三孔連桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、3.1三孔連桿零件圖介紹三孔連桿的零件圖如圖1所示。經(jīng)檢查之后，視圖足夠并正確，所需要的尺 寸、公差、表面粗糙度、和技術(shù)要求全部齊全、合理，而且零件的表面質(zhì)量、表 面精度和技術(shù)要求在現(xiàn)有的技術(shù)條件和生產(chǎn)條件下能夠達(dá)到。枷.0085/I0.02HzdO(一 -一O2 270±0J63/ 025H620 ±0.2<016035H6 0如0085一12必C0+I0 丄 於O技術(shù)要1鍛造拔模斜度不大于7幕4.未注倒角0.5X45%2. 連桿不得有裂紋，夾渣等缺陷。5.材料45,3. 熱處理226271HBS。圖3-1三孔連桿零件圖3.2零件的工藝分析參考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中的零

2、件的工藝分析方法，對三孔連桿的工藝進(jìn)行分 析(1) 銃平面后，立即確定大頭孔平面為以下各序加工的主基準(zhǔn)面，這樣可確保 加工質(zhì)量的穩(wěn)定。(2) 銃平面時，應(yīng)保證小頭孔及耳部孔平面厚度與大頭孔平面厚度的對稱性。(3) 山于連桿三個孔平面厚度不一致，因此，加工中要注意合理布置輔助支承 及應(yīng)用。(4) 連桿平面加工也可以分為粗、精兩序，這樣可更好的保證三個平面相互位 置及尺寸精度。(5) 粗、精鎮(zhèn)三孔也可改用專用工裝或組合夾具裝夾。(6) 當(dāng)加工連桿尺寸較小時，粗、精加工三孔也可釆用鋰削加工方法。三孔的 精度要求較高，可以分為粗、精兩工序。(7) 連桿三孔平行度的檢驗(yàn)；連桿三孔圓柱度的檢驗(yàn)。3. 3毛

3、坯的選擇連桿是發(fā)動機(jī)的五大主關(guān)件之一，其在發(fā)動機(jī)中的地位是顯而易見。它是發(fā) 動機(jī)傳遞動力的主要運(yùn)動件，在機(jī)體中做復(fù)雜的平面運(yùn)動，連桿小頭隨活塞作上 下往復(fù)運(yùn)動連桿大頭隨曲軸作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動連桿桿身在大、小頭孔運(yùn)動的合成下 作復(fù)雜的擺動3。連桿在承受往復(fù)的慣性力之外，還要承受高壓氣體的壓力，在 氣體的壓力和慣性力合成下形成交變載荷，這就要求連桿具有耐疲勞、抗沖擊， 并具備足夠的強(qiáng)度、剛度和較好的韌性。在今天隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，“小 體積、大功率、低油耗”的高性能發(fā)動機(jī)對連桿提出更新、更高的要求作為高速運(yùn) 動件重量要輕，減小慣性力，降低能耗和噪聲強(qiáng)度、剛度要高，并具有較高的 韌性連桿比要大，連桿

4、要短。這也就意味著對連桿的設(shè)計(jì)和加工有更高的要求。3. 3. 1選擇毛坯時應(yīng)考慮的因素在選擇毛坯的時候應(yīng)考慮以下因素：(1) 毛坯的種類和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的材料和機(jī)械性能：零件結(jié)構(gòu)形狀和外 形尺寸；不同的毛坯的制造方法對結(jié)構(gòu)和尺寸有特定的要求；企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條 件；新工藝，新材料新技術(shù)的應(yīng)用。(2) 毛坯結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，毛坯形狀應(yīng)力求接近零件形狀，以減少機(jī)械加工勞 動量。毛坯尺寸是在原有零件尺寸基礎(chǔ)上，考慮后續(xù)加工切除余量確定。毛坯形 狀也有兒種特殊情況。如尺寸小而薄的零件，多個工件連在一起由一個毛坯制造 出；某些零件如車床開合螺母外殼，兩件合為一個毛坯，加工至一個階段后再切 開；為加工時安

5、裝方便，毛坯上留有工藝搭子。(3) 毛坯制造精度，毛坯制造精度高，材料利用率高，后續(xù)加工費(fèi)用低，但相 應(yīng)設(shè)備投入大。因此，確定毛坯制造精度時，需要綜合考慮毛坯制造成本和后續(xù) 加工成本。3.4選擇毛坯連桿連接活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動， 并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出去功率。連桿在工作中，除承受燃燒室內(nèi) 燃?xì)猱a(chǎn)生的壓力以外，還要承受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個很復(fù)雜 的應(yīng)力狀態(tài)下工作，它既承受交變的拉應(yīng)力，乂承受彎曲應(yīng)力，其主要失效形式 是疲勞斷裂和過量變形。連桿的功能工作條件要求連桿具有較高的工作強(qiáng)度和抗 疲勞性能；有要求具有足夠的剛度和韌性。因此，連

6、桿材料一般采用45鋼，40Cr 或40MnB等調(diào)制鋼。調(diào)制鋼是指經(jīng)調(diào)制處理后使用的結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后 鋼的組織為回火索氏體，具有良好的綜合力學(xué)性能，即強(qiáng)度高，韌性好。合金調(diào) 質(zhì)鋼的合金元素，主要作用是提高剛的滲透性和保證良好的強(qiáng)度和韌性。鋼經(jīng)調(diào) 質(zhì)后的力學(xué)性能與其滲透性有密切關(guān)系。滲透性差的鋼，山于淬不透，在整個截 面上得不到均勻一致的力學(xué)性能，沒有滲透的部位強(qiáng)度低，韌性差。所以滲透性 是調(diào)質(zhì)鋼的一個重要性能。Cr> Ni、Mn. Si、B等元素均能提高鋼的淬透性。綜 合各方面的考慮從本設(shè)計(jì)的三孔連桿釆用45鋼。鋼制零件在結(jié)構(gòu)不雜不復(fù)雜及機(jī)械性能要求不太高的情況下，用型材毛坯， 否則

7、可用鍛造毛坯，山于三孔連桿機(jī)械性能要求較高因此可采用鍛造毛坯，鍛造 分為模鍛和自由鍛，自山鍛是將加熱好的金屬坯料放在鍛造設(shè)備的上，下砥鐵之 間，施加沖擊力或壓力，直接使坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需鍛件的一種加 工方法自山鍛由于鍛件形狀簡單，操作靈活，適用于單件，小批量及重型鍛件的 生產(chǎn)，但是自由鍛生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，僅用于修配或簡單，小型，小批鍛 件的生產(chǎn)，模鍛全稱為模型鍛造，將加熱后的坯料放置在固定于模鍛設(shè)備上的鍛 模內(nèi)鍛造成形的。與自山鍛相比，模鍛的優(yōu)點(diǎn)是：生產(chǎn)效率高、鍛件尺寸精度高、 表面粗糙度低、材料利用率高，能鍛制形狀較復(fù)雜的鍛件，操作簡單，易實(shí)現(xiàn)機(jī) 械化等。非常適用于中小型零

8、件的成批大量生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)中零件年產(chǎn)已達(dá)到了中 批量生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。這對于提高生 產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的【7】。3.5確定毛坯的制造流程，確定毛坯的形狀曲于三孔連桿的長度明顯大于其寬度和高度，鍛造過程中錘擊方向應(yīng)垂直于 鍛件的軸線，終鍛時金屬沿高度和寬度方向流動，而長度方向流動不顯著，因此 常選用拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛等工步【叭模鍛結(jié)束之后，需對毛坯進(jìn)行休整和后續(xù)處理，處理步驟為【9】：(1) 切邊和沖孔，模鍛件一般都帶有飛邊和連皮，需在壓力機(jī)上的切邊模和沖 孔模上將其切去。(2) 校正，在切邊和其他工序中都可能引起鍛件的變形，應(yīng)進(jìn)行校正，大中型

9、 鍛件在熱態(tài)下校正，小鍛件亦可在冷態(tài)下校正，也可在終鍛?；蛘邔ｉT的校正模 具中進(jìn)行。由于三孔連桿屬小型鍛件，選擇在冷態(tài)下校正。(3) 熱處理和時效處理，對模鍛之后的毛坯進(jìn)行熱處理，消除毛坯的過熱組織 和冷變形強(qiáng)化組織，使毛坯具有所需的力學(xué)性能，一般采用正火或退火。然后對 毛坯進(jìn)行時效處理，消除其內(nèi)應(yīng)力。(4) 清理，為了提高模鍛件的表面質(zhì)量，改善切削加工性能，需進(jìn)行表面處理, 去除在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氧化皮，所站油污及其他表面缺陷等。通過以上分析可以最后確定本設(shè)計(jì)中三孔連桿毛坯的選擇方案，可以將毛坯 的選擇列表，如表3-1所示。表3-1毛坯的選擇生產(chǎn)類型材料形狀復(fù)雜程度尺寸大小后續(xù)處理制造方法毛

10、坯中批生產(chǎn)45鋼較復(fù)雜小型零件熱處理、時 效處理模鍛3.6確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量何(1) 公差等級山三孔連桿的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級(2) 鍛件的質(zhì)量初步估計(jì)機(jī)械加工后的三孔連桿質(zhì)量為4kg,機(jī)械加工前的三孔連桿質(zhì)量為 6kg。(3) 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)11S = mt/mN其中：mi鍛件重量mN鍛件外廓包容體重量對于非圓形鍛件mN =lbhpp是鍛件的材料密度，這里取7.8x lOkg/mm3S = mt/mn =6kg/(351 mmx 164mmx35mmx7.8x IO"6)=0.38由于0.38介于0.32和0.63之間，故該零件形狀復(fù)雜系數(shù)屬

11、于S 2級(4) 鍛件的材質(zhì)系數(shù)M由于鍛件材質(zhì)是45鋼，45鋼屬于含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼；所以 鍛件的材質(zhì)系數(shù)為Ml級山1。(5) 零件的表面粗糙度山零件圖可知，該零件各個表面加工表面的粗糙度R"均大于等于1.6pm。 根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果 列表，如表32所示。表32三孔連桿鍛造毛坯尺寸公差及加工余量卩21公差等級Ml普通級鍛件重量/kg包容體重雖:/kg形狀復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)項(xiàng)目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm厚度50225圮厚度3522.5：；厚度202° ° +1.5孔徑902.5厶&_

12、0.9孔徑352.07 5*1,7孔徑252.0° ° +1.5z-z-0.7615.75S23. 7繪制鍛件毛坯簡圖山表所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖，見附圖2。3.8機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定該三孔連桿要求中批生產(chǎn)，另外再根據(jù)三孔連桿的零件圖及其結(jié)構(gòu)尺寸，可 以設(shè)計(jì)出一套三孔連桿的機(jī)械加工工藝路線1,3'14,方便為今后的加工生產(chǎn)提供依 據(jù)。三孔連桿的加工工藝路線可以大致歸納如下：毛坯鍛造及熱處理-定位基準(zhǔn)的 選擇-三孔端面加工-三孔加工-終結(jié)檢驗(yàn)。下面分別就三孔連桿加工工藝中兒方面 的問題進(jìn)行分析。3.9定位基準(zhǔn)的選擇所謂基準(zhǔn)，就是零件上用來確定其他點(diǎn)、線、面的位置的那些

13、點(diǎn)、線、面。 根據(jù)基準(zhǔn)功用的不同，又可以分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類叭零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。這是從零件的工作條件、性能要 求出發(fā)，適當(dāng)考慮加工工藝性而選定的。在零件圖上可以有一個也可以有多個設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)。在本設(shè)計(jì)中的三孔連桿小孔和耳部孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是大孔中心線。零件在加工工藝過程中所采用的基準(zhǔn)稱為匸藝基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)是工藝基準(zhǔn)中 的一種，而定位基準(zhǔn)是獲得尺寸的直接基準(zhǔn)，占有很重要的地位。定位基準(zhǔn)還可 進(jìn)一步分為：粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)，另外還有附加基準(zhǔn)。合理選擇定位基準(zhǔn)對保證加 工精度和確定加工順序都有決定性的影響。因此，它是制定工藝規(guī)程時要解決的 主要問題。基準(zhǔn)的選擇實(shí)際上就是基面的選擇問

14、題，在第一道工序中，只能使用 毛坯的表面來定位，這種定位基面就是粗基面(或稱毛基面)。在以后的各匸序的 加工中，可以采用已經(jīng)切削加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基面就稱為精 基面(或稱光基面)。在本設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)先對定位粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)進(jìn) 行了確定，下面分別就本設(shè)計(jì)中三孔連桿的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇進(jìn)行討論。3.9.1粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇主要影響加工表面與不加工表面的相互位置精度，以及影響加 工表面的余量分配。粗基準(zhǔn)的選擇有一定的原則，其基本原則如下所述：(1) 保證相互位置要求的原則如果必須保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作 為粗基準(zhǔn)。(2) 保證加工表面

15、加工余量合理分配的原則如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面的毛坯面為粗 基準(zhǔn)。(3) 便于工件裝夾的原則選擇粗基準(zhǔn)時，必須考慮定位準(zhǔn)確，夾緊可靠及夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等 的問題。為保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，要求選用的粗基準(zhǔn)盡可能平整、光潔和有 足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。(4) 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則如果能使用精基準(zhǔn)定位，則粗基準(zhǔn)一般不應(yīng)被重復(fù)使用。這是因?yàn)槿裘鞯亩ㄎ幻婧艽植?，在兩次裝夾中重復(fù)使用同一基準(zhǔn)，就會造成相當(dāng)大的定位誤差。上述選擇粗基準(zhǔn)的四條原則，每一原則都只能說明一個方面的問題。在實(shí)際 應(yīng)用中有時可以兼顧這四條原則，而夾具裝夾則

16、不能同時兼顧，這就要根據(jù)具體 情況抓住主要矛盾，解決主要問題。在本設(shè)計(jì)的三孔連桿中，綜合考慮以上原則，在端面的加工時可選擇大頭孔 為粗基準(zhǔn)，在保證垂直度的悄況下，通過劃線找正裝夾的方法，銃削大頭孔端面 （作為后續(xù)工序的精基準(zhǔn)）、小頭孔端面、側(cè)耳孔端面。在鉆削加工小孔和側(cè)耳孔 時需要以大頭孔作為粗基準(zhǔn)，來確定另外兩孔的軸線位置，鉆小頭孔至q）29nim、 耳部孔至（pl9mm。苗以上的分析可以將三孔連桿機(jī)械加工中粗基準(zhǔn)的選擇列表，如表3-3所示。表3-3粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)定位而大頭孔端而大頭孔端而和內(nèi)徑面粗加工而及加工內(nèi) 容銃大頭孔端而、小孔和側(cè)耳孔的端 而鉆小頭孔至<p29iiun.耳部

17、孔至<pl9inm3.9.2精基準(zhǔn)的選擇在選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證技術(shù)設(shè)訃要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾 準(zhǔn)確、可靠、方便。精基準(zhǔn)的選擇也有一定的原則，其基本原則di如下所述：（D基準(zhǔn)重合原則應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。這稱之為基準(zhǔn)重合原則。（2）統(tǒng)一基準(zhǔn)原則當(dāng)工件以某一精基準(zhǔn)定位，可以比較方便的加工大多數(shù)其他表面，則應(yīng)盡早 地把這個基準(zhǔn)面加工出來，并達(dá)到一定精度，以后工序均以它為精基準(zhǔn)加工其他 表面。這稱之為統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。（3）互為基準(zhǔn)原則某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法來達(dá)到位置度 要求。這稱之為互為基準(zhǔn)原則。旨在減小表面粗糙度，減小加工余量和保

18、證加工余量均勻的工序，常以加工 面本身為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，稱為自為基準(zhǔn)原則。（5）便于裝夾原則所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)保證定位準(zhǔn)確、可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡單，操作方便，這稱 為便于裝夾原則。另外，選擇精基準(zhǔn)時也應(yīng)考慮要便于工件加工，并能使夾具結(jié)構(gòu)簡單。本設(shè)計(jì)的三孔連桿中，綜合考慮以上原則，并確定大頭孔端平面為以下各序 加工的主基準(zhǔn)面作標(biāo)記（下稱大頭孔基準(zhǔn)面）。 以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，小頭、耳部及桿身加輔助支承，壓緊工件，銃另 一側(cè)端平面,大頭厚為50mm,小頭厚35mm。 以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。按大、小頭中心連線找正，壓緊大頭，銃耳部兩 側(cè)平面，保尺寸高為52mm,厚為20mm。 粗鎮(zhèn)大頭孔時，以大頭孔基準(zhǔn)面

19、為基準(zhǔn)。小頭及耳部端面加輔助支承后， 壓緊工件。粗鎮(zhèn)大頭孔至（p88mm。 精鎮(zhèn)大頭孔時，以大頭孔基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)。小頭及耳部端面加輔助支承后， 壓緊工件。精鎮(zhèn)大頭孔至（p90H6mm。 粗鎮(zhèn)小頭孔和側(cè)耳孔時，以大頭孔基準(zhǔn)面和大頭孔軸線為基準(zhǔn)。小頭及耳 部端面加輔助支承后，壓緊工件。粗鎮(zhèn)小頭孔尺寸至q>33mm。耳部孔尺寸至 cp24mm, 然后以大頭孔基準(zhǔn)面和大頭孔軸線為精基準(zhǔn)，精鎮(zhèn)小頭孔至q）33±0.2mm, 保證中心距為270+0.1 mm,鎮(zhèn)耳部孔（p25H6（p25H60,3mm,保證與大頭孔中心距 為 95±0.1 mm。山以上的分析可以將三孔連桿機(jī)械加工中

20、精基準(zhǔn)的選擇列表，如表3-4所示。表3-4精基準(zhǔn)的選擇精基而大頭孔端平面大頭孔基準(zhǔn)大頭孔基準(zhǔn)而大頭孔基大頭孔基準(zhǔn)面和大準(zhǔn)面 頭孔軸線加工而及加工內(nèi)容小頭、耳部及桿身 加輔助支承，壓緊 工件，銃另一側(cè)端 平面，大頭厚為 50mm,小頭厚 3oinnia壓緊大頭，銃 耳部兩側(cè)平 而，保證尺寸 高為52mm,厚 為20mm宀粗鎮(zhèn)三孔，英中大 頭孔尺寸至 （t）88mm>小頭孔尺 寸至巾33mm耳部 孔尺寸至e 24mm,精鎮(zhèn)大孔 至圖樣要 求尺寸 e 90H6mm鎮(zhèn)小頭孔，保證中心 距為270mm.鎮(zhèn)耳部 孔25H6mm，保證與 大頭孔中心距為95 + 0. 1mm。3.10零件表面加工方法的

21、選擇工件上的加工表面往往需要通過粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達(dá)到 加工質(zhì)量要求。因此一般在選擇表面加工方法時，先根據(jù)零件表面的加工精度和 表面粗糙度要求，選定加工方法，然后再確定精加工前的準(zhǔn)備工序的加工方法， 即確定加工方案。山于獲得同一精度和同一粗糙度的方案有好兒種，選擇時還要 考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料和熱處理要求及工 廠的生產(chǎn)條件等【。選擇零件表面加工方法時要考慮以下因素：經(jīng)濟(jì)精度與經(jīng)濟(jì) 粗糙度；零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大??；零件的材料及熱處理要求；生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)中的三孔連桿零件的加工面有大頭孔端面、小頭孔端面、耳部兩側(cè)平 面、大頭孔內(nèi)壁、小頭孔內(nèi)壁、

22、側(cè)耳孔內(nèi)壁。材料為45鋼，通過查閱典型表面加 工的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度表【，可以針對零件的實(shí)際生產(chǎn)加工要求來分析確定, 現(xiàn)針對三孔連桿各個表面的加工方法進(jìn)行如下分析確定：(1) 大頭孔端面、小頭孔端面、耳部兩側(cè)平面：粗鐵一一半精鐵該三孔連桿材料為45鋼，大頭孔端面、小頭孔端面、耳部兩側(cè)平面的粗糙度 要求都是Ra 6.3Pm,經(jīng)濟(jì)精度為IT8,只進(jìn)行粗銃加工無法滿足要求，故需要在粗 銃加工后再進(jìn)行精銃加工。(2) 大頭孔內(nèi)壁：粗鏗一一精鏗大頭孔已經(jīng)鍛造出，粗糙度要求是Ra 1.6Mm,經(jīng)濟(jì)精度為IT8,若只釆用粗鎮(zhèn) 則難以達(dá)到表面粗糙度要求，若采用粗鎮(zhèn)精鎮(zhèn)一浮動鎮(zhèn)完全沒有必要，只 會增加生產(chǎn)成本

23、。(3) 小頭孔內(nèi)壁、側(cè)耳孔內(nèi)壁：鉆一一粗鏗一一精鏗由于大頭孔和側(cè)耳孔早期沒有鍛造出，因此要額外增加一道鉆削工序，粗糙 度要求是乩1.6pm,經(jīng)濟(jì)精度為IT8,因此后續(xù)加工工序的選擇和大頭孔內(nèi)壁相同。結(jié)合上述分析，零件各表面加工方法的選擇，如表3-5所示。加工表而加工方法大頭孔端而粗銃一一半精銃小頭孔端而粗銃一一半精銃耳部兩側(cè)平而粗銃一一半精銃大頭孔內(nèi)壁粗鎮(zhèn)一-精鎮(zhèn)小頭孔內(nèi)壁鉆_粗鎮(zhèn)_精鎮(zhèn)側(cè)耳孔內(nèi)壁鉆_粗鎮(zhèn)_精鎮(zhèn)3.11加工順序的安排該零件有多個表面需要機(jī)械加工，這些表面不僅本身有一定的表面粗糙度和 尺寸精度要求，而且各表面間還有一定的位置要求。而為了滿足以上這些要求， 就需要合理安排各個表面

24、的加工工序。3.11.1工序安排需遵循的原則加工順序安排總的原則是前面的工序?yàn)楹罄m(xù)工序創(chuàng)造條件，并作好基本準(zhǔn)備。 機(jī)械加工順序的安排有如下原則山】： 先粗厚精，零件的加工一般應(yīng)劃分加工階段，先進(jìn)行粗加工，然后進(jìn)行半 精加工，最后是精加工和光加工，應(yīng)將粗精加工分開進(jìn)行。 先主后次，先考慮主要表面的加工，后考慮次要表面的加工。主要表面加 工容易出廢品，應(yīng)放在前階段進(jìn)行，以減少工時的浪費(fèi)。次要表面一般加工余量 較小，加工比較方便，因此把次要表面加工穿插在各種加工階段中進(jìn)行，使加工 階段更明顯且能順利進(jìn)行，乂能增加加工階段的時間間隔，可以有足夠的時間讓 殘余應(yīng)力重新分布并使其引起的變形充分表現(xiàn)，以便在

25、后續(xù)工序中修正。 先面后孔，先加工平面，后加工孔。應(yīng)為平面一般面積比較大，輪廓平整, 先加工好平面，便于加工孔時的定位夾裝，利于保證孔與平面的位置精度，同時 也給孔的加工帶來方便，另外由于平面已加工好，對平面上的孔加工時，使刀具 的初始工作條件得到改善。 先基準(zhǔn)后其他，工藝路線開始安排的加工面應(yīng)該是選擇定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn) 面，然后再以精基準(zhǔn)定位，加工其它表面。為保證一定的定位精度，當(dāng)加工面的 精度要求很高時，精加工前一般應(yīng)先精修一下精基準(zhǔn)。3.11.2加工階段的劃分劃分加工階段可以達(dá)到以下U的® 8： 利于保證加工質(zhì)量。 便于合理的使用機(jī)床設(shè)備。 便于熱處理工序安排。 便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯

26、缺陷。該三孔連桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精 加工三個階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（大頭孔端平面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采 用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銃大頭孔另一側(cè)端面、 小頭孔兩側(cè)端面、耳部兩側(cè)平面。鉆小頭孔、側(cè)耳孔；粗鎮(zhèn)大頭孔、小頭孔和側(cè) 耳孔。在半精加工階段，完成粗銃大頭孔另一側(cè)端面、小頭孔兩側(cè)端面、耳部兩 側(cè)平面的半精鎮(zhèn)和大頭孔、小頭孔和側(cè)耳孔的半精鎮(zhèn)、精鎮(zhèn)。而在其精加工階段 主要是保證三個孔的端面和內(nèi)孔面的表面粗糙度及相互位置精度的要求。3.11.3工序順序的安排(1) 機(jī)械加工工序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則，首先加工精基準(zhǔn)

27、一一大頭孔端平面和大頭孔內(nèi)(.才+0.016表面(p90H6o mm。 遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先面后孔”的原則，先加工大頭孔和小頭孔的兩側(cè)端面及側(cè)耳孔的兩側(cè) 平面，后加工三個孔。(2) 熱處理工序模鍛成型后切邊，進(jìn)行正火處理，然后噴砂、去毛刺。(3) 輔助工藝精加工之后安排去刺、修鈍各處尖棱探傷檢查，無損探傷，檢查零件有無裂 紋，夾渣等工序3.11.4確定工藝路線在綜合考慮上述工序安排原則的基礎(chǔ)上，列表確定出工藝路線，如表6所示。表3-6三孔連桿機(jī)械加工工藝過程卡工序號工序劃稱工序內(nèi)容工藝裝備1鍛模鍛2熱處理正火處理3噴砂噴砂、去毛刺4劃線劃桿身十

28、字中心線及三孔端而加工線按所劃加工線找正，墊平，桿身加輔助支承，壓緊工件，銃X52K5銃平而至劃線尺寸。并確泄大頭孔平而為以下各序加工的主基組合夾具準(zhǔn)而作標(biāo)記(下稱大頭孔基準(zhǔn)而)以大頭孔基準(zhǔn)而為基準(zhǔn)。小頭、耳部及桿身加輔助支承，壓X52K6銃緊工件，銃平而，大頭厚為5O±O.2mm,小頭厚35±O.2mm組合夾具7銃以大頭孔基準(zhǔn)而為基準(zhǔn)。按大、小頭中心連線找正，壓緊大X62W頭，銃耳部兩側(cè)平而，保尺寸髙為52mm,厚為20±02mm組合夾具以大頭孔基準(zhǔn)而為基準(zhǔn)。小頭及耳部端而加輔助支承后，壓T6128粗鎮(zhèn)緊工件。粗鎮(zhèn)大頭孔至p88min,專用夾具以大頭孔基準(zhǔn)而為基

29、準(zhǔn)。小頭及耳部端而加輔助支承后，壓T6129緊工件。精鎮(zhèn)大頭孔至p90H6嚴(yán) mm專用夾具以大頭毛坯孔為基準(zhǔn)，兼顧連桿外形情況，劃兩孔徑的加工10劃線線以大頭孔基準(zhǔn)而和大頭孔內(nèi)孔而為基準(zhǔn)。小頭及耳部端而加Z3O5O11鉆輔助支承后，壓緊工件。鉆小頭孔至（p29mm、側(cè)耳孔至專用夾具pl 9niin粗鎮(zhèn)小頭孔和側(cè)耳孔，其中小頭孔尺寸至p33nmi耳部孔尺T61212粗鐐寸至p24mm專用夾具以大頭孔基準(zhǔn)而和大頭孔內(nèi)孔而為基準(zhǔn)。小頭及耳部端而加輔助支承后，重新裝夾壓緊工件。精鋰兩孔至圖樣要求尺寸。T61213苴中小頭孔（p35H6f °以mm,保iiE中心距為270±0mm,專

30、用夾具耳部孔p25H6j°0,3mm,保證與大頭孔中心距為95評° mm續(xù)表5工序號工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備14倒角對大頭孔倒角0.5x45°專用夾具15鉗修鈍各處尖棱，去毛刺16檢驗(yàn)檢査各部尺寸及精度17檢驗(yàn)探傷檢查，無損探傷，檢查零件有無裂紋，夾渣等磁力探傷儀18入庫油封入庫3.12加工余量、工序尺寸的確定3.12.1加工余量與工序余量加工余量是指加工過程中從被加工表面上切除的金屬層厚度W 加工余量有 工序余量和和加工總余量（毛坯余量）兩種。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸 之差。加工總余量是指從毛坯變?yōu)槌善返恼麄€加工過程中某表面切除的金屬層總 厚度，即毛坯尺寸

31、與零件圖設(shè)計(jì)尺寸之差。顯然，某個表面加工總余量為該表面 工序余量之和，即每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。另外工序余量還 可以定義為相鄰兩工序基本尺寸之差。由于加工表面形狀不同，加工余量乂可分 為單邊余量和雙邊余量，零件非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱表面，其加工余量一般為單邊 余量；零件對稱結(jié)構(gòu)的對稱表面，其加工余量為雙邊余量。在三孔連桿的機(jī)械加 工中，大頭孔端平面、小頭孔端面和耳部兩側(cè)平面是非對稱結(jié)構(gòu)，故其加工余量 為單邊邊余量。三個孔是對稱結(jié)構(gòu)，其加工余量是雙邊余量，工序余量主要受第 一道粗加工工序余量與毛坯制造精度的影響。3.12.2加工余量與工序尺寸的確定確定加工余量的方法有計(jì)算法、查表法和

32、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法等三種I國。三孔連桿 機(jī)械加工中加工余量可以通過查表法確定，然后可以計(jì)算出各加工工序基本尺 寸，可以通過查表脫】計(jì)算得出三孔連桿機(jī)械加工余量及工序尺寸如表3-7。表3-7三孔連桿的機(jī)械加工余童及工序尺寸工序工序內(nèi)容單邊余M(mm)工序尺寸(mrn)表而粗糙度(pm)粗銃大頭孔端面1.511212.5D粗銃小頭孔端面1.55012.5半精銃大頭孔端而0.561126.36半精銃小頭孔端而0.5506.3續(xù)表6工序工序內(nèi)容單邊余M(mm)工序尺寸(伽)表而粗糙度(pm)粗銃耳部兩側(cè)平而1.2552x5012.57半精銃耳部兩側(cè)平而0.7552x506.3Q粗鋰大頭孔1.5506.3O精鋰

33、大頭孔1.0501.69鉆小頭孔14.5356.310鉆側(cè)耳孔9.5206.3粗鋰小頭孔2356.311粗鋰側(cè)耳孔2.5206.3精鋰小頭孔1.0351.612精鐐側(cè)耳孔0.5201.613倒角 0.5x45°1.50.5x45。12.513切削用量的確定、基本時間的計(jì)算作為示例，只介紹6、11三道工序切削用量和時間定額的計(jì)算3.13.1 工序 6工序6是半精銃大頭孔端面和小頭孔端面，由于半精銃大頭孔端面和小頭孔 端面時，是在同一臺機(jī)床上經(jīng)過一次裝夾后完成的，因此他們的切削速度匕和進(jìn) 給量/是一樣的，只有背吃刀量不同。查表5-103冋，選取銃刀為鑲齒套式面銃刀， 材料為高速鋼，二12

34、5mm, L二40mm, z二10。機(jī)床選用X52K型銃床。(1) 背吃刀量的確定精銃大頭孔端面時背吃刀量即等于毛坯端面總余量減去粗加工工序的余量， 所以，apl =0.5o同理，精銃大頭孔端面時背吃刀量ap2 =0.5o(2) 進(jìn)給量的確定按機(jī)床功率為5-10RW,工件夾具系統(tǒng)剛度條件為中等剛度選取，查5-9【凹 可得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f =0.10mm/z,因此，每齒進(jìn)給量f 二 2112. =0.01 mm/zz 10(3) 鐵削速度的計(jì)算和工作臺每分鐘進(jìn)給量/軌的確定根據(jù)表217'19'中的公式并且，T = 180, Cv =715, qv=0.21, xv =0.1, yv

35、=0.12>=0.3, pv=0» m=0.35計(jì)算得 vf=1.2m/s確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:1000 匕.磯1000 x 72zrxllOr/inin = 208r/nin根據(jù)X52K型銃床主軸轉(zhuǎn)速表5-721 "I,選擇n=235r/min所以，實(shí)際切削速度為Vc=：81.2m/min根據(jù)X52K型銃床工作臺進(jìn)給量表5-731 "I選擇心=75mm/min（4）基本時間的計(jì)算山銃削機(jī)動時間計(jì)算公式g查得端面銃刀銃平面的基本時間計(jì)算公式為:T+ /*b _ 7（3:JMz其中：/|=O5_JCo（_C（）+（l 3）Co =（0.03-0.05） d厶=3

36、 5計(jì)算得到：T. =20s通過以上對該加工工序切削用量及基本時間的分析計(jì)算，可將各工步的訃算結(jié)果列成表，工序6的切削用量及基本時間，如表38所示。表38工序7的切削用量及基本時間工步ap/mmf/mmr1v/ms"n/rmin1T/min半精銃大頭孔 端而0.5001.22350.33半精銃小頭孔 端而0.50.101.22350.333. 13.2 工序 13工序13是精鎮(zhèn)小頭孔和側(cè)耳孔，查表11-15【2叫 選取鎮(zhèn)刀為機(jī)卡單刃鎮(zhèn)刀， 材料為高速鋼,L=125mm, d=10mm,最小£堂孔直徑D二13。it床選用T612型鎮(zhèn) 床。 背吃刀量的確定【精鎮(zhèn)小頭孔時背吃刀量

37、產(chǎn)1.0,精£堂側(cè)耳孔時背吃刀量ap2=0.5o 進(jìn)給量的確定，查5-29IB可得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f =0.50mm/z 確定切削速度實(shí)，查5-291121可得初步確定切削速度vr =20/n/nin由此"=凹!_' = HXX)：,)“曲=182.Or/min 選擇主軸轉(zhuǎn)速為 205 r/min計(jì)算澎血削速硏: =22.5"?/minn2 = MX) ；()r / niin = 255 .Or /niin 選擇主軸轉(zhuǎn)速為 320 r/min計(jì)算得到跚速度2X=25.bn/nin 基本時間7；的計(jì)算，鎮(zhèn)削小頭孔/ = 35勸，鎮(zhèn)刀選用主偏角A;.=90°

38、;,查表 5-39112'和 54)g得：/. =- + (23)mm(3-3)tan Kr取厶=2mm ；厶=3 5 mm,取厶=4 mm ；厶=(3 5»，取厶=4”。厶=/ + 人 + 厶 + 厶=(35 + 2 + 4 + 4»皿=45 nun丁 L 45=i =x 1 nun q 1.2nun/l nf 75x0.5鎮(zhèn)削側(cè)耳孔I = 35mm,l=-+ (23)mm,取/=2勸；人=3 5mm,取人=4mm；人=(3 tan Kr取厶=4/77/77 o厶=/ + 人+ 厶 + 人=(20 + 2 + 4 + 4»樸=30Tn = / = x 1

39、 nin a 0.8 nin八 nf 75x0.5通過以上對該加工工序切削用量及基本時間的分析計(jì)算，可將各工步的計(jì)算 結(jié)果列成表，工序11的切削用量及基本時間，如表39所示。表39工序7的切削用量及基本時間工步ap/mmf/mm-r1v/mninr1n/rmiir1Tj/min精鐐小頭孔1.00.5022.52051.2精鋰側(cè)耳孔0.50.5025.13200.83.14機(jī)床工藝裝備的確定在加工工序的設(shè)計(jì)過程中，需要正確的選擇機(jī)床和工藝裝備，并填入工藝過 程卡片中。合理選擇機(jī)床工藝裝備是保證零件的加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效 益的重要措施.3.15機(jī)床設(shè)備的選擇機(jī)床是加工工件的主要生產(chǎn)工具，選

40、擇時應(yīng)考慮以下兒個問題：（1）所選擇的 機(jī)床應(yīng)與加工零件相適應(yīng)。即機(jī)床的精度應(yīng)與加工零件的技術(shù)要求相適應(yīng)；機(jī)床 的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與加工零件的外輪廓尺寸相適應(yīng)；機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生 產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。（2）考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況。（3）考慮生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展。綜 合考慮上述因素，在選擇時應(yīng)充分利用現(xiàn)有設(shè)備，并盡量釆用國產(chǎn)機(jī)床。為現(xiàn)有 設(shè)備的規(guī)格尺寸和實(shí)際精度不能滿足零件的設(shè)計(jì)要求時，應(yīng)優(yōu)先考慮新技術(shù)、新 工藝進(jìn)行設(shè)備改造，實(shí)施“以小干大”、“以粗干精”等行之有效的辦法。在本設(shè)計(jì)中，銃削大頭孔和小頭孔端面是選用立式銃床X52加工，這是由于 銃削大頭孔和小頭孔端面時，只需豎直方向進(jìn)給，而銃削側(cè)耳孔兩

41、端面是選用臥 式銃床X62加工，水平方向需要進(jìn)給。鉆削小頭孔和側(cè)耳孔時，根據(jù)最大鉆孔直 徑、最大工作行程和生產(chǎn)條件，選擇Z3040型號的立式鉆床。鎮(zhèn)削三個孔時，根 據(jù)三個孔的直徑和鎮(zhèn)床的最大加工直徑選用T612型鎮(zhèn)床【2譏3.16工藝裝備的選擇3.16.1夾具的選擇各種機(jī)床上加工零件時所使用的裝夾工件的工藝裝備，稱為機(jī)床夾具QI,如 車床上使用的三爪自定心卡盤、銃床上使用的虎口鉗等。其主要功能是實(shí)現(xiàn)工件 的定位和夾緊，使工件加工時相對于機(jī)床、刀具有正確的位置，以保證工件的加 工質(zhì)量和生產(chǎn)率能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制 定之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制定工藝過程

42、，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時，如確有必要也可以對丄藝過程提出修改意見(1) 機(jī)床夾具的工作原理通過工件各定位面與夾具相應(yīng)定位元件的定位工作面接觸、配合或?qū)?zhǔn)來使 工件在夾具中占有正確的位置。夾具對機(jī)床應(yīng)先保證有準(zhǔn)確的相對位置，而夾具 結(jié)構(gòu)有保證定位元件的定位工作面對夾具與機(jī)床相連接表面之間的相對準(zhǔn)確位 置，這就保證了夾具定位工作面相對機(jī)床切削運(yùn)動形成表面的準(zhǔn)確兒何位置，也 就達(dá)到了工件加工表面對定位基準(zhǔn)的相互位置精度要求。同時，夾具使刀具相對 有關(guān)的定位元件的定位工作面調(diào)整到準(zhǔn)確位置，這就保證了刀具在工件上加工出 的表面對工件定位基準(zhǔn)的位置尺寸。(2) 機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的種

43、類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面兒個部分。 定位裝置，定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。夾緊裝置， 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力(切削力等) 作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。對刀或?qū)蜓b置，對刀或?qū)蜓b置用于確 定刀具相對于定位元件的正確位置。連接元件，連接元件是確定夾具在機(jī)床上 正確位置的元件。夾具體，夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件。其它裝置或元件， 它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。3.16.2刀具的選擇刀具的選擇主要取決于加工工序所釆用的加工方法、加工表面的尺寸、工件 材料、所要求的精度和表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等，選擇刀具時應(yīng)盡可能采 用高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具和其他專用刀具。3.16.3量具的選擇量具的選擇主要是根據(jù)要求檢驗(yàn)的精度和生產(chǎn)類型，量具的精度必須與加工 精度相適應(yīng)。在中、小批生產(chǎn)中，應(yīng)盡量采用通過用量具、量儀，而在大批大量 生產(chǎn)中，則應(yīng)采用各