畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-汽車連桿的加工工藝編制及其工裝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 驗(yàn)、清洗和去毛刺等工序。其中檢驗(yàn)是主要的輔助工序，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。 加工工藝過程的安排 連桿的加工順序大致如下：粗磨（銑）上下端面 —— 鉆、拉小頭孔 —— 拉大孔兩側(cè)面 —— 切開 —— 磨接合面 —— 配對加工螺栓孔 —— 裝配合件 —— 精加工合件 ——大小孔光整加工 — — 稱重去重 —— 檢驗(yàn)，標(biāo)記分組 —— 成品入庫 連桿小頭孔壓入襯套后常以金剛鏜孔作為最后精加工工序，大頭孔常以珩磨作為底孔的最后精加工工序。 編制加工工藝方案 工藝路線方案 ： 、小頭定位面 螺栓窩座 （擴(kuò) — 鏜 —— 鉸） 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 8 、去重 ，測量分組 ，除去螺栓，配套連接 處理 零件的加工工藝過程分析 定位基準(zhǔn)的選擇 加工中可供作定位基準(zhǔn)面的表面有：大頭孔、小頭孔、上下兩端面、大小頭孔兩側(cè)面等。這些表面在加工過程中不斷地轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，由粗到精，逐步形成。 在 工藝路線方案中：工序 1中粗磨平面的基準(zhǔn)面是毛坯底平面，小頭外圓和大頭一側(cè)；工序 2中仍采用平面為基準(zhǔn)面，但此時平面為精基準(zhǔn)；大頭兩側(cè)面以兩側(cè)自定心定位；鏜大頭孔時的定位基準(zhǔn)為一平面，小頭孔和大頭孔一側(cè)面；而鏜小頭孔時可選一平面、大頭孔和小頭孔外圓等。 連桿加工中精基準(zhǔn)的選擇，要保證其對稱性和 孔的壁厚均勻。如工藝路線方案中：工序 2鉆小頭孔時，鉆模是以小頭外圓定位，來保證孔與外圓的同軸度，使壁厚均勻，符合技術(shù)要求。 連桿的檢驗(yàn) 桿加工工序長，中間又插入質(zhì)檢處理工序，因而需經(jīng)多次中間檢驗(yàn)、最終檢驗(yàn)項(xiàng)目和其它零件一樣，包括尺寸精度，形狀精度和位置精度以及表面粗糙度的檢驗(yàn)，只不過連桿某些要求較高而已。 由于裝配的要求，大小頭孔要按尺寸分組，連桿的位置精度測量要在檢具上進(jìn)行。如大頭孔軸心線在兩個相互垂直方向上的平行度，可采用圖 31所示的方法進(jìn)行。在大頭孔中塞入心軸擱在等高墊鐵上， 使大頭心軸與平板平行。將連桿置于直立位置時中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 9 （ a） ,在小頭孔心軸上距離為 100mm 處測量高度的讀數(shù)差，即為大小頭孔在連桿軸心線方向的平行度誤差值；工件置于水平位置時（ b）同樣方法測出來的讀數(shù)差值，即為大小孔在垂直連桿軸心線方向的平行度誤差值。連桿還要進(jìn)行探傷檢查其內(nèi)在質(zhì)量。 圖 31 連桿大小頭孔在兩個相互垂直方向平行度的檢驗(yàn) 加工設(shè)備及工藝裝備的選擇 機(jī)床設(shè)備與工藝裝備是零件加工的物質(zhì)基礎(chǔ)，是加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要保障。為了合理的選擇加工設(shè)備和工藝裝備，必須對各種 機(jī)床的規(guī)格、性能、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和工藝裝備的種類、精度、規(guī)格、可靠性等進(jìn)行詳細(xì)的了解?？偟脑瓌t是根據(jù)零件的生產(chǎn)類型與加工要求，使所選擇的加工設(shè)備及工藝裝備既能保證加工質(zhì)量，又經(jīng)濟(jì)合理。連桿屬于大批量生產(chǎn)產(chǎn)品，加工技術(shù)要求較為嚴(yán)格，尺寸公差精度要求高，應(yīng)多采用高效專用機(jī)床、組合機(jī)床流水線與隨機(jī)專用夾具，并考慮工序集中原則，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。 文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》中指出： 組合機(jī)床是按系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化原則設(shè)計(jì)的通用部件，以及按被加工工件形狀和加工工藝要求而設(shè)計(jì)的專用部件所組成的高效專用機(jī)床。專用組合機(jī)床可實(shí)現(xiàn)多刀切削，自動化程度較高，生產(chǎn)效率也較高，加工精度穩(wěn)定，制造成本低。 加工連桿 連桿兩端面的加工 如果毛坯精度高，可以不經(jīng)粗銑而直接粗磨。精磨工序應(yīng)安排在精加工大小孔之中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 10 前，以保證與端面的相互垂直度要求。粗磨和精磨應(yīng)在不同的機(jī)床上進(jìn)行。 如工藝路線方案中：工序 17 是在雙軸立式平面磨床上進(jìn)行兩頭孔端面的精磨工序（圖 32）。磨床上有兩根主軸，分別裝有高速旋轉(zhuǎn)的砂輪 1和 2，砂輪 2 比砂輪 1略低一些，可分別調(diào)整磨削深度，磨削連桿的不同端面。所以Ⅰ、Ⅱ工位的定位基 面不是等的，第Ⅱ工位比第Ⅰ工位高，其高出量就是一端面的加工余量。 圖 32 磨削連桿兩端面示意圖 連桿大、小頭孔的加工 大小頭孔加工既要保證本身的精度、表面粗糙度要求，還要保證相互位置和孔與端面垂直度要求。 小頭底孔徑由鉆孔、倒角、拉孔三道工序而成。鉆孔用外圓定位、心夾具，以保證壁厚均勻。小頭孔經(jīng)倒角后在立式拉床上拉孔，然后壓入青銅襯套，再以襯套內(nèi)孔定位，在金剛鏜床上精鏜內(nèi)孔。如工藝路線方案中：工序 26 加工過程中定位加緊方式為鏜孔前大頭孔以內(nèi)漲心軸定位，小孔插入菱形假銷 ，并使端面緊貼支承面后將工件夾緊。抽出假銷進(jìn)行精鏜小頭襯套孔。大頭孔經(jīng)切開后，這時連桿體和連桿蓋的圓弧均不成半圓，故在工藝路線方案中：工序 7精拉連桿體和連桿蓋的側(cè)面及接口面時，同時拉出圓弧面。此后，大頭孔的粗鏜、精鏜、珩磨工序都是在配套合裝后進(jìn)行的。 螺栓孔的加工 對于整體鍛造的連桿，螺栓孔的加工是在切開后，接合面經(jīng)精加工后進(jìn)行的。這樣易于保證螺栓孔與接合面的垂直度。因其精度要求較高，一般需要經(jīng)鉆 —— 擴(kuò) ——鏜 —— 鉸等加工工序。工藝路線方案中在工序安排上分二個階段，第一階段是在連桿體和連桿蓋分開 狀況下的加工（工序 工序 11～ 13）；第二階段是在連桿體和連桿蓋合裝后的加工（工序 14）。中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 11 確定 機(jī)械加工余量、切削用量、工序尺寸及毛坯尺寸 加工余量是指加工過程中的加工表面切去的材料層厚度，主要分為工序余量和加工總余量兩種。加工余量的大小對于零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本均有較大的影響，應(yīng)當(dāng)合理地確定加工余量。 切削用量是切削加工過程中切削速度、進(jìn)給量和切削深度的總稱。合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。在選擇切削量時 ，應(yīng)考慮的側(cè)重點(diǎn)不同：粗加工時，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般選用盡可能大的切削深度和進(jìn)給量。最后根據(jù)刀具的耐用度要求確定合適的切削速度；精加工時，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要求，故一般選用較小的進(jìn)給量和切削深度，而盡可能選用較高的切削速度。 工件從毛坯加工至成品的過程中，要經(jīng)過多道工序，每道工序都將得到相應(yīng)的工序尺寸。工序尺寸是指某一個工序加工達(dá)到的尺寸，其公差即為工序尺寸公差，各個工序的加工余量確定后，即可確定工序尺寸及其公差。制定合理的工序尺寸及其公差是確保加工工藝規(guī)程、 加工精度和加工質(zhì)量的重要內(nèi)容。 連桿是活塞式發(fā)動機(jī)內(nèi)的一個重要零件，確定其材料為 45鋼。由于產(chǎn)品的形狀結(jié)構(gòu)為細(xì)長的變截面非圓形桿件，生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，所以毛坯選用模鍛整體鍛造成形。 由文獻(xiàn) 《工差配合與測量技術(shù)》可查， 該種鍛件的尺寸公差等級 CT 為 IT11～ IT12級。故取 CT為 IT11 級。可用查表法確定各表面的總余量，但是由于用查表法所確定的總余量與生產(chǎn)實(shí)際情況有些差距，故還應(yīng)根據(jù)工廠具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 。 現(xiàn)將調(diào)整后的毛坯主要尺寸及公差如表 3所示： 表 3 連桿 毛坯 主要尺寸 及公差（ mm） 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 12 粗磨連桿大小兩端面 該 工序選用雙軸立式平面磨床對連桿大小兩端面進(jìn)行粗磨。粗磨平面的基準(zhǔn)面是毛坯底平面、小頭外圓和大頭一側(cè)。磨第一面至尺寸 39+0 +，磨第二面至尺寸 +0 ，表面粗糙度到 。 由毛坯尺寸公差和本工序的加工尺寸，計(jì)算可得磨削時的余量為 。 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 3355， 取平面磨削砂輪速度為 vs =20 sm ； 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 3358， 選取工作臺縱向進(jìn)給量 fa =2 stmm ，磨削深度 ap = dstmm 。 鉆、拉小頭孔 孔先由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓空拉刀拉削。在加工過程中鉆孔用外 圓定心夾具，保證小頭孔壁厚均勻，孔經(jīng)倒棱后在立式拉床上拉孔。 鉆孔：工序尺寸及公差為 Φ + ； 拉孔：工序尺寸及公差為 Φ + 0 ； 由毛坯尺寸公差和本工序的加工尺寸，計(jì)算可得鉆削余量為 ，拉削余量為 。 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 2810， 取鉆孔時的進(jìn)給量 fa = rmm ；鉆削深度 ap = ； 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 3201，可得拉削時切削厚度為 ，拉削深度 vc=5 minm ； 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 2813， 取鉆孔時的切削速度 vc=,20 minm ； 由此計(jì)算出轉(zhuǎn)速為： n=d 1000?Vc= 202000?? =225 minr 按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取： n=275 minr ,則實(shí)際切削速度為： vc=24 minm 。 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 2814，軸向力為 11085N；轉(zhuǎn)矩為 ；功率為 。 切斷整體鍛件 該工序選用雙面臥式組合銑床對整體鍛件進(jìn)行切斷加工，加工過程中由大頭側(cè)面定位基準(zhǔn)，選用高速鋼鋸片切斷刀加工工件。 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師 手冊》 表 3014， 已知鍛件厚度約為 40mm,選取切斷銑刀厚度為 3～ 5mm,銑刀 ,直徑為 100mm(可切斷厚度為 50mm),每齒進(jìn)給 fa= rmm ； 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 3023，取銑削速度 vc=30 minm ； 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 13 精拉連桿體和連桿蓋的兩側(cè)接合面及圓弧面 工序選用臥式連續(xù)拉床對連桿體和連桿蓋的兩側(cè)接合面及圓弧面進(jìn)行拉削加工，工序余量為 1mm。 拉削： 工序尺寸及公差為 —— 大頭兩側(cè)寬 1080 ；兩孔 中心距 + mm；連桿蓋高度 + mm；兩圓弧面 Φ +0 1 mm。 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 321，可得拉削時切削厚度為 ，拉削深度 vc=5 minm ； 锪連桿體和連桿蓋的螺栓窩座 該工序用雙面臥式锪孔組合機(jī)床對連桿體和連桿蓋的螺栓窩座進(jìn)行加工，選用高速鋼锪孔鉆頭。 連桿體：窩座尺寸Φ 25mm 。 連桿蓋：窩座尺寸Φ 29mm 。 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 表 2834， 取锪孔加工的切削用 量為 :進(jìn)給量fa= rmm ； 切削速度為： vc=24 minm ； 由此可計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速： n = = =306 minr 精加工螺栓孔 該工序采用五工位組合機(jī)床對連桿體和連桿蓋的螺栓孔進(jìn)行精加工，選用Φ 、Φ 、Φ 13的 高速鋼鉆頭， YT30 鏜刀，Φ H7mm 的機(jī)用鉸刀對尺寸要求不同的孔進(jìn)行加工： 第一工位：將連桿體和連桿蓋在夾具中定位并夾緊 (標(biāo)記向上 )放在工作臺指定位置； 第二工位：擴(kuò)連桿蓋上螺栓孔Φ 深度 19mm ； 第三工位：階梯擴(kuò)連桿體和連桿蓋的螺栓