【文章內(nèi)容簡介】 槽 及體和蓋上的螺栓座面等。 連桿的機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 第 12 頁 的分合可分為三個階段：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)加工準備精基準 ；第二階段主要是加工除精基準以外 的其它表面，包括為合裝做準備的螺栓孔和結(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技術要求的加工 ，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。 連桿的機械加工工藝過程分析 工藝過程的安排 在安排工藝進程時，就要把各主要工序 的粗、精加工工序分開，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)應力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術條件。 各主要表面的工序安排如下： 1． 兩端面： 先精銑后精磨 2． 小頭孔： 擴孔、 鉸孔 、精鏜、壓入襯套后再精鏜 3． 大頭孔： 粗鏜、半精鏜、精鏜、 研磨 。 一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。 定位基準的選擇 在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個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統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖（ 1— 5）所示：在安裝工件時，注意將成套編號標記的一面不與夾具的定位元件接 第 13 頁 觸（在設計夾具時亦作相應的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。 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， 應注意 夾緊力的作用方向和著力點的選擇。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。 連桿兩端面的加工 連桿 兩端面 在擴粗鏜大小頭孔之前先進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。 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。 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 前先進行了 擴孔、 鏜孔 。加工 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。 小頭孔在粗鏜后 ，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。 第 14 頁 大頭孔經(jīng)過 擴孔、 粗鏜、半精鏜、精鏜、研磨 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。 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 度 ，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。 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。 第 15 頁 金屬切除率可以用下式計算： Zw ≈ 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切削深度（ mm） 提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。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。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的吃刀深度 ap,其次選擇一個較大的進給量度 f，最后確定一個合適的切削速度 V. 選用較大的 ap和 f 以后，刀具耐用度 t 顯然也會下降，但要比 V 對 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： 粗加工時切削深度應根據(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，應當盡量將粗加工余量一次切除。只有當總加工余量太大，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，進給量應根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應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，應適當減小進給量。 3． 切削速度的選擇： 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 第 16 頁 率。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度。 精加工時切削用量的選擇原則 精加工時加工精度和表面質(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應先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)效率。 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。通常希 望精加工余量不要留得太大，否則，當吃刀深度較大時，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。 3． 切削速度的選擇： 切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(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。 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，同時滿足生產(chǎn)率的要求。 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） 表 22 平面加工的工序余量（ mm） 工藝名稱 單面余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度 精磨 IT7 38 38 ? 第 17 頁 精銑 1 IT9 ? 則連桿兩端面總的加工余量為： A 總 = 21 ???ni iA =(A 精銑 ＋ A 精磨 )?2 =(1＋ )?2 = （ 2）、連桿鑄造出來的 的厚度為 H=(38+)= 247。 100 = 所以毛坯尺寸為 177。 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） 表 23 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 直徑 余量 工序經(jīng)濟精度 工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度 珩磨 IT6 ? ? )(6 ?H 精鏜 IT8 ? ? )(8 ?H 半精鏜 1 IT11 ? 64 ? 64 )(11 ?H 二次粗鏜 2 IT12 ? 64 ? 62 )(12 ?H 一次粗鏜 2 IT12 ? 62 ? 60 )(12 ?H （根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表 2— 29表 2— 30） 表 24 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 公稱尺寸 表面粗糙 度 第 18 頁 精鏜 )(8 ?H ? )( ?? 鉸 )(9 ?H ? )( ?? 擴 4 )(10 ?H 29? )(29 ?? 柴油機連桿的零件圖見附圖 2 工時定額的計算 銑 連桿 兩側(cè)面 選用銑床 X62W 根據(jù)《 切削用量簡明手冊 》表選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D = 100 mm由于采用標準 高速鋼圓柱 銑刀 所以 齒數(shù) Z = 8 切削速度 V = m/s 銑 削 寬度 ae = 1 mm fm = mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000 60v/? D = r/min 根據(jù)表 — 74 按機床選取 n=750 r/min 則實際切削速度 V = ? Dn/（ 1000 60） = m/s 銑削工時為：按表 — 10 L= mm L1= )( ee ada ? +2= mm L2=2 mm 基本時間 tj = L/fm 2 = (128++2)/(fm n) 2= min 加工小頭孔 . 擴小頭孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù)《機械制造工藝設計手 冊》表 — 53選取數(shù)據(jù) 擴刀直徑 D = 29 mm 切削速度 V = m/s 切削深度 ap = mm 進給量 f = mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n =1000v/? D 60= 223 r/min 根據(jù)表 — 30 按機床選取 n = 250 r/min 第 19 頁 則實際切削速度 V = ? Dn/（ 1000 60） = m/s 擴削工時為：按表 — 7 l = mm l1 = (Dd1)/2 cotkr+2=3mm(kr=60176。 ) l2=3mm 基本時間 tj=L/fm 2=(+3+3)/( 250)= min 鉸小頭孔 選用鉆床 Z3080 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表 — 81選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑 D = mm 切削速度 V = m/s 切削深度 ap = mm