柴油機(jī)連桿加工工藝及工裝夾具設(shè)計(jì)-擴(kuò)大頭孔、銑剖分面,柴油機(jī),連桿,加工,工藝,工裝,夾具,設(shè)計(jì),擴(kuò)大,銑剖分面 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 題目：基于發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿數(shù)控仿真與工裝夾具設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r 本設(shè)計(jì)已經(jīng)完成以下內(nèi)容： （1）對(duì)于在開(kāi)題答辯中，老師對(duì)我總設(shè)計(jì)的連桿草圖，和加工方案的確定，開(kāi)題報(bào)告中提出的相關(guān)問(wèn)題，我修改了三維圖，CAD圖。并通過(guò)了知道老師的檢查；完善了開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容和格式。 （2）根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，完成了擬定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工藝路線，工藝路線的確定，運(yùn)用CAD/CAM軟件對(duì)連桿進(jìn)行形體三維造型設(shè)計(jì)；確定連桿模具類型及結(jié)構(gòu)，完成連桿上、下模具三維圖紙的繪制；模具形狀尺寸及公差要求進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；設(shè)計(jì)連桿的工裝夾具；外文文獻(xiàn)的翻譯。 （3）完成了切削力以及夾緊力的計(jì)算。 1.專用夾具設(shè)計(jì) 1)縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 2）確保并穩(wěn)定加I精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量 3）降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 4）機(jī)床的加工范圍得到擴(kuò)大 1.1.夾具設(shè)計(jì) 1.1.1.定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：99±0.01mm兩側(cè)面對(duì)大、小頭孔中心線有對(duì)稱度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為大、小頭孔中心線。設(shè)計(jì)專用夾具的思路是采用“一面兩孔”定位，限制工件的6個(gè)自由度。使用大頭孔一端面作為基準(zhǔn)面，用以心軸把工件定位夾緊在夾具體上，用以可換定位銷限制工件可以旋轉(zhuǎn)的自由度，使工件達(dá)到完全定位。 1.1.2.切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：圓盤(pán)鑲齒銑刀Φ63mm 齒數(shù)Z=10。 其中：，，，，， ，，，， ，z=20 所以： 水平分力: 垂直分力： 在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)。 其中： 為基本安全系數(shù)：=1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)：=1.1 為刀具鈍化系數(shù)：=1.1 為斷續(xù)切削系數(shù); =1.1 所以：F==1.5×1.1×1.1×1.1×3141=6271（N） 用螺母加緊可克服水平切削力，實(shí)際加緊力N為 6271/0.5=12540（N） 其中夾具定位及加緊面上的摩擦系數(shù)均為0.25。 故實(shí)際加緊力為 12540N，本夾具可安全工作 2. 存在問(wèn)題及解決措施 存在的問(wèn)題：在本設(shè)計(jì)里設(shè)計(jì)夾具過(guò)程中，主要考慮應(yīng)該是定位和加緊。定為應(yīng)防止過(guò)定位和欠定位。通常夾具設(shè)計(jì)選用完全定位。加緊力應(yīng)大于加工時(shí)的切削力，使加工過(guò)程零件不發(fā)生偏移和振動(dòng)，從而保證零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。 定位誤差分析 工件在夾具中的位置由定位基準(zhǔn)與定位組件相接觸或配合來(lái)確定的，然而工件與定位組件均有制造誤差，就會(huì)使一批工件在夾具中的位置不一致，從而導(dǎo)致工件工序尺寸的誤差，這就是定位誤差。 解決措施：仔細(xì)計(jì)算機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。需要多次驗(yàn)算檢查。 3. 后期工作安排 編制數(shù)控加工工藝規(guī)程；運(yùn)用Mastercam對(duì)連桿所設(shè)計(jì)的上、下模具進(jìn)行數(shù)控仿真加工，并對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)的對(duì)設(shè)計(jì)方案和仿真的結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析；完成設(shè)計(jì)圖紙，寫(xiě)出畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：基于發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿模具設(shè)計(jì) 與數(shù)控仿真 基于發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿模具設(shè)計(jì)與數(shù)控仿真 摘 要 汽車連桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 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(guò)程時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開(kāi)。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。 本文主要論述了連桿及其模具的三維建模、連桿的加工工藝及夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且運(yùn)用三維軟件對(duì)連桿模具進(jìn)行數(shù)控仿真并最終生成NC程序。 關(guān)鍵詞: 連桿模具；夾具設(shè)計(jì)；數(shù)控仿真 The Mold Design And Numerical Control Simulation Based On Connecting Rod Of Engine Abstract The connecting rod is one of the main driving a diesel engine, the paper discusses the process of connecting rod and fixture design. The size of the connecting rod, shape accuracy and precision of the position precision requirements are very high, and the rigidity of the connecting rod is poorer, easy to produce the deformation, so in arrangement process, they need to put the main surface finishing process of coarse separate. Gradually reduce machining allowance, cutting force and stress, and the effect of correction of deformation processing, can finally achieved the components the technical requirements This paper mainly discusses the processing technology and 3D modeling, the connecting rod and the die of the seven processes splitting surface of fixture design, and uses Mastercam software to carry on the numerical simulation of piston rod die and eventually generates NC program. Key Words: Piston rod die；Design of clamping device；NC simulation 目 錄 1 緒論 1 1.1課題背景意義 1 1.2國(guó)內(nèi)外研究情況 1 1.2.1國(guó)內(nèi)研究情況 2 1.2.2國(guó)外研究情況 2 1.3論文的主要內(nèi)容 3 2 連桿及其模具的三維建模 4 2.1連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 4 2.2連桿的主要技術(shù)要求 4 2.3連桿的三維建模 6 2.4連桿模具的三維建模 7 2.4.1連桿毛坯設(shè)計(jì) 7 2.4.2連桿模具設(shè)計(jì) 8 3 連桿的加工工藝設(shè)計(jì) 11 3.1連桿的機(jī)械加工工藝過(guò)程分析 11 3.1.1 工藝過(guò)程的安排 11 3.1.2定位基準(zhǔn)的選擇 11 3.1.3確定合理的夾緊方法 12 3.1.4連桿兩端面的加工 12 3.1.5連桿大、小頭孔的加工 12 3.1.6連桿螺栓孔的加工 13 3.1.7連桿體與連桿蓋的銑開(kāi)工序 13 3.1.8大頭側(cè)面的加工 13 3.2切削用量的選擇原則 13 3.2.1 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則 14 3.2.2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 15 3.3連桿的加工工藝過(guò)程 15 3.4確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 17 3.4.1 確定加工余量 17 3.4.2 確定工序尺寸及其公差 17 3.5工時(shí)定額的計(jì)算 18 3.5.1銑連桿大小頭平面 18 3.5.2 粗磨大小頭平面 19 3.5.3 加工小頭孔 20 3.5.4 銑大頭兩側(cè)面 21 3.5.5 擴(kuò)大頭孔 22 3.5.6 銑開(kāi)連桿體和蓋 22 3.5.7 加工連桿體蓋結(jié)合面 23 3.5.8銑連桿兩螺栓孔底面 25 3.5.9鉆、擴(kuò)、鉸螺栓孔 25 3.5.10 粗鏜大頭孔 27 3.5.11 大頭孔兩端倒角 28 3.5.12精磨大小頭兩平面 28 3.5.13 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 29 3.5.14鉆小頭油孔 29 3.5.15 小頭孔兩端倒角 30 3.5.16鏜銅套孔 30 3.5.17珩磨大頭孔 30 4 夾具的設(shè)計(jì) 32 4.1問(wèn)題的指出 32 4.2夾具設(shè)計(jì) 32 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 32 4.2.2夾緊方案 32 4.2.3 夾具體設(shè)計(jì) 32 4.2.4切削力及夾緊力的計(jì)算 33 4.2.5 定位誤差分析 34 5 連桿模具的數(shù)控仿真與NC程序生成 35 5.1連桿下模數(shù)控仿真 35 5.1.1刀具路徑設(shè)計(jì) 35 5.1.2加工仿真 38 5.1.3 NC文件的生成 38 5.2連桿上模數(shù)控仿真 39 6 結(jié)論 41 參考文獻(xiàn) 42 致謝 44 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 45 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 46 1 緒論 1.1課題背景意義 在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，人類文明已經(jīng)達(dá)到了空前的飛躍，隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，模具已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)中生產(chǎn)各種零部件不可缺少的重要工藝裝備。模具是制造業(yè)中使用量大，影響面廣的工具產(chǎn)品。在現(xiàn)代化批量生產(chǎn)中，沒(méi)有高水平的模具，就沒(méi)有高質(zhì)量的產(chǎn)品，模具對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本具有重要作用。因此，企業(yè)對(duì)模具質(zhì)量精度等方面的要求越來(lái)越高，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的需越來(lái)越大。近年來(lái)我國(guó)汽車產(chǎn)量一直在高速增長(zhǎng), 對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的需求也在大幅增加, 需求增加量每年以數(shù)百萬(wàn)計(jì),許多廠家瞄準(zhǔn)這個(gè)市場(chǎng), 開(kāi)始投資建設(shè)連桿鍛造生產(chǎn)線[1]。 連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，連桿的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸，所以，連桿除上下運(yùn)動(dòng)外，還左右擺動(dòng)作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，連桿工作時(shí)，主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，要求它應(yīng)有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。因此，連桿的加工精度將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過(guò)量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個(gè)高應(yīng)力區(qū)域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性能；又要求具有足夠的鋼性和韌性。連桿材料一般采用45鋼、40Ｃr或40MnB等調(diào)質(zhì)鋼。合金鋼雖具有很高強(qiáng)度，擔(dān)對(duì)應(yīng)力集中很敏感。所以，在連桿外形、過(guò)度圓角等方面需嚴(yán)格要求，還應(yīng)注意表面加工質(zhì)量以提高疲勞強(qiáng)度，否則高強(qiáng)度合金鋼的應(yīng)用并不能達(dá)到預(yù)期果。 目前，連桿生產(chǎn)的主要工藝有模鑄工藝、粉末冶金工藝、模鍛工藝、粉末鍛造工藝、粉末熱擠壓—鍛造工藝、碳纖維強(qiáng)化工藝等，由于模鍛成型具有接近最終產(chǎn)品的幾何形狀和尺寸精度，并能夠細(xì)化晶粒，可以獲得更高的力學(xué)性能，綜合性能很好，實(shí)踐證明，采用模鍛工藝生產(chǎn)的連桿具有力學(xué)性能優(yōu)良、易于加工、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，而且生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,因此在制造內(nèi)燃機(jī)用連桿中占據(jù)了主導(dǎo)地位。本課題主要研究連桿的加工工藝設(shè)計(jì)以及運(yùn)用CAD/CAM軟件對(duì)連桿模具進(jìn)行設(shè)計(jì)與數(shù)控仿真對(duì)提高連桿生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義[2] 。 1.2國(guó)內(nèi)外研究情況 連桿是汽車的主要傳動(dòng)部件，制造連桿主要要求在尺寸精度和使用性能滿足情況下，能達(dá)到結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，制造容易，質(zhì)量盡可能輕以及成本盡可能低。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都對(duì)連桿有不同程度的研究。 12 1.2.1國(guó)內(nèi)研究情況 奇瑞汽車有限公司發(fā)明一種內(nèi)燃機(jī)的曲柄上下止點(diǎn)相位可預(yù)選的連桿機(jī)構(gòu)，整個(gè)連桿機(jī)構(gòu)由主連桿,肘連桿及其擺動(dòng)支座和驅(qū)動(dòng)桿所構(gòu)成。主連桿的一端與活塞組相接，另一端與肘連桿相接，肘連桿連接著驅(qū)動(dòng)桿，驅(qū)動(dòng)桿又連接著曲柄，擺動(dòng)支座固定在氣缸體上。擺動(dòng)支座位于曲柄一連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)，且定位在沿曲柄旋轉(zhuǎn)方向、偏離氣缸中心線一定距離的座標(biāo)點(diǎn)上。采用該連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠提高連桿機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)效率，達(dá)到提高內(nèi)燃機(jī)熱效率、降低燃油消耗率、減少排氣污染的目的[3] 。 吉林大學(xué)輥鍛工藝研究所寇淑清，楊慎華，趙勇，趙慶華等分析了斷裂的剖分機(jī)理和發(fā)生條件，并對(duì)裂解連桿材料、預(yù)制初始裂紋槽、定向裂解、定扭矩裝配螺栓等連桿裂解加工的關(guān)鍵技術(shù)與核心工藝進(jìn)行了探討。研究開(kāi)發(fā)了具有“背壓”裂解功能的定向裂解機(jī)床，并對(duì)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解加工過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值分析與試驗(yàn)探索。其結(jié)果表明：合理設(shè)計(jì)裂紋槽位置與幾何參數(shù)并保證加工精度，可有效降低裂解加工載荷。背壓裂解加工方法有利于提高裂解加工質(zhì)量，在瞬時(shí)加載條件下，合理調(diào)節(jié)背壓力與裂解力比值可獲得性能優(yōu)良的斷裂面[4]。 除了對(duì)連桿結(jié)構(gòu)的研究，姜堰市萬(wàn)里特種合金鑄造廠發(fā)明了一種可熱鍛的鈧鋁合金連桿材料，相關(guān)成分分別占重量百分比為Si0.5一1.0%、Fe0.5一0.9%、Cu 3.5一4.4%、Mn 0.4一1.0%、Mg 0.4一0.8 %、Zn 0.1一0.3%、Sc 0.1一0.15%、AL 91.35一94.45%、雜質(zhì)0.O5一0.1%。在配方中設(shè)有對(duì)鋁有很強(qiáng)彌散性的Sc，熔煉后期摻入Sc與鋁合金熔液反應(yīng)生成化合物相，使晶粒細(xì)化，顯著改善鑄造成形的鋁合金連桿抗拉強(qiáng)度、硬度、塑性、抗蝕性和熱穩(wěn)定性。該材料在鑄造成形后可通過(guò)模具熱鍛，進(jìn)步提升相關(guān)機(jī)械性能。用此材料制作的連桿比現(xiàn)有技術(shù)制造的抗拉強(qiáng)度高15%左右，硬度高5%左右，延伸率高4%左右，完全可以滿足高速內(nèi)燃機(jī)的配套要求[5]。 1.2.2國(guó)外研究情況 豐田公司發(fā)明了一種連桿，其由小端的小端構(gòu)件,構(gòu)成柱部的柱構(gòu)件以及構(gòu)成大端大端構(gòu)件作為單獨(dú)構(gòu)件組成。其中小端構(gòu)件和大端構(gòu)件均由高剛性材料制成，柱構(gòu)件由高強(qiáng)度材料制成。這些構(gòu)件通過(guò)液相擴(kuò)散接合整體地接合，因而提供可以實(shí)現(xiàn)抑制應(yīng)力集中的連桿。豐田自動(dòng)車株式會(huì)社還發(fā)明了一種以連接梁部分為主體的高強(qiáng)度連桿。大端和小端位于連接梁部分的相對(duì)端上。第一接合部分位于連接梁部分和大端之間，連接該連接梁部分和大端。第二接合部分位于連接梁部分和小端之間，連接該連接梁部分和小端。在這種連桿中，第一和第二接合部分中的每一個(gè)的橫截面積向著連接梁部分逐漸地、連續(xù)地減少，并且具有強(qiáng)度隨著橫截面積的減少而增大的特點(diǎn)。這種連桿具有較高的疲勞強(qiáng)度，同時(shí)可以減輕連桿的重量[6]。 馬勒國(guó)際公司發(fā)明一種帶有滑動(dòng)軸承面的內(nèi)燃機(jī)連桿，該連桿帶有滑動(dòng)軸承面的小頭 ） 孔用于容納活塞銷，帶有滑動(dòng)軸承面的大頭孔包圍連桿軸頸。通過(guò)旋轉(zhuǎn)噴涂在至少一個(gè)滑動(dòng)軸承面上的由包含有固體潤(rùn)滑劑顆粒的熱固性樹(shù)脂構(gòu)成的自潤(rùn)滑涂層可以高效和低成本地避免活塞銷和連桿軸頸的卡死和磨損[7]。 20世紀(jì)70年代中期，德國(guó)保時(shí)捷公司率先在其生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)系列汽車上使用粉末鍛造連桿，日本豐田汽車公司則于20世紀(jì)80年代初開(kāi)始采用，至1992年其產(chǎn)量已達(dá)250萬(wàn)件。美國(guó)福特汽車公司從1987年開(kāi)始大量采用粉末鍛造連桿，1992年的產(chǎn)量已達(dá)400萬(wàn)件。德國(guó)寶馬公司于1991年開(kāi)始在其新設(shè)計(jì)的8缸發(fā)動(dòng)機(jī)上采用粉末鍛造連桿，當(dāng)年的產(chǎn)量即達(dá)到65萬(wàn)件[8]。 1.3論文的主要內(nèi)容 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的模具設(shè)計(jì)與數(shù)控仿真是一個(gè)綜合的實(shí)際案例，需要將機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝學(xué)、Solidworks和MastercamX6等結(jié)合起來(lái)，參考連桿的結(jié)構(gòu)大膽設(shè)計(jì)，從而完成連桿模具的設(shè)計(jì)與數(shù)控仿真。 （1） 連桿及其模具的三維建模 連桿模具主要包括上模、下模、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)等，運(yùn)用SolidWorks軟件的拉伸、切除、放樣、圓角等命令創(chuàng)建連桿的三維模型，進(jìn)而繪制出連桿模具的三維模型。 （2） 連桿的加工工藝 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(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來(lái)安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個(gè)階段：第一階段為連桿體和蓋切開(kāi)之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開(kāi)后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工[9]。 （3） 夾具的設(shè)計(jì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要針對(duì)第第七道工序剖分面的工裝夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)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，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度[10]。 （4） 連桿模具的數(shù)控仿真與NC程序的生成 連桿鍛模的型腔為復(fù)雜曲面，故選用Mastercam X6的曲面加工模塊進(jìn)行加工刀路設(shè)計(jì)。曲面模型的加工可分為曲面粗加工和曲面精加工，MastercamX6中共有8種粗加工和l0種精加工方式，要根據(jù)具體情況和實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)，合理選用加工方式，然后確定刀具形式、直徑和加工材料等。 2 連桿及其模具的三維建模 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[11]。 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)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，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(gè)：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)連桿桿身中心面的對(duì)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[12]。 2.2連桿的主要技術(shù)要求 連桿上需進(jìn)行機(jī)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)要求如圖2.1。 圖2.1 連桿零件圖 1. 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度 為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.4μm；大頭孔的圓柱度公差為0.012mm，小頭孔公差等級(jí)為IT8，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于3.2μm。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025mm，素線平行度公差為0.04/100mm。 2. 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??；而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100mm長(zhǎng)度上公差為0.04mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100mm長(zhǎng)度上公差為0.06mm。 3. 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：190±0.05mm[13] 。 4. 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100mm長(zhǎng)度上公差為0.08mm）。 5. 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0.8μm,小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。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(méi)有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來(lái)許多方便。 6. 螺栓孔的技術(shù)要求 在前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，連桿在工作過(guò)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)公差等級(jí)和表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3μm加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對(duì)稱度公差為0.25mm。 2.3連桿的三維建模 根據(jù)圖2.1連桿的尺寸要求，運(yùn)用SolidWorks軟件的拉伸、切除、放樣、圓角等命令創(chuàng)建連桿的三維模型，見(jiàn)圖2.2。具體步驟首先運(yùn)用SolidWorks軟件的拉伸、放樣、鏡像等命令繪制連桿的兩端;其次以不同截面內(nèi)的連桿體輪廓曲線為放樣、掃描輪廓，以4個(gè)棱邊線為引導(dǎo)線，進(jìn)行放樣生成連桿體;最后根據(jù)圖2.1連桿的尺寸要求分別對(duì)連桿的大頭、小頭具體設(shè)計(jì)[14] 。 圖2.2 連桿三維圖 2.4連桿模具的三維建模 2.4.1連桿毛坯設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮鍛件的收縮率，精密模鍛時(shí)還需考慮模具的熱脹冷縮問(wèn)題。熱鍛時(shí)鋼材的收縮率一般取1.2%~1.5%，而對(duì)細(xì)長(zhǎng)的桿類件、偏薄的鍛件收縮率取0.8%~1.2%；帶大頭大頭的長(zhǎng)桿鍛件，頭部和桿部的收縮率應(yīng)取不同值；不銹鋼的收縮率較大，一般去1.5%~1.8%，鋁合金為0.8%~1.0%，鎂合金為0.8%，鈦合金為0.5%~0.7%，銅合金為1.0%~1.3%.溫鍛時(shí)，由于終端溫度較低，收縮率應(yīng)適當(dāng)取小些。由于連桿材料為45鋼故收縮率取1.1%，根據(jù)連桿加工要求選擇一定的加工余量設(shè)計(jì)出連桿毛坯如圖2.3，進(jìn)而運(yùn)用SolidWorks繪制連桿鍛件的三維模型如圖2.4。 圖2.3 連桿毛坯圖 圖2.4 連桿鍛件的三維模型 2.4.2連桿模具設(shè)計(jì) a. 確定分模位置 模鍛件是在可分的模腔中成型的，組成模具型腔的各模塊的分合面稱為分模面。分模面一般應(yīng)該設(shè)置在鍛件的最大輪廓處，它分為如下三種情況： (1) 分模面設(shè)置在最大輪廓的最前端 優(yōu)點(diǎn)：凸膜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鍛件的頭部和桿部不偏心，對(duì)于非回轉(zhuǎn)體鍛件，可以簡(jiǎn)化模具制造和安裝調(diào)整工作。 缺點(diǎn)：在切邊時(shí)易拉出縱向飛邊。 (2) 分模面設(shè)置在最大輪廓中部 優(yōu)點(diǎn)：切邊時(shí)鍛件飛邊比較干凈，一般飛邊設(shè)置在凸模方向10～15mm為宜 缺點(diǎn)：凸模和凹模調(diào)整不當(dāng)時(shí)，易產(chǎn)生錯(cuò)差，并且要求終端模膛和飛邊莫有較好的的同心端。 (3) 分模面設(shè)置在最大輪廓的后端 優(yōu)點(diǎn)：由于鍛件都在凸模內(nèi)成形，鍛件內(nèi)外徑和前后臺(tái)階同心度好。 缺點(diǎn)：鍛件在切邊模膛內(nèi)很難定位，并且鍛件和坯料之間易產(chǎn)生錯(cuò)差，一般很少采用。但是在生產(chǎn)軸承環(huán)鍛件時(shí)，采用，其飛邊在切邊壓床上冷切 。 該鍛件為開(kāi)式模鍛，根據(jù)鍛件形狀及保證鍛件形狀盡可能與零件形狀相同，容易從鍛模型槽中取出；此外應(yīng)爭(zhēng)取獲得鐓粗充填成型等原則，另外考慮到以下要求： 1）為了便于發(fā)現(xiàn)上下模在模鍛過(guò)程中的錯(cuò)移，分模位置應(yīng)選在鍛件側(cè)面的中部。 圖2.5連桿分模面示意圖 2）為使鍛模結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，并防止上下模錯(cuò)移，分模平面盡可能采用直線狀 。 綜合考慮以上各種因素，可確定該連桿的分模面采用上下對(duì)稱直線分模，其具體位置位置如圖2.5所示的A-A截面[15]。 b．確定分邊槽形式和尺寸 分邊槽可以增加金屬流出模膛的阻力，迫使金屬充滿模膛，容納多余金屬而且可以防止模具的壓塌與開(kāi)裂，所以開(kāi)式模鍛的終鍛型槽周邊必須設(shè)計(jì)毛邊槽，其形式和尺寸對(duì)鍛件質(zhì)量影響很大。由于連桿需采用開(kāi)式模鍛所以設(shè)計(jì)連桿模具時(shí)必須設(shè)計(jì)飛邊槽，可以根據(jù)表2.1選擇飛邊槽的結(jié)構(gòu)和尺寸。 表2.1 飛邊槽的結(jié)構(gòu)和尺寸 （mm） 設(shè)備噸位/kN h h1 b b1 r R 1600 1.5 4 8 16 1.5 4 1600~4000 2.0~2.5 4 10 18 2.0 4 4000~6300 2.5~3.0 5 10 20 2.5 5 6300~10000 3.0~3.5 6 12 25 3.0 6 10000 4.0 7 14 30 3.5 7 c. 確定終端模膛尺寸 選擇J31-400B壓力機(jī)作為鍛造設(shè)備，據(jù)表1得到相應(yīng)的分邊槽尺寸，而后繪制出連桿的終鍛模膛如圖2.6所示（a：連桿上模三維模型 b：連桿下模三維模型） 圖2.6 a)連桿上模三維模型 圖2.6 b）連桿下模三維模型 3 連桿的加工工藝設(shè)計(jì) 3.1連桿的機(jī)械加工工藝過(guò)程分析 3.1.1 工藝過(guò)程的安排 工藝過(guò)程的安排 在連桿加工中有兩個(gè)主要因素影響加工精度： （1）連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。 （2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力重新分布。 因此，在安排工藝進(jìn)程時(shí)，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開(kāi)，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(kāi)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。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)條件。 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(guò)程的中間或后面。 3.1.2定位基準(zhǔn)的選擇 在連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程中，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1.5所示：在安裝工件時(shí)，注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計(jì)夾具時(shí)亦作 相應(yīng)的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔） 時(shí)，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時(shí)將定位 銷做成活動(dòng)的稱“假銷”。當(dāng)連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再?gòu)男☆^孔中抽出假銷進(jìn)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(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。 在第一道工序中，工件的各個(gè)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(duì)加工精度會(huì)有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對(duì)于整個(gè)工藝過(guò)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，在精加工主要表面開(kāi)始前，先粗銑兩個(gè)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(gè)方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個(gè)端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個(gè)毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時(shí)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(duì)稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時(shí)的變形較小，同時(shí)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(shí)，由于是以對(duì)稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。 3.1.3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(guò)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(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。 3.1.4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(pán)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。 3.1.5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)量有較大的影響。 小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過(guò)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(guò)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0.4μm，大頭孔的加工方法是在銑開(kāi)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(kāi)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。 3.1.6連桿螺栓孔的加工 連桿的螺栓孔經(jīng)過(guò)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(méi)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。 3.1.7連桿體與連桿蓋的銑開(kāi)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(duì)刀精度來(lái)保證。為了保證銑開(kāi)后的剖分面的平面度不超過(guò)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(guò)0.02mm,則銑開(kāi)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(kāi)以后再經(jīng)過(guò)磨削加工。 3.1.8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）。 3.2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。 3.2.1 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： 式中：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的金屬切除量（） 切削速度（） 進(jìn)給量（） 切削深度（） 提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。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。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的吃刀深度,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度，最后確定一個(gè)合適的切削速度 選用較大的和f以后，刀具耐用度t 顯然也會(huì)下降，但要比對(duì)t的影響小得多，只要稍微降低一下便可以使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，能使、、的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大可使走刀次數(shù)減少，增大又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。 a. 切削深度的選擇： 粗加工時(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。 b. 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。 c. 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(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。 3.2.2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 精加工時(shí)加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先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)效率。 a. 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。 b. 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。 c. 切削速度的選擇： 切削速度提高時(shí)，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高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而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開(kāi)積屑瘤產(chǎn)生的范圍。 由此可見(jiàn)，精加工時(shí)選用較小的吃刀深度和進(jìn)給量，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求。 3.3連桿的加工工藝過(guò)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(jī)械加工帶來(lái)了很多困難，必須充分的重視。 連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程如下表3.1所示： 表3.1 工序表 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,每面留磨量0.5mm X52K 2 粗磨 以一大平面定位，磨另一大平面，保證中心線對(duì)稱，無(wú)標(biāo)記面稱基面。（下同） M7350 3 鉆 與基面定位，鉆、擴(kuò)、鉸小頭孔 Z3080 4 銑 以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銑尺寸mm兩側(cè)面，保證對(duì)稱（此平面為工藝用基準(zhǔn)面） X62W組合機(jī)床或?qū)Ｓ霉ぱb 續(xù)表1 5 擴(kuò) 以基面定位，以小頭孔定位，擴(kuò)大頭孔為Φ60mm Z3080 6 銑 以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件，切開(kāi)工件，編號(hào)桿身及上蓋分別打標(biāo)記。 X62W組合機(jī)床或?qū)Ｓ霉ぱb鋸片銑刀厚2mm 7 銑 以基面和一側(cè)面定位裝夾工件，銑連桿體和蓋結(jié)合面，保直徑方向測(cè)量深度為27.5mm X62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb 8 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 M7350 9 銑 以基面及結(jié)合面定位裝夾工件，銑連桿體和蓋mm8mm斜槽 X62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb 10 锪 以基面、結(jié)合面和一側(cè)面定位，裝夾工件，锪兩螺栓座面mm,R11mm,保證尺寸mm X62W 11 鉆 鉆2—10mm螺栓孔 Z3050 12 擴(kuò) 先擴(kuò)2—12mm螺栓孔，再擴(kuò)2—13mm深19mm螺栓孔并倒角 Z3050 13 鉸 鉸2—12.2mm螺栓孔 Z3050 14 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100—120N.m 15 鏜 粗鏜大頭孔 T68 16 倒角 大頭孔兩端倒角 X62W 17 磨 精磨大小頭兩端面，保證大端面厚度為mm M7130 18 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mm 可調(diào)雙軸鏜 19 鏜 精鏜大頭孔至尺寸 T2115 20 稱重 稱量不平衡質(zhì)量 彈簧稱 21 鉗 按規(guī)定值去重量 22 鉆 鉆連桿體小頭油孔6.5mm,10mm Z3025 23 壓銅套 雙面氣動(dòng)壓床 24 擠壓銅套 壓床 續(xù)表2 25 倒角 小頭孔兩端倒角 Z3050 26 鏜 半精鏜、精鏜小頭銅套孔 T2115 27 珩磨 珩磨大頭孔 珩磨機(jī)床 28 檢 檢查各部尺寸及精度 29 探傷 無(wú)損探傷及檢驗(yàn)硬度 30 入庫(kù) 3.4確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 3.4.1 確定加工余量 用查表法確定機(jī)械加工余量： a. 平面加工的工序余量（）如表3.2 表3.2 平面加工的工序尺寸 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 38 12.5 粗銑 1.5 IT12() 35 12.5 精銑 0.6 IT10() 33.8 3.2 粗磨 0.3 IT8() 33.2 1.6 精磨 0.1 IT7() 33 0.8 3.4.2 確定工序尺寸及其公差 a. 大頭孔各工序尺寸及其公差如表3.3 表3.3 大頭孔工序尺寸 工序名稱 基本余量 經(jīng)濟(jì)精度 最小極限尺寸 表面粗糙度 珩磨 0.08 0.4 精鏜 0.4 0.8 半精鏜 1 1.6 二次粗鏜 4 6.3 擴(kuò)孔 5 b. 小頭孔各工序尺寸及其公差如表3.4 表3.4小頭孔工序尺寸 工序 名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟(jì) 精度 最小極限尺寸 表面 粗糙度 精鏜 0.5 1.6 鉸 1.5 6.4 擴(kuò) 6 12.5 鉆 鉆孔至 12.5 3.5工時(shí)定額的計(jì)算 3.5.1銑連桿大小頭平面 選用X52K機(jī)床 刀具：硬質(zhì)合金面銑刀 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 切削速度 切削寬度 銑刀齒數(shù) 切削深度 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 銑削工時(shí)為： l= 104 mm = 3 mm (工件銑削部分長(zhǎng)度 切入行程長(zhǎng)度 ：切出行程長(zhǎng)度） 基本時(shí)間： 輔助時(shí)間： 3.5.2 粗磨大小頭平面 選用M7350磨床 砂輪： 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑 磨削速度 切削深度 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際磨削速度 磨削工時(shí)為： 基本時(shí)間： 輔助時(shí)間： 3.5.3 加工小頭孔 a. 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 鉆頭直徑 切削速度 切削深度 進(jìn)給量 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 n = 1000 r/min 則實(shí)際鉆削速度 鉆削工時(shí)為： l = 37 mm = 1.5 mm = 2.5mm 基本時(shí)間： 輔助時(shí)間： b. 擴(kuò)小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)刀直徑 切削速度 切削深度 進(jìn)給量 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 n = 250 r/min 則實(shí)際切削速度 擴(kuò)削工時(shí)為： l = 37 mm = 3 mm 基本時(shí)間 輔助時(shí)間 c. 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑 切削速度 切削深度 進(jìn)給量 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 鉸削工時(shí)為： l=37 mm =0 3 mm 基本時(shí)間 輔助時(shí)間 3.5.4 銑大頭兩側(cè)面 選用銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金面銑刀 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 切削速度 銑刀齒數(shù) Z = 3 切削深度 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 銑削工時(shí)為： l=51 mm =2.5 mm 基本時(shí)間 輔助時(shí)間 3.5.5 擴(kuò)大頭孔 選用鉆床床Z3080 刀具:硬質(zhì)合金刀片套式擴(kuò)孔鉆 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)孔鉆直徑 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 走刀次數(shù) I = 1 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 擴(kuò)削工時(shí)為： l= 37 mm = 3 mm =3 mm 基本時(shí)間: 3.5.6 銑開(kāi)連桿體和蓋 選用銑床X62W 刀具：鋸片銑刀 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 切削速度 切削寬度 銑刀齒數(shù) 切削深度 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 銑削工時(shí)為： 基本時(shí)間 輔助時(shí)間 3.5.7 加工連桿體蓋結(jié)合面 a. 粗銑連桿體結(jié)合面 選用銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 切削速度 切削寬度 銑刀齒數(shù) 切削深度 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 銑削工時(shí)為： l=11mm = 2.5 mm 基本時(shí)間 輔助時(shí)間 b. 精銑連桿體結(jié)合面 選用銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 切削速度 銑刀齒數(shù) 切削深度 切削寬度 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 銑削工時(shí)為： l=11mm = 2.5 mm 基本時(shí)間 輔助時(shí)間 3.5.8銑連桿兩螺栓孔底面 選用銑床X62W 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 切削速度 銑刀齒數(shù) 切削深度 切削寬度 則主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 則實(shí)際切削速度 銑削工時(shí)為： l = 19 mm = 3 mm 基本時(shí)間 輔助時(shí)間 3.5.9鉆、擴(kuò)、鉸螺栓孔 a. 鉆螺栓孔 選用鉆床Z3025 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取數(shù)據(jù) 切削速度 切削深度 進(jìn)給量 鉆頭直徑