【文章內(nèi)容簡介】 距離零件實(shí)際要求的粗糙度還有一段差距，需要進(jìn)一步精加工；另一方面，由于連桿經(jīng)歷了體蓋分開的分體加工過程，雖然體蓋仍然是嚴(yán)格的按照成組加工的方法進(jìn)行加工，但難免在加工和組立時(shí)產(chǎn)生偏差，使精度走失。所以，體改組立以后要立即對(duì)連桿的兩端面進(jìn)行磨削加工。最后一個(gè)重要的磨削表面是大頭孔的珩磨。由于連桿大頭孔是與柴油機(jī)曲軸相配合的孔，是整個(gè)連桿上最重要的加工表面，精度要求非常高。加工次數(shù)也最多。所以，在最后要對(duì)其進(jìn)行自定位珩磨以提高精度和光潔度。3 連桿上孔的加工作為柴油機(jī)動(dòng)力部分的主要零件，連桿上需要加工的孔并不算多，只由連桿的大、小頭孔以及定位孔、螺栓孔，但其加工程序和加工工藝卻并不簡單。連桿大小頭孔的加工主要是通過鏜孔實(shí)現(xiàn)，但由于連桿小頭孔毛坯件很多時(shí)候?yàn)殄懺烀た祝栽阽M孔之前，一般安排一道鉆通小頭孔的工序加以輔助加工。大頭孔前后共經(jīng)歷5次不同程度的鏜孔加工。小頭孔經(jīng)過4次鏜孔加工。連桿定位孔、螺栓孔的加工相對(duì)簡單，但其中定位孔也是經(jīng)過多次鉆、鏜孔加工才最終達(dá)到精度要求。在擬定工藝路線時(shí)，必須同時(shí)確定各工序所采用的機(jī)床，刀具，輔助設(shè)備及工藝裝備，切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設(shè)計(jì)。機(jī)床和工裝的選擇應(yīng)盡量做到合理，經(jīng)濟(jì)，使之與被加工零件的生產(chǎn)類型，加工精度和零件的形狀尺寸相適應(yīng)。1 機(jī)床的加工規(guī)格范圍應(yīng)與零件的外部形狀，尺寸相適應(yīng)。2 機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)3 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)盡量選用生產(chǎn)率高的專用機(jī)床，組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床。4 機(jī)床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有條件相適應(yīng)。做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用，并盡量做到設(shè)備負(fù)荷平衡。 連桿的尺寸雖然不大，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，又是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的重要組件，加工精度較高，因此在加工中部分設(shè)備使用數(shù)控機(jī)床。連桿屬于批量生產(chǎn)，流水作業(yè) ，但自動(dòng)化程度不高，所以，一部分工序也采用了通用機(jī)床和專用機(jī)床。刀具的選擇也包括刀具的類型，構(gòu)造和材料的選擇，主要應(yīng)根據(jù)加工方法、工序應(yīng)達(dá)到的加工精度、粗糙度、工件的材料形狀、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等因素加以考慮，原則上盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)采用各種高生產(chǎn)率的專用刀具。本工藝中車、銑工序都采用YT類硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金石制造高速切削刀具的主要材料，其硬度高、耐磨性和耐熱性好，具有一定的使用強(qiáng)度。缺點(diǎn)是韌性差，性脆，但是這些缺點(diǎn)，可以通過刃磨合理的幾何參數(shù)來彌補(bǔ)。所以，目前硬質(zhì)合金是一種應(yīng)用廣泛的刀具材料。主要有YTYT1YT30，隨著數(shù)字的增大，TiC的含量增大，TiC越多，韌性越差，但耐熱性與耐磨性提高。所以在粗加工的時(shí)候用YT5，半精加工的時(shí)候用YT15，精加工的時(shí)候用YT30。所以由粗加工、半精加工、精加工的工藝安排順序考慮，我們分別選用YTYT1YT5的刀具。他們的耐磨性增加、切速增加、進(jìn)給量降低。本工藝磨削時(shí)采用磨具—砂輪，它的性能主要取決于磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織及砂輪的形狀和尺寸。正確設(shè)計(jì)和使用夾具，對(duì)保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍既減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有重要意義。同時(shí)，使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問題等。具體情況見后面的夾具設(shè)計(jì)部分。加工面的尺寸作為確定刀具的形狀大小，和計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間的前提十分重要。加工面的長度和切入超出用來計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間，加工面的直徑和寬度，用來選擇刀具。這里，我們把沿刀具進(jìn)給的方向規(guī)定為長度，而把垂直于刀具進(jìn)給的方向規(guī)定為寬度。對(duì)于加工件為圓面時(shí)，寬度和長度相等。圖8Figure8例如：如圖8可知：由寬度決定刀具的直徑大于工件的直徑，便于刀具一次行程完成全部銑削。由長度和加工時(shí)的切入超出長度相加求和得到的計(jì)算長度來計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間。 對(duì)于其它工序如車、磨工件外圓表面時(shí)，直徑為被加工面加工前的尺寸，長度為沿工件進(jìn)給方向的尺寸。切入超出的具體情況的規(guī)定在后面的“機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算”中在詳細(xì)進(jìn)行討論。機(jī)械加工中毛坯尺寸與其零件尺寸之差稱為毛坯余量，加工余量的大小取決于各加工過程中各個(gè)工序應(yīng)切除的金屬層的總和，以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸間的偏差值?？傆嗔咳Q于完成各個(gè)工步的條件，如安裝零件的精確度和工具的特性等。但是，其中的值，即第一個(gè)粗切削工步的加工余量還取決于毛坯需要加工處的表面層狀況，因?yàn)楸砻鎸悠矫娑炔顒e較大，有時(shí)甚至?xí)邢喈?dāng)大的表面凹陷。此外，表面的金屬層往往不同與表皮內(nèi)部的金屬，在鍛件表面層有氧化層和脫碳層，由此可知，表面層是有缺陷的，它的特點(diǎn)是，有較高的硬度。如果刀具的刀刃切在表面層，將使刀具加速磨損。曲軸屬于復(fù)雜軸類零件，生產(chǎn)批量性質(zhì)屬于大批生產(chǎn)，故為了提高毛坯質(zhì)量及生產(chǎn)效率，我們采用模鍛的方法。查表可知：表5毛坯余量Table5 Blank allowance兩端軸向毛坯余量曲柄臂軸向毛坯余量主軸徑向毛坯余量連桿軸徑向毛坯余量完成某一道工序所需切除的材料層的厚度稱為工序余量。從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程中所切除的材料層厚度稱為總余量，加工余量的確定通常有三種方法：I. 經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法：這是工藝人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。所有加工余量一般偏大。II. 查表修正法：以生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究的資料制成的表格為依據(jù)，應(yīng)用時(shí)再結(jié)合加工實(shí)際情況進(jìn)行修正。III. 分析計(jì)算法：根據(jù)一定的試驗(yàn)資料和計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，這樣確定的余量比較經(jīng)濟(jì)合理，因受切削條件的改變和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不全所限，應(yīng)用較少。經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法舉例： 根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)今的生產(chǎn)綱領(lǐng)和工藝安排，確定加工余量，以連桿加工的粗銑兩端面為例，此道工序?yàn)榇旨庸ぃ纫笥植桓?，根?jù)以往經(jīng)驗(yàn)，切削用量可較其他工序大，因此，加工余量定為3mm。查表法舉例:a. 車削加工表6車削加工加工余量Table6 Turning machining allowance公稱直徑加工方法軸的長度（單邊余量）5080粗車精車58180120粗車精車68b. 磨削加工表7磨削加工加工余量Table7 Grinding machining allowance公稱直徑加工方法軸的長度（單邊余量）5080粗車后粗磨粗磨后精磨80120粗車后粗磨粗磨后精磨根據(jù)連桿加工的精度要求，結(jié)合上表，分別以車定位面和磨連桿兩端面為例，確定加工余量。正確的選用切削用量對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高切削效率和經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用，其基本原則是：首先選擇一個(gè)盡可能大的切深,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f，最后，在刀具耐用度和機(jī)床功率允許條件下選擇一個(gè)合理的切削速度v。1．切深的選擇。應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。粗加工時(shí)，除留下半精加工、精加工的余量之后的余量來確定的量，往往采用逐漸減小的方法逐步提高加工精度和表層質(zhì)量。對(duì)于加工外圓，是指半徑余量。2．進(jìn)給量f的確定。在粗加工時(shí)，f的選擇主要考慮工藝系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度。工藝系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度好時(shí)，f可大一些：反之，f就要小一點(diǎn)。3．切速v的選擇。V主要根據(jù)工件材料和刀具性質(zhì)來確定。在和f都確定的情況下，所選切速應(yīng)有合理的刀具耐用度。尤其車端面時(shí)，切速是一個(gè)變值，其最大值應(yīng)比車外圓時(shí)適當(dāng)提高。切削用量的選擇也有查表法、計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法三種，下面將這三種方法一一列舉：A 計(jì)算法舉例（第一道工序：粗銑兩端面）： 根據(jù)前面的加工余量的分析，粗加工是去除半精加工和精加工的加工余量，本工序的加工余量=3，工件材料為40Cr；刀具：直徑為315，齒數(shù)z=40，材料30CrMnSiNiA，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=，ae=96。查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P1113 表1447表8Table 8刀具材料工件材料加工方法切速v的公式結(jié)構(gòu)碳鋼、鉻鋼合金鋼銑削其中，T—刀具耐用度（分）—切深（mm）f—進(jìn)給量（mm/r）表9刀具耐用度TTable 9 Cutter刀具耐用度（分）刀具耐用度（分）普通外圓車刀90普通端銑刀200端面車刀60立銑刀90成型刀120擴(kuò)孔鉆60帶入公式，算得v=v確定了之后，就可以通過公式確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n，然后就可以進(jìn)行機(jī)床的選擇和設(shè)計(jì)。但是，這里應(yīng)該注意到的一點(diǎn)是，對(duì)于專用機(jī)床而言，n計(jì)算確定后就直接可以實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于通用機(jī)床則不能把求出的n直接實(shí)現(xiàn)出來，而需要進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)算，看是否在通用機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)內(nèi)。如果達(dá)不到計(jì)算出來的理論數(shù)值，就要選擇鄰近的n來代替，從而在反推出其它切削用量的值。該道工序是專用機(jī)床，帶入公式算得n=B 查表法舉例：（第十七道工序：銑小端油孔面）《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》查表1471表10 進(jìn)給量Table 10 Feeding 加工方法切深進(jìn)給量f切速v車削粗加工精加工508080100銑削粗加工精加工23240300300380切深 =2刀盤直徑 d=120進(jìn)給量 f=切速 v=C 經(jīng)驗(yàn)法(第三十六道工序，鉆連桿小頭油孔，參考一汽大柴工藝) 刀具麻花鉆，進(jìn)給量f=，機(jī)床轉(zhuǎn)速n=800，每分進(jìn)給量為80mm,切入與超出為2，所以計(jì)算尺寸為12，速度是20m/min。A 計(jì)算法仍以第一道工序?yàn)槔汗β实挠?jì)算公式： (公式4)參數(shù)同前，帶入公式計(jì)算得P=B 查表法： (公式5)其中—機(jī)床的傳動(dòng)效率,本工藝全部取為80%?！邢饔行Чβ省獧C(jī)床電機(jī)功率單件工時(shí)定額有下列部分組成： (公式6) (公式7)式中：—基本時(shí)間。對(duì)于機(jī)床加工工序而言，就是機(jī)動(dòng)時(shí)間。它是直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀，尺寸，表面質(zhì)量等消耗的時(shí)間。—工作地點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間。如調(diào)整和更換刀具，修磨砂輪，潤滑擦拭機(jī)床，清除切屑等。一般可按照=（10%20%）估算。本次工藝卡填寫按照10%估算。—準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。成批生產(chǎn)時(shí)，每加工一批零件（如K件）之前工人熟悉工藝文件，領(lǐng)取毛坯，領(lǐng)取和安裝工藝裝備，調(diào)整機(jī)床等。加工終于完成一道工序內(nèi)容，故單件定額時(shí)間中不計(jì)入?？梢园凑?（3%5%）估算。—輔助時(shí)間。為了保證基本時(shí)間的完成進(jìn)行的輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。如裝卸工件，操作機(jī)床，測量，改變切削用量等，可查表選擇，也可按=（15%20%）估算。該設(shè)計(jì)中按照15%估算。的計(jì)算方公式：= (公式8)其中，L—加工長度(mm)L1—加工切入(mm)L2—加工超出(mm)f—進(jìn)給量（mm/r）n—轉(zhuǎn)速(r/min)以連桿加工的第一序粗線端面為例做以說明：= 表11工藝路線基本符合加工工序的安排準(zhǔn)則Table11 The basic processes with process route arrangement of standards加工表面加工路線加工精度加工粗糙度主軸頸及連桿軸頸粗車—精車—粗磨—半精磨—精磨—拋光IT5Ra孔鉆—擴(kuò)—鉸IT9Ra兩端面粗銑—半精銑—精車IT78Ra兩端軸頸粗車—精車—磨IT78Ra綜上所述，本工藝路線符合加工零件的各項(xiàng)技術(shù)要求。在機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)過程中，為從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，在滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，為了提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，還應(yīng)從以下幾方面考慮：1) 生產(chǎn)設(shè)備的選用盡量采用通用機(jī)床和通用夾具。對(duì)于大批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率則要采用專用機(jī)床和專用夾具。2) 在選好機(jī)床后，應(yīng)按機(jī)床工作臺(tái)的尺寸盡量設(shè)計(jì)專用夾具，使機(jī)床一次可同時(shí)加工多個(gè)工件，以提高生產(chǎn)率。3) 在設(shè)計(jì)中，機(jī)床上最好采用機(jī)動(dòng)裝置，減少手動(dòng)機(jī)構(gòu)，盡量從減小勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率角度著手。加工工藝設(shè)計(jì)基本符合以上經(jīng)濟(jì)性原則，舉例如下：1) 對(duì)于一般機(jī)械加工工藝的加工采用通用機(jī)床，減少了對(duì)專用機(jī)床的設(shè)計(jì)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，也就減少了人力、物力的投入，降低了生產(chǎn)成本。2) 整個(gè)工藝大部分工序的加工都采用專用機(jī)床和專用夾具，有些工序的加工還采用進(jìn)口數(shù)控加工中心，大大的提高生產(chǎn)效率。3) 在某些機(jī)床上還可以同時(shí)加工幾個(gè)零件，采用生產(chǎn)線批量生產(chǎn)，節(jié)省了準(zhǔn)備時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間。4) 對(duì)于難加工工序或機(jī)動(dòng)時(shí)間長的工序，采用多臺(tái)機(jī)床同時(shí)加工，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。5 夾具設(shè)計(jì) 夾具的整體設(shè)計(jì)本工序是對(duì)連桿體蓋螺栓座面進(jìn)行銑削加工，加工完成應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求具體如圖9所示圖9 銑螺栓座面裝夾簡圖Figure9 Milling bolt seat surface clamping diagram銑體蓋螺栓座面，分別至分開面高37mm，； 由于本道工序的加工精度要求不高，裝夾、定位又比較簡單，因此，為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，本家具主體才用焊接件結(jié)構(gòu)。、夾緊方案的確定在前面已經(jīng)討論過連桿加工中各工序的定位夾緊方法。在這里再對(duì)此道工序——銑螺栓座面的定位夾緊方式做以進(jìn)一步的詳細(xì)說明。為了提高生產(chǎn)效率和批量生產(chǎn)的精度，我們采用了多件加工的方法設(shè)計(jì)夾具。由于要進(jìn)行8件產(chǎn)品的所有加工表面在同一機(jī)床上用四把銑刀一次性完成，這幾要求各工件的定位精確。因此，要求第一定位基準(zhǔn)定位塊在同一平面上。本道工序采用六點(diǎn)定位，以連桿