【正文】 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 33 頁(yè) 共 35 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]王仲，劉長(zhǎng)吉 .連桿機(jī)械加工工藝探討 [J].內(nèi)燃機(jī)， 1997， 1:13~16 [2]陳志亮 .柴油機(jī)連桿加工工藝分析 [J].湖南農(nóng)機(jī)， 1997， 4:22 [3]馮日德 .6170 柴油機(jī)連桿、機(jī)體加工中幾個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題的工藝性研究 [D].天津：天津大學(xué)， 2021 [4]程熙 .熱能與動(dòng)力工程機(jī)械制造工藝學(xué) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [5]王啟平 .機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè) .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .～ 68 [6]SAE International， Warrendale， Pennsylvania .Benchmarking the Industry: Powder Fing Makes a Better Connecting Rod[J]. Technical Papers， 2021 [7]Technological study of liquid die fing for the aluminum alloy connecting rod of an air pressor[J].journal of materials processing technology， 2021， 2:462~464 [8]崔金嶺 .柔性?shī)A具的技術(shù)研究與創(chuàng)新設(shè)計(jì) [D].碩士學(xué)位論文 .蘇州：蘇州大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化， 2021 [9]顧懷祥 .淺談連桿加工工藝中的一些新技術(shù) [J].柴油機(jī)設(shè)計(jì)與制造， 2021， 2：45~48 [10]曾景華，高國(guó)清 . 福建省科協(xié)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)數(shù)字化制造及其它先進(jìn)制造技術(shù)專題學(xué)術(shù)年會(huì)論文集 [C]， 2021 [11]陳志亮 .發(fā)動(dòng)機(jī)連桿 制造工藝改進(jìn)分析 [J].機(jī)床與液壓， 2021， 1： 281~282 [12]干方建，潘曉陽(yáng)，胡開(kāi)文 .加工誤差的綜合分析和銑夾具加工應(yīng)用實(shí)例 [J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程， 2021， 31(1)： 20~23 [13]劉燕萍 .連桿夾具的設(shè)計(jì) [J].機(jī)械工程與自動(dòng)化， 2021， 2： 48~51 [14]馮之敬 .機(jī)械制造工程原理 [M].北京：清華大學(xué)出版社， [15]鄭修本 .機(jī)械制造工藝學(xué) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [16]孫麗媛 .機(jī)械制造及專用夾具 [M].北京：冶金工業(yè)出版社， 2021 [17]于俊一 .典型零件的制造工藝 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [18]陳家瑞 .汽車構(gòu)造 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . [19]許峰，滿長(zhǎng)忠 .內(nèi)燃機(jī)工藝制造教程 [M].大連：大連理工大學(xué)出版社， 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 34 頁(yè) 共 35 頁(yè) [20]嚴(yán)紹華 .熱加工工藝基礎(chǔ)（第二版） [M].北京：高等教育出版社， [21]崔洪 .典型零件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與加工工藝過(guò)程分析 [J].山東內(nèi)燃機(jī) .2021， 2 [22]柯建宏 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2021 [23]龐學(xué)慧 ，武文革，成云平 .互換性與測(cè)量技術(shù) [M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 2021 [24]王先逵 .機(jī)械加工工藝手冊(cè) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [25]孟少農(nóng) .機(jī)械加工工藝手冊(cè)（第一卷 ） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1991 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 35 頁(yè) 共 35 頁(yè) 致謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，在這里首先要特別感謝我的導(dǎo)師 — 劉勇老師。本擬用的 CAPP 軟件由于對(duì)其運(yùn)用不熟練，所以只編制了工藝卡。根據(jù)六點(diǎn)定位原理和連桿的定位基準(zhǔn)確定 定為元件；針對(duì)連桿的加工特點(diǎn)及加工的批量，連桿的加緊裝置應(yīng)滿足裝卸工件方便、迅速的特點(diǎn)；連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是比較小，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意各夾具元件結(jié)構(gòu)尺寸的大小。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面以及螺栓孔的定位面，次要的加工表面為油孔、大頭兩側(cè)面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。在連桿的實(shí)際加工過(guò)程中，選連桿大小頭端面及大小頭孔作為主要定位基準(zhǔn)面。 支承板 支承板主要根據(jù)工件連桿的基本尺寸確定支承板的主要尺寸長(zhǎng)為 151mm,寬為60mm。小頭孔的最小直徑為 ? ，菱形銷的基本尺寸為 ? ，其公差一般選取 7h ，則菱形銷的尺寸為 D= 0 ?? mm 。則由機(jī)床夾具手冊(cè)選取圓柱銷的基本尺寸為 H=20mm,d=22mm,h1=3mm,D1=50mm。大頭孔的最小直徑為圓柱銷直徑的基本尺寸。則兩銷的中心距為 124 mm 。夾具體的作用是將定位元件及夾具各裝置連接成一起，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時(shí)能承受以部分切削力，所以?shī)A具體的材料一般采用鑄鐵。為防止工件在切削力 F 的作用下移動(dòng)，所需要的實(shí)際加緊力 SF 的估算公式為 sF = f FFK )( 0? （ N） F — 切削力 0F — 圓柱銷允許承受的切削力 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 23 頁(yè) 共 35 頁(yè) 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體一般為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長(zhǎng)。壓板的高度不超出大小頭端面的高度，這樣銑刀可一次銑削大小頭端面，這樣有利于保證平行度。 加緊元件的設(shè)計(jì)的基本要求： （ 1）夾緊力應(yīng)有助于定位，而不應(yīng)該破壞定位； （ 2）夾緊力的大小應(yīng)能保證加工過(guò)程中工件不發(fā)生位置變動(dòng)和振動(dòng)，并 在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)； （ 3）工作在加緊后的變形和受壓表面的損傷不應(yīng)超過(guò)允許的范圍； （ 4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，動(dòng)作靈活，省力，安全，并有足夠的強(qiáng)度和剛度。而現(xiàn)代高效夾 具大多采用機(jī)動(dòng)加緊方式：氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)，其中氣動(dòng)和液動(dòng)應(yīng)用最為廣泛。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 22 頁(yè) 共 35 頁(yè) 夾 緊元件的確定 夾緊元件的選擇 由前面的加工工藝過(guò)程部分可以知道，機(jī)床采用立式銑床，又從本工序加工的特點(diǎn)考慮，在保證加工精度的前提條件下采用固定式夾具，即夾具固定在工作臺(tái)上，隨著工作臺(tái)的移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。連桿兩端 面的位置尺寸由兩銑刀之間的位置尺寸直接保證，與定位誤差關(guān)系不大，無(wú)須進(jìn)行定位分析。連桿銑端面夾具采用固定式夾具，大頭孔采用圓柱銷定位，小頭孔采用菱形銷定位，端面采用支撐板定位，桿身采用支承釘定位。分析此工序需要限制 Z 方向的平動(dòng)， X、 Y 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)，由連桿的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)選一面兩孔定位。它包括：①尺寸制造誤差 ? C；②定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合誤差 ? b；③基準(zhǔn)位移誤差 ? w。根據(jù)工件定位基準(zhǔn)面的形狀（平面、圓孔、內(nèi)孔）來(lái)決定定位元件的結(jié)構(gòu)形式（支承釘或支承板、 V 型塊、定位套、心軸等）。連桿是一個(gè)剛性較差的工件，應(yīng)十分注意加緊力的大小、方向及著力點(diǎn)位置的選擇，以免因受加緊力的作用而產(chǎn)生變形，降低加工精度。在大小頭孔中插入心軸；大頭的心軸擱在等高墊鐵上，使大頭心軸與平板平行（用千分表在大頭心軸的左右兩端測(cè)量）；把連桿置于直立位置，然后在小頭心軸上距離 100mm 處測(cè)量高度的讀數(shù)差，這就是大、小頭孔在連桿軸線方向的平行度誤差。連桿大小頭孔的直徑尺寸用內(nèi)徑千分測(cè)量，這樣同時(shí)也可以測(cè)出孔的圓度。檢驗(yàn)項(xiàng)目按圖樣上的技術(shù)要求進(jìn)行，一般分為下述三類： (1)觀察外表缺陷及目測(cè)表面粗糙度。 各主要工序工時(shí)定額的具體計(jì)算見(jiàn)附錄一。其包括基本時(shí)間、輔助時(shí)間、布置工作地時(shí)間 、休息與生理需要時(shí)間、準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。 3． 單件時(shí)間和單件工時(shí)定額計(jì)算公式 將上面所列的各項(xiàng)時(shí)間組合起來(lái)，就可以得到各種時(shí)間定額 (1)工序時(shí)間的計(jì)算公式 t t t??基 輔工 序 (2)單件時(shí)間的計(jì)算公式 t t t t t? ? ? ?基 輔 布 置單 件 休 (3)單件 工時(shí)定額的計(jì)算公式 ( / )t t t n定 額 準(zhǔn) 終單 件 在大量生產(chǎn)中，每個(gè)工作地點(diǎn)完成固定的一個(gè)工序，所以在單件工時(shí)定額中沒(méi)有準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間，即： tt?定 額 單 件 4．計(jì)算工時(shí)定額 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 20 頁(yè) 共 35 頁(yè) 時(shí)間定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間。準(zhǔn)備和結(jié)束工作包括：在加工前熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝刀具和夾具 、調(diào)整機(jī)床和刀具等必須準(zhǔn)備的工作，加工一批工件終了后需要拆下和歸還工藝裝備、擦機(jī)床、發(fā)送成品等結(jié)束工作。 (4)休息和自然需要時(shí)間 休t 工人在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足自然需要所消耗的時(shí)間，稱為休息和自然需要時(shí)間，一般按操作時(shí)間的 2％來(lái)計(jì)算。 (3)布置工作地時(shí)間 布置t 工人照管工作地（如調(diào)整或更換刀具、調(diào)整或潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具、擺放工件等）所消耗的時(shí)間，稱為布置 工作地時(shí)間。包括：裝卸工件、開(kāi)動(dòng)和停止機(jī)床、改變切削用量、測(cè)量工件尺寸、進(jìn)刀和退刀等輔助動(dòng)作的時(shí)間。 各種不同情況基本時(shí)間的計(jì)算公式可參考有關(guān)手冊(cè)，針對(duì)具體情況予以確定。 （ 2）技術(shù)時(shí)間定額的組成 ○ 1 基本時(shí)間 基t 直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置、表面形態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所消耗的時(shí)間。 ○ 2 合理制訂時(shí) 間定額對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本都有重大作用。 工時(shí)定額 工時(shí)定額的計(jì)算 （ 1）時(shí)間定額的概念和作用 時(shí)間定額：指在一定的生產(chǎn)條件下，完成一道工序所需消耗的時(shí)間。磨削用量的選擇步驟是先選擇較大的工件速度，再選擇軸向進(jìn)給量，最后選擇徑向進(jìn)給量。半精銑時(shí)，背吃刀量一般為 ～ 2mm；精銑時(shí)背吃刀量一般為 ～ 1mm 或更小。 （ 2）銑削加工時(shí)切削用量的選擇 根據(jù)加工余量來(lái)確定銑削背吃刀量。所選取的鉆頭直徑應(yīng)盡可能一次鉆出所要求的孔。r rM s t r BK K K K K K K K K???? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? （各項(xiàng)可查表） 各加工方法對(duì)應(yīng)的切削用量的選擇過(guò)程 （ 1）鉆、擴(kuò)、锪、鉸、鏜削加工時(shí)切削用量的選擇 鉆削用量的選擇包括確 定鉆頭直徑、進(jìn)給量和切削速度。 （ 3）切削速度的選定：當(dāng) pa 和 f 確定以后， ? 可按公式或查表選定。各切削用量的選擇原則具體如下： （ 1）切削深度 的選擇原則 ：在粗加工時(shí)，盡可能一次切除粗加工全部加工余量，即選擇切削深度的值等于粗加工余量值，對(duì)于粗大毛坯，如切除余量大時(shí)，由于受工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率的限制，應(yīng)分幾次走刀切除全部余量，但應(yīng)盡可能減少走刀次數(shù)，在半精加工時(shí)，如單面余量 h ＞ mm2 時(shí)，則應(yīng)分兩次走刀切除，第一次取中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 17 頁(yè) 共 35 頁(yè) （ 32 ～ 43 ） h ，第二次取 ?pa （ 31 ～ 41 ） h ，如 h ＜ mm2 ，則可以一次切除，在精加工時(shí)，應(yīng)一次切除精加工余量，即 ?pa h 。選定切削用量具體數(shù)值時(shí)還需要附加的一些約束條件。所以合理的選擇切削用量，對(duì)于保證加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率具有重要意義。所以加工時(shí)，要盡量避免這些因素對(duì)加工精度造成的影響 [24]。 表 34加工小頭孔的工序間尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱 工序間余 量 /mm 工序間 工序間尺寸 /mm 工序間 經(jīng)濟(jì)精 度 /mm 表面粗 糙度 Ra/μm 尺寸，公 差 /mm 表面粗 糙度Ra/μ m 珩磨 IT6 41 ? 41 ? 精鏜 IT7 = ? 40. ? 半精鏜 IT8 = ? 40. ? 粗鏜 IT11 = ? ? （ 3）兩端面的加工工序?yàn)椋捍?、精銑兩端面→粗磨兩端面→精磨兩端面。為清楚起?jiàn)，把上述計(jì)算和查表結(jié)果匯總于下表 33 表 33加工小頭孔的工序間尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 工序名稱 工序間余 量 /mm 工序間 工序間尺寸 /mm 工序間 經(jīng)濟(jì)精 度 /mm 表面粗 糙 度 Ra/μm 尺寸，公 差 /mm 表面粗 糙度Ra/μ m 精鏜 IT5 18 ? 18 ? 半精鏜 IT8 = ?? 粗鏜 IT11 = ? ? 鉆 IT12 = ? （ 2）大頭孔的加工工序?yàn)椋捍昼M→半精鏜→精鏜→珩磨。根據(jù)上述經(jīng)濟(jì)加工精度查公差表，將查得公差數(shù)值按“入體原則”標(biāo)注在工序基本尺寸上 [23]。 （ 3）由于精鏜后小頭孔的基本尺寸是 mm18? ，其他各工序的基本尺寸依次為： 半精鏜： ?? ； 粗鏜： ?? ； 鉆小頭孔： ?? 。 （ 2） 由工藝手冊(cè)查得各工序余量為： 精鏜余量為 ；半精鏜余量為 ；粗鏜余量為 。各工序的加工余量和加工工序基本尺寸確定如下論述： （ 1） 連桿小頭孔工序安排：鉆小頭孔→粗鏜→半 精鏜→精鏜。工序尺寸的計(jì)算可從最后一道工序開(kāi)始逐步向前推算。當(dāng)工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸的確定需通過(guò)尺寸鏈計(jì)算來(lái)解決。則連桿的加工工藝流程大致如下表 32： 表 32連桿工藝流程 工序號(hào) 工序內(nèi)容 基準(zhǔn)及技術(shù)條件 設(shè)備 夾具 00 模鍛 05