【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其進行自定位珩磨以提高精度和光潔度 3 連桿上孔的加工 作為柴油機動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現(xiàn)但由于連桿小頭孔毛坯件很多時候為鍛造盲孔所以在鏜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簡單但其中定位孔也是經(jīng)過多次鉆鏜孔加工才最終達到精度要求 45 工藝卡片的填寫 在擬定工藝路線時必須同時確定各工序所采用的機床刀具輔助設備及工藝裝備切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設計機床和工裝的選擇應盡量做到合理經(jīng)濟使之與被 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 選擇 1 機床的加工規(guī)格范圍應與零件的外部形狀尺寸相適應 2 機床的精度應與工序要求的加工精度相適應 3 機床的生產(chǎn)率應與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應大批量生產(chǎn)盡量選用生產(chǎn)率高的專用機床組合機床或自動機床 4 機床的選擇應與現(xiàn)有條件相適應做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設備的作用并盡量做到設備負荷平衡 連桿的尺寸雖然不大但結(jié)構(gòu)比較復雜又是發(fā)動機動力機構(gòu)的重要組件加工精度較高因此在加工中部分設備使用數(shù)控機床連桿屬于批量生產(chǎn)流水作業(yè) 但自動化程度不高所以一部 分工序也采用了通用機床和專用機床 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根據(jù)加工方法工序應達到的加工精度粗糙度工件的材料形狀生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等因素加以考慮原則上盡量采用標準刀具必要時采用各種高生產(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度缺點是韌性差性脆但是這些缺點可以通過刃磨合理的幾何參數(shù)來彌補所以目前硬質(zhì)合金是一種應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候用 YT5 半精加工的時候用YT15 精加工的時候用 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給量降低 本工藝磨削時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 正確設計和使用夾具對保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率擴大機床使用范圍既減輕勞動強度都有重要意義同時使用夾具還有助于工人掌握復雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復雜的工藝問題等具體情況見后面的夾具設計 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算機動時間的前提十分重要加工面的長度和切入超出用來計算機動時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給的方向規(guī)定為長度而把垂直于刀具進給的方向規(guī)定為寬度對于加工件為圓面時寬度和長度相等 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的切入超出長度相加求和得到的計算長度來計算機動時間 對于其它工序如車磨工件外圓表面時直徑為被加工面加工前的尺寸長度為沿工件進給方向的尺寸 切入 超出的具體情況的規(guī)定在后面的機動時間的計算中在詳細進行討論 量及加工余量的確定 1 毛坯余量的確定 機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工序應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為表面層平面度差別較大有時甚至會有相當大的表面凹陷 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)驗估計法這是工藝人員根據(jù) 經(jīng)驗進行估算所有加工余量一般偏大 查表修正法以生產(chǎn)實踐和實驗研究的資料制成的表格為依據(jù)應用時再結(jié)合加工實際情況進行修正 分析計算法根據(jù)一定的試驗資料和計算公式進行計算這樣確定的余量比較經(jīng)濟合理因受切削條件的改變和實驗數(shù)據(jù)不全所限應用較少 經(jīng)驗估計法舉例 根據(jù)以往的經(jīng)驗和現(xiàn)今的生產(chǎn)綱領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為粗加工精度要求又不高根據(jù)以往經(jīng)驗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 選用切削用量對保證產(chǎn)品質(zhì)量提高切削效率和經(jīng)濟效益具有重要作用其基本原則是首先選擇一個盡可能大的切深其次選擇一個較大的進給量 f 最后在刀具耐用度和機床功率允許條件下選擇一個合理的切削速度 v 1．切深的選擇應根據(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)量對于加工外圓是指半徑余量 2．進給量 f 的確定在粗加工時 f 的選擇主要考慮工藝系統(tǒng)剛度和強度工藝系統(tǒng)剛度和強度好時 f 可大一些反之 f 就要小一點 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有合理的刀具耐用度尤其車端面時切速是一個變值其最大值應比車外圓時適當提高 切削用量的選擇也有查表法計算法和經(jīng)驗法三種下面將這三種方法一一列舉 A 計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 每齒進給量為 01 每轉(zhuǎn)進給量 f 781mmrae 96 查《金屬機械加工工藝人員手冊》 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床主軸轉(zhuǎn)速 n然后就可以進行機床的選擇和設計但是這里應該注意到的一點是對于專用機床而言 n 計算確定后就直接可以實現(xiàn)而對于通用 機床則不能把求出的 n 直接實現(xiàn)出來而需要進行進一步的驗算看是否在通用機床的主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)內(nèi)如果達不到計算出來的理論數(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 《金屬機械加工工藝人員手冊》查表 1471 表 10 進給量 Table 10 Feeding 加工方法 切深 進給量 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 進給量 f 09 切速 v 2611 C 經(jīng)驗法 第三十六道工序鉆連桿小頭油孔參考一汽大柴工藝 刀具麻花鉆進給量 f 01 機床轉(zhuǎn)速 n 800 每分進給量為 80mm 切入與超出為 2 所以計算尺寸為 12 速度是 20mmin 率的計算 A 計算法仍以第一道工序為例 功率的計算公式 公式 4 參數(shù)同前帶入公式計算得 P 80KW B 查表 法 公式 5 其中機床的傳動效率本工藝全部取為 80 切削有效功率 機床電機功率 工時間的計算 單件工時定額有下列部分組成 公式 6 公式 7 式中 基本時間對于機床加工工序而言就是機動時間它是直接改變生產(chǎn)對象的形狀尺寸表面質(zhì)量等消耗的時間 工作地點的服務時間如調(diào)整和更換刀具修磨砂輪潤滑擦拭機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 準備終結(jié)時間成批生產(chǎn)時每加工一批零件如 K 件之前工人熟悉工藝文件領取毛坯領取和安裝工藝裝備調(diào)整機床等加工終于完成一道工序內(nèi)容故單件定額時間中不計入可以按照 35 估算 輔助時間為了保證基本時間的完成進行的輔助動作所消耗的時間如裝卸工件操作機床測量改變切削用量等可查表選擇也可按 1520 估算該設計中按照 15估算 的計算方公式 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 工藝設計的整體評估 表 11 工藝路線基本符合加工工序的安排準則 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技術要求 在機械加工工藝的設計過程中為從經(jīng)濟角度出發(fā)在滿足生產(chǎn)綱領和零件各項技術要求的前提下為了提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本還應從以下幾方面考慮 生產(chǎn)設備的選用盡量采用通用機床和通用夾具對于大批量生產(chǎn)為了提高生產(chǎn)效率則要采用專用機床和專用夾具 在選好機床后應按機床工作臺的尺寸盡量設計專用夾具使機床一次可同時加工多個工件以提高生產(chǎn)率 在設計中機床上最好 采用機動裝置減少手動機構(gòu)盡量從減小勞動強度提高生產(chǎn)率角度著手 加工工藝設計基本符合以上經(jīng)濟性原則舉例如下 對于一般機械加工工藝的加工采用通用機床減少了對專用機床的設計時間和經(jīng)費也就減少了人力物力的投入降低了生產(chǎn)成本 整個工藝大部分工序的加工都采用專用機床和專用夾具有些工序的加工還采用進口數(shù)控加工中心大大的提高生產(chǎn)效率 在某些機床上還可以同時加工幾個零件采用生產(chǎn)線批量生產(chǎn)節(jié)省了準備時間和機動時間 對于難加工工序或機動時間長的工序采用多臺機床同時加工縮短了生產(chǎn)周期提高了生產(chǎn)效率 5 夾具設計 51 夾具的整體 設計 計分析 本工序是對連桿體蓋螺栓座面進行銑削加工加工完成應達到以下技術要求 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此道工序銑螺栓座面的定位夾緊方式做以進一步的詳細說明 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計夾具由于要進行 8 件產(chǎn)品的所有加工表面在同一