畢業(yè)設(shè)計（論文）柴油機連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計

1、河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 1 目 錄 摘要摘要 .i 緒言緒言 .1 第第 1 1 章章 連桿的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)條件分析連桿的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)條件分析 .2 1.11.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點連桿的結(jié)構(gòu)特點.2 2 1.21.2 連桿的技術(shù)要求連桿的技術(shù)要求 .2 2 第第 2 2 章章 連桿的材料和毛坯連桿的材料和毛坯 .4 2.12.1 連桿的材料選擇連桿的材料選擇.4 4 2.22.2 毛坯加工方法選擇毛坯加工方法選擇.4 4 第第 3 3 章章 機械加工工藝過程分析機械加工工藝過程分析 .6 3.13.1 工藝過程的安排工藝過程的安排 .6 6 3.23.2 定為基準的選擇定為基準的選

2、擇 .6 6 3.33.3 毛坯余量的選擇毛坯余量的選擇 .7 7 3.43.4 初擬加工工藝路線初擬加工工藝路線 .7 7 第第 4 4 章章 加工設(shè)備及刀、夾、量具的選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具的選擇 .10 第第 5 5 章章 工序設(shè)計計算工序設(shè)計計算 .1212 5.15.1 小頭孔工序尺寸的計算小頭孔工序尺寸的計算 .1212 5.1.1 工序余量的計算.12 5.1.3 時間定額的計算.13 5.25.2 大小頭兩端面的加工大小頭兩端面的加工 .1515 5.2.1 工序余量的計算.15 5.2.2 機床功率的校核.15 5.35.3 鉆鉸連桿蓋上螺栓孔并倒角鉆鉸連桿蓋上螺栓孔并倒角

3、 .1616 5.3.1 工序余量的計算 .16 5.3.2 床功率的校核.16 5.3.3 時間定額的計算.17 5.45.4 大頭孔定位誤差分析及工余尺寸計算大頭孔定位誤差分析及工余尺寸計算 .1919 5.4.1 定位誤差分析計算.19 5.4.2 工序余量的計算.20 5.4.3 校核粗鏜孔時機床功率.21 5.55.5 銑對口臺階面銑對口臺階面.2222 5.65.6 銑銑 15mm15mm 槽，銑槽，銑 58mm58mm 槽槽 .2222 第第 6 6 章章 夾具設(shè)計夾具設(shè)計 .24 6.16.1 粗銑大小兩端面的設(shè)計粗銑大小兩端面的設(shè)計 .2424 6.26.2 鉆擴鉸小頭夾具的

4、設(shè)計鉆擴鉸小頭夾具的設(shè)計 .2525 結(jié)結(jié) 論論 .29 參考文獻參考文獻 .30 致致 謝謝 .31 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 1 摘 要 連桿是柴油機的主要傳動件之一，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 the connecting rod is one of the main

5、 driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod. the precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting

6、rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the sp

7、ecification requirement for the part finally . keyword: connecting rod deformination processing technology design of clamping device 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 緒言 畢業(yè)設(shè)計是我們每個畢業(yè)生離開高校之前的一個必修課題，它對我們既是一個挑戰(zhàn) 也是一個機遇，是立足于三年所學知識的基礎(chǔ)上對其進行的綜合運用，是對畢業(yè)大學 生能力的一種綜合體現(xiàn)，也是一個極重要的教學環(huán)節(jié)。也是工科院校機械類專業(yè)學生 的一次比較全面的機械設(shè)計訓練。它要求我們對三年來所學知識進行有

8、機的結(jié)合，設(shè) 計的過程是理論和實踐相結(jié)合的具體表現(xiàn)。通過實際訓練使所學理論知識得以鞏固和 提高，培養(yǎng)獨立設(shè)計能力。 在此之前，我們所學的知識比較零散，在大腦里沒有理順，綜合運用知識的能力 比較差，在這次畢業(yè)設(shè)計中，通過復習教材和查閱資料，使我們加深了對理論知識的 深刻理解和熟練操作的掌握，初步鍛煉了自己獨立解決問題的能力，而且我們在這個 過程中也學到了不少知識，特別是在圖書館查閱各種資料的過程中，掌握了許多課堂 學不到的知識。 連桿是柴油機主要的零件之一，有連桿蓋，連桿體，螺栓，螺母等零件組成，其 小頭徑活塞銷與活塞連接，大頭與曲軸連桿軸徑連接，氣缸燃燒室中受壓縮的油氣混 合氣體經(jīng)點火燃燒后急

9、劇膨脹，以很大的壓力向活塞頂開，連桿則將活塞所受的力傳 給曲軸，推動曲軸傳動。 發(fā)動機在工作工程中，連桿體要求膨脹氣體交變的壓力和慣性力作用。連桿除有 足夠的強度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的重量，以減小慣性力。連桿身的橫截 面最好采用工字形，但考慮到連桿所用材料為 qt450-10,鑄造成型，固截面為平板形。 作為柴油機重要的機件之一，連桿的尺寸參數(shù)在很大程度上不僅影響著發(fā)動機的 整體尺寸和重量，而且也在很大的程度上影響著發(fā)動機的可靠性與壽命。設(shè)計連桿時 必須正確選擇連桿的尺寸參數(shù)，結(jié)構(gòu)形式，材料與工藝，以求獲得經(jīng)濟合理的效果。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝正確合理的情況下，主要是材料強度決定著連

10、桿的體積，重量 和壽命。重量和壽命。作為連桿的材料，除了具有優(yōu)良的機械性能以外，還要求有高 度的耐磨性，耐疲勞性和沖擊韌性。同時也要使連桿的加工容易和造價低廉。 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 3 第第 1 章章 連桿的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)條件分析連桿的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)條件分析 1.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點連桿的結(jié)構(gòu)特點 連桿是柴油機主要的零件之一.有連桿蓋,連桿體,螺栓,螺母等零件組成.其小頭經(jīng) 活塞銷與活塞連接，大頭與曲軸連桿軸徑連接，氣缸燃燒室中受壓縮的油氣混和氣 體經(jīng)點火燃燒后急劇膨脹，以很大的壓力向活塞頂開，連桿則將活塞所受的力傳給 曲軸，推動曲軸傳動。 發(fā)動機在工作過程中，連桿體要求承受膨脹

11、氣體交變的壓力和慣性力作用。連桿 除有足夠的強度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的重量，以減小慣性力。連桿身的 橫截面最好采用工字形，但考慮到連桿所要求的材料為 qt450-10,鑄造成型,故截面為 平板形。 1.2 連桿的技術(shù)要求連桿的技術(shù)要求 作為柴油機重要的機件之一。連桿的尺寸參數(shù)在很大程度上不僅影響著發(fā)動機的 整體尺寸和重量，而且也在很大程度上影響著發(fā)動機的可靠性與壽命。設(shè)計連桿時必 須正確選擇連桿的尺寸參數(shù)，結(jié)構(gòu)形式、材料與工藝，以求獲得經(jīng)濟合理的效果。在 結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝正確合理的條件下，主要是材料強度決定著連桿的體積，重量和 壽命。作為連桿的材料，除了具有優(yōu)良的機械性能以外，還要

12、求有高度的耐磨性，耐 疲勞性和沖擊韌性。同時也要使連桿的加工容易和造價低廉。 為減小磨損和便于維修，在連桿小頭孔中壓入襯套，大頭孔內(nèi)襯套具有鋼質(zhì)基體 的耐磨巴氏合金軸瓦。 為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)均衡，同一發(fā)動機中連桿質(zhì)量不能相差太大，因此在加 工完以后應(yīng)稱重分組。 連桿大小頭兩端面對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)，考慮到裝夾、安放、搬運等要 求，連桿大小頭端厚度應(yīng)相等。 連桿小頭開有 15mm 的槽和 1.1mm 的溝槽，大頭開有鎖瓦槽，便于油液潤滑。 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 4 連桿上需要機械加工的主要表面有大小頭孔、連桿蓋與連桿體接合面、兩端面。連 桿總成的技術(shù)要求如下： （1）為了

13、保證連桿大小頭孔運動副之間有良好的配合，大小頭孔表面粗糙度 ra 值 為 1.6兩孔的圓柱度也應(yīng)該有較高的技術(shù)要求。m （2）連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度過大，將加劇連桿大頭面與曲軸 連桿軸徑磨損，因此應(yīng)該有一定的要求。 （3）大小頭孔中心距的變化將會使氣缸的壓縮比發(fā)生變化，從而影響發(fā)動機的效 率。因此中心距應(yīng)有較高公差等級要求取 it9 級，大小頭孔中心現(xiàn)在兩個相互垂直方 向上的平行度誤差會使活塞在氣缸中傾斜，致使氣缸壁磨損不均勻，縮短發(fā)動機壽命， 同時也使曲軸的連桿軸徑磨損加劇，因此對其平行度提出了要求，取 0.01mm. （4）連桿大小頭兩端面厚度的基本尺寸要相同，便于定位、安

14、裝、加工，但技術(shù) 要求不同。大頭兩端面表面粗糙度為 3.2，小頭兩端面表面粗糙度為 6.3，這是mm 因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸徑兩軸肩面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活 塞銷孔座內(nèi)擋之間沒有配合要求。 （5）為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對連桿小頭質(zhì)量差和大頭質(zhì)量差提出了要求。 （6）為了保證連桿體與于連桿蓋接觸面間有良好配合要求，在連桿體連桿蓋上都 開了相互配合的臺階槽，而且接觸面有較高的技術(shù)要求，表面粗糙度為 1.6，同時m 連桿體連桿蓋上的螺栓孔也有較高的技術(shù)要求，螺栓孔取公差等級 it9 級和表面粗糙 度 ra6.3，兩螺栓孔在相互垂直方向上也有平行度要求。m （7）小頭孔長度 15

15、 的槽在發(fā)動機工作過程中要與活塞接觸，因而要有較高表面 粗糙度要求和對稱度要求，ra1.6，對稱度要求 0.2mm，以減小連桿蓋和活塞銷得m 磨損。 第第 2 章章 連桿的材料和毛坯連桿的材料和毛坯 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 5 2.1 連桿的材料選擇連桿的材料選擇 連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，因此連桿材料一般都用高強度的碳鋼或 合金鋼，如 45 鋼、65 鋼、40gr、40mnb，近年來也有采用球墨鑄鐵和粉末壓金材料的， 本次設(shè)計采用 qt450-10。球墨鑄鐵的靜載荷和機械性能及耐磨性、吸振性等優(yōu)于碳鋼， 而其動載荷機械性能則接近于鋼，具有良好的綜合機械性能。 2.2 毛

16、坯加工方法選擇毛坯加工方法選擇 連桿 10000 件/年，采用大批量生產(chǎn)，材料 qt450-10，故采用機械砂型鑄造，精度 等級 it9。鑄造分型面沿大小孔中心線并垂直端面。 鑄造時將連桿體，連干蓋整體鑄造，在以后的機械加工中切開，為了保證切開孔 機械加工余量均勻，一般將連桿大頭孔鑄成橢圓形，相對分體鑄造而言，整體鑄造具 有材料損耗少，所用工時少，模腔少，對工人技術(shù)水平要求低等優(yōu)點。缺點是機械加 工中要增加一道切斷工序，增加了一臺設(shè)備以及金屬纖維被切斷等問題。 毛坯在鑄造車間鑄出以后要經(jīng)過人工實效處理，以減少毛坯的內(nèi)應(yīng)力。此外，為 提高毛坯的精度還需要毛坯外觀缺陷的檢查內(nèi)部探傷毛坯尺寸檢查等工

17、序。最后獲得 合格毛坯。合格毛坯要求沒有裂縫碰傷結(jié)巴腐蝕毛孔疏松和氧化皮。在加工表面上允 許有修整后的分模面痕跡和深度不大于 0.5 mm 的局部缺陷。 參考文獻工藝手冊表 3.1-24,砂型機器造型的尺寸公差等級 ct 為 810 級.參考 文獻工藝手冊表 3.1-27 機器造型金屬模型鑄鐵件機械加工余量選擇為 68 級,但是 為了減少鑄件加工的難度及機械加工中的某些工藝的要求,可在某些局部范圍內(nèi)選用不 同等級的加工余量. 毛坯公差等級 ct810 級，取 9 級。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 圖 2-1 如圖為毛坯簡圖，技術(shù)要求如下： 1 鑄件經(jīng)人工實效處理。 2 鑄件不允許有

18、夾渣、毛刺、氣孔、疏松等缺陷。 3 桿體彎曲部不大于 1mm。 4 錯差?？v橫向錯差均不大于 1mm。 5 起模斜度 7。 6 材料 qt450-10。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 7 第第 3 章章 機械加工工藝過程分析機械加工工藝過程分析 3.1 工藝過程的安排工藝過程的安排 連桿加工中兩個主要的因素影響加工精度 （1） 連桿本身的剛度比較差，在外力（切削力、夾緊力）作用下容易變形。 （2） 連桿是鑄造件，孔的加工余量較大，切削時會產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，并引起內(nèi) 應(yīng)力的重新分布。因此在安排工藝過程中，就需要把各主要加工表面的粗精加 工工序分開。這樣，粗加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中

19、得到修整，半精加 工產(chǎn)生的變形可在精加工中得到修整，最后得到零件技術(shù)要求。 確定連桿的工藝過程時應(yīng)注意以下幾點： （1）應(yīng)符合基準統(tǒng)一的原則，盡量避免基準的更換，以減小定位誤差。 （2）工件夾緊點應(yīng)選在工件剛性較好的部位，盡可能減小工件的變形。 （3）要求較高的表面可按粗加工，半精加工，精加工等階段來進行，在粗精加之間 安排其他表面的加工，以消除應(yīng)力。 各主要表面工序安排如下： （1） 兩端面：粗銑粗磨半精磨 （2） 大頭孔：粗鏜半精鏜精鏜 （3） 小頭孔：鉆擴鉸 （4） 螺栓孔：鉆孔鉸孔攻絲 （5） 臺階面：銑斷精銑臺階面 一些次要加工表面的加工，可視需要安排工藝過程的中間或后邊。 3.2

20、定為基準的選擇定為基準的選擇 定位基準的選擇影響到連桿整個工序加工的精度，在各工序中要盡量做到基準統(tǒng) 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 8 一，基準重合。在加工過程中大部分工序都采用統(tǒng)一的定位基準：一個端面、小頭孔 和大頭孔，這樣容易保證連桿的加工精度，而且端面面積大，定位比較平穩(wěn)。其中端 面、小頭孔作為定位基準，也符合基準重合的原則。 連桿大小頭端面對稱分布在桿身的兩側(cè)，有時大小頭端面厚度不等，所以大小頭 端面不在同一個平面上，用這樣不等高面做定位基準，必然產(chǎn)生定位誤差，因而零件 設(shè)計時大小頭兩端面厚度相等。端面方向粗基準選擇有兩種方案：一是選中間不加工 的毛坯面，可保證對稱，有利于夾緊。

21、二是選要加工的端面，可保證余量均勻。 3.3 毛坯余量的選擇毛坯余量的選擇 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能得到的經(jīng)濟精度，確定毛坯的機械加工余 量。查機械加工工藝設(shè)計手冊表 3-1 鑄件加工余量（hbo767）毛坯公差等級 ct810，取 9 級。 毛坯主要尺寸及公差（mm） 表 3-1 主要表面零件尺寸加工余量毛坯尺寸公差ct 厚度 434344729 長度 145.5145.56.51522.59 孔 81814772.29 孔 202020161.89 3.4 初擬加工工藝路線初擬加工工藝路線 根據(jù)先面后孔的原則，先加工端面，并以其中一個端面作為基準，鉆擴拉孔加 工其他表面。 初擬

22、加工工藝路線如下： 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 9 工序號名稱工序內(nèi)容 鑄造鑄造成形經(jīng)時效處理。 05粗銑大小頭兩 端面 專用夾具粗銑大小頭兩端面，銑完一面銑另一面。 10半精磨大小頭 兩端面 磁力吸盤上磨完一面后，翻身磨另一面保證尺寸 43.4 mm 16 . 0 0 15鉆擴鉸小頭孔以非標記面定位，專用夾具鉆擴鉸小頭孔保證尺寸 mm 023 . 0 0 20 20 兩端 023 . 0 0 20 孔口倒角 在專用夾具上， mm 兩端孔口倒 0.5倒 023 . 0 0 20 45 角。 25粗鏜大頭孔 專用鏜夾具粗鏜大孔保證尺寸 mm。 12 . 0 0 81 30 兩端 021

23、. 0 0 81 孔口倒角 專用夾具上兩端孔口倒角。 021 . 0 0 81 451 35鉆鉸 2xm12 螺紋底孔 以小頭孔以和一個端面定位，在專用鉆床夾具上鉆鉸 2-m12 螺紋底孔。 40锪 2x平面21以小頭孔和一個端面定位，專用夾具上锪 2x平面。21 45打成套標號避免連桿后續(xù)工序中連桿體連桿蓋誤配。 50銑斷連桿銑斷連桿保證連桿體上尺寸 28.5 mm，連桿蓋上尺寸 24.5 mm。 55磨剖分面保證連桿體上尺寸 28 mm，連桿蓋上尺寸 24 mm。 60精銑連桿體臺 階面 以 2x平面為定位面，夾緊兩個端面精銑。保證尺21 mm。 035 . 0 0 94 65精銑連桿蓋臺

24、 階面 以小頭孔和非標記面定位，夾緊另一端面和螺孔外圓。 保證尺寸mm。 0 0.023- 94 70去毛刺去臺階面毛刺。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 75攻 2xm12 螺 紋 在專用鉆床上攻 2xm12 螺紋。 80擴 2x 5 . 12以 2-平面為定位面，夾緊兩個端面用專用夾具擴21 孔。 85清洗裝配煤油清洗。用螺釘裝配。 90精磨兩端面 磁力吸盤上磨完一面后，翻身磨另一面保證尺寸 43 20 . 0 05 . 0 mm 95半精鏜大頭孔 專用鏜夾具半精鏜大孔保證尺寸 mm。 054 . 0 0 81 100金鋼鏜大頭孔 專用鏜夾具精鏜大孔保證尺寸 mm。 021 .

25、0 0 81 105銑 15 槽 以一面兩孔定位銑槽保證尺寸 15 mm。 015 . 0 05 . 0 110拆開連桿體連 桿蓋 用螺母扳手機拆開連桿體連桿蓋。 115車 槽1 . 121 28 . 0 0 （2 處） 車小頭孔內(nèi)槽保證尺寸 mm。1 . 121 28 . 0 0 120銑鎖瓦槽專用銑夾具銑鎖瓦槽保證尺寸要求。 125終檢1.檢查各加工部位形位公差要求。 2.外觀檢驗。 130清洗稱重入庫1 用煤油清洗。 2 用壓縮空氣吹凈。 3 稱重并分組。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 11 第第 4 章章 加工設(shè)備及刀、夾、量具的選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具的選擇 該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型

26、為大批量生產(chǎn)，加工設(shè)備以通用機床為主，輔以少量的專用機 床。其生產(chǎn)方式為通用機床加專用刀具，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各 機床上的裝卸以及不同工序之間工件的傳遞，各工序間應(yīng)該根據(jù)具體情況而定。 （1） 粗銑兩端面。 考慮到工件的定位夾緊及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用 x52k 立式銑床， （參考文獻 機械加工工藝手冊表 3.1-73） ，機床功率取=7.5kw，采用專用夾具。選用直徑 w p 為 150mm 的盤類銑刀和 a 型游標卡尺。 （2） 半精磨兩端面。 考慮到加工生產(chǎn)效率及工件精度和安裝方便，選用 m7350a 型圓臺平面磨床，磨 床功率=8.595kw，粗糙度可達，用磁力吸盤

27、吸緊工件，選直徑為 w p m8 . 0ra 150mm 的代號為 b 的坯形砂輪和 a 型游標卡尺。 （3） 精磨兩端面。 選用 m7350a 型圓臺平面磨床，磨床功率=8.595kw，粗糙度可達， w pm8 . 0ra 用磁力吸盤吸緊工件，選直徑為 150mm 的代號為 b 的棕剛玉坯形砂輪，磨料粒度為 80，組織號為 5。a 型游標卡尺。 （4）锪 2x平面.21 直徑為22mm 的,帶可換柱的錐柄平底锪鉆，導柱直徑為13mm。 （參考文獻 機械加工工藝手冊表 4.3-38） 。 （5）鉆鉸攻 2xm12-6h 的螺栓孔。 最大鉆孔直徑為10mm，鉸孔直徑為10.2mm，參考工藝手冊表

28、 3.1-30， 采用立式鉆床 z5061，鉆10mm 孔時采用錐柄階梯麻花鉆，鉸10.2mm 孔采用專用 刀具。參考工藝手冊表 4.6-3，攻絲采用機用絲錐及絲錐夾頭，采用專用夾具。 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 10mm，10.2mm 孔徑用游標卡尺來測量，2xm12-6h 螺紋用螺紋塞規(guī)來檢驗。 （6）鉆擴鉸小頭孔。 加工的最大鉆孔直徑為18mm，擴鉸孔直徑為 mm，參考工藝手冊 023 . 0 0 20 表 3.1-30，采用立式鉆床 z5163，該鉆床的最大進給抗力為 30000n，最大扭轉(zhuǎn)力矩為 800n.m, 參考工藝手冊表 4.6-3,鉆18mm 孔時采用錐柄麻花鉆

29、，擴鉸mm 023 . 0 0 20 孔采用專用刀具。夾具采用專用夾具。選用 a 型游標卡尺和塞規(guī)來檢驗孔徑。 （7）切斷連桿蓋連桿體。 選用機械制造工藝簡明手冊表 4.2-36，選用雙面切斷機床 x53t，夾具采用專 用銑斷夾具，選直齒三面刃銑刀和 a 型游標卡尺。 （8）大小頭孔81mm。 根據(jù)大頭孔加工技術(shù)要求和精度要求，粗鏜采用臥式雙面組合鏜床 t68，參考文獻 工藝手冊表 3.2-44，選擇功率為 1.5kw 的鏜銷頭，選擇鏜通孔的鏜刀，專用夾具 和 a 型游標卡尺。 半粗鏜時仍采用臥式雙面組合鏜床 t68，選擇功率為 1.5kw 的鏜銷頭 1ta20m， 選擇半精鏜刀和專用夾具。

30、精鏜時采用金剛鏜床，參考文獻簡明手冊表 4.2-28 金剛鏜床的主要技術(shù)參數(shù)， 選 t740k 型的，主軸頭型號為 2 號，夾具為專用夾具。通過定位誤差分析，要保證大 小兩孔的軸心線平行度要求，小頭孔定位采用可漲心軸定位。孔徑檢驗用 a 型游標卡 尺和塞規(guī)。 （9）銑 15mm 槽 ,銑槽.8mm5 銑 15 槽，根據(jù)槽的位置及導軌運動方向，槽形位工差要求。參考文獻工藝手冊 表 10-33 臥式銑床，選 x52，刀具采用定尺寸的三面刃銑刀，槽內(nèi)兩個端面管于連桿縱 向中心線對稱度要求有夾具和刀具共同來保證。a 型游標卡尺。 銑鎖瓦槽，選用臥式銑床 x62，專用夾具和定尺寸的切口銑刀。 （10）精

31、磨對口面，銑對口臺階面。 精磨對口面，選用 m7350a 型圓臺平面磨床，磨床功率=8.595kw，代號為 b w p 的坯形砂輪。專用夾具和 a 型游標卡尺。 銑對口臺階面，參考文獻工藝手冊表 10-33 選 x62 型臥式銑床。表 11-45 選齒形槽 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 13 銑刀，專用夾具和分度值為 0.02mm 的 a 型游標卡尺。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 第第 5 章章 工序設(shè)計計算工序設(shè)計計算 5.1 小頭孔工序尺寸的計算小頭孔工序尺寸的計算 5.1.1 工序余量的計算工序余量的計算 零件小頭孔尺寸較小，采用大批量生產(chǎn)時在毛坯上鑄造成實體，在前面

32、工序中加工 完成，可作為后面工序的定位基準。 孔直徑方向加工余量參考金屬機械加工工藝人員手冊表 5-1 基孔制 7 級精20 度的加工鉸孔余量。 =0.2 z 擴=1.8 z 鉆=20-1.8-0.2=18鉸z 各工步余 量和工序 尺寸如下 表 5-1（mm） 5.1.2 機床功率的校核機床功率的校核 取鉆孔的進給量 f=0.04/r18 參考文獻工藝手冊表 10.4-9 鉆擴鉸孔時切削速度的計算公式 v=min/m fat dc yv xv p m zv v 式中=6.1 m=0.2 v c7 . 0y 0 x 4 . 0z vvv 加工表面加工表面加工方法加工方法公差等級公差等級 ct工序

33、尺寸工序尺寸余量（雙邊）余量（雙邊） 20鉸h7 023 . 0 0 20 0.2 19.8擴h10 084 . 0 0 8 . 19 1.8 18鉆1818 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 15 m/min55.13 4 . 01150 781 . 6 7 . 02 . 0 4 . 0 v 由此計算出轉(zhuǎn)速為 n=239.7r/minmin/ 1814 . 3 55.1310001000 r d v 按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=272 r/min,則實際切削速度為 m/min=15.37 m/min 1000 2721814 . 3 v 參考文獻得 mnkmfdm nkffdff 8 . 0 2

34、 8 . 0 021 . 0 8 . 9 7 . 4281 . 9 分別求出鉆孔的 m18 f f =9.81 f f n361914 . 018 7 . 42 8 . 0 m=9.81mn 04.3214 . 018021 . 0 8 . 02 它們均小于機床的最大進給力 30000n 和機床最大扭轉(zhuǎn)力矩 800n/m，故鉆床強度足夠。 參考文獻，擴孔的切削速度為 f=0.4 鉆 v 3 1 2 1 = m/min=7.685 m/min 鉆擴 v 2 1 v 2 1 37.15 由此算出轉(zhuǎn)速 min/ 6 . 123min/ 8 . 1914 . 3 685 . 7 10001000 rr

35、 d v n 按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=160r/min 參考文獻鉸孔的進給量 f=0.3mm/r 鉸孔的切削速度為 v=0.3m/s=18m/min 由此求出轉(zhuǎn)速 min/ 5 . 289 8 . 1914 . 3 1810001000 r d v n 按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=272r/min 則實際切削速度為: min/91.16 1000 272 8 . 1914 . 3 1000 m dn v 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 5.1.3 時間定額的計算時間定額的計算 鉆擴鉸小頭孔時間定額的計算 （1）機動時間 參考文獻工藝手冊 2.57 得鉆孔的計算公式鉆盲孔時 4121 2 l

36、t 21 21 j lctgkr d l fn ll 0 2 l 鉆孔時18 min505 . 0 2724 . 0 955 . 4 347 3 47 955 . 4 5 . 1 2 118 2 18 2 1 j t mml mml mmctgl 參考文獻擴孔時19.8 mml mml mmctgl 3 47 02 . 1 5 . 160 2 18 8 . 19 2 1 將以前所求數(shù)值及所選 f n 代入公式得min797 . 0 1604 . 0 02 . 1 343 j t 參考文獻鉸孔時 min632 . 0 2723 . 0 36 . 147 3 47 6 . 15 . 145 2 8

37、 . 1920 2 1 j t mml mml mmctgl 總機動時間就是基本時間 =0.505+0.797+0.632=1.934 b t b t （2）參考鉆螺栓輔助時間取min2 a t （3）作業(yè)時間=+=1.934+2=3.934min b t b t a t 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 17 （4）布置工作地時間=3%=0.118 min s t b t 休息和生理需要時間= 0.118 min r t s t 準備和終結(jié)時間 /n=0.00762 min e t e t （5）單件時間=+/n=4.17+0.00762=4.178 min c t p t e t （6）

38、但單件計算時間=+=1.934+0.118+0.118=4.17 min p t b t a t s t r t 5.2 大小頭兩端面的加工大小頭兩端面的加工 5.2.1 工序余量的計算工序余量的計算 查典型零件機械加工生產(chǎn)實例表 431 銑平面加工余量，根據(jù)零件厚度和平面 長度取 1.5 。查表 432 磨平面加工余量，半精磨取 0.3。精磨取 0.2，此處所指 余量都是單邊余量。查表 433 銑及磨平面時厚度偏差取粗銑時-0.25-0.39，半精磨時 -0.160，精磨時-0.039-0.062。很明顯每次加工余量足夠，故不用求解尺寸鏈。 各工序加工余量及公差如 表 5-2 加工方法加工余

39、量等級偏差 粗銑1.512- 0.25-0.39 半精磨0.311-0.160 精磨0.29-0.039-0.062 5.2.2 機床功率的校核機床功率的校核 查工藝手冊表 968 銑刀的進量取每齒進給量 。z/3mm . 0 af5mm . 1 ap 參考文獻取粗銑主軸轉(zhuǎn)速為 150r/min,銑刀直徑 150mm,粗加工切削速度為: 70.65m/min15015014 . 3 1000 dn v 粗銑 校核機床功率: 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 參考文獻工藝手冊表 2.496 得切削功率為 pme 74. 0 z 9 . 05 m znkaf5 . 110 9 . 167p

40、 取1mmk 3mm . 0 f 5mm . 1 a 168mma s /5r. 2 60 150 n 10z pmzpe 代入公式得：4.16kw15 . 2101683 . 05 . 110 9 . 167p 74 . 0 9 . 05 m 機床功率為 7.5kw,若取效率為 0.85，則故機床效率足夠。,16kw . 4 375kw . 6 85 . 0 5 . 7 5.3 鉆鉸連桿蓋上螺栓孔并倒角鉆鉸連桿蓋上螺栓孔并倒角 5.3.1 工序余量的計算工序余量的計算 參考典型零件機械加工生產(chǎn)實例表 421 內(nèi)孔加工余量及偏差，取精鉸孔直徑 方向上余量 0.4mm,粗鉸直徑方向上余量 0.1

41、6mm，則鉆孔余量為 1004 . 0 2 . 10d 鉆 mm。 各工步機械加工余量和公差如下 表 5-3 5.3.2 床功率的校核床功率的校核 參考文獻表 101 臺式鉆床型號及技術(shù)參數(shù)，選 z5163a,.取孔kw w 5 . 5p 2 . 102 的進給量 f=0.4mm/r，取鉸孔進給量為 f=0.3mm/r. 參考文獻工藝手冊表 10.4-9 鉆擴鉸孔時切削速度的計算公式 加工表面加工方法余量（雙邊）公差等級工序尺寸 102鉆1010 16.102粗鉸0.1610.16 2 . 102精鉸0.04h610.2 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 19 min/m fat dc v

42、zv xv p m zv v 式中=6.1 m=0.2 v c7 . 0y 0 x 4 . 0z vvv m/min68.10 4 . 01150 101 . 6 7 . 02 . 0 4 . 0 v 由此算出轉(zhuǎn)速為 n=min/13.340 1014 . 3 68.1010001000 r d v 按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=320r/min. 由 n=320r/min，求實際切削速度為:min/05.10min/ 1000 3201014 . 3 mmv 參考文獻得 mnkmfdm nkffdff 8 . 0 2 8 . 0 021 . 0 8 . 9 7 . 4281 . 9 分別求出鉆孔時

43、m 的如下 f f =9.81 f f n 5 . 40214 . 010 7 . 42 8 . 0 m=9.81mn 1014 . 010021 . 0 8 . 02 它們均小于機床的最大進給抗力 30000n 和機床的最大扭轉(zhuǎn)力 800nm,故鉆床強度 足夠。 鉸孔時的切削速度 v=0.3m/s=18mm/min, 由此求出轉(zhuǎn)速 min/562 2 . 1014 . 3 1810001000 r d v n 按機床實際轉(zhuǎn)速取 n=560r/min，則實際鉆削速度為 1000 5602 .1014 . 3 1000 dn v 5.3.3 時間定額的計算時間定額的計算 鉸孔時間定額的計算 （1

44、）機動時間 參考文獻工藝手冊 2.57 得鉆孔的計算公式 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 鉆盲孔時 41 21 2 l t 2 1 21 j l ctgkr d l fn ll 0 2 l 鉆 2x孔時10.2mm min298 . 0 2724 . 0 37 . 5 324 3 24 37 . 5 5 . 1 2 118 2 2 . 10 2 1 j t mml mml mmctgl 參考文獻擴鉸孔的計算公式 fn lll tj 21 擴盲孔或鉸盲孔時21 2 1 1 ctgkr dd l0 2 l 鉸孔 2 . 102 min350 . 0 2723 . 0 36 . 124 3

45、 24 6 . 15 . 145 2 10 2 . 10 2 1 j t mml mml mmctgl 總機動時間就是基本時間 =0.350+0.350+0.298=0.998 min b t b t （2）輔助時間 參考文獻工藝設(shè)計手冊鉆床的輔助時間如下 表 5-4 鉆102粗鉸16.102精鉸10.2mm 操作內(nèi)容 每次 需用 時間 操作次 數(shù) 時間操作次 數(shù) 時間操作次 數(shù) 時間 主軸變換0.0210.0210.0210.02 變換進給量0.02510.0251 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 21 （3） 參考鉆螺栓輔助時間 各工步的輔助時間為：鉆孔 0.435 min，粗鉸孔 0

46、.675 min，精鉸102 x16.102 孔所用時間 0.657 min。10.2mm 裝卸工件時間參考文獻 2.542 取 1.2 min。 所用輔助時間為 =0.435+0.675+0.675+0.015+0.02+0.06=1.88 min a t （4）作業(yè)時間 =+=0.998+1.88=2.878 min b t b t a t （5）布置工作地時間：參考文獻工藝手冊立式鉆床的準備-終結(jié)時間，工作地服務(wù) 時間及自然需要時間，取 a=%3. =%3=2.878 0.03=0.086 min s t b t （6）休息和生理需要時間 =%3=2.878 0.03=0.086 min

47、 r t b t （7）準備和終結(jié)時間 參考工藝設(shè)計手冊表 735 e t 中等件： 33 min 使用夾具：8 min 試鉸刀： 7 min 旋轉(zhuǎn)工作臺到一定角度： 2.2 min 安裝多軸頭： 25 min 安裝一個定位器: 1.0 min 由題目知生產(chǎn)批量為 10000 件/年，則 /n（33+7+2.2+25+1）/1000=0.00762 min e t 單件時間 =+= 0.998+1.88+0.086+0.086=3.05 min p t b t a t s t r t 單件計算時間 =+/n=3.05+0.00762=3.058 min c t p t e t 裝卸刀具0.06

48、10.0620.1220.12 裝卸鉆模板0.0610.061 開關(guān)冷卻液0.0210.0220.0210.02 塞規(guī)測量0.25120.520.5 開停車0.015 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 22 5.4 大頭孔定位誤差分析及工余尺寸計算大頭孔定位誤差分析及工余尺寸計算 5.4.1 定位誤差分析計算定位誤差分析計算 大頭孔的加工在裝配連桿體連桿蓋后，以小頭孔來定位加工的。加工時既要保證 大頭孔的尺寸精度，還要保證兩孔軸心線平行度及孔軸線與端面的垂直度要求。為此， 機床采用雙面臥式金鋼鏜床，它具有下列特點： a：金鋼鏜床的主偏角角較大，刀尖圓弧半徑比較小，鏜削時的徑向切削力較小， 鏜

49、桿徑向變形小，鏜刀前后面經(jīng)過研磨，能減小鏜孔的表面粗糙度;金鋼鏜床采用高切 削速度，小進給量和鏜削深度，切削力及發(fā)熱變形小，從而不但能獲得良好加工精度， 而且具有較高的生產(chǎn)率。 b：金鋼鏜床的剛性好，其主電機用防震墊隔震，主傳動采用帶傳動，帶輪及主軸 徑經(jīng)過動平衡，有利于減小主軸的震動，機床主軸采用高強度的徑向推力軸承，并預 加載荷以消除間隙，因此機床有較高的回轉(zhuǎn)精度。 現(xiàn)擬定小頭孔用定位銷，在壓緊兩個斷面來鏜大頭孔，取與小頭孔配合的定位銷 直徑 該工序定位基準為小頭孔的軸心線，設(shè)計基準也是小頭孔的中心線。定位基準和 設(shè)計基準重合，基準不重合誤差為0b 限位基準為銷釘軸心線，定位副誤差造成基準

50、位移誤差。 .039 . 0 007 . 0 009 . 0 023 . 0 min mmy dd 定位誤差mmybd039 . 0 因為021 . 0 3 1 所以該方案對大頭孔尺寸精度足夠。 平行度 0.01 的定位誤差的分析 同理 0b.039 . 0 1007 . 0 009 . 0 023 . 0 2 1 min mm l l y dd 則平行度定位誤差mmmmybd01 . 0 039 . 0 所以平行度誤差不能保證。 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 23 該選小頭孔用可漲心軸定位，基準不重合誤差，基準位移誤差。0b0y 即可保證尺寸精度要求，又可保證平行度要求。 5.4.2

51、工序余量的計算工序余量的計算 參考文獻工藝手冊表 952 鏜刀加工孔的進給量、切削速度及表 11.43 鑄鐵的精密鏜削余量。粗鏜后孔的直徑，粗鏜直徑方向上余量為 79.2-77=2.2 mm 2 . 79 mm。 粗鏜、半精鏜和精鏜工序尺寸及公差如下：表 5-5 5.4.3 校核粗鏜孔時機床功率校核粗鏜孔時機床功率 粗鏜孔時余量。mmap1 . 1 參考文獻機械加工工藝手冊表 11.41 取 f=0.4mm/r v=20m/min min/80min/ 2 . 7914 . 3 2010001000 rr d v n 參考文獻工藝設(shè)計實用手冊表 2.421 得 3 10 6081 . 9 vf

52、p kfacff zm fz fzy x pfzz n zv fz z 取 180 z f1 z f 0 fz n1 fz k 則 kwp nf m z 322 . 0 1033 . 0 97.976 97.976133 . 0 4 . 01 . 11806081 . 9 3 75 . 0 1 取機床效率為 0.85，則，故機床效率足夠。 半精鏜孔時，因雙邊余量為 1.6 mm，故.mmap8 . 0 查表 2.4180，取 v=50m/min, f=0.2mm/r. 加工表面加工方法余量（雙邊）精度等級工序尺寸及公差 81 金鋼鏜0.2h7 021 . 0 0 81 8 . 80 半精鏜1.

53、6h8 054 . 0 0 8 . 80 2 . 79 粗鏜2.2h10 120 . 0 0 2 . 79 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 24 min/197min/ 8 . 8014 . 3 5010001000 rr d v n 金鋼鏜削時，查表 2.4180，取 f=0.04mm/r, v=120m/min. min/472min/ 8114 . 3 12010001000 rr d v n 5.5 銑對口臺階面銑對口臺階面 銑連桿蓋臺階面尺寸，在保證的頭孔尺寸前提下，要保證尺寸，直接測量不能保證 兩邊尺寸相等，會影響連桿蓋與連桿體結(jié)合面的配合，故要換算尺寸鏈，尺寸間接保 證，直接

54、測量小凸臺尺寸。 尺寸鏈建立如右圖，尺寸 a 為封閉環(huán)，尺寸 47 為增環(huán)，40.5 為減環(huán)。 a=47-40.5=6.5mm esa=0mm ei =-0.0115-0.0105=-0.022mm a 所以mm 0 022 . 0 5 . 6 a 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 25 5.6 銑 15mm 槽，銑槽 8mm5 用已經(jīng)加工過的大頭孔，小頭孔和非標記面定位，盡量做到基準統(tǒng)一，并在標記 面上以可轉(zhuǎn)動的壓板夾緊，槽內(nèi)兩側(cè)面關(guān)于連桿縱向中心線的對稱度有夾具和刀具來 保證。 銑連桿蓋上鎖瓦槽，用小孔和兩螺栓定位，螺栓孔與接觸面的垂直度要求有夾 a 具來保證，銑連桿體上鎖瓦槽，用兩個螺

55、栓孔來定位，夾緊兩個斷面來銑。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 26 第第 6 章章 夾具設(shè)計夾具設(shè)計 6.1 粗銑大小兩端面的設(shè)計粗銑大小兩端面的設(shè)計 （1）.確定設(shè)計方案 作為連桿加工的第一道工序，粗銑兩斷面的精度對后續(xù)工序的加工有深遠的影響。 方案一：加工時兩個斷面互為基準?？煞譃閮蓚€工位進行。第一工位以沒有標記的一 側(cè)端面為粗基準，并用 v 形塊夾緊外圓表面，來加工另一側(cè)的大小頭端面。夾 緊工件時要先以較小的力夾緊，用銅棒輕壓連桿上斷面，盡量使連桿下斷面與 支承板接觸。第二工位，以粗銑過的一側(cè)端面定位，來粗銑另一斷面（未標記 過的） ，因此未標記過的一側(cè)端面的精度較高，以后的工序都

56、用此端面定位，以 保證基準的統(tǒng)一和加工精度。 對工件形狀分析，工件有鑄造成型， ，端面與支承板接觸，定位夾緊都比較穩(wěn) 定可靠，也容易實現(xiàn)。夾具一夾具體安裝面和定位孔定位銷，用 t 形螺栓孔連 接。 方案二： 同時銑削大小頭兩個端面。這種方案的特點是生產(chǎn)率較高，可在專用的四 軸龍門銑床上進行。以大小外形及桿身要腰部的端面定位，這是用夾具來保證 兩端面對稱于連桿縱向中心線。為保證連桿毛坯大小頭外形正確，大小頭的四 個定位點與大頭中心半徑的距離應(yīng)有一定的公差要求.由于桿身是不加工表面， 用作粗基準是容易保證兩端面對稱于連桿縱向中心線的，但其夾具復雜，而且 要用專門的四軸銑床。 比較兩種方案，鑄造毛坯

57、 9 級精度，大小頭端面和桿身的對稱性，平行性都較好， 以兩端面互為基準來加工，其夾具結(jié)構(gòu)簡單，安裝可靠，生產(chǎn)成本可大大減低，故 采用第一種方案。 （2）.定位精度的分析 初夾緊工件時，用銅棒把工件壓實，使其定位良好，避免連桿懸空或傾斜。同時 因為兩個端面加工采用互為基準加工，故粗加工時可獲得較好的精度和表面平行度 要求。 夾緊時采用一個固定 v 型塊和一個活動 v 型塊，活動 v 型塊在導軌內(nèi)通過偏心 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 27 機構(gòu)來壓緊工件，夾具上大小頭孔的支承面應(yīng)位于同一個平面上。固定 v 型塊應(yīng)固 定良好，活動 v 型塊與導軌配合良好，壓緊彈簧應(yīng)具有較高的剛度。 6.2

58、 鉆擴鉸小頭夾具的設(shè)計鉆擴鉸小頭夾具的設(shè)計 本夾具使用于立式鉆床上鉆擴鉸小頭孔。 方案一： 設(shè)計是采用大小頭一側(cè)端面做為定位基準，在相應(yīng)的兩個支撐套上定位 。 方案二： 另選擇工件小頭孔外形兩端圓弧在固定 v 形塊中定位，并利用可移動壓 板將工件夾緊。為防止工件在安裝的時候轉(zhuǎn)動，在直徑為 24 的外圓表面設(shè)置一個擋銷。 安裝工件時將向可移動壓板向右拉，工件以一側(cè)端面放在支撐套上，并以小頭孔外端 對準固定 v 形塊，然后移動壓板壓住工件，擰緊壓緊螺釘，從而壓緊工件。 由于直徑 20 的孔需要鉆擴鉸，故采用快換鉆套。 本夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用于小型連桿零件的成批生產(chǎn)。 （1） 定位元件 v

59、形塊 圖 61 中 dv 形塊的設(shè)計心軸直徑，為工件定位基面的平均尺寸，其軸線是 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 28 v 形塊的限位基準。 v 形塊兩限位基面間的夾角，有 60，90，120 三種。以 90應(yīng)用最廣。 hv 形塊的高度。 tv 形塊的定位高度，即 v 形塊的限位基準至 v 形塊底面的距離。 nv 形塊的開口尺寸。 v 形塊已經(jīng)標準化了，h,n 等。參數(shù)可從“夾具標準”中查得，但 t 必須計算。 有圖可知：t = h + oc = h + ( oc ce ) 固：oe =d/2sina/2 ce =n/2tana/2 當 a = 90 t =h +0.707d 0.5n 固

60、定 v 形塊與夾具體的鏈接，一般采用兩個定位銷和 24 個螺釘，定位銷孔在 裝配時調(diào)整好位置后與夾具體一起鉆鉸，然后打入定位銷。 v 形塊即能用于精定位基面；能用于完整的圓柱面，也能用于局部的圓柱面；而 且具有對中性（使工件的定位基準總處在 v 形塊兩限位基面的對稱面內(nèi)） ，活動 v 形 塊還可兼做夾緊元件。因此，當工件以外圓柱面定位時，v 形塊是用得最多的定位元 件。 （2）定位精度的分析 初夾緊工件時，以一側(cè)端面為定位基準，在相應(yīng)的支撐套上定位，以固定 v 形塊 確定小頭孔的位置，加工時可獲得較好的精度和表面平行度要求。 定位時采用一個固定 v 型塊和兩個支撐平面，以及一個擋銷。夾緊時采用