【文章內(nèi)容簡介】 加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔， 這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。 確定合理的夾緊方法 既然連桿是一個剛性比較差的工件，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)計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。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。 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，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。 本科畢業(yè)論文 10 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 M7331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。 連桿大、小頭孔的加工 連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質(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)過了鉆、擴、鉸三道工序。鉆時以小頭孔外形定位，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、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到 IT6 級公差等級，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、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達到 IT6 級公差等級。表面粗糙度 Ra 為 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。 連桿螺栓孔的加工 連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆、擴、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。 為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴和鉸兩個工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。從而 達到所需要的技術(shù)要求。 粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。精銑時，為了保證螺栓孔的兩個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 ，銑另一個螺栓孔的兩端面。這樣，螺栓本科畢業(yè)論文 11 孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。 連桿體與連桿蓋的銑開工序 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 ， 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不超過 mm,則銑開的剖分面能達到圖紙的要求，否則可能超差。但剖分面本身的平面度、粗糙度對連桿蓋、連桿體裝配后的結(jié)合強度有較大的影響。因此，在剖分面銑開以后再經(jīng)過磨削加工。 大頭側(cè)面的加工 以基面及小頭孔定位，它用一個圓銷（小頭孔）。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準(zhǔn)面）。 連桿加工工藝設(shè)計應(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，切削時會產(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。 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。因為端面的面積大，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 保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此，精銑端面時，夾具可考慮重復(fù)定 位情況，如采用夾具限制 7 個自由度（其是長圓柱銷限制 4 個，長菱形銷本科畢業(yè)論文 12 限制 2 個）。長銷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，一方面長圓柱銷削去一邊，另一方面設(shè)計頂出工件的裝置。 切削用量的選擇原則 正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。 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。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量 （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算： Zw ≈ Vfap? 1000 式中： Zw 單位時間內(nèi)的金屬切除量（ mm3/s） V 切削速度（ m/s） f 進給量（ mm/r） ap 背吃刀量（ mm） 1）切削深度的選擇： 粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機床、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，才考慮分幾次 走刀。 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。因此，進給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應(yīng)考慮到機床進給機構(gòu)的強度、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(yīng)適當(dāng)減小進給量。 3）切削速度的選擇： 本科畢業(yè)論文 13 粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。 精加工時切削用量的選擇原則 1）切削深度的選擇： 精加工時的切削深度應(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，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。 2）進給量的選擇： 精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。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。 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） 表 平面加工工序余量 工序名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟精度 工序尺寸 表 面 粗 糙 度(um) 最小極限尺寸 珩磨 56 ? )(6 ?H 精鏜 79 ? )(8 ?H 半精鏜 1 1112 ? )(11 ?H 二次精鏜 2 1213 510 ? )(12 ?H 一次精鏜 2 1213 520 ? )(12 ?H 擴 5 913 毛坯尺寸 ? 59( 1? ) 本科畢業(yè)論文 14 則連桿兩端面總的加工余量為： A 總 =??ni iA12? =（ A 粗銑 +A 精銑 +A 粗磨 +A 精磨 ） ? 2 =（ +++） ? 2 = ? mm 連桿鑄造出來的總的厚度為 H=38+ ? = 0 ? mm （ 2）小頭孔各工序尺寸及其公差 （根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 表 2— 29 表 2— 30） 表 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)濟精度 工序尺寸 表面粗糙度 最小極限尺寸 精鏜 79 )( ?? 鉸 69 )( ?? 擴 5 913 )( ?? 鉆 ? =24 1013 24 580 ?? 計算工藝尺寸鏈 連桿體的卡瓦槽的計算 增環(huán)為： 1?A ； 減環(huán)為： ?2A ；封閉環(huán)為： 0A （ 1） 0A 極限尺寸為： ?? ??? ?? ? ?? 1 1 m in1 m a xm a x0 nmi imi i AAA = = mm ?? ??? ?? ? ?? 1 1 m a x1 m inm in0 nmi imi i AAA = = mm （ 2） 0A 的上、下偏差為 : 本科畢業(yè)論文 15 ?? ??? ?? ? ?? 1 110 nmi imi i AEIAESE SA = () = mm ?? ??? ?? ? ?? 1 110 nmi imi i AESAEIE IA = = mm 3）、 0 A 的公差為 : 000 EIAESAT ?? =() = mm 4）、 0 A 的基本尺寸為 : 0A = 21 AA? =135 = 8 mm 5）、 0 A 的最終工序尺寸為 : 0A = )(8 ?? m 工時定額的計算 銑連桿大小頭平面 選用 X52K 機床 根據(jù)《機 械制造工藝設(shè)計手冊》表 — 81 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D = 160 mm Z=6 背吃刀量 ap = 3 mm 主軸轉(zhuǎn)速 n = 600r /min 進給量 f= 則實際切削速度 V = ? Dn/（ 1000 60） = m/s 銑削工時為：按表 — 10 L= 3 mm L1 = )( ee ada ? + =50 mm L2 = 3 mm 基本時間 tj = L/fm z = (3+50+3)/(600 3 6) = min 本科畢業(yè)論文 16 按表 — 46 輔助時間 ta = = min 粗磨大小頭平面 選用 M7331 磨床 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 — 170 選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑 D = 160 mm 切削深度 ap = mm Z = 8 主軸轉(zhuǎn)速 n = 100 r/min 磨削速度 V = ? Dn/（ 1000 60） = m/s 磨削工時為：按表 — 11 基本時間 tj = zbk/nfr0z = ( 1)/(100 8) = min 按表 — 40 輔助時間 ta = min 加工小頭孔 (1) 鉆小頭孔 選用鉆床 Z33s1 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 — 38(41)選取數(shù)據(jù) 鉆頭直徑 D = 20 mm 背吃刀量 ap = 10 mm 進給量 f = mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 800 r/min 鉆削速度 V = ? Dn/（ 1000 60） = m/s 鉆削工時為：按表 — 7 L = 10 mm L1 = mm L2 = 基本時間 tj = L/fn = (10++)/( 800) = min 按表 — 41 輔助時間 ta = min 按表 — 42 其他時間 tq = min (2) 擴小頭孔 選用鉆床 Z33s1 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 — 53 選取數(shù)據(jù) 擴刀直徑 D = 30 mm 切削深度 ap = mm 本科畢業(yè)論文 17 進給量 f = mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n =400 r/min 則實際切削速度 V = ? Dn/（ 1000 60） = m/s 擴削工時為：按表 — 7 L = 10 mm L1 = 3 mm 基本時間 tj=L/fn=(10+3)/( 400)= min 按表 — 41 輔助時間 ta= min (3) 鉸小頭孔 選用鉆床 Z33s1 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計手冊》表 — 81 選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑 D = 30 mm 切削深度 ap = mm 進給量 f = mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 n = 20