《汽车发动机连杆零件的机械加工工艺规程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机连杆零件的机械加工工艺规程.docx（25页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、汽车制造工艺学课程设计班 级： 姓 名： 学 号： 日 期：淮阴工学院交通工程学院汽车制造工艺学课程设计任务书题 目：内 容：1零件图1 张（2） 机械加工工艺规程卡片 1 套（3） 课程设计说明书1 份原始资料：零件图样 1 张；生产纲领为 60000 件/年；每日 1 班年月汽车制造工艺学课程设计说明书设计题目：班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：摘要连杆是活塞式发动机和压缩机的重要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，它是柴油机关键传动件之一。连杆要承受内燃机的爆发力、压缩力和连杆往复运动的惯性力、拉伸力。因此对连杆的
2、强度、刚度有很高的要求。又连杆与曲轴和活塞销连接，并且它们之间存在相对转动，因此对连杆大小头孔的加工要求是很高的。本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、外形精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，简洁产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要外表的粗精加工工序分开。逐步削减加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最终到达零件的技术要求。关键词: 连杆 加工工艺 夹具设计内容：1.课程设计任务书1 份2.工艺卡片1 套3.机械加工工艺过程卡片1 份4.机械加工工序卡片1 份5.零件图1 份6.夹具装配图1 份7.课程设计说明书1 份名目一、 任务
3、书二、 零件工艺性分析2.1 零件技术条件分析2.2 毛坯选择以及加工2.3 机械加工工艺路线确定2.4 连杆的机械加工工艺过程分析2.4.1 工艺过程的安排2.4.2 定位基准的选择2.4.3 确定合理的夹紧方法2.5 连杆根本加工工序2.5.1 连杆两端面的加工2.5.2 连杆大、小头孔的加工2.5.3 连杆螺栓孔的加工2.5.4 连杆体与连杆盖的铣开工序2.5.5 大头侧面的加工2.6 工序尺寸以及公差的的计算2.6.1 切削用量的选择原则a) 粗加工时切削用量的选择原则b) 精加工时切削用量的选择原则2.6.2 确定各工序的加工余量2.6.3 确定工序尺寸及其公差三、 XX 号工序加工
4、说明书3.1 工序尺寸精度分析3.2 确定加工余量3.3 夹具、定位如 CAD 图一 任务书机械制造业是国民经济的根底产业,是国民经济进展的支柱产业，机械制造行业的进展影响着国民经济的进展。要想国力有所提升，国民经济不断进展变强。传统的机械制造行业已经渐渐不能适应当代社会的进展，同时也为了适应多生产模式大、中、小批量生产对夹具快速设计的需求，因此先进的装备便随着产生。机床专用夹具，数控机床不断的广泛使用。传统的机床专用夹具设计是一种基于阅历的夹具设计方法，需要阅历丰富的夹具设计人员来完成， 设计周期长，劳动量大，修改不便，效率低。为了提高生产效率，因此应用 CAD 技术、UG、Pro/E、So
5、ldiEdge 等软件供给专用的夹具设计模块，应用这些软件在生产中准确绘制、装配和治理的参数化机床专用夹具设计软件，以提高夹具的设计效率和标准性，实现夹具设计阅历重用，满足快速响应市场需求的目标， 该项争论有利于企业获得良好的经济效益和社会效益。另外工艺流程也在深深的影响着机械制造业快速进展。因此在今日的生产过程中不仅仅要有一个很好的工艺流程，还要有高效、准确的夹具以及先进的加工设备。在实习过程中看到柴油机车的关键零部件的大批量生产过程。连杆的作用是使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，它是柴油机关键传动件之一。它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩
6、气缸中的气体。连杆在工作中承受焦急剧变化的动载荷。在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆的主要技术要求：大、小头孔及其两端面，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等部位的切削用量计算和加工工艺分析。二 零件工艺性分析2.1 零件技术条件分析为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能亲热协作，削减冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为 IT6，外表粗糙度 Ra 应不大于 0.4m； 大头孔的圆柱度公差为 0.012 mm，小头孔公差等级为 IT8，外表粗糙度 Ra 应不大于 3.2
7、m。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为 0.0025 mm，素线平行度公差为 0.04/100 mm。大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：2100.05 mm。连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了确定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于 IT9。大头两端面的尺寸公差等级为 IT9，外表粗糙度 Ra 不大于 0.8m, 小头两端面的尺寸公差等级为 IT12，外表粗糙度 Ra 不大于 6.3m。2.2 毛坯选择以及加工连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，连杆材料一般承受高强
8、度碳钢和合金钢；如 45 钢、55 钢、40Cr、40CrMnB 等。近年来也有承受球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，本钱低。随着粉末冶金锻造工艺的消灭和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，承受粉末冶金的方法制造连杆是一个很有进展前途的制造方法。连杆毛坯制造方法的选择，主要依据生产类型、材料的工艺性可塑性， 可锻性及零件对材料的组织性能要求，零件的外形及其外形尺寸，毛坯车间 现有生产条件及承受先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根 据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种，一种 是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成体。整体锻造的毛坯
9、，需要在以 后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，最好将整体 连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造存在所需锻造设备动 力大和金属纤维被切断等问题，但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、 锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产本钱降低，性能提高。 目前我国有些生产连杆的工厂，承受了连杆辊锻工艺。毛坯加热后，通过上下 锻辊模具的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的外形。用辊锻法生产 的连杆锻件，在外表质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面 都可到达模锻水平，并且设备简
10、洁，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械 化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经屡次渐渐成形。连杆的锻 造工艺过程中，将棒料在炉中加热至 11401200C0，先在辊锻机上通过四个型槽进展辊锻制坯，然后在锻压机上进展预锻和终锻，再在压床上冲连杆大头孔 并切除飞边。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏 体组织，以改善性能，削减毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆的毛坯尚需 进展热校正。连杆必需经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。2.3 机械加工工艺路线确定连杆的主要加工外表为大、小头孔和两端面，较重要的加工外表为连杆体和盖的结合面
11、及连杆螺栓孔定位面，次要加工外表为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。连杆的机械加工路线是围围着主要外表的加工来安排的。连杆的加工路线按连杆的分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体和盖切开之前的加工；其次阶段为连杆体和盖切开后的加工；第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工预备精基准端面、小头孔和大头外侧面；其次阶段主要是加工除精基准以外的其它外表，包括大头孔的粗加工，为合装做预备的螺栓孔和结合面的粗加工，以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小头孔的精加工。假设按连杆合
12、装前后来分，合装之前的工艺路线属主要外表的粗加工阶段，合装之后的工艺路线则为主要外表的半精加工、精加工阶段。由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、外形精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，简洁产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必需充分的重视。连杆机械加工工艺过程如下：工序工序名称工序内容工艺装备1铸造获得毛坯2磨修磨曲外形立式双头回转铣床3热处理调质铣连杆大、小头两平面，铣连4铣杆大小头孔定位台，每面留磨量 0.5mm卧式铣床以一大平面定位，磨另一大平5粗磨面，保证中心线对称，无标记面称基面M73506钻与基面定位，钻、扩、铰小头Z3080孔以基面及大、小头孔定位
13、，装7铣夹工件铣尺寸44 0.01 mm两侧面，保证对称，此平面为X62W 组合机床或专用工装工艺用基准面8磨精磨大小头断面立式双头回转铣床9粗镗小头孔钻扩小头孔，孔口倒角摇臂钻床10扩拉小头孔L6120 型拉床11精镗小头孔以基面定位，以小头孔定位， 扩大头孔为43mmZ3080以基面及大、小头孔定位，装X62W 组合机床或专12铣夹工件，切开工件，编号杆身用工装锯片铣刀厚及上盖分别打标记。2mm以基面和一侧面定位装夹工13 铣件，铣连杆体和盖结合面，保直径方向测量深度为 40mm以基面和一侧面定位装夹工14 磨件，磨连杆体和盖的结合面以基面及结合面定位装夹工X62 组合夹具或专用工装M73
14、50X62 组合夹具或专用15 铣件，铣连杆体和盖工装5 +0.10-0.05mm 8mm 斜槽16钻钻 2 F 10mm 螺栓孔Z305017扩先扩 2 F 10mm 螺栓孔，再扩 2 F 13mm 深 19mm 螺栓Z3050孔并倒角18铰铰 2 F 12.2mm 螺栓孔Z3050用专用螺钉，将连杆体和连杆19钳盖装成连杆组件，其扭力矩为100120N.m20镗粗镗大头孔T6 821倒角大头孔两端倒角X62W23镗以基面、一侧面定位，半精镗大头孔，精镗小头孔至图纸尺可调双轴镗寸，中心距为210 0.05 mm24镗精镗大头孔至尺寸T211525称重称量不平衡质量弹簧称26钳按规定值去重量2
15、7钻钻连杆体小头油孔F 6.5mm, F 10mmZ302528压铜套双面气动压床29挤压铜套孔压床30倒角小头孔两端倒角Z305031镗半精镗、精镗小头铜套孔T211532珩磨珩磨大头孔珩磨机床33检检查各部尺寸及精度34探伤无损探伤及检验硬度35入库精磨大小头两端面，保证大端22磨面厚度为38 -0.170 mmM7130-0.2322.4 连杆的机械加工工艺过程分析2.4.1 工艺过程的安排在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度：（1） 连杆本身的刚度比较低，在外力切削力、夹紧力的作用下简洁变形。（2） 连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时将产生较大的剩余内应力，并引起内应力重分布。因此
16、，在安排工艺进程时，就要把各主要外表的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必定大，加工后简洁产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的 变形可以在精加工中修正。这样逐步削减加工余量，切削力及内应力的作用， 逐步修正加工后的变形，就能最终到达零件的技术条件。各主要外表的工序安排如下：a. 两端面：粗铣、精铣、粗磨、精磨b. 小头孔：钻孔、扩孔、铰孔、精镗、压入衬套后再精镗c. 大头孔：扩孔、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗、珩磨一些次要外表的加工，则视需要和可能安排在工艺
17、过程的中间或后面。2.4.2 定位基准的选择在连杆机械加工工艺过程中，大局部工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外外表作为另一基面。这是由于： 端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接把握大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，削减了定位误差。与夹具的定位元件接触在设计夹具时亦作相应的考虑。在精镗小头孔及精镗小头衬套孔时，也用小头孔及衬套孔作为基面，这时将定位销做成活动的称“假销”。当连杆用小头孔及衬套孔定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进展加工。为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要外表的加工要适当协作：即在粗加工大、小头孔前，粗磨端面
18、，在精镗大、小头孔前，精磨端面。由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些外表的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序对于铰后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各个外表都是毛坯外表，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，假设再遇上工件本身的刚性差，则对加工精度会有很大影响。因此，第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，在精加工主要外表开头前，先粗铣两个端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣
19、中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面和端部夹紧，粗铣一个端面后，翻身以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯面不平坦，连杆的刚性差，定位夹紧时工件可能变形，粗铣后，端面似乎平坦了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。另一方面是以连杆的大头外形及连杆身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一局部切削力相互抵消，易于得到平面度较好的平面。同时，由于是以对称面定位， 毛坯在加工后的外形偏差也比较小。2.4.3 确定合理的夹紧方法既然连杆是一个刚性比较差的工件，就应当格外留意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避开因受夹紧力的作
20、用而产生变形，以影响加工精度。在加工连杆的夹具中，可以看出设计人员留意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在粗铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避开工件产生弯曲或扭转变形。在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端面上，并由定位元 件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镗大小头孔时，只以大平面基面定 位，并且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧面夹紧。小头一端不在端面上定位夹紧，避开可能产生的变形。2.
21、5 根本加工工序2.5.1 连杆两端面的加工承受粗铣、精铣、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床上，使用砂瓦拼成的砂轮端面磨削。这种方法的生产率较高。精磨在 M7130 型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种方法的生产率低一些，但精度较高。2.5.2 连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连杆质量有较大的影响。小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了钻、扩、铰三道工序。钻时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。小头孔在钻、扩、铰后，在金刚镗床上与大
22、头孔同时精镗， 到达 IT6 级公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镗大头孔。由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔与大头孔的中心距超差。大头孔经过扩、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗和珩磨到达IT6 级公差等级。外表粗糙度 Ra 为 0.4m，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将连杆与连杆体组合在一起，然后进展精镗大头孔的工序。这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最终精镗工序中得到修正，以保证孔的外形精度。2.5.3 连杆螺栓孔的加工连杆的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头一侧面定位。为了使两螺栓孔在两个相互垂直方向平行度保持在公差范围内
23、，在扩和铰两个工步中用上下双导向套导向。从而到达所需要的技术要求。粗铣螺栓孔端面承受工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动局部，能保证承受较大的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与连杆大头端面垂直，使用两工位夹具。连杆在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转 1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。2.5.4 连杆体与连杆盖的铣开工序剖分面亦称结合面的尺寸精度和位置精度由夹具本身的制造精度及对刀精度来保证。为了保证铣开后的剖分面的平面度不超过规定的公差 0.03mm ， 并且剖分面与大头孔端面保证确定的垂直度，除夹具本
24、身要保证精度外，锯片的安装精度的影响也很大。假设锯片的端面圆跳动不超过 0.02 mm,则铣开的剖分面能到达图纸的要求，否则可能超差。但剖分面本身的平面度、粗糙度对连杆盖、连杆体装配后的结合强度有较大的影响。因此，在剖分面铣开以后再经过磨削加工。2.5.5 大头侧面的加工以基面及小头孔定位，它用一个圆销小头孔。装夹工件铣两侧面至尺寸， 保证对称此对称平面为工艺用基准面。2.6 工序尺寸以及公差确实定2.6.4 切削用量的选择原则a) 粗加工时切削用量的选择原则正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。粗加工时加工精度与外表粗糙度要求不高,毛
25、坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量金属切除率和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工本钱。金属切除率可以用下式计算：Zw V*f*ap*1000式中：Zw 单位时间内的金属切除量mm3/s，V 切削速度m/sf 进给量mm/r，ap 切削深度mm提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度 ap，其次选择一个较大的进给量度 f，最终确定一个适宜的切削速度 V。选用较大的 ap 和
26、f 以后，刀具耐用度 t 明显也会下降，但要比 V 对 t 的影响小得多，只要略微降低一下 V 便可以使 t 上升到规定的合理数值，因此，能使 V、f、ap 的乘积较大，从而保证较高的金属切除率。此外，增大ap 可使走刀次数削减，增大 f 又有利于断屑。因此，依据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，削减刀具消耗，降低加工本钱是比较有利的。粗加工时切削用量的选择原则有几个要点：1切削深度的选择：粗加工时切削深度应依据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保存半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才
27、考虑分几次走刀。 2进给量的选择：粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应依据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的状况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的状况下，应适当减小进给量。3切削速度的选择：粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者打算了切削功率，在确定切削速度时必需考虑到机床的许用功率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。b) 精加工时切削用量的选择原则精加工时加工精度和外表质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，
28、选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此根底上尽量提高生产效率。提高精加工速率的关键：1） 切削深度的选择：精加工时的切削深度应依据粗加工留下的余量确定。通常期望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著， 影响加工质量。2） 进给量的选择：精加工时限制进给量提高的主要因素是外表粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，外表质量下降。3切削速度的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数， 尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，
29、才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度 ap和进给量 f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工精度和外表质量， 同时满足生产率的要求2.6.5 确定工序的加工余量用查表法确定机械加工余量：依据机械加工工艺手册第一卷 表 3.225 表 3.226表 3.227单面加工方法毛坯单面余量经济精度工序尺寸46粗铣1.5IT1241.5( +0.320 )0外表粗糙度12.512.5( +0.320 )精铣0.60IT10(40.9( +0.100 )03.20+0.100 )粗磨0.3IT8(40.3( +0.050 )01.60+0
30、.050 )精磨0.1IT7(40( +0.340 )00.80+0.025 )1、平面加工的工序余量mm则连杆两端面总的加工余量为：nA2A=i=A+A+A+A 2=1.5+0.6+0.3+0.1 2= 5 0mm总i = 1粗铣精铣粗磨精磨-0.55（2） 、连杆铸造出来的总的厚度为 H=40+ 5 0-0.55= 450mm- 0.552.6.6 确定工序尺寸及其公差依据机械制造技术根底课程设计指导教程 表 229 表 234工序名称工序基本余量0.080.41225工序经济精度H 6(+0.019 )0H 8(+0.046 )0H11(+0.19 )0H12(+0.30 )0H12(+
31、0.30 )0工序尺寸最小极限尺寸外表粗糙度珩磨精镗 半精镗二次粗镗一次粗镗扩孔F 75.0F 74.9F 73.6F 71.5F 68.5F 64F 75 H 6( +0.018 )H 8(FFFF074.973.671.568.5+0.046)0H11(+0.19 0H12(H12(+0.30 0+0.30 0)0.40.81.66.312.5F 64 (1)1） 大头孔各工序尺寸及其公差铸造出来的大头孔为F 75 mm2） 小头孔各工序尺寸及其公差依据机械制造技术根底课程设计指导教程 表 229 表 230工序名称工序根本余量精镗0.2工序经济精度H 8(+0.033 )00.2工序尺寸
32、F43.0F42.50最小极限尺寸外表粗糙度F43.0( +0.027 )01.6铰H 9(+0.052 )0F42.50( +0.052 )06.4扩9H10(+0.084 )0F42.20F42.2( +0.084 )012.5钻钻至F38H13+0.330F38F38 +0.33012.52.7 夹具设计2.7.1 定位基准的选择由零件可知，在铣剖分面之前，连杆的两个端面、小头孔及大头孔的两侧都已加工，且外表粗糙要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选 29.49H8 小头孔与连杆的端面为基准。连杆上盖以基面无标记面、凸台面及侧面定位，连杆体以基面和小头孔及侧面定位，均属于完全定位
33、。2.7.2 夹紧方案1) 定位基准的选择由零件图可知，在粗加工大头孔之前，连杆的两个端面，小头孔及大头孔的两侧面都已加工，且外表粗糙度要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选43.0h7 定位销与基面为定位基准，定位销限制 2 个自由度，基面限制工件 3 个自由度，大头孔的外侧面限制工件 1 个自由度，属完全定位。由于生产批量大，为了提高加工效率，缩短关心时间，预备承受手动式滑柱钻模，承受了常用的圆锥自锁装置，装卸工件便利、快速。2) 夹紧方案由于所加工的零件比较小，夹具的夹紧力与加工零件时的轴向力方向一样，为了装卸工件便利，承受手动式滑柱钻模。加工的大头孔为通孔，沿 Z 方向的位移自
34、由度可不予限制，但实际上以工件的端面定位时，必需限制该方向上的自由度。故应按完全定位设计夹具。滑柱式是一种带有升降钻模板的通用可调夹具，它由钻模板、三根滑柱、夹具体和传动、锁紧机构所组成。使用时，转动手柄，经过齿轮齿条的传动和左右滑柱的导向，便能顺当的带动钻模板升降，将工件夹紧或松开。钻模板在夹紧工件或升降至确定高度后，必需自锁。自锁机构的种类很多，但用得最广泛的是圆锥锁紧机构。3） 夹紧力的分析和计算由于零件较小，所以承受开口垫圈的螺旋夹紧机构，装卸工件便利、快速。夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一局部切削力。夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但
35、制造周期较长。切削力及夹紧力的计算，由组合机床表 7-24得：22502250P= a 0.242= 20.242=1902.538N夹紧力的计算：由机床夹具设计手册表 1-2-25得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=10mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=80N，夹紧力：W0=6580N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。定位误差的计算:由加工工序知，加工面为连杆的剖分面。剖分面对连接螺栓孔中心线有垂直度要求垂直度允差 0.08；对连杆体小头孔有中心距2100.05 要求；对剖分面有 0.0125 的平面度要求。所以本工序的工序基准： 连杆上盖为螺母座面，连杆体为小头孔
36、中心线，其设计计算如下：（1） 确定定位销中心与大头孔中心的距离及其公差。此公差取工件相应尺寸的平均值，公差取相应公差的三分之一通常取 1/51/3。故此尺寸为210.4 0.010。（2） 确定定位销尺寸及公差本夹具的主要定位元件为一固定销，构造简洁，但不便于更换。该定位销的根本尺寸取工件孔下限尺寸43。公差与本零件在工作时与其相配孔的尺寸0与公差一样，即为43 -0.012 。（3） 小头孔确实定考虑到协作间隙对加工要求中心距 210 0.1 影响很大，应选较紧的协作。另外小头孔的定位面较短，定位销有锥度导向，不致造成装工件困难。故确定+0.027小头定位孔的孔径为43 0。（4） 定位误
37、差分析对于连杆体剖分面中心距 210 +0.0270.1 的要求，以43 0的中心线为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值为：Dw=D+d+min=0.027+0.012+0=0.039 mmDw剖分面的定位误差D工件孔的直径公差d定位销的直径公差min孔和销的最小保证间隙此项中心距加工允差为 0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。2.7.3 夹具设计1) 定位基准的选择由零件图可知，在粗加工大头孔之前，连杆的两个端面，小头孔及大头孔的两侧面都已加工，且外表粗糙度要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合
38、原则选43.0h7 定位销与基面为定位基准，定位销限制 2 个自由度，基面限制工件 3 个自由度，大头孔的外侧面限制工件 1 个自由度，属完全定位。由于生产批量大，为了提高加工效率，缩短关心时间，预备承受手动式滑柱钻模， 承受了常用的圆锥自锁装置，装卸工件便利、快速。2) 夹紧方案由于所加工的零件比较小，夹具的夹紧力与加工零件时的轴向力方向一样， 为了装卸工件便利，承受手动式滑柱钻模。加工的大头孔为通孔，沿 Z 方向的位移自由度可不予限制，但实际上以工件的端面定位时，必需限制该方向上的自由度。故应按完全定位设计夹具。滑柱式是一种带有升降钻模板的通用可调夹具，它由钻模板、三根滑柱、夹具体和传动、
39、锁紧机构所组成。使用时，转动手柄，经过齿轮齿条的传动和左右滑柱的导向，便能顺当的带动钻模板升降，将工件夹紧或松开。钻模板在夹紧工件或升降至确定高度后，必需自锁。自锁机构的种类很多，但用得最广泛的是圆锥锁紧机构。5) 定位误差分析定位元件尺寸及公差确实定：本夹具的主要定位元件为一固定定位销，构造简洁，但不便于更换。该定位销尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相配孔的尺寸公差一样，即为 43.0h7.对于连杆体剖分面中心距 210 + 0 . 0270.05 的要求，以43 0的中心线为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值
40、为：Dw=D+d+min=0.027+0.012+0=0.039 mmDw剖分面的定位误差D工件孔的直径公差d定位销的直径公差min孔和销的最小保证间隙此项中心距加工允差为 0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。大头孔两侧面对中心距的要求：扩大头孔时，限制 Z 轴的转动是一挡板工序基准，同时亦为第确定位基准，对加工大头孔来说，它与工序基准的距离 49 及相应的平行度误差只取决于工序基准在夹具中的位置。由于工序基准同时为定位基准，即基准重合，没有基准不重合误差。即基准位置误差为零，定位误差为零。4.2.4 定位误差分析1 定位误差dw的计算：jb ： 定位基准重合 jb0 db：
41、 db1/2Ddmin1/20.0270.00900.018dw： jb 和db 相关dw0.018 dw1/3 T满足要求。孔的内壁和下底面的垂直度要求三 24 号工序精镗大小孔加工说明书3.1 工序尺寸精度分析+ 0 . 027+ 0 . 018精镗小孔43 0和精镗大孔小孔75 0，大头孔公差等级为IT6，外表粗糙度Ra 应不大于 0.4m；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为 IT8，外表粗糙度Ra 应不大于 3.2m。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为 0.0025 mm，素线平行度公差为 0.04/100 mm。大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率
42、，所以规定了比较高的要求：2100.05 mm。连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损， 甚至引起烧伤；所以对它也提出了确定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于 IT9。大头两端面的尺寸公差等级为 IT9，外表粗糙度 Ra 不大于 0.8m, 小头两端面的尺寸公差等级为 IT12，外表粗糙度 Ra 不大于 6.3m。3.2 确定加工余量工序名称工序基工序经济工序尺寸最小极限尺寸外表粗糙度依据机械制造技术根底课程设计指导教程 表 229 表 234 大头孔各工序尺寸及其公差铸造出来的大头孔为F 75 mm珩磨精镗半精镗本余量0.080.41精度H 6(+0.019 )0H
43、 8(+0.046 )0H11(+0.19 )0F 75.0F 74.9F 73.6F 75 H 6( +0.018 )H 8(FF074.973.6+0.046)0H11(+0.19 0)0.40.81.6小头孔各工序尺寸及其公差工序名称工序根本余量精镗0.2工序经济精度H 8(+0.033 )0工序尺寸F43.0F42.80最小极限尺寸外表粗糙度F43.0( +0.027 )01.6半精镗0.2H 9(+0.052 )0F42.80( +0.052 )06.4依据机械制造技术根底课程设计指导教程 表 229 表 2303.3 夹具、定位如 CAD 图夹具零件俯视图夹具零件侧视图四 总结通过对柴油机连杆的机械加工工艺及对精加工大小头孔夹具和铣结合面夹 具的设计，使我学到了很多有关机械加工的学问,让我了解连杆件外形构造特 性