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寧杭州萬向職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(論文) 柴油機連桿工藝及銑頂面夾具設(shè)計 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 摘 要 本文是對柴油機連桿零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對柴油機連桿零件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具. 機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計銑床夾具。 關(guān)鍵詞：連桿，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具 29 Abstract This article is on the camshaft adjusting fork parts processing application and processing technology and analysis, including the spare parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing method, the rational design of machining process. In addition to the camshaft adjusting fork parts of the two process designing special fixture. Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, designed for a certain work piece processing services for the fixture, it needs each factory according to work piece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design jig boring machine and milling fixture,. Key Words:Adjust the fork，Processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 錄 摘 要 II Abstract 1 目 錄 2 第1章 緒論 1 1.1 機械加工工藝概述 1 1.2機械加工工藝流程 1 1.3夾具概述 2 1.4機床夾具的功能 2 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 4 第2章 柴油機連桿的加工工藝規(guī)程設(shè)計 5 2.1 柴油機連桿的用途及其特點 5 2.2 連桿的的材料及毛坯制造 5 2.3 連桿的加工工藝過程 7 2.4 連桿的加工工藝過程分析 8 2.4.1 定位基準的選擇 8 2.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排 9 2.4.3 確定合理的夾緊方法 10 2.4.4 連桿主要面的加工方法 10 2.4.5 連桿主要孔的加工方法 10 2.4.6 連桿體與連桿蓋的銑開工序 11 2.5加工工具使用 11 2.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 11 2.6.1 確定加工余量 11 2.6.2確定工序尺寸及其公差 12 2.7 確定切削用量及基本工時 13 3 銑頂面夾具設(shè)計 21 3.1研究原始質(zhì)料 21 3.2定位基準的選擇 21 3.3 切削力及夾緊分析計算 21 3.4 誤差分析與計算 23 3.5 零、部件的設(shè)計與選用 24 3.5.1定位銷選用 24 3.5.2夾緊裝置的選用 24 3.5.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 25 3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 26 結(jié) 論 27 參 考 文 獻 28 致謝 29 第1章 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人類文明進步的標(biāo)志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標(biāo)準化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標(biāo)準化 機床夾具的標(biāo)準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準等。機床夾具的標(biāo)準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 第2章 柴油機連桿的加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 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(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，可以用來補償軸瓦的磨損。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(yīng)具有足夠的強度和剛度外，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)動機運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質(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(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動機工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，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。 2.2 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(yīng)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(chǎn)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(chǎn)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(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(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鞯姆N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。 目前我國有些生產(chǎn)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(chǎn)生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產(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械強度等方面都可達到模鍛水平，并且設(shè)備簡單，勞動條件好，生產(chǎn)率較高，便于實現(xiàn)機械化、自動化，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（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(yù)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(diào)質(zhì)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(nèi)應(yīng)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(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查，方能進入機械加工生產(chǎn)線。 2.3 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、形狀精度以及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(jié)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(cè)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(cè)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(jié)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(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。 2.4 連桿的加工工藝過程分析 2.4.1 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(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(biāo)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(shè)計夾具時亦作相應(yīng)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(dāng)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(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(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。 2.4.2 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(xué)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，最終達到零件的技術(shù)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?？傊菫榫庸ご?、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。 2.4.3 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(yīng)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(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。 2.4.4 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(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M7130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。 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(cè)面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準面）。 2.4.5 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(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、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(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、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(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、擴、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。 為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴和鉸兩個工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。從而達到所需要的技術(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(zhuǎn)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。 2.4.6 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(jié)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。 2.5加工工具使用 應(yīng)具備適應(yīng)“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(yīng)做成活動的，當(dāng)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(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，另一方面設(shè)計頂出工件的裝置。 2.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 2.6.1 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 2.5 IT12() 40() 12.5 精銑 0.6 IT10() 38.8() 3.2 粗磨 0.3 IT8() 38.2() 2.6 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 =（2.5+0.6+0.3+0.1）2 =mm （2）、連桿鑄造出來的總的厚度為H=38+=mm 2.6.2確定工序尺寸及其公差 （根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)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 63.5 63.5 0.4 精鏜 0.4 63.4 63.4 0.8 半精鏜 1 65 65 2.6 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(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)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 2.6 鉸 0.2 6.4 擴 9 12.5 鉆 鉆至 12.5 2.7 確定切削用量及基本工時 1、銑連桿大小頭平面 選用X52K機床 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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） = 2.04 m/s (2) 擴小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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 = 2.5 mm 進給量 f = 0.8 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(cè)面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(zhuǎn)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(shè)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 = 2.29 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(zhuǎn)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）=2.256 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(shè)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(zhuǎn)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(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(zhuǎn)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(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(jié)合面 選用磨床M7130 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(zhuǎn)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(jié)合面 (1) 粗銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(zhuǎn)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(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(jié)合面 選用磨床M7350 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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 = 2.0 mm 進給量f = 0.6 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)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(biāo)記朝上） 選用磨床M7130 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)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(shè)計手冊》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 63.5 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(shè)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 = 2.0 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(shè)計手冊》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 63.