柴油機(jī)連桿零件的工藝工裝設(shè)計(jì)及仿真（太原）

柴油機(jī)連桿零件的工藝工裝設(shè)計(jì)及仿真（太原）,柴油機(jī),連桿,零件,工藝,工裝,設(shè)計(jì),仿真,太原 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 柴油機(jī)連桿零件的工藝工裝設(shè)計(jì)及仿真 學(xué)生姓名 謝經(jīng)奎 學(xué)號(hào) 102011328 系 部 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 孫淑婷 二零一四年六月 誠信聲明 本人鄭重聲明 本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo) 下獨(dú)立完成的 在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中 列出 本人簽名 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 柴油機(jī)連桿零件的工藝工裝設(shè)計(jì)及仿真 系部 機(jī)械工程系 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 102011328 學(xué)生 謝經(jīng)奎 指導(dǎo)教師 含職稱 孫淑婷 副教授 專業(yè)負(fù)責(zé)人 田 靜 1 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo) 1 確定連桿的毛坯材料及尺寸 連桿毛坯加工余量 2 設(shè)計(jì)柴油機(jī)連桿加工工藝寫出工藝卡片 3 確定部分重要工序所用的工藝裝備和設(shè)備 4 計(jì)算部分重要工序的切削用量和基時(shí)間 5 設(shè)計(jì)重要工序所用的夾具 進(jìn)行三維仿真 2 設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容 1 根據(jù)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)書及設(shè)計(jì)參數(shù) 在調(diào)研及多方搜集資料及基礎(chǔ)上 明 確所設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容 進(jìn)行該系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 并撰寫開題報(bào)告一篇 2 分析柴油機(jī)連桿的尺寸要求精度要求設(shè)計(jì)連桿的加工工藝及相應(yīng)的工裝 3 設(shè)計(jì)鉆小頭孔夾具和鉆小頭油道孔夾具并進(jìn)行三維仿真 4 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)程一份 3 主要參考文獻(xiàn) 1 戴曙 金屬切削機(jī)床 M 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 2 任正義 機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) M 高等教育出版社 2010 3 周光萬 機(jī)械制造工藝學(xué) M 西南交通大學(xué)出版社 2010 4 王先奎 機(jī)械加工工藝手冊(cè) J 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 12 5 陸劍中 孫家寧 金屬切削原理與刀具 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2011 4 進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)各階段名稱 起 止 日 期 1 分析課題要求 擬定開題報(bào)告 2014 1 1 2014 1 31 2 查找設(shè)計(jì)題目相關(guān)的資料 2014 2 1 2014 3 10 3 畫出零件圖 寫出工藝卡片 設(shè)計(jì)工裝及夾 具 2014 3 10 2014 4 10 4 重要夾具與零件進(jìn)行三維仿真 2014 4 10 2014 5 1 5 整理畢業(yè)設(shè)計(jì) 2014 5 1 2014 6 10 柴油機(jī)連桿零件的工藝工裝設(shè)計(jì)及仿真 摘要 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一 本設(shè)計(jì)主要編制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) Design and Movement Simulation of diesel engine connecting rod parts Abstract The connecting rod is one of the main 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 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 specification requirement for the part finally Keywords Connecting rod Processing technology Fixture Design I 目 錄 1 前言 1 1 1 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 1 2 連桿生產(chǎn)的工藝方法 2 2 柴油機(jī)連桿加工工藝規(guī)程 3 2 1 連桿的技術(shù)要求 3 2 1 1 大 小頭孔的尺寸精度 形狀精度 3 2 1 2 大 小頭孔軸心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度 4 2 1 3 大 小頭孔中心距 4 2 1 4 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度 4 2 1 5 大 小頭孔兩端面的技術(shù)要求 4 2 1 6 螺栓孔的技術(shù)要求 4 2 1 7 對(duì)口面的技術(shù)要求 5 2 2 連桿的材料和毛坯鍛造技術(shù) 5 2 3 工藝過程設(shè)計(jì) 6 2 3 1 連桿加工的主要問題和工藝措施 6 2 3 2 基準(zhǔn)的選擇 7 2 3 3 合理的 加緊 7 2 3 4 制定工藝 路線 8 2 4 切 削用量的選擇原則 11 2 4 1 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則 11 2 4 2 精加工時(shí)切 削用量的選擇原則 12 2 5 確定各工序的加工余量 計(jì)算工序尺寸及公差 13 2 5 1 確定加工余量 13 2 5 2 確定工序尺寸及其公差 14 2 6 工時(shí)定額 的計(jì)算 15 2 6 1 銑連桿兩側(cè)面 15 2 6 2 加工小頭孔 15 2 6 2 1 鉆小頭孔 15 2 6 2 2 擴(kuò)鉸小頭孔 16 II 2 6 3 粗鏜 大頭孔 16 2 6 4 精銑螺栓座面 17 2 6 5 銑開連桿體 和蓋 17 2 6 6 加工連桿體 18 2 6 6 1 粗銑連桿體結(jié)合面 18 2 6 6 2 精銑連桿體結(jié)合面 18 2 6 7 加工連桿蓋 19 2 7 7 1 粗銑連桿上蓋結(jié)合面 19 2 7 7 2 精銑連桿 上蓋結(jié)合面 19 2 6 8 螺栓孔 20 2 6 8 1 鉆螺栓孔 20 2 6 8 2 擴(kuò)螺栓孔 20 2 6 8 3 鉸螺栓孔 21 2 6 9 精磨結(jié)合面 21 2 6 10 精磨大頭兩平面 22 2 6 11 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 22 2 6 11 1 半精鏜 大頭孔 22 2 6 11 2 精 鏜小 頭孔 23 2 6 12 大頭孔兩端倒角 23 2 6 13 鉆小頭油孔 23 2 6 14 精鏜大頭孔 24 2 6 15 鏜小頭孔襯套 24 2 6 16 珩磨大頭孔 25 2 7 連桿的檢驗(yàn) 25 2 7 1 觀察外表缺陷及目測(cè)表面粗糙度 25 2 7 2 連 桿大頭孔圓柱 度的檢驗(yàn) 25 2 7 3 連桿體 連桿上蓋對(duì)大頭孔中心線的對(duì)稱度的檢驗(yàn) 25 2 7 4 連桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗(yàn) 26 2 7 5 連桿大小頭孔平行度的檢驗(yàn) 26 3 夾具設(shè)計(jì) 27 III 3 1 鉆小 頭孔夾具 27 3 1 1 問題的指出 27 3 1 2 夾 具設(shè)計(jì) 28 3 2 鉆小頭油孔夾具 31 3 2 1 問題的指出 31 3 2 2 夾具設(shè)計(jì) 32 結(jié) 論 35 參考文獻(xiàn) 36 致 謝 38 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 前言 1 1 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)部件之一 它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組成 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 小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套 以減少小頭孔與活塞銷的磨損 同時(shí)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 為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡 同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大 考 慮到裝夾 安放 搬運(yùn)等要求 連桿大 小頭的厚度相等 基本尺寸相同 在連桿 小頭的頂端設(shè)有油孔 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí) 依靠曲軸的高速轉(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摩擦運(yùn)動(dòng)副 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 2 連桿生產(chǎn)的工藝方法 當(dāng)今全球汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿大批量生產(chǎn)中傳統(tǒng)的期造連桿和模鍛連桿仍占主導(dǎo)地 位 但正面臨著其它新制造方法或新工藝 新材料的挑戰(zhàn)與競(jìng)爭(zhēng) 粉末鍛造鋼連桿 及鋁合金連桿與燒結(jié)鋼連桿以及連桿的裂解剖分工藝都是頗具競(jìng)爭(zhēng)力新技術(shù) 粉末 鍛造的工件物理性能及工藝性能優(yōu)良 從而使經(jīng)粉末鍛造制成的高強(qiáng)度連桿零件的 綜合性能 特別是沖擊韌性及疲勞性能顯著提高 斷裂剖分工藝的應(yīng)用 大大簡(jiǎn)化 了連桿的生產(chǎn)工藝流程 傳統(tǒng)的連桿生產(chǎn)工藝流程一般需 14 道切削加工工序 而應(yīng) 用斷裂剖分工藝 只需 6 道切削加工工序就夠了 本設(shè)計(jì)針對(duì)的是大量生產(chǎn) 所以連桿用輥鍛制造毛坯 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 為保證切開后粗鏜孔余量均勻 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 金屬纖維被切斷的等問題 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 磨具少等優(yōu)點(diǎn) 故用的越來越多 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 粉末鍛造的成本 大大高于模鍛的成本 所以本文選擇的是輥鍛工藝以減少成本 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 柴油機(jī)連桿加工工藝規(guī)程 2 1 連桿的技術(shù)要求 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 同時(shí)又壓縮汽缸內(nèi)氣體 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主要因素 反映連桿精度的參數(shù)主 要有 5 個(gè) 1 連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)連桿桿身中心面的對(duì)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 兩個(gè)方向上 的 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 如圖 2 1 所示 圖 2 1 連桿的技術(shù)要求 2 1 1 大 小頭孔的尺寸精度 形狀精度 為了使大頭孔與曲軸 小頭孔與活塞銷能密切配合 減少?zèng)_擊的不良影響 大 頭孔公差等級(jí)為 IT6 表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 0 8 m 大頭孔的圓度公差為 0 005 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 mm 小頭孔公差等級(jí)為 IT8 表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 0 4 m 小頭壓襯套的底孔的 圓柱度公差為 0 007mm 素線平行度公差為 0 03 100 mm 2 1 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 從而造成汽 缸壁磨損不均勻 同時(shí)使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損 所以兩孔軸心線在連桿軸 線方向的平行度公差較小 而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對(duì)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 100 mm 長(zhǎng)度上公差為 0 03 mm 在垂直與連桿軸心線方向的平行度在 100 mm 長(zhǎng)度上 公差為 0 06 mm 2 1 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 所以規(guī)定了 比較高的要求 180 0 05 mm 2 1 4 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度 有問題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 頭孔兩端面對(duì)大頭孔的軸心線的垂直度在 100 mm 長(zhǎng)度上公差為 0 1mm 2 1 5 大 小頭孔兩端面的技術(shù)要求 連桿大 小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同 但從技術(shù)要求是不同的 大頭 兩端面的尺寸公差等級(jí)為 IT9 表面粗糙度 Ra 不大于 1 6 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 3 m 這是因?yàn)檫B桿大頭兩端面與曲軸連 桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求 而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配 合要求 2 1 6 螺栓孔的技術(shù)要求 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 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(duì)螺栓及螺母要提出高的技 術(shù)要求外 對(duì)于安裝這兩個(gè)動(dòng)力螺栓孔及端面也提出了一定的要求 規(guī)定 螺栓孔 按 IT8 級(jí)公差等級(jí)和表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 6 3 m 加工 兩螺栓孔端面跳動(dòng) 100 0 2 兩螺栓孔的平行度 100 0 5 兩螺栓孔與大頭端面的垂直度 100 0 1 2 1 7 對(duì)口面的技術(shù)要求 在連桿受動(dòng)載荷時(shí) 對(duì)口面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對(duì)錯(cuò)位 影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良 從而產(chǎn)生不均勻磨損 結(jié)合面的平行度將 影響到連桿體 連桿蓋和墊片貼合的緊密程度 因而也影響到螺栓的受力情況和曲 軸 軸瓦的磨損 對(duì)于本連桿 要求結(jié)合面的平面度的公差為 0 03 mm 與孔端面垂 直度 100 0 1 2 2 連桿的材料和毛坯鍛造技術(shù) 本課題選用 45 號(hào)鋼作為加工原料 目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠 采用了連桿 輥鍛工藝 圖 2 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 輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形 圖 2 2 連桿 輥鍛示意圖 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 2 3 給出了連桿的鍛造工藝過程 將棒料在爐中加熱至 1140 1200C 0 先在 輥鍛機(jī)上通過四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯見圖 2 2 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 2 2 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 連桿必須經(jīng)過外觀缺陷 內(nèi)部探傷 磁力探傷 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 圖 2 3 連桿輥鍛制坯示意圖 表 1 連桿輥鍛制坯參數(shù) 參數(shù) 連桿輥鍛制坯 尺寸波動(dòng) 每l00mm mm 0 4 零件重量波動(dòng) 0 5 尺寸精度 IT8 IT11 表面粗糙度 m T6 3 T12 5 2 3 工藝過程設(shè)計(jì) 2 3 1 連桿加工的主要問題和工藝措施 1 對(duì)于剖分式毛坯 連桿體蓋應(yīng)分別加工后再合件加工 對(duì)于整體毛坯 在 加工過程中尚需切開 裝成連桿總成后還需繼續(xù)加工 重要表面應(yīng)進(jìn)行多次加工 在粗精加工之間穿插一些其他工序 使內(nèi)應(yīng)力有充分的時(shí)間重新分布 促使形變及 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 早發(fā)生 及早修正 最終保證連桿的各項(xiàng)要求 2 先加工定位面 后加工其他面 一般先加工基準(zhǔn)面 大小頭端面 小頭孔 和大頭外側(cè)的工藝凸臺(tái)或圓弧面 在加工主要表面 大頭孔 結(jié)合面和螺栓孔 然后進(jìn)行連桿總成的精加工 大小頭的端面和孔 3 各主要表面的粗精加工工序分開 4 連桿大小頭質(zhì)量稱重和切除不平衡質(zhì)量工序 一般安排在大小孔精加工之 前 5 為使活塞銷和連桿小頭孔之間的配合間隙下而均勻 采用分組選擇裝配 2 3 2 基準(zhǔn)的選擇 一般選擇連桿的大小頭端面為主要定位基準(zhǔn) 若大小端面有厚度差 可先將兩 頭厚度做成一致以便定位 其他表面加工結(jié)束時(shí) 再將小頭端面加工至圖紙尺寸 同時(shí) 選擇小頭孔和大頭連桿體的外側(cè)作為第二第三基準(zhǔn) 實(shí)現(xiàn)完全定位 精加工時(shí) 應(yīng)指定一個(gè)加工端面 在非定位用的端面做出標(biāo)記 以便操作者區(qū) 別 為了保持厚壁的均勻 在鉆小頭孔時(shí) 選擇小頭外輪廓為粗基準(zhǔn) 為了保持連 桿兩端對(duì)大頭螺栓孔外輪廓和桿身對(duì)稱 選擇不加工的螺栓孔外輪廓與桿身作粗基 準(zhǔn) 在臥式雙面銑床上加工兩端面 如采用一側(cè)端面定位來加工另一側(cè)端面 然后 再翻轉(zhuǎn)工件加工的方法 則應(yīng)控制毛坯兩端面之間的尺寸精度 以保證兩端面與桿 身的對(duì)稱度 本文論述的是后者的加工方法 2 3 3 合理的加緊 連桿的剛度差 應(yīng)合理地選擇加緊力的大小 方向及作用點(diǎn) 避免不應(yīng)有的加 緊變形 夾緊力的方向應(yīng)與連桿端面平行后垂直作用在大頭端面上 以避免連桿產(chǎn) 生彎曲或扭曲變形 在銑兩端面的夾具中 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 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 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 避免可能產(chǎn)生的變形 2 3 4 制定工藝路線 根據(jù)上述分析 各主要表面加工的工序順序應(yīng)如下 1 兩端面 粗銑 精銑 或拉削 粗磨 精磨 連桿兩端面在擴(kuò)粗鏜大小頭孔之前先進(jìn)行精銑以保證兩端面的平行 而之后采 用精磨工序 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 2 大頭孔 粗鏜 半精鏜 經(jīng)鏜 珩磨 小頭孔 鉆 或擴(kuò)孔 粗鏜 半精 鏜 壓入襯套后再精鏜 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 在用作定位基面之前先進(jìn)行了擴(kuò)孔 鏜孔 加 工時(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 小頭孔在粗鏜后 在鏜床上與大頭孔同時(shí)精鏜 達(dá)到 IT6 級(jí)公差等級(jí) 然后壓 入襯套 再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔 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鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差 大頭孔經(jīng)過擴(kuò)孔 粗鏜 半精鏜 精鏜 研磨達(dá)到 IT6 級(jí)公差等級(jí) 表面粗糙 度 Ra 為 0 4 m 大頭孔的加工方法是在銑開工序后 將連桿與連桿體組合在一起 然后進(jìn)行精鏜大頭孔的工序 這樣 在銑開以后可能產(chǎn)生的變形 可以在最后精鏜 工序中得到修正 以保證孔的形狀精度 3 螺栓孔 或定位孔 鉆 擴(kuò) 鉸 或精鏜 連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆 擴(kuò) 鉸工序 加工時(shí)以大頭端面 小頭孔及大頭一側(cè)面 定位 精銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法 這樣銑夾具沒有活動(dòng)部分 能保證承受 較大的銑削力 精銑時(shí)為了保證螺栓孔的兩個(gè)端面與連桿大頭端面垂直度 使用兩 工位夾具 連桿在夾具的工位上銑完一個(gè)螺栓孔的兩端面后 夾具上的定位板帶著 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 工件旋轉(zhuǎn) 1800 銑另一個(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 4 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 02 mm 則銑開的剖分面能達(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 在剖分面銑開以后再經(jīng)過磨削加工 5 對(duì)其他次要表面的加工 可根據(jù)需要安排在工藝過程的中間或后面 精鏜大小孔之前應(yīng)安排精磨平面工序 提高定位面的精度 以保證鏜孔的有關(guān) 精度 半精鏜大小孔之后應(yīng)安排拆裝工序 以消除內(nèi)應(yīng)力 并在精鏜時(shí)修正變形 連桿上若有小直徑的深油孔 一般用多次引退刀具的辦法加工 連桿的加工工藝過程如表 2 所示 表 2 連桿的加工工藝過程 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 粗磨 以一大平面定位 磨另一大平面 保證中心線對(duì)稱 無標(biāo)記面稱基面 M7350 2 鉆 與基面定位 鉆小頭孔并倒角 Z3080 3 拉 拉小頭孔 L5120 4 拉 拉大小頭定位面及凸塊端面 L5310 5 銑 以基面及大 小頭孔定位 裝夾工件 切開工件 編號(hào)桿身及上蓋分別打標(biāo)記 X62W 6 拉 精拉兩側(cè)面 結(jié)合面和半圓面 L6120 7 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 M7350 8 中間檢查 9 鉆 在連桿體和蓋上鉆 2 12mm 螺栓孔 Z3050 10 锪 以基面 結(jié)合面和一側(cè)面定位 裝夾工件 粗 精锪兩螺栓座面 保證尺寸 26 0 2mm 和 28 0 14mm Z3025 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 11 銑 以基面及結(jié)合面定位裝夾工件 銑連桿體和蓋 mm 8mm 斜槽 10 5 X62W 12 鉆 給連桿體和蓋上的螺栓孔倒角 并鉆連桿體小頭油孔 4mm 8mm Z3025 13 去毛刺 砂輪機(jī) 14 中間檢查 15 裝夾 將連桿體和蓋合起來裝夾 Z3050 16 擴(kuò) 先擴(kuò) 2 12mm 螺栓孔 再擴(kuò) 2 12mm 深 19mm 螺栓孔并倒角 精擴(kuò)螺栓定位孔 Z3050 17 鉸 鉸 2 12mm 螺栓孔 Z3050 18 去毛刺 砂輪機(jī) 19 清洗 20 裝配 按標(biāo)記朝上 用螺栓裝配連桿體和上蓋 裝配臺(tái) 21 擰螺母 人工將螺母擰上并擰緊 液壓擰緊機(jī) 22 鏜 粗鏜大頭孔 T68 23 倒角 大頭孔兩端倒角 X62W 續(xù)表 2 1 連桿的加工工藝過程 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 24 磨 半精磨 精磨大小頭兩端面 保證小端面厚度為 29 0 00 0 28mm 大端面厚度為 33 0 025 0 050mm M7130 25 鏜 以基面 一側(cè)面定位 半精鏜大頭孔至圖紙尺寸 中心距為 180 0 05mm T68 26 稱量不平衡質(zhì)量 27 去重 去不平衡質(zhì)量 X62W 28 去毛刺 砂輪機(jī) 29 鏜 精鏜大頭孔至尺寸 T2115 30 珩磨 珩磨大頭孔 珩磨機(jī)床 31 清洗 32 中間檢查 33 壓銅套 雙面氣動(dòng)壓床 34 擠壓銅 壓床 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 套孔 35 倒角 小頭孔兩端倒角 Z3050 36 鏜 半精鏜 精鏜小頭銅套孔 T2115 37 最終檢查 38 清潔度檢查 39 校正連桿 按需 40 稱量不平衡質(zhì)量 分組 41 防銹 防銹處理 防銹機(jī) 連桿的主要表面為大兩端面 較重要的表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓 孔定位面 次要表面為軸瓦鎖口槽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 第一階段的加工主要是 為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn) 第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面 包括為 合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的加工 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精加工階段 2 4 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 證加工質(zhì)量 具有重要的作用 2 4 1 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 V f a p 1000 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 式中 Z w單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量 mm 3 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 a p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 另外在切削的時(shí)候加乳化液作為 切削液可以很大程度降低工件及刀具的溫度 從而減少由熱量過高引起的變形 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 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(zhǎng)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 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 2 4 2 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 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 留得太大一般直徑方向上留 2mm 高度方向上 2mm 左右 否則 當(dāng)吃刀深度較大時(shí) 切削力增加較顯著 影響加工工件的表面粗糙度等 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 切削用量增大切削溫度 變大會(huì)使得工件變形 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 2 5 確定各工序的加工余量 計(jì)算工序尺寸及公差 2 5 1 確定加工余量 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 2 25 表 3 2 26 表 3 2 27 表 2 2 平面加工的工序余量 mm 工藝名稱 單面余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 精磨 0 1 IT7 33 33 0 025 0 050 1 6 精銑 1 IT9 33 2 33 2 0 06 0 00 6 3 則連桿兩端面總的加工余量為 Z 總 2 ni1 Z 精銑 Z 精磨 2 1 0 1 2 2 2mm 2 連桿鑄造出來的的厚度為 H 33 2 2 35 2mm 所以毛坯尺寸為 35 2 0 08mm 2 5 2 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 2 34 表 2 3 大頭孔各工序尺寸及其公差 鑄造出來的大頭孔為 40 mm 工序名稱 直徑余量 工序經(jīng)濟(jì) 精度 工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度 珩磨 0 1 IT6 53 53H6 0 018 0 000 0 4 精鏜 0 4 IT8 52 9 52 9H8 0 046 0 000 0 8 半精鏜 1 IT11 52 1 52 1H11 0 19 0 00 1 6 粗鏜 2 IT12 51 1 50H12 0 30 0 00 12 5 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 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 2 30 表 2 4 小頭孔各工序尺寸及其公差 工序 名稱 工序基本余 量 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 公稱尺寸 表面粗糙度 精鏜 0 2 IT8 33 33H8 0 027 0 000 1 6 擴(kuò) 4 IT12 32 8 32 8H12 0 05 2 0 000 12 5 鉆 IT13 28 8 28 8H13 0 1 0 0 25 柴油機(jī)連桿的零件圖見附圖 1 2 6 工時(shí)定額的計(jì)算 2 6 1 銑連桿兩側(cè)面 選用銑床 X62W 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 d 100 mm 由于采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼圓柱銑刀所以齒數(shù) Z 8 切削速度 V 0 64 m s 銑削深度 ae 1 mm fm 0 8 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 60v d 122 3 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V dn 1000 60 0 65 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 243 mm L1 2 11 9 mm L2 2 mm eead 基本時(shí)間 tj L fm 2 243 11 9 2 fm n 2 0 856 min 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 2 6 2 加工小頭孔 2 6 2 1 鉆小頭孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 3 52 選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)刀直徑 d 25 mm 切削速度 V 0 30 m s 進(jìn)給量 f 0 6 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v d 60 223 r min 根據(jù)表 3 0 28 按機(jī)床選取 n 250 r min 則實(shí)際切削速度 V dn 1000 60 0 39 m s 鉆孔工時(shí)為 按表 2 5 6 L 29 mm L1 d d1 2 cotkr 2 27mm kr 60 基本時(shí)間 tj L fm 2 29 27 0 6 250 2 0 74 min 2 6 2 2 擴(kuò)鉸小頭孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 53 選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)刀直徑 d 29 mm 切削速度 V 0 35 m s 切削深度 ap 1 5 mm 進(jìn)給量 f 0 8 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v d 60 223 r min 根據(jù)表 3 1 30 按機(jī)床選取 n 250 r min 則實(shí)際切削速度 V dn 1000 60 0 39 m s 擴(kuò)削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 29mm L1 d d1 2 cotkr 2 3mm kr 60 L2 3mm 基本時(shí)間 tj L fm 2 29 3 3 0 8 250 2 0 35 min 同樣的方法計(jì)算出鉸孔時(shí)間為 0 5min 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 2 6 3 粗鏜大頭孔 選用鏜床 T68 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 d 65 mm 切削速度 V 0 16 m s 進(jìn)給量 f 0 30 mm r 切削深度 ap 3 0 mm 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v d 47 r min 根據(jù)表 3 1 41 按機(jī)床選取 n 800 r min 則實(shí)際切削速度 V dn 1000 60 2 72 m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 L 33 mm L1 3 732 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 4 33 3 732 5 0 30 800 4 0 76 min 2 6 4 精銑螺栓座面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 90 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 d 63 mm 切削速度 V 0 47 m s 銑刀齒數(shù) Z 24 切削深度 ap 2 mm 切削寬度 ae 20 mm af 0 15 mm z 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v d 142 r min 根據(jù)表 3 1 31 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V dn 1000 60 2 47 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 33 mm L1 2 31 3 mm L2 2 mm eead 基本時(shí)間 tj L fmz 4 33 31 3 2 750 24 0 15 4 0 104 min 2 6 5 銑開連桿體和蓋 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 79 90 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 d 63 mm 切削速度 V 0 34 m s 切削寬度 ae 38 mm 銑刀齒數(shù) Z 24 切削深度 ap 2 mm af 0 15 mm z 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v d 103 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V dn 1000 60 2 47 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 75 mm L1 2 33 3 mm eead L2 2 mm 基本時(shí)間 tj Li FM 75 33 3 2 750 24 0 15 0 041 min 2 6 6 加工連桿體 2 6 6 1 粗銑連桿體結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 74 84 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 d 75 mm 切削速度 V 0 35 m s 切削寬度 ae 2 mm 銑刀齒數(shù) Z 8 切削深度 ap 62 mm af 0 15 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v d 89 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 L 33mm L1 2 15 5 mm L2 2 mm eead 基本時(shí)間 tj L fmz 33 15 5 2 0 15 750 8 0 056 min 2 6 6 2 精銑連桿體結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 84 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 75 mm 切削速度 V 0 42 m s 銑刀齒數(shù) Z 8 切削深度 ap 31 mm az 0 7 mm r 切削寬度 ae 1 mm 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 107 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 36 mm L1 2 8 1 mm L2 2 mm eeaD 基本時(shí)間 tj L fmz 36 8 1 2 750 0 7 0 088 min 2 6 7 加工連桿蓋 2 6 7 1 粗銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 74 84 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 75 mm 切削速度 V 0 35 m s 切削寬度 ae 2 mm ap 31mm 銑刀齒數(shù) Z 8 af 0 15 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 60v D 89 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 36 mm L1 2 15 5 mm L2 2 mm eeaD 基本時(shí)間 tj L fmz 36 15 5 2 750 8 0 15 0 059 min 2 6 7 2 精銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 84 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D 75 mm 切削速度 V 0 42 m s 切削寬度 ae 1 mm ap 31 銑刀齒數(shù) Z 8 進(jìn)給量 f 0 7 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 107 r min 根據(jù)表 3 1 74 按機(jī)床選取 n 750 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 2 94 m s 銑削工時(shí)為 按表 2 5 10 L 36 mm L1 2 8 mm L2 2 mm eeaD 基本時(shí)間 tj L fmz 36 8 1 2 750 0 7 0 087 min 2 6 8 螺栓孔 2 6 8 1 鉆螺栓孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 38 41 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V 0 99 m s 切削深度 ap 4 9 mm 進(jìn)給量 f 0 08 mm r 鉆頭直徑 D 9 8 mm 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 60v D 1930 r min 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 根據(jù)表 3 1 30 按機(jī)床選取 n 1930 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 99 m s 鉆削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 55 mm L1 1 5 mm L2 2 mm 基本時(shí)間 tj L fn 2 55 1 5 2 0 08 1930 2 0 77 min 2 6 8 2 擴(kuò)螺栓孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 53 選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)刀直徑 D 10 75 mm 切削速度 V 0 40 m s 切削深度 ap 1 0 mm 進(jìn)給量 f 0 6 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 764 r min 根據(jù)表 3 1 30 按機(jī)床選取 n 764 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 40 m s 擴(kuò)削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 55 mm L1 2 mm 基本時(shí)間 tj L fn 2 55 2 0 6 764 2 0 25 min 2 6 8 3 鉸螺栓孔 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 81 選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑 D 11 mm 切削速度 V 0 22 m s 切削深度 ap 0 10 mm 進(jìn)給量 f 0 8 mm r 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 140 r min 根據(jù)表 3 1 31 按機(jī)床選取 n 200 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 127 m s 鉸削工時(shí)為 按表 2 5 7 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 L 55 mm L1 2 mm L2 3 mm 基本時(shí)間 tj L fn 2 55 2 3 0 8 200 2 0 75 min 2 6 9 精磨結(jié)合面 選用磨床 M7130 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 170 選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑 D 40 mm 切削速度 v 0 330 m s 切削深度 frs 0 25 mm 進(jìn)給量 fr 0 015 mm 雙行程 fa 20mm 工作臺(tái)速度選擇 10 min 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 157 r min 根據(jù)表 3 1 48 按機(jī)床選取 n 200 r min 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 40 m s 磨削工時(shí)為 按表 2 5 11 基本時(shí)間 tj 2 ZfvkLbra102 2 2 75 38 2 0 1 1 1000 10 0 015 20 4 0 254 min Zb 0 1 k 1 Z 4 2 6 10 精磨大頭兩平面 選用磨床 M7130 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 170 選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑 D 40 mm 切削速度 V 0 413 m s 切削深度 frs 0 1 mm 進(jìn)給量 fr 0 015 mm 雙行程 切削速度 v 0 330 m s fa 20mm 工作臺(tái)速度選擇 10 min 進(jìn)給量 f ra 0 017 mm r fa 15 則主軸轉(zhuǎn)速 n 1000v D 157 r min 根據(jù)表 3 1 48 按機(jī)床選取 n 200 r min 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 則實(shí)際切削速度 V Dn 1000 60 0 40 m s 磨削工時(shí)為 按表 2 5 7 基本時(shí)間 t j 2 ZfvkLbra102 2 2 100 80 0 1 1 1 1000 10 0 017 20 1 1 035 min 2 6 11 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 2 6 11 1 半精鏜大頭孔 選用鏜床 T2115 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 64 4 mm 切削速度 V 0 20 m s 進(jìn)給量 f 0 2 mm r 切削深度 ap 1 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 3 37m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 L 33 mm L1 3 5 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 33 3 5 5 0 20 1000 0 21 min 2 6 11 2 精鏜小頭孔 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 29 4 mm 切削速度 V 3 18 m s 進(jìn)給量 f 0 10 mm r 切削深度 ap 1 0 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 2000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 3 08m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 L 33 mm L1 3 5 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 33 3 5 5 0 10 2000 0 207 min 2 6 12 大頭孔兩端倒角 選用機(jī)床 Z535 主軸轉(zhuǎn)速 n 68r min 手動(dòng)進(jìn)給 時(shí)間 0 5min 2 6 13 鉆小頭油孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 38 41 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V 1 18 m s 切削深度 ap 2 mm 進(jìn)給量 f 0 05 mm r 根據(jù)表 3 1 30 按機(jī)床選取 n 1000 r min 鉆削工時(shí)為 按表 2 5 7 L 8 7 mm L1 3 mm 基本時(shí)間 tj L fn 8 7 1 1000 0 05 0 195 min 2 6 14 精鏜大頭孔 選用鏜床 T2115 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 64 4 mm 切削速度 V 0 20 m s 進(jìn)給量 f 0 1 mm r 切削深度 ap 0 4 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 3 37m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 L 33mm L1 3 5 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 33 3 5 5 0 10 1000 0 415 min 2 6 15 鏜小頭孔襯套 選用鏜床 T2115 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D 28 mm 切削速度 V 0 25 m s 進(jìn)給量 f 0 2 mm r 切削深度 ap 0 2 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 1 46m s 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 L 33 mm L1 3 5 mm L2 5 mm 基本時(shí)間 tj Li fn 33 3 5 5 0 20 1000 0 208 min 2 6 16 珩磨大頭孔 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 4 66 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V 0 32 m s 進(jìn)給量 f 0 05 mm r 切削深度 ap 0 05 mm 根據(jù)表 3 1 39 按機(jī)床選取 n 1000 r min 鏜削工時(shí)為 按表 2 5 3 基本時(shí)間 t j 2Lnd 1000 60 v 2 33 53 1000 0 32 10 9min 最后 將以上各工序切削用量 工時(shí)定額的結(jié)果計(jì)算結(jié)果 連同其他加工數(shù)據(jù) 一并填入機(jī)械加工工藝過程總卡片 見附表 1 2 7 連桿的檢驗(yàn) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 連桿在機(jī)械加工中要進(jìn)行中間檢驗(yàn) 加工完畢后要進(jìn)行最終檢驗(yàn) 檢驗(yàn)項(xiàng)目按 圖紙上的技術(shù)要求進(jìn)行 2 7 1 觀察外表缺陷及目測(cè)表面粗糙度 2 7 2 連桿大頭孔圓柱度的檢驗(yàn) 用量缸表 在大頭孔內(nèi)分三個(gè)斷面測(cè)量其內(nèi)徑 每個(gè)斷面測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向 三個(gè) 斷面測(cè)量的最大值與最小值之差的一半即圓柱度 2 7 3 連桿體 連桿上蓋對(duì)大頭孔中心線的對(duì)稱度的檢驗(yàn) 采用圖 2 5 所示專用檢具 用一平尺安裝上百分表 用結(jié)合面為定位基準(zhǔn)分 別測(cè)量連桿體 連桿上蓋兩個(gè)半圓的半徑值 其差為對(duì)稱度誤差 圖 2 5 連桿體對(duì)大頭孔中心線對(duì)稱度的檢驗(yàn) 2 7 4 連桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗(yàn) 制做專用垂直度檢驗(yàn)心軸 其檢測(cè)心軸直徑公差 分三個(gè)尺寸段制做 配以不 同公差的螺釘 檢查其接觸面積 一般在 90 以上為合格 或配用塞尺檢測(cè) 塞尺厚 度的一半為垂直度公差值 2 7 5 連桿大小頭孔平行度的檢驗(yàn) 如圖 2 6 所示 將連桿大小頭孔穿入專用心軸 在平臺(tái)上用等高 V 形鐵支撐連桿 大頭孔心軸 測(cè)量小頭孔心軸在最高位置時(shí)兩端面的差值 其差值的一半即為平行 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 度 圖 2 6 大小頭孔平行度的檢驗(yàn)圖 a 在連桿軸線方向 b 垂直于連桿軸線方向 3 夾具設(shè)計(jì) 在機(jī)械加工中 保證一批工件占有正確位置的裝置 稱為機(jī)床夾具 通常也簡(jiǎn) 稱為夾具 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)的重要組成部分 設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)能夠達(dá)到 可靠的保證零件的加工質(zhì)量 生產(chǎn)效率高 結(jié)構(gòu)工藝性好 便于制造和維護(hù) 成本 低 操作方便 安全 省力和排屑方便等要求 3 1 鉆小頭孔夾具 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 保證加工質(zhì)量 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 需要設(shè)計(jì)專用夾具 經(jīng)過與指導(dǎo)教師協(xié)商 決定設(shè)計(jì)第 2 道工序 鉆 28mm 小頭孔的鉆床夾具 本 夾具將用于 Z3080 立式鉆床 刀具為一支高速鋼錐柄麻花鉆頭 3 1 1 問題的指出 本夾具主要用來鉆 28mm 的小頭孔 小頭孔的軸心線相對(duì)于大頭孔軸心線以及 小頭孔本身都有一定的技術(shù)要求 其工序圖如圖 3 1 所示 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 圖 3 1 鉆小頭孔工序圖 3 1 2 夾具設(shè)計(jì) 1 定位基準(zhǔn)的選擇 由工藝路線可知 在鉆小頭孔之前 連桿的兩個(gè)端面都已加工 且表面粗糙度 要求較高 為了使定位誤差為零 按基準(zhǔn)重合原則選基面為定位基準(zhǔn) 大頭端和小 頭端得兩個(gè) V 形塊限制 3 個(gè)自由度 基面限制工件 3 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)備采用固定鉆模 采用了推引 式鎖緊機(jī)構(gòu) 裝卸工件方便 迅速 根據(jù) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 選取固定 V 形塊 B42 GB 2209 80 和活動(dòng) V 形塊 B70 GB 2211 80 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)的軸向力方向垂直 為 了裝卸工件方便 采用移動(dòng)式鉆床夾具 加工的小頭孔為通孔 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 移動(dòng)式鉆床夾具是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 適用于成批生產(chǎn)小型連桿類零件 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 的夾具 它由鉆模板 夾具體和傳動(dòng) 鎖緊機(jī)構(gòu)所組成 使用時(shí) 將星形螺釘向右 拉 工件以臺(tái)階端面放在支承上 小頭孔外側(cè)對(duì)準(zhǔn) V 形塊 然后推動(dòng)星形螺釘使另 一個(gè) V 形塊靠緊工件右端的圓弧面 擰緊星形螺釘 通過鋼球使半圓鎖緊塊向兩邊 張緊 從而鎖緊工件 3 夾具體設(shè)計(jì) 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(shí) 能承受一部分切削力 鉆小頭孔夾具體圖如圖 3 2 所示 圖 3 2 鉆小頭孔夾具體 夾具體為鑄造件 安裝穩(wěn)定 剛度好 但制造周期較長(zhǎng) 4 切削力及夾緊力的計(jì)算 由于本工序主要是粗加工小頭孔 所以只對(duì)夾具的定位穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算