連桿蓋鉆孔設(shè)計說明書

1、零件加工工藝設(shè)計說明書題目：載重汽車發(fā)動機(jī)連桿蓋鉆 2- 13孔夾具一：零件分析1 、零件的作用 : 連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。 連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連。一般做成分 開式，與桿身切開的一半稱為連桿蓋。2、零件的工藝分析：此零件為連桿蓋合件之二 -連桿蓋，連桿蓋的視圖完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。 此零件形狀結(jié)構(gòu)較為簡單， 零件各表面的加工并不困難， 但是基準(zhǔn)孔 ?81+0.021 0mm 以及小頭孔要求表面粗糙度 Ra1.6 yn偏高?；舅悸窞橄燃庸ご箢^孔再以其為基準(zhǔn)來加工小頭孔。 在小頭孔中間的大的溝槽需要用 R67mn具去加工，同樣在加工大頭孔內(nèi)表面的溝槽時也要用特殊 的R

2、25mr的刀具去加工。此外還應(yīng)該注意：1 ）該連桿蓋為整體鑄造成型， 其外形可不在加工。 鑄件尺寸公差， 鑄件尺寸公差分為 16 級， 由于是中批量生產(chǎn)，毛坯制造方法采用金屬模鑄造，由機(jī)械加工工藝簡明手冊查得，鑄件尺寸公 差等級為 13級。2 ）連桿大頭孔對A基準(zhǔn)的平行度公差為0.01mm3 ）大頭孔兩端的臺階面對B基準(zhǔn)的對稱度公差為0.3mm4 ）小頭孔中間的溝槽，對基準(zhǔn) B 的對稱度為 0.2mm。5）鑄件毛坯需要經(jīng)過人工時效處理。6）材料 QT450-10 。7 ）工序（12）采用2mm的鋸片銑刀加工，也可以改為線切割加工，該道工序使的連桿大孔 為一個不完整的半圓。若采用線切割可減小加工

3、缺陷，但是采用銑刀可以節(jié)約加工時間。由于加 工為中批量生產(chǎn)所以采用銑刀加工。8 ）連桿大小頭孔平行度的檢驗，可采用穿入專用心軸，在平臺上用等高的V型塊支撐連桿大頭孔心軸，測量大頭孔心軸在最高位置時兩端的差值，其差值一半即為平行度誤差。二、工藝規(guī)程設(shè)計1 、毛坯的制造形式在各類機(jī)械中，連桿蓋為為傳動件 , 由于其在工作時處于運動中，經(jīng)常受沖擊和高壓載荷，要求具有一定的強(qiáng)度和韌性。該零件的材料選擇 QT450-10,零件的輪廓尺寸不大，形狀不是很復(fù)雜，為成批量生產(chǎn)模型，從減少加工難度來說，經(jīng)查機(jī)制工藝手冊，毛坯采用鑄造成型。因為零件形狀并不復(fù)雜，但為減小加工時的切削用量和提高生產(chǎn)效率，節(jié)約毛坯材料

4、，毛坯形狀可以與零件形狀接近。即外形做成臺階形，內(nèi)部孔鑄造出。2、定位基準(zhǔn)的選擇該零件是帶孔的盤狀零件，孔是其設(shè)計基準(zhǔn)，為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生誤差，應(yīng) -選孔為定位基準(zhǔn)，即選 ?81+0.021 0mm 孔及一端面為加工精基準(zhǔn)。由連桿蓋有孔、溝槽等都需加工，而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工，因此選外圓及一端面為粗基準(zhǔn)。在連桿蓋機(jī)械加工工藝過程中，首先以 101的外圓表面為粗基準(zhǔn)，加工前后端面，為后續(xù)加 工提供基準(zhǔn)，這是由于端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，之后加工邊緣的上下平面，也為后續(xù)的工 藝提供精基準(zhǔn)，這樣整工序加工過程中就主要以這樣兩個精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，把基準(zhǔn)統(tǒng)一起來， 減少了定位誤差。為了不斷改善

5、基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當(dāng)配合：即在粗加孔時，粗銑 端面，在精鏜孔前，精銑端面。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(yuǎn)的影響。在連桿蓋加工工藝路線中，在精加工主要表面前，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

6、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。另一方面是以連桿蓋的對稱面定位。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、表面加工方法的確定該零件的加工面有內(nèi)孔、端面、小孔及槽等，材料為QT450-1O參考有關(guān)資料，其加工方法的選擇如下：毛坯的兩端面應(yīng)該互為基準(zhǔn)加工，表面粗糙度為 Ra3.2ym,需粗銑-半精銑大頭孔？81+0.021 0mm：內(nèi)表面粗糙度為Ra1.6ym,需進(jìn)行粗鏜-精鏜。大頭孔內(nèi)溝

7、槽：表面粗 糙度為Ra6.3 ym, 次成型磨即可。切割面：表面粗糙度為Ra1.6ym，需精銑。兩臺階面；底面為Ra6.3 ym,側(cè)面為Ra1.6ym故采用粗銑臺階面后，對則面進(jìn)行精銑并保證距離尺寸 94 0 -0.023mm ，以及對稱度 0.3mm A。兩個螺紋孔的加工：鉆 - 鉸孔。大頭孔內(nèi)表面的溝槽采用R25的砂輪磨削小頭孔里面的夠槽用精細(xì)的鏜刀加工。在將連桿蓋毛坯從大頭孔中間切開的時候采用 2mm的鋸片銑刀。4、確定工藝路線連桿的加工工藝路線一般是先進(jìn)行外形的加工,再進(jìn)行孔、槽等加工。連桿的加工包括 各側(cè)面和端面的加工。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則,連桿蓋加工可按下面工藝路線進(jìn)行

8、。 又因為此零件要求小批量生產(chǎn),所以工序安排要求較集中。工序 1 ：鑄造毛坯。工序 2：無損探傷,查是否有夾渣,氣孔,疏松等缺陷。工序 3：清理毛刺、飛邊,涂漆。工序 4：人工時效處理。工序 5：劃桿身中心線,以及大小頭孔的中心線。工序 6：按線加工,精銑連桿大小頭兩平面, 互為基準(zhǔn)（加工中多翻轉(zhuǎn)幾次）至尺寸 43-0.20-0.36mm。工序 7：重劃大小頭孔中心線,并選擇一個面為基面。工序 8：以基面定位,按線找正,粗鏜大小頭孔,分別為?780.05mm,?170.05mm.工序9:以基面定位，按線找正，精鏜大頭孔到 ？81+0.021 Omm。并定其軸線為基準(zhǔn) A工序 10：以大頭孔、基

9、面定位,借助側(cè)面裝夾工件,精鏜小頭孔至?20+0.023 0mm。并保證中心距為 85+0.1 0mm,以及對基準(zhǔn) A的平行度為0.01mm工序11:磨大頭孔內(nèi)表面的溝槽砂輪R25mm磨削深度2.5mm車倒角1*45度。工序12:以基面、側(cè)面和小頭孔定位裝夾工件，按照大頭孔的中心線用鋸片銑刀將連桿 切開，并對連桿做好標(biāo)記。工序13：以基面、連桿體側(cè)面和分割面裝夾工件，銑削兩個臺階面，保證臺階面的距離為 940 -0.023mm,深度3.5+0.05 0mm，以及對基準(zhǔn) A的對稱度為0.3mm鉆兩邊的底孔？10mm保證中心距為110 0.15。工序14：由鉗工鉸孔2-M12-6H。工序15：以連

10、桿分割面、基面定位裝夾，銑削溝槽寬15+0.15 +0.05mm R67mm勺盤形銑刀。對基準(zhǔn)A的對稱度為0.01mm工序16:用微型銑刀銑內(nèi)溝槽 直徑？21+0.28 0mm，寬1.1+0.12 0 mm兩溝槽距離37+0.15 0mm工序17:車倒角0.5*45度。工序18:檢查各個部分的尺寸和精度。工序19:組裝入庫。5、確定機(jī)械加工余量，及毛坯尺寸。1)確定機(jī)械加工余量(1) 鑄件質(zhì)量：零件表面無明顯的裂紋等缺陷。(2) 加工精度：零件除孔以外的各表面為一般加工精度。(3) 機(jī)械加工余量。根據(jù)鑄件質(zhì)量、形狀，以及各個加工部位的要求毛坯尺寸和余量如下。加工表面基本尺寸mm毛坯尺寸mm單邊

11、總加工余量mm小頭孔直徑? 20? 105大頭孔直徑? 81? 705.5零件厚度43451大頭孔兩端深度3.501.75鑄造圓角R3-R56 、確定切削用量及基本工時 切削用量的選擇原則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(jì)性，保證加工質(zhì)量， 具有重要的作用。1.7.1粗加工時切削用量的選擇原則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 心 V.f.ap.1000式中：Zw單位時間內(nèi)的金屬切除量（

12、mm3/s）V切削速度（m/s）f進(jìn)給量（mm/r）ap切削深度（mm）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(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛 性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有 當(dāng)總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。2）進(jìn)給量的選擇：粗加工時限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此，進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度 來確定。選擇進(jìn)給量時應(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

13、。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(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，在確定切削速度時必須考慮到機(jī)床的許用功率。如超過了機(jī)床的許用功率， 則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。1.7.2精加工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(jìn)給量的選擇： 精加工時限制進(jìn)給量提高的主要因素是

14、表面粗糙度。進(jìn)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(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(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，同時滿足生產(chǎn)率的要求。三、工序設(shè)計1) 選擇加工設(shè)備與工藝裝備。(1) 選擇機(jī)床。a. 工序11、17、是車倒角。該零件外廓

15、尺寸不大，選用 CA6140臥式車床即可。b. 工序 06、 13為粗銑銑、精銑。由于加工的零件輪廓尺寸不大， ，故宜在普通銑床就可以。選用立式銑床X52K型銑床。c. 工序 08、 09、 10 為粗鏜、精鏜。從加工要求及尺寸大小考慮，選用臥式鏜床 T611。d. 工序11是用？50mm勺砂輪去磨，需要組合夾具，用內(nèi)圓磨床考慮到孔的大小用M2120內(nèi)圓磨床。e. 工序 12 因為要將連桿鋸斷，工件尺寸不是很大，用臥式銑床X63W。f. 工序 13 鉆孔考慮孔的尺寸等技術(shù)要求，采用立時鉆床Z518。g. 工序 15 考慮到加工位置和技術(shù)要求需要用臥式銑床 X63W。h. 工序 16加工內(nèi)溝槽，

16、用微型鏜刀加工，由于是回轉(zhuǎn)體 采用車床 CA6140。(2) 夾具。組合夾具和普通的三抓、四爪卡盤就可以。(3) 選擇刀具。在工序11需用到R25mr的砂輪。工序16需要刃口小于1.1mm的細(xì)小鏜刀。(4) 選擇量具。本零件屬于小批量生產(chǎn)，一般采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的精確度選擇；二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。a. 各工序的量具見下表工序加工面尺寸尺寸公差量具06、11、15、16430.16分度值0.02，測量范圍0150游標(biāo)卡尺08?78、?170.05普通游標(biāo)卡尺09、10、13?810.021分度值0.001，測量范圍0150游標(biāo)卡尺b.選擇加工槽所用

17、量具。均可選用分度值0.02mm測量范圍0150mn游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量2)確定工序尺寸(1)確定圓柱面的工序尺寸。查表可以得出該零件圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度見下表加工表面工序雙邊余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/粗半精精粗半精精粗半精精毛坯兩側(cè)面1.0.543.5+0.043-0.206.33.252 -0.02-0.36大頭孔2.0.5?80+0.05?81+0.06.31.5-0.0521 06小頭孔2.0.5?19.5+0.?20+0.06.31.505 -0.0523 06臺階側(cè)面0.594 01.-0.0236臺階底面3.3.5+0.06.355 0g

18、.確定銃小頭溝槽的工序尺寸。精銃可達(dá)到要求，則該工序尺寸：槽寬15+0.15 +0.05mm ,槽深R67。粗銃時，為半精銃留有加工余量：槽寬雙邊余量為2mm，槽深余量為2mm。則粗銃的工序尺寸：槽寬為13m m,槽 深為 R65mm 的圓。將以上結(jié)果填入機(jī)械加工工序卡內(nèi)。四、夾具的總體方案設(shè)計1、專用夾具的基本要求1）專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度 分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2）提高生產(chǎn)率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計不同復(fù)雜程度的高效夾具， 以縮短輔助時間， 提高生產(chǎn)效率。3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢

19、驗和維修。 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配 機(jī)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。5）經(jīng)濟(jì)性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案 進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以考慮夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。2、夾具設(shè)計的一般步驟1）明確設(shè)計任務(wù)與收集設(shè)計材料2）確定夾具設(shè)計方案與繪制夾具草圖3）進(jìn)行必要的分析計算4）審查方案與改進(jìn)設(shè)計5）繪制夾具裝配總圖6）繪制夾具零件圖3、問題的指出 本夾具主要用來精鏜大、小頭孔，其應(yīng)滿足各項

20、要求，包括大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切 配合，以及兩孔軸線在連桿軸線平面的平行度、在垂直于連桿軸線平面內(nèi)的平行度要求；這兩項技術(shù)要求對于 結(jié)構(gòu)鋼性較差的連桿來說在制定工藝規(guī)程時要給與足夠重視，以保證達(dá)到此項精度。4、夾具的設(shè)計（1）定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，在精鏜大小頭孔之前，連桿的大、小頭端面，小頭孔及工藝凸臺都已加工，且表面粗糙要求較高，為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選大小頭端面、小頭孔及工藝凸臺為定位基準(zhǔn)。（2）夾緊方案由于零件小，所以采用開口墊圈的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。（3）夾具體設(shè)計夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時

21、，能承受一 部分切削力。夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。（4）切削力及夾緊力的計算切削力的計算：，由組合機(jī)床（表7-24）得：225022500.2420.242P=a =2=1902.538N夾緊力的計算：由機(jī)床夾具設(shè)計手冊（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm, P=1.75mm, L=140mm,作用力：F=70N,夾緊力：W0=5380N由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。定位誤差的計算：由加工工序知，加工面為連桿的大小頭孔。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0.02 0.04 mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行

22、度在100 mm長度上公差為0.040.06 mm。所以本工序的工序基準(zhǔn)：小頭孔中心線，其設(shè)計計算如下：1）確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取 相應(yīng)公差的三分之一（通常取 1/51/3）。故此尺寸為280.65 0.01mm。2）確定定位銷尺寸及公差本夾具的主要定位元件為一固定銷，結(jié)構(gòu)簡單，但不便于更換。該定位銷的基本尺寸取工件孔下限尺寸54mm。公差與本零件在工作時與其相配孔的尺寸與公差相同，即為54 （上限+0.01下限0）。3）小頭孔的確定考慮到配合間隙對加工要求中心距280 -0.01影響很大，應(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷有

23、錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為門54（00.03）。4）定位誤差分析 對于連桿體剖分面中心距280 - 0.03的要求，以門54（。0.03）的中心線為定位基準(zhǔn)，雖屬“基準(zhǔn)重合”，無基準(zhǔn)不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位移誤差即為定位誤 差，其值為： Dw= S D+ S d+A min=0.03+0+0=0.03mmA Dw 剖分面的定位誤差S D工件孔的直徑公差S d定位銷的直徑公差 min 孔和銷的最小保證間隙此項中心距加工允差為0.12 0.18mm,因此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。五、設(shè)計小結(jié)本次設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。 這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實 際的訓(xùn)練。它在我們大學(xué)四年