連桿最終的說明書

摘要連桿是柴油機(jī)的重要傳動(dòng)件之一，本文重要論述了連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的規(guī)定都很高，而連桿的剛性比較差，輕易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時(shí)，就需要把各重要表面的粗精加工工序分開。逐漸減少加工余量、切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，并修正加工后的變形，就能最終到達(dá)零件的技術(shù)規(guī)定。關(guān)鍵詞:連桿加工工藝夾具設(shè)計(jì)ABSTRACTTheconnectingrodisoneofthemaindrivingmediumofdieselengine,thistextexpoundsmainlythemachiningtechnologyandthedesignofclampingdeviceoftheconnectingrod.Theprecisionofsize,theprecisionofprofileandtheprecisionofposition,oftheconnectingrodisdemandedhighly,andtherigidityoftheconnectingrodisnotenough,easytodeform,soarrangingthecraftcourse,needtoseparatetheeachmainandsuperficialthickfinishmachiningprocess.Reducethefunctionofprocessingthesurplus,cuttingforceandinternalstressprogressively,revisethedeformationafterprocessing,canreachthespecificationrequirementforthepartfinally.Keyword:ConnectingrodProcessingtechnologyDesignofclampingdevice第一章連桿加工工藝連桿的構(gòu)造特點(diǎn)連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要傳動(dòng)部件之一，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。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分構(gòu)成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來賠償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同步便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。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，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐漸變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)。考慮到裝夾、安放、搬運(yùn)等規(guī)定，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相似)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依托曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的重要原因。反應(yīng)連桿精度的參數(shù)重要有5個(gè)：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（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。1.2連桿的重要技術(shù)規(guī)定連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的重要表面為：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。1.2.1大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能親密配合，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)不不小于0.4μm；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)不不小于3.2μm。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。1.2.2大、小頭孔軸心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會(huì)使活塞在汽缸中傾斜，從而導(dǎo)致汽缸壁磨損不均勻，同步使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，因此兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較??；而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100mm長度上公差為0.04mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100mm長度上公差為0.06mm。1.2.3大、小頭孔中心距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，因此規(guī)定了比較高的規(guī)定：195mm。1.2.4連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對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；因此對它也提出了一定的規(guī)定：規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低于IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100mm長度上公差為0.08mm）。1.2.5大、小頭孔兩端面的技術(shù)規(guī)定連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相似，但從技術(shù)規(guī)定是不一樣的，大頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT9，表面粗糙度Ra不不小于0.8μm,小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度Ra不不小于6.3μm。這是由于連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合規(guī)定，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合規(guī)定。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶恰好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多以便。1.2.6螺栓孔的技術(shù)規(guī)定在前面已經(jīng)說過，連桿在工作過程中受到急劇的動(dòng)載荷的作用。這一動(dòng)載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個(gè)螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術(shù)規(guī)定外，對于安裝這兩個(gè)動(dòng)力螺栓孔及端面也提出了一定的規(guī)定。規(guī)定：螺栓孔按IT8級(jí)公差等級(jí)和表面粗糙度Ra應(yīng)不不小于6.3μm加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0.25mm。連桿的材料和毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，規(guī)定具有很高的強(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。伴隨粉末冶金鑄造工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強(qiáng)度大為提高。因此，采用粉末冶金的措施制造連桿是一種很有發(fā)展前途的制造措施。連桿毛坯制造措施的選擇，重要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能規(guī)定，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間既有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造措施的也許性來確定毛坯的制造措施。根據(jù)生產(chǎn)大綱為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鑄造，另一種是將體和蓋鍛成—體。整體鑄造的毛坯，需要在后來的機(jī)械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最佳將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鑄造而言，整體鑄造存在所需鑄造設(shè)備動(dòng)力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鑄造的連桿毛坯具有材料損耗少、鑄造工時(shí)少、模具少等長處，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種重要形式。總之，毛坯的種類和制造措施的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本減少，性能提高。目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠，采用了連桿輥鍛工藝。圖（1-2）為連桿輥鍛示意圖．毛坯加熱后，通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽，毛壞產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產(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)度等方面都可到達(dá)模鍛水平，并且設(shè)備簡樸，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。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。圖（1-2）連桿輥鍛示意圖圖(1-3)、圖(1-4)給出了連桿的鑄造工藝過程，將棒料在爐中加熱至1140～1200C0，先在輥鍛機(jī)上通過四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯見圖(1-3)，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見圖(1-4)。鍛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。連桿必須通過外觀缺陷、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。連桿的機(jī)械加工工藝過程由上述技術(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規(guī)定都很高，不過連桿的剛性比較差，輕易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機(jī)械加工帶來了諸多困難，必須充足的重視。連桿機(jī)械加工工藝過程如下：工序1：鑄造工序2：退火處理工序3：粗銑兩平面到43.5工序4：粗磨兩平面到42.5工序5：鉆小頭孔到38工序6：粗鏜小頭孔到40.5工序7：車大頭外圓到109工序8：粗鏜大頭孔到70工序9：粗銑螺栓孔端平面到64工序10：調(diào)質(zhì)處理工序11：精銑螺栓孔端平面到62工序12：鉆擴(kuò)鉸兩螺栓孔到11工序13：對準(zhǔn)中心線的位置，銑開連桿大頭工序14：精銑體蓋分開面工序15：精磨體，蓋分開面工序16：精磨兩平面到42.5工序17：精鏜小頭孔到41工序18：粗鏜大頭孔73工序19：精鏜大頭孔到74工序20：小頭壓入襯套工序21：精鏜小頭孔到38工序22：清洗工序23：最終檢查工序卡圖如下：工序1：鑄造工序2：退火處理工序3：粗銑兩平面到43.5工序4：粗磨兩平面到42.5工序5：鉆小頭孔到38工序6：粗鏜小頭孔到40.5工序7：車大頭外圓到109工序8：粗鏜大頭孔到70工序9：粗銑螺栓孔端平面到64工序10：調(diào)質(zhì)處理工序11：精銑螺栓孔端平面到62工序12：鉆擴(kuò)鉸兩螺栓孔到11工序13：對準(zhǔn)中心線的位置，銑開連桿大頭工序14：精銑體蓋分開面工序15：精磨體，蓋分開面工序16：精磨兩平面到42.5工序17：精鏜小頭孔到41工序18：粗鏜大頭孔73工序19：精鏜大頭孔到74工序20：小頭壓入襯套工序21：精鏜小頭孔到38工序22：清洗工序23：最終檢查1.8確定刀具1）粗洗兩平面刀:直徑40立銑刀（或50銑刀）2）粗磨平面3)鉆小頭孔刀具：直徑38直柄麻花鉆4）粗鏜小頭孔鏜通孔刀具5）車大頭外圓直頭焊接式外圓車刀6）粗鏜大頭孔同47）粗銑螺栓孔端面直徑80鋸片銑刀8）對轉(zhuǎn)中心線掀開連桿大頭孔同上9）精銑分開面直徑40立銑刀10）鉆擴(kuò)鉸孔直徑10直柄短麻花鉆11）直徑10。75直柄擴(kuò)孔鉆12）直徑11直柄機(jī)用鉸刀刀具數(shù)據(jù)主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量次數(shù)切削深度直徑40立銑刀31539.560.133直徑38直柄短麻花鉆3.535.790.3119砂輪300039.250.2710.5鏜通孔類鏜刀809.550.211.25直頭焊接外圓車刀23080.890.713鏜通孔類鏜刀（大408.670.213鋸片銑刀粗銑15037.680.113鋸銑刀精洗端平面37594.20.0411鋸片銑刀銑斷15037.680.113立銑刀精洗端面50062.80.00851直柄短鉆頭90028.260.1525直徑10.75錐柄擴(kuò)孔鉆90030.380.620.375直徑11錐柄機(jī)用鉸刀1184.080.320.125砂輪精磨分開面300039.250.3320.25粗鏜小頭孔16020.350.110.5粗鏜大頭孔809.550.211.35精鏜大頭孔8018.460.110.5精鏜小頭孔16019.090.110.51.5連桿的機(jī)械加工工藝過程分析1.5.1工藝過程的安排在連桿加工中有兩個(gè)重要原因影響加工精度：（1）連桿自身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下輕易變形。（2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)將產(chǎn)生較大的殘存內(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)，就要把各重要表面的粗、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，精加工安排在背面。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，加工后輕易產(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。這樣逐漸減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，逐漸修正加工后的變形，就能最終到達(dá)零件的技術(shù)條件。各重要表面的工序安排如下：（1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨（2）小頭孔：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜（3）大頭孔：擴(kuò)孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨某些次要表面的加工，則視需要和也許安排在工藝過程的中間或背面。1.5.2定位基準(zhǔn)的選擇機(jī)器零件是由若干個(gè)表面構(gòu)成的。這些表面之間的相對位置關(guān)系包括兩方面的規(guī)定：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關(guān)系，是離不開基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無法確定表面的位置?；鶞?zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所根據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不一樣功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.工藝基準(zhǔn)零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不一樣，又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。（1）裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。（2）測量基準(zhǔn)測量時(shí)用以檢查已加工表面尺寸幾位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。（3）工序基準(zhǔn)在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。（4）定位基準(zhǔn)工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。需要闡明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定詳細(xì)存在。如軸心線、對稱面等，它們是由某些詳細(xì)表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。在連桿機(jī)械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一種指定的端面和小頭孔作為重要基面，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)亦作對應(yīng)的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時(shí)，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時(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。為了不停改善基面的精度，基面的加工與重要表面的加工要合適配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、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，因此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)孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q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，假如再遇上工件自身的剛性差，則對加工精度會(huì)有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊措施的選擇，對于整個(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，在精加工重要表面開始前，先粗銑兩個(gè)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。在粗銑中工件怎樣定位呢？一種措施是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一種端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一種毛坯面。不過由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時(shí)工件也許變形，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。另首先是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位措施使工件在夾緊時(shí)的變形較小，同步可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度很好的平面。同步，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。1.5.3確定合理的夾緊措施既然連桿是一種剛性比較差的工件，就應(yīng)當(dāng)十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點(diǎn)的選擇，防止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。在粗銑兩端面的夾具中，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，既使有某些變形，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，可防止工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。在加工大小頭孔工序中，重要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時(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，防止也許產(chǎn)生的變形。1.5.4連桿體與連桿蓋的銑動(dòng)工序剖分面（亦稱結(jié)合面）的尺寸精度和位置精度由夾具自身的制造精度及對刀精度來保證。為了保證銑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，除夾具自身要保證精度外，鋸片的安裝精度的影響也很大。假如鋸片的端面圓跳動(dòng)不超過0.02mm,則銑開的剖分面能到達(dá)圖紙的規(guī)定，否則也許超差。但剖分面自身的平面度、粗糙度對連桿蓋、連桿體裝配后的結(jié)合強(qiáng)度有較大的影響。因此，在剖分面銑開后來再通過磨削加工。1.6連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題工序安排連桿加工工序安排應(yīng)注意兩個(gè)影響精度的原因：（1）連桿的剛度比較低，在外力作用下輕易變形；（2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘存內(nèi)應(yīng)力。因此在連桿加工工藝中，各重要表面的粗精加工工序一定要分開。定位基準(zhǔn)精基準(zhǔn)：以桿身對稱面定位，便于保證對稱度的規(guī)定，并且采用雙面銑，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。由于端面的面積大，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。夾具使用應(yīng)具有適應(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)”狀況，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)，夾具可考慮反復(fù)定位狀況，如采用夾具限制7個(gè)自由度（其是長圓柱銷限制4個(gè)，長菱形銷限制2個(gè)）。長銷定位目的就在于保證垂直度。但由于反復(fù)定位裝御有困難，因此規(guī)定夾具制造精度較高，且采用一定措施，首先長圓柱銷削去一邊，另首先設(shè)計(jì)頂出工件的裝置。切削用量的選擇原則對的地選擇切削用量，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。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規(guī)定不高,毛坯余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時(shí)，要盡量保證較高的單位時(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)效率和減少加工成本。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。不過，在這三個(gè)原因中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，另一方面是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。因此粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一種盡量大的吃刀深度ap,另一方面選擇一種較大的進(jìn)給量度f，最終確定一種合適的切削速度V.選用較大的ap和f后來，刀具耐用度t顯然也會(huì)下降，但要比V對t的影響小得多，只要稍微減少一下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又有助于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，減少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、刀具和工件構(gòu)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(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)給量提高的原因重要是切削力。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)度好的狀況下，可選用大某些的進(jìn)給量；在剛性和強(qiáng)度較差的狀況下，應(yīng)合適減小進(jìn)給量。3）切削速度的選擇：粗加工時(shí)，切削速度重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)合適減少切削速度。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)量規(guī)定較高，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)先考慮怎樣保證加工質(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。一般但愿精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時(shí)，切削力增長較明顯，影響加工質(zhì)量。2）進(jìn)給量的選擇：精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的重要原因是表面粗糙度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有助于斷屑，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，并且不會(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)，盡量提高切削速度。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，選用盡量高的切削速度V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同步滿足生產(chǎn)率的規(guī)定。1.8確定切削用量及基本工時(shí)選用銑床XA6132，立銑刀根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》表2.4—79(90)選用數(shù)據(jù)銑刀直徑D=63mm切削速度V=0.34m/s切削寬度ae=3mm銑刀齒數(shù)Z=24切削深度ap=2mmaf=0.015mm/rd=40mm則主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/D=103r/min根據(jù)表3.1—74按機(jī)床選用n=750r/min則實(shí)際切削速度V=Dn/（1000×60）=2.47m/s銑削工時(shí)為：按表2.5—10L==17mmL1=-+2=6mmL2=2mm基本時(shí)間tj=Li/FM=(17+6+2)/(148)=0.17min輔助時(shí)間ta=0.4×0.45=0.18min夾具設(shè)計(jì)由連桿工作圖可知，工件材料為45鋼，年產(chǎn)量20萬件。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的規(guī)定，需設(shè)計(jì)一套銑剖分面夾具，刀具為立銑刀。2.1夾具的概述在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有對的位置，接受施工或檢測的裝置。2.1.1機(jī)床夾具的概念在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有對的的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有對的的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中一直保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。2.1.2機(jī)床夾具的構(gòu)成1.機(jī)床夾具的基本構(gòu)成部分（1）定位裝置該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的對的位置。（2）夾具裝置該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過程中對的位置不變。（3）夾詳細(xì)夾詳細(xì)是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件構(gòu)成一種整體。2.機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置（1）連接元件根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具自身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。（2）對刀元件常用在一般銑床夾具中，用對刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對刀時(shí)，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。（3）導(dǎo)向元件常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的對的位置。（4）其他元件或裝置根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計(jì)。2.1.3機(jī)床夾具的分類根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度，可將夾具氣氛如下幾種：1.通用夾具可加工一定范圍內(nèi)不一樣工價(jià)的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它們有很大的通用性，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不一樣的工件。此類夾具一般已原則化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給顧客。由于使用通用夾具夾緊工件比較費(fèi)時(shí)，操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故通用夾具重要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用夾具。2.專用夾具專用夾具是針對某一種工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的夾具。因此構(gòu)造緊湊，操作迅速以便。專用夾具一般由使用廠根據(jù)規(guī)定自行設(shè)計(jì)與制造。專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)，明顯提高效率，此外運(yùn)用專用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專門設(shè)計(jì)的，因此它的合用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，往往因無法再使用而報(bào)廢，因此，專用夾具重要合用于產(chǎn)品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。3.成組夾具根據(jù)成組技術(shù)本來技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點(diǎn)是，在通用的夾詳細(xì)上，只需對夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不一樣工件的加工。4.組合夾具組合夾具是由可循環(huán)使用的原則夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的長處，而當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，不存在夾具“報(bào)廢”問題。由于它可以拆開，其元件可清洗入庫，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和寄存面積等長處，尤其合用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。5.隨行夾具隨行夾具為自動(dòng)線上使用的一種夾具。自動(dòng)線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所肩負(fù)的裝夾任務(wù)外，還肩負(fù)自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)。因此，它是跟隨被加工工件沿著自動(dòng)線從一種工位移到下一種工位的，故稱為隨行夾具。除了上述分類外，夾具還可以按照動(dòng)力來源不一樣分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等，按工種還可以分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。2.2問題的指出本夾具重要作來銑剖分面，剖分面與小頭孔軸心線有尺寸精度規(guī)定，剖分面與螺栓孔有垂直度規(guī)定和剖分面的平面度規(guī)定。由于本工序是粗加工，重要應(yīng)考慮怎樣提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。2.3夾具設(shè)計(jì)1)定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，在銑剖分面之前，連桿的兩個(gè)端面、小頭孔及大頭孔的兩側(cè)都已加工，且表面粗糙規(guī)定較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重疊原則選小頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)。連桿上蓋以基面（無標(biāo)識(shí)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。2)夾緊方案由于零件小，因此采用開口墊圈，回轉(zhuǎn)式壓板的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件以便、迅速。3)夾詳細(xì)設(shè)計(jì)夾詳細(xì)的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能對的安裝在機(jī)床上，加工時(shí)，能承受一部分切削力。夾詳細(xì)圖如下：夾詳細(xì)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(jì)算切削力的計(jì)算：，由《組合機(jī)床》（表7-24）得：P===1902.538N夾緊力的計(jì)算：由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)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由于夾緊力不小于切削力，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。剖分面對連接螺栓孔中心線有垂直度規(guī)定（垂直度允差0.08）；對連桿體小頭孔有中心距195規(guī)定；對剖分面有0.025的平面度規(guī)定。5）定位誤差的計(jì)算:一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)導(dǎo)致的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重疊而導(dǎo)致。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重疊而導(dǎo)致。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，，。結(jié)束語通過對汽車連桿的機(jī)械加工工藝及對粗加工大頭孔夾具和銑結(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),重要?dú)w納為如下兩個(gè)方面：第首先：連桿件外形較復(fù)雜，而剛性較差。且其技術(shù)規(guī)定很高，因此合適的選擇機(jī)械加工中的定位基準(zhǔn),是能否保證連桿技術(shù)規(guī)定的重要問題之一。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重要定位基面，同步選用大頭孔兩側(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規(guī)定，可采用互為基準(zhǔn)原則加工。對于加工重要表面，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加工原則。連桿的重要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面