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汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書
題 目： 連桿加工工藝規(guī)程
及大頭孔珩磨夾具設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)電工程系
專 業(yè)： 車輛工程
班 級(jí)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)： 2012021043205
指導(dǎo)教師：
日 期： 2014年12月
目錄
摘要 1
1 零件分析 2
1.1零件的功用分析 2
1.2零件的工藝分析 2
1.3零件圖 3
圖 1.1 連桿零件圖 3
2 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 4
2.1確定生產(chǎn)類型 4
2.2確定毛坯制造形式 4
2.2.1毛坯材料 4
2.2.2制造毛坯方法的確定 4
2.3選擇定位基準(zhǔn) 4
2.4連桿主要加工表面的工序安排 5
2.5制訂工藝路線 5
2.6確定加工余量及毛坯尺寸 6
2.6.1確定加工余量 6
2.6.2確定毛坯基本尺寸 7
2.6.3確定毛坯尺寸公差 7
2.6.4繪制毛坯簡(jiǎn)圖 8
圖 2 .1連桿毛坯圖 8
2.7工序設(shè)計(jì) 9
2.7.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備 9
2.7.2確定工序尺寸 9
2.8切削用量的選擇原則 10
2.8.1粗加工時(shí)切削用量的選擇原則 11
2.8.2精加工時(shí)切削用量的選擇原則 12
2.9工時(shí)定額的計(jì)算 12
2.9.1銑連桿兩端面 12
2.9.2加工小頭孔 13
2.9.3粗鏜大頭孔 14
2.9.4精銑螺栓座面 15
2.9.5螺栓孔的加工 15
2.9.6精磨結(jié)合面 15
2.9.7銑軸瓦鎖口槽 16
2.9.8精磨大頭兩平面 16
2.9.9半精鏜大頭孔 17
2.9.10大頭孔兩端倒角 17
2.9.11鉆大頭油孔 17
2.9.12精鏜大頭孔 18
2.9.13鏜小頭孔襯套 18
2.9.14珩磨大頭孔 19
3汽車連桿大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計(jì) 20
3.1設(shè)計(jì)主旨 20
3.2珩磨大頭孔夾具的設(shè)計(jì) 20
圖3.1珩磨大頭孔夾具圖 22
4.總結(jié) 23
參考文獻(xiàn) 24
致謝 25
附錄 26
1.連桿加工工藝過程卡 26
2.連桿珩磨大頭孔工序卡 26
3.零件圖 26
4.毛坯圖 26
5.珩磨大頭孔夾具裝配圖 26
連桿加工工藝規(guī)程 及大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計(jì)
摘要
汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)的目的是使學(xué)生可以鞏固所學(xué)的知識(shí)，加深對(duì)相關(guān)概念、原理，初步具備制定機(jī)械加工工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)專用機(jī)床夾具的能力，為日后走向工作崗位打下基礎(chǔ)。本文主要論述了連桿的加工工藝及珩磨大頭孔夾具設(shè)計(jì)。
連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)主要傳動(dòng)件之一。它的功用是連接活塞和曲軸，把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將活塞承受的力傳給曲軸。連桿主要承受活塞銷傳來的氣體作用力和活塞組往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。連桿一般用中碳鋼和合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成，然后再進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理。連桿由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組成，連桿體與連桿蓋分為連桿小頭、桿身和連桿大頭。
連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的鋼性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時(shí)，必須將粗和精的加工工序分開。盡量減少加工余量、切削力和內(nèi)應(yīng)力的作用，并且修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。 本文還將對(duì)珩磨大頭孔進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，根據(jù)其加工要求準(zhǔn)確查表，以此減少誤差。
關(guān)鍵詞：連桿；加工工藝；珩磨加工；夾具設(shè)計(jì)
1
汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計(jì)
1 零件分析
1.1零件的功用分析
題目所給的零件設(shè)計(jì)是——連桿。它位于發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）里面，其作用是將活塞承受的力傳給曲軸，并使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組成，連桿體與連桿蓋分為連桿小頭、桿身和連桿大頭。連桿在工作中，除承受燃燒室燃?xì)猱a(chǎn)生的壓力外，還承受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個(gè)很復(fù)雜的狀態(tài)下工作。它既受到交變的拉力、壓應(yīng)力，又受到彎曲應(yīng)力。連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形。
1.2零件的工藝分析
此次設(shè)計(jì)的連桿的結(jié)構(gòu)是直開口和蓋單筋。
連桿的大小頭兩孔的軸線的平行度有較高的要求，中心距有絕對(duì)的要求，其精度主要由加工機(jī)床本身來保證，平行度要求為0.05mm。
大小頭孔的中心距直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，要求比較高，因此中心距為150±0.05mm。
小頭孔的直徑為28mm，尺寸公差等級(jí)為IT7，圓柱度是0.01mm，表面粗糙度Ra不大于1.6μm。
小頭襯套孔的直徑為22mm，尺寸公差等級(jí)為IT5～I(xiàn)T6，圓柱度是0.008mm，表面粗糙度Ra不大于0.8μm。
大頭孔的直徑為48mm，尺寸公差等級(jí)為IT5～I(xiàn)T6，圓柱度是不超過尺寸公差，表面粗糙度Ra不大于0.8μm。
小頭孔的中心距要求±（0.03～0.05）mm，平行度0.02/100～0.06/100mm。
兩端面的厚度是30mm，對(duì)大頭孔軸線的垂直度為0.06/10～0.1/10mm，厚度公差為0.05～0.08mm，表面粗糙度Ra不大于0.8μm，平面度是0.05mm。
零件質(zhì)量誤差為±5～8。
螺栓孔的直徑為8mm，尺寸公差等級(jí)為IT8，表面粗糙度Ra不大于6.3μm，兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對(duì)稱度公差為0.25mm。
27
27
汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計(jì)
1.3零件圖
如圖1.1所示
圖 1.1連桿零件圖
2 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂
2.1確定生產(chǎn)類型
所謂汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（一般為年產(chǎn)量），是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)的汽車產(chǎn)品的產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。汽車零件的生產(chǎn)類型與汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)類型有關(guān)，但是有可能不同于汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。汽車零件的生產(chǎn)類型是由汽車零件的結(jié)構(gòu)特征和生產(chǎn)綱領(lǐng)決定的。根據(jù)設(shè)計(jì)要求得生產(chǎn)綱領(lǐng)是5000件，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。根據(jù)文獻(xiàn)2，表5-8得出準(zhǔn)確的生產(chǎn)綱領(lǐng)是中批生產(chǎn)。
2.2確定毛坯制造形式
2.2.1毛坯材料
發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的材料，一般采用45、40Cr、45Cr、35CrMo或40MnB，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，以提高其強(qiáng)度及抗沖擊能力。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和材料成本、來源等方面，這批產(chǎn)品最終選用45鋼。45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性。
2.2.2制造毛坯方法的確定
發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的毛坯主要有兩種類型：連桿體與連桿蓋合在一起的整體式鍛件和連桿體、連桿蓋分開的分開式鍛件。分開鍛造的連桿，金屬纖維是連續(xù)的，因此具有較高的強(qiáng)度。整體鍛造的連桿要增加斷連桿的工序，切斷后連桿蓋的纖維是斷裂的，因而削弱了強(qiáng)度。但整體式連桿因?yàn)榫哂泄?jié)材節(jié)能、鍛造工藝簡(jiǎn)單且節(jié)省鍛造模具以及接合面機(jī)械加工量小等特點(diǎn)而被廣泛采用。尤其是裂解技術(shù)被采用后，整體式連桿毛坯得到了更廣泛的應(yīng)用。
故選用整體式模鍛的方式制造毛坯。
2.3選擇定位基準(zhǔn)
連桿的工藝特點(diǎn)是：外形復(fù)雜、不易定位；大、小頭是由細(xì)長(zhǎng)的桿身連接，所以彎曲剛度性差，易變形；尺寸精度、形狀精度和位置精度及表面粗糙度要求很高。上述工藝特點(diǎn)決定了連桿在機(jī)械加工時(shí)存在一定的困難，因此在確定連桿的工藝過程時(shí)應(yīng)注意：定位基準(zhǔn)的選擇要減少定位誤差；夾緊力方向和夾緊點(diǎn)的選擇要盡量減少夾緊變形；對(duì)于主要表面應(yīng)粗、精加工分段進(jìn)行以減少變形對(duì)加工精度的影響。
按照“先加工基準(zhǔn)后加工其他面”的加工原則，先以有“零件號(hào)”的端面作為基準(zhǔn)，加工第二個(gè)端面，再以第二個(gè)端面加工“零件號(hào)”端面，之后的加工以“零件號(hào)”端面為精基準(zhǔn)。
2.4連桿主要加工表面的工序安排
連桿的主要加工表面為大頭孔、小頭孔、端面、連桿蓋與連桿體的接合面以及連桿螺栓孔；次要加工表面為油孔、鎖扣槽等；輔助基準(zhǔn)為工藝凸臺(tái)或中心孔。非機(jī)械加工技術(shù)要求有探傷和稱重、去重。此外，還有檢驗(yàn)、清洗、去毛刺等工序。
連桿大小頭兩端面的加工一般采用粗銑→精銑→精磨等加工工藝方案。
連桿小頭孔的加工一般采用鉆孔→擴(kuò)孔→鏜孔等加工工藝方案；壓入青銅襯套后，多以金剛鏜襯套內(nèi)孔作為最后加工。
連桿大頭孔的加工一般采用粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨工藝方案。
連桿螺栓孔一般采用鉆孔→擴(kuò)孔→鉸孔加工。
2.5制訂工藝路線
經(jīng)過多方面的考慮，得出最終的工藝路線如下。
工序1 粗銑大小頭兩端面，以另一端面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用X52K銑床
工序2 精銑大小頭兩端面，以另一端面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用X52K銑床
工序3鉆小頭孔，以端面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用Z2390鉆床
工序4擴(kuò)小頭孔，以端面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用Z2390鉆床
工序5粗鏜小頭孔，以端面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用J2310鉸床
工序6精鏜小頭孔，以端面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用可調(diào)雙軸鏜床
工序7粗鏜大頭孔，端面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用X62機(jī)床
工序8銑連桿蓋兩結(jié)合面為基準(zhǔn)，選用X62機(jī)床
工序9鉆螺栓孔
工序10漲斷
工序11精磨連桿結(jié)合面，以端面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用M7350磨床
工序12銑鎖口槽，以兩端面為基準(zhǔn)，選用X62銑床
工序13精磨大頭孔兩端面,以端面和大小頭孔為基準(zhǔn)，選用M7350機(jī)床
工序14半精鏜連桿大頭孔，以端面、結(jié)合面和側(cè)面為基準(zhǔn)，選用T68鏜床
工序15倒大頭孔兩端倒角，選擇小頭孔和大頭孔為基準(zhǔn)
工序16鉆大頭階梯油孔，選用Z3050鉆床
工序17精鏜大頭孔，以小頭孔為基準(zhǔn)，選用T68鏜床
工序18壓銅套圈并擠壓銅套圈，選用壓床
工序19鏜小頭襯套，以小頭孔為基準(zhǔn)，選用T68鏜床
工序20珩磨大頭孔，以小頭孔為基準(zhǔn)，選用HM1860J機(jī)床
工序21洗、去毛刺，鉗工臺(tái)
工序22稱重、去重，鉗工臺(tái)
工序23 檢驗(yàn)，鉗工臺(tái)
工序24組裝入庫
2.6確定加工余量及毛坯尺寸
2.6.1確定加工余量
該連桿材料為45鋼，屈服強(qiáng)度σs=355Mpa，抗拉強(qiáng)度σb=600Mpa，采用模鍛造型，且為成批生產(chǎn)。根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)——課程設(shè)計(jì)指南》進(jìn)行加工余量的確定。
以下為加工余量確定的經(jīng)過：
1、 先確定鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S
鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)是鍛件質(zhì)量Mf與相應(yīng)的鍛件外廓包容體質(zhì)量Mn之比 S=Mf/Mn
非圓性鍛件計(jì)算質(zhì)量公式為Mn=長(zhǎng)L×寬B×高H×ρ
式中ρ為鋼材密度=7.85g/cm3
此連桿的Mn=21.2cm×8.2cm×3.4cm×7.85g/cm3=4639.8g
鍛件質(zhì)量Mf=950±5g
因此，S=Mf/Mn=950g/4639.8g=0.20
根據(jù)S值的大小，鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)分為4級(jí)，S1級(jí)（簡(jiǎn)單）：0.63＜S≤1；S2級(jí)（一般）：0.32＜S≤0.63；S3級(jí)（較復(fù)雜）：0.16＜S≤0.32；S4級(jí)（復(fù)雜）：0＜S≤0.16。
由于S=0.20，因此鍛件復(fù)雜系數(shù)為S3級(jí)（較復(fù)雜）。
2、鍛件材質(zhì)系數(shù)M鍛件材質(zhì)系數(shù)分為M1和M2兩級(jí)。
M1級(jí)：最高含碳量小于0.65%的碳素鋼或合金鋼元素總含量小于3%的合金鋼。
M2級(jí)：最高含碳量大于或等于0.65%的碳素鋼或合金鋼元素總含量大于或等于3%的合金鋼。
鍛件的材料是45鋼，含碳量為0.42%～0.50%，因此鍛件材質(zhì)系數(shù)為M1級(jí)。
3、零件表面粗糙度。
零件表面粗糙度是確定鍛件加工余量的重要參數(shù)。
按Ra數(shù)值大小分為兩類：a、Ra＞1.6μm；b、Ra≤1.6μm。
由于連桿所有的表面精度都要求高，因此b符合要求。
根據(jù)以上結(jié)果，可以進(jìn)行查表。
查出各加工表面余量，如表2.1。
表2.1 各表面加工余量
加工表面/mm
單邊余量/mm
雙邊余量/mm
小頭孔24
2.0
4.0
大頭孔48
2.0
4.0
大小頭孔端面
2.0
4.0
2.6.2確定毛坯基本尺寸
加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應(yīng)加工余量即可，所得毛坯尺寸如表2.3
表2.2 加工表面毛坯尺寸
零件尺寸/mm
單邊加工余量/mm
毛坯尺寸/mm
24
2
20
48
2
44
30
2
34
2.6.3確定毛坯尺寸公差
查得各加工尺寸公差如表2.3所示
（查文獻(xiàn)[4]，表5-7）
表2.3 毛坯尺寸公差
毛坯尺寸/mm
公差/mm
按對(duì)稱標(biāo)注/mm
結(jié)果/mm
1.6
±0.8
1.8
±0.9
34
1.8
±0.9
34±0.9
2.6.4繪制毛坯簡(jiǎn)圖
根據(jù)以上內(nèi)容和鍛件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，繪出毛坯圖，如圖2.1所示
圖 2.1連桿毛坯圖
2.7工序設(shè)計(jì)
2.7.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備
1、選擇加工設(shè)備
選擇加工設(shè)備即選擇機(jī)床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點(diǎn)，選擇了加工方法，因此機(jī)床的類型也隨之確定。至于機(jī)床的型號(hào)，主要取決于現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗(yàn)機(jī)床功率。
2、選擇夾具
對(duì)于成批生產(chǎn)的零件大多采用專用機(jī)床夾具，由于連桿的外形比較特殊，所以還會(huì)采用大量的組合夾具。
3、選擇刀具
在連桿的加工中，采用了銑、鏜、鉆、擴(kuò)等多種加工方式，
4、選擇量具
本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器具的測(cè)量方法極限誤差選擇。
2.7.2確定工序尺寸
小頭孔加工各工序要求表2.5
2.5 小頭孔各工序尺寸
加工表面：24mm孔
精鏜孔
粗鏜孔
擴(kuò)孔
鉆孔
工序雙邊余量/mm
0.5
1.5
2
4
工序尺寸及公差/mm
表面粗糙度/μm
1.6
3.2
6.3
12.5
大頭孔加工各工序要求表2.6
2.6大頭孔各工序尺寸
加工表面：48mm孔
珩磨孔
精鏜孔
半精鏜孔
粗鏜孔
毛坯
工序雙邊余量/mm
0.1
0.5
1.4
2
工序尺寸及公差/mm
表面粗糙度/μm
0.8
1.2
1.6
3.2
大、小頭孔兩端面加工各工序要求表2.7
表2.7 大小頭孔兩端面各工序尺寸
加工表面：34mm端面
精磨
精銑
粗銑
毛胚
工序雙邊余量/mm
0.4
1
2.6
工序尺寸及公差/mm
30±0.025
30.4±0.15
31.4±0.35
34±0.9
表面粗糙度/μm
0.8
1.6
6.3
連桿兩螺栓孔加工各工序要求表2.8
表2.8 連桿兩螺栓孔各工序尺寸
加工表面：8mm孔
鉆孔
毛坯
工序雙邊余量/mm
7
工序尺寸及公差/mm
0
表面粗糙度/μm
6.3
2.8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。
2.8.1.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：Zw ≈V.f.ap.1000
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切削深度（mm）。
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ap,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度f，最后確定一個(gè)合適的切削速度V.
選用較大的ap和f以后，刀具耐用度t顯然也會(huì)下降，但要比V對(duì)t的影響小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，能使V、f、ap的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大ap可使走刀次數(shù)減少，增大f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。
（1）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。
2.8.2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)上提高生產(chǎn)效率。
1、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，這樣會(huì)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。
3、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，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。
由此可見，精加工時(shí)選用較小的吃刀深度ap和進(jìn)給量f，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V，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。
2.9時(shí)定額的計(jì)算
2.9.1銑連桿兩端面 （選用銑床X52K）
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.5—23選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D=100mm由于采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼圓柱銑刀所以齒數(shù)Z=8
切削速度V=0.64 m/s 銑削寬度ae=1mm fm= 0.8mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000×60v/D = 122.3 r/min
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表3.1—74 按機(jī)床選取n=750 r/min
則實(shí)際切削速度V =Dn/（1000×60）= 0.65 m/s
銑削工時(shí)為：按表3-25
L=199 mm 入切量與超切量：y+Δ=13mm
基本時(shí)間tj = L/fm×2 = (199+13)/(fm×n)×2=0.7 min
2.9.2加工小頭孔
1、小頭孔 （選用鉆床Z2390）
根據(jù)文獻(xiàn)[13]表9-14 選取數(shù)據(jù)
擴(kuò)刀直徑D =20 mm 切削速度V = 0.71 m/s
切削深度ap = 5 mm 進(jìn)給量 fm = 0.45 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n =1000×60v/D= 452.2 r/min
根據(jù)文獻(xiàn)[13]表3.1—30 按機(jī)床選取n = 500 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn /(1000x60)= 0.523 m/s
鉆孔工時(shí)為：按文獻(xiàn)13表2.5—7
L=38 mm L1 =(D-d) / 2 x cot kr +2 = 9.22 mm L2=4mm
基本時(shí)間tj=L/fm×2=(38+9.22+4)/(0.45×500)=0.23 min
輔助時(shí)間ta = 0.4 min
其他時(shí)間tq = 0.2 min
2、擴(kuò)小頭孔 （選用鉆床Z2390）
根據(jù)文獻(xiàn)[13]表2.4—53
擴(kuò)刀直徑D = 22 mm 切削速度V = 0.64 m/s
切削深度ap = 1.8 mm 進(jìn)給量 f = 0.8 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n =1000v/D×60= 514 r/min
根據(jù)文獻(xiàn)[13]表3.1—30 按機(jī)床選取n = 550 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.63 m/s
擴(kuò)削工時(shí)為：按文獻(xiàn)13表2—29選取數(shù)據(jù)
L=19.8mm y+Δ=10mm
基本時(shí)間tj=L/fm×2=(19.8+10)/(0.8×250)=0.27min
則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60）= 0.30 m/s
鉸削工時(shí)為： L=38.2 mm 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2—29
y+Δ=10mm
基本時(shí)間tj = L/fn = (19.8+4)/(1.2×200) = 0.13 min
3、粗鏜小頭孔 (選用鏜床T68)
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 23.5 mm 切削速度V = 0.24 m/s
進(jìn)給量f = 0.52 mm/r 切削深度ap = 3.2 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/πD = 101 r/min
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表3.1—41 按機(jī)床選取n = 800 r/min
則實(shí)際切削速度V = πDn/（1000×60） = 1.0 m/s
鏜削工時(shí)為： 按文獻(xiàn)13表2—29
L = 30 mm y+Δ=18mm
基本時(shí)間tj = 4×Li/fn = (19.8+18)/(0.52×800)×4 = 0.46min
4、精鏜小頭孔 (選用鏜床T68)
根據(jù)文獻(xiàn)[13]表5-55 選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 24 mm 切削速度V = 0.48 m/s
切削深度ap = 0.5 mm 進(jìn)給量f = 0.5 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000×60v/D = 527.4 r/min
根據(jù)文獻(xiàn)[13]表3.1—99 按機(jī)床選取n = 800 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 1m/s
鏜削工時(shí)為： 按表2.5—3
L=38 mm L1 = +2 = 5.8mm L2 =2 mm
基本時(shí)間tj = L/fn = (38+5.8+2)/(0.2×800) = 0.57 min
2.9.3粗鏜大頭孔 (選用鏜床T68)
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 46 mm 切削速度V = 0.24 m/s
進(jìn)給量f = 0.52 mm/r 切削深度ap = 3.2 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/πD = 101 r/min
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表3.1—41 按機(jī)床選取n = 800 r/min
則實(shí)際切削速度V = πDn/（1000×60） = 1.9m/s
鏜削工時(shí)為： 按文獻(xiàn)[13]表2—29
L = 19.8 mm y+Δ=18mm
基本時(shí)間tj = 4×Li/fn = (19.8+18)/(0.52×800)×4 = 0.63 min
2.9.4精銑螺栓座面 (選用銑床X62W)
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—90選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 52 mm 切削速度V = 0.55 m/s
銑刀齒數(shù)Z = 32 切削深度ap = 2 mm
切削寬度ae = 18 mm af=0.27mm/z
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 172.7 r/min
文獻(xiàn)[10]表2.3 按機(jī)床選取n = 750 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.47 m/s
銑削工時(shí)為： 按表2.5—10
L = 19.8 mm L1 = +2 = 31.3 mm L2 =2 mm
基本時(shí)間tj=L/fmz×4 = (38.2+31.3+2)/(750×24×0.15) ×4 = 2.041 min
2.9.5螺栓孔的加工
（1）鉆螺栓孔 （選用鉆床Z3050）
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—38（41）選取數(shù)據(jù)
切削速度V = 0.98 m/s 切削深度ap = 4.3 mm
進(jìn)給量f = 0.10 mm/r 鉆頭直徑D =7 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000×60v/D = 1879 r/min
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表3.1—30 按機(jī)床選取n = 1930 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.61 m/s
鉆削工時(shí)為： 按表2.5—7
L = 28mm L1 = 1.5 mm L2 = 2 mm
基本時(shí)間tj = L/fn×4 = (28+1.5+2)/(0.08×1910)×4 = 0.58 min
2.9.6精磨結(jié)合面 （選用磨床M7350）
根據(jù)文獻(xiàn)[10]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frs = 0.25 mm 進(jìn)給量fr = 0.015 mm/雙行程
fa=20mm 工作臺(tái)速度選擇ν=10/min
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—170 按機(jī)床選取n = 200 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.40 m/s
磨削工時(shí)為：
基本時(shí)間tj= 2×
=2×2×210×38.2×0.1×1/（1000×10×0.015×20×4）
=0.267 min (=0.1 k=1 Z=4)
2.9.7銑軸瓦鎖口槽（選用銑床X62W）
根據(jù)根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—170選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 58 mm 切削速度V = 0.31 m/s
銑刀齒數(shù)Z = 22 切削深度ap = 4.8 mm
切削寬度ae = 0.5 mm az = 0.05 mm/z
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 102 r/min
按機(jī)床選取n=120 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.36 m/s
銑削工時(shí)為：
L = 4.2 mm L1=+2 = 6.6 mm L2 = 1.8 mm
基本時(shí)間tj=L/fmz=(4.2+6.6+1.8)/(120×22×0.05)=0.095min
2.9.8精磨大頭兩平面（先標(biāo)記朝上）選用磨床M7350
根據(jù)根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—170選取數(shù)據(jù)
砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.413 m/s
切削深度frs = 0.1 mm 進(jìn)給量fr = 0.015 mm/雙行程
切削速度v = 0.330 m/s fa=20mm 工作臺(tái)速度選擇ν=10/min
進(jìn)給量fra= 0.017 mm/r fa=15
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min
根據(jù)表3.1—48 按機(jī)床選取n = 200 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.40 m/s
磨削工時(shí)為： 按表2.5—7
基本時(shí)間 tj = 2×
=2×2×100×80×0.1×1.1/（1000×10×0.017×20×1）
=1.035 min
2.9.9半精鏜大頭孔 （選用鏜床T68）
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 47.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s
進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表3.1—39 按機(jī)床選取n = 1000 r/min
切削速度v=Dn/（1000×60）=2.48m/s
鏜削工時(shí)為： 按表2.5—3
L = 19.8 mm L1 =2.7 mm L2 = 4.2 mm
基本時(shí)間tj= L1/fn = (19.8+2.7+4.2)/(0.20×1000) = 0.134min
2.9.10大頭孔兩端倒角 (選用機(jī)床Z535)
主軸轉(zhuǎn)速n=72r/min 手動(dòng)進(jìn)給?；緯r(shí)間tj=0.13min
2.9.11鉆大頭油孔 (選用鉆床Z3050)
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—38（41）選取數(shù)據(jù)
切削速度V = 1.24 m/s 切削深度ap = 2 mm
進(jìn)給量f = 0.08 mm/r 根據(jù)文獻(xiàn)[10]表3.1—30
按機(jī)床選取n = 1000 r/min
鉆削工時(shí)為： 按表2.5—7
L = 6 mm L1 = 3 mm
基本時(shí)間tj = L/fn =(6+1)/(1000×0.05) = 0.14 min
2.9.12精鏜大頭孔（選用鏜床T68）
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 47.9mm 切削速度V = 0.27 m/s
進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.4 mm
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表3.1—39 按機(jī)床選取n = 1000 r/min
切削速度v=Dn/（1000×60）=2.5m/s
鏜削工時(shí)為： 按表2.5—3
L = 19.8 mm L1 = 2.7 mm L2 = 4.2 mm
基本時(shí)間tj = L1/fn = (19.8+2.7+4.2)/(0.20×1000) = 0.134 min
2.9.13鏜小頭孔襯套 （選用鏜床T68）
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 22 mm 切削速度V = 0.25 m/s
進(jìn)給量f = 0.3 mm/r 切削深度ap = 0.2 mm
按機(jī)床選取n = 1000 r/min
切削速度v=Dn/（1000×60）=1.15m/s
鏜削工時(shí)為： 按文獻(xiàn)[10]表2.5—3
L = 19.8 mm L1 = 2.7mm L2 = 4.2 mm
基本時(shí)間tj = L1/fn = (19.8+2.7+4.2)/(0.30×1000) = 0.089 min
2.9.14珩磨大頭孔 （選用HM1860J）
根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
切削速度V = 0.42 m/s 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r
切削深度ap = 0.10 mm
按機(jī)床選取n = 1500 r/min
鏜削工時(shí)為： 按表2.5—3
基本時(shí)間 tj=2L/（1000×60）v
=(2×19.8×2)/(1000×0.42)
=0.189 min
所以，總的加工時(shí)間為7.139min。符合生產(chǎn)綱領(lǐng)（每年30000件）。
最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的結(jié)果計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機(jī)械加工工藝過程總卡片.
3汽車連桿大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。這里的夾具為珩磨大頭孔的專用夾具。
3. 1設(shè)計(jì)主旨
本夾具主要用來珩磨連桿大頭孔，且有一定的技術(shù)要求。且這是第二十二道加工工序，零件已經(jīng)經(jīng)過部分加工，因此要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)達(dá)到要求的精度。
3.2珩磨大頭孔夾具的設(shè)計(jì)
1、基準(zhǔn)選擇
小頭孔是定位基準(zhǔn)，在用作定位基面之前先進(jìn)行了擴(kuò)鉸孔。加工時(shí)先用一個(gè)假銷對(duì)小頭孔進(jìn)行定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差。珩磨大頭孔之前，連桿的兩個(gè)端面，即小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面已經(jīng)進(jìn)行了精銑工序具有很高的表面精度,因此珩磨大頭孔時(shí)采用連桿端面和小頭孔定位，連桿兩端采用以V形塊進(jìn)行對(duì)中定位。
2、夾緊方案的確定
此工序加工的孔為通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，但實(shí)際上以工件的端面定位時(shí)，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具。基面限制工件3個(gè)自由度，兩個(gè)V形塊限制3個(gè)自由度，屬完全定位。
3、切削力及夾緊力的計(jì)算
由于本工序主要是珩磨大頭孔，所以只對(duì)夾具的定位穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，及夾緊力和鉆削力的計(jì)算。
珩磨大頭孔時(shí)的切削力計(jì)算：根據(jù)（文獻(xiàn)10）表2.4-69
珩磨大頭孔時(shí)的切削力為： 式中：
B——切削寬度；
——工件材料對(duì)切削力影響系數(shù)；
K——刀具前角對(duì)切削力的影響系數(shù)；
——切削速度對(duì)切削力的影響系數(shù)
所以，= 6325.94 N
珩磨大頭孔時(shí)的扭矩為M=9.81×0.0521×
=9.81×0.0521××=4666.5794 N.mm
夾緊力的計(jì)算：根據(jù)（文獻(xiàn)9）表1-3-11
= 2.5×
= 9646.32 N
在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。
安全系數(shù) 式中：
—基本安全系數(shù)；取1.5
—加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1
—刀具鈍化系數(shù)；取1.1
—斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1
則 = 1.5×1.1×1.1×1.1×9646.32 = 19258.8 N
4、夾具體設(shè)計(jì)
此工序加工的孔為通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，但實(shí)際上以工件的端面定位時(shí)，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具。采用一面一銷定位便可以限制5個(gè)自由度，左邊加了一個(gè)活動(dòng)V型塊限制一個(gè)自由度，一起限制了六個(gè)自由度，再采用壓板夾緊工件。
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(shí)，能承受一部分切削力。珩磨大頭孔夾具體圖，見圖3.1
1.調(diào)節(jié)螺母2.螺釘固定板3.調(diào)節(jié)螺桿4.V型塊5.夾具底板6.夾緊裝置調(diào)節(jié)螺母7.調(diào)節(jié)螺栓8.定位墊板9.定位銷
圖3.1 珩磨大頭孔夾具體圖
小頭孔是定位基準(zhǔn)，在用作定位基面之前先進(jìn)行了擴(kuò)鏜孔。珩磨大頭孔之前，連桿的兩個(gè)端面，即小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面已經(jīng)進(jìn)行了精銑工序具有很高的表面精度, 因此珩磨大頭孔時(shí)采用連桿端面和大、小頭孔定位，連桿大、小頭孔兩端分別采用夾具體和定位螺釘進(jìn)行對(duì)中定位。
5、定位誤差分析
珩磨孔時(shí)采用的定位基準(zhǔn)為連桿兩端面及小頭孔，對(duì)小頭孔進(jìn)行擴(kuò)孔。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為小頭孔軸線，此工序以定位螺釘對(duì)小頭孔進(jìn)行定位所以不存在基準(zhǔn)不重合誤差，定位時(shí)用的是定位螺釘。
所以定位誤差 ΔDw=δD+δd+Δmin=δD+0+0=0.033mm
6、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該使零件的裝夾快速和方便，有利于提高零件的加工精度，并且零件的加工精度在使用工裝夾具之后是通過夾具來保零件的形位公差，本次的夾具使用的是兩面兩孔定位，夾具體上的兩銷與工件的兩孔間隙配合，夾具體的定位準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，適合大批量銑削加工
4課程設(shè)計(jì)總結(jié)
在這一次短暫的實(shí)訓(xùn)過程中我感覺態(tài)度決定一切，無論知識(shí)全面與否，都要自己嘗試去做并堅(jiān)持下去，只有這樣才能在這個(gè)過程中學(xué)到東西，才能真正理解做這個(gè)課程設(shè)計(jì)的意義，課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己的分析能力和動(dòng)手能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。有些理論知識(shí)還得好好提升，還得好好去復(fù)習(xí)，同時(shí)也明白了自己要學(xué)習(xí)的東西還太多。因此在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。
最后，感謝老師們的認(rèn)真指導(dǎo)和幫助，在這次設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，了解了很多與設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)，使自己學(xué)到了不少東西，但同時(shí)也經(jīng)歷了不少艱辛，幸運(yùn)的是收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作和動(dòng)手的能力，大大提高了動(dòng)手的能力。經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)，我想我在以后的學(xué)習(xí)當(dāng)中，必須加倍努力，好好地學(xué)好自己專業(yè)方面的知識(shí)，不斷地去擴(kuò)大自己的視野，不斷地去培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力，為以后的工作打下好一定的基礎(chǔ)，總的來說，這次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。更為一年之后走向社會(huì)做好準(zhǔn)備。
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致謝
通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)三年所學(xué)的知識(shí)有了一次全面的綜合運(yùn)用，也學(xué)到了許多上課時(shí)沒涉及到的知識(shí)，尤其在利用手冊(cè)等方面，對(duì)今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，指導(dǎo)老老師在大多數(shù)時(shí)間犧牲自己的寶貴休息時(shí)間，對(duì)我們進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo)，我對(duì)他們表示衷心的感謝！老師，您辛苦了！
在這次課程設(shè)計(jì)中，我基本完成了課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，達(dá)到了課程設(shè)計(jì)的目的，但是，我知道自己的設(shè)計(jì)還有許多不足甚至錯(cuò)誤，希望老師們能夠諒解。
附錄
附錄A 連桿加工工藝過程卡片
附錄B 珩磨大頭孔加工工序卡片
附錄C 連桿零件圖
附錄D 連桿毛坯圖
附錄E 珩磨大頭孔夾具裝配圖