畢業設計-機車柴油機設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。 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。 由于用小頭孔和大頭孔外側面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔，這些工序對于鉸后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續工序的加工精度。 在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加 工精度會有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。連桿的加工就是如此，在 連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗銑兩個端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銑就是關鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復變形，影響后續工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面 度較好的平面。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。 連桿的主要加工部位是大小頭端面，大小頭孔。次要加工部位是各種螺紋孔及倒角。除機械加工外，還有調質處理、劃螺紋孔線、探傷等。另外在機械加工過程后還安排了鉗工倒角去毛刺、并對連桿進行噴丸處理，為連桿的組裝做好準備。 （一） 加工階段的劃分 成都電子機械高等專科學校畢業設計說明書 14 連桿機械加工工藝過程 連桿的機械加工工藝過程大致可以分為：加工基準面 —— 粗鉆銑大小頭平面及大小頭孔 —— 調質處理 —— 半精鉆銑大小 頭平面及大小頭孔 —— 分離連桿和連桿蓋 —— 精銑基準面并進行磨削 —— 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。 連桿的大小頭平面及大小頭孔的技術要求都很嚴格，所以對于這些端面安排了：粗銑 —— 半精銑 —— 精銑。對于 180C 柴油機連桿進行粗加工時，以大小頭兩端面作為精基準，所以先粗加工大小頭端面，然后再加工其他各主要表面。各種孔的加工集中在連桿與連桿蓋連接處，所以將各種孔加工完之后再精銑大小頭端面，以保證重要加工表面不被破壞或劃傷。 連桿蓋 機械加工工藝過程 連桿蓋的機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 ——劃瓦槽 —— 銑瓦槽 —— 鉗工組裝。 對于連桿蓋進行粗加工時，以連桿蓋一側的一端面作為粗基準，然后以對接端面作為精基準，加工其他的重要表面。 （二）工序安排 在連桿加工中有兩個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。（ 2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時將產生較大的殘余內應力，并引起內應力重新分布。 因 此，在安排工藝進程時，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。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產生變形。粗、精加工分開后，粗加工產生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內應力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術條件。 各主要表面的工序安排如下： 成都電子機械高等專科學校畢業設計說明書 15 （ 1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨 （ 2）小頭孔： 擴孔 、 粗鏜 、 半精鏜 、精鏜、壓入襯套后再精鏜 （ 3）大頭孔：擴孔、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。 制定工藝路線即工序設計，其主要內容包括機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、時間定額的確定等。在此先確定工藝路線，再在后面詳細論述機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、時間定額的確定等內容。 制定柴油機 連桿 加工工藝路線的出發點，應當是使其能夠合理保證氣缸蓋的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技 術要求。在小批量生產的生產綱領下，可以考慮廣泛采用技術水平較高的數控機床及加工中心，并盡量使工序集中來提高生產率，除此之外，還應當綜合考慮零件特點和技術要求、工藝設備與裝備的具體使用條件及經濟因素等，可初步確定其加工工藝路線為： 制定 180C 柴油機連桿工藝路線的出發點，應當使連桿的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理保證，在中批生產的生產條件下，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率，除此之外，還應當考慮經濟因素，以降低生產成本。 因此，經過綜合考慮，最 終確定 180C柴油機連桿加工工藝過程如下表 21；連桿蓋的加工工藝過程如下表 22： 表 21 180C柴油機連桿加工工藝過程 序號 工序名稱 定位基準 1 銑大小頭兩端面（先標記朝上） 基面、小頭孔側面、大頭孔凸塊 2 擴連桿小頭孔（標記朝上） 基面、小頭孔側面、側面 3 小頭孔兩端倒角 基面、小頭孔側面、側面 4 粗鏜及半精鏜小頭孔 基面、大頭孔、側面 成都電子機械高等專科學校畢業設計說明書 16 5 拉大頭孔去重凸塊及兩側面 基面、小頭孔、大頭孔 6 切開連桿體和蓋 大頭孔端面、側面、小頭孔 7 擴大頭孔（標記朝下） 基面、小頭 孔、大頭孔側面 8 拉小頭孔去重凸塊 基面、小頭孔、大頭孔側面 9 拉兩側面、半圓面和結合面 基面、小頭孔、大頭孔 10 粗惚連桿體兩螺栓座面 基面、小頭孔、大頭孔側面 11 銑軸瓦鎖扣槽（標記朝里） 基面、小頭孔、大頭孔側面 12 鉆大頭階梯油孔 基面、小頭孔、大頭孔側面 13 精銑螺栓座面 基面、小頭孔、大頭孔側面 14 粗銑 結合面 基面、小頭孔、大頭孔側面 15 拉兩側面、半圓面和結合面 連桿蓋的平面和側面和凸塊斷面 16 粗銑螺母座面 連桿蓋平面、大頭孔、側面 17 銑軸瓦鎖口槽 連桿 蓋 平面、結合面、側面 18 精 銑 結合面 小頭孔 、 基面 、側面 19 精銑連桿蓋上螺母座面 基面、小頭孔、大頭孔側面 20 從連桿蓋方向鉆、擴、鉸螺紋孔（成對裝卸） 基面、小頭孔、大頭孔側面 21 從連桿體方向擴螺栓孔，孔口倒角 基面、小頭孔、大頭孔側面 22 裝配連桿體和蓋（標記同向） 23 擴大頭孔 基面、小頭孔、側面 成都電子機械高等專科學校畢業設計說明書 17 24 大頭孔兩端倒角 基面、小頭孔、大頭孔側面 25 半精磨大小頭兩端面 (先標記朝上 ) 基面、小頭孔側面、凸塊 26 精磨大小頭兩端面（先標記朝上） 基面、小頭孔側 面、凸塊 27 粗鏜大頭孔 基面、小頭孔、大頭孔側面 28 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 基面、小頭孔、大頭孔側面 29 稱大小頭重量 30 銑大小頭多余重量 基面、小頭孔、大頭孔 31 鉆小頭油孔 基面、小頭孔、大頭孔側面 32 鉸小頭孔內油孔毛刺 基面、小頭孔、大頭孔側面 33 小頭孔兩端倒角 34 小頭兩端壓銅襯套 35 擠壓小頭孔 基面、小頭孔 36 銅襯套兩端倒角 37 精鏜大頭孔和小頭襯套孔 基面、小頭孔、大頭孔側面 38 按需要程度去全部毛刺 39 終檢（尺寸分 組） 40 校正 成都電子機械高等專科學校畢業設計說明書 18 2． 6 確定毛坯加工余量及毛坯尺寸 鋼質鍛模件的機械加工余量按 JB383585確定，根據估算的鍛件質量、加工精度及鍛件形狀復雜系數，由《機械制造工藝簡明手冊》表 可查得除孔以外各內外表面的加工余量。孔的加工余量由《機械制造工藝簡明手冊》表。表中余量值為單面余量。 （ 1）鍛件質量 根據零件成品質量估算鍛件質量為 （ 2）加工精度 零件表面均為精加工和磨削加工精度 2F （ 3）機械加工余量 用查表法確定機械加工余量： （根據《機械加工工藝手冊》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 經濟精度 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( ?? ) 設計毛坯圖 （一）確定毛坯尺寸公差 連桿的鍛件質量 ，形狀復雜系數 S2， 42CrMoA 中合金元素含量大于%，按《機械制造工藝設計簡明手冊》表 ，鍛件的材質系數為 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《機械 加工工藝 手冊 》表 ， 和 。 連桿毛坯的尺寸公差如表 23。毛坯的同軸度誤差允許值為 ，殘留飛邊為 。 毛坯圖 如下圖 21 成都電子機械高等專科學校畢業設計說明書 19 表 23 連桿（鍛件）尺寸公差（ mm） 零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 偏差 Φ77 3 Φ 71 )(? Φ137 Φ )(?? 63 2 67 )(?? 70 2 74 )(?? )(?? 圖 21連桿毛坯圖 部分重要工序設計 （一）連桿兩端面的加工 采用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在轉盤磨床上，使成都電子機械高等專科學校畢業設計說明書 20 用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。這種方法的生產率較高。精磨在 M7130 型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產率低一些，但精度較高。 （二） 連桿大、小頭孔的加工 連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質量有較大的影響。 小頭孔是定位基面，在 用作定位基面之前，它經過了鉆、擴、鉸三道工序。鉆時以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。 小頭孔在 擴、粗鏜、半精鏜之 后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到IT6級公差等級，然后壓入襯套，再以襯套內孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的內孔與外圓存在同軸度誤差，這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。 大頭孔經過擴、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達到 IT6級公差等級。表面粗糙度 Ra 為 ，大頭孔的加工方法是在銑開工序后，將連桿與連桿體組合在一起，然后進行精鏜大頭孔的工 序。這樣，在銑開以后可能產生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。 （三） 連桿螺栓孔的加工 連桿的螺栓孔經過鉆、擴、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側面定位。 為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內，在擴和鉸兩個工步中用上下雙導向套導向。從而達到所需要的技術要求。 （四） 連桿體與連桿蓋的銑開工序 剖分面（亦稱結合面）的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證。為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規定的公差 ，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。如果鋸片的端面圓跳動不超過 mm,則銑開的剖分面能達到圖紙的要求，否則可能超差。但剖分面本身的平面度、粗糙度對連桿蓋、連桿體裝配后的結合強度有較大的影響。因此，在剖分面銑開以后再經過磨削加工。 （五） 大頭側面的加工 成都電子機械高等專科學校畢業設計說明書 21 以基面及小頭孔定位，它用一個圓銷（小頭孔）。裝夾工件銑兩側面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準面）。 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 零件圖樣的要求標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸與工序（或工步）的加工余量有關，當基準不重合時，工序尺寸應用工序尺寸鏈解算。 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。前面根據有關資料已經查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應將總加工余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟加工精度確定。 1）、大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為 ? 131 mm） 工序名稱 工序基 本余量 工序經濟 精度 工序尺寸 表面粗糙度