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目 錄 第一章 緒論 6 1.1 課題的目的及意義 6 1.2 設(shè)計要求 7 第二章 零件的工藝分析 8 2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點 8 2.2 零件的技術(shù)要求 8 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 11 3.1 確定毛坯的制造形式 11 3.2 基面的選擇 11 3.2.1 粗基準的選擇 13 3.2.2 精基準的選擇 13 3.3 制定工藝路線 14 3.3.1 工藝路線方案一 14 3.3.2 工藝路線方案二 16 3.3.3 工藝方案的比較與分析 19 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 19 3.5 確定切削用量及基本工時 21 第四章 夾具設(shè)計 36 4.1 問題的提出 36 4.2 鏜φ29.5小頭孔 37 4.2.1 定位基準的選擇 37 4.2.2 切削力及夾緊力的計算 38 4.2.3 定位誤差分析 39 第五章 總結(jié) 40 致謝 參考文獻 附錄：外文文獻翻譯原文及其譯文 發(fā)動機連桿加工工藝與鏜孔夾具設(shè)計 摘 要 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，工藝對夾具的要求也會提高，專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動化、標準化、通用化和高效化方向發(fā)展以滿足加工要求。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。所以對機械的加工工藝及夾具設(shè)計具有十分重要的意義。 關(guān)鍵詞：夾具、組合夾具、成組夾具、計劃調(diào)度 Connecting Rod Boring Process and Fixture Design Abstract Machining process is to achieve product design, product quality, save energy and reduce the cost of an important means to prepare the enterprise for production, planning and scheduling, processing operations, production safety, labor organizations, to detect and sound an important basis for the enterprise on a variety , the quality, the level, speed up product updates, technical assurance and improving economic efficiency. However fixture is an important component of manufacturing systems, process requirements of the fixture will increase, special fixtures, group fixtures, modular fixture and the accompanying fixtures are toward flexibility, automation, standardization, universal and efficient direction of the development of meet the processing requirements. Therefore, a good fixture design can improve the products of labor productivity, guarantee and improve the processing accuracy, reduce production costs, can also be used to expand the scope of machine tools, thus ensuring the accuracy of the product subject to increase efficiency and reduce costs. Today's fierce market competition and business requirements of information technology, business and fixture design and manufacturing has put forward higher requirements. Therefore, the processing technology and the mechanical fixture design is of great significance. Key words: jig, fixture, group fixture, planning and scheduling 第一章 緒論. 1.1課題的目的及意義 機械加工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學(xué)的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，鞏固了大學(xué)四年來所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，并運用所學(xué)的機械設(shè)計制造知識，解決機械加工工藝中的實際問題，提高分析問題，解決工程實際問題的能力。畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生完成工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)。其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)和基礎(chǔ)理論知識，獨立解決本專業(yè)一般工程技術(shù)問題能力，樹立正確的設(shè)計思想和工作作風(fēng)。另外，還可進一步熟悉有關(guān)標準和規(guī)范，能夠熟練使用有關(guān)設(shè)計手冊和熟悉編寫技術(shù)文件和設(shè)計說明書，進一步培養(yǎng)和提高科技寫作的能力。 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，工藝對夾具的要求也會提高，專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動化、標準化、通用化和高效化方向發(fā)展以滿足加工要求。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。所以對機械的加工工藝及夾具設(shè)計具有十分重要的意義。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。 隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方向發(fā)展。 1.2設(shè)計要求 (1)閱讀與課題有關(guān)的文獻資料10篇以上，查找相關(guān)英文文獻一篇，要求不少于12000字符，并完成文獻的翻譯工作; (2)寫出開題報告一份; (3)機械加工工藝過程卡一份; (4)機械加工工序卡一套; (5)繪制夾具裝配圖和零件圖，圖紙工作量不少于3張A0圖紙; (6)畢業(yè)設(shè)計說明書一份,文本質(zhì)量符合規(guī)范。 第二章 零件的工藝分析 2.1零件的結(jié)構(gòu)特點 連桿是汽車發(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 零件的技術(shù)要求 連桿上需進行機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（圖1-1）如下。 圖2—1 連桿總成圖 為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級為IT6，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.4μm；大頭孔的圓柱度公差為0.012 mm，小頭孔公差等級為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0.0025 mm，素線平行度公差為0.04/100 mm。 兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時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小；而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對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100 mm長度上公差為0.04 mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.06 mm。 大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：190±0.05 mm。 連桿大頭孔兩端面對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；所以對它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級應(yīng)不低于IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100 mm長度上公差為0.08 mm）。 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為IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。這是因為連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許多方便。 在前面已經(jīng)說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術(shù)要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定：螺栓孔按IT8級公差等級和表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3μm加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0.25 mm。 在連桿受動載荷時，接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良，從而產(chǎn)生不均勻磨損。結(jié)合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結(jié)合面的平面度的公差為0.025 mm。 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 確定毛坯的制造形式 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，為了使發(fā)動機結(jié)構(gòu)緊湊，連桿的材料大多數(shù)采用具有高強度的精選45號中碳鋼，40Cr等并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理以改善切削性能和提4高抗沖擊能力，硬度要求用45號鋼的為217~293HB，用40Cr的為223~280HB。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。總之，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。本設(shè)計材料用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，加工方法為體和蓋鍛成—體的模鍛。 3.2基面的選擇 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，注意將成套編號標記的一面不 圖3-1 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（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3.2.13. 3.2.1粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1） 粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 為了滿足上述要求，選著連桿未標記的面為粗基準面。 3.2.2 精基準的選擇 選擇精基準一般應(yīng)遵循以下幾項原則： （1）基準重合原則:應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計基準作為精基準，這樣可以避免由于基準不重合引起的定位誤差。 （2）統(tǒng)一基準原則:應(yīng)盡可能選擇用同一組精基準加工工件上盡可能多的表面，以保證各加工表面之間的相對位置精度。 （3）互為基準原則：當工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準反復(fù)加工的方法。 （4）自為基準原則：一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身作為精基準。 為了滿足上述要求，選著連桿標記的面為精基準面 具體各工序基準參見工序卡。 3.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機床配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 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，保證中心線對稱，無標記面稱基面。（下同） M7350 3 鉆 與基面定位，鉆、擴、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，保證對稱（此平面為工藝用基準面） X62W組合機床或?qū)Ｓ霉ぱb 5 擴 以基面定位，以小頭孔定位，擴大頭孔為Φ60mm Z3080 6 銑 以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件，切開工件，編號桿身及上蓋分別打標記。 X62W組合機床或?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，保直徑方向測量深度為27.5mm X62W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 X62W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 Z3025 12 擴 先擴2—12mm螺栓孔，再擴2—13mm深19mm螺栓孔并倒角 Z3025 13 鉸 鉸2—12.2mm螺栓孔 Z3025 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 專用鏜床 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 金剛鏜 19 鏜 精鏜大頭孔至尺寸 專用鏜床 20 鏜 精鏜小頭孔至尺寸 專用鏜床 21 壓銅套 雙面氣動壓床 22 擠壓銅套孔 壓床 23 鏜 精鏜小頭銅套孔 專用鏜床 24 稱重 稱量不平衡質(zhì)量 彈簧稱 25 鉗 按規(guī)定值去重量 26 稱重 稱量不平衡質(zhì)量 彈簧稱 27 鉆 鉆連桿體小頭油孔6.5mm,10mm Z3025 28 倒角 小頭孔兩端倒角 Z3025 29 鏜 精鏜小頭銅套孔 專用鏜床 30 珩磨 珩磨大頭孔 珩磨機床 31 去全部毛刺清洗并吹干 清洗機 32 終檢 33 入庫 表3-1 工藝路線方案一 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，保證中心線對稱，無標記面稱基面。（下同） M7350 3 鉆 與基面定位，鉆、擴、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，保證對稱（此平面為工藝用基準面） X62W組合機床或?qū)Ｓ霉ぱb 5 擴 以基面定位，以小頭孔定位，擴大頭孔為Φ60mm Z3080 6 銑 以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件，切開工件，編號桿身及上蓋分別打標記。 X62W組合機床或?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，保直徑方向測量深度為27.5mm X62W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 X62W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 Z3025 12 擴 先擴2—12mm螺栓孔，再擴2—13mm深19mm螺栓孔并倒角 Z3025 13 鉸 鉸2—12.2mm螺栓孔 Z3025 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 專用鏜床 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 金剛鏜 19 鏜 精鏜大頭孔至尺寸 專用鏜床 20 鏜 精鏜小頭孔至尺寸 專用鏜床 21 壓銅套 雙面氣動壓床 22 擠壓銅套孔 壓床 23 鏜 精鏜小頭銅套孔 專用鏜床 24 稱重 稱量不平衡質(zhì)量 彈簧稱 25 鉗 按規(guī)定值去重量 26 鉆 鉆連桿體小頭油孔6.5mm,10mm Z3025 27 倒角 小頭孔兩端倒角 Z3025 28 鏜 精鏜小頭銅套孔 專用鏜床 29 珩磨 珩磨大頭孔 珩磨機床 30 去全部毛刺 清洗并吹干 清洗機 31 稱重 稱量不平衡質(zhì)量 彈簧稱 32 終檢 33 入庫 表3-2 工藝路線方案二 3.3.3 工藝方案的比較與分析 以上兩工藝方案的特點在于：方案一先鉆油頭孔之后再稱重去重，方案二稱重去重安排在鉆油頭孔的后面，這能保證最終連桿的質(zhì)量。質(zhì)量是影響連桿正常工作的一個因素，所以選擇方案二 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 用查表法確定機械加工余量： （根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》下簡稱《工藝手冊》表 2.2~2.5 表2.2-14） 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 1.5 IT12() 40() 12.5 精銑 0.6 IT10() 38.8() 3.2 粗磨 0.3 IT8() 38.2() 1.6 精磨 0.1 IT7() 38() 0.8 表3-3 平面加工的工序余量（mm） 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=38+=mm （根據(jù)《工藝手冊》表2.3-8 表2.3-9） 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 65.5 65.5 0.4 精鏜 0.4 65.4 65.4 0.8 半精鏜 1 65 65 1.6 二次粗鏜 2 64 64 6.3 一次粗鏜 2 62 62 12.5 擴孔 5 60 59 表3-4 大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為55 mm） （根據(jù)《工藝手冊》 表2.3-8表2.3-9） 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 1.6 鉸 0.2 6.4 擴 9 12.5 鉆 鉆至 12.5 表3-5 小頭孔各工序尺寸及其公差 3.5確定切削用量及基本工時 1.正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。 粗加工時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，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（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算： Zw ≈V.f.ap.1000 式中：Zw單位時間內(nèi)的金屬切除量（mm3/s） V切削速度（m/s） f 進給量（mm/r） ap切削深度（mm） 提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，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：首先考慮選擇一個盡可能大的吃刀深度ap,其次選擇一個較大的進給量度f，最后確定一個合適的切削速度V. 選用較大的ap和f以后，刀具耐用度t 顯然也會下降，但要比V對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： 粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機床、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)當盡量將粗加工余量一次切除。只有當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。 2）進給量的選擇： 粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此，進給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應(yīng)考慮到機床進給機構(gòu)的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應(yīng)適當減小進給量。 3）切削速度的選擇： 粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應(yīng)適當降低切削速度。 精加工時加工精度和表面質(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。 1）切削深度的選擇： 精加工時的切削深度應(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，當吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。 2）進給量的選擇： 精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。進給量增大時，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，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(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。只有當切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。 由此可見，精加工時選用較小的吃刀深度ap和進給量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，同時滿足生產(chǎn)率的要求。 （1）銑連桿大小頭平面 1，加工條件 工件材料：45號鋼 ，HB=217~293，鍛造。 加工要求：銑連桿大，小頭兩平面，每面留磨量0.5mm 機床：X52K立式銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀，牌號YT15，由銑削寬度ae<=60，度ap<=4，查《切削用量簡明手冊》以下簡稱《切削手冊》表3.1，選銑刀直徑D=100mm，齒數(shù)Z=6 2，切削用量 1）銑削深度，因切削量較小，故選ap=3mm, 一次走刀既可完成所需長度。 2）每齒進給量，差《工藝手冊》表4.2-35 機床功率為7.5KW。查《切削手冊》表3.3得f=0.16~0.24,現(xiàn)取f=0.20 mm/z 3) 切削速度Vf=2.47mm/s，根據(jù)X52K銑床參數(shù)，取n =500r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.67 m/s 銑削工時為 ： L= 3 mm L1 = +1.5 =50 mm L2 = 3 mm 基本時間tj = L/fm z = (3+50+3)/(500×0.18×6) = 0.11 min （2）粗磨大小頭平面 選用M7350磨床 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-33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)機床參數(shù)選取n = 100 r/min 則實際磨削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s 磨削工時為： 基本時間tj = zbk/nfr0z = (0.3×1)/(100×0.033×8) = 0.01 min (3) 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《切削手冊》表2.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 1000 r/min 則實際鉆削速度V = Dn/（1000×60） = 1.04 m/s 鉆削工時為： L = 10 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm 基本時間tj = L/fn = (10+1.5+2.5)/(0.12×1000) = 0.12 min (4) 擴小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《切削手冊》表2.5，《工藝手冊》表4.2-35選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.32 m/s 切削深度ap = 1.5 mm 進給量 f = 0.8 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n =1000v/D = 203 r/min 按機床選取n = 250 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s 擴削工時為： L = 10 mm L1 = 3 mm 基本時間tj=L/fn=(10+3)/(0.8×250)=0.07 min (5) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《切削手冊》表2.6，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 200 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.32 m/s 鉸削工時為： L=10 mm L1 =0 L2=3 mm 基本時間tj = L/fn = (10+3)/(0.8×200) = 0.09 min (6)銑大頭兩側(cè)面 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n=750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.78 m/s 銑削工時為： L=40 mm L1=+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm 基本時間tj = L/fmz = (40+8.5+2.5)/(750×0.10×3)=0.23 min (6)擴大頭孔 選用鉆床床Z3080 刀具:擴孔鉆 根據(jù)《切削手冊》表2.5，《工藝手冊》表4.2-35選取數(shù)據(jù) 擴孔鉆直徑D = 60 mm 切削速度V = 1.29 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 按機床選取n=400 r/min 則實際切削速度V=Dn/（1000×60）=1.256 m/s 擴削工時為： L = 40 mm L1 = 3 mm L2 =3 mm 基本時間: (7)銑開連桿體和蓋 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n=750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.47 m/s 銑削工時為： L = = 17 mm L1 = - +2 = 6 mm L2 = 2 mm 基本時間tj= Li/FM = (17+6+2)/(148) = 0.17 min (7)粗銑連桿體結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s 銑削工時為： L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm 基本時間tj = L/fnz = (38+7.5+2.5)/(2.96×60×8) = 0.03 min (9)精銑連桿體結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s 銑削工時為： L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm 基本時間tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(2.96×60×8) = 0.03 min (10) 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床Z3025 根據(jù)《切削手冊》表2.5，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 750 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s 锪削工時為： L = 28 mm L1 = 1.5 mm 基本時間tj = L/fn = (28+1.5)/(0.10×750×8) = 0.04 min (11) 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n=100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.33 m/s 銑削工時為： L = 5 mm L1=0.5×63+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm 基本時間tj=L/fmz=(5+33+1.5)/(100×24)=0.02 min (12) 精銑螺栓座面 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 150 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.49 m/s 銑削工時為： L = 28 mm L1 = +1.5 = 19 mm L2 = 3 mm 基本時間tj=L/fmz = (28+19+3)/(150×24) = 0.02 min (13) 精磨結(jié)合面 選用磨床M7130 根據(jù)《切削手冊》表2.1，《工藝手冊》表4.2-32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 磨削工時為： 按表2.5—11 基本時間tj= =0.02 min (=0.1 k=1 z=8) (14) 粗銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s 銑削工時為： L = 38 mm L1 = +1.5 = 16 mm L2 = 2.5 mm 基本時間tj = L/fmz=(38+16+2.5)/(100×8) = 0.07 min (15) 精銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 110 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.43 m/s 銑削工時為： L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm 基本時間tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(110×8) = 0.6 min (16)粗銑螺母座面 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.39 m/s 銑削工時為： L = 28mm L1 = +1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm 基本時間tj = L/fmz = (28+17.5+2.5)/(100×24) = 0.02 min (17)銑軸瓦鎖口槽 選用銑床X62W 根據(jù)《切削手冊》表3.1，《工藝手冊》表4.2-35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 按機床選取n = 100 r/min 則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.33 m/s 銑削工時為： L = 5 mm L1 = 0.5×63+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm 基本時間tj =L/fmz = (5+33+1.5)/(100×24) = 0.02 min (18) 精磨結(jié)合面 選用磨床M7350 根據(jù)《切削手冊》表2.1，《工藝手冊》表4.2-33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 按機床選取n = 100 r/