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河南師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院 本科畢業(yè)論文 學(xué)號： 1032374033 汽車連桿加工工藝及夾具設(shè)計 專業(yè)名稱： 材料成型機控制工程 年級班別： 2010級2班 姓 名： 李鑫 指導(dǎo)教師： 趙建國 2014年05月 33 摘 要 1 Abstract 1 第一章 汽車連桿加工工藝 2 1.1 汽車連桿的結(jié)構(gòu)特點 2 1.2 汽車連桿的主要技術(shù)要求 2 1.2.1 小、大頭孔的尺寸精度、形狀精度 2 1.2.2 小、大頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度 2 1.2.3 小、大頭孔中心距 2 1.2.4 小、大頭孔兩端面的技術(shù)要求 3 1.2.5有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求 3 1.3　汽車連桿的材料和毛坯 3 1.4　汽車連桿的機械加工工藝過程 3 1.5 汽車連桿的機械加工工藝過程分析 5 1.5.1 工藝過程的安排 5 1.5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 5 1.5.3 確定合理的夾緊方法 6 1.5.4 汽車連桿兩端面的加工 6 1.5.5 汽車連桿小、大頭孔的加工 6 1.5.6 汽車連桿螺栓孔的加工 6 1.5.7 汽車連桿體與連桿蓋的銑開工序 7 1.6 汽車連桿加工工藝設(shè)計應(yīng)考慮的問題 7 1.6.1　工序安排 7 1.6.2　定位基準(zhǔn) 7 1.6.3　夾具使用 7 第二章 汽車連桿加工工藝零件的尺寸計算處理 8 2.1 切削用量的選擇原則 8 2.1.1 粗加用時切削用量的選擇原則 8 2.1.2 精加用時切削用量的選擇原則 9 2.2 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及的公差 9 2.2.1 確定加工余量 9 2.2.2 確定工序尺寸及其的公差 10 2.3 計算工藝尺寸鏈 11 2.3.1 連桿蓋的卡瓦槽的計算 11 2.3.2 汽車連桿體的卡瓦槽的計算 12 2.4 用時定額的計算 13 2.4.1 銑連桿大小頭平面 13 2.4.2 粗磨大小頭平面 13 2.4.3 加工小頭孔 14 2.4.4 銑大頭兩側(cè)面 15 2.4.5、擴大頭孔 15 2.4.6 銑開連桿體和蓋 16 2.4.7 加工連桿體 16 2.4.8 銑、磨連桿蓋結(jié)合面 19 2.4.9 銑、鉆、鏜 20 2.4.10 粗鏜大頭孔 22 2.4.11 大頭孔兩端倒角 23 2.4.12精磨大小頭兩平面 23 2.4.13 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 23 2.4.14精鏜大頭孔 24 2.4.15鉆小頭油孔 24 2.4.16 小頭孔兩端倒角 24 2.4.17 鏜小頭孔襯套 25 2.4.18 珩磨大頭孔 25 2.5 汽車連桿的檢驗 25 2.5.1 觀察外表缺陷及目測表面粗糙度 25 2.5.2 汽車連桿大頭孔圓柱度的檢驗 25 2.5.3連桿，連桿蓋大頭孔中心線對稱測試。 26 2.5.4 汽車連桿大小頭孔平行度的檢驗 26 2.5.5 汽車連桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗 26 第三章 夾具設(shè)計 27 3.1擴大頭孔夾具 27 3.1.1 問題的指出 27 3.1.2 夾具設(shè)計 27 3.2銑剖分面夾具設(shè)計 29 3.2.1問題的指出 29 3.2.2 夾具設(shè)計 29 致謝 33 摘 要 連桿是汽車的主要傳動件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計。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。因為連桿是汽車發(fā)動機和壓縮機的主要零件之一，其大頭孔與曲軸連接，小頭孔通過活塞銷與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳送給曲軸，又受曲軸驅(qū)動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。在夾具設(shè)計方面也要針對連桿結(jié)構(gòu)比較小的特點，設(shè)計時應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小等，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。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，就能最后達到零件的技術(shù)要求。 關(guān)鍵詞: 連桿 變形 加工工藝 夾具設(shè)計 Abstract One of connecting rod is the main driving a car，this paper mainly discusses the processing technology and fixture design of connecting rod. Connecting rod size precision， the accuracy requirement of the shape and position precision is very high，and the rigidity of the connecting rod is poorer， prone to deformation. Because of the connecting rod is one of the main parts of the automobile engine and compressor，the big hole connected to the crankshaft，small head hole through the piston pin and piston connection，its role is to gas pressure of piston to the crankshaft，and collect the crankshaft drives and drives the piston compressed gas in the cylinder. In fixture design is according to the characteristics of the connecting rod structure is small，the design of the clamp should be paid attention to the size of the concrete structure size，etc.，so when arranging process，you need to separate the rough finish machining process on the surface of the major. Gradually reduce machining allowance，cutting force and the role of internal stress，and correct processing after deformation，can finally achieve the technical requirements of parts. Keyword: Connecting rod Deformation Processing technology Design of clamping device 第一章 汽車連桿加工工藝 1.1 汽車連桿的結(jié)構(gòu)特點 連桿是汽車發(fā)動機的主要傳動部件之一，在發(fā)動機中，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。連桿包括連桿體和蓋。工作時，連桿工作在動態(tài)荷載作用下的急劇變化的條件下。連桿大頭孔的體和蓋用墊片相連，連桿用螺栓和螺母和曲軸裝在一起。。 發(fā)動機工作時，依靠高速曲軸潤滑油飛濺在缸體小頭的底部的油孔頂部油孔內(nèi)，來潤滑連桿襯套和活塞銷之間搖擺運動副。 連桿的主要功能是連接活塞和曲軸并將活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，輸出功率。則連桿加工精度將直接影響發(fā)動機的性能，直接影響精度的主要因素是工藝選擇的過程。有五個主要反映連桿參數(shù)的準(zhǔn)確性:(1)連桿大頭和小頭中心表面相對表面的連桿軸中心對稱度；(2)的精度連桿很小，大頭孔平行度；(3)小，大頭孔中心距尺寸的精度(4)大螺栓孔和結(jié)合面垂直度；(5)連桿小，大的孔隙大小，形狀精度準(zhǔn)確。 1.2 汽車連桿的主要技術(shù)要求 連桿加工主要表面上需要是:小，大頭孔以及兩端面，還有結(jié)合連桿體、連桿體與蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等。等等。 1.2.1 小、大頭孔的尺寸精度、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，以減少沖擊不良影響和傳熱的影響。公差頂級：大頭孔IT6，小頭孔IT8；表面粗糙度：大頭孔Ra應(yīng)不小于或等于0.4μm，小頭孔Ra應(yīng)該不小于或等于3.2μm；圓柱度公差：大頭孔是0.012mm，小頭孔襯套0.0025mm。且小頭孔素線平行度公差是0.04/100mm。 1.2.2 小、大頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度 兩孔軸心線在連桿平行度誤差會導(dǎo)致氣缸中的活塞傾斜，而氣缸壁引起的不均勻磨損，同時使曲軸連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以兩個孔軸心線在軸連桿平行度公差較小；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，所以它的公差值應(yīng)更大。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100mm長度公差是0.06mm 1.2.3 小、大頭孔中心距 大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：190±0.1 mm。 1.2.4 小、大頭孔兩端面的技術(shù)要求 連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但技術(shù)要求是不同的：尺寸公差等級：大頭兩端面為IT9，小頭兩端面為IT12，表面粗糙度：大頭孔Ra不大于0.8μm,，小頭孔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。 1.2.5有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求 當(dāng)連桿動態(tài)荷載作用下，接合面的歪斜使頭連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位，使曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良，導(dǎo)致不均勻磨損。結(jié)合面的平行度會影響連桿體，連桿蓋和墊片緊密程度的結(jié)合密度，也影響螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。則連桿結(jié)合面平面度公差是0.025mm。 1.3　汽車連桿的材料和毛坯 連桿在循環(huán)荷載的作用下，需要有高強度。因此，連桿的材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；45鋼、55鋼、40CrMnB等。近年來也有使用球墨鑄鐵，粉末冶金零件的尺寸精度高，不浪費材料，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的實現(xiàn)，粉末冶金零件的工業(yè)性能大大提高。因此，采用粉末冶金制造連桿的實踐是一個很有前途的方法。 言之簡而，毛坯的種類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總生產(chǎn)成本的降低，性能改進。 1.4　汽車連桿的機械加工工藝過程 從上述技術(shù)條件的分析，連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度要求很高，但連桿的剛性較差，容易變形，它帶來了很多困難為連桿加工，必須充分注意。 連桿機械加工工藝過程如下表(1—1)所示： 表(1—1) 連桿機械加工工藝過程 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 銑 銑連桿小、大頭兩平面，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(biāo)記面稱基面。（下同） M7350 3 鉆 與基面定位，鉆、擴、鉸小頭孔 Z3080 4 銑 以基面及小、大頭孔定位，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(zhǔn)面） X62W組合機床或?qū)Ｓ霉ぱb 表(1—1) 連桿機械加工工藝過程 5 擴 以基面定位，以小頭孔定位，擴大頭孔為Φ60mm Z3080 6 銑 以基面及小、大頭孔定位，裝夾工件，切開工件，編號桿身及上蓋分別打標(biāo)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 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 先擴2—12mm螺栓孔，再擴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 T6 8 16 倒角 大頭孔兩端倒角 X62W 17 磨 精磨大小頭兩端面，保證大頭面厚度為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 雙面氣動壓床 24 擠壓銅套孔 壓床 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 珩磨機床 28 檢 檢查各部尺寸及精度 29 探傷 無損探傷及檢驗硬度 30 入庫 1.5 汽車連桿的機械加工工藝過程分析 1.5.1 工藝過程的安排 影響加工精度的主要因素有兩種: (1)連桿模鍛，而孔機械加工余量，切割時將會產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，并導(dǎo)致一個內(nèi)部應(yīng)力再分布。 (2)連桿本身的剛度較低，在外力的作用下，容易變形。 主要加工表面的流程安排如下: (1)兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨 (2)小頭孔：鉆孔、擴孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜 (3):大擴孔：擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨 有的次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。 1.5.2 定位基準(zhǔn)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(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。 圖（1-1）連桿的定位方向 具體方法見圖(1，1):在安裝工件時，注意到一個完整的序列號標(biāo)簽不會接觸夾具定位元件。在精鏜小頭孔時，也用小頭孔作為基面，定位銷做成活動的稱“假銷”。當(dāng)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。 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。 1.5.3 確定合理的夾緊方法 由于連桿是一個剛性比較差的工件，應(yīng)該非常注意夾緊力的大小，和作用力的方向及著力點的選擇，以避免由于夾緊力的作用而變形，影響加工精度。對于連桿的加工夾具，可以看出設(shè)計者非常注意夾緊力作用方向和著力點的選擇。兩端粗銑夾具的夾緊力方向平行于端面，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。 1.5.4 汽車連桿兩端面的加工 采用粗銑、精銑、粗磨、細磨四個工序，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。 1.5.5 汽車連桿小、大頭孔的加工 小，大頭孔連桿加工的處理是一個重要的過程，它的加工精度對連桿的質(zhì)量有很大的影響。 小頭孔為定位基面，作為基準(zhǔn)面之前，通過鉆、擴、鉸三道工序。鉆小頭孔外形定位，這樣我們可以確保加工孔和外圓同軸誤差較小。 如果因為襯套孔和外圓定位錯誤，則此方法有可能定位襯套精鏜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。 1.5.6 汽車連桿螺栓孔的加工 連桿螺栓孔經(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。 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。 1.5.7 汽車連桿體與連桿蓋的銑開工序 剖分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。 1.6 汽車連桿加工工藝設(shè)計應(yīng)考慮的問題 1.6.1　工序安排 安排連桿加工過程應(yīng)注意影響精度的兩個因素:(1)連桿的硬度較低，容易在外力變形；(2)連桿模鍛件，孔機械加工余量大，切割將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。所以在連桿加工時，各主要表面的粗精加工工序一定要分開。 1.6.2　定位基準(zhǔn) 精基準(zhǔn)：以桿身對稱面定位，便于保證對稱度的要求，而且采用雙面銑，可使部分切削力抵消。 統(tǒng)一精基準(zhǔn)：以大小頭端面，小頭孔、大頭孔一側(cè)面定位。因為端面的面積大，定位穩(wěn)定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。 1.6.3　夾具使用 應(yīng)該適應(yīng)”一個洞一個凸平臺”的統(tǒng)一基準(zhǔn)的本質(zhì)。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準(zhǔn)”情況，小頭定位銷應(yīng)活動在這一時刻，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。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。 第二章 汽車連桿加工工藝零件的尺寸計算處理 2.1 切削用量的選擇原則 正確選擇切削參數(shù)，提高切削效率，保證必要的刀具壽命和經(jīng)濟性，保證加工的質(zhì)量，起著重要的意義。 2.1.1 粗加用時切削用量的選擇原則 粗加用時，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大。因此，粗加工切削用量的選擇，為了提高生產(chǎn)效率，降低加工成本，盡可能保證較高的單位時間金屬切削量和必要的刀具壽命，金屬切除率可以用下式計算： Zw ≈ V.f.ap.1000.00 式中：Zw單位用時內(nèi)的金屬切除量（mm3/s） V----切削的速度m/s F----進給量mm/r ap——切削的深度mm 切削速度增加，增大進給量和切削深度，可以提高金屬去除率。然而，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，影響最小是切削深度。所以粗加工切削參數(shù)選擇的原則是:第一，考慮選擇吃刀深度a盡可能大，然后選擇一個較大的進給量度f，最后確定一個合適的切割速度V。 選擇較大的吃刀深度ap和f，刀具壽命t顯然將會下降，但比V對t的影響小得多，只要能減少一點V便可使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，可以使V，f，ap 較大的乘積，以保證金屬切削率高。此外，增大ap可使走刀次數(shù)減少，增大f又有利于斷屑。以上選擇的原則，因此，粗加工切削用量的選擇對提高生產(chǎn)效率，減少工具消耗，降低處理成本是更有利的。 1）切削的深度的選擇： 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(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，才考慮分幾次走刀。 2）進給量的選擇： 粗加用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(dāng)減小進給量。 3）切削的速度的選擇： 粗加工，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(dāng)降低切削速度。 2.1.2 精加用時切削用量的選擇原則 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）切削的深度的選擇： 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(dāng)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）切削的速度的選擇： 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(dāng)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。 2.2 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及的公差 2.2.1 確定加工余量 用查表法確定機械加工余量： （由《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） 表(2—1) 連桿加工過程 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 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 2.2.2 確定工序尺寸及其的公差 （由《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的公差、 表(2—2) 大頭孔各工序尺寸及其的公差 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 2）、小頭孔各工序尺寸及其的公差 （由《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） 表(2—3) 小頭孔各工序尺寸及其的公差 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 2.3 計算工藝尺寸鏈 2.3.1 連桿蓋的卡瓦槽的計算 減環(huán)為： ；封閉環(huán)為：；增環(huán)為： 1）、極限尺寸為： =30.199-4.949=25.25 mm 圖（2-1） =29.81-5.11=24.70 mm 2）、上、下偏差為: =0.20+0.05=0.25 mm =-0.20-0.10=-0.30 mm 3）、的公差為: =0.25-（0.30）=0.55 mm 4）、基本尺寸為: = =30-5=25 mm 5）、最終工序尺寸為: =mm 2.3.2 汽車連桿體的卡瓦槽的計算 封閉環(huán)為： ；增環(huán)為： ； 減環(huán)為： 1）、極限尺寸為： =13.30-4.95 =8.35 mm =12.8-5.0=7.8 mm 2）、上、下偏差為: =0.3+0.05=0.35 mm =-0.1-0.1=-0.2 mm 3）、的公差為: =0.35+0.20=0.55 mm 4）、的基本尺寸為: = =13-5=8 mm 5）、的最終工序尺寸為: =m 2.4 用時定額的計算 2.4.1 銑連桿大小頭平面 選用X52K機床 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—81可得 切削的速度Vf=2.47 m/s 銑刀的直徑D=100 mm 切削的寬度 ae=60 mm 銑刀的齒數(shù)Z=6 切削的深度ap=3 mm 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=475 r/min 由表3.1—31 機床選取n=500 /min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=2.67 m/s 銑削的用時為：按表2.5—10 L=3 mm L1=+1.5=50 mm L2=3 mm 基本的用時tj=L/fmz=(3+50+3)/(500×0.18×6)=0.110 min 由表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.180 min 2.4.2 粗磨大小頭平面 選用M7350磨床 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—170可得 砂輪的直徑D=40.00 mm 磨削的速度V=0.33 m/s 切削的深度ap= 0.30 mm fr0=0.033 mm/r Z= 8 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=158.8 r/min 按表3.1—48 機床選取n=100 r/min 則實際磨削得速度V=0.001Dn/60=0.20 m/s 磨削得用時為：按表2.5—11 基本的用時tj=zbk/nfr0z=(0.3×1)/(100×8×0.033)=0.01 min 由表3.1—40 輔助用時ta=0.21 min 2.4.3 加工小頭孔 (1) 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—38(41)可得 鉆頭的直徑D=20.00 mm 切削的速度V=0.99 mm 切削的深度ap=10.00 mm 進給量f=0.12 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=945 r/min 按表3.1—30 機床選取n=1000 r/min 則實際鉆削的速度V=0.001Dn/60=1.04 m/s 鉆削用時為：按表2.5—7 L=10 mm L1=1.5 mm L2=2.5mm 基本的用時tj=L/fn= (10+1.5+2.5)/(0.12×1000)= 0.12 min 按表2.5—41 輔助用時ta=0.5 min 按表2.5—42 其他用時tq=0.2 min (2) 擴小頭孔 選用鉆床Z3080 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—53可得 擴刀的直徑D=30.00 mm 切削的速度V=0.32 m/s 切削的深度ap=1.50 mm 進給量 f=0.80 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=203 r/min 由表3.1—30 則機床選取n=250 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.39 m/s 擴削用時為：按表2.5—7 L0=10 mm L1=3 mm 基本的用時tj=L/fn=(10+3)/(0.8×250)=0.07 min 按表2.5—41 輔助用時ta=0.25 min (3) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—81可得 鉸刀的直徑D=30.00 mm 切削的速度V=0.22 m/s 切削的深度ap=0.10 mm 進給量f=0.80 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=140 r/min 由表3.1—31 則機床選取n=200 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.32 m/s 鉸削的為： 按表2.5—7 L=10 mm L1=0 L2=3 mm 基本的用時tj=L/fn=(10+3)/(0.8×200)=0.09 min 按表2.5—41 輔助用時ta=0.25 min 2.4.4 銑大頭兩側(cè)面 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—77(88)可得 則選用銑床X62W 銑刀的直徑D=20.00 mm 切削的速度V=0.64 m/s 銑刀的齒數(shù)Z=3 切削的深度ap=4.00 mm af=0.10 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=611 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.78 m/s 銑削用時為：按表2.5—10 L=40 mm L1=+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時tj=L/fmz=(40+8.5+2.5)/(750×0.10×3)=0.23 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min 2.4.5、擴大頭孔 選用鉆床床Z3080 刀具:擴孔鉆 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—54可得 擴孔鉆的直徑D=60 mm 切削的速度V=1.29 m/s 進給量f=0.50 mm/r 切削的深度ap=3.0 mm 走刀次數(shù)I=1 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=410 r/min 由表3.1—41 則機床選取n=400 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=1.256 m/s 擴削用時為： 按表2.5—7 L=40 mm L1=3 mm L2=3 mm 基本的用時: 2.4.6 銑開連桿體和蓋 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—79(90)可得 銑刀的直徑D=63 mm 切削的速度V=0.34 m/s 切削的寬度ae=3 mm 銑刀的齒數(shù)Z=24 切削的深度ap=2 mm af=0.015 mm/r d=40 mm 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=103 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=2.47 m/s 銑削用時為： 按表2.5—10 L==17 mm L1=- +2=6 mm L2=2 mm 基本的用時tj=Li/FM=(17+6+2)/(148)=0.17 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min 2.4.7 加工連桿體 (1) 粗銑連桿體結(jié)合面 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—74（84）可得 銑刀的直徑D=75 mm 切削的速度V=0.35 m/s 切削的寬度ae=0.5 mm 銑刀的齒數(shù)Z=8 切削的深度ap=2 mm af=0.12 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=89 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=2.94 m/s 銑削用時為： 按表2.5—10 L=38 mm L1=+1.5=7.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時tj=L/fnz=(38+7.5+2.5)/(2.96×60×8)=0.03 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min (2) 精銑連桿體結(jié)合面 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—84可得 銑刀的直徑D=75 mm 切削的速度V=0.42 m/s 銑刀的齒數(shù)Z=8 切削的深度ap=2 mm af=0.7 mm/r 切削的寬度ae=0.5 mm 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=107 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=2.94 m/s 銑削用時為：按表2.5—10 L=38 mm L1=+1.5=.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時tj=L/fmz=(38+7.5+2.5)/(2.96×60×8)=0.03 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min (3) 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床Z3025 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—67可得 锪刀的直徑D=28 mm 切削的速度V=0.2 m/s 锪刀的齒數(shù)Z=6 切削的深度ap=3 mm 進給量f=0.10 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=50.9 r/min 由表3.1—30 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=2.94 m/s 锪削用時為： 按表2.5—7 L=28 mm L1=1.5 mm 基本的用時tj=L/fn=(28+1.5)/(0.10×750×8)= 0.04 min (4) 銑軸瓦鎖口槽 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—90可得 銑刀的直徑D=63 mm 切削的速度V=0.31 m/s 銑刀的齒數(shù)Z=24 切削的深度ap=2 mm 切削的寬度ae=0.5 mm af=0.02 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=94 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.33 m/s 銑削用時為： 按表2.5—10 L= 5 mm L1=0.5×63+1.5=33 mm L2=1.5 mm 基本的用時tj=L/fmz=(5+33+1.5)/(100×24)=0.02 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min (5) 精銑螺栓座面 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—90可得 銑刀的直徑D=63 mm 切削的速度V=0.47 m/s 銑刀的齒數(shù)Z=24 切削的深度ap=2 mm 切削的寬度ae=5 mm af=0.015 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/D=142 r/min 由表3.1—31 則機床選取n=150 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.49 m/s 銑削用時為： 按表2.5—10 L=28 mm L1=+1.5=19 mm L2=3 mm 基本的用時tj=L/fmz=(28+19+3)/(150×24)=0.02 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45= 0.18 min (7) 精磨結(jié)合面 選用磨床M7130 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—170可得 砂輪的直徑D=40 mm 切削的速度V=0.330 m/s 切削的深度ap=0.1 mm 進給量fr0=0.006 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=157 r/min 由表3.1—48 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.20 m/s 磨削用時為： 按表2.5—11 基本的用時tj==0.02 min (=0.1 k=1 z=8) 2.4.8 銑、磨連桿蓋結(jié)合面 (1) 粗銑連桿上蓋結(jié)合面 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—74（84）可得 銑刀的直徑D=75 mm 切削的速度V=0.35 m/s 切削的寬度ae=3 mm 銑刀的齒數(shù)Z=8 af=0.12 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=89 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.39 m/s 銑削用時為：按表2.5—10 L= 38 mm L1=+1.5=16 mm L2=2.5 mm 基本的用時tj=L/fmz=(38+16+2.5)/(100×8)=0.07 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min (2) 精銑連桿上蓋結(jié)合面 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—84可得 銑刀的直徑D=75 mm 切削的速度V=0.42 m/s 切削的寬度ae=0.5 mm 銑刀的齒數(shù)Z=8 進給量f=0.7 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=107 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=110 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.43 m/s 銑削用時為： 按表2.5—10 L=38 mm L1=+1.5=7.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時tj=L/fmz= (38+7.5+2.5)/(110×8)=0.6 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min (3) 粗銑螺母座面 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—88可得 銑刀的直徑D=63 mm 切削的速度V=0.34 m/s 銑刀的齒數(shù)Z=24 切削的寬度ae=5 mm af=0.15 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=103 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.39 m/s 銑削用時為：按表2.5—10 L= 28mm L1=+1.5=17.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時tj=L/fmz =(28+17.5+2.5)/(100×24)= 0.02 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min (4) 銑軸瓦鎖口槽 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—90可得 銑刀的直徑D=63 mm 切削的速度V=0.31 m/s 銑刀的齒數(shù)Z=24 切削的深度ap=2 mm 切削的寬度ae=0.6 mm af=0.02 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=94 r/min 由表3.1—74則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.33 m/s 銑削用時為： 按表2.5—10 L=5 mm L1=0.5×63+1.5=33 mm L2=1.5 mm 基本的用時tj=L/fmz=(5+33+1.5)/(100×24)=0.02 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min (5) 精磨結(jié)合面 選用磨床M7350 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—170可得 砂輪的直徑D=40 mm 切削的速度V=0.330 m/s 切削的深度ap=0.1 mm 進給量fr0=0.006 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=157 r/min 由表3.1—48 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.20 m/s 磨削用時為： 按表2.5—11 基本的用時tj==0.02 min (=0.1 k=1 z=8) 2.4.9 銑、鉆、鏜 (1) 精銑連桿蓋上兩螺母座面 則選用銑床X62W 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—90可得 銑刀的直徑D=63 mm 切削的速度V=0.47 m/s 切削的寬度ae=5 mm 銑刀的齒數(shù)Z=24 切削的深度ap=2 mm af=0.015 mm/r 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=142 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=150 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.49 m/s 銑削的用時為： 按表2.5—10 L=28 mm L1=+1.5=17.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時tj=L/fmz=(28+17.5+2.5)/(150×24)=0.02 min 按表2.5—46 輔助用時ta=0.4×0.45=0.18 min （2）、從連桿上方鉆、擴、鉸螺栓孔 a) 鉆螺栓孔 選用鉆床Z3025 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—38（41）可得 切削的速度V=0.99 m/s 切削的深度ap=5 mm 進給量f=0.08 mm/r 鉆頭的直徑D=10 mm 則主軸的轉(zhuǎn)速n=v/0.001D=1910 r/min 由表3.1—30 則機床選取n=910 r/min 則實際切削的速度V=0.001Dn/60=0.99 m/s 鉆削的用時為： 按表2.5—7 L=34 mm L1=1.5 mm L2=2 mm 基本的用時tj=L/fn=(34+1.5+2)/(0.08×1910)=0.23 min 按表2.5—41 輔助用時ta=0.5 min 按表2.5—42 其他的用時tq=0.2 min b) 擴螺栓孔 選用鉆床Z3025 由《機械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—53可得 擴刀的直徑D=10 mm 切削的速度V=0.40 m/s 切削的深度ap=1.0 mm 進給量f=0.6 mm/r 則主軸的