【正文】 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) Φ，因此在加工時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)一夾 具來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)一夾具來加工。 二、選擇毛坯及毛坯制造方法 (1) 根據(jù)零件用途確定毛坯類型。 (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 ZG310— 570，即鑄造碳鋼。 主要化學(xué)成分 W% 主要特性 用途舉例 6 6 C Si Mn P S 不大于 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。 熱處理 正火或退火溫度 [℃ ] 回火溫度 [℃ ] 870— 890 620— 680 機(jī)械性能 σ b[N/mm178。] σ s[N/mm178。] δ s[%] φ [%] а k[J/cm178。] 570 310 15 21 30 按 GB/T5613— 1995 規(guī)定，鑄鋼牌號(hào)用“鑄”和“鋼”兩字漢語拼音首位字母“ ZG”后加工兩組數(shù)字表示，第一組數(shù)字表示屈服 點(diǎn)的最低值，第二組數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度的最低值。 ZG310— 570 表示 б s≥ 310MPa， б B≥ 570MPa 的鑄鋼。鑄造碳鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為 %— %，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，例如汽車的變速箱殼，機(jī)車車輛的車銷和聯(lián)軸器等。鑄造碳鋼的牌號(hào)，化學(xué)成分，力學(xué)性能 [見表 ] 毛坯的制造方法： 根據(jù)毛坯的材料，生產(chǎn)類型，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，直接加工。 通過查加工余量表，得兩端面的總加工余量為 3mm，毛坯尺寸可以通過加工余量確定。 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 ~，表面粗糙度 Ra 為 m，毛坯的釬維組織好，強(qiáng)度高，生產(chǎn)率較高，但需要專用鍛模及鍛錘設(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，精密度為 。 第三節(jié) 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 7 一、 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。基面選擇得正確、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)機(jī)械加工工藝過程順利地進(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?，需要采用統(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)。 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，并用大頭孔處指定一側(cè)的外圓面作為另一基面。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。這樣就使各工序的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少定位誤差。 再深入研究一下： （ 1） 根據(jù)零件圖，連桿零件的大小頭孔有一端面（即右端面）在一個(gè)平 面上，因此可以同時(shí)加工出來，但另一端面（即左端面）不在一個(gè)平面上，這對(duì)作為定位基準(zhǔn)面來說是不利的。因此，在加工時(shí)需主意 其定位方案的合理性。 （ 2） 小頭孔外圓作為基面，所以小頭孔外圓表面的加工安排得比較早。 在小頭孔與大頭孔作為定位基面前的加工工序且鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，這些工序?qū)τ诩庸ず蟮目着c孔的平行度不易保證，有時(shí)會(huì)影響到后續(xù)工序的加工精度，因此，在加工時(shí)應(yīng)注意，選用合理的定位方案。 （ 3） 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)工藝過程的加工精度常有深遠(yuǎn)的影響。連桿加工就是如此。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。但是由于毛坯表面 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。 二、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 8 8 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。 大小頭孔兩端面：未注公差，表面粗糙度為 m。需進(jìn)行粗銑及半精銑。（見教材表 3— 16） Φ 30H11 的大頭孔：公差等級(jí)為 H11，表面粗糙度為 m，采用鉆孔及擴(kuò)孔即可加工出。（見教材表 315） 小頭端Φ 10 的小孔：未注公差及表面粗造度，采用鉆加工即可。 Φ 14H8 的小頭端不通孔：公差等級(jí)為 H8，表面粗糙度為 m，在已鉆出的基礎(chǔ)上擴(kuò)孔及鉸孔即可達(dá)到要求。（見教材表 315） 銑兩個(gè)寬 4mm， 8mm 的十字 形通槽：未注公差等級(jí)，表面粗糙度為 m，即采用粗銑就可以加工出來。（見教材表 316） 大頭端Φ 12 深 20 的孔及螺紋孔：Φ 12mm 的孔公差等級(jí)未注，表面粗糙度 m，先用Φ 6的鉆頭鉆通，再用Φ 12 的鉆頭鉆至深 20mm 處，再攻 M8 的螺紋。（見教材表 315） 大頭端 4mm 的小槽：未注公差等級(jí)，表面粗糙度 m，采用粗銑即可。（見教材表 315） 大頭端Φ 5 的油槽：未注公差等級(jí)，表面粗糙度 m，采用鉆加工即可。（見教材表 315） 零件各表面加工順序的確定 ①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 Φ 6mm、 Φ 8mm 的孔，攻 M8 的螺紋，銑大頭端槽，最后鉆大頭端 Φ 5mm 的油孔。 ②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。 ③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)。 三、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 9 9 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。 (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。 工序 10：銑連桿零件大小頭孔兩端面（有兩種方案） 方案 1：大頭兩端面一起銑，再加工小端兩端面。 此方案采用的定位方案是以連桿的大頭外形及連桿桿身的對(duì)稱面定位，這種定位方法使工件在夾緊是變形小，同時(shí)可以銑工件的兩端面，使一部分切削力相互抵消，易于得到平面度較好的平面。同時(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。 方案 2：大頭孔小頭孔，右端底平面一起銑，再分別銑大小頭孔左端面，鉆小頭端孔，此方案采用的定位方案是：以小頭孔外圓面用 V 形塊定位及以大頭孔左端定位，加工右端面，加工好后以右端底平面定位及小頭孔外圓 定位。加工另一端，及鉆小頭孔。采用此種方案可以在定位基準(zhǔn)不變的情況下同時(shí)加工幾個(gè)面，即減小因基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差。 以上兩種方案，各有各的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，從多種角度考慮，我會(huì)選擇方案 2。 工序 20：鉆小頭端 Φ 10mm的通孔，再擴(kuò)鉆孔，鉸孔至 Φ 14H8mm 深 40mm。 工序 30：鉆大頭端 Φ 30mm的通孔，然而擴(kuò) Φ 30H11mm 的孔。 工序 40：粗銑寬 4mm， 8mm的十字形通槽。 工序 50：鉆大頭端 Φ 6mm的通孔，再用 Φ 12mm 的鉆頭從左端鉆至深 20mm處，攻右端 M8 的螺紋，深 20mm。 工序 60：粗銑大頭端 4mm 的槽。 工序 70：鉆 Φ 5mm的油孔。 四、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。 10 10 由于生產(chǎn)類型為大批生產(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。 ①選擇機(jī)床 A，工序 10：是粗銑和半精銑。本零件外輪廓尺寸不大。精度 要求不是很高，選用 X5025。 B，工序 20， 30， 50， 70：可以在立式鉆床上加工。可選用 Z5140 立式鉆床。 C，工序 40：可以在立式銑床上加工，可選用 X5025。 D，工序 60：可用臥式銑床加工出?？蛇x用 X6026。 ②選擇夾具 本連桿零件除加工十字型槽與鉆 Φ 12mm 孔，攻 M8mm 螺紋需設(shè)計(jì)專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。 ③選擇刀具 A，銑十字型槽選錯(cuò)齒三面刃銑刀，零件要求銑刀深度為 12mm。銑刀直徑應(yīng)為 110~150mm。因此，所選銑刀：十字型通槽寬 4mm 時(shí)，銑刀規(guī)格為 d=16mm，D=50mm， L=4mm，齒數(shù) Z=12。寬 8mm 時(shí)，銑刀規(guī)格為 d=16mm,D=50mm，L=8mm，齒數(shù) Z=12。 B，銑大小頭兩端面時(shí)，銑刀選 A 類可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑為 50mm。 C，鉆 Φ 10 mm 的小頭端孔至尺寸 Φ 14H8 mm，選用錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時(shí)倒角。選用錐柄機(jī)用絞刀。 D，鉆、擴(kuò) Φ 30H11mm 的大頭端孔：選用錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時(shí)倒角。 E，鉆Φ 6 mm 的大頭端孔，再用 Φ 12 mm，的鉆頭鉆至深 20 mm，選用錐柄麻花鉆。 F，攻 M8mm的螺紋：選用機(jī)用絲錐。 G，鉆 Φ 5mm 的大頭端油孔：用 Φ 5mm 直柄麻花鉆。 ④選擇量具 本零件屬大量生產(chǎn)，一般均采用量具，選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量具的測(cè)量方法極限誤差選擇。 A，選擇加工孔用量具，可選內(nèi)徑百分尺，選分度植為 。 B，選擇加工槽所用量具，選用分度植為 ,測(cè)量范圍為 0~150mm 游標(biāo)尺進(jìn)行測(cè)量。 五、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 11 11 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。 切削用量的選擇 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工藝人員手冊(cè)。 ⑴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 =（ 31） mm=2 mm。 如圖 （ a）所示，半精銑右端面以左端面定位，工序尺寸為： (a) X 小精 = mm, X 大精 =23mm 則粗銑右端面工序尺寸 X 小精為 62mm,X 大精為 24mm。 查教材表 3－ 16 平面加工方法，得粗銑加工公差等級(jí)為 IT11~13，取 IT11，其公差 T 小精 =， T 大精 =， 所以 X 小精 =（ 62177。） mm, X 大精 =（ 24177。） mm。 加工端面的工步余量和工序尺寸及公差 /mm 加工表面 工序邊余量 /mm 工序尺寸及公差 /mm 表面粗糙度 /um