三孔連桿的加工工藝裝備及鏜Φ90孔夾具設(shè)計(jì)含4張CAD圖,連桿,加工,工藝,裝備,設(shè)備,90,夾具,設(shè)計(jì),cad 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 1 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與 測量等多方面的知識(shí)。 三孔連桿加工工藝規(guī)程及鏜 90 孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序 設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的 工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著 對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量； 然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、 引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤 差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 2 ABSTRCT This design content involves the mechanical manufacturing process and fixture design, metal cutting machine, tolerance and measurement and other aspects of knowledge. The process specification of three hole connecting rod and the fixture design of boring 90 hole include the process design of parts processing, process design and the design of special fixture. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, and design the process route of the parts; then calculate the size of each working step of the part, the key is to determine the process equipment and cutting amount of each process; then, design the special fixture, select and design the fixture The positioning error is calculated, the rationality and deficiency of the fixture structure are analyzed, and the improvement in the future design is paid attention to. Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error. 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 3 目 錄 摘 要 ..............................................................................................................................................................1 ABSTRCT ........................................................................................................................................................2 1 緒論 ..............................................................................................................................................................1 2 三孔連桿的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................2 2.1 三孔連桿零件圖 ....................................................................................................................................2 2.2 零件的工藝分析 ......................................................................................................................................2 2.3 毛坯的選擇 ............................................................................................................................................3 2.4 選擇毛坯時(shí)應(yīng)考慮的因素 ...........................................................................................................................3 2.5 選擇毛坯 ................................................................................................................................................3 2.6 確定毛坯的制造流程，確定毛坯的形狀 ..............................................................................................4 2.7 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 10...........................................................................................5 2.8 繪制鍛件毛坯簡圖 ..................................................................................................................................6 2.9 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 ....................................................................................................................6 2.10 定位基準(zhǔn)的選擇 ..................................................................................................................................6 2.10.1 粗基準(zhǔn)的選擇..........................................................................................................................................7 2.10.2 精基準(zhǔn)的選擇..........................................................................................................................................8 2.11 零件表面加工方法的選擇 ..................................................................................................................9 2.12 加工順序的安排 ................................................................................................................................10 2.12.1 工序安排需遵循的原則......................................................................................................................10 2.12.2 加工階段的劃分....................................................................................................................................11 2.12.3 工序順序的安排....................................................................................................................................11 2.12.4 確定工藝路線........................................................................................................................................12 2.13 加工余量、工序尺寸的確定 ..............................................................................................................13 2.13.1 加工余量與工序余量..........................................................................................................................13 2.13.2 加工余量與工序尺寸的確定..............................................................................................................13 2.14 切削用量的確定、基本時(shí)間的計(jì)算 ..................................................................................................14 2.14.1 工序 5...................................................................................................................................................14 2.14.2 工序 6...................................................................................................................................................16 2.14.3 工序 7...................................................................................................................................................17 2.14.4 工序 11.................................................................................................................................................18 2.14.5 工序 8 和工序 9...................................................................................................................................20 2.14.6 工序 12.................................................................................................................................................21 2.14.7 工序 13.................................................................................................................................................22 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 4 3 鏜 90 孔夾具設(shè)計(jì) .....................................................................................................................................23 3.1 研究原始質(zhì)料 ..............................................................................................................................................23 3.2 定位、夾緊方案的選擇 ..............................................................................................................................23 3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 ...............................................................................................................................23 3.4 誤差分析與計(jì)算 ..........................................................................................................................................25 3.5 定位銷選用 ...................................................................................................................................................25 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 ......................................................................................................................26 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................................28 致 謝 ............................................................................................................................................................29 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 1 1 緒論 在今世機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)正以迅猛的步調(diào)邁向 21 世紀(jì)，加工方式和建造工藝進(jìn)一步完 美和開辟，在古代的切削、磨削技能不斷發(fā)展，上漲到新一種高度的時(shí)候，各類特別 的法子也在不斷出現(xiàn)，開辟出新的工藝的可能性，到達(dá)了新的技術(shù)水平，而且在實(shí)際 的生產(chǎn)過程當(dāng)中起到了不可或缺的作用；機(jī)械加工技能朝著高精度成長，呈現(xiàn)出了所 謂的“精密工程” 、 “納米技術(shù)” 。制造的技能向自動(dòng)化這個(gè)目標(biāo)前進(jìn)，同時(shí)也順著數(shù) 控技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)這些新技術(shù)領(lǐng)域不斷的朝前進(jìn)取 1。 就目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類在衣食住行保證的前提下，高物質(zhì)享受成了人類追求的 目標(biāo)。汽車逐漸成為重要的交通工具以及高物質(zhì)生活的象征。發(fā)動(dòng)機(jī)是提供汽車動(dòng)力 的重要部件，不過連桿同樣也屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)件之一，連桿的合理設(shè)計(jì)， 以及對(duì)連桿不斷完善的工藝也對(duì)汽車這個(gè)行業(yè)起到了非常重要的用處，出于這些原因 對(duì)連桿制訂出一套公道的加工工藝計(jì)劃和策劃出連桿加工的專用夾具非常的重要了。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的任務(wù)就是設(shè)計(jì)三孔連桿，這個(gè)汽車中非常常用的一款連桿的工 藝及加工中必要的工裝。綜合各方面因素，例如連桿受力情況，連桿加工難度，加工 時(shí)間等各方面因素等等。以下就是我對(duì)三孔連桿的加工工藝及工裝設(shè)計(jì)的分析。 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 2 2 三孔連桿的設(shè)計(jì) 2.1 三孔連桿零件圖 三孔連桿的零件圖如下圖 2-1 所示。通過仔細(xì)讀圖后，發(fā)現(xiàn)視圖正確、足夠。加 工過程當(dāng)中必要的標(biāo)注、公差、表面粗糙度、和技術(shù)要求全部齊全、合理，同時(shí)零件 的外面質(zhì)量、外面精度和技術(shù)要求在當(dāng)下的技術(shù)前提和生產(chǎn)能力下能夠做成。 圖 2-1 三孔連桿零件圖 2.2 零件的工藝分析 參閱了幾本機(jī)械書，工藝書，對(duì)類似于連桿的著重注意，總結(jié)出三孔連桿的工藝 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 3 大致過程。 (1)銑平面后，立刻肯定大頭孔兩端面為接下去各序加工的主要基準(zhǔn)面，如此能確 保零件的質(zhì)量被加工的穩(wěn)定性。 (2)銑平面時(shí)，應(yīng)確保小頭孔及耳部孔平面厚度與大頭孔平面厚度的對(duì)稱性。 (3)因?yàn)檫B桿有不一樣的三個(gè)孔的平面厚度，于是乎，加工中要注重輔助支承合理， 以及布置得當(dāng)。 (4)加工連桿的平面能過分為粗、精兩序，如此能最大程度好的確保三個(gè)平面彼此 的位置和尺寸精度。 (5)粗、精鏜三孔也可改用專用工裝或組合夾具裝夾。 (6)如果加工尺寸小的連桿，粗、精加工三孔能用鏜床來鏜削。由于三孔的精度要 求比較的重要，所以有必要分為粗、精兩步工序。 (7)連桿三孔平行度的檢驗(yàn)；連桿三孔圓柱度的檢驗(yàn)。 2.3 毛坯的選擇 連桿是五大主要發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其在發(fā)動(dòng)機(jī)的位置顯然是。它是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng) 部件的主要運(yùn)動(dòng)，在身上做復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，與活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的曲軸連桿高速旋轉(zhuǎn)連 桿桿身在大的合成運(yùn)動(dòng)的連桿小端，小頭孔運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜振蕩。連桿在經(jīng)受來去的慣性 力以外， 還要承受高壓氣體的壓力， 在氣體的壓力和慣性力合成下形成交變載荷， 此時(shí)具備耐疲勞、抗沖擊， 并具備足夠的強(qiáng)度、剛度和較好的韌性的連桿就顯得尤為 重要了。在今天隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展， “小體積，高性能發(fā)動(dòng)機(jī)高功率，低油耗” 鏈接的更新，為高速運(yùn)動(dòng)部件重量輕的更高的要求，減小慣性力，減少能源消耗和噪 聲的強(qiáng)度，剛度高， 連桿的韌性和較高的比短，所以設(shè)計(jì)加工要求在此時(shí)就顯得非常 的重要了。 2.4 選擇毛坯時(shí)應(yīng)考慮的因素 在挑選毛坯的時(shí)候需要考慮如下因素 4： (1)毛坯的品種和特征，設(shè)計(jì)圖紙?jiān)瓌t和機(jī)械性能；零件的構(gòu)造形狀和外形尺寸； 用于生產(chǎn)不同坯料的方法對(duì)其結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)有條件的大小都有特殊的要求；新 工藝，新材料新技術(shù)的應(yīng)用。 (2)毛坯結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，毛坯形狀應(yīng)力求接近零件形狀，以減少機(jī)械加工勞動(dòng)量。 毛坯尺寸是在原有零件尺寸基礎(chǔ)上，為考慮后來步驟切除多少量的前提。 (3)制造毛坯，毛坯制造精度高，材料利用率高，處理成本低，但相應(yīng)的設(shè)備投資 大。因此，確定毛坯的制造精度，需要考慮制造成本的空白和隨后的處理成本。 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 4 2.5 選擇毛坯 連桿的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也把作用在活塞上 的力傳給曲軸以輸出去功率。連桿工作時(shí)，需要承受縱向和橫向的慣性力、同時(shí)也需 要承受燃燒室內(nèi)燃?xì)猱a(chǎn)生的壓力。所以，連桿在非常復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下，承受了彎曲 應(yīng)力和交變的拉應(yīng)力，其主要失效形式是疲勞斷裂和過量變形。所以根據(jù)以上條件要 求連桿具備充足的工作強(qiáng)度以及抗疲勞能力；同時(shí)也需要具備合格的剛度和韌性。于 是，連桿的材料通常選用 45 鋼，40Cr 或 40MnB 等調(diào)制鋼。調(diào)制鋼是指經(jīng)調(diào)制處理后 使用的結(jié)構(gòu)鋼 5，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后鋼的組織為回火索氏體，具有良好的綜合力學(xué)性能， 即強(qiáng)度高，韌性好。合金調(diào)質(zhì)鋼的合金元素，主要作用是提高剛的滲透性和保證良好 的強(qiáng)度和韌性。鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后的力學(xué)性能與其滲透性有密切關(guān)系。滲透性差的鋼，由于 淬不透，在整個(gè)截面上得不到均勻一致的力學(xué)性能，沒有滲透的部位強(qiáng)度低，韌性差。 所以滲透性是調(diào)質(zhì)鋼的一個(gè)重要性能。Cr、Ni、Mn 、Si、B 等元素均能提高鋼的淬透 性。綜合所有的因素后決定本設(shè)計(jì)工藝的三孔連桿采用 45 鋼。 鋼制零件在機(jī)械性能要求不高、結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的時(shí)候，可用型材毛坯，或者鍛造毛 坯，由于三孔連桿機(jī)械性能要求較高因此可采用鍛造毛坯。同時(shí)鍛造的兩種形式：模 鍛、自由鍛。自由鍛是將加熱好的金屬坯料放在鍛造設(shè)備的上，下砥鐵之間，施加沖 擊力或壓力，直接使坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需鍛件的一種加工方法.自由鍛由 于鍛件形狀簡單，操作靈活，適用于單件，小批量及重型鍛件的生產(chǎn)，不過自由鍛生 產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，僅用于修配或簡單，小型，小批鍛件的生產(chǎn)。模鍛全稱為模 型鍛造，將加熱后的坯料放置在固定于模鍛設(shè)備上的鍛模內(nèi)鍛造成形的。和自由鍛比 較后，模鍛的優(yōu)點(diǎn)是：生產(chǎn)效率高、鍛件尺寸精度高、表面粗糙度低、材料利用率高， 能鍛制形狀較復(fù)雜的鍛件，操作簡單，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化等。非常適用于中小型零件的成 批大量生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)中零件年產(chǎn)已達(dá)到了大批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不 大，故選用模鍛成型。這也便于提高生產(chǎn)效率同時(shí)也保證了加工質(zhì)量 7。 2.6 確定毛坯的制造流程，確定毛坯的形狀 因?yàn)槿走B桿的長度顯然大于它的高度和寬度，鍛造過程當(dāng)中錘擊目標(biāo)要求軸線 與鍛件的中心垂直，最后鍛造，金屬應(yīng)該是從寬度和高度的方向流動(dòng)，而長度方向流 動(dòng)不顯著，因此，往往選擇繪圖、軋制、彎曲、預(yù)鍛和終鍛 8。 鍛造結(jié)束后，需要后續(xù)處理及休整對(duì)于毛坯來說，處理步驟為 9： (1)模鍛件切邊、沖孔，模鍛件一般都帶有飛邊和連皮，需要按切邊、沖孔的方法 進(jìn)行處理。 (2)校正，在切邊和其他工序中都可能引起鍛件的變形，應(yīng)進(jìn)行校正，大中型鍛件 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 5 在熱態(tài)下校正，小鍛件亦可在冷態(tài)下校正，也可在終鍛?；蛘邔ｉT的校正模具中進(jìn)行。 由于三孔連桿屬小型鍛件，選擇在冷態(tài)下校正。 (3)熱處理和時(shí)效處理，對(duì)模鍛以后的毛坯進(jìn)行熱處理，去除毛坯的過熱組織和冷 變形加深的組織，讓毛坯具有要求的力學(xué)性能，通常采用正火或退火。然后對(duì)毛坯進(jìn) 行時(shí)效處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。 (4)清理，為了讓模鍛件的表面質(zhì)量有所提高，改進(jìn)切削加工性能，同時(shí)表面處理， 除去在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氧化皮，所站油污及其他表面缺陷等。 通過以上分析可以最終決定三孔連桿毛坯的選擇，可以將毛坯的選擇列表，如表 2-1 所示。 表 2-1 毛坯的選擇 生產(chǎn)類型 材料 形狀復(fù)雜程度 尺寸大小 后續(xù)處理 制造方法 毛坯 大批生產(chǎn) 45 鋼 較復(fù)雜 小型零件 熱處理、時(shí) 效處理 模鍛 2.7 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 10 (1)公差等級(jí) 由三孔連桿的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí) (2)鍛件的質(zhì)量 初步估計(jì)機(jī)械加工后的三孔連桿質(zhì)量為 4kg，機(jī)械加工前的三孔連桿質(zhì)量為 6kg。 (3)鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)11 S = mt/mN 其中： mt鍛件重量 mN鍛件外廓包容體重量 對(duì)于非圓形鍛件 mN =lbh 是鍛件的材料密度，這里取 7.8 公斤/立方毫米610 S = m /m =6kg/ (351mm 164mm 35mm 7.8 )0.38t 610 因?yàn)?0 結(jié)果在 0.32-0.63 之間，故該零件形狀復(fù)雜系數(shù)屬于 S 級(jí) 11。2 (4)鍛件的材質(zhì)系數(shù) M 因?yàn)殄懠馁|(zhì)是 45 鋼，45 鋼屬于含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 0.65%的碳素鋼；所以鍛件 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 6 的材質(zhì)系數(shù)為 M1 級(jí) 11。 (5)零件的表面粗糙度 零件圖顯示，隨著粗糙度的零件有著不同表面處理，表面粗糙度是大于或等于 1.6m。 根據(jù)上述因素，通過查表得該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列表， 如表 2-2 所示。 表 2-2 三孔連桿鍛造毛坯尺寸公差及加工余量 12 鍛件重量/kg 包容體重量/kg 形狀復(fù)雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級(jí) 6 15.75 S2M1普通級(jí) 項(xiàng)目/mm 機(jī)械加工余量/mm 尺寸公差/mm 厚度 50 2 2.5 .7180 厚度 35 2 2.5 . 厚度 20 2 2.2 .5170 孔徑 902.5 2.8 .9 孔徑 35 3.0 2.5 .7180 孔徑 25 2.0 2.2 .57 2.8 繪制鍛件毛坯簡圖 由表所得結(jié)果，繪制毛坯圖，見 A3 圖紙---毛坯圖。 2.9 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 在大批量生產(chǎn)三孔連桿的情況下，然后根據(jù)圖紙和連桿的結(jié)構(gòu)尺寸的孔，設(shè)計(jì)一 套三孔連桿機(jī)械加工工藝路線，方便提供未來生產(chǎn)的基礎(chǔ)。三孔連桿大致的加工工藝 路線能歸納為：毛坯鍛造及熱處理-定位基準(zhǔn)的選擇--三孔端面加工--三孔加工-終結(jié)檢 驗(yàn)。下面對(duì)三孔連桿加工工藝中遇到的問題進(jìn)行幾個(gè)方面的分析。 2.10 定位基準(zhǔn)的選擇 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 7 所謂基準(zhǔn)，就是零件上用來確定其他點(diǎn)、線、面的位置的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù) 基準(zhǔn)功用的不同，又可以分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類 1、8 。 零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。這是從工作條件，零件的性能要求， 適當(dāng)?shù)闹圃爝^程和加工工藝來選擇的。在零件圖上可以有一個(gè)或者多個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。本 設(shè)計(jì)中的三孔連桿小孔和耳部孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是大孔中心線。 零件在加工工藝過程當(dāng)中所選用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)是工藝基準(zhǔn)中的 一種，而定位基準(zhǔn)是獲得尺寸的直接基準(zhǔn)，這點(diǎn)就無可替代。定位基準(zhǔn)還可進(jìn)一步分 成：粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)、以及附加的基準(zhǔn)。要想保正加工精度和順利的決定加工順序， 選擇合理的定位基準(zhǔn)就有著非常非常重要影響。所以，首先解決工藝規(guī)程上的問題就 得通過選擇合適的定位基準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。基準(zhǔn)的選擇實(shí)際上就是基面的選擇問題。第一道 工序中，有且僅有毛坯面，所以就用毛坯面來做基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)就是這種基準(zhǔn)。在之后 的各工序的加工中，能夠用已經(jīng)加工過、切削好的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基面 就稱為精基面。在這次的三孔連桿的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中先對(duì)定位粗基準(zhǔn)和精基 準(zhǔn)進(jìn)行了確定，以下就對(duì)本次設(shè)計(jì)的三孔連桿的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇分別進(jìn)行討論。 2.10.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇主要影響加工表面與不加工表面的相互位置精度，以及影響加工表 面的余量分配。所以粗基準(zhǔn)的選定需要一定的原則，其基本的原則以下所述： (1)保證相互位置要求的原則 如必須保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。 (2)保證加工表面加工余量合理分配的原則 如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面的毛坯面為粗基準(zhǔn)。 (3)便于工件裝夾的原則 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，一定要考慮到定位的準(zhǔn)確性，夾緊的可靠和夾具的簡單的結(jié)構(gòu)， 方便的操作等問題。為確保定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，需要采用的粗基準(zhǔn)盡量的平整、光 潔以及足夠大的尺寸，不能有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。 (4)粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則 如可以用精基準(zhǔn)定位，那么粗基準(zhǔn)通常不該被反復(fù)使用。這么做的原因是，如果 毛坯的定位面很粗糙，在兩次裝夾的時(shí)候使用重復(fù)的同一基準(zhǔn)，那么會(huì)定位誤差想當(dāng) 的大。 上述四個(gè)原則選擇粗基準(zhǔn)，每一個(gè)原則只可以解釋問題的一個(gè)方面。在實(shí)際應(yīng)用 中有時(shí)可以兼顧這四項(xiàng)原則，與夾具是不是在同一時(shí)間，這是要根據(jù)具體情況來抓住 主要矛盾，解決主要問題。 在這次的三孔連桿加工工藝的設(shè)計(jì)中，斟酌了以上的原則之后，可以大致確定在 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 8 端面的加工時(shí)可選擇大頭孔為粗基準(zhǔn)，在保證垂直度的情況下，通過劃線找正裝夾的 方法，銑削大頭孔端面這也是作為后續(xù)工序的精基準(zhǔn)的面，銑小頭孔端面，銑側(cè)耳孔 兩側(cè)面。在鉆小孔和側(cè)耳孔時(shí)需要以大頭孔作為粗基準(zhǔn)，來確定另外兩孔的軸線位置。 鉆小頭孔至 29mm、耳部孔至 19mm。 根據(jù)上面的所闡述的我們能吧三孔連桿機(jī)械加工中粗基準(zhǔn)的選擇列個(gè)表格，如表 2-3 所示。 表 2-3 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)定位面 大頭孔端面 大頭孔端面和孔的內(nèi)徑面 粗加工面及加工 內(nèi)容 銑大頭孔端面、小孔和側(cè)耳孔的 端面 鉆小頭孔至 29mm、耳部孔 至 19mm 2.10.2 精基準(zhǔn)的選擇 在選取精基準(zhǔn)的時(shí)候怎么樣保證技術(shù)設(shè)計(jì)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便 成了首選需要考慮的主要問題。精基準(zhǔn)的選擇原則 6，12 如下所述： (1)基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)量選用被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這就是基準(zhǔn)重合原則。 (2)統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 如果工件選用了一個(gè)精基準(zhǔn)來定位，可以比較方便的加工大多數(shù)其他表面，這時(shí) 要盡可能早地加工出這個(gè)基準(zhǔn)面，同時(shí)也必須保證一定精度，其它表面的加工都用它 為精基準(zhǔn)的，稱之為統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。 (3)互為基準(zhǔn)原則 某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法來達(dá)到位置度要求。 這稱之為互為基準(zhǔn)原則。 目的是為了減小表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，通常用 加工面本身為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。這稱為自為基準(zhǔn)原則。 （5）便于裝夾原則 選用的精基準(zhǔn)，需要確保定位可靠、準(zhǔn)確，夾緊機(jī)構(gòu)的盡可能的簡單，操作盡量 的方便，這就是所說的便于裝夾原則。 同時(shí)，用精基準(zhǔn)面加工時(shí)需要考慮便于工件加工，并能使夾具結(jié)構(gòu)簡單的原則。 這次的三孔連桿工藝設(shè)計(jì)中，考慮了上述的原則后，再確定了大頭孔端面是接下 去大部分工序的加工的主基準(zhǔn)面。 (1)以大頭孔的基準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)，小頭、耳部及桿身輔助支承之后，壓緊工件，銑 另一側(cè)端平面，大頭厚度為為 50mm，小頭厚度為 35mm。 (2)以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。按大、小頭中心連線找正，壓緊大頭，銑削耳部兩側(cè) 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 9 平面，確保尺寸高為 52mm，厚為 20mm。 (3)粗鏜大頭孔時(shí)，以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。小頭及耳部端面加輔助支承后，壓緊 工件。粗鏜大頭孔至 88mm。 (4)精鏜大頭孔時(shí)，也選擇大頭孔的基準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)。也是將小頭及耳部端面加輔 助支承后，壓緊工件。精鏜大頭孔至 90H6mm。 (5)粗鏜小頭孔和側(cè)耳孔時(shí)，也選擇大頭孔的基準(zhǔn)面和大頭孔軸線作為基準(zhǔn)。小頭 及耳部端面加輔助支承后，壓緊工件。粗鏜小頭孔尺寸至 33mm。耳部孔尺寸至 24mm， (6)接著以大頭孔基準(zhǔn)面和大頭孔軸線為精基準(zhǔn)，精鏜小頭孔至 330.2mm，保證 中心距為 2700.1mm，鏜耳部孔 25H6 mm，保證與大頭孔中心距為 950.1mm。013. 根據(jù)上述的分析可以將三孔連桿機(jī)械加工中精基準(zhǔn)的選擇列表，如表 2-4 所示。 表 2-4 精基準(zhǔn)的選擇 精基 面 大頭孔端平面 大頭孔基準(zhǔn) 面 大頭孔基準(zhǔn) 面 大頭孔基準(zhǔn) 面 大頭孔基準(zhǔn)面 和大頭孔軸線 加工 面及 加工 內(nèi)容 小頭、耳部及 桿身加輔助支 承，壓緊工件， 銑另一側(cè)端平 面，大頭厚為 50mm，小頭厚 35mm。 壓緊大頭， 銑耳部兩側(cè) 平面，保證 尺寸高為 52mm，厚為 20mm。 粗鏜三孔， 其中大頭孔 尺寸至 88mm，小 頭孔尺寸至 34mm 耳部 孔尺寸至 24.5mm。 精鏜大孔至 圖樣要求尺 寸 90H6mm 鏜小頭孔，保 證中心距為 270mm，鏜耳部 孔 25H6mm， 保證與大頭孔 中心距為 950.1mm。 2.11 零件表面加工方法的選擇 工件上的加工表面往往需要通過粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達(dá)到加工 質(zhì)量要求。于是通常在選擇表面加工方法的時(shí)候，如要選定加工方法，則要依照零件 表面的加工精度和表面粗糙度的要求。接著確定精加工前的準(zhǔn)備工序的加工方法，這 就是所謂的確定加工方案。因?yàn)楂@得同一精度和同一粗糙度的方案有許多，所以選擇 時(shí)也同時(shí)要考慮到生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料和熱處理要求 及工廠的生產(chǎn)條件等 15。選擇零件表面加工方法時(shí)要考慮以下因素：經(jīng)濟(jì)精度與經(jīng)濟(jì) 粗糙度；零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大?。涣慵牟牧霞盁崽幚硪?；生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 這次的三孔連桿工藝的設(shè)計(jì)中三孔連桿零件的加工面有大頭孔端面、小頭孔端面、 耳部兩側(cè)平面、大頭孔內(nèi)壁、小頭孔內(nèi)壁、側(cè)耳孔內(nèi)壁。材料都是 45 鋼，通過查閱表 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 10 16，可以就零件的實(shí)際生產(chǎn)加工要求來進(jìn)行分析確定，現(xiàn)在就三孔連桿各個(gè)表面的加 工方法進(jìn)行如下分析確定： (1)大頭孔端面、小頭孔端面、耳部兩側(cè)平面：粗銑精銑 這個(gè)三孔連桿的材料是 45 鋼，大頭孔端面、小頭孔端面、耳部兩側(cè)平面的粗糙度 要求都是 6.3m，經(jīng)濟(jì)精度為 IT8，如果僅僅進(jìn)行粗銑無法滿足精度的要求，所以要aR 在粗銑后再精銑加工一下。 (2)大頭孔內(nèi)壁：粗鏜精鏜 大頭孔是鍛造就已經(jīng)有的且粗糙度要求是 1.6m，經(jīng)濟(jì)精度為 IT8，如果湖僅僅aR 用粗鏜難以達(dá)到表面粗糙度的要求，采用粗鏜精鏜浮動(dòng)鏜呢完全沒有這個(gè)必 要，只會(huì)增加生產(chǎn)成本。 (3)小頭孔內(nèi)壁、側(cè)耳孔內(nèi)壁：鉆粗鏜精鏜 因?yàn)榇箢^孔和側(cè)耳孔早期沒有鍛造出，因此要額外增加一道鉆削工序，粗糙度要 求是 1.6m，經(jīng)濟(jì)精度為 IT8，所以后續(xù)加工工序的選擇和大頭孔內(nèi)壁相同。aR 結(jié)合上述的分析，零件各表面的加工方法選擇，如表 2-5 所示。 表 2-5 零件各表面加工方法的選擇 加工表面 加工方法 大頭孔端面 粗銑半精銑 小頭孔端面 粗銑半精銑 耳部兩側(cè)平面 粗銑半精銑 大頭孔內(nèi)壁 粗鏜精鏜 小頭孔內(nèi)壁 鉆粗鏜精鏜 側(cè)耳孔內(nèi)壁 鉆粗鏜精鏜 2.12 加工順序的安排 該零件有多個(gè)表面需要機(jī)械加工，這些表面不僅本身有一定的表面粗糙度和尺寸 精度要求，而且各表面間還有一定的位置要求。而為了滿足以上這些要求，就需要合 理安排各個(gè)表面的加工工序。 2.12.1 工序安排需遵循的原則 加工順序安排總的原則是前面的工序?yàn)楹罄m(xù)工序創(chuàng)造條件，并作好基本準(zhǔn)備。機(jī) 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 11 械加工順序的安排有如下原則 13： (1)先粗厚精，零件的加工一般應(yīng)劃分加工階段，先進(jìn)行粗加工，然后進(jìn)行半精加 工，最后是精加工和光加工，應(yīng)將粗精加工分開進(jìn)行。 (2)先主后次，先考慮主要表面的加工，后考慮次要表面的加工。主要表面加工容 易出廢品，應(yīng)放在前階段進(jìn)行，以減少工時(shí)的浪費(fèi)。次要表面一般加工余量較小，加 工比較方便，因此把次要表面加工穿插在各種加工階段中進(jìn)行，使加工階段更明顯且 能順利進(jìn)行，又能增加加工階段的時(shí)間間隔，可以有足夠的時(shí)間讓殘余應(yīng)力重新分布 并使其引起的變形充分表現(xiàn)，以便在后續(xù)工序中修正。 (3)先面后孔，先加工平面，后加工孔。應(yīng)為平面一般面積比較大，輪廓平整，先 加工好平面，便于加工孔時(shí)的定位夾裝，利于保證孔與平面的位置精度，同時(shí)也給孔 的加工帶來方便，另外由于平面已加工好，對(duì)平面上的孔加工時(shí)，使刀具的初始工作 條件得到改善。 (4)先基準(zhǔn)后其他，工藝路線開始安排的加工面應(yīng)該是選擇定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)面， 然后再以精基準(zhǔn)定位，加工其它表面。為保證一定的定位精度，當(dāng)加工面的精度要求 很高時(shí)，精加工前一般應(yīng)先精修一下精基準(zhǔn)。 2.12.2 加工階段的劃分 劃分加工階段可以達(dá)到以下目的 1、6、8 : (1)利于保證加工質(zhì)量。 (2)便于合理的使用機(jī)床設(shè)備。 (3)便于熱處理工序安排。 (4)便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷。 該三孔連桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工 三個(gè)階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)也就是大頭孔端平面準(zhǔn)備就緒，讓后面的工序都可 采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑大頭孔另一側(cè)端面、 小頭孔兩側(cè)端面、耳部兩側(cè)平面。鉆小頭孔、側(cè)耳孔；粗鏜大頭孔、小頭孔和側(cè)耳孔。 在半精加工的階段，完成粗銑大頭孔另一側(cè)端面、小頭孔兩側(cè)端面、耳部兩側(cè)平面的 半精鏜和大頭孔、小頭孔和側(cè)耳孔的半精鏜、精鏜。然而在其精加工階段主要保證的 是三個(gè)孔的端面和內(nèi)孔面的表面粗糙度及相互位置精度的要求。 2.12.3 工序順序的安排 （1）機(jī)械加工工序 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 12 1）根據(jù)“先基準(zhǔn)后其他 ”的原則，先加工精基準(zhǔn) 大頭孔端平面和大頭孔內(nèi)表面 90H6 mm。06. 2）根據(jù)“先粗后精 ”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3）格局“先面后孔 ”的原則，先加工大頭孔和小頭孔的兩側(cè)端面及側(cè)耳孔的兩側(cè)平 面，后加工三個(gè)孔。 （2）熱處理工序 模鍛成型后切邊，進(jìn)行正火處理，然后噴砂、去毛刺。 （3）輔助工藝 精加工之后安排去刺、修鈍各處尖棱探傷檢查，無損探傷，檢查零件有無裂紋， 夾渣等工序 2.12.4 確定工藝路線 考慮了上述工序安排原則的基礎(chǔ)上，列表確定出工藝路線，如表 2-6 所示。 表 2-6 三孔連桿機(jī)械加工工藝過程卡 工序 號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 鍛 模鍛 2 熱處理 正火處理 3 噴砂 噴砂、去毛刺 4 劃線 劃桿身十字中心線及三孔端面加工線 5 銑 按所劃加工線找正，墊平，桿身加輔助支承，壓 緊工件，銑平面至劃線尺寸。并確定大頭孔平面 為以下各序加工的主基準(zhǔn)面作標(biāo)記（下稱大頭孔 基準(zhǔn)面） X52K 組合夾具 6 銑 以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。小頭、耳部及桿身加輔 助支承，壓緊工件，銑平面，大頭厚為 500.2mm，小頭厚 350.2mm X52K 組合夾具 7 銑 以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。按大、小頭中心連線找 正，壓緊大頭，銑耳部兩側(cè)平面，保尺寸高為 52mm，厚為 200.2mm X62W（X6132 ） 組合夾具 8 粗鏜 以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。小頭及耳部端面加輔助支承后，壓緊工件。粗鏜大頭孔至 88mm T617A專用夾具 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 13 9 精鏜 以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。小頭及耳部端面加輔助 支承后，壓緊工件。精鏜大頭孔至 90H6 mm0.2 T617A 專用夾具 10 劃線 以大頭毛坯孔為基準(zhǔn)，兼顧連桿外形情況，劃兩孔徑的加工線 11 鉆 以大頭孔基準(zhǔn)面和大頭孔內(nèi)孔面為基準(zhǔn)。小頭及 耳部端面加輔助支承后，壓緊工件。鉆小頭孔至 29mm、側(cè)耳孔至 19mm Z3050 專用夾具 12 粗鏜 粗鏜小頭孔和側(cè)耳孔，其中小頭孔尺寸至 33mm耳部孔尺寸至 24mm T617A專用夾具 13 精鏜 以大頭孔基準(zhǔn)面和大頭孔內(nèi)孔面為基準(zhǔn)。小頭及 耳部端面加輔助支承后，重新裝夾壓緊工件。精 鏜兩孔至圖樣要求尺寸。其中小頭孔 35H6 0.16 mm，保證中心距為 2700.1mm，耳部孔 25H6 mm，保證與大頭孔中心距為 95 mm013. 10. T617A 專用夾具 14 倒角 對(duì)大頭孔倒角 45. 15 鉗 修鈍各處尖棱，去毛刺 16 檢驗(yàn) 檢查各部尺寸及精度 17 檢驗(yàn) 探傷檢查，無損探傷，檢查零件有無裂紋，夾渣等 磁力探傷儀 18 入庫 油封入庫 2.13 加工余量、工序尺寸的確定 2.13.1 加工余量與工序余量 加工余量是指加工過程中從被加工表面上切除的金屬層厚度 17。加工余量有工序 余量和和加工總余量（毛坯余量）兩種。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差 。加 工得總余量是把毛坯變?yōu)槌善返恼麄€(gè)加工過程中某表面切除的金屬層總厚度，即毛坯 尺寸與零件圖設(shè)計(jì)尺寸之差。這么看來，某個(gè)表面的加工總余量就該是表面工序余量 之和，所以說每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。同時(shí)工序余量也能被定義 為相鄰兩工序基本尺寸之差。因?yàn)榧庸け砻嫘螤畹牟煌拥墓び嗔客瑫r(shí)能夠分為單 邊余量和雙邊余量，零件非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱表面，它的加工余量通常為單邊余量； 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 14 零件對(duì)稱結(jié)構(gòu)的對(duì)稱表面，它的加工余量一般是雙邊余量。在三孔連桿的機(jī)械加工中， 大頭孔端平面、小頭孔端面和耳部兩側(cè)平面都是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以它們的加工余量都 是單邊邊余量。三個(gè)孔是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其加工余量是雙邊余量，工序余量主要受第一道 粗加工工序余量與毛坯制造精度的影響。 2.13.2 加工余量與工序尺寸的確定 通過查表 12計(jì)算得出三孔連桿機(jī)械加工余量及工序尺寸如表 2-7。 表 2-7 三孔連桿的機(jī)械加工余量及工序尺寸 工序 工序內(nèi)容 單邊余量（mm） 工序尺寸(mm) 表面粗糙度(m) 粗銑耳部兩側(cè)平面 1.25 52 5012.5 7 半精銑耳部兩側(cè)平面 0.75 52 50 6.3 8 粗鏜大頭孔 1.5 90 6.3 9 精鏜大頭孔 1.0 90 1.6 鉆小頭孔 14.5 35 6.3 11 鉆側(cè)耳孔 9.5 25 6.3 粗鏜小頭孔 2 35 6.3 12 粗鏜側(cè)耳孔 2.5 25 6.3 精鏜小頭孔 1.0 35 1.6 13 精鏜側(cè)耳孔 0.5 25 1.6 14 倒角 45.01.5 45.012.5 2.14 切削用量的確定、基本時(shí)間的計(jì)算 2.14.1 工序 5 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 15 工序 5 是粗銑大頭孔端面和小頭孔端面，由于粗銑大頭孔端面和小頭孔端面時(shí)， 是在同一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)過一次裝夾后完成的，因此他們的切削速度 和進(jìn)給量 是一樣cvf 的，只有背吃刀量不同。 (1)選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YG8。 ， ， 。map5.1d1204z 其中 為刀具直徑。0 (2)決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，一次加工完?map5. 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52K 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表 8-1319查得： ，則0.2/zfmz0.24.8/fr 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 300wnin/r103.1/iwdnvm 當(dāng) 300r/min 時(shí)0.2430/inMzwfn 符合 X52K 型銑床機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給范圍。 (3)計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ， 。ml54l91ml32 其中： =1 )((.00Cd ）（ .3C 52l 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 16 (雙面2)1254930.28minjwlTnf 就上面對(duì)該步序加工切削用量及基本時(shí)間的分析計(jì)算，現(xiàn)在將各工步的計(jì)算結(jié)果 列成表，得到工序 5 的切削用量及基本時(shí)間，如下表 2-8 所示。 表 2-8 工序 5 的切削用量及基本時(shí)間 工步 （pam ） (/)fr(/min)v(/i)r(min)jT 粗銑大頭孔端面 1.5 0.8 113.1 300 0.56 粗銑小頭孔端面 1.5 0.8 113.1 300 0.56 2.14.2 工序 6 工序 6 是精銑大頭孔和小頭孔兩端面。由于精銑大頭孔端面和小頭孔端面時(shí)，是 在同一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)過一次裝夾后完成的，因此他們的切削速度 和進(jìn)給量 是一樣的，cvf 只有背吃刀量不同。 (1)選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YG6。 ， ， 。0.5pamd1204z 其中 為刀具直徑。 (2)決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52K 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表 8-1319查得： ，則0.15/zfmz0.154.6/fr 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 300wnin/r2031./i1wdnvm 三孔連桿加工工藝及工裝設(shè)計(jì) _______ 17 當(dāng) 300r/min 時(shí)wn0.1543180/minMzf 符合 X52K 型銑床機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給范圍。 3) 計(jì)算工時(shí)