【正文】 12V180C 系列柴油機(jī)連桿銑剖分面夾具設(shè)計(jì) 由連桿工作圖可知，工件材 料為 42Gr,根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，需設(shè)計(jì)一套銑剖分面夾具，刀具為 立式銑刀 。故排屑問題在夾具設(shè)計(jì)中必須給以充分注意，在設(shè)計(jì)高效 機(jī)床和自動(dòng)線夾具時(shí)尤為重要。 （ 4）便于排屑 切屑積集在夾具中，會破壞工件的正確定位；切屑帶來的大量熱量會引起夾具和工件的熱變形；切屑在清理又會增加輔助時(shí)間。 （ 3）操作方便、安全、省力 如采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并可較好地控制夾緊力。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差分析與計(jì)算。 （ 4）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。在現(xiàn)代機(jī)床夾具中，廣泛采用氣動(dòng)、液動(dòng)等機(jī)動(dòng)夾緊裝置，可以進(jìn)一步 提高生產(chǎn)效率。 機(jī)床專用夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能如下： （ 1）保證加工質(zhì)量 使用機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工面與定位面之間以及被加工表面相互位置之間的位置精度。 按夾緊動(dòng)力源分類，分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具、其他動(dòng)力源夾具。 按通用性和使用特點(diǎn)分類，分為通用夾具、專用夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、組合夾具、隨行夾具。設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)能夠達(dá)到可靠的保證零件的加工質(zhì)量；生產(chǎn)效率高；結(jié)構(gòu)工藝性好、便于制造和維護(hù)；成本低；操作方便、安全、省力和排屑方便等要求。 n = 1000v/? D = 103r/min 根據(jù)表 — 39 按機(jī)床選取 n = 120 r/min 求得實(shí)際轉(zhuǎn)速為 V = ? dn/1000=鏜削工時(shí)為： 按表 215,鏜孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間為 ifn llllT 3210 ???? L = 70mm 1l = mm 2l = 4mm，測量工具選用內(nèi)卡鉗， 3l =3mm ，進(jìn)給次數(shù) i=1，則 0T = ，輔助時(shí)間 fT = 0T = 第 3 章 夾具設(shè)計(jì) 在機(jī)械加工中，保證一批工件占有正確位置的裝置，稱為機(jī)床夾具，通常也簡稱為夾具。 ???? fddfN =3KW 所選機(jī)床滿足要求 （ 13） 精鏜大頭孔 選用鏜床 T2115 根據(jù) 《機(jī)械加工工藝手冊》 表 1451 選擇 ap = ，刀桿伸出長度為 200mm,得 f=查 《機(jī)械加工工藝手冊》表 144，選擇刀具材料為 YT15 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 1016，選擇鏜通孔類鏜刀，刀具幾何參數(shù)為： rk‘ =450 ， B=12mm,H=12mm,L=150mm,L=60mm,d=24mm. 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 1451,加工材料為 42Gr,加工條件為切削液，取v=10mm/min。 n = 1000v/? D = 157 r/min 根據(jù)表 — 39 按機(jī)床選取 n = 160 r/min 求得實(shí)際轉(zhuǎn)速為 V = ? dn/1000=鏜削工時(shí)為： 按表 215,鏜孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間為 ifn llllT 3210 ???? L = 63mm 1l = mm 2l = 5 mm，測量工具選用內(nèi)卡鉗， 3l =5mm ，進(jìn)給次數(shù) i=1，則 0T = ，輔助時(shí)間 fT = 2） 根據(jù) 《機(jī)械加工工藝手冊》 表 1451 選擇 ap = ，刀桿伸出長度為 200mm,得 f=查 《機(jī)械加工工藝手冊》表 144，選擇刀具材料為 YT15 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 1016，選擇鏜通孔類鏜刀，刀具幾何參數(shù)為： rk‘ =450 ， B=12mm,H=12mm,L=150mm,L=60mm,d=24mm. 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 1451,加工材料為 42Gr,加工條件為 切削液，取v=20mm/min。 查表 224取 ： 切削深度 ap = 進(jìn)給量 f = mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/? D = 140 r/min 根據(jù)表 — 31 按機(jī)床選取 n = 200 r/min 則實(shí)際切削速度 V =? Dn/1000 = 驗(yàn)算 功率 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表 1430 P= M 39。 ???? fddfN =3KW 所選機(jī)床滿足要求 b)擴(kuò)螺栓孔 選用鉆床 Z3025 根據(jù) 《機(jī)械加工工藝手冊》 表 1026選取數(shù)據(jù) 選取 ?? 擴(kuò)孔鉆，刀具材料為高速鋼 查 《機(jī)械加工工藝手冊》表 1437，選 進(jìn)給量 f = mm/r 根據(jù)公式fat dp?其中 切削深度 ap = 則 v=則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/? D = 764 r/min 根據(jù)表 — 30 按機(jī)床選取 n=764 r/min 則實(shí)際切削速度 V = ? Dn/1000 =24m/min 驗(yàn)證功率 ： 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表 1430 P= M 39。 （ 6） 加工連桿體 1)粗銑結(jié)合面 選用銑床 X62W 根據(jù) 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 表 — 74（ 84）選取 銑刀直徑 D = 40mm，材料為高速鋼，齒數(shù) Z=6， pa =3mm 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表 1469，取 zf =，據(jù)公式（ 21）求 V=zafat dc ezp v 式中 vc 系數(shù)， vc =。 其主 要參數(shù)為：可磨削最大工件尺寸（長寬高）為 200mm 630mm 320mm,砂輪尺寸（外徑寬內(nèi)徑）為 250mm 25mm 75mm，砂輪軸轉(zhuǎn)速 1500r/min,3000r/mm（轉(zhuǎn)速為兩級），總功率為 。 ea 銑削寬度， mm。 pa 切削深度， mm。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度確定。 確定各主要面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。 確定工序尺寸的一般方法是由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按 零件圖樣的要求標(biāo)注。 （五） 大頭側(cè)面的加工 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 以基面及小頭孔定位，它用一個(gè)圓銷（小頭孔）。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(qiáng)度有較大的影響。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。從而達(dá)到所需要的技術(shù)要求。加工時(shí)以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。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。 大頭孔經(jīng)過擴(kuò)、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達(dá)到 IT6級公差等級。 小頭孔在 擴(kuò)、粗鏜、半精鏜之 后，在金剛鏜床上與大頭孔同時(shí)精鏜，達(dá)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。 小頭孔是定位基面，在 用作定位基面之前，它經(jīng)過了鉆、擴(kuò)、鉸三道工序。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。粗磨在轉(zhuǎn)盤磨床上，使成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。毛坯的同軸度誤差允許值為 ，殘留飛邊為 。 （ 1）鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品質(zhì)量估算鍛件質(zhì)量為 （ 2）加工精度 零件表面均為精加工和磨削加工精度 2F （ 3）機(jī)械加工余量 用查表法確定機(jī)械加工余量： （根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第一卷 表 — 25 表 — 26 表 ） 1） 平面加工的工序余量（ mm） 表 22小頭孔 平面加工的工序余量（ mm） 單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 74 粗銑 1 IT12( ?? ) 72( ? ) 精銑 IT10(?? ) ( ? ) 粗磨 IT8(?? ) ( ? ) 精磨 IT7(?? ) 70( ?? ) 設(shè)計(jì)毛坯圖 （一）確定毛坯尺寸公差 連桿的鍛件質(zhì)量 ，形狀復(fù)雜系數(shù) S2， 42CrMoA 中合金元素含量大于%，按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表 ，鍛件的材質(zhì)系數(shù)為 M2，采取平直分模線，鍛件為精密精度等級，則毛坯的公差可從《機(jī)械 加工工藝 手冊 》表 ， 和 。孔的加工余量由《機(jī)械制造工藝簡明手冊》表。在小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)下，可以考慮廣泛采用技術(shù)水平較高的數(shù)控機(jī)床及加工中心，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮零件特點(diǎn)和技術(shù)要求、工藝設(shè)備與裝備的具體使用條件及經(jīng)濟(jì)因素等，可初步確定其加工工藝路線為： 制定 180C 柴油機(jī)連桿工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使連桿的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，在中批生產(chǎn)的生產(chǎn)條件下，可以考慮采用通用夾具和部分專用夾具等，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，以降低生產(chǎn)成本。在此先確定工藝路線，再在后面詳細(xì)論述機(jī)床與工藝裝備的選擇、加工余量的確定、工序尺寸的確定、切削用量的確定、時(shí)間定額的確定等內(nèi)容。 各主要表面的工序安排如下： 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 （ 1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨 （ 2）小頭孔： 擴(kuò)孔 、 粗鏜 、 半精鏜 、精鏜、壓入襯套后再精鏜 （ 3）大頭孔：擴(kuò)孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨 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。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。 因 此，在安排工藝進(jìn)程時(shí)，就要把各主要表面的粗、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。 （二）工序安排 在連桿加工中有兩個(gè)主要因素影響加工精度： （ 1）連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。 連桿蓋 機(jī)械加工工藝過程 連桿蓋的機(jī)械加工工藝過程大致可以分為：半精銑對接面 —— 劃孔線 —— 車孔 —— 精銑對接面 —— 鉆鉸各孔 —— 磨螺釘面 —— 修正圓角 —— 鉗工組裝 ——?jiǎng)澩卟?—— 銑瓦槽 —— 鉗工組裝。對于 180C 柴油機(jī)連桿進(jìn)行粗加工時(shí)，以大小頭兩端面作為精基準(zhǔn)，所以先粗加工大小頭端面，然后再加工其他各主要表面。 （一） 加工階段的劃分 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 連桿機(jī)械加工工藝過程 連桿的機(jī)械加工工藝過程大致可以分為：加工基準(zhǔn)面 —— 粗鉆銑大小頭平面及大小頭孔 —— 調(diào)質(zhì)處理 —— 半精鉆銑大小 頭平面及大小頭孔 —— 分離連桿和連桿蓋 —— 精銑基準(zhǔn)面并進(jìn)行磨削 —— 鉆、鉸、锪各種孔 —— 精鉆銑大小頭平面及小頭孔和大頭軸瓦 —— 研磨重要孔的支撐面 —— 鉗工倒角、去毛刺 —— 探傷后鉗工清洗組裝。除機(jī)械加工外，還有調(diào)質(zhì)處理、劃螺紋孔線、探傷等。 連桿的主要加工部位是大小頭端面，大小頭孔。這種定位方法使工件在夾緊時(shí)的變形較小，同時(shí)可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面 度較好的平面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時(shí)工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復(fù)變形，影響后續(xù)工序的定位精度。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個(gè)工藝過程的加工精度常有深遠(yuǎn)的影響。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴(kuò)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(shí)會影響到后續(xù)工序的加工精度。 為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當(dāng)配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時(shí)，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時(shí)將定位銷做成活動(dòng)的稱 “ 假銷 ” 。這樣就使各工序中的定位成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 基準(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。 根據(jù)以上原則，結(jié)合連桿的具體的結(jié)構(gòu)，確定基準(zhǔn)如下： 在連桿機(jī)械加工工藝過程中，大部分工 序選用連桿的一個(gè)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。 ○ 3 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)某些表面相互位置精度要求較高時(shí)，這些表面又可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證這些表面之間的位置精度?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一或者一次安裝和有關(guān)工序所使用的夾具結(jié)構(gòu)大體上統(tǒng)一，降低了工序設(shè)計(jì)和制造成本。選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則 ： ○ 1 基準(zhǔn)重合 盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的定位誤差。 ○ 5 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只能使用 一次，不應(yīng)重復(fù)使用，以免產(chǎn)生不必要的定位誤差。因此選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： ○ 1 對于不需要全部加工表面的零件，應(yīng)使用始終不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證不加工表面與加