【文章內(nèi)容簡介】 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)殄懺烀た姿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 45 工藝卡片的填寫 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) 選擇 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 選擇 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 YT5YT15YT30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YT30YT15YT5 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 選擇 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 寸的確定 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 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 量及加工余量的確定 1 毛坯余量的確定 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 總余量取決于完成各個(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 2 加工余量的確定 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 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 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 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)榇旨庸ぞ纫笥植桓吒鶕?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 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 58 1 80120 粗車 精車 68 11 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 050 025 80120 粗車后粗磨 粗磨后精磨 050 025 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 量的確定 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 每齒進(jìn)給量為 01 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 781mmrae 96 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 P1113 表 1447 表 8 Table 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 mmr 表 9 刀具耐用度 T Table 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 4963mmin 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 5015 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 1525 0205 0305 0203 5080 80100 銑削 粗加工 精加工 23 0507 0510 0305 240300 300380 切深 2 刀盤直徑 d 120 進(jìn)給量 f 09 切速 v 2611 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 01 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 20mmin 率的計(jì)算 A 計(jì)算法仍以第一道工序?yàn)槔? 功率的計(jì)算公式 公式 4 參數(shù)同前帶入公式計(jì)算得 P 80KW 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 切削有效功率 機(jī)床電機(jī)功率 工時(shí)間的計(jì)算 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 1020 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)入可以按照 35 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 1520 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 mmr n 轉(zhuǎn)速 rmin 以連桿加工的第一序粗線端面為例做以說明 46 工藝設(shè)計(jì)的整體評(píng)估 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 IT5 Ra 004032 孔 鉆擴(kuò)鉸 IT9 Ra 0635 兩端面 粗銑半精銑精車 IT78 Ra 0635 兩端軸頸 粗車精車磨 IT78 Ra 0635 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 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 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 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 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 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 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 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) 51 夾具的整體 設(shè)計(jì) 計(jì)分析 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 要求螺栓座面與分開面平行度 003 粗糙度 Ra32 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