汽車(chē)連桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì)全套【中心距85】【含CAD圖紙】【LB8】
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0 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題 目:連桿零件加工工藝及專(zhuān)用鉆床夾 具設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)中心: 年級(jí)專(zhuān)業(yè): 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 職 稱(chēng): 講 師 導(dǎo)師單位: 論文完成時(shí)間: 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū) 發(fā)給學(xué)員 邢幫志 1設(shè)計(jì)(論文)題目:連桿零件加工工藝及專(zhuān)用鉆床夾具設(shè)計(jì) 2學(xué)生完成設(shè)計(jì)(論文)期限: 2009 年 2 月 20 日至 2009 年 5 月 10 日 3設(shè)計(jì)(論文) 課題要求: 1、主題鮮明,內(nèi)容豐富,積極圍繞主題進(jìn)行闡述,SMT 技術(shù)在當(dāng)今電子產(chǎn)品生產(chǎn)更新 的革命中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。 2、邏輯性思維強(qiáng),內(nèi)容理論聯(lián)系實(shí)際,涉及他人觀點(diǎn),對(duì)本設(shè)計(jì)有全面的論證。 4實(shí)驗(yàn)(上機(jī)、調(diào)研)部分要求內(nèi)容:1、在學(xué)校規(guī)定的時(shí)間,利用所學(xué)的電路設(shè)計(jì) 軟件(PROTEL 99SE、EDA 等),去設(shè)計(jì)圖形。 2、在貼片元件貼裝實(shí)驗(yàn)中,動(dòng)手操作了貼片元件的焊接,對(duì)焊接工藝質(zhì)量的檢測(cè)等。 5文獻(xiàn)查閱要求:1、到網(wǎng)上或圖書(shū)管查閱相關(guān)資料作為參照,不得抄襲。 2、參考文獻(xiàn)反映畢業(yè)設(shè)計(jì)的取材來(lái)源、材料的廣博程度和材料的可靠程度。要有自己 明確的思路,疑惑之處向指導(dǎo)老師詢問(wèn)、探討。 6發(fā) 出 日 期: 2009 年 2 月 20 日 7學(xué)員完成日期: 2009 年 2 月 27 日 指導(dǎo)教師簽名: 學(xué) 生 簽 名: 2 摘 要 本設(shè)計(jì)是關(guān)于連桿零件的加工工藝規(guī)程和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì),以介紹設(shè)計(jì)方法為宗 旨,著重實(shí)力,力圖做到內(nèi)容完整、詳實(shí)。這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制造工藝與 裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來(lái),鞏 固了所學(xué)知識(shí)的作用。首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定,工件機(jī)械加工工藝規(guī) 程的制定是至關(guān)重要的。設(shè)計(jì)零件的工藝規(guī)程以及對(duì)典型夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與精度分 析;通過(guò)本課程的設(shè)計(jì)使學(xué)生具有一定的設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具的能力和分析生產(chǎn)中與夾具有 關(guān)的技術(shù)問(wèn)題的能力。 本書(shū)共有兩章,第一章為機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的基本要求、內(nèi)容、方法和步驟; 第二章詳細(xì)的論序了對(duì)專(zhuān)用機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟以及簡(jiǎn)要的說(shuō)明夾具體的 設(shè)計(jì)要求和步驟。夾具是機(jī)械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機(jī)床夾具、焊接夾具、 裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專(zhuān)用夾具的設(shè) 計(jì),因?yàn)闄C(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中只是作為理論知識(shí)講的,并沒(méi)有親自設(shè)計(jì)過(guò), 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。 關(guān)鍵詞: 專(zhuān)用鉆床夾具, 工藝規(guī)程, 切削用量, 加工余量 3 目 錄 第 1 章 引 言 1 第 2 章 連桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制 2 2.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類(lèi)型 2 2.2 零件的分析 3 2.3 選擇毛坯及毛坯制造方法 3 2.4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.4.1 定位基面的選擇 4 2.4.2 連桿零件表面加工方法的選擇 5 2.4.3 制定工藝路線 5 2.4.4 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 6 2.5 加工工序設(shè)計(jì)、工序尺寸及切削用量的計(jì)算 6 2.6 時(shí)間定額計(jì)算 9 第 3 章 連桿零件的夾具設(shè)計(jì) 11 3.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟 11 3.1.1 對(duì)專(zhuān)用夾具的基本要求 11 3.1.2 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)步驟 11 3.2 連桿零件的鉆床夾具設(shè)計(jì) 12 3.2.1 零件本工序的加工要求分析 12 3.2.2 確定夾具類(lèi)型 13 3.3 擬訂定位方案和選擇定位元件 13 3.4 繪制夾具總裝圖 14 第 4 章 總 結(jié) 16 參考文獻(xiàn) 17 致 謝 18 0 第 1 章 引 言 工作對(duì)于每一位即將畢業(yè)的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)都是非常重要的,它對(duì)我們以后走上工作 崗位很有幫助。對(duì)于我們機(jī)電專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),在以后的工作中經(jīng)常要做關(guān)于夾具的設(shè)計(jì)工 作,在這里,我以連桿零件為例,對(duì)它的工藝過(guò)程和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)可以 把以前所學(xué)的知識(shí)加以綜合運(yùn)用,起到鞏固學(xué)到的知識(shí)的作用,從而提高分析,解決 問(wèn)題的能力。因此,認(rèn)真的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)是很有必要的。機(jī)械制造工藝規(guī)程的制定需 選擇機(jī)械加工余量,機(jī)械加工余量的大小,不僅影響機(jī)械零件的毛坯尺寸,而且也影 響工藝裝備的尺寸,設(shè)備的調(diào)整,材料的消耗,切削用量的選擇,加工工時(shí)的多少。 因此,正確的確定機(jī)械加工余量,對(duì)于節(jié)約金屬材料,降低刀具損耗,減少工時(shí),從 而降低產(chǎn)品制造成本,保證加工質(zhì)量具有十分重要的意義。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中,廣泛 的收集各種資料及標(biāo)準(zhǔn),課程設(shè)計(jì)中另一個(gè)重要的設(shè)計(jì)為專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)。專(zhuān)用夾具 的設(shè)計(jì)是為了特殊加工工序的技術(shù)要求的加工。夾具是機(jī)械制造廠使用的一種工藝裝 備,分為機(jī)床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾 工件的工藝裝備,稱(chēng)機(jī)床夾具,如車(chē)床上使用的三爪自定心卡盤(pán)、銑床上使用的平口 虎鉗等。 1 第 2 章 連桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制 2.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類(lèi)型 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過(guò)程起著重要的作用,它決定了各工 序所需專(zhuān)業(yè)化和自動(dòng)化的程度,以及所選用的工藝方法和工藝裝備。 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算。 N=Qn(1+a%) (1+b%) 根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系,確定其生產(chǎn)類(lèi)型。 圖 2-1,為某產(chǎn)品上的一個(gè)連桿零件。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 5000 臺(tái)。設(shè)其備品率為 25%, 機(jī)械加工廢品率為 0.2%,每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為 1 件,現(xiàn)制定該連桿零件的機(jī)械 加工工藝規(guī)程。 圖 2-1 連桿零件工件 N=Qn(1+a%) (1+b%) =5000*1*(1+25%) (1+0.2% ) =6262.5 件/年 連桿零件的年產(chǎn)量為 6262.5 件,現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械,根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型與生 產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻(xiàn) ,確定其生產(chǎn)類(lèi)型為大量生產(chǎn)。 大量生產(chǎn)的工藝特征: 零件的互換性:具有廣泛的互換性,少數(shù)裝配精度較高處,采用分組裝配法和調(diào) 整法。 2 1.毛坯的制造方法和加工余:廣泛采用金屬模機(jī)器造型,鑄或其他商效方法。毛 坯精度高,加工余量小。 2.機(jī)床設(shè)備及其布置形式:廣泛采用商效專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床,按流水線和自動(dòng) 排列設(shè)備。 3.工藝裝備:廣泛采用高效夾具,復(fù)合刀具,專(zhuān)用量具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置,靠調(diào)整 法達(dá)到精度要求。 4.對(duì)工人的技術(shù)要求:對(duì)調(diào)整工的技術(shù)水平要求高,對(duì)操作工的技術(shù)水平要求較 低。 2.2 零件的分析 (1)加工表面的尺寸精度和形狀精度。 (2)主要加工表面之間的相互位置精度。 (3)加工表面的粗糙度及其他方面的表面質(zhì)量要求。 (4)熱處理及其他要求。 連桿零件的圖樣的視圖正確,完整,尺寸,公差及技術(shù)要求齊全。但基準(zhǔn)孔 14H8mm 要求 Ra1.6m 比較高,需要絞孔。本零件的兩大小頭孔的加工并不困難。 根據(jù)零件的技術(shù)要求,其大小頭孔的兩中心的平行度要求比較高,達(dá) 0.08mm,因此 在加工時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)一夾具來(lái)保證兩孔中心的平行度要求。另外就是該零件的油槽加工, 分析該小孔是做油孔之用,位置精度不需要太高,只要鉆至溝槽之內(nèi),即能使油路暢 通就行。再就是銑小頭孔上十字形通槽,需要設(shè)計(jì)一夾具來(lái)加工。 2.3 選擇毛坯及毛坯制造方法 (1) 根據(jù)零件用途確定毛坯類(lèi)型。 (2)根據(jù)批量(生產(chǎn)綱領(lǐng))確定毛坯制造方法。 (3)根據(jù)手冊(cè)查定表面加工余量及余量公差。 根據(jù)技術(shù)要求,零件材料為 ZG310570,即鑄造碳鋼。如表 2-1。按 GB/T5613 1995 規(guī)定,鑄鋼牌號(hào)用“鑄”和“鋼”兩字漢語(yǔ)拼音首位字母“ZG”后加工兩組數(shù)字 表示。 毛坯的制造方法: 根據(jù)毛坯的材料,生產(chǎn)類(lèi)型,生產(chǎn)綱領(lǐng)及零件的復(fù)雜程度,毛坯可采用鑄成型。 零件并不復(fù)雜,因此毛坯可以與零件的形狀盡量接近。兩孔可不必鍛出,直接加 3 工。 通過(guò)查加工余量表,得兩端面的總加工余量為 3mm,毛坯尺寸可以通過(guò)加工余量 確定。 ZG310570 表示 s310MPa,B570MPa 的鑄鋼。鑄造碳鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 一般為 0.15%0.6%,其鑄造性能比鑄造鐵差,但力學(xué)性能比鑄造鐵好。主要用于制 造形狀復(fù)雜,力學(xué)性能要求高,而在工藝又很鍛壓等方法成形的比較重要的機(jī)械零件, 例如機(jī)車(chē)車(chē)輛的車(chē)銷(xiāo)和聯(lián)軸器等。鑄造碳鋼的牌號(hào),化學(xué)成分,力學(xué)性能見(jiàn)表 2-1 。 表 2-1 鑄造碳鋼熱處理及機(jī)械性能 主要化學(xué)成分 W% 主要特性 用途舉例 C Si Mn P S 不大于 0.40 0.50 0.90 0.04 0.04 有較好強(qiáng)度、塑性、 焊接、性能尚好。 軌剛機(jī)架模 具、箱體、缸體 連桿、曲軸等。 正火或退火溫度 回火溫度 870890 620680 bN/mm sN/mm s% % kJ/cm 570 310 15 21 30 選擇毛坯鑄的主要依據(jù):鑄可鍛造形狀復(fù)雜的毛坯,尺寸精度較高,尺寸偏差 0.1mm0.2mm,表面粗糙度 Ra 為 12.5m,毛坯的釬維組織好,強(qiáng)度高,生產(chǎn)率較高, 但需要專(zhuān)用鍛模及鍛錘設(shè)備。 大批量生產(chǎn),適于鍛造碳素鋼,合金鋼。 鍛件加工表面直線度,平面度公差。 鑄件長(zhǎng)度為 160mm,熱處理為調(diào)質(zhì)時(shí),直線度和平面度公差的普通級(jí)為 1.1mm, 精密度為 0.7mm。 2.4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.4.1 定位基面的選擇 定位基面的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線,確定加工方案中首先要做的重要工 作?;孢x擇得正確、合理與否,將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。 在選擇定位基面時(shí),需要同時(shí)考慮以下三個(gè)問(wèn)題: (1)以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn),才能保證加工精度,使整個(gè) 4 機(jī)械加工工藝過(guò)程順利地進(jìn)行。 (2)為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn),應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為粗基面。 (3)是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ螅枰捎媒y(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。 精基面的選擇:根據(jù)精基面的選擇原則,選擇精基面時(shí),首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的 問(wèn)題,即在可能的情況下,應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。 2.4.2 連桿零件表面加工方法的選擇 零件各表面加工方法和方案的選擇,首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙 度的要求,還須考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性方面的要求,在選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)各種加工方法的 特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度,結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求,慎重決定。 本零件的加工面有:大小頭孔兩端面,小頭孔外圓,大小頭孔,十字形槽,大小 孔端槽及螺紋孔。 零件各表面加工順序的確定 機(jī)械加工順序安排 根 據(jù) 機(jī) 械 加 工 順 序 安 排 時(shí) 應(yīng) 遵 循 的 原 則 , 考 慮 到 該 工 件 的 具 體 特 點(diǎn) , 先 安 排 大 小 頭 孔 兩 端 面 的 加 工 , 接 著 安 排 鉆 大 小 頭 兩 孔 , 再 就 是 銑 十 字 型 通 槽 , 再 鉆 大 頭 端 6mm、 8mm 的 孔 , 攻 M8 的 螺 紋 , 銑 大 頭 端 槽 , 最 后 鉆 大 頭 端 5mm 的 油 孔 。 熱 處 理 工 序 的 安 排 由 于 毛 坯 為 鑄 件 , 在 機(jī) 械 加 工 之 前 , 首 先 安 排 正 火 處 理 , 以 消 除 鍛 造 應(yīng) 力 , 改 善 金 屬 組 織 , 細(xì) 化 晶 粒 , 改 善 切 削 性 能 。 輔 助 工 序 的 安 排 。 檢 驗(yàn) 工 序 : 在 熱 處 理 工 序 后 安 排 中 間 檢 驗(yàn) 工 序 , 最 后 安 排 終 結(jié) 檢 驗(yàn) 。 2.4.3 制定工藝路線 制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。 (1)選擇加工方法應(yīng)以零件加工表面的技術(shù)條件為依據(jù),主要是加工面的尺寸精度、 形狀精度、表面粗糙度,并綜合考慮各個(gè)方面工藝因素的影響。一般是根據(jù)主要表面 的技術(shù)條件先確定終加工方法,接著再確定一系列準(zhǔn)備工序的加工方法,然后再確定 其他次要表面的加工方法。 (2)在各表面加工方法選定以后,就需進(jìn)一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大 致順序,以定位基準(zhǔn)面的加工為主線,妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。 5 (3)排加工路線圖表。 當(dāng)生產(chǎn)批量不同時(shí)零件的工藝路線也會(huì)有較大的差別,先在列出連桿零件大量生 產(chǎn)時(shí)的工藝路線。 2.4.4 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 (1)根據(jù)零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素,合理確定機(jī)床種類(lèi)及規(guī)格。 (2)根據(jù)質(zhì)量、效率和經(jīng)濟(jì)性選擇夾具種類(lèi)和數(shù)量。 (3)根據(jù)工件材料和切削用量以及生產(chǎn)率的要求,選擇刀具,應(yīng)注意盡量選擇標(biāo)準(zhǔn) 刀具。 (4)根據(jù)批量及加工精度選擇量具。 由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn),故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主,輻以少量專(zhuān)用機(jī)床的 流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 2.5 加工工序設(shè)計(jì)、工序尺寸及切削用量的計(jì)算 (1)用查表法確定工序余量。 (2)當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí),工序尺寸及其公差的確定應(yīng)首先明確工序的加工精度。 (3)當(dāng)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)的工序尺寸及其公差應(yīng)由解算工藝尺寸鏈獲得。 (4)確定工序尺寸一般的方法是,由加工表面的最后工序往前推算,最后工序的 工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí),同一表面多次加工的工序尺寸只 與工序(或工步)的加工余量有關(guān)。有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí),工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。 單件小批生產(chǎn)時(shí),一般可由操作工人自定,大批生產(chǎn)條件下,工藝規(guī)程必須給定 切削用量的詳細(xì)數(shù)值,選擇的原則是確保質(zhì)量的前提下具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性, 具有選用可參考各類(lèi)工藝人員手冊(cè)。 工序 10 粗銑及半精銑大小頭孔兩端面 查有關(guān)手冊(cè)平面加工余量表,得半精加工余量 Z 為 1 mm,已知端面總余量 Z 總為 3 mm,故粗加工余量 Z 粗=(3-1)mm=2 mm。 如表 2-2 所示,半精銑右端面以左端面定位,工序尺寸為: 表 2-2 鉆、擴(kuò)、大頭端 30H11 mm 的孔的加工余量表 加工表面 加工方法 余量 公差等級(jí) 工序尺寸 30H11 鉆孔 14.1 28.2 30H11 擴(kuò)孔 0.9(單邊) H11 30+0.13 參考 Z25140 機(jī)床技術(shù)參數(shù)表, 6 取鉆孔 30H11 mm 的進(jìn)給量取 f=0.4 mm/ r。 參考有關(guān)資料,得鉆孔 28.2 mm 的切削速度 Vc=0.445m/s=126.7m/min。 由此可算出轉(zhuǎn)速為: n=1000v/d=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=300 r /min,則實(shí)際切削速度為: Vc=d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min 查有關(guān)資料得: Ff=9.81*42.7dof0.8KF(N) M=9.81*0.021 dof0.8KM(NM) 所以 30 的 Ff 和 M 如下: Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N M=9.81*0.021*28.2*0.40.8*1 NM=78.71NM 擴(kuò) 30H11 mm 的孔,參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量取 f=0.4 mm/ r。 參考有關(guān)資料 擴(kuò)孔切削速度為鉆孔時(shí)的 1/21/3,故取擴(kuò)孔時(shí)=1/2*26.56 m/min =13.28m/min。 由此可算出轉(zhuǎn)速為: n=1000v/d=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r / min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=400 r /min。 確定銑槽時(shí)的工序尺寸。粗銑就可達(dá)到零件圖樣的要求,則該工序尺寸:槽寬 4mm、8mm、深 12mm。其工序余量既等于總余量 12 mm。 鉆大頭端 12 mm 深 20 的孔及攻 M8 的螺紋:本工序用鉆孔就可以達(dá)到零件的 圖樣要求。 本工序的切削用量及其余次要工序設(shè)計(jì)略。 圖 2-3 半精銑右端面以左端面定位 X 小精=61-0.5mm, X 大精=23mm 7 則粗銑右端面工序尺寸 X 小精為 62mm,X 大精為 24mm。 查教材表 316 平面加工方法,得粗銑加工公差等級(jí)為 IT1113,取 IT11,其公 差 T 小精=0.13mm,T 大精=0.19mm,所以 X 小精=(620.065)mm, X 大精 =(240.095)mm,如表 2-3。 Z 小精=X 小精 min X 小精 max=(62 0.13)(61+0)mm=0.87mm Z 大精=X 大精 min X 大精 max=(24 0.19)23mm=0.81mm 故余量足夠。 查閱有關(guān)資料手冊(cè),取粗銑的每齒進(jìn)給量 fz=0.2mm/z;半精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.05mm/z,粗銑走刀 1 次,ap =2mm;半精銑走刀 1 次,ap=1mm。 取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為 150r/min,取半精銑的主軸轉(zhuǎn)速為 300r/min,又前面已選定 銑刀直徑 D 為 50 mm,故相應(yīng)的切削速度分別為: 粗加工 Vc=Dn 粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min 半精工 Vc=Dn 粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/min 表 2-3 加工端面的工步余量和工序尺寸及公差 加工表面 工序邊余量/mm 工序尺寸及公差/mm 表面粗糙度/um 小頭孔右端面 2 1 620.065 610.037 6.3 3.2 大頭孔右端面 2 1 240.095 230.026 6.3 3.2 小頭孔左端面 2 1 590.065 58-0.5 6.3 3.2 大頭孔左端面 2 1 210.095 200.026 6.3 3.2 工序 20:鉆、擴(kuò)、鉸 10 的孔到 14H8 14H8 的孔鉆、擴(kuò)、鉸余量參考有關(guān)資料手冊(cè) Z 擴(kuò)=0.9mm,Z 鉸=0.1 mm,由此可 推算出 Z 鉆=(14/2-0.9-0.1)=6 mm。 參考 Z25140 機(jī)床技術(shù)參數(shù)表,取鉆孔 14H8 的進(jìn)給量 f=0.3 mm/ r,參考有關(guān)資 料得鉆孔 12 的 v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出轉(zhuǎn)速為: n=1000v/d=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min 8 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=630 r /min,則實(shí)際切削速度為: Vc=d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min 擴(kuò)孔 13.8 mm,參考有關(guān)資料,并參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量,取 f=0.3 mm/ r, 參考有關(guān)資料,擴(kuò)孔切削速度為鉆孔是的 1/2-1/3,故取擴(kuò)孔時(shí)=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。 由此算出轉(zhuǎn)速為: n=1000v/d=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min。 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取 n=300 r /min。 參考有關(guān)資料,取鉸孔的切削速度為 Vc=0.3 m/s=18 m/min。 由此算出轉(zhuǎn)速為: n=1000v/d=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min。 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取為 n=400 r /min。則實(shí)際切削速度為: Vc=d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min。 工序 30:鉆、擴(kuò)大頭端 30H11 mm 的孔。 30H11 mm 的孔,擴(kuò)余量參考有關(guān)手冊(cè)取 Z 擴(kuò)=0.9 mm。 由此可算出 Z 鉆=(30/2-0.9)=14.1 mm。 2.6 時(shí)間定額計(jì)算 1.計(jì)算工序 20 的時(shí)間定額 (1) 機(jī)動(dòng)時(shí)間。 參考有關(guān)資料,得鉆孔的計(jì)算公式為: Tj=(l+l1+l2)/fn L1=D/2cotkr+(12) L2=14,鉆盲孔時(shí) l2=0。 對(duì)鉆 12 mm 的孔有: L1=D/2cotkr+(12)=12/2cot(118/2)+1.5 mm5.1mm L=40mm,取 l2=0 mm。 參考有關(guān)資料,得擴(kuò)孔的計(jì)算公式為: Tj=(l+l1+l2)/fn L1=(D-d1)/2cotkr+(12) 擴(kuò)盲孔和鉸盲控時(shí) l2=0。 9 對(duì)擴(kuò)孔 13.8 mm 有: L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(13.8-12)/2cot60+1.5 mm2 mm L=40mm,取 l2=0 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得: Tj=(40+2+0)/0.3*300 min0.47min 對(duì)鉸孔 14 mm 有: L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(14-13.8)/2cot45+1.5 mm1.6 mm 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得: Tj=(40+1.6+0)/0.3*400 min0.35min (2) 總機(jī)動(dòng)時(shí)間 Tj(既基本時(shí)間 tb)為: Tb=(0.24+0.47+0.35)=1.06 min。 2.計(jì)算工序 30 的時(shí)間定額 (1)機(jī)動(dòng)時(shí)間。 參考有關(guān)資料得鉆孔的計(jì)算公式為: Tj=(l+l1+l2)/fn L1=D/2cotkr+(12) L2=14,鉆盲孔時(shí) l2=0。 對(duì)鉆 28.2 mm 的孔有: L1=D/2cotkr+(12)=28.2/2cot(118/2)+1.5 mm9.96mm L=21.5mm,取 l2=3 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得: Tj=(21.5+9.96+3)/0.4*300 min0.29min 參考有關(guān)資料,得擴(kuò)孔的計(jì)算公式為: Tj=(l+l1+l2)/fn L1=(D-d1)/2cotkr+(12) 擴(kuò)盲孔時(shí) l2=0。 對(duì)擴(kuò)孔 30 mm 有: L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(30-28.2)/2cot60+1.5 mm2 mm L=21.5mm,取 l2=3 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得: 10 Tj=(21.5+2+3)/0.4*140 min0.47min (2)總機(jī)動(dòng)時(shí)間 Tj(既基本時(shí)間 tb)為:Tb=(0.29+0.47)=0.76 min。 第 3 章 連桿零件的夾具設(shè)計(jì) 3.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟 3.1.1 對(duì)專(zhuān)用夾具的基本要求 1.保證工件的加工精度 專(zhuān)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)效率 應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具,以縮短輔助時(shí)間,提 高生產(chǎn)效率。 3.工藝性好 專(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理,便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。 4.使用性好 專(zhuān)用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠,排屑應(yīng)方便,必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 3.1.2 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)步驟 1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料 夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下,研究被加工零件的零件圖、工序 圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)、材料;確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所 用的機(jī)床、刀具、量具等。 2.擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖 確定工件的定位方案,設(shè)計(jì)定位裝置。 1 確定工件的夾緊方案,設(shè)計(jì)夾緊裝置。 2 確定對(duì)刀或?qū)蚍桨福O(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。 3 確定夾具與機(jī)床的連接方式,設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。 4 確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預(yù)定位裝置及吊裝元件 5 等。 11 確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。 6 繪制夾具草圖,并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。 1.進(jìn)行必要的分析計(jì)算 工件的加工精度較高時(shí),應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動(dòng)力裝置的夾具,需計(jì)算 夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí),可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析,選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。 2.審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì) 夾具草圖畫(huà)出后,應(yīng)征求有關(guān)人員的意見(jiàn),并送有關(guān)部門(mén)審查,然后根據(jù)根據(jù)他 們的意見(jiàn)對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。 3.繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應(yīng)按國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用 1:1。主視圖按夾具 面對(duì)操作者的方向繪制??倛D應(yīng)把夾具的工作原理、個(gè)種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表 達(dá)清楚。 3.2 連桿零件的鉆床夾具設(shè)計(jì) 如圖 3-1 所示為連桿類(lèi)零件 圖 3-1 連桿工件圖 3.2.1 零件本工序的加工要求分析 鉆 12 孔和鉆 7 螺紋底孔; 鉆 12 孔,其深為 20;再用 7 鉆通,攻為 M8; 鉆出的 12 孔和 7 螺紋底孔的總長(zhǎng)度為 40mm。 本工序前已加工的表面如下: 12 同時(shí)銑大小一端面(兩工件一起加工) ; 1 同時(shí)銑大小一端面(兩工件一起加工) ; 2 鉆,鉸 30H11 孔并倒角; 3 鉆,鉸 14H8 孔并倒角。 4 本工序使用機(jī)床為 Z5125 立鉆;刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 3.2.2 確定夾具類(lèi)型 本工序所加工兩孔(12 孔和 7 螺紋底孔) ,位于一條直線上,孔徑不大,工件 質(zhì)量較小,輪廓尺寸也不是很大,因此采用移動(dòng)式鉆模。 3.3 擬訂定位方案和選擇定位元件 定位方案 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其定位方案如下。 以 30H11 的大頭端孔及 14H8 的小頭端孔作為定位基準(zhǔn)。再選 30H11 的大 頭端孔左端面為定位基準(zhǔn),限制工件的 6 個(gè)自由度,如圖所示: 如圖所示:用小頭端孔作定位基準(zhǔn),用心軸定位限制 x、y、x、y。 用大頭端孔作定位基準(zhǔn),用螺紋心軸定位,限制 z。 用大頭端左端面作為定位基準(zhǔn),限制了 z。 以大頭端 30H11 的孔及小頭端 14H8 的孔作為定位基準(zhǔn),再選大小頭端左端 2 面作為定位基準(zhǔn)。也限制了工件的 6 個(gè)自由度。如圖 3-2 所示: 圖 3-2 兩種定位方案 如圖所示: 13 以大頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了 z 轉(zhuǎn)動(dòng); 以小頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了 x 的移動(dòng)和 y 的移動(dòng)及 x 的轉(zhuǎn)動(dòng)和 y 的轉(zhuǎn)動(dòng)。 以大、小頭孔作為定位基準(zhǔn)限制了 z 移動(dòng)。 方案此定位方案有效制了工件的 6 個(gè)自由度,且定位合理。 方案此定位方案有效制了工件的 6 個(gè)自由度,但定位元件比較浪費(fèi),且有過(guò)定 位現(xiàn)象。 因此,從以上的分析比較,采用方案比較經(jīng)濟(jì)合理,且又能保證要求。 選擇定位元件 根據(jù)定位方式,選用帶臺(tái)階的心軸安裝在工件部分為小頭端,14H8 的孔選用螺 紋心軸安裝在工件部分為大頭端 30H11 的孔。選擇可調(diào)支承釘。 定位誤差計(jì)算 加工 12 孔時(shí) 30H11 孔的最大間隙的定位誤差的計(jì)算。 由于零件是一面兩銷(xiāo)定位,由于孔與心軸存在最大配合間隙,因此在 鉆 12 孔時(shí)會(huì)產(chǎn)生直線位移誤差。 計(jì)算如下: 經(jīng)表查得:30H11 孔的上下偏差分別為+0.13,0; 29.96h6 軸的上下偏差分別為 0,-0.013。 D= B+ Y = d1+ D1+X1min =X1max =30.13-29.947 =0.1831/3 K 加工 7 的螺紋底孔與加工 12 孔在一條直線上,因此 7 的螺紋底孔的定位誤 差的計(jì)算與 12 孔定位誤差的計(jì)算相同。 由于加工要求不高,其他精度可以不必計(jì)算。 3.4 繪制夾具總裝圖 (1)對(duì) 12 孔,鉆套采用可換鉆套。當(dāng)工件為單一鉆孔工步,大批量生產(chǎn)時(shí),為便 于更換磨損的鉆套,選用可換鉆套。鉆套與襯套(GB/T6623-91)之間采用 F7/K6 或 F7/m6 配合,襯套與鉆摸板之間采用 H7/n6 配合。當(dāng)鉆摸磨損后,可卸下螺釘 (GB/T2268-91) ,更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)及退刀時(shí)脫落。 14 鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑 12 mm,外徑 18 mm;襯套內(nèi)徑 18 mm,外徑 2 034.16012. 034.16 6 mm;鉆套端面至加工面的距離取 12。028.15 麻花鉆選用 11.8 。027._ (2)對(duì) 7 的螺紋底孔。鉆套采用可換鉆套。 麻花鉆選用 6.8 。027. 各引導(dǎo)元件至定位元件間的位置尺寸分別為(150.03)和(180.05), 各鉆套軸線對(duì)基面達(dá)到直線允差為 0.02。 15 第 4 章 總 結(jié) 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中,使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處,以前上課沒(méi)有學(xué)到的知 識(shí),在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。 這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材 料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來(lái),起到了穿針引線的作用,鞏固了所學(xué)知識(shí) 的作用。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中,首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定,這樣在加工工件就 可以知道用什么機(jī)床加工,怎樣加工,加工工藝裝備及設(shè)備等,因此,工件機(jī)械加工 工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì),因?yàn)闄C(jī)床夾具的 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中只是作為理論知識(shí)講的,并沒(méi)有親自設(shè)計(jì)過(guò),因此,在開(kāi)始的設(shè) 計(jì)過(guò)程中,存在這樣那樣的問(wèn)題,在老師的細(xì)心指導(dǎo)下,我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計(jì), 畫(huà)圖,查閱各種關(guān)于專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)資料,終于將它設(shè)計(jì)了出來(lái),我感到很高興,因 為在這之中我學(xué)到了以前沒(méi)有學(xué)到的知識(shí),也懂得了很多東西,真正做到了理論聯(lián)系 實(shí)際。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我學(xué)到了很多知識(shí),有一點(diǎn)更是重要,就是我能作為一個(gè)設(shè) 計(jì)人員,設(shè)計(jì)一個(gè)零件,也因此,我了解了設(shè)計(jì)人員的思想,每一個(gè)零件,每件產(chǎn)品 都是先設(shè)計(jì)出來(lái),再加工的,因此,作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中一點(diǎn)不能馬 虎,每個(gè)步驟都必須有理有據(jù),不是憑空捏造的。 。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,對(duì)我來(lái)說(shuō)有所收獲也存在著不足之處。 收獲: (1)能把以前所學(xué)的各種知識(shí),綜合的運(yùn)用的這次設(shè)計(jì)中,鞏固了所學(xué)的知識(shí)。 (2)學(xué)會(huì)了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊(cè)。 (3)學(xué)會(huì)了,分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。 不足之處: (1)有些步驟,問(wèn)題解決的方法不是很好,需在以后的學(xué)習(xí)、實(shí)踐中進(jìn)一步改進(jìn)。 (2)有些工藝路線制定的不是太好,而且余量、切削用量設(shè)計(jì)不是很精確,需在 以后的實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步改進(jìn)。 綜上所述:這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我以后的工作起了很大的幫助,我認(rèn)識(shí)到,無(wú)論是 工作還是學(xué)習(xí)都必須做到認(rèn)真、謹(jǐn)慎,時(shí)時(shí)處處細(xì)心。 16 參考文獻(xiàn) 1 顧崇衍.機(jī)械制造工藝學(xué).陜西.科技技術(shù)出版社.1981 年 2 倪森壽.機(jī)械制造工藝與裝備.化學(xué)工業(yè)出版社.2001 年 3 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趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1993 年 17 致 謝 首先在這里我要感謝四年來(lái)每一位給我們上課的任課教師。感謝你們不辭辛苦的 給我們傳授知識(shí)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠完成,在這里首先要感謝我的導(dǎo)師,在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階 段,從外出實(shí)習(xí)到查閱資料,設(shè)計(jì)草案的確定和修改,中期檢查,后期詳細(xì)設(shè)計(jì),軸 承等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單,老師仍然細(xì)心地糾正圖 紙中的錯(cuò)誤。除了老師的專(zhuān)業(yè)水平外,他們的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn) 學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。還有,就是幫助過(guò)我完成設(shè)計(jì)的同 學(xué),謝謝你們! “師恩難忘,友誼長(zhǎng)存!”本論文的順利完成,離不開(kāi)各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān) 心和幫助。在此,向曾經(jīng)幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。 在論文即將完成之際,我的心情無(wú)法平靜,從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成,有多 少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助,在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝 敬禮! 18 中國(guó)石油大學(xué)(華東)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師 : 譚彥立 職稱(chēng): 講 師 工作單位: 重慶信息工程專(zhuān)修學(xué)院 學(xué) 員: 高二山 年級(jí)專(zhuān)業(yè)層次 0509 機(jī)械自動(dòng)化 高起本 評(píng)語(yǔ): 該同學(xué)從下達(dá)任務(wù)開(kāi)始時(shí)就非常認(rèn)真的查找準(zhǔn)備資料,態(tài)度非常端 正。 該文結(jié)構(gòu)完整,語(yǔ)言比較流暢,各部分符合畢業(yè)論文的寫(xiě)作規(guī)范。 該文不但選題具有較為重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值,而且論文的結(jié)論有一 定的創(chuàng)新性,是一偏難得的好論文。 指導(dǎo)教師簽名: 手寫(xiě) 2009 年 5 月 25 日 摘 要連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一,本文主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(guò)程時(shí),就需要把各主要表面的粗精加工工序分開(kāi)。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。第一章 汽車(chē)連桿加工工藝1.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)連桿是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(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。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(lái)補(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷(xiāo)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(xiāo)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(guò)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步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(chēng)量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對(duì)稱(chēng)分布在連桿中截面的兩側(cè)??紤]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(或油槽),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(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi),以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞銷(xiāo)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(lái),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(chēng)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 連桿的主要技術(shù)要求連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的主要表面為: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。連桿總成的主要技術(shù)要求(圖1-1)如下。連桿總成圖(11)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(xiāo)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0.012 mm,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0.0025 mm,素線平行度公差為0.04/100 mm。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??;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0.04 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。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,所以規(guī)定了比較高的要求:1900.05 mm。1.2.4 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,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0.08 mm)。1.2.5 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0.8m, 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。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(xiāo)孔座內(nèi)檔之間沒(méi)有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正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(lái)許多方便。1.2.6 螺栓孔的技術(shù)要求在前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),連桿在工作過(guò)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6.3m加工;兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對(duì)稱(chēng)度公差為0.25 mm。1.2.7 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求在連桿受動(dòng)載荷時(shí),接合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0.025 mm。1.3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,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(lái)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)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(lèi)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(chē)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(lái)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(kāi)鍛造,另一種是將體和蓋鍛成體。整體鍛造的毛坯,需要在以后的機(jī)械加工過(guò)程中將其切開(kāi),為保證切開(kāi)后粗鏜孔余量的均勻,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(wèn)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(lái)越多,成為連桿毛坯的一種主要形式??傊鞯姆N類(lèi)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(guó)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(guò)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(1-2)連桿輥鍛示意圖圖(1-3)、圖(1-4)給出了連桿的鍛造工藝過(guò)程,將棒料在爐中加熱至11401200C0,先在輥鍛機(jī)上通過(guò)四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯見(jiàn)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(jiàn)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。連桿必須經(jīng)過(guò)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。1.4連桿的機(jī)械加工工藝過(guò)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(lái)了很多困難,必須充分的重視。連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程如下表(11)所示:工序工序名稱(chēng)工序內(nèi)容工藝裝備1銑銑連桿大、小頭兩平面,每面留磨量0.5mmX52K2粗磨以一大平面定位,磨另一大平面,保證中心線對(duì)稱(chēng),無(wú)標(biāo)記面稱(chēng)基面。(下同)M73503鉆與基面定位,鉆、擴(kuò)、鉸小頭孔Z30804銑以基面及大、小頭孔定位,裝夾工件銑尺寸mm兩側(cè)面,保證對(duì)稱(chēng)(此平面為工藝用基準(zhǔn)面)X62W組合機(jī)床或?qū)S霉ぱb5擴(kuò)以基面定位,以小頭孔定位,擴(kuò)大頭孔為60mmZ30806銑以基面及大、小頭孔定位,裝夾工件,切開(kāi)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鋸片銑刀厚2mm7銑以基面和一側(cè)面定位裝夾工件,銑連桿體和蓋結(jié)合面,保直徑方向測(cè)量深度為27.5mmX62組合夾具或?qū)S霉ぱb8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M73509銑以基面及結(jié)合面定位裝夾工件,銑連桿體和蓋mm8mm斜槽X62組合夾具或?qū)S霉ぱb10锪以基面、結(jié)合面和一側(cè)面定位,裝夾工件,锪兩螺栓座面mm,R11mm,保證尺寸mmX62W11鉆鉆210mm螺栓孔Z305012擴(kuò)先擴(kuò)212mm螺栓孔,再擴(kuò)213mm深19mm螺栓孔并倒角Z305013鉸鉸212.2mm螺栓孔Z305014鉗用專(zhuān)用螺釘,將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件,其扭力矩為100120N.m15鏜粗鏜大頭孔T6 816倒角大頭孔兩端倒角X62W17磨精磨大小頭兩端面,保證大端面厚度為mmM713018鏜以基面、一側(cè)面定位,半精鏜大頭孔,精鏜小頭孔至圖紙尺寸,中心距為mm可調(diào)雙軸鏜19鏜精鏜大頭孔至尺寸T211520稱(chēng)重稱(chēng)量不平衡質(zhì)量彈簧稱(chēng)21鉗按規(guī)定值去重量22鉆鉆連桿體小頭油孔6.5mm,10mmZ302523壓銅套雙面氣動(dòng)壓床24擠壓銅套孔壓床25倒角小頭孔兩端倒角Z305026鏜半精鏜、精鏜小頭銅套孔T211527珩磨珩磨大頭孔珩磨機(jī)床28檢檢查各部尺寸及精度29探傷無(wú)損探傷及檢驗(yàn)硬度30入庫(kù)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(lái)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(kāi)之前的加工;第二階段為連桿體和蓋切開(kāi)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)(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(lái)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。1.5 連桿的機(jī)械加工工藝過(guò)程分析1.5.1 工藝過(guò)程的安排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(kāi),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(kāi)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、珩磨一些次要表面的加工,則視需要和可能安排在工藝過(guò)程的中間或后面。1.5.2 定位基準(zhǔn)的選擇在連桿機(jī)械加工工藝過(guò)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(lái),減少了定位誤差。具體的辦法是,如圖(15)所示:在安裝工件時(shí),注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不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(xiāo)做成活動(dòng)的稱(chēng)“假銷(xiāo)”。當(dāng)連桿用小頭孔(及襯套孔)定位夾緊后,再?gòu)男☆^孔中抽出假銷(xiāo)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,在精鏜大、小頭孔前,精磨端面。圖(1-5)連桿的定位方向 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,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的選擇,對(duì)于整個(gè)工藝過(guò)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(kāi)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,粗銑一個(gè)端面后,翻身以銑好的面定位,銑另一個(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。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對(duì)稱(chēng)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(shí),由于是以對(duì)稱(chēng)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(guò)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(xiāo)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。1.5.4 連桿兩端面的加工采用粗銑、精銑、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(pán)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。1.5.5 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,在用作定位基面之前,它經(jīng)過(guò)了鉆、擴(kuò)、鉸三道工序。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)、鉸后,在金剛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(guò)擴(kuò)、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達(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銑開(kāi)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(kāi)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。1.5.6 連桿螺栓孔的加工連桿的螺栓孔經(jīng)過(guò)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。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)和鉸兩個(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。粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法,這樣銑夾具沒(méi)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,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。1.5.7 連桿體與連桿蓋的銑開(kāi)工序剖分面(亦稱(chēng)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(lái)保證。為了保證銑開(kāi)后的剖分面的平面度不超過(guò)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(guò)0.02 mm,則銑開(kāi)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(kāi)以后再經(jīng)過(guò)磨削加工。1.5.8 大頭側(cè)面的加工以基面及小頭孔定位,它用一個(gè)圓銷(xiāo)(小頭孔)。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸,保證對(duì)稱(chēng)(此對(duì)稱(chēng)平面為工藝用基準(zhǔn)面)。1.6 連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題1.6.1工序安排連桿加工工序安排應(yīng)注意兩個(gè)影響精度的因素:(1)連桿的剛度比較低,在外力作用下容易變形;(2)連桿是模鍛件,孔的加工余量大,切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。因此在連桿加工工藝中,各主要表面的粗精加工工序一定要分開(kāi)。1.6.2定位基準(zhǔn)精基準(zhǔn):以桿身對(duì)稱(chēng)面定位,便于保證對(duì)稱(chēng)度的要求,而且采用雙面銑,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。因?yàn)槎嗣娴拿娣e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。1.6.3夾具使用應(yīng)具備適應(yīng)“一面一孔一凸臺(tái)”的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。而大小頭定位銷(xiāo)是一次裝夾中鏜出,故須考慮“自為基準(zhǔn)”情況,這時(shí)小頭定位銷(xiāo)應(yīng)做成活動(dòng)的,當(dāng)連桿定位裝夾后,再抽出定位銷(xiāo)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),夾具可考慮重復(fù)定位情況,如采用夾具限制7個(gè)自由度(其是長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)限制4個(gè),長(zhǎng)菱形銷(xiāo)限制2個(gè))。長(zhǎng)銷(xiāo)定位目的就在于保證垂直度。但由于重復(fù)定位裝御有困難,因此要求夾具制造精度較高,且采取一定措施,一方面長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)削去一邊,另一方面設(shè)計(jì)頂出工件的裝置。1.7 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。1.7.1 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.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,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度f(wàn),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。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。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(lái)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(lái)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(guò)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(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,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(kāi)積屑瘤產(chǎn)生的范圍。由此可見(jiàn),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。1.8 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差1.8.1 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3.225 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4312.5粗銑1.5IT12()40()12.5精銑0.6IT10()38.8()3.2粗磨0.3IT8()38.2()1.6 精磨0.1IT7()38()0.8 則連桿兩端面總的加工余量為:A總= =(A粗銑+A精銑+A粗磨+A精磨)2=(1.5+0.6+0.3+0.1)2=mm(2)、連桿鑄造出來(lái)的總的厚度為H=38+=mm1.8.2 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229 表234)1)、大頭孔各工序尺寸及其公差(鑄造出來(lái)的大頭孔為55 mm)工序名稱(chēng)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珩磨0.0865.565.50.4精鏜0.465.465.40.8半精鏜165651.6二次粗鏜264646.3一次粗鏜2626212.5擴(kuò)孔560592)、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229表230)工序名稱(chēng)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鏜0.21.6鉸0.26.4擴(kuò)912.5鉆鉆至12.51.9 計(jì)算工藝尺寸鏈1.9.1 連桿蓋的卡瓦槽的計(jì)算增環(huán)為: ; 減環(huán)為: ;封閉環(huán)為:1)、極限尺寸為: = 30.20-4.95 = 25.25 mm= 29.8-5.1 = 24.7 mm2)、的上、下偏差為:=0.20-(-0.05)=0.25(mm)=-0.20-0.10=-0.30(mm)3)、的公差為:= 0.25-(0.30)= 0.55 mm4)、的基本尺寸為:= 30-5= 25 mm5)、的最終工序尺寸為:= mm1.9.2 連桿體的卡瓦槽的計(jì)算增環(huán)為: ; 減環(huán)為: ;封閉環(huán)為:1)、極限尺寸為: = 13.30-4.95 = 8.35 mm=12.9-5.1=7.8 mm2)、的上、下偏差為:= 0.30-(-0.05)= 0.35 mm= -0.10-0.10= -0.20 mm3)、的公差為: =0.35-(-0.20)=0.55 mm4)、的基本尺寸為:=13-5 = 8 mm5)、的最終工序尺寸為:= m1.10 工時(shí)定額的計(jì)算1.10.1 銑連桿大小頭平面選用X52K機(jī)床根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.481選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 100 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s切削寬度 ae= 60 mm 銑刀齒數(shù)Z = 6 切削深度ap = 3 mm則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 475 r/min根據(jù)表3.131 按機(jī)床選取n = 500 /min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 2.67 m/s 銑削工時(shí)為:按表2.510 L= 3 mm L1 = +1.5 =50 mm L2 = 3 mm基本時(shí)間tj = L/fm z = (3+50+3)/(5000.186) = 0.11 min按表2.546 輔助時(shí)間ta = 0.40.45 = 0.18 min 1.10.2 粗磨大小頭平面選用M7350磨床 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.4170選取數(shù)據(jù)砂輪直徑D = 40 mm 磨削速度V = 0.33 m/s切削深度ap = 0.3 mm fr0 = 0.033 mm/r Z = 8則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 158.8 r/min根據(jù)表3.148 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際磨削速度V = Dn/(100060) = 0.20 m/s 磨削工時(shí)為:按表2.511基本時(shí)間tj = zbk/nfr0z = (0.31)/(1000.0338) = 0.01 min按表3.140 輔助時(shí)間ta = 0.21 min1.10.3 加工小頭孔(1) 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.438(41)選取數(shù)據(jù)鉆頭直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm切削深度ap = 10 mm 進(jìn)給量f = 0.12 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 945 r/min根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 1000 r/min則實(shí)際鉆削速度V = Dn/(100060) = 1.04 m/s 鉆削工時(shí)為:按表2.57L = 10 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm基本時(shí)間tj = L/fn = (10+1.5+2.5)/(0.121000) = 0.12 min按表2.541 輔助時(shí)間ta = 0.5 min按表2.542 其他時(shí)間tq = 0.2 min(2) 擴(kuò)小頭孔 選用鉆床Z3080根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.453選取數(shù)據(jù)擴(kuò)刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.32 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 = 203 r/min根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 250 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.39 m/s 擴(kuò)削工時(shí)為:按表2.57L = 10 mm L1 = 3 mm基本時(shí)間tj=L/fn=(10+3)/(0.8250)=0.07 min按表2.541 輔助時(shí)間ta=0.25 min(3) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.481選取數(shù)據(jù)鉸刀直徑D = 30 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3.131 按機(jī)床選取n = 200 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.32 m/s 鉸削工時(shí)為: 按表2.57L=10 mm L1 =0 L2=3 mm基本時(shí)間tj = L/fn = (10+3)/(0.8200) = 0.09 min按表2.541 輔助時(shí)間ta = 0.25 min1.10.4 銑大頭兩側(cè)面 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.477(88)選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s銑刀齒數(shù)Z = 3 切削深度ap = 4 mm af = 0.10 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 611 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=750 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.78 m/s 銑削工時(shí)為:按表2.510 L=40 mm L1=+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fmz = (40+8.5+2.5)/(7500.103)=0.23 min按表2.546 輔助時(shí)間ta = 0.40.45 = 0.18 min1.10.5、擴(kuò)大頭孔選用鉆床床Z3080 刀具:擴(kuò)孔鉆根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.454選取數(shù)據(jù)擴(kuò)孔鉆直徑D = 60 mm 切削速度V = 1.29 m/s進(jìn)給量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次數(shù)I = 1則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D=410 r/min根據(jù)表3.141 按機(jī)床選取n=400 r/min則實(shí)際切削速度V=Dn/(100060)=1.256 m/s 擴(kuò)削工時(shí)為: 按表2.57L = 40 mm L1 = 3 mm L2 =3 mm 基本時(shí)間: 1.10.6 銑開(kāi)連桿體和蓋 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.479(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 = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 24 切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r d = 40 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 103 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=750 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 2.47 m/s 銑削工時(shí)為: 按表2.510 L = = 17 mm L1 = - +2 = 6 mm L2 = 2 mm基本時(shí)間tj= Li/FM = (17+6+2)/(148) = 0.17 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.40.45=0.18 min1.10.7 加工連桿體(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2.474(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 = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 切削深度ap=2 mm af = 0.12 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 89 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n = 750 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 2.94 m/s 銑削工時(shí)為: 按表2.510 L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fnz = (38+7.5+2.5)/(2.96608) = 0.03 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.40.45=0.18 min(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2.484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 = 2 mmaf=0.7 mm/r 切削寬度ae=0.5 mm則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D =107 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n = 750 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 2.94 m/s 銑削工時(shí)為:按表2.510 L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(2.96608) = 0.03 min按表2.546 輔助時(shí)間ta = 0.40.45 = 0.18 min(3) 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床Z3025根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.467選取數(shù)據(jù)锪刀直徑D = 28 mm 切削速度V = 0.2 m/s锪刀齒數(shù)Z = 6 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 50.9 r/min根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 2.94 m/s 锪削工時(shí)為: 按表2.57L = 28 mm L1 = 1.5 mm 基本時(shí)間tj = L/fn = (28+1.5)/(0.107508) = 0.04 min(4) 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.490選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s銑刀齒數(shù)Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削寬度ae = 0.5 mm af = 0.02 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 94 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.33 m/s 銑削工時(shí)為: 按表2.510 L = 5 mm L1=0.563+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm基本時(shí)間tj=L/fmz=(5+33+1.5)/(10024)=0.02 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.40.45=0.18 min(5) 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2.490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 = 5 mm af=0.015 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 142 r/min根據(jù)表3.131 按機(jī)床選取n = 150 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.49 m/s 銑削工時(shí)為: 按表2.510 L = 28 mm L1 = +1.5 = 19 mm L2 = 3 mm基本時(shí)間tj=L/fmz = (28+19+3)/(15024) = 0.02 min按表2.546 輔助時(shí)間ta = 0.40.45 = 0.18 min(7) 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2.4170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ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min根據(jù)表3.148 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.20 m/s 磨削工時(shí)為: 按表2.511 基本時(shí)間tj= =0.02 min (=0.1 k=1 z=8)1.10.8 銑、磨連桿蓋結(jié)合面(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2.474(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 = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 af = 0.12 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 89 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.39 m/s 銑削工時(shí)為:按表2.510 L = 38 mm L1 = +1.5 = 16 mm L2 = 2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fmz=(38+16+2.5)/(1008) = 0.07 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.40.45=0.18 min(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2.484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 = 0.5 mm 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3.174 按機(jī)床選取n = 110 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.43 m/s 銑削工時(shí)為: 按表2.510 L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(1108) = 0.6 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.40.45=0.18 min(3) 粗銑螺母座面 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.488選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s銑刀齒數(shù)Z = 24 切削寬度ae = 5 mm af = 0.15 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 103 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.39 m/s 銑削工時(shí)為:按表2.510 L = 28mm L1 = +1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm基本時(shí)間tj = L/fmz = (28+17.5+2.5)/(10024) = 0.02 min按表2.546 輔助時(shí)間ta=0.40.45=0.18 min(4) 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.490選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s銑刀齒數(shù)Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削寬度ae = 0.6 mm af = 0.02 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 94 r/min根據(jù)表3.174按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.33 m/s 銑削工時(shí)為: 按表2.510 L = 5 mm L1 = 0.563+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm 基本時(shí)間tj =L/fmz = (5+33+1.5)/(10024) = 0.02 min按表2.546 輔助時(shí)間ta = 0.40.45 = 0.18 min(5) 精磨結(jié)合面 選用磨床M7350根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.4170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ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min根據(jù)表3.148 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/(100060) = 0.20 m/s 磨削工時(shí)為: 按表2.511 基本時(shí)間tj = = 0.02 min (=0.1 k=1 z=8)1.10.9 銑、鉆、鏜(連桿總成體)(1) 精銑連桿蓋上兩螺母座面 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.490選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s切削寬度ae = 5 mm
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類(lèi)型:共享資源
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