【正文】 1）切削深度的選擇： 精加工時的切削深度應根據(jù)粗加工留下的余量確定。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。 夾具中的非標準零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術要求。如分度裝置、預定位裝置及吊裝元件等。 工藝文件詳見附件機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 16 頁 第四章 指定工序的工裝設計 機床夾具設計的基本要求 專用夾具應有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確 保夾具能滿足工件的加工精度要求。那么在 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 15 頁 精加工之前必須把所有的粗加工都做完，緊接著的粗加工工序都在這樣的一些基準上進行加工了。 （ 2） 對于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準時，應考慮合理分配各加工表面的加工余量。 設備配置：下料機（帶鋸機）→中頻感應加熱爐（ 300KW)→輥鍛機（Φ 460型）→熱模鍛壓力機（ 25000KN）→閉式單點壓力機→ BY控冷設備→噴丸機→探傷機→精壓機 該生產(chǎn)線比較先進，以載貨車連桿為主導產(chǎn)品，其采用了中頻感應加熱，輥鍛或楔模軋制坯，在國內(nèi)被廣泛采用。 （ 5）出口產(chǎn)品創(chuàng)匯方面 粉末冶金制品企業(yè)主要為國內(nèi)主機配套，能夠出口創(chuàng)匯的企業(yè)較少。實際上它是一種含 %左右的高碳鋼。毛坯精度高，加工余量小。 連桿的主要技術要求 連桿精度的參數(shù)主要有五個： 的對稱； 精度； ； 尺寸精度、形狀精度； 。 在加工工藝方面：國內(nèi)外連桿生產(chǎn)方式大致有：鍛造、鑄造 、粉末冶金等，進入 90年代后， 90%以上的連桿制造都采用了模鍛工藝；傳統(tǒng)鍛造有將連桿體和蓋分開鍛造、連桿整體鍛造兩種，連桿體與連桿蓋分離方式一般采取鋸斷、銑斷等工藝。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，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。 康明斯 生產(chǎn)線采用 調(diào)質(zhì)鋼毛坯 40MnBH(GB521685),1995 年全面轉(zhuǎn)用非調(diào)質(zhì)鋼材料毛坯 38MnV。為了減少磨損和磨損后便于修理，在連桿小頭孔中壓人青銅材套，大頭孔中裝有薄壁金屬軸瓦（如圖）。設其備品率為 10%，機械加工廢品率選擇為 %，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為 1 件 N=Qn（ 1+α %）（ 1+β %） =5000 1（ 1+10%）（ 1+%） = 5527 件 /年 連桿零件的年產(chǎn)量為 5000 件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于中型機械，根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領的關系查閱參考文獻 ，確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。后來為了減少機加工，更進一步降低成本，于是開發(fā)了 用粉末冶金的方法來制造連桿，大大減少了機加工。大量的共性技術和新材料、新產(chǎn)品需要進行試驗。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 11 頁 脹斷工藝要求連桿鍛件在脹斷過程之中不能有過大的塑性變形，因此模鍛連桿性能的合格就是保證連桿達到理想的脆性斷裂的因素?；鶞蔬x擇不當，往往會增加工序，或使工藝路線不合理，或使夾具設計困難，甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求 ，造成零件報廢等情況。 在該設計中大部分工序由組內(nèi)其他同學做，現(xiàn)在介紹一下我做的兩道工序的基準選擇： 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 14 頁 圖 激光開應力槽工序基準示意圖 （ 2）脹斷加工工序的基準、定位與激光開應力槽加工工序一樣（圖 ）。 （ 2）被加工表面用粗實線（或紅線）表示，其余均用細實線。 3） 確定對刀或?qū)蚍桨福O計對刀或?qū)蜓b置。 2）依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 19 頁 粗加工時切削用量的選擇原則 粗加工時加工精度與表面粗糙度要求不高 ,毛坯余量較大。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度。進給量增大時，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。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，降低加工成本是比較有利的。 定位基準 精基準：以桿身對稱面定位，便于保證對稱度的要求，而且采用雙面銑，可使部分切削力抵消。 工件的加工精度較高時，應進行工件加工精度分析。 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。在連桿脹斷之前安排一道磁力探傷，在锪螺釘座面、倒角之后安排了去毛刺、清洗，脹斷之后要立即用螺釘套住連桿體與蓋，以免錯位，連桿總裝時時必須要求清理連桿結(jié)合面之間的塵屑，最后還要來一道清洗。 精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便、夾具結(jié)構簡單。 （ 2)輥 鍛（楔橫軋）制坯 —— 錘上模鍛生產(chǎn)線 工藝：下料→加熱→輥鍛→成型（預鍛，終鍛）→切邊沖孔→熱校正→ BY處理→噴丸處理→探傷處理→精壓處理。如果用粉末冶金制造連桿，就必須重新設計連桿的形狀結(jié)構，以減輕連桿的重量。 據(jù)相關資料報道， 我國粉末冶金行業(yè) 與國外相比有如下差距： （１）產(chǎn)品水平低 在產(chǎn)品精度方面，少數(shù)企業(yè) 尺寸精度可達 is07— 8級，形位公差可達 8— 9級，與國外水平相比低 1— 2級，但一般企業(yè)約相差 2— 3級。 （ 5） 對工人的技術要求：對調(diào)整工的技術水平要求高，對操作工的技術水平要求較低。方向上的平行度：~ 對結(jié)合面的垂直度≤ 保證正常承載和軸頸與軸瓦的良好配合 同一組內(nèi)的重量差 177。 銑連桿結(jié)合面要求其材料塑性變形小、強度好、脆性適中、工藝性好 ，即在保證連桿強韌綜合性能指標的前提下，限制連桿的韌性指標；而可用于連桿裂解的材料主要有粉末燒結(jié)材料、高碳鋼、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵。在工作過程中，其承受著較高的周期性沖擊力、慣性力 、壓縮應力、縱向彎曲應力、拉應力、動載荷等，因此要求連桿重量要輕，必須有較高的強度、韌性和疲勞性能。 與 傳統(tǒng)連桿加工方法 相比，脹斷工藝的優(yōu)勢很大：減少了 加工工序、節(jié)省精加工設備、 節(jié)省刀具磨損、 節(jié)材 料和 能 源 、 降低生產(chǎn) 成本 等， 連桿 脹斷 加工技術還可 提高 連桿承載能力、抗剪能力、桿和蓋的定位精度及裝配質(zhì)量，對提高發(fā)動機生產(chǎn)技術水平和整機性能具有 很 重要作用 。 第二章 連桿零件的分析 連桿的結(jié)構功 能分析 連桿是較細長的變截面非圓形桿件，其桿身截面從大頭到小頭逐步變小，以適應在工作中承受的急劇變化的動載荷。 根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復雜程度的關系，確定其生產(chǎn)類型。 （ 3）以大頭孔為中心的加工表面 有：加工連桿蓋卡挖槽，加工 M12 螺栓孔，和Φ 的連桿蓋上螺釘光孔。另外，模具、模架的設計制造力量較弱，目前國內(nèi)還沒有形成一個專業(yè)生產(chǎn)粉末冶金模具、模架的企業(yè)，這導致粉末冶金新產(chǎn)品開發(fā)速度較慢，不能滿足需要。 Mn和 S結(jié)合時含 Mn量又不能過低，至少要高于 S三 倍的含量。（如圖 ，詳細尺寸請查閱 105高速柴油機連桿毛坯圖圖紙） 圖 連桿毛坯圖 指定工序 定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分。例如磨削床身導軌面時，就以床身導軌面作為定位基準。用于指導工人進行生產(chǎn)的更為詳細的工藝文件，在大批量生產(chǎn)的關鍵零件的關鍵工序才使用。 其次是根據(jù)設計任務收集有關資料，如機床的技術參數(shù)，夾具零部件的國家標準、部頒標準和廠訂標準，各類夾具圖冊、夾具設計手冊等，還可收集一些同類夾具的設計圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考?？倛D應把夾具的工作原理、個種裝置的結(jié)構及其相互關系表達清楚。長銷定位目的就在于保證垂直度。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應適當減小進給量。只有當切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。只有當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。 夾具使用 應具備適應“一面一孔一凸臺”的統(tǒng)一精基準。 夾具草圖畫出后，應征求有關人員的意見，并送有關部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們的意見對夾具方案作進一步修改。 除考慮專用夾具本身結(jié)構簡單、標準化程度高、成本低廉外。簡要寫明各道工序，作為生產(chǎn)管理使用。 如 果加工表面的設計基準與定位基準不重合，則會增大定位誤差 。 （ 3）輥鍛制坯 —— 摩擦壓力機模鍛（高能螺旋壓力機）生產(chǎn)線 工藝：下料→加熱→輥鍛→預鍛→終鍛→切邊沖壓→熱校正→ BY處理→拋丸處理→探傷處理→精壓處理。其中 Mn作為強化項而存在，用以提高材料的強度。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 9 頁 （ 2）工藝裝備落后 在粉末冶金設備方面，主要是通過企業(yè)引進，購置國外粉末成形壓機、燒結(jié)爐、模具加工和測試設備及消化吸收、改造設備的使用來提高產(chǎn)品質(zhì)量。 （ 8） 生產(chǎn)率：高。 Q──產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺 /年 ） 。 對粉末冶金零件工業(yè)提出的主要要求是降低成本、改進使用性能、減輕零件重量及保護環(huán)境。而其連桿制造技術的好壞直接影響著連桿的使用性能和經(jīng)濟性能以及一個企業(yè)的生存和發(fā) 展，隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的制造技術漸漸不能適應現(xiàn)在生產(chǎn)的要求。 據(jù)相關文章介紹， 發(fā)動機連桿 脹斷 加工技術是目前國際上連桿生產(chǎn)的最新技術， 隨著連桿生產(chǎn)技術的發(fā)展，連桿體與蓋的分離不再采用 銑、鋸或拉這類傳統(tǒng)切削加工方法 ， 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 2 頁 而是采用了最新的脹斷技術。對其零件的使用性能而言 ,關鍵在于開發(fā)高強度、高精度材料，耐熱、耐磨材料及高性能材料。 n──每臺產(chǎn)品中 ,該零件的數(shù)量 (件 /臺 )。 （ 9） 工人勞動條件：較好。粉末冶金行業(yè)除少數(shù)企業(yè)引進了國外先進的專用壓機外，大多數(shù)企業(yè)仍采用通 用壓機、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定，由于壓機功能少，不能生產(chǎn)復雜結(jié)構件，后續(xù)加工量較大。 銑結(jié)合面工藝要求連桿切斷后的塑性變形最小，又要保證材料有良好的可切削加工性能。 設備配置：下料機（帶鋸機）→中頻感應加熱爐（ 250W)→輥鍛機（Φ 460型）→摩擦壓力機（ 630t）→摩擦壓力機（ 1000t）→閉式單點壓力機（ 250t）→摩擦壓力機。 （ 2 ） “基準統(tǒng)一 ”原則 當工件以某一組精基準定位可以比較方便地加工其它表面時，應盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準定位，這就是 “基準統(tǒng)一 ”原則。 ②工藝卡片。還應根據(jù)生產(chǎn)綱領 對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。 夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準”情況，這時小頭定位銷應做成活動的，當連桿定位裝夾后，再抽出定位銷進行加工。 2）進給量的選擇： 粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。 由此可見，精加工時選用較小的吃刀深度 ap和進給量 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 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 確定加工余 量 用查表法確定機械加工余量： （根據(jù)《機械加工工藝手冊》第一卷 表 — 25 表 — 26 表 — 27） （ 1）、平面加工的工序余量（ mm） 單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 4 粗銑 IT12( ? ) 40( ? ) 精銑 IT10( ? ) ( ? ) 粗磨 IT8( ? ) ( ? ) 精磨 IT7( ? ) 40( ?? ) 則連桿兩端面總的加工余量為： 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 22 頁 A 總 = 21 ???ni iA =（ A 粗銑 +A 精銑 +A 粗磨 +A 精磨 ） ? 2 =（ +++） ? 2 = ? mm （ 2）、連桿鑄造出來的總的厚度為 H=38+ ? = 0 ? mm 確定工序尺寸及其公差 （根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表 2— 29 表 2— 34） 1）、大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為 ? 55 mm） 工序名稱 工序基 本余量 工序經(jīng)濟 精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度 珩磨 8 )(6 ?H ? ? )(6 ?H 精鏜 )(8 ?H ? ? )(8 ?H 半精鏜 1 )(11 ?H ? 65 ? 65 )(11 ?H 二次粗鏜 2 )(1