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畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開(kāi)題報(bào)告 課題名稱 柴油機(jī)連桿機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 分 院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 10 機(jī)自 4 班 姓 名 陳晨 學(xué) 號(hào) 1021080405 指導(dǎo)教師 賈建軍 二 一二年 十一月 0 機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開(kāi)題報(bào)告 課題名稱 柴油機(jī)連桿機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 課題來(lái)源 生產(chǎn) 課題類型 工程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 賈建軍 學(xué)生姓名 陳晨 專 業(yè) 機(jī)自 學(xué) 號(hào) 1021080405 1 一 前期準(zhǔn)備工作 一 調(diào)研資料準(zhǔn)備 連桿是柴油機(jī)運(yùn)動(dòng)的主要元件之一 它工作的穩(wěn)定性 可靠性對(duì)柴油機(jī)的整機(jī) 質(zhì)量至關(guān)重要 質(zhì)量輕 精度高的連桿 有助于降低柴油機(jī)的能耗和噪音 本課題 就是研究柴油機(jī)連桿機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 首先通過(guò)查閱大量資料 了解到了 機(jī)械加工工藝過(guò)程就是用切削的方法改變毛坯的形狀 尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì) 成為具有所需要的一定精度 粗糙度等要求的零件 二 設(shè)計(jì) 論文 的目的 要求 1 目的 研究制定柴油機(jī)連桿及工裝設(shè)計(jì)加工工藝規(guī)程 2 要求 工藝編制正確 合理 工藝裝備設(shè)計(jì)方案正確 結(jié)構(gòu)合理 符合 生 產(chǎn)實(shí)際 能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)需要 三 設(shè)計(jì)思路 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一 連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成 連桿的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)條件分析 它包括六個(gè)方面 1 小頭孔的精度 2 大小頭孔 軸心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度 3 大小頭孔的中心距 4 大頭孔兩端面對(duì) 大頭孔軸心線的垂直度 5 在關(guān)螺栓孔的技術(shù)要求 6 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求 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 在設(shè)計(jì)連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程中 預(yù)期需要涉及到的技術(shù)有以下 幾個(gè)方面 1 對(duì)連桿零件進(jìn)行工藝審查 找出主要技術(shù)要求和分析關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題 審查 零件的結(jié)構(gòu)工藝性 同時(shí)注意連桿本身的剛度比較低 再外力作用下 切削力 夾 緊力 的作用下容易變形并且連桿是模鍛件 孔的加工余量大 切削是將產(chǎn)生較大 的殘余內(nèi)應(yīng)力 2 2 擬定工藝路線 零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題 設(shè) 計(jì)時(shí)通常應(yīng)初擬2 3個(gè)較為不同的該零件的加工工藝路線 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后取其中 的最佳方案實(shí)施之 3 根據(jù)擬定的工藝規(guī)程路線合理的設(shè)計(jì)專用夾具的設(shè)計(jì) 1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 a 了解工件情況 工序要求和加工狀態(tài) 結(jié)構(gòu) 材料 相關(guān)尺寸精度 前后工序關(guān)系 b 了解機(jī)床刀具 機(jī)床合格 技術(shù)參數(shù) 運(yùn)動(dòng)情況 安裝結(jié)構(gòu)刀具的結(jié) 構(gòu) 精度聯(lián)接方式等 c 了解生產(chǎn)批量 d 了解工廠的生產(chǎn)條件和技術(shù)水平 e 資料準(zhǔn)備 收集 2 擬定結(jié)構(gòu)方案 a 定位方案 根據(jù)加工對(duì)象的精度 b 夾緊方案 c 分度 轉(zhuǎn)工位 方案 d 對(duì)刀導(dǎo)向方案 e 安裝方式 四 預(yù)期成果 1 設(shè)計(jì)報(bào)告 論文 2 專用夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)裝配圖實(shí)物 3 專用夾具零件圖 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 5 參考文獻(xiàn) 01 李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1992 12 02 孫麗媛 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) M 北京 冶金工業(yè)出版社 2002 12 03 李洪 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M 北京 北京出版社 1990 12 04 鄧文英 金屬工藝學(xué) M 北京 高等教育出版社 2000 3 05 蔡蘭 機(jī)械零件工藝性手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 06 卞洪元 機(jī)械制造工藝與夾具 北京 北京理工大學(xué)出版社 2010 07 王先逵 機(jī)械制造工藝學(xué)第二版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 08 戴亞春 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)指導(dǎo)書第二版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 1998 09 呂明 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2004 10 陳宏均 方向明 典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 11 顧崇銜 機(jī)械制造工藝學(xué) 陜西科技技術(shù)出版社 2003 12 趙如福 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1999 4 二 階段設(shè)計(jì)內(nèi)容及時(shí)間安排 三 完成設(shè)計(jì)所具備的條件 1 2 不夠可加頁(yè) 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 階段 起始日期 終止日期 完成內(nèi)容 2013 9 10 2013 10 30 找資料 外文翻譯 2013 9 10 2013 10 30 找資料 撰寫文獻(xiàn)綜述 2013 9 15 2013 10 10 完成外文翻譯 撰寫開(kāi)題報(bào)告初稿 2013 10 20 2013 11 30 開(kāi)題報(bào)告修改完善 畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 階段 2013 12 1 2014 1 15 完成開(kāi)題報(bào)告 2014 1 16 2014 1 31 理論分析 工藝方案可行性評(píng)價(jià) 方案確定 2014 2 1 2014 3 1 工藝流程設(shè)計(jì) 2014 3 1 2014 3 10 工藝文件編制 設(shè)計(jì)階段 2014 3 10 2014 3 25 工裝設(shè)計(jì) 工裝使用說(shuō)明書撰寫 修改完善階段 2014 3 25 2014 4 10 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 2014 4 10 2014 4 30 答辯 5 開(kāi)題報(bào)告格式 1 標(biāo)題 用黑體小二號(hào) 2 開(kāi)題報(bào)告中標(biāo)題 宋體小四號(hào) 3 正文采用宋體小四號(hào) 行距設(shè)置為 1 5 倍 圖 表文字均比正文小 1 號(hào) 即用 5 號(hào)宋體字 公式等要求和畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 相同 4 參考文獻(xiàn)用 5 號(hào)宋體 5 正文中英文和數(shù)字均采用 Times New Romar 格式 6 頁(yè)碼居中 用阿拉伯?dāng)?shù)字 0 寧波大紅鷹學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 文獻(xiàn)綜述 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 柴油機(jī)連桿機(jī)械加工工藝及 工裝設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 班 級(jí) 10 機(jī)自 4 班 姓 名 陳晨 學(xué) 號(hào) 1021080405 指導(dǎo)教師 賈建軍 合作導(dǎo)師 日期 2013 年 11 月 13 日 1 文獻(xiàn)綜述 一 前言 通過(guò)對(duì)各文獻(xiàn)的查閱 使自己懂得了柴油機(jī)連桿機(jī)械加工工藝技術(shù)對(duì)于整 個(gè)柴油機(jī)的重要性 一個(gè)精度高 質(zhì)量可靠且穩(wěn)定的連桿有助于降低柴油機(jī)的 能源和噪聲 連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件 例如 在往復(fù)活塞式動(dòng)力機(jī)械和壓縮機(jī)中 用連桿來(lái)連接活塞與曲柄 連桿多為鋼件 其主體部分的截面多為圓形或工字形 兩端有孔 孔內(nèi)裝有青銅襯套或滾針軸 承 供裝入軸銷而構(gòu)成鉸接 連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件 它連接著活塞 和曲軸 其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 上的力傳給曲軸以輸出功率連桿在工作中 除承受燃燒室燃?xì)猱a(chǎn)生的壓力外 還要承受縱向和橫向的慣性力 因此 連桿在一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下工作 它 既受交變的拉壓應(yīng)力 又受彎曲應(yīng)力 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 二 柴油機(jī)連桿各工藝分析 1 加工工藝分析 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)構(gòu)件之一 其作用是把活塞和曲軸連接起來(lái) 使 活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 因此 連桿的加工精度直接影響柴 油機(jī)的性能 反映連桿精度的參數(shù)主要有五個(gè) 1 連桿大端中心面和小端中心面相對(duì) 于連桿身中心面的對(duì)稱 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 連桿大小頭孔的 尺寸精度 形狀精度 5 連桿大頭螺栓孔與接 合面的垂直度 1 1 加工工藝路線 原加工工序 毛坯鍛造 粗磨斷面 鉆小頭孔 鉆大頭孔 車大 頭外圓 粗鏜小頭孔 粗鏜大頭孔 半精鏜小頭孔 半精鏜大頭孔 鐵切連桿大頭分開(kāi)面 粗銑連桿蓋接合面 鉆擴(kuò)鉸螺栓孔 精銑接合 面 精磨端而 壓人銅套 精鏜大頭孔 精鏜銅套孔 磨大頭孔 大頭銑矮 改進(jìn)后加工工序 毛坯鍛造 粗銑兩端而 鉆大小頭孔 次銑兩端 而 粗磨兩端而 粗鏜大小頭孔 車大頭外圓 半精鏜大小頭孔 2 銑連桿大頭分開(kāi)而 粗銑連桿蓋接合而 鉆擴(kuò)鉸螺栓孔 精銑接合面 精磨兩端面 壓入套筒 精鏜大頭孔 銅套孔 滾壓銅套孔 衍磨 大頭孔 大頭銑矮 1 2 加工工藝分析 提高了連桿兩孔中心距尺寸精度 工藝改進(jìn)前 大頭孔與小頭孔的鉆 粗 鏜以及精鏜均分開(kāi)為兩道工序 兩次裝夾 故兩孔中心距尺寸公差分布范圍較 大 工藝改進(jìn)后 一次裝夾鉆或鏜兩孔 能夠?qū)⑦B桿兩孔中心距的尺寸誤差控 制在很小的范圍內(nèi) 車大頭外圓位于粗鏜大小孔后 更有利于后續(xù)工序回旋自 由度限制的一致性與穩(wěn)定性 保證了兩孔的平行度 改進(jìn)前由于孔的加工余量大 內(nèi)應(yīng)力變形大 因此 改進(jìn)后的工藝 先鉆兩孔 后粗磨端面 避免了連桿在鉆孔工序時(shí) 其孔端面 平面度 平行度被破壞 改進(jìn)前的連桿加工工藝 磨削兩端均直接將工件置于 轉(zhuǎn)盤磨床的磁力吸盤上 這樣 在加工第一面時(shí) 有一下因素影響精度 一方 面由于連桿剛性不足 若定位面存在彎曲度 直接置于磁力吸盤上 雖吸平 但加工后彈性恢復(fù) 導(dǎo)致已加工的第一面不平 另一面 整個(gè)定位面不平整 定位不穩(wěn)定 改進(jìn)后的加工方案 采用磨第一面時(shí) 工件置于夾具上 定位面 采用三點(diǎn)定位 保證了定位的穩(wěn)定性 而夾具置于磁力吸盤上 磁力吸盤對(duì)工 件不起加緊作用 磨第二面時(shí) 因第一面已磨完 表面平整光潔 故可直接置 于磁力吸盤上 改進(jìn)后的加工工藝 以連桿整個(gè)端面而定位 同時(shí)鏜兩孔 保 證連桿兩孔的平行度 提高了大小頭孔精度 改后 連桿小頭銅套孔在精鏜后 進(jìn)行滾壓加工 有利于提高潔度 尺寸精度 并能產(chǎn)生有利的殘余壓應(yīng)力 而 大頭孔采用衍磨加工 衍磨頭與機(jī)床主軸浮動(dòng)連接 有利于減少主軸回轉(zhuǎn)中心 與被加工孔的同軸度誤差的影響 2 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的粉末鍛造 主要介紹粉末鍛造工藝的技術(shù)特點(diǎn) 制造工藝流程 主要制造工藝參數(shù) 主要生產(chǎn)工序及工藝參數(shù)等 國(guó)外采用連桿脹斷工藝的公司有哪些 1 特點(diǎn) 粉末冶金燒結(jié)件作鍛造毛坯可一次鍛造成形 無(wú)飛邊 節(jié)省加工工時(shí)和設(shè) 備 具有粉末冶金和機(jī)械精鍛的優(yōu)點(diǎn) 粉末鍛造可實(shí)現(xiàn)燒結(jié)材料的高密度化 是材料具有高強(qiáng)度和無(wú)明顯各向異性 a 避免不必要的機(jī)械加工 如模鍛連桿早 熱處理前需要經(jīng)過(guò)幾到機(jī)加工 而粉鍛連桿僅需一道機(jī)加工 b 質(zhì)量偏差小 模 鍛 3 5 粉鍛連桿僅 0 5 c 疲勞輕度高 d 零件致密 輕量 密度 3 7 8g cm3 形狀及尺寸經(jīng)一次性鍛造即可達(dá)到最終產(chǎn)品要求 e 節(jié)約能源 50 節(jié)約材料 40 有利于環(huán)境保護(hù) 2 制造工藝流程 預(yù)合金鋼粉 配料機(jī)混料 壓制成預(yù)制坯 燒結(jié)成鍛坯 快速送入預(yù)熱 的鍛模 致密化閉模鍛造 鍛件脫模 在可控氣氛中冷至室溫 熱處理 噴丸強(qiáng)化 3 原料參數(shù) 德國(guó)寶馬生產(chǎn) V8 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿所用預(yù)合金鋼粉成分為 w Mn 0 3 0 4 w Cr 0 1 0 25 w Ni 0 2 0 3 w Mo 0 25 0 35 w C 0 6 其余為 Fe 4 主要工藝參數(shù) 4 1 配料及混料 經(jīng)配料計(jì)算和準(zhǔn)確稱取粉重后置于混料機(jī)混合 20 30 分 鐘至分布均勻 4 2 壓制預(yù)制坯 要對(duì)預(yù)制坯的設(shè)計(jì)應(yīng)合理 對(duì)其密度 質(zhì)量 質(zhì)量變化 和尺寸要求精確控制 避免過(guò)負(fù)荷損壞模具 4 3 燒結(jié)預(yù)制坯 在通有還原保護(hù)氣體的專用燒結(jié)爐中進(jìn)行 燒結(jié)溫度 1120 1130 至完全合金化 后移至無(wú)氧化性氣體的溫飽爐中于 1000 左右 保溫 4 4 鍛造有兩種 利用燒結(jié)體預(yù)熱保溫至鍛造溫度時(shí)立即進(jìn)行鍛造 以節(jié) 省能源 二是在燒結(jié)體冷卻至室溫后 經(jīng)高頻或真空加熱進(jìn)行鍛造 其消耗能 源較大 燒結(jié)體在 1000 時(shí) 迅速送入預(yù)熱至 300 的鍛模中進(jìn)行致密化封閉 鍛造 可將 80 理論密度的燒結(jié)體至 100 理論密度 燒結(jié)坯在出爐時(shí)應(yīng)盡量縮 短停留時(shí)間 立即送入鍛造工序 若鍛造溫度過(guò)低 在連桿表層殘留微孔隙增 多 使連桿密度下降 若停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)連桿內(nèi)部易被氧化 均會(huì)導(dǎo)致連桿沖擊 韌性和疲勞強(qiáng)度下降 在熱處理時(shí)在惰性氣體 如氬等 中加熱至淬火溫度 870 時(shí) 立即在油中 淬火 后進(jìn)行 570 回火 3 連桿大頭脹斷工藝 隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展 發(fā)動(dòng)機(jī)里脹斷連桿的使用越來(lái)越多 脹斷連桿是 一種裂斷加工工藝 精加工成本低 節(jié)省加工費(fèi)約 35 生產(chǎn)效率高 由于脹斷后蓋 和體又原配在一起 實(shí)現(xiàn)了蓋和體的無(wú)縫連接 提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能 因此 越來(lái)越 受到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家的重視 4 1 脹斷工藝概念 對(duì)連桿大頭孔的斷裂線處預(yù)先加工出兩條 V 型應(yīng)力集中槽或在毛坯加工時(shí) 就做出溝槽 然后對(duì)其側(cè)面施加徑向力 使其在槽處出現(xiàn)裂縫 在徑向力的繼 續(xù)作用之下 裂縫繼續(xù)擴(kuò)散 最終達(dá)到連桿蓋從連桿體上分離下來(lái) 據(jù)德國(guó) Krebsoege 公司研究結(jié)果 燒結(jié)粉末金屬連桿的可脹斷性較好 鑄鐵 連桿材料最宜使用 GTS65 70 鍛鋼連桿材料是 70 號(hào)鋼 但 70 號(hào)鋼鍛造連桿在 脹斷時(shí)如何保證不帶塑性變形的脆性斷裂以及其切削加工是該工藝的難點(diǎn) 2 脹斷工藝的優(yōu)點(diǎn) 2 1 簡(jiǎn)化了連桿設(shè)計(jì)要求 采用連桿脹斷工藝后 連桿與連桿蓋的分離面 是最完全的嚙合 所以其無(wú)需再進(jìn)行機(jī)加工 省略了分離面的磨削加工 連桿 體與連桿蓋裝配時(shí)無(wú)需額外的精確定位 如螺栓孔定位 或定位環(huán)孔 只需螺 栓拉緊即可 這樣省去了螺栓孔的精加工 鉸或鏜 2 2 改善了連桿總成的大頭孔變形 為采用前分離面以及螺栓孔加工誤差 以 0 01mm 單位來(lái)計(jì)算 而采用脹斷工藝之后其誤差是以 0 001mm 單位來(lái)計(jì)算 的 德國(guó) Alfing 公司 3 的 Volker Ohrnberger 和 Michael Haehnel 兩位工程師的研究 確定 在粗加工后連桿大頭孔不圓都約在 12 m 左右 在脹斷后約在 40 m 左 右 其變形量約為 28 m 又據(jù)美國(guó) Gidding Lewis Co 的研究 測(cè)試 50 個(gè)零 件的分析結(jié)果 連桿大頭孔的平均直徑在脹斷前與后的平均變形僅為 23 m 2 3 減少了連桿生產(chǎn)的設(shè)備 生產(chǎn)面積以及制造費(fèi)用 省掉連桿蓋與連桿 分離面的磨削加工和螺栓孔經(jīng)加工的設(shè)備投資和這些機(jī)床占地面積以及制造費(fèi) 用 在傳統(tǒng)工藝中切斷后的連桿蓋需要單獨(dú)自動(dòng)運(yùn)輸裝配 而采用脹斷工藝后 可立即裝配 3 熱擴(kuò)散涂層可提高工具的使用壽命 熱擴(kuò)散工藝可顯著硬化材料表面 其硬化層厚度為 0 02 0 2mm 該層十分 緊密地與基體結(jié)成一體 可顯著地延長(zhǎng)工具的使用壽命 如落料模 沖模 鍛 模 拉伸模 冷鐓模 折彎模和沖頭模等 其處理是把零件浸入鹽浴里 加熱 到 899 1056 加熱 1 8 小時(shí) 3 總結(jié) 通過(guò)掌握有關(guān)機(jī)械制造工藝的基本理論知識(shí) 學(xué)會(huì)分析連桿機(jī)械加工過(guò)程 中產(chǎn)生誤差的原因 對(duì)具體的工藝問(wèn)題進(jìn)行分析 并能提出改進(jìn)質(zhì)量 提高效 率 降低成本的工藝途徑 通過(guò)研究與分析得出以下結(jié)論 5 1 選擇連桿的粗基準(zhǔn)時(shí) 要保證大小端孔及兩端面在后序加工余量的均勻 性以及加工后這些部位對(duì)桿身的對(duì)稱度 在選擇工裝結(jié)構(gòu)方案時(shí)必須考慮 2 連桿加工的精基準(zhǔn)要遵循 基準(zhǔn)統(tǒng)一 和 基準(zhǔn)重合 的原則 一般將 一側(cè)端面 小端孔和大端一側(cè)面作為大多數(shù)工序的定位精基準(zhǔn) 3 在選擇連桿的定位基準(zhǔn)的同時(shí) 必須正確確定夾緊力的方向和著力點(diǎn) 注意防止連桿的夾緊變形和轉(zhuǎn)動(dòng) 本著 點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 原則 不允許在桿部夾緊 4 連桿的各種表面加工方法的選擇 應(yīng)主要根據(jù)加工面的結(jié)構(gòu)形狀 尺寸 大小 精度 表面粗糙度以及生產(chǎn)類型 從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā) 并參考有關(guān)各種表 面加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度等資料來(lái)初步確定的 加工方法 選定之后 就可進(jìn)一步確定該表面須經(jīng)過(guò)幾次加工才能最終達(dá)到要求 因?yàn)檫@ 些表面的加工精度和表面粗糙度要求較嚴(yán) 往往要經(jīng)過(guò)粗加工 半精加工 精加工 細(xì)加工等幾個(gè)階段 在安排機(jī)械加工工藝過(guò)程時(shí) 應(yīng)盡量將連桿 上的這些重要表面的粗 精加工分開(kāi)進(jìn)行 我們?cè)谶x擇加工方法和確定工藝流 程時(shí)可以將國(guó)內(nèi)外同行的經(jīng)驗(yàn)與自身的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)加以綜合考慮 5 脹斷工藝是連桿加工工藝的發(fā)展方向 由于一次性投資 產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 毛 坯材料國(guó)產(chǎn)化等因素 目前在國(guó)內(nèi)大功率卡車連桿方面 脹斷工藝尚屬空白 但該項(xiàng)技術(shù)在歐美等國(guó)的應(yīng)用日趨廣泛 脹斷工藝不但縮短了連桿加工的工藝 流程 同時(shí)可顯著提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本 增加經(jīng)濟(jì)效益 參考文獻(xiàn) 01 王晶梅 連桿加工工藝 承德民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) 2002 02 王仲 劉長(zhǎng)吉 于云良 連桿機(jī)械加工工藝探討 內(nèi)燃機(jī) 1997 03 顏懷祥 淺談連桿加工工藝中的一些新的技術(shù) 柴油機(jī)設(shè)計(jì) 2003 04 崔洪 典型零件的沒(méi)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 內(nèi)燃機(jī) 2002 05 李虹 型柴油機(jī)連桿總成機(jī)械加工工藝 汽車工藝與材料 2001 06 李付軍 朱月玲 連桿類零件的加工夾具 機(jī)械工藝師 2001 07 陳志亮 柴油機(jī)連桿加工工藝分析 湖南農(nóng)機(jī) 1997 08 李世濤 柴油機(jī)連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析與大小孔加 T 工藝 農(nóng)業(yè)裝備 2007 09 楊震 修復(fù)柴油機(jī)連桿的大 小孔磨損 農(nóng)家科技 2006 10 劉遠(yuǎn)宏 姚廣鷹 改進(jìn)加工工藝 提高連桿質(zhì)量 機(jī)械制造與自動(dòng)化 1998 11 李紹忠 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿生產(chǎn)工藝的進(jìn)展 汽車科技 2000 12 谷諍巍 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿裂解加 T 工藝 新技術(shù)新工藝 2003 13 寇淑清 金文明 谷諍巍 內(nèi)燃機(jī)連桿制造最新技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì) 內(nèi)燃機(jī)工程 6 2001 7 8 9 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見(jiàn) 負(fù)責(zé)人 年 月 日 寧波大紅鷹學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文翻譯 所在學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 班 級(jí) 10 機(jī)自 4 班 姓 名 陳晨 學(xué) 號(hào) 1021080405 指導(dǎo)教師 賈建軍 合作導(dǎo)師 2013 年 11 月 15 日 原文 INCREASING THE FATIGUE STRENGTHG RODS USED IN AUTOMOBILE ENGINES 譯文 提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中連接桿的疲勞強(qiáng)度 在開(kāi)發(fā)高速內(nèi)燃機(jī)汽車的設(shè)計(jì)師會(huì)遇到發(fā)動(dòng)機(jī)連接桿大小端頭容易產(chǎn)生疲 勞裂紋的問(wèn)題 圖 1 這些裂縫的產(chǎn)生 開(kāi)始是靠近連桿小端頭 然后向油孔延生 直到整個(gè) 連桿 發(fā)生斷裂 在另一大端頭連 接板處 裂 縫產(chǎn)生于組裝 過(guò)程中 由于安裝螺栓的 難 度大 形成的凹痕 裂縫就是從這里開(kāi)始的 根據(jù)現(xiàn)在所掌握的研究來(lái)看 能夠建立可能造成連桿裂紋原因的數(shù)據(jù)庫(kù) 通 過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)采取措施提高連桿的疲勞強(qiáng)度 并能夠消除早期的缺陷 油孔處裂紋 可以通過(guò)進(jìn)行連桿葉片在壓力條件下的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析 研究 確定連桿裂縫形成的原因 應(yīng)力測(cè)量試驗(yàn) 它是使用一種特殊的夾具 在 連接桿靜態(tài)時(shí)通過(guò)應(yīng)力測(cè)量進(jìn) 行的測(cè)定 值得注意的是在 測(cè)試過(guò)程中 當(dāng) 連桿進(jìn)行平行于振蕩面連接板壓縮拉 伸應(yīng)力時(shí) 垂直葉片的軸的 應(yīng)力為最大值 圖 2 此 時(shí)軸與加載表面的距離為 10 20 毫米之間 當(dāng)距離為 50 60 時(shí) 應(yīng)力迅速下降到幾乎 為零 當(dāng)加 載面接拉伸應(yīng) 力接近減小到零時(shí) 改變其符號(hào) 計(jì)做壓縮應(yīng)力 對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行了測(cè)試 制定了工字梁凸緣 通 過(guò)小頭端的閉合輪廓和壁厚 圖 1 中尺寸 H 來(lái)確定是否對(duì)連桿葉片應(yīng)力有影響 這些試驗(yàn)是在具有不同壁 厚 切斷較小一端 切斷凸緣 并在平面 標(biāo)準(zhǔn)連桿上 進(jìn)行的 該試驗(yàn)表明 小頭端的壁厚和作用在其內(nèi)部的載荷以及性質(zhì) 對(duì)連接桿葉片 的拉伸應(yīng)力 圖 2 和圖 3 有顯著影響 凸緣的葉片部分和小頭端的封閉輪廓對(duì)于 拉伸應(yīng)力幾乎沒(méi)有影響 并且可以在分析過(guò)程中忽略不計(jì) 這使得分析模型簡(jiǎn)單 了很多 為了進(jìn)行針對(duì)性的分析 工字鋼被假定沿邊緣連接到一個(gè)半無(wú)限大的鋼板 上 帶自由縱向邊緣 這個(gè)系 統(tǒng)經(jīng)受的張力 彎曲力 在較小的一端下部 和負(fù)載 是通過(guò)縱向軸線對(duì)稱來(lái)施加的 這是假設(shè)的鋼筋橫截面的主軸 是在一個(gè)平面上所進(jìn)行的 它被焊接到沿其 軸線的連桿上 由于涉及自由 縱向邊緣問(wèn)題 要解決就要在一個(gè)更簡(jiǎn)單的模型方 程的無(wú)限系統(tǒng)形式下進(jìn)行了分析 圖 4 這個(gè)模型基于平面彈性理論有以下的邊 界條件 1 滾針軸承插入到連桿小端 圖 1 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的初始設(shè)計(jì) 一 和現(xiàn)代化的設(shè)計(jì) 二 1 加勁肋 2 裂縫 3 較低的 圓角 凹陷區(qū) 其中 x y xy u v 是壓力的偏轉(zhuǎn)參數(shù) E v 是彈性模量和泊松系數(shù)單位 是胡克 I F 和 b2 是一定區(qū)域面積的瞬間慣性 B 的是所附連桿橫截面的厚度 如果 q x q x 則作為應(yīng)力的函數(shù) 邊界值問(wèn)題 1 就可以很容易地解決 了 推出 2 代入 2 彈性理論常用公式中 3 并采取 A B C 0 我們得出 4 圖 2 表示直徑為 56 毫米的針 黑點(diǎn) 和直徑為 3 毫米的滾子 三角形 裝在 連桿葉片時(shí)的局部應(yīng)力 1 標(biāo)準(zhǔn)的連接桿 2 連桿的小 頭端切斷面 3 沒(méi)有刃部 的凸緣連接桿 4 平面連桿 連續(xù)線是基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 點(diǎn)線是根據(jù)分析數(shù)據(jù) 如果假定在板的邊緣分布平穩(wěn)增強(qiáng)的垂直法向力這 并且在間隔為 a x 就可以用傅里葉級(jí)數(shù)定義 5 其中 Q 為總 的力的相應(yīng) 的值 從 邊界條件 1 我們得到 6 推出 得出 方程 4 和 6 確定的邊界值問(wèn)題 1 它們是由沿鋼筋 連桿的小頭端 外部 負(fù)載的不均勻分布造成的 對(duì)應(yīng)于均衡的附加應(yīng)力和變形負(fù)載 Q x 的公式中的 組成部分 方程 5 Q 2b2l 是傅里葉級(jí)數(shù) 得出均勻分布的壓應(yīng)力 O Q S 和 UO vQx ES V0 Q LY ES 在連桿上 在 這些方程中 S 為連接連桿的截面積 L 是它的 長(zhǎng)度 當(dāng)分析一個(gè)集中荷載情況下施加在點(diǎn) x y 0 的時(shí)的情況 是要考慮值 因此 在方程 6 中有必要采取得 2a 1L 圖 3 為最大拉伸 應(yīng)力和小頭端壁厚度 h 的關(guān)系 圖 4 分析模型來(lái)確定 設(shè)立在壓縮過(guò)程中的連桿葉片的應(yīng)力 當(dāng)解決邊界值問(wèn)題 1 可以看出 正常的應(yīng)力的 x 0 是沿鋼筋板的縱向邊 緣存在 x l 如果假定這 些應(yīng)力沒(méi)有任何變化 通 過(guò)小尺寸 2 升 狹窄 材料傳送 并且進(jìn)一步假設(shè)下列條件是有效的連桿刀片 7 其中的 x y xy 由方程確定的 式子 4 和 6 能夠近似解決邊界值問(wèn) 題 應(yīng)力的理論分布 x y xy 在圖中的曲線體中現(xiàn)出來(lái) 圖片 5 這些曲線 推導(dǎo)解析為當(dāng)集中負(fù)荷 q 被施加到坐標(biāo)原點(diǎn)的情況下 與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)完全一致 正如所預(yù)期的 在這種情況下的最大應(yīng)力是沿直線 x 0 時(shí) 上述程序是在明斯克 22M 電子數(shù)字計(jì)算機(jī)和專業(yè)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的 該結(jié) 果是通過(guò)最小二進(jìn)制 以建立 實(shí)際方程 見(jiàn)表 1 和圖 6 用于計(jì)算最大局部應(yīng)力 附近的小頭端的連桿葉片的應(yīng)力狀態(tài) 并且分析在特定的值 xmax x 0 0 和 y 0 0 從表 1 與應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)的方程組的分析 值的對(duì)比表明 在方程中的誤 差不超過(guò) 10 分析和實(shí)驗(yàn)研究表明 沿油孔處裂紋的形成是由于連接桿中氣體在氣缸中 壓縮形成拉伸應(yīng)力 這時(shí)油孔要作為一個(gè)集中器去應(yīng)對(duì)這樣大的壓力 因此 裂 紋總是從鉆孔開(kāi)始 從而拉伸 應(yīng)力最大的區(qū)域裂縫的地方也是從這里開(kāi)始的 相 對(duì)于疲勞強(qiáng)度 n 對(duì)于此區(qū)域的因素很大程度上取決于尺寸 H 當(dāng) h 4 6 毫米 n 1 05 當(dāng) h 7 毫米 n 1 51 由于尺寸 h 沒(méi)有在生 產(chǎn)過(guò)程中適當(dāng)?shù)目刂?它在 范圍內(nèi)變化 從 4 6 到 7 參 見(jiàn)圖 3 時(shí) 并 導(dǎo)致了隨機(jī)缺陷 為了減少拉伸應(yīng)力 引起的疲勞裂紋 可以增加工字鋼截面的連接板的厚度 并在其下部控制小頭端 的壁厚 保持尺寸 h 不小于 6 毫米 這些步驟使擋板的安全系數(shù)與疲勞強(qiáng)度的 n 1 6 對(duì)這些步驟的有效性進(jìn)行比較驗(yàn)證 得出了連桿測(cè)試抗壓載荷作用下 這種 類型的加載導(dǎo)致連桿拉伸應(yīng)力故障和使用壽命減小 注 v 是奧爾森系數(shù) I F 是慣性和鋼筋截面面積矩 連接桿的小端 T F 是 無(wú)量綱的值 這些參數(shù)中 S 表示連接桿的橫截面面積 p k 參照?qǐng)D 6 是負(fù)載 分配系數(shù) 如果存在集中載荷 p k 1 圖 5 表示在點(diǎn) x y 0 的一個(gè)集中力 Q 加載的鋼筋板理論分布 V 0 3 I 0 2 F 3 6 a 約束的側(cè)緣片 二 與板橫向自由邊緣 為了保證壓縮負(fù)載的機(jī)械傳動(dòng) 小頭端是由直徑為 56 毫米針的裝置加載 循環(huán)參數(shù) 幅度 17 5 萬(wàn)噸 重負(fù)載 27 5 噸 一般都是以這參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn) 原 連桿連接的失敗 在不到 10 周期內(nèi)的故障期間 測(cè)試 和實(shí)際服務(wù)的性質(zhì)是相同 的 圖 6 為的系數(shù)分布 p k 見(jiàn)表 1 為 測(cè)試是用三種常用的連桿和三個(gè)原型連桿來(lái)進(jìn)行的 第一組在 0 24 106 0 43 106 和 0 6 106 的周期中都失敗了 而第二 組 在 5 106 周期循環(huán)沒(méi)有發(fā)生故 障 停止試驗(yàn) 在上述測(cè)試中連桿在接受系列生產(chǎn)和早期的缺陷修復(fù)的基礎(chǔ)上 所有缺陷 完全消除了 對(duì)于連桿大頭處連接板裂縫 在開(kāi)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體時(shí) 為了降低和穩(wěn)定油耗 要將連桿振蕩設(shè)置在所述氣缸體的插槽中 這就需在連桿大頭設(shè)計(jì)時(shí) 厚度和材 料 不是原來(lái)的尺寸 都要保持相同的軸承剛度 參見(jiàn)圖 1b 兩種設(shè)計(jì)的連桿通過(guò)比較來(lái)測(cè)試震動(dòng) 應(yīng)用循環(huán)荷載的參考值和性質(zhì)的基 礎(chǔ)上決定進(jìn)行大的兩端應(yīng)應(yīng)變片測(cè)量 應(yīng)變儀測(cè)量結(jié)果表明 在壓縮過(guò)程中張力的實(shí)際體現(xiàn)是在連桿的縱向力變 化上 體現(xiàn)在 1120 公斤 每平方厘米的初步 設(shè)計(jì)連 桿的應(yīng)力振幅 在中央 參見(jiàn) 圖 1a 和 1250 千克 每平方厘米的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)中 參見(jiàn)圖 1b 這些振幅參數(shù)相 對(duì)于安全值 相對(duì)于疲勞強(qiáng)度 的 4 3 和 3 85 的應(yīng)力分別偏低 當(dāng)然在連桿上有 比較大的端部的條件下 應(yīng) 力會(huì)產(chǎn)生很小的差別這是可能的 只有通過(guò)在相當(dāng)高 的負(fù)載水平進(jìn)行測(cè)試 以確定其壽命的 如果有的話 差異 相比真正的循環(huán) 因 此 壽命試驗(yàn)要在以下的負(fù) 荷值中進(jìn)行 a 用于拉伸試驗(yàn) 基數(shù)為 10 萬(wàn)次 的載 荷分別為 Qtmax 7 6 噸 Qtmin 1 時(shí)噸 b 用于 壓縮試驗(yàn) 基座 5 萬(wàn)次 的負(fù)載 是 Qtmax 70 噸 Qcmin 4 噸 這些值相當(dāng)于就連接桿的 500 過(guò)載 成為最大 負(fù)荷 初步分析來(lái)估計(jì)這種重載的連桿和大端其他的各種因素產(chǎn)生的可能影響 在連接桿葉片的凸緣壓縮過(guò)程中應(yīng)變計(jì)測(cè)量在下端的焊縫處表現(xiàn)出增加了 25 30 的壓力 圖 1 中位置 3 因此 大的壓縮載荷都可能導(dǎo)致疲勞裂紋 然而 在 實(shí)際的服務(wù)中這樣的裂紋不會(huì)發(fā)展為應(yīng)力 它的數(shù)值在此區(qū)域不超過(guò) 950 千克 每平方厘米 在所選擇的兩個(gè)相同基準(zhǔn)值的連桿設(shè)計(jì)壽命試驗(yàn)中表明 有在端井沒(méi)有缺 陷 因此 現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)是為發(fā)動(dòng)機(jī)的樣機(jī)所提供的 試驗(yàn)后的在檢查其中一臺(tái) 發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí) 發(fā)現(xiàn)在其大端連 接板上存在疲勞裂紋 分析證明 這些裂縫是從裝配 比較困難的連桿螺栓期間 鉗工對(duì)連接板雜散錘凹痕處開(kāi)始的 這一缺陷使得有必要開(kāi)發(fā)一種設(shè)計(jì) 使它不會(huì)對(duì)表面損傷產(chǎn)生敏感性 一個(gè) 合理的解決方案是 在凹陷區(qū)提供連桿葉片的表面氮化 從而消除裂紋的形成 避免降低連桿的整體額疲勞強(qiáng)度 為了進(jìn)一步驗(yàn)證這種可能性方案 又在兩個(gè)不同的連接桿上進(jìn)行了壽命試 驗(yàn) 第一 階段測(cè)試了在沒(méi)有氮化和有氮化的連接桿中 看在這過(guò)程中是否能夠避 免在連接桿葉片下產(chǎn)生裂紋 在拉伸和壓縮 四個(gè)樣品負(fù)載類型相同 循環(huán)測(cè)試 中表明 氮化設(shè)計(jì)是令人滿 意的 試驗(yàn)的第二階段是確定滲氮對(duì)凹痕敏感性有無(wú)影響 試驗(yàn)進(jìn)行了氮化連桿 和無(wú)氮化連桿在連接凹痕處打擊 將連桿的拉力增大 這樣就會(huì)導(dǎo)致的凹陷區(qū)的 拉伸應(yīng)力增大 在這兩種方式都會(huì)使連桿在凹陷區(qū)形成裂紋 然而 氮化的 連桿 會(huì)在 1 5 106 內(nèi)循環(huán) 而沒(méi)有氮化的連桿失敗后 它的周期是 2 106 8 106 基于以上測(cè)試 證明被氮化過(guò)的連桿 裂 縫不會(huì)在凹陷區(qū)出現(xiàn) 能 夠進(jìn)行批 量生產(chǎn)和長(zhǎng)期使用 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) A3寧波大紅鷹學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品名稱 柴油機(jī) 連桿 零件名稱 連桿 共 2 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材料牌號(hào) 45 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 299 115 48 每毛坯件 數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工時(shí)工 序 號(hào) 工序名 稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 準(zhǔn)終 單件 1 鍛造 鍛造成型 鍛造 鍛造機(jī) 鍛造機(jī) 2 銑 粗銑第一端面 金工 立式銑床 電磁加緊 3 銑 粗銑第二端面 金工 立式銑床 電磁夾緊 4 鉗 磁力探傷及去磁 金工 熒光磁粉探 傷機(jī) 10 10 5 鉗 粗 半精鏜大 小頭孔 金工 立式鉆床 專用夾具 6 磨 粗磨搭子面工藝凸臺(tái) 金工 單軸立式磨 床 專用夾具 7 锪 锪螺釘座面 倒角 金工 立式鉆床 專用夾具 8 鉗 槍鉆 擴(kuò) 鉸螺釘光孔并攻絲 金工 立式鉆床 專用夾具 9 鉗 去毛刺 清洗 金工 高壓噴淋清 洗機(jī) 10 鉗 激光開(kāi)槽 作標(biāo)記 金工 激光器 專用夾具 11 脹斷 脹斷 金工 壓力機(jī) 專用夾具 描 圖 12 銑結(jié)合 面 銑結(jié)合面 金工 立式銑床 專用夾具 描 校 13 銑 銑卡瓦槽 金工 鍵槽銑床 專用夾具 底圖號(hào) 14 鉗 連桿體 蓋裝配 金工 螺栓擰緊機(jī) 裝訂號(hào) 15 鉗 壓襯套 金工 液壓機(jī) 設(shè)計(jì) 日期 審核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會(huì)簽 日期 標(biāo) 記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) A3寧波大紅鷹學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品名稱 柴油機(jī)連桿 零件名稱 連桿 共 2 頁(yè) 第 2 頁(yè) 材料牌 號(hào) 45 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 299 115 48 每毛坯件 數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備 注 工時(shí)工序 號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工 段 設(shè)備 工藝裝備 準(zhǔn)終 單 件 16 鉆 鉆油孔 金工 立式鉆 床 專用夾具 17 磨 精磨第一端面 金工 單軸立式 磨床 電磁加緊 18 磨 精磨第二端面 金工 單軸立式 磨床 電磁夾緊 19 鏜 精鏜大 小頭孔 金工 臥式鏜 床 專用夾具 20 珩 珩磨大頭孔 金工 立式珩磨機(jī)床 專用夾具 描 圖 21 銑 小頭銑落差 金工 雙面銑 床 專用夾具 22 鉗 大 小頭倒角 去毛刺 立式鉆床 立式鉆床 滾動(dòng)毛刷 描 校 23 鉗 稱重 去重 24 鉗 清洗 高壓噴淋 清洗機(jī) 高壓噴淋清洗機(jī) 底圖號(hào) 25 檢 終檢 裝訂號(hào) 設(shè)計(jì) 日期 審核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會(huì)簽 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 I 分 類 號(hào) 密 級(jí) 寧 寧波大紅鷹學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 柴油機(jī)連桿機(jī)械加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 II 誠(chéng) 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾 本人所寫的畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 柴油機(jī)連桿機(jī)械加工 工藝及工裝設(shè)計(jì) 均系本人獨(dú)立完成 沒(méi)有抄襲行為 凡涉及其他作者的 觀點(diǎn)和材料 均作了注釋 若有不實(shí) 后果由本人承擔(dān) 承諾人 簽名 年 月 日 III 摘 要 本文是對(duì)柴油機(jī)連桿零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析 主要包括對(duì)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(jì)合理的加工工藝過(guò)程 此外還對(duì)填料 箱蓋零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具 機(jī)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(zhǔn)化 并且有專業(yè)的工廠進(jìn)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(jì)制造 本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 是設(shè)計(jì)磨中心孔夾具 關(guān)鍵詞 柴油機(jī)連桿 加工工藝 加工方法 工藝文件 夾具 IV Abstract This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis including the parts of the plan the choice of blank the clamping the craft route making tool selection the determination of cutting conditions processing documents Choose the correct processing methods design the reasonable process In addition to the stuffing box cover part 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 specially for a workpiece processing services for the fixture it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture In this paper fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center Key Words scaffold processing technology processing method process documentation fixture V 目 錄 摘 要 III Abstract IV 目 錄 V 第 1 章 緒論 1 1 1 機(jī)械加工工藝概述 1 1 2 機(jī)械加工工藝流程 1 1 3 夾具概述 2 1 4 機(jī)床夾具的功能 2 1 5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 2 1 5 1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 3 1 5 2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 3 第 2 章 柴油機(jī)連桿分析 5 2 1 柴油機(jī)連桿零件的作用 5 2 2 零件的工藝分析 5 第 3 章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 3 1 生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定 7 3 2 柴油機(jī)連桿的材料選擇與毛坯的制造方法 8 3 2 1 柴油機(jī)連桿的材料選擇 8 3 2 2 45 鋼的成分和力學(xué)性能 9 3 2 3 毛坯的制造方法 9 3 3 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸確定 10 3 4 指定工序定位基準(zhǔn)的選擇 11 3 5 加工工藝階段的劃分和加工順序的安排 12 3 6 柴油機(jī)連桿加工工藝過(guò)程的擬定 12 3 7 連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題 13 3 7 1 工序安排 13 3 7 2 定位基準(zhǔn) 13 VI 3 7 3 夾具使用 13 3 8 切削用量的選擇原則 13 3 8 1 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則 14 3 8 2 精加工時(shí)切削用量的選擇原則 15 3 9 計(jì)算工藝尺寸鏈 16 3 9 1 連桿蓋的卡瓦槽的計(jì)算 16 3 9 2 連桿體的卡瓦槽的計(jì)算 17 3 10 工時(shí)定額的計(jì)算 18 3 10 1 銑連桿大小頭平面 18 3 10 2 粗磨大小頭平面 18 3 10 3 加工小頭孔 18 3 10 4 銑大頭兩側(cè)面 19 3 10 5 擴(kuò)大頭孔 20 3 10 6 銑開(kāi)連桿體和蓋 20 3 10 7 加工連桿體 20 3 10 8 銑 磨連桿蓋結(jié)合面 22 3 10 9 銑 鉆 鏜 連桿總成體 23 3 10 10 粗鏜大頭孔 24 3 10 11 大頭孔兩端倒角 25 3 10 12 精磨大小頭兩平面 先標(biāo)記朝上 25 1 10 13 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 25 3 10 14 精鏜大頭孔 25 3 10 16 小頭孔兩端倒角 26 3 10 17 鏜小頭孔襯套 26 3 10 18 珩磨大頭孔 26 第 4 章 銑結(jié)合面夾具設(shè)計(jì) 27 4 1 研究原始質(zhì)料 27 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 27 4 3 切削力及夾緊分析計(jì)算 27 4 4 誤差分析與計(jì)算 28 VII 4 5 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 29 4 5 1 定位銷選用 29 4 5 2 夾緊裝置的選用 29 4 5 3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 29 4 6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 31 第 5 章 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 32 5 1 研究原始質(zhì)料 32 5 2 定位 夾緊方案的選擇 32 5 3 切削力及夾緊力的計(jì)算 32 5 4 誤差分析與計(jì)算 33 5 5 夾具體的設(shè)計(jì) 34 5 6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 36 總 結(jié) 37 參考文獻(xiàn) 38 致謝 39 1 第 1 章 緒論 1 1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上 改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀 尺寸 相對(duì)位置和性 質(zhì)等 使其成為成品 或半成品 是每個(gè)步驟 每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明 比如 上面說(shuō)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(gè) 步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了 比如粗糙度要達(dá)到多少 公差要達(dá)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(guò)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(gè)就比較有針對(duì)性了 每個(gè)廠 都可能不太一樣 因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣 總的來(lái)說(shuō) 工藝流程是綱領(lǐng) 加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù) 工藝規(guī)程是某個(gè) 廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝 1 2 機(jī)械加工工藝流程 制訂工藝規(guī)程的步驟 1 計(jì)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(duì)零件進(jìn)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(jì)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(shí)定額 8 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法 9 填寫工藝文件 在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中 往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整 以提高經(jīng) 濟(jì)效益 在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中 可能會(huì)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(jìn) 新材料 先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等 都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修 訂和完善 2 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(jī)械制造過(guò)程的切削加工 熱 處理 裝配 焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志 自 20 世紀(jì)末期以來(lái) 現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝 自動(dòng)化都有了長(zhǎng)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(jī)床夾具對(duì)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(wú)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(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí) 其主要功能是使工件定位和夾緊 1 機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)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(guò)程 定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面 與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)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(guò)程中保持定位位置不變的操作 由于工件在加工時(shí) 受到各種力的作用 若不將工件固定 則工件會(huì)松動(dòng) 脫落 因 此 夾緊為工件提供了安全 可靠的加工條件 2 機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向 1 對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置 如銑床夾具中的對(duì)刀塊 它能迅速地確定銑刀相對(duì)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(jìn)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(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)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 3 1 5 1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)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(chǎng)激 烈的競(jìng)爭(zhēng) 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(shí)際磨損量?jī)H為 15 左 右 特別是近年來(lái) 數(shù)控機(jī)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(duì)機(jī)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(zhǔn)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(jī)床夾具 4 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具 5 采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置 以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 6 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 1 5 2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)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(zhǔn)化四個(gè)方面 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高 勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)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(dá) 0 1 用于精密車削 的高精度三爪卡盤 其定心精度為 5 m 精密心軸的同軸度公差可控制在 1 m 內(nèi) 又 如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具 工件的圓度公差可達(dá) 0 2 0 5 m 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間 以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 常見(jiàn)的高效化夾具有 自動(dòng)化夾具 高速化夾具 具有夾緊動(dòng) 力裝置的夾具等 例如 在銑床上使用電動(dòng)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(yàn) 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 4 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似 它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整 拼裝 組合 等方式 以適應(yīng)可變因素的能力 可變因素主要有 工序特征 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(jī)床夾具等 在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi) 夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的 主要方向 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面 在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ) 上 首先進(jìn)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(zhǔn)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(guó)已有夾具 零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB T2148 T2259 91 以及各類通用夾具 組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化 有利于夾具的商品化生產(chǎn) 有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低生產(chǎn) 總成本 采用二維 CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì) 它使我們甩掉了圖板 解決 r 使用繪圖板帶來(lái)的諸 多弊端 現(xiàn)在 大量三維實(shí)體造型軟件崛起 如 PR0 E UG 3D SoIidedge 等 推 動(dòng)了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新革命 由于這些三維軟件 不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型 還可利用 設(shè)計(jì)出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查 機(jī)構(gòu)分析 動(dòng)態(tài)干涉檢查 動(dòng)力學(xué)分 析 強(qiáng)度分析等 并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成 這些功能是以往的二維 CAD 無(wú)法比擬的 結(jié)合夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性 高精度性等特 點(diǎn) 采用了易學(xué)易懂的 3D 三維實(shí)體造型軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程 5 第 2 章 柴油機(jī)連桿分析 2 1 柴油機(jī)連桿零件的作用 柴油機(jī)連桿由柴油機(jī)連桿大頭 桿身和柴油機(jī)連桿小頭三部分組成 柴油機(jī)連桿 大頭是分開(kāi)的 一半與桿身為一體 一半為柴油機(jī)連桿蓋 柴油機(jī)連桿蓋用螺栓和螺 母與曲軸主軸頸裝配在一起 柴油機(jī)連桿是較細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓形桿件 其桿身截面從大頭到小頭逐步變小 以適應(yīng)在工作中承受的急劇變化的動(dòng)載荷 其形狀也比較復(fù)雜 很多表面并不容易加工 不管是在其工作過(guò)程之中還是在加 工過(guò)程中也很容易產(chǎn)生變形 柴油機(jī)連桿是將活塞上下的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的重要部件 所以要求 要求有較高的強(qiáng)度 韌性和疲勞性能之外 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)連桿還有較高的位置精度 和尺寸形狀精度要求以及表面質(zhì)量要求 基本要求如 柴油機(jī)連桿桿身不垂直度 0 5 小頭 大頭兩端面對(duì)稱面與桿身相 應(yīng)對(duì)稱面之間的偏移 0 6 桿身橫向?qū)ΨQ面對(duì)大小頭孔中心偏移 1 首先必須保證大頭中心孔中心線和小頭孔中心線之間的平行度 這樣才能保證柴油 機(jī)連桿在工作過(guò)程中平穩(wěn)不刮曲軸和軸瓦 第二個(gè)就是保證兩個(gè)端面的平行度 以及 兩端面中心線與兩孔中心線之間的垂直度 用于保證工作中不會(huì)刮傷曲軸平衡塊 可 以減少噪聲 保持平穩(wěn) 第三個(gè)要保證的是柴油機(jī)連桿體和蓋的分和面之間的配合和 吻合 以保證大頭孔的圓柱度 以免刮傷軸瓦 第四要確保大小頭孔中心線之間的距 離 如果其得不到保證 將保證不了發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)的氣體壓縮比等 2 2 零件的工藝分析 由零件圖可知 可將其分為三組加工表面 它們相互間有一定的位置要求 現(xiàn)分析如下 首先柴油機(jī)連桿的加工表面如下 1 以端面互為基準(zhǔn)加工的兩端面 尺寸為 以其中一加工端面為基準(zhǔn)的小頭孔 大頭孔 2 以小頭孔為中心的加工有 鉆兩個(gè) 4 的油孔 銑柴油機(jī)連桿體卡挖槽 加工側(cè) 面工藝凸臺(tái) 6 3 以大頭孔為中心的加工表面有 加工柴油機(jī)連桿蓋卡挖槽 加工 M12 螺栓孔 和 12 5 的柴油機(jī)連桿蓋上螺釘光孔 柴油機(jī)連桿精度的參數(shù)主要有五個(gè) 1 柴油機(jī)連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)于柴 油機(jī)連桿身中心面的對(duì)稱 2 柴油機(jī)連桿大小頭空中心距尺寸精度 3 柴油機(jī)連桿大 小頭孔平行度 4 柴油機(jī)連桿大小頭孔的 尺寸精度 形狀精度 5 柴油機(jī)連桿大頭螺 栓孔與接合面的垂直度 其余技術(shù)參數(shù)如下表 表 2 1 技術(shù)要求項(xiàng)目 具體要求或數(shù)值 滿足的主要性能 大 小頭孔的橢 圓度 錐度 橢圓度 0 012 錐度 0 014 保證與襯套 軸瓦 的良好配合 兩孔中心距 0 03 0 05 氣缸氣體的壓縮比 兩孔軸線在同一 個(gè)平面內(nèi) 在柴油機(jī)連桿軸線平面內(nèi) 0 03 在垂直柴油機(jī)連桿軸線平面內(nèi) 0 06 減少氣缸壁和曲軸 頸磨損 大孔兩端面對(duì)軸 線的垂直度 0 015 減少曲軸頸邊緣磨 損 兩螺孔中心線 定位孔 的位 置精度 在兩個(gè)在 45 方向上的平行度 0 02 0 04 對(duì)結(jié)合面的垂直度 0 015 保證正常承載和軸 頸與軸瓦的良好配 合 同一組內(nèi)的重量 差 30g 保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 7 第 3 章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過(guò)程起著重要的作用 它決定了各工 序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度 以及所選用的工藝方法和工藝裝備 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)計(jì)算 N Qn 1 1 式中 N 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 件 年 Q 產(chǎn)品的年產(chǎn)量 臺(tái) 年 n 每臺(tái)產(chǎn)品中 該零件的數(shù)量 件 臺(tái) 備品率 廢品率 根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系 確定其生產(chǎn)類型 圖 3 1 為某產(chǎn)品上的一個(gè)柴油機(jī)連桿零件 該柴油機(jī)連桿用于 6105 柴油機(jī) 年產(chǎn)量為 5000 臺(tái) 設(shè)其備品率為 10 機(jī)械加工廢品率選擇為 0 5 每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量 為 1 件 N Qn 1 1 5000 1 1 10 1 0 5 5527 件 年 柴油機(jī)連桿零件的年產(chǎn)量為 5000 件 現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于中型機(jī)械 根據(jù)生產(chǎn)類型與生 產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻(xiàn) 確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn) 大量生產(chǎn)的工藝特征 1 零件的互換性 具有廣泛的互換性 少數(shù)裝配精度較高處 采用分組裝配法和 調(diào)整法 2 毛坯的制造方法和加工余 廣泛采用金屬模機(jī)器造型 一般采用模鍛 毛坯精 度高 加工余量小 3 機(jī)床設(shè)備及其布置形式 廣泛采用專用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床 按流水線和自動(dòng)排列 設(shè)備 4 工藝裝備 廣泛采用高效夾具 復(fù)合刀具 專用量具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置 靠調(diào)整 法達(dá)到精度要求 8 5 對(duì)工人的技術(shù)要求 對(duì)調(diào)整工的技術(shù)水平要求高 對(duì)操作工的技術(shù)水平要求較 低 6 工藝文件 有工藝過(guò)程卡或工序卡 關(guān)鍵工序要調(diào)整卡和檢驗(yàn)卡 7 成本 較低 8 生產(chǎn)率 高 9 工人勞動(dòng)條件 較好 3 2 柴油機(jī)連桿的材料選擇與毛坯的制造方法 3 2 1 柴油機(jī)連桿的材料選擇 考慮到在該工藝方案中采用銑結(jié)合面工藝 那么選擇材料也是很重要的 在過(guò)去其 發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)連桿多采用中碳鋼或者中碳合金鋼 經(jīng)過(guò)淬火和高溫回火處理 處理后 一般硬度在 HBS288 HBS269 之間 后來(lái)為了減低成本研發(fā)了非調(diào)質(zhì)鋼并用與生產(chǎn) 在 鍛造后空冷 通過(guò)析出強(qiáng)化得到與淬火高溫回火一樣的力學(xué)性能 省去了淬火和高溫 回火 從而降低了成本 后來(lái)為了減少機(jī)加工 更進(jìn)一步降低成本 于是開(kāi)發(fā)了用粉 末冶金的方法來(lái)制造柴油機(jī)連桿 大大減少了機(jī)加工 而且粉末冶金柴油機(jī)連桿的質(zhì) 量公差小 更適合用于發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)連桿是的制造 美國(guó)就廣泛的運(yùn)用粉末冶金的方 法來(lái)生產(chǎn)柴油機(jī)連桿 實(shí)際上它是一種含 0 7 左右的高碳鋼 柴油機(jī)連桿的主要材料為粉末燒結(jié)材料 高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼 球墨鑄鐵以及可鍛 鑄鐵 其中45和粉末燒結(jié)材料應(yīng)用最廣 與粉末冶金柴油機(jī)連桿相比 45鋼在成本和使用性能上都具有一定優(yōu)越性 首先 鍛造后空冷不需要熱處理 裝配后柴油機(jī)連桿體與柴油機(jī)連桿蓋的裂解面能緊密地接 觸并相互鎖定 使其不產(chǎn)生錯(cuò)位和移動(dòng) 提高了與曲軸零件的配合 同時(shí)也提高了曲 軸的剛度 大大地改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能 減輕柴油機(jī)連桿的重量一直都是柴油機(jī)連桿制造上討論的一個(gè)主題 如果采用粉 末冶金技術(shù) 在不改變柴油機(jī)連桿形狀結(jié)構(gòu)的前提之下會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)連桿的重量增加 15 30 這樣使得柴油機(jī)連桿得重量有了很大的增加 那么發(fā)動(dòng)機(jī)的重量也會(huì)在一 定程度的增加 會(huì)影響其使用性能 如果用粉末冶金制造柴油機(jī)連桿 就必須重新設(shè) 計(jì)柴油機(jī)連桿的形狀結(jié)構(gòu) 以減輕柴油機(jī)連桿的重量 9 綜上所述 考慮了各種因素 并經(jīng)過(guò)組內(nèi)成員的共同討論 最后決定采用45鋼作 為本次設(shè)計(jì)中柴油機(jī)連桿的材料 3 2 2 45 鋼的成分和力學(xué)性能 45 材料中主要各化學(xué)成分質(zhì)量百分比分別為 C為0 72 Mn為0 5 S為0 06 P為0 009 V為0 04 其金相組織為珠光體加斷續(xù)的鐵素體 抗拉強(qiáng) 度為 900MPa 1 050 MPa 屈服極限為520 MPa 最大延伸率為10 其中Mn作為強(qiáng) 化項(xiàng)而存在 用以提高材料的強(qiáng)度 銑結(jié)合面工藝要求柴油機(jī)連桿切斷后的塑性變形最小 又要保證材料有良好的可 切削加工性能 45為高碳鋼 含C量提高后 便增加了鋼材的淬透性能 假如保持含Mn 量不變 柴油機(jī)連桿鍛造空冷后硬度會(huì)提高 而且金相組織中可能會(huì)出現(xiàn)貝氏體 惡 化可切削加工性能 須通過(guò)適當(dāng)途徑降低含Mn量 為了改善可切削加工性 提高了含S量 鋼中的Mn和S的親和力大于Fe和S的親和力 優(yōu)先形成MnS 從而降低鋼的塑性 防止金相組織中可能會(huì)出現(xiàn)的貝氏體 另外FeS會(huì) 引起鋼的 熱脆 促進(jìn)了銑削時(shí)的斷裂 Mn和S結(jié)合時(shí)含Mn量又不能過(guò)低 至少要高 于S三 倍的含量 45材料的力學(xué)性能 表3 1 極限抗拉強(qiáng)度 MPa 屈服強(qiáng)度 MPa 伸長(zhǎng)率 壓縮屈服強(qiáng)度 MPa 剪切強(qiáng)度 MPa 990 580 14 610 655 3 2 3 毛坯的制造方法 由于柴油機(jī)連桿在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中要承受交變載荷以及沖擊性載荷 一次應(yīng)選用鍛造 以使金屬纖維盡量不被切斷 保證柴油機(jī)連桿可靠地工作 而且該零件的年產(chǎn)量是 5000 已經(jīng)達(dá)到了大量生產(chǎn)的水平 要求其生產(chǎn)率比較高 零件尺寸不是很大 再者 為了保證它的尺寸精度 加工精度 故選擇模鍛 脹斷工藝要求柴油機(jī)連桿鍛件在脹斷過(guò)程之中不能有過(guò)大的塑性變形 因此模鍛柴 油機(jī)連桿性能的合格就是保證柴油機(jī)連桿達(dá)到理想的脆性斷裂的因素 用于脹斷工藝的45系列高碳非調(diào)質(zhì)鋼 它的成分特點(diǎn)是低硅 低錳及添加了微量合 金元素釩和易切削的S元素 范圍窄 純度高 10 脹斷柴油機(jī)連桿工藝現(xiàn)有的模鍛工藝主要有以下三種 1 輥鍛 楔橫軋 制坯 熱模鍛生產(chǎn)線 工藝 下料 加熱 輥鍛 成型 預(yù)鍛 終鍛 切邊沖孔 熱校正 BY處理 噴丸處理 探傷處理 精壓處理 設(shè)備配置 下料機(jī) 帶鋸機(jī) 中頻感應(yīng)加熱爐 300KW 輥鍛機(jī) 460型 熱模鍛壓力機(jī) 25000KN 閉式單點(diǎn)壓力機(jī) BY控冷設(shè)備 噴丸機(jī) 探傷機(jī) 精壓 機(jī) 該生產(chǎn)線比較先進(jìn) 以載貨車柴油機(jī)連桿為主導(dǎo)產(chǎn)品 其采用了中頻感應(yīng)加熱 輥鍛或楔模軋制坯 在國(guó)內(nèi)被廣泛采用 這種生產(chǎn)線便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn) 具有噪聲 小 勞動(dòng)環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn) 可生產(chǎn)各種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)連桿 2 輥鍛 楔橫軋 制坯 錘上模鍛生產(chǎn)線 工藝 下料 加熱 輥鍛 成型 預(yù)鍛 終鍛 切邊沖孔 熱校正 BY處理 噴丸處理 探傷處理 精壓處理 設(shè)備配置 下料機(jī) 帶鋸機(jī)或棒料剪切機(jī)床 中頻感應(yīng)加熱爐 300KW 輥鍛 機(jī) 370型 液壓精鍛錘 25 50KJ 開(kāi)式壓力機(jī) 1000KN BY控冷設(shè)備 拋 丸機(jī) 600 1200kg h 熒光探傷機(jī)600WE型 電動(dòng)螺旋壓力機(jī) 400KW 該生產(chǎn)線主要柴油機(jī)柴油機(jī)連桿為主 鍛件厚度公差基本在 0 2mm以內(nèi) 錯(cuò)差在 0 4mm以內(nèi) 切邊模具沒(méi)有氮?dú)飧?可使模鍛件定位后再切邊 切邊變性很小 精壓尺 寸精度可以控制在 0 1mm以內(nèi) 3 輥鍛制坯 摩擦壓力機(jī)模鍛 高能螺旋壓力機(jī) 生產(chǎn)線 工藝 下料 加熱 輥鍛 預(yù)鍛 終鍛 切邊沖壓 熱校正 BY處理 拋丸處理 探傷處理 精壓處理 設(shè)備配置 下料機(jī) 帶鋸機(jī) 中頻感應(yīng)加熱爐 250W 輥鍛機(jī) 460型 摩 擦壓力機(jī) 630t 摩擦壓力機(jī) 1000t 閉式單點(diǎn)壓力機(jī) 250t 摩擦壓力機(jī) 該生產(chǎn)線以柴油機(jī)柴油機(jī)連桿為主 在摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛 終鍛 熱校正 其工藝過(guò)程較為穩(wěn)定 生產(chǎn)效率也比較高 適合中小型企業(yè) 3 3 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸確定 根據(jù)模鍛的基本要求 在零件的基本尺寸上加上加工余量 2 4mm 所以在加工多數(shù)表 面在基本尺寸的基礎(chǔ)上單面加 2mm 一些特殊表面如螺釘座面上加 2mm 側(cè)面工藝凸臺(tái) 11 加工精度不是很高 在其表面加 1mm 如圖 3 2 詳細(xì)尺寸請(qǐng)查閱柴油機(jī)柴油機(jī)連桿 毛坯圖圖紙 3 4 指定工序定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分 在加工起始工序中 只能用毛坯尚未曾加工過(guò)的 表面作為定位基準(zhǔn) 則該表面稱為粗基準(zhǔn) 利用已加工表面作為定位基準(zhǔn) 則稱為精 基準(zhǔn) 其基準(zhǔn)的選擇也是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)之中的重要問(wèn)題之一 定位基準(zhǔn)的選擇合理與 否 將直接影響所制訂的零件加工工藝規(guī)程的質(zhì)量 基準(zhǔn)選擇不當(dāng) 往往會(huì)增加工序 或使工藝路線不合理 或使夾具設(shè)計(jì)困難 甚至達(dá)不到零件的加工精度 特別是位置 精度 要求 造成零件報(bào)廢等情況 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)主要考慮兩個(gè)問(wèn)題 一是保證加工表面與非加工表面之間的相互位置 精度要求 二是合理分配各加工面的加工余量 粗 精基準(zhǔn)具體選擇時(shí)參考下列原則 1 對(duì)于同時(shí)具有加工表面和不加工表面的零件 為了保證不加工表面與加工表 面之間的位置精度 應(yīng)選擇非加工表面作為粗基準(zhǔn) 2 對(duì)于具有較多加工表面的工件 選擇粗基準(zhǔn)時(shí) 應(yīng)考慮合理分配各加工表面 的加工余量 3 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用 在同一尺寸方向上 粗基準(zhǔn)通常只能使用一次 以 免產(chǎn)生較大的定位誤差 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā) 同時(shí)考慮裝夾方便 夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 選 擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則 1 基準(zhǔn)重合 原則 為了較容易地獲得加工表面對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)位置精度 要求 應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn) 這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則 如果加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合 則會(huì)增大定位誤差 2 基準(zhǔn)統(tǒng)一 原則 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其它表面時(shí) 應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位 這就是 基準(zhǔn)統(tǒng)一 原則 采用 基準(zhǔn)統(tǒng)一 原則可減少工裝設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用 提高生產(chǎn)率 并可避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn) 換所造成的誤差 12 3 自為基準(zhǔn) 原則 當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時(shí) 應(yīng)選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn) 這就是 自為基準(zhǔn) 原則 例如磨削床身導(dǎo)軌面時(shí) 就以床身導(dǎo)軌面作為定位基準(zhǔn) 4 互為基準(zhǔn) 原則 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度 可采用互為 基準(zhǔn)反復(fù)加工的原則 5 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確 夾緊可靠 操作方便 3 5 加工工藝階段的劃分和加工順序的安排 粗加工階段 粗磨柴油機(jī)連桿兩端面 粗 半精鏜大小頭孔 磨搭子面工藝凸臺(tái) 槍鉆螺紋底孔 鉸螺釘光孔 攻絲 锪螺釘座面 倒角 激光開(kāi)槽 作標(biāo)記 脹斷 銑卡瓦槽 壓襯套 鉆油孔 首先要加工其他表面就必須先加工出精基準(zhǔn) 端面的加 工必須安排所以必須安排在第一 接著再在以端面為基準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上加工其他面或者 其他精基準(zhǔn) 那么接下來(lái)要安排的就是粗鏜大小頭孔 粗磨搭子面 這樣精基準(zhǔn)就基 本出來(lái)了 那么在精加工之前必須把所有的粗加工都做完 緊接著的粗加工工序都在 這樣的一些基準(zhǔn)上進(jìn)行加工了 精加工階段 精磨兩端面 精鏜大小頭孔 珩磨大頭孔 小頭銑落差 在柴油機(jī)連桿的加工過(guò)程之中 其輔助工藝 去毛刺 倒角 清洗等 必須貫穿整 個(gè)工藝過(guò)程 所以說(shuō)必須在其中安排輔助工序 在柴油機(jī)連桿脹斷之前安排一道磁力 探傷 在锪螺釘座面 倒角之后安排了去毛刺 清洗 脹斷之后要立即用螺釘套住柴 油機(jī)連桿體與蓋 以免錯(cuò)位 柴油機(jī)連桿總裝時(shí)時(shí)必須要求清理柴油機(jī)連桿結(jié)合面之 間的塵屑 最后還要來(lái)一道清洗 3 6 柴油機(jī)連桿加工工藝過(guò)程的擬定 經(jīng)組內(nèi)成員共同探討和評(píng)比 其他方案略 最后得出最優(yōu)方案如下 粗磨第一端面 粗磨第二端面 磁力探傷及去磁 粗 半精鏜大 小頭孔 粗磨搭 子面工藝凸臺(tái) 槍鉆螺紋底孔 鉸螺釘光孔 攻絲 锪螺釘座面 倒角 去毛刺 清 洗 激光開(kāi)槽 作標(biāo)記 脹斷 銑卡瓦槽 柴油機(jī)連桿體 蓋裝配 壓襯套 鉆油孔 精磨第一端面 精磨第二端面 精鏜大 小頭孔 珩磨大頭孔 小頭銑落差 倒角 去毛刺 稱重 去重 清洗 終檢 13 一共 23 道工序 從柴油機(jī)連桿使用性能的基本要求來(lái)看 該工藝方案能基本達(dá)到 要求 3 7 連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題 3 7 1 工序安排 連桿加工工序安排應(yīng)注意兩個(gè)影響精度的因素 1 連桿的剛度比較低 在外力 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)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余內(nèi) 應(yīng)力 因此在連桿加工工藝中 各主要表面的粗精加工工序一定要分開(kāi) 3 7 2 定位基準(zhǔn) 精基準(zhǔn) 以桿身對(duì)稱面定位 便于保證對(duì)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?yàn)槎嗣娴拿娣e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 3 7 3 夾具使用 應(yīng)具備適應(yīng) 一面一孔一凸臺(tái) 的統(tǒng)一精基準(zhǔn) 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 這時(shí)小頭定位銷應(yīng)做成活動(dòng)的 當(dāng)連桿定位裝夾后 再 抽出定位銷進(jìn)行加工 保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度 為此 精銑端面時(shí) 夾具可考慮重復(fù)定位情況 如采用夾具限制 7 個(gè)自由度 其是長(zhǎng)圓柱銷限制 4 個(gè) 長(zhǎng)菱形銷限制 2 個(gè) 長(zhǎng)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(zhǎng)圓柱銷削去一邊 另一方面設(shè)計(jì)頂出工件的裝置 3 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 14 3 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(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 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(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 3 切削速度的選擇 15 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 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)上盡量提高生產(chǎn)效率 1 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 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(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 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) 1 8 確 定各工序的加工余量 計(jì)算工序尺寸及公差 1 8 1 確定加工余量 用查表法確定機(jī)械加工余量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 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(jì)精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 4 12 5 粗銑 1 5 IT12 320 40 320 12 5 精銑 0 6 IT10 1 38 8 1 3 2 粗磨 0 3 IT8 05 38 2 05 1 6 精磨 0 1 IT7 2 40 17 23 0 8 則連桿兩端面總的加工余量為 16 A 總 21 ni A 粗銑 A 精銑 A 粗磨 A 精磨 2 1 5 0 6 0 3 0 1 2 mm05 2 連桿鑄造出來(lái)的總的厚度為 H 38 mm05 05 43 1 8 2 確定工序尺寸及其公差 根據(jù) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(lái)的大頭孔為 55 mm 工序名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度 珩磨 0 08 6019 H65 5 65 5 6019 H0 4 精鏜 0 4 84 65 4 65 4 84 0 8 半精鏜 1 19 0 65 65 19 0 1 6 二次粗鏜 2 3 64 64 23 6 3 一次粗鏜 2 0 62 62 0 12 5 擴(kuò)孔 5 60 59 1 2 小頭孔各工序尺寸及其公差 根據(jù) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(jì) 精度 工序 尺寸 最小極限尺寸 表面 粗糙度 精鏜 0 2 803 H49 2 03 1 6 鉸 0 2 952 25 6 4 擴(kuò) 9 1084 1 084 12 5 鉆 鉆至 2 3 0H20 3 0212 5 3 9 計(jì)算工藝尺寸鏈 3 9 1 連桿蓋的卡瓦槽的計(jì)算 增環(huán)為 減環(huán)為 封閉環(huán)為 2A 3A0A 1 極限尺寸為 0 1min1axmaxii 30 20 4 95 17 25 25 mm 1max1inmin0iiAA 29 8 5 1 24 7 mm 2 的上 下偏差為 0 110nmiimi AEISEA 0 20 0 05 0 25 mm 110nmiii SII 0 20 0 10 0 30 mm 3 的公差為 0A00EIAST 0 25 0 30 0 55 mm 4 的基本尺寸為 0 032 30 5 25 mm 5 的最終工序尺寸為 0A mm0A 25 03 3 9 2 連桿體的卡瓦槽的計(jì)算 增環(huán)為 減環(huán)為 封閉環(huán)為 1 20 1 極限尺寸為 0A 1min1axmaxii 13 30 4 95 8 35 mm 1max1inmin0iiAA 12 9 5 1 7 8 mm 2 的上 下偏差為 0 110nmiimi AEISEA 18 0 30 0 05 0 35 mm 0 10 0 10 110nmiii AESIEIA 0 20 mm 3 的公差為 0A00IT 0 35 0 20 0 55 mm 4 的基本尺寸為 0 0A21 13 5 8 mm 5 的最終工序尺寸為 0A m0 35 20 3 10 工時(shí)定額的計(jì)算 3 10 1 銑連桿大小頭平面 選用 X52K 機(jī)床 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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 a e 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(jī)床選取 n 500 min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 67 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 3 mm L1 1 5 50 mm L2 3 mm eead 基本時(shí)間 tj L fm z 3 50 3 500 0 18 6 0 11 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 3 10 2 粗磨大小頭平面 選用 M7350 磨床 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jī)床選取 n 100 r min 則實(shí)際磨削速度 V Dn 1000 60 0 20 m s 磨削工時(shí)為 按表 2 5 11 基本時(shí)間 tj zbk nfr0z 0 3 1 100 0 033 8 0 01 min 按表 3 1 40 輔助時(shí)間 ta 0 21 min 19 3 10 3 加工小頭孔 1 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) 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(jìn)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(jī)床選取 n 1000 r min 則實(shí)際鉆削速度 V Dn 1000 60 1 04 m s 鉆削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 10 mm L1 1 5 mm L2 2 5mm 基本時(shí)間 tj L fn 10 1 5 2 5 0 12 1000 0 12 min 按表 2 5 41 輔助時(shí)間 ta 0 5 min 按表 2 5 42 其他時(shí)間 tq 0 2 min 2 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) 表 2 4 53 選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)刀直徑 D 30 mm 切削速度 V 0 32 m s 切削深度 ap 1 5 mm 進(jìn)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(jī)床選取 n 250 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 39 m s 擴(kuò)削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 10 mm L1 3 mm 基本時(shí)間 tj L fn 10 3 0 8 250 0 07 min 按表 2 5 41 輔助時(shí)間 ta 0 25 min 3 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) 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(jìn)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(jī)床選取 n 200 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 32 m s 鉸削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 10 mm L1 0 L2 3 mm 基本時(shí)間 tj L fn 10 3 0 8 200 0 09 min 按表 2 5 41 輔助時(shí)間 ta 0 25 min 3 10 4 銑大頭兩側(cè)面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 78 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 20 L 40 mm L1 1 5 8 5 mm L2 2 5 mm eead 基本時(shí)間 tj L fmz 40 8 5 2 5 750 0 10 3 0 23 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 3 10 5 擴(kuò)大頭孔 選用鉆床床 Z3080 刀具 擴(kuò)孔鉆 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 54 選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)孔鉆直徑 D 60 mm 切削速度 V 1 29 m s 進(jìn)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(jī)床選取 n 400 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 1 256 m s 擴(kuò)削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 40 mm L1 3 mm L2 3 mm 基本時(shí)間 4 2 min3 0150 4 lctgktrdDfnlj 3 10 6 銑開(kāi)連桿體和蓋 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(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 17 mm 22 pad L1 2 6 mm D 2pad L2 2 mm 基本時(shí)間 tj Li FM 17 6 2 148 0 17 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 3 10 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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 21 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 mm L1 1 5 7 5 mm L2 2 5 mm eead 基本時(shí)間 tj L fnz 38 7 5 2 5 2 96 60 8 0 03 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 2 精銑連桿體結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 mm L1 1 5 7 5 mm L2 2 5 mmae d 基本時(shí)間 tj L fmz 38 7 5 2 5 2 96 60 8 0 03 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 3 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jìn)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(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 锪削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 28 mm L1 1 5 mm 基本時(shí)間 tj L fn 28 1 5 0 10 750 8 0 04 min 4 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jī)床選取 n 100 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 33 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 5 mm L1 0 5 63 1 5 33 mm L2 1 5 mm 基本時(shí)間 tj L fmz 5 33 1 5 100 24 0 02 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 5 精銑螺栓座面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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 22 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 142 r min 根據(jù)表 3 1 31 按機(jī)床選取 n 150 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 49 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 28 mm L1 1 5 19 mm L2 3 mm eead 基本時(shí)間 tj L fmz 28 19 3 150 24 0 02 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 7 精磨結(jié)合面 選用磨床 M7130 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jìn)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(jī)床選取 n 100 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 20 m s 磨削工時(shí)為 按表 2 5 11 基本時(shí)間 tj 0 02 min 0 1 k 1 z 8 zfrkb0 bz 3 10 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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jī)床選取 n 100 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 39 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 mm L1 1 5 16 mm L2 2 5 mmae d 基本時(shí)間 tj L fmz 38 16 2 5 100 8 0 07 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 2 精銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(jìn)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(jī)床選取 n 110 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 43 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 38 mm L1 1 5 7 5 mm L2 2 5 mmae d 基本時(shí)間 tj L fmz 38 7 5 2 5 110 8 0 6 min 按表 2 5 46 輔助時(shí)間 ta 0 4 0 45 0 18 min 3 粗銑螺母座面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 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 23 銑刀齒數(shù) Z 24 切削寬度 ae 5 mm af 0 15 mm r