柴油機連桿加工工藝規程及專用鉆床夾具的的設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項技術要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的精加工階段。 連桿的機械加工工藝過程分析 工藝過程的安排在安排工藝進程時，就要把各主要工序的粗、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：1．兩端面：先精銑后精磨2．小頭孔：擴孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜3．大頭孔：粗鏜、半精鏜、精鏜、研磨。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。 定位基準的選擇在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩定，用小頭孔定位可直接 控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準統一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖（1—5）所示：在安裝工件時，注意將成套編號標記的一面不與夾具的定位元件接觸（在設計夾具時亦作相應的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點的選擇，避免因受夾緊力的作用而產生變形，以影響加工精度。在加工連桿的夾具中，應注意夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在銑兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產生在平行于端面的方向上，很少或不會影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產生彎曲或扭轉變形。在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產生的變形。 連桿兩端面的加工連桿兩端面在擴粗鏜大小頭孔之前先進行精銑以保證兩端面的平行。而之后采用精磨工序，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。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。 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先進行了擴孔、鏜孔。加工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。小頭孔在粗鏜后，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。大頭孔經過擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、研磨達到 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。 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。精銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。精銑時為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直度，使用兩工位夾具。連桿在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后，夾具上的定位板帶著工件旋轉 1800 ，銑另一個螺栓孔的兩端面。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。 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。 切削用量的選擇原則正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經濟性，保證加工質量，具有重要的作用。 粗加工時切削用量的選 擇原則粗加工時加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產效率和降低加工成本。金屬切除率可以用下式計算：Zw ≈ 式中：Z w單位時間內的金屬切除量（mm 3/s）V 切削速度（m/s）f 進給量（mm/r）ap切削深度（mm） 提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的吃刀深度 ap,其次選擇一個較大的進給量度 f，最后確定一個合適的切削速度 V.選用較大的 ap和 f 以后，刀具耐用度 t 顯然也會下降，但要比 V 對 t 的影響小得多，只要稍微降低一下 V 便可以使 t 回升到規定的合理數值，因此，能使 V、f、a p的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大 ap可使走刀次數減少，增大 f 又有利于斷屑。因此，根據以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。1．切削深度的選擇：粗加工時切削深度應根據工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應當盡量將粗加工余量一次切除。只有當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。2．進給量的選擇：粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此，進給量應根據工藝系統的剛性和強度來確定。選擇進給量時應考慮到機床進給機構的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應適當減小進給量。3．切削速度的選擇：粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度。 精加工時切削用量的選擇原則精加工時加工精度和表面質量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時應先考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產效率。1．切削深度的選擇：精加工時的切削深度應根據粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質量。2．進給量的選擇：精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。進給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質量下降。3．切削速度的選擇：切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數，盡可能提高切削速度。只有當切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產生的范圍。由此可見，精加工時選用較小的吃刀深度 ap和進給量 f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V，以保證加工精度和表面質量，同時滿足生產率的要求。 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 確定加工余量 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 —27）表 22平面加工的工序余量（mm）工藝名稱 單面余量 經濟精度 工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度精磨 IT7 38 38 025.?精銑 1 IT9 則連桿兩端面總的加工余量為：A 總 = 21???ni =(A 精銑 ＋A 精磨 ) 2=(1＋) 2=（2）、連桿鑄造出來的的厚度為 H=(38+)=247。100= 所以毛坯尺寸為 177。 確定工序尺寸及其公差（根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表 2—29 表 2—34）表 23 大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為 ?55 mm）工序名稱 直徑余量工序經濟精度工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度珩磨 IT6 ? )(6019.?精鏜 IT8 半精鏜 1 IT11 64 64 )(19.?二次粗鏜 2 IT12 ?64 62 一次粗鏜 2 IT12 62 60 )(?（根據《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表 2—29 表 2—30）表 24 小頭孔各工序尺寸及其公差工序名稱工序基本余量工序經濟精度 工序尺寸 公稱尺寸 表面粗糙度精鏜 )(803.??)(.03.?鉸 擴 4 )(184.?9)(84.?柴油機連桿的零件圖見附圖 2 工時定額的計算 銑連桿兩側面選用銑床 X62W根據《切削用量簡明手冊》表選取數據銑刀直徑 D = 100 mm 由于采用標準高速鋼圓柱銑刀所以齒數 Z = 8切削速度 V = m/s 銑削寬度 ae = 1 mm fm = mm/r則主軸轉速 n = 100060v/?D = r/min根據表 —74 按機床選取 n=750 r/min則實際切削速度 V = Dn/（100060） = m/s 銑削工時為：按表 —10 L= mm L1= )(eead?+2= mm L2=2 mm基本時間 tj = L/fm2 = (128++2)/(fmn)2= min 加工小頭孔. 擴小頭孔 選用鉆床 Z3025根據《機械制造工藝設計手冊》表 —53 選取數據擴刀直徑 D = 29 mm 切削速度 V = m/s切削深度 ap = mm 進給量 f = mm/r則主軸轉速 n =1000v/?D60= 223 r/min根據表 —30 按機床選取 n = 250 r/min則實際切削速度 V = Dn/（100060） = m/s 擴削工時為：按表 —7l = mm l1 = (Dd1)/2cotkr+2=3mm(kr=60176。) l2=3mm 基本時間 tj=L/fm2=(+3+3)/(250)= min 鉸小頭孔 選用鉆床 Z3080根據《機械制造工藝設計手冊》表 —81 選取數據鉸刀直徑 D = mm 切削速度 V = m/s切削深度 ap = mm 進給量 f = mm/r則主軸轉速 n = 1000v/?D = 140 r/min根據表 —31 按機床選取 n = 200 r/min則實際切削速度 V = Dn/（100060） = m/s 鉸削工時為： 按表 —7l= mm l1 = (kr=15176。) L2=3 mm基本時間 tj = L/fn = (++3)/(200) = min 粗鏜大頭孔 選用鏜床 T68根據《機械制造工藝設計手冊》表 —66 選取數據鏜刀直徑 D = 65 mm 切削速度 V = m/s進給量 f =