)行。1.8.1 檢查主要表面的尺寸精度用量缸表，在大頭孔分三個斷面測量其徑，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。1.8.2檢驗主要表面的位置精度

43、 其，小頭孔軸心線在兩個互相平行垂直的方向的平行度用專用量具進(jìn)行檢測。1.8.3 連桿螺釘孔與結(jié)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 夾具的設(shè)計2.1 銑削分面夾具設(shè)計由連桿工作圖可知，工件材料為T450-10，年產(chǎn)量20萬件。根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，需設(shè)計一套銑剖分面夾具，刀具為硬質(zhì)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，

44、主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。2.1.2 夾具設(shè)計1) 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，在銑剖分面之前，連桿的兩個端面、小頭孔與大頭孔的兩側(cè)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(zhǔn)重合原則選19.8H8小頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)。連桿上蓋以基面（無標(biāo)記面）、凸臺面與側(cè)面定位，連桿體以基面和小頭孔與側(cè)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(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。3) 夾具體設(shè)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(jī)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

45、) 切削力與夾緊力的計算 切削力的計算：，由組合機(jī)床（表7-24）得：P=1902.538N銑剖面夾具體圖夾緊力的計算：由機(jī)床夾具設(shè)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(zhǔn)：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計計算如下：（1）確定

46、定位銷中心與大頭孔中心的距離與其公差。此公差取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取相應(yīng)公差的三分之一（通常取1/51/3）。故此尺寸為190.30.010。（2）確定定位銷尺寸與公差本夾具的主要定位元件為一固定銷，結(jié)構(gòu)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19.8。公差與本零件在工作時與其相配孔的尺寸與公差一樣，即為19.8。（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(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷有錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為19.8。5) 定位誤差分析= 1 * GB3 對于連桿體剖分面中心距1900.1的要求，以

47、19.8的中心線為定位基準(zhǔn)，雖屬“基準(zhǔn)重合”，無基準(zhǔn)不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為：Dw=D+d+min=0.033+0.012+0=0.045 mmDw剖分面的定位誤差D工件孔的直徑公差d定位銷的直徑公差min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 * GB3 連桿上蓋剖分面的尺寸要求，螺母座面（工藝基準(zhǔn)）為加工面的工序基準(zhǔn)，同時亦為第一定位基準(zhǔn)，對加工剖分面來說，它與工序基準(zhǔn)的距離與相應(yīng)的平行度誤差只取決于基準(zhǔn)在夾具中位置。因為工序基準(zhǔn)同時為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤

48、差?；鶞?zhǔn)位置誤差為零。所以對加工剖分面來說，定位誤差為零。即當(dāng)基準(zhǔn)重合時，造成加工表面定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)位置誤差。2.2專用夾具的設(shè)計2.21精銑連桿兩端面的夾具設(shè)計連桿端面是整個連桿加工過程的主要定位基準(zhǔn),應(yīng)首先加工出來。由零件圖可知,連桿大小頭端面厚度的基本尺寸是一樣的,但其精度要求不同。若在銑大小頭端面時,也按不同的要求加工,會增加夾具制造與機(jī)床調(diào)整的復(fù)雜性。故在加工中使大小頭端面處在同一平面上,簡化了后續(xù)工序的夾具結(jié)構(gòu),減少了機(jī)床的調(diào)整工作。2.2.2銑床夾具定位方案的確定根據(jù)六點定位原理,對本道工序的加工定位采用完全定位。其中,選用連桿的大小頭孔端面作為主要定位基準(zhǔn),使零

49、件的支承面積大,定位穩(wěn)定,裝夾方便。同時也符合精基準(zhǔn)選擇時應(yīng)注意的基準(zhǔn)重合原則。這個面定位共消除了3個自由度。再次,選用連桿大、小頭孔上下頂面作為第二定位基準(zhǔn),壓緊定位不僅便于在加工過程中實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一,而且裝夾方便,端面與大頭孔中心線的垂直度要求也能很好的保證,兩端面的距離要求在加工中實現(xiàn)基準(zhǔn)重合,從而減少加工誤差。另外,采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法,對連桿的兩個端面進(jìn)行加工。在定位元件的選擇上,為滿足六個自由度完全定位要求,分別對三個定位元件進(jìn)行設(shè)計：（1）首先在第一定位面,考慮到夾具加工性與夾具在使用過程中出現(xiàn)的磨損,故采用圓形支承板進(jìn)行定位。支承板用螺釘安裝在夾具底板上,然后再加工支承板面

50、，保證與機(jī)床的平行度要求。支撐板不但可以很容易地保證支承面對夾具底板面的平行度,而且這樣磨損后還可以替換降低夾具的制造費用。（2）其次在第二定位面,為消除兩個自由度,故采用固定V形塊和活動V形塊進(jìn)行定位。以消除最后一個自由度。具體請見圖4。圖4 定位圖2.2.3銑床夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的確定夾緊裝置是夾具的重要組成部分。因此在夾具設(shè)計過程中,必須保證定位時獲得的正確位置,并使夾緊可靠,適當(dāng),操作方便安全。而且結(jié)構(gòu)力求簡單,緊湊,并盡可能地多采用標(biāo)準(zhǔn)件。根據(jù)夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件準(zhǔn)確定位的原則,在銑削側(cè)面時,為保證端面與大頭孔中心線的垂直度要求,故將夾緊力作用方向定在與定位銷中心線相垂直的方向上

51、。這個方向與工件剛度最大的方向也相一致,使工件減少變形。為了適合大批生產(chǎn)的要求，所以本設(shè)計采用了氣動夾緊機(jī)構(gòu)，而且采用兩個一起加工，既滿足了大批量生產(chǎn)的要求，而且操作方便，又節(jié)省了時間提高了生產(chǎn)率。2.2.4銑床夾具對刀裝置的確定對刀裝置用以確定夾具相對于刀具的位置。銑床夾具的對刀裝置主要由對刀塊和塞尺構(gòu)成。本道工序是銑平面,故采用用于加工平面的高度對刀塊。2.2.5 銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析根據(jù)工件,定位元件,夾緊裝置和對刀塊在總體上的配置來確定夾具體的外形尺寸。夾具體上安裝有平面定位元件(兩個支承板，每個支承板分為三段以便屑。),固定V形塊、活動V形塊和圓形平面對刀塊。三者組合共同作為該夾具的定

52、位元件.對于支承板和對刀塊都有較高的尺寸和位置精度要求.其中,支承板與工件接觸的平面與夾具體底座平行。所有的支承板與夾具體都采用普通螺絲釘進(jìn)行聯(lián)接，一旦支承板受磨損，可拆換。至于活動V形塊，因在加工過程中它必須要沿著工件長度方向左右移動。為了保證夾緊后良好的對中性，故在夾具體上沿著V形塊的兩側(cè)安裝了兩塊移動導(dǎo)向板。導(dǎo)向板與工件接觸的表面與夾具橫向軸線應(yīng)保持較高的平行度。導(dǎo)向板的定位采用圓柱銷。夾緊結(jié)構(gòu)也較為方便，采用汽缸推動夾緊機(jī)構(gòu)，當(dāng)工件被放在夾具體的支承板平面上后，通過氣動裝置，推動壓板，壓板在推動活動V形塊，沿著導(dǎo)向面夾緊工件。在工件加工過程結(jié)束后,氣壓降低，壓板在彈簧的拉力下后退，然后就可以取下工件，在裝夾下個零件。因為該銑床夾具要承受較大的切削力，因此要有足夠的穩(wěn)定性。為此通過兩個定位鍵與銑床工作臺的T形槽相配合來確定夾具在機(jī)床上的方位。上圖中定位鍵與夾具體的配合采用H7/h6。另外在該夾具體的兩頭設(shè)有耳座，可通過螺栓將夾