汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程

1、班級(jí):姓名:學(xué)號(hào):日期:淮陰工學(xué)院交通工程學(xué)院題目:內(nèi)容：(1)零件圖1(2)機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片(3)課程設(shè)計(jì)說明書1原始資料：零件圖樣1張；生產(chǎn)綱領(lǐng)為60000件/年;每日1班設(shè)計(jì)題目:班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師:摘要連桿是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的重要零件之一，其大頭孔與曲軸連接，小頭孔通過活塞銷與活塞連接，具作用是使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是柴油機(jī)關(guān)鍵傳動(dòng)件之一。連桿要承受內(nèi)燃機(jī)的爆發(fā)力、壓縮力和連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力、拉伸力。因此對(duì)連桿的強(qiáng)度、剛度有很高的要求。又連桿與曲軸和活塞銷連接，并且它們之間存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此對(duì)連桿大小頭孔的加工要求是很高的。本文主要論述了連桿的加工工

2、藝及其夾具設(shè)計(jì)。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(shí)，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(dá)到零件的技術(shù)要求。關(guān)鍵詞：連桿加工工藝夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1份2. 工藝卡片1套3. 機(jī)械加工工藝過程卡片1份4. 機(jī)械加工工序卡片1份5. 零件圖1份6. 夾具裝配圖1份7. 課程設(shè)計(jì)說明書1份目錄一、任務(wù)書二、零件工藝性分析2.1 零件技術(shù)條件分析2.2 毛坯選擇以及加工2.3 機(jī)械加工工藝路線確定2.4 連桿的機(jī)械加工工藝過程分析2.4.1 工藝過

3、程的安排2.4.2 定位基準(zhǔn)的選擇2.4.3 確定合理的夾緊方法2.5 連桿基本加工工序2.5.1 連桿兩端面的加工2.5.2 連桿大、小頭孔的加工2.5.3 連桿螺栓孔的加工2.5.4 連桿體與連桿蓋的銃開工序2.5.5 大頭側(cè)面的加工2.6 工序尺寸以及公差的的計(jì)算2.6.1 切削用量的選擇原則a）粗加工時(shí)切削用量的選擇原則b）精加工時(shí)切削用量的選擇原則2.6.2 確定各工序的加工余量2.6.3 確定工序尺寸及其公差三、XX號(hào)工序加工說明書2 工序尺寸精度分析2 確定加工余量2 夾具、定位如CAD圖一.任務(wù)書機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展影響著

4、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。要想國力有所提升，國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展變強(qiáng)。傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)漸漸不能適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展，同時(shí)也為了適應(yīng)多生產(chǎn)模式（大、中、小批量生產(chǎn)）對(duì)夾具快速設(shè)計(jì)的需求，因此先進(jìn)的裝備便隨著產(chǎn)生。機(jī)床專用夾具，數(shù)控機(jī)床不斷的廣泛使用。傳統(tǒng)的機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)是一種基于經(jīng)驗(yàn)的夾具設(shè)計(jì)方法，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的夾具設(shè)計(jì)人員來完成，設(shè)計(jì)周期長，勞動(dòng)量大，修改不便，效率低。為了提高生產(chǎn)效率，因此應(yīng)用CAD技術(shù)、UG、Pro/E、SoldiEdge軟件提供專用的夾具設(shè)計(jì)模塊，應(yīng)用這些軟件在生產(chǎn)中準(zhǔn)確繪制、裝配和管理的參數(shù)化機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)軟件，以提高夾具的設(shè)計(jì)效率和規(guī)范性，實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)重用，滿足快速響應(yīng)

5、市場(chǎng)需求的目標(biāo)，該項(xiàng)研究有利于企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。另外工藝流程也在深深的影響著機(jī)械制造業(yè)快速發(fā)展。因此在今天的生產(chǎn)過程中不僅僅要有一個(gè)很好的工藝流程，還要有高效、準(zhǔn)確的夾具以及先進(jìn)的加工設(shè)備。在實(shí)習(xí)過程中看到柴油機(jī)車的關(guān)鍵零部件的大批量生產(chǎn)過程。連桿的作用是使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是柴油機(jī)關(guān)鍵傳動(dòng)件之一。它在柴油機(jī)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(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動(dòng)載荷。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣

6、性力的作用。連桿的主要技術(shù)要求：大、小頭孔及其兩端面，連桿體與連桿蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等部位的切削用量計(jì)算和加工工藝分析。二.零件工藝性分析1 零件技術(shù)條件分析為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級(jí)為IT6,表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.4m；大頭孔的圓柱度公差為0.012mm,小頭孔公差等級(jí)為IT8,表面粗糙度Ra應(yīng)不大于3.2m。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025mm,素線平行度公差為0.04/100mm。大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：2100.05mm。連桿大頭孔兩端面

7、對(duì)大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對(duì)它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低于IT9。大頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT9,表面粗糙度Ra不大于0.8仙m,小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT12,表面粗糙度Ra不大于6.3m。1 毛坯選擇以及加工連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。因此，連桿材料一般采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強(qiáng)度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個(gè)

8、很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對(duì)材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成一體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機(jī)械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏈孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對(duì)于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動(dòng)力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時(shí)少、模具少等優(yōu)點(diǎn)，故用得越來

9、越多，成為連桿毛坯的一種主要形式。總之，毛坯的種類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠，采用了連桿輾鍛工藝。毛坯加熱后，通過上下鍛輾模具的型槽，毛壞產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輾鍛法生產(chǎn)的連桿鍛件，在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機(jī)械強(qiáng)度等方面都可達(dá)到模鍛水平，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率較高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適于在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用。輾鍛需經(jīng)多次逐漸成形。連桿的鍛造工藝過程中，將棒料在爐中加熱至11401200C0,先在輾鍛機(jī)上通過四個(gè)型槽進(jìn)行輾鍛制坯，然后在鍛壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊。鍛

10、好后的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細(xì)致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內(nèi)應(yīng)力。為了提高毛坯精度，連桿的毛坯尚需進(jìn)行熱校正。連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查，方能進(jìn)入機(jī)械加工生產(chǎn)線。1 機(jī)械加工工藝路線確定連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個(gè)階段：第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。

11、第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機(jī)械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。連桿機(jī)

12、械加工工藝過程如下:工序工序名稱工序內(nèi)容工2裝備1鑄造獲得毛坯2磨修磨曲外形立式雙頭回轉(zhuǎn)銃床3熱處理調(diào)質(zhì)4銃銃連桿大、小頭兩平面，銃連桿大小頭孔定位臺(tái)，每面留磨量0.5mm臥式銃床5粗磨以一大半向定位，磨另一大平面，保證中心線對(duì)稱，無標(biāo)記面稱基面M73506鉆與基面定位，鉆、才廣、較小頭Z3080孔7銃以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銃尺寸440.01mm兩側(cè)面，保證對(duì)稱，此平向?yàn)楣に囉没鶞?zhǔn)面X62W組合機(jī)床或?qū)Ｓ霉ぱb8磨精磨大小頭斷面立式雙頭回轉(zhuǎn)銃床9粗鏈小頭孔鉆擴(kuò)小頭孔，孔口倒角搖臂鉆床10擴(kuò)拉小頭孔L6120型拉床11精鋒小頭孔以基面定位，以小頭孔定位，擴(kuò)大頭孔為43mmZ308012銃

13、以基面及大、小頭孔定位，裝火工件，切開工件，編號(hào)桿身及上蓋分別打標(biāo)記。X62W組合機(jī)床或?qū)Ｓ霉ぱb鋸片銃刀厚2mm13銃以基面和一側(cè)面定位裝夾工件，銃連桿體和蓋結(jié)合面，保直徑方向測(cè)重深度為40mmX62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb14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M735015銃以基面及結(jié)合面定位裝夾工件，銃連桿體和蓋50.05mm8mm斜槽X62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb16鉆鉆210mm螺栓孔Z305017擴(kuò)先擴(kuò)210mm螺栓孔，再擴(kuò)213mm深19mm螺栓孔并倒角Z305018錢錢212.2mm螺栓孔Z305019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100120N.m2

14、0鋒粗鎮(zhèn)大頭孔T6821倒角大頭孔兩端倒角X62W22磨精磨大小頭兩端面，保證大端面厚度為380.232mmM713023鋒以基面、一側(cè)面定位，半精鏈大頭孔，精鏈小頭孔至圖紙尺寸，中心距為2100.05mm可調(diào)雙軸鍵24鋒精鎮(zhèn)大頭孔至尺寸T211525稱重稱量/、平衡質(zhì)量弓WW26鉗按規(guī)定值去重量27鉆鉆連桿體小頭油孔6.5mm,10mmZ302528壓銅套雙面氣動(dòng)壓床29擠壓銅套孔壓床30倒角小頭孔兩端倒角Z305031鋒半精鎮(zhèn)、精鏈小頭銅套孔T211532琦磨琦磨人頭孔琦磨機(jī)床33檢檢查各部尺寸及精度34探傷無損探傷及檢驗(yàn)硬度35入庫2.4連桿的機(jī)械加工工藝過程分析2.4.1工藝過程的安排

15、在連桿加工中有兩個(gè)主要因素影響加工精度：(1)連桿本身的剛度比較低，在外力(切削力、夾緊力)的作用下容易變形。(2)連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力重新分布。因此，在安排工藝進(jìn)程時(shí)，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產(chǎn)生變形。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)條件。各主要表面的工

16、序安排如下：a.兩端面：粗銃、精銃、粗磨、精磨b.小頭孔：鉆孔、擴(kuò)孔、較孔、精鏈、壓入襯套后再精鏈c.大頭孔：擴(kuò)孔、粗鏈、半精鏈、精鏈、金剛鏈、琦磨一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。定位基準(zhǔn)的選擇在連桿機(jī)械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)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。與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計(jì)夾具時(shí)亦作相應(yīng)的考慮）。在精鏈小頭孔（及精鏈小頭襯套孔）時(shí)，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這

17、時(shí)將定位銷做成活動(dòng)的稱“假銷”。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(jìn)行加工。為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當(dāng)配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏈大、小頭孔前，精磨端面。由于用小頭孔和大頭孔外側(cè)面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴(kuò)孔和錢孔，這些工序?qū)τ谳^后的孔與端面的垂直度不易保證，有時(shí)會(huì)影響到后續(xù)工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各個(gè)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(duì)加工精度會(huì)有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法

18、的選擇，對(duì)于整個(gè)工藝過程的加工精度常有深遠(yuǎn)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，先粗銃兩個(gè)端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銃就是關(guān)鍵工序。在粗銃中工件如何定位呢？一個(gè)方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銃一個(gè)端面后，翻身以銃好的面定位，銃另一個(gè)毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時(shí)工件可能變形，粗銃后，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。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對(duì)稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時(shí)的變形較小，同時(shí)可以銃工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同

19、時(shí)，由于是以對(duì)稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。確定合理的夾緊方法既然連桿是一個(gè)剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點(diǎn)的選擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。在加工連桿的夾具中，可以看出設(shè)計(jì)人員注意了夾緊力的作用方向和著力點(diǎn)的選擇。在粗銃兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，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(huì)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。在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以

20、保證所加工孔的圓度。在精鏈大小頭孔時(shí)，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形?；炯庸すば蜻B桿兩端面的加工采用粗銃、精銃、粗磨、精磨四道工序，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。連桿大、小頭孔的加工連桿大、小頭孔的加工是連桿機(jī)械加工的重要工序，它的加工精度對(duì)連桿質(zhì)量有較大的影響。小頭孔是定位基面，在用作定位

21、基面之前，它經(jīng)過了鉆、擴(kuò)、較三道工序。鉆時(shí)以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。小頭孔在鉆、擴(kuò)、較后，在金剛鎮(zhèn)床上與大頭孔同時(shí)精鏈，達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)，然后壓入襯套，再以襯套內(nèi)孔定位精鏈大頭孔。由于襯套的內(nèi)孔與外圓存在同軸度誤差，這種定位方法有可能使精鏈后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。大頭孔經(jīng)過擴(kuò)、粗鏈、半精鏈、精鏈、金剛鏈和琦磨達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)。表面粗糙度Ra為0.4m,大頭孔的加工方法是在銃開工序后，將連桿與連桿體組合在一起，然后進(jìn)行精鏈大頭孔的工序。這樣，在銃開以后可能產(chǎn)生的變形，可以在最后精鏈工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。連桿螺栓孔的加工連桿的螺栓

22、孔經(jīng)過鉆、擴(kuò)、較工序。加工時(shí)以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。為了使兩螺栓孔在兩個(gè)互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴(kuò)和校兩個(gè)工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。從而達(dá)到所需要的技術(shù)要求。粗銃螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銃夾具沒有活動(dòng)部分，能保證承受較大的銃削力。精銃時(shí)，為了保證螺栓孔的兩個(gè)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銃完一個(gè)螺栓孔的兩端面后，夾具上的定位板帶著工件旋轉(zhuǎn)1800,銃另一個(gè)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。連桿體與連桿蓋的銃開工序剖分面（亦稱結(jié)合面）的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對(duì)刀精度來保證。為了保證

23、銃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(dòng)不超過0.02mm,則銃開的剖分面能達(dá)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(duì)連桿蓋、連桿體裝配后的結(jié)合強(qiáng)度有較大的影響。因此，在剖分面銃開以后再經(jīng)過磨削加工。大頭側(cè)面的加工以基面及小頭孔定位，它用一個(gè)圓銷（小頭孔）。裝夾工件銃兩側(cè)面至尺寸，保證對(duì)稱（此對(duì)稱平面為工藝用基準(zhǔn)面）。工序尺寸以及公差的確定切削用量的選擇原則a）粗加工時(shí)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

24、證加工質(zhì)量，具有重要的作用。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勺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

25、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。止匕外，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。粗加工時(shí)切削用量的選擇原則有幾個(gè)要點(diǎn)：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

26、。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：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。如超過了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。b）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

27、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。提高精加工速率的關(guān)鍵: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

28、速度受到工藝條件限制而不能提高時(shí)，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。由此可見，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)滿足生產(chǎn)率的要求確定工序的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3.225表3.226表3.227）（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4612.5粗銃1.5IT120.320(0)0.32041.5(0)12.5精銃0.6IT10(0.1000)40.9(0000)3.2粗磨0.3IT8(0.050、0)40.3

29、(o0.050)1.6精磨0.1IT7(0.025、0)40(o0.340)0.8則連桿兩端面總的加工余量為：n.Ai20A總=i1=（A粗銃+A精銃+A粗磨+A精磨）2=（1.5+0.6+0.3+0.1）2=50.55mm（2）、連桿鑄造出來的總的厚度為H=40+500.55=4500.55mm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234）大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為75mm）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琦磨0.08H6（0。19）75.075Hq。0.018)0.4精鋒0.4H8(00.046)74.974.

30、9H8(00.046)0.8半精鋒1H11(0.19)73.609736H11(0.)73.61.6二次粗鏈2H12(0030)71.503071AH12(0.)71.56.3一次粗鏈2H12(0030)68.568.5H12(00.30)12.5擴(kuò)孔56464(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230）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鋒0.2H8(00.033)43.043.0(00.027)1.6錢0.2H9(00。52)42.5042.5Q00.052)6.4擴(kuò)9H10(00.084)42.2042.2；00

31、.084)12.5鉆鉆至38H13003338OO0.3338012.5夾具設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇由零件可知，在銃剖分面之前，連桿的兩個(gè)端面、小頭孔及大頭孔的兩側(cè)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29.49H8小頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)。連桿上蓋以基面（無標(biāo)記面）、凸臺(tái)面及側(cè)面定位，連桿體以基面和小頭孔及側(cè)面定位，均屬于完全定位。夾緊方案1）定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個(gè)端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選43.0h7定位銷與基面為定位基準(zhǔn)，定位銷限制2個(gè)自由度，基面限制工件3個(gè)自

32、由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件1個(gè)自由度，屬完全定位。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用手動(dòng)式滑柱鉆模，采用了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便、迅速。2）夾緊方案由于所加工的零件比較小，夾具的夾緊力與加工零件時(shí)的軸向力方向相同，為了裝卸工件方便，采用手動(dòng)式滑柱鉆模。加工的大頭孔為通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，但實(shí)際上以工件的端面定位時(shí)，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具?；绞且环N帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，它由鉆模板、三根滑柱、火具體和傳動(dòng)、鎖緊機(jī)構(gòu)所組成。使用時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，經(jīng)過齒輪齒條的傳動(dòng)和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利的帶動(dòng)鉆模板升降，將工件夾緊

33、或松開。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須自鎖。自鎖機(jī)構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛的是圓錐鎖緊機(jī)構(gòu)。3）夾緊力的分析和計(jì)算由于零件較小，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?；鹁唧w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(shí)，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。切削力及夾緊力的計(jì)算，由組合機(jī)床（表7-24）得：22502250-0.242-0.242P=a=2=1902.538N火緊力的計(jì)算：由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夾緊力：M=10mm,P=1.75mm,L=140mm,作用力：F=80N

34、,夾緊力：W0=6580N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(jì)算：由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。剖分面對(duì)連接螺栓孔中心線有垂直度要求（垂直度允差0.08）;對(duì)連桿體小頭孔有中心距2100.05要求；對(duì)剖分面有0.0125的平面度要求。所以本工序的工序基準(zhǔn)：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計(jì)計(jì)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210.40.0100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(jiǎn)單，但不便于更換。該定位銷的基本尺寸取工件孔下

35、限尺寸43。公差與本零件在工作時(shí)與其相配孔的尺寸0與公差相同，即為430.012。小頭孔的確定考慮到配合間隙對(duì)加工要求中心距2100.1影響很大，應(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷有錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定0.027小頭定位孔的孔徑為430。定位誤差分析0.027對(duì)于連桿體剖分面中心距2100.1的要求，以430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問隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為：ADw=6D+6d+Amin=0.027+0.012+0=0.039mmADw剖分面的定包誤差6D工件孔的直徑公差6d定位銷的直徑公差A(yù)

36、min孔和銷的最小保證間隙此項(xiàng)中心距加工允差為0.2mm,因此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。2.7.3夾具設(shè)計(jì)1)定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個(gè)端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選43.0h7定位銷與基面為定位基準(zhǔn)，定位銷限制2個(gè)自由度，基面限制工件3個(gè)自由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件1個(gè)自由度，屬完全定位。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用手動(dòng)式滑柱鉆模，采用了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便、迅速。2）夾緊方案由于所加工的零件比較小，夾具的夾緊力與加工零件時(shí)的軸向力方向相同，

37、為了裝卸工件方便，采用手動(dòng)式滑柱鉆模。加工的大頭孔為通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，但實(shí)際上以工件的端面定位時(shí)，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具?；绞且环N帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具，它由鉆模板、三根滑柱、夾具體和傳動(dòng)、鎖緊機(jī)構(gòu)所組成。使用時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，經(jīng)過齒輪齒條的傳動(dòng)和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利的帶動(dòng)鉆模板升降，將工件夾緊或松開。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須自鎖。自鎖機(jī)構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛的是圓錐鎖緊機(jī)構(gòu)。5）定位誤差分析定位元件尺寸及公差的確定：本夾具的主要定位元件為一固定定位銷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于更換。該定位銷尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與

38、其相配孔的尺寸公差相同，即為43.0h7.0.027對(duì)于連桿體剖分面中心距2100.05的要求，以430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)位置誤差即為定位誤差，其值為：ADw=6D+6d+Amin=0.027+0.012+0=0.039mmADw剖分面的定包誤差D工件孔的直徑公差d定位銷的直徑公差A(yù)min孔和銷的最小保證間隙此項(xiàng)中心距加工允差為0.2mm,因此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。大頭孔兩側(cè)面對(duì)中心距的要求：擴(kuò)大頭孔時(shí)，限制Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是一擋板（工序基準(zhǔn)），同時(shí)亦為第一定位基準(zhǔn)，對(duì)加工大頭孔來說，它與工序基準(zhǔn)的距離49

39、及相應(yīng)的平行度誤差只取決于工序基準(zhǔn)在夾具中的位置。因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)同時(shí)為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差。即基準(zhǔn)位置誤差為零，定位誤差為零。4.2.4定位誤差分析（1）定位誤差（Adw）的計(jì)算：Ajb:v定位基準(zhǔn)重合Ajb=0Adb:Adb=1/2（AD+Ad+Amin）=1/2（0.027+0.009+0）=0.018Adw:Ajb和Adb相關(guān).Adw=0.018:Adw1/3T.滿足要求?？椎膬?nèi)壁和下底面的垂直度要求三.24號(hào)工序精鏈大小孔加工說明書工序尺寸精度分析0.0270.018精鎮(zhèn)小孔430和精鏈大孔小孔750,大頭孔公差等級(jí)為IT6,表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.4pm；大頭孔的

40、圓柱度公差為0.012mm,小頭孔公差等級(jí)為IT8,表面粗糙度Ra應(yīng)不大于3.2仙m。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025mm,素線平行度公差為0.04/100mm。大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：2100.05mm。連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對(duì)它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低于IT9。大頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT9,表面粗糙度Ra不大于0.8卜m,小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT12,表面粗糙度Ra不大于6.3pm。確定加工余量（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

41、表2-29表234）大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為75mm）工序名稱工序基工序經(jīng)濟(jì)工序尺寸最小極限尺寸表面粗糙度本余量精度琦磨0.08H6（00.019）75.075H6；00.018）0.4精鋒0.4H8（00.046）74.9004674.9H8（0）0.8半精鋒1HIM。19）73.60973.6H11（0.）1.6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230）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鋒0.2H8（0.33）43043.0（00.027）1.6半精鋒0.2H9（0.52）42.8042.8q00.0

42、52）6.43.3夾具、定位如CAD圖夾具零件俯視圖45AA夾具零件側(cè)視圖四.總結(jié)通過對(duì)柴油機(jī)連桿的機(jī)械加工工藝及對(duì)精加工大小頭孔夾具和銃結(jié)合面夾具的設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多有關(guān)機(jī)械加工的知識(shí)，讓我了解連桿件外形結(jié)構(gòu)特性。然而其技術(shù)要求很高，所以適當(dāng)?shù)倪x擇機(jī)械加工中的定位基準(zhǔn)，是能否保證連桿技術(shù)要求的重要問題之一。在連桿的實(shí)際加工過程中，選用連桿的大小頭端面及小頭孔作為主要定位基面，同時(shí)選用大頭孔兩側(cè)面作為一般定位基準(zhǔn)。為保證小頭孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準(zhǔn)的加工原則；保證大小頭孔的中心距精度要求，可采用互為基準(zhǔn)原則加工。對(duì)于加工主要表面，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加工原則。連桿的主要加工表面

43、為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。連桿機(jī)械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。連桿加工路線按連桿的分合可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二個(gè)階段為連桿體和蓋的切開加工；第三個(gè)階段為連桿體和蓋合裝后的加工。在這次課程設(shè)計(jì)的過程中我學(xué)到關(guān)于夾具的設(shè)計(jì)方法及其步驟。一.定位方案的設(shè)計(jì)：主要確定工件的定位基準(zhǔn)及定位基面；工件的六點(diǎn)定位原則；定位元件的選用等。二.導(dǎo)向及對(duì)刀裝置的設(shè)計(jì)：由于本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是擴(kuò)大頭孔夾具和銃結(jié)合面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對(duì)刀塊的類型，從而確定鉆套和對(duì)刀塊的位置尺寸及公差。三.夾緊裝置的設(shè)計(jì)：針對(duì)連桿的加工特點(diǎn)及加工的批量，對(duì)連桿的夾緊裝置應(yīng)滿足裝卸工件方便、迅速的特點(diǎn)，所以一般都采用自動(dòng)夾緊裝置。四.夾具體設(shè)計(jì)：連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是比較小，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾具體的作用是將