汽車連桿加工工藝及夾具設計

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1、學號： 1032374033 河南師范大學新聯(lián)學院 本科畢業(yè)論文 汽車連桿加工工藝及夾具設計 專業(yè)名稱： 材料成型機控制工程 年級班別： 2010級2班 姓 名： 至鑫 指導教師： 趙建國 2014年05月 河南師范大學本科畢業(yè)設計 摘要 1 Abstract 1 第一章 汽車連桿加工工藝 2 1.1 汽車連桿的結構特點 2 1.2 汽車連桿的主要技術要求 2 1.2.1 小、大頭孔的尺寸精度、形狀精度 2 1.2.2 小、大頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度 2 1.2.3 小、大頭孔中心距 2 1.2.4 小、大頭孔兩端面的技術要求 3

2、1.2.5 有關結合面的技術要求 3 1.3 汽車連桿的材料和毛坯 3 1.4 汽車連桿的機械加工工藝過程 3 1.5 汽車連桿的機械加工工藝過程分析 5 1.5.1 工藝過程的安排 5 1.5.2 定位基準的選擇 5 1.5.3 確定合理的夾緊方法 6 1.5.4 汽車連桿兩端面的加工 6 1.5.5 汽車連桿小、大頭孔的加工 6 1.5.6 汽車連桿螺栓孔的加工 6 1.5.7 汽車連桿體與連桿蓋的銃開工序 7 1.6 汽車連桿加工工藝設計應考慮的問題 7 1.6.1 工序安排 7 1.6.2 定位基準 7 1.6.3 夾具使用 7 第二章 汽車連

3、桿加工工藝零件的尺寸計算處理 8 2.1 切削用量的選擇原則 8 2.1.1 粗加用時切削用量的選擇原則 8 2.1.2 精加用時切削用量的選擇原則 9 2.2 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及的公差 9 2.2.1 確定加工余量 9 2.2.2 確定工序尺寸及其的公差 10 2.3 計算工藝尺寸鏈 11 2.3.1 連桿蓋的卡瓦槽的計算 11 2.3.2 汽車連桿體的卡瓦槽的計算 12 2.4 用時定額的計算 13 2.4.1 銃連桿大小頭平面 13 2.4.2 粗磨大小頭平面 13 2.4.3 加工小頭孔 14 2.4.4 銃大頭兩側面 15

4、 2.4.5 、擴大頭孔 15 2.4.6 銃開連桿體和蓋 16 2.4.7 加工連桿體 16 2.4.8 銃、磨連桿蓋結合面 19 2.4.9 銃、鉆、鏈 21 2.4.10 粗鏈大頭孔 22 2.4.11 大頭孔兩端倒角 23 2.4.12 精磨大小頭兩平面 23 2.4.13 半精鏈大頭孔及精鏈小頭孔 23 2.4.14 精鏈大頭孔 24 2.4.15 鉆小頭油孔 24 2.4.16 小頭孔兩端倒角 24 2.4.17 鎮(zhèn)小頭孔襯套 25 2.4.18 琦磨大頭孔 25 2.5 汽車連桿的檢驗 25 2.5.1 觀察外表缺陷及目測表面

5、粗糙度 25 2.5.2 汽車連桿大頭孔圓柱度的檢驗 25 2.5.3 連桿，連桿蓋大頭孔中心線對稱測試。 26 2.5.4 汽車連桿大小頭孔平行度的檢驗 26 2.5.5 汽車連桿螺釘孔與結合面垂直度的檢驗 26 第三章夾具設計 27 3.1 擴大頭孔夾具 27 3.1.1 問題的指出 27 3.1.2 夾具設計 27 3.2 銃剖分面夾具設計 29 3.2.1 問題的指出 29 3.2.2 夾具設計 29 3.2.3 33 3 河南師范大學本科畢業(yè)設計 摘要 連桿是汽車的主要傳動件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設計。 連

6、桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易 產(chǎn)生變形。因為連桿是汽車發(fā)動機和壓縮機的主要零件之一，其大頭孔與曲軸連接， 小頭孔通過活塞銷與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳送給曲軸，又受曲軸驅 動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。在夾具設計方面也要針對連桿結構比較小的特點， 設計時應注意夾具體結構尺寸的大小等，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表 面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應力的作用，并修正加工后 的變形，就能最后達到零件的技術要求。 關鍵詞：連桿 變形 加工工藝 夾具設計 Abstract One of connecting rod

7、is the main driving a car, this paper mainly discusses the processing technology and fixture design of connecting rod. Connecting rod size precision the accuracy requirement of the shape and position precision is very hig hand the rigidity of the connecting rod is poorer prone to deformation. Becaus

8、e of the connecting rod is one of the main parts of the automobile engine and compressor; the big hole connected to the crankshaft, small head hole through the piston pin and piston connection its role is to gas pressure of piston to the crankshaft, and collect the crankshaft drives and drives the p

9、iston compressedgas in the cylinder. In fixture design is according to the characteristics of the connecting rod structure is small the design of the clamp should be paid attention to the size of the concrete structure size etc., so when arranging processyou need to separate the rough finish machini

10、ng process on the surface of the major. Gradually reduce machining allowance, cutting force and the role of internal stress, and correct processing after deformation, can finally achieve the technical requirements of parts. Keyword: Connecting rod Deformation Processing technology Design of clampin

11、g device 第一章 汽車連桿加工工藝 1.1 汽車連桿的結構特點 連桿是汽車發(fā)動機的主要傳動部件之一，在發(fā)動機中，把作用于活塞頂面的膨脹 的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿包括連桿體 和蓋。工作時，連桿工作在動態(tài)荷載作用下的急劇變化的條件下。連桿大頭孔的體和 蓋用墊片相連，連桿用螺栓和螺母和曲軸裝在一起。。 發(fā)動機工作時，依靠高速曲軸潤滑油飛濺在缸體小頭的底部的油孔頂部油孔內(nèi)， 來潤滑連桿襯套和活塞銷之間搖擺運動副。 連桿的主要功能是連接活塞和曲軸并將活塞的往復直線運動轉換為曲軸的旋轉運 動，輸出功率。則連桿加工精度將直接影響發(fā)動機的性能，直接影響

12、精度的主要因素 是工藝選擇的過程。有五個主要反映連桿參數(shù)的準確性 ：（1）連桿大頭和小頭中心表面相 對表面的連桿軸中心對稱度；（2）的精度連桿很小，大頭孔平行度；（3）小，大頭孔中心 距尺寸的精度⑷大螺栓孔和結合面垂直度；（5）連桿小，大的孔隙大小，形狀精度準確。 1.2 汽車連桿的主要技術要求 連桿加工主要表面上需要是：小，大頭孔以及兩端面，還有結合連桿體、連桿體與 蓋的結合面及連桿螺栓定位孔等。等等。 1.2.1 小、大頭孔的尺寸精度、形狀精度 為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，以減少沖擊不良影響 和傳熱的影響。公差頂級：大頭孔 IT6,小頭孔IT8;表面粗糙度：

13、大頭孔 Ra應不小 于或等于0.4 n叫小頭孔Ra應該不小于或等于3.2仙叫圓柱度公差：大頭孔是0.012mm, 小頭孔襯套0.0025mm。且小頭孔素線平行度公差是 0.04/100mm。 1.2.2 小、大頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度 兩孔軸心線在連桿平行度誤差會導致氣缸中的活塞傾斜，而氣缸壁引起的不均勻 磨損，同時使曲軸連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以兩個孔軸心線在軸連桿平行度公差較 ?。欢鴥煽纵S心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，所以 它的公差值應更大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在 100 mm長度上公差為 0.04 mm；在垂直與連桿軸心線方向的

14、平行度在 100mm長度公差是0.06mm 1.2.3 小、大頭孔中心距 大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比 較高的要求：190 i0.1 mm。 1.2.4 小、大頭孔兩端面的技術要求 連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但技術要求是不同的：尺寸公差 等級：大頭兩端面為IT9,小頭兩端面為IT12,表面粗糙度：大頭孔Ra不大于0.8 ^m, 小頭孔Ra不大于6.3小熊這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配 合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距 離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的

15、公差帶中，這給連桿的加工帶來 許多方便。 1.2.5 有關結合面的技術要求 當連桿動態(tài)荷載作用下，接合面的歪斜使頭連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對 錯位，使曲軸的連桿軸頸和軸瓦結合不良，導致不均勻磨損。結合面的平行度會影響 連桿體，連桿蓋和墊片緊密程度的結合密度，也影響螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的 磨損。則連桿結合面平面度公差是 0.025mm。 1.3 汽車連桿的材料和毛坯 連桿在循環(huán)荷載的作用下，需要有高強度。因此，連桿的材料一般采用高強度碳 鋼和合金鋼；45鋼、55鋼、40CrMnB等。近年來也有使用球墨鑄鐵，粉末冶金零件的 尺寸精度高，不浪費材料，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的

16、實現(xiàn)，粉末冶金零件的 工業(yè)性能大大提高。因此，采用粉末冶金制造連桿的實踐是一個很有前途的方法。 言之簡而，毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總生產(chǎn)成本的降低，性能改進。 1.4 汽車連桿的機械加工工藝過程 從上述技術條件的分析，連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度要求很高，但連 桿的剛性較差，容易變形，它帶來了很多困難為連桿加工，必須充分注意。 連桿機械加工工藝過程如下表（1 — 1）所示: 表（1 — 1）連桿機械加工工藝過程 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 銃 銃連桿小、大頭兩平面，每聞留磨量 0.5mm :X52K 2 粗磨 以一大平面定位，磨另一大

17、平面，保證中心線對稱，無標記 面稱基面。（下同） M7350 3 鉆 與基面定位，鉆、擴、較小頭孔 PZ3080 4 銃 以基面及小、大頭孔定位，裝夾工件銃尺寸990.01mm兩側 面，保證對稱（此平聞為工藝用基準面） X62W 組 合機床或 專用工裝  表(1—1)連桿機械加工工藝過程 5 擴 以基面定位，以小頭孔定位，擴大頭孔為 ①60mm Z3080 6 銃 以基面及小、大頭孔定位，裝夾工件，切開工件，編號桿身 及上蓋分別打標記。 X62W 組 合機床或 專用工裝 鋸片銃刀 厚2mm 7 銃 以基面和一側面定位裝夾工件，銃連桿體和蓋結合面，

18、保直 徑方向測量深度為27.5mm X62組合 夾具或專 用工裝 8 磨 以基面和一側面定位裝夾工件，磨連桿體和蓋的結合面 M7350 9 銃 以基面及結合卸土位裝夾工件， 詵連桿體和蠱5_0.05 mmx 8mm 斜槽 X62組合 夾具或專 用工裝 10 車忽 以基面、結合面和一側面定位，裝夾工件，物兩螺栓座面 R12003mm, R11mm,保證尺寸 22 0.25mm X62W 11 鉆 鉆2一①10mm螺栓孔 Z3050 12 擴 先擴2一612mm螺栓孔，再擴2一①13mm深19mm螺栓孔 并倒角 Z3050 13 錢 較2—G 12

19、.2mm螺栓孔 Z3050 14 鉗 用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件，其扭力矩為 100— 120N.m 15 鋒 粗鎮(zhèn)大頭孔 T6 8 16 倒角 大頭孔兩端倒角 X62W 17 磨 精磨大小頭兩端面，保證大頭面厚度為 38_0,232 mm M7130 18 鋒 以基面、一側面定位，半精鎮(zhèn)大頭孔，精鏈小頭孔至圖紙尺 寸，中心距為190 0.1 mm 可調(diào)雙軸 鋒 19 鋒 精鎮(zhèn)大頭孔至尺寸 T2115 20 稱重 稱量不平衡質量 弓WW 21 鉗 按規(guī)定值去重量 22 鉆 鉆連桿體小頭油孔 中6.5mm

20、,①10mm Z3025 23 壓銅套 雙面氣動 壓床 24 擠壓銅套 孔 壓床 25 倒角 小頭孔兩端倒角 Z3050 26 鋒 半精鏈、精鏈小頭銅套孔 T2115 27 琦磨 珀磨大頭孔 琦磨機床 28 檢 檢查各部尺寸及精度 29 探傷 無損探傷及檢驗硬座 30 入庫 3 河南師范大學本科畢業(yè)設計 1.5 汽車連桿的機械加工工藝過程分析 1.5.1 工藝過程的安排 影響加工精度的主要因素有兩種： (1)連桿模鍛，而孔機械加工余量，切割時將會產(chǎn)生較大的殘余應力，并導致一個 內(nèi)部應力再分布。

21、 (2)連桿本身的剛度較低，在外力的作用下，容易變形。 主要加工表面的流程安排如下： (1)兩端面：粗銃、精銃、粗磨、精磨 (2)小頭孔：鉆孔、擴孔、較孔、精鏈、壓入襯套后再精鍵 (3):大擴孔：擴孔、粗鏈、半精鏈、精鏈、金剛鏈、琦磨 有的次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。 1.5.2 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(wěn)定，用小頭孔定位可直接控制大、 定位基準統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。 ■o 成套編g標記 /

22、 || 小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的 ,IfTj I 11 圖(1-1)連桿的定位方向 具體方法見圖(1, 1)：在安 裝工件時，注意到一個完整的序列號標簽不會接觸夾具定位元件。在精鏈小頭孔時, 也用小頭孔作為基面，定位銷做成活動的稱 假銷”。當當連桿用小頭孔(及襯套孔) 定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。 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 粗銃兩個端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銃就是關鍵工序。在粗 銃中工件如何定位呢？ 一

23、個方法是以毛坯端面定位，在側面和端部夾緊，粗銃一個端 面后，翻身以銃好的面定位，銃另一個毛坯面。 1.5.3 確定合理的夾緊方法 由于連桿是一個剛性比較差的工件，應該非常注意夾緊力的大小，和作用力的方 向及著力點的選擇，以避免由于夾緊力的作用而變形，影響加工精度。對于連桿的加 工夾具，可以看出設計者非常注意火緊力作用方向和著力點的選擇。兩端粗銃夾具的 火緊力方向平行于端面，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(chǎn)生在平行于端面的方向上，很少或不會影響端面的平面 度。火緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉變形。 1.5.4 汽車

24、連桿兩端面的加工 采用粗銃、精銃、粗磨、細磨四個工序，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，使用砂瓦拼 成的砂輪端面磨削。這種方法的生產(chǎn)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(chǎn)率低一些，但精度較高。 1.5.5 汽車連桿小、大頭孔的加工 小，大頭孔連桿加工的處理是一個重要的過程，它的加工精度對連桿的質量有很 大的影響。 小頭孔為定位基面，作為基準面之前，通過鉆、擴、較三道工序。鉆小頭孔外形 定位，這樣我們可以確保加工孔和外圓同軸誤差較小。 如果因為襯套孔和外圓定位錯誤，則此方法有可能定位襯

25、套精鏈的襯套孔與大頭 孔的中心距超差。 大頭孔經(jīng)過擴、粗鏈、半精鏈、精鏈、金剛鏈和琦磨達到 IT6級公差等級。表面 粗糙度Ra為0.4仙叫大頭孔的加工方法是在銃開工序后，將連桿與連桿體組合在一起， 然后進行精鏈大頭孔的工序。這樣，在銃開以后可能產(chǎn)生的變形，可以在最后精鏈工 序中得到修正，以保證孔的形狀精度。 1.5.6 汽車連桿螺栓孔的加工 連桿螺栓孔經(jīng)過鉆、擴、錢工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側面定位。 粗銃螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銃夾具沒有活動部分，能保證承受較 大的銃削力。精銃時，為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直，使用兩工位 夾具。連桿在夾具的工位上

26、銃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 ,銃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。 1.5.7 汽車連桿體與連桿蓋的銃開工序 剖分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 證銃開后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差 0.03mm ,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0.02 mm,則銃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

27、分面銃開以后再經(jīng)過磨削加工。 1.6 汽車連桿加工工藝設計應考慮的問題 1.6.1 工序安排 安排連桿加工過程應注意影響精度的兩個因素：(1)連桿的硬度較低，容易在外力變 形；(2)連桿模鍛件，孔機械加工余量大，切割將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應力。所以在連桿 加工時，各主要表面的粗精加工工序一定要分開。 1.6.2 定位基準 精基準：以桿身對稱面定位，便于保證對稱度的要求，而且采用雙面銃，可使部 分切削力抵消。 統(tǒng)一精基準：以大小頭端面，小頭孔、大頭孔一側面定位。因為端面的面積大， 定位穩(wěn)定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。 1.6.3 夾具使用 應該適應”一個洞一個凸平臺

28、”的統(tǒng)一基準的本質。而大小頭定位銷是一次裝火中 鍵出，故須考慮 自為基準”情況，小頭定位銷應活動在這一時刻，小頭定位銷應做成 活動的，當連桿定位裝夾后，再抽出定位銷進行加工。 保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此，精銃端面時，夾具可考慮重復定位情況， 如采用夾具限制7個自由度。長銷定位目的就在于保證垂直度。但由于重復定位裝御 有困難，因此要求夾具制造精度較高，且采取一定措施，一方面長圓柱銷削去一邊， 另一方面設計頂出工件的裝置。 第二章 汽車連桿加工工藝零件的尺寸計算處理 2.1 切削用量的選擇原則 正確選擇切削參數(shù)，提高切削效率，保證必要的刀具壽命和經(jīng)濟性，保證加工的 質量，起著重要

29、的意義。 2.1.1 粗加用時切削用量的選擇原則 粗加用時，加工精度和表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大。因此，粗加工切削 用量的選擇，為了提高生產(chǎn)效率，降低加工成本，盡可能保證較高的單位時間金屬切 削量和必要的刀具壽命，金屬切除率可以用下式計算： Zw = Vf.ap.1000.00 式中：Zw單位用時內(nèi)的金屬切除量（mm3/s） V----切削的速度 m/s F----進給量mm/r ap 切削的深度mm 切削速度增加，增大進給量和切削深度，可以提高金屬去除率。然而，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，影響最小是切削深度。 所以粗加工切削參數(shù)選擇的

30、原則是：第一，考慮選擇吃刀深度a盡可能大，然后選擇一 個較大的進給量度f,最后確定一個合適的切割速度 Vo 選擇較大的吃刀深度 中和f,刀具壽命t顯然將會下降，但比V對t的影響小得多， 只要能減少一點V便可使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，可以使 V, f, ap較大的乘 積，以保證金屬切削率高。止匕外，增大 印可使走刀次數(shù)減少，增大f又有利于斷屑。 以上選擇的原則，因此，粗加工切削用量的選擇對提高生產(chǎn)效率，減少工具消耗，降 低處理成本是更有利的。 1）切削的深度的選擇： 粗加工時切削深度應根據(jù)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(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要

31、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： 粗加用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(jù)工藝系統(tǒng) 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(tǒng)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）切削的速度的選擇： 粗加工，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，

32、則應適當降低切削速度。 2.1.2 精加用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(chǎn)效率。 1）切削的深度的選擇： 精加工時的切削深度應根據(jù)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）切削的速度的選擇： 切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，

33、而且不會產(chǎn)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(shù)，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(chǎn)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(chǎn) 率的要求。 2.2 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及的公差 2.2.1 確定加工余量 用查表法確定機械加工余量： （由《機械加工工藝手冊》第一卷 表3.2—25表3.2—26 表3.2—27） （1）平面加工的工序余量（mm） 表(2—1)連桿加

34、工過程 單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 43 12.5 粗銃 1.5 IT12( 00.320) 40(5320 ) 12.5 精銃 0.6 IT10( f100) 38.8(0^.100) 3.2 粗磨 0.3 IT8 ( 00.050 ) 38.2(乎050 ) 1.6 精磨 0.1 IT7 ( 00.025 ) 38(1272 ) 0.8 則連桿兩端面總的加工余量為: n v A 2 A總二i =(A粗銃+A精銃+A粗磨+A精磨)m2 =(1.5+0.6+0.3+0.1)父2

35、0 =5 055 mm (2)連桿鑄造出來的總的厚度為 H=38+500.55 =43%.55mm 2.2.2 確定工序尺寸及其的公差 (由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表2—29表2—34) 1)、大頭孔各工序尺寸及其的公差、 表(2—2)大頭孔各工序尺寸及其的公差 工序名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度 琦磨 0.08 H 6(00.019) 力 65.5 3 655H6(產(chǎn)) 0.4 精鋒 0.4 H8(*) 6 65.4 Q65.4H8(產(chǎn)) 0.8 半精鋒 1 H11(00.19) 6

36、65 665 H11(0ta.19) 1.6 二次粗鏈 2 H12(00.30) 中64 0 64 H12(產(chǎn)) 6.3 一次粗鏈 2 H 12(00.30) 662 ① 62 H12(產(chǎn)) 12.5 擴孔 5 ①60 6 59(-1) 9 河南師范大學本科畢業(yè)設計 19 2）、小頭孔各工序尺寸及其的公差 （由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 表2—29表2—30） 表（2 — 3）小頭孔各工序尺寸及其的公差 工序 名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度 精鋒

37、 0.2 H8(f033) 中 29.49 中29.49(2033) 1.6 錢 0.2 H9(0B.052) 中 29.29 629.29(00.052) 6.4 擴 9 H10(00.084 ) 6 29.1 中 29.1(丁.084) 12.5 鉆 鉆至620 H1300.33 620 6 2000.33 12.5 2.3 計算工藝尺寸鏈 2.3.1 連桿蓋的卡瓦槽的計算 減環(huán)為：A3 ；封閉環(huán)為：4；增環(huán)為：A 圖(2-1) 1）、A0極限尺寸為: m _. n」 ― A0 max .- Ai max .- Ai min

38、=30.199-4.949=25.25 mm i=1 i m 1 m _. n -1 _ A0 min ,— Aimin —— Ai max i 1 i m 1 =29.81-5.11=24.70 mm 2）、A。上、下偏差為: m -.. n 4 - ESA0 ESA - x EI A i =m 1 =0.20+0.05=0.25 mm m -n -1 ;— EIA0 f EI A - ESA i =m -1 =-0.20-0.10=-0.30 mm T =ESA -EIAg =0.25- (0.30) =0.55 mm 4）、A?；境叽鐬? A0

39、= A2 - A3 =30-5=25 mm 5）、Ag最終工序尺寸為: A0 = 25(藍)mm 2.3.2汽車連桿體的卡瓦槽的計算 封閉環(huán)為：A0 ;增環(huán)為：A1 減環(huán)為：A2 n」- 二 Ai min i m 1 n工 一 _、 A G max i m 1 1）、A。極限尺寸為: 9m A0 max ■— Ai max i 1 =13.30-4.95 =8.35 mm m — A0 min 二 Aimin i 1 =12.8-5.0=7.8 mm 2）、A。上、下偏差為: m ?, n 4 ? ESA。八 ESA

40、- x EI A =0.3+0.05=0.35 mm m ―.. n -1 - EIA0 =、 EI A - x ESA i =m 1 =-0.1-0.1=-0.2 mm 3）、A0的公差為: Tq = ESA0 - EIA0 =0.35+0.20=0.55 mm 4)、A。的基本尺寸為： Ao = Ai - A2 =13-5=8 mm 5)、A。的最終工序尺寸為： Ao = 8(1.20)m 2.4用時定額的計算 2.4.1 銃連桿大小頭平面 選用X52K機床 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—81可得 切削的速度Vf=2.47 m/s 銃刀的直徑D=

41、100 mm 切削的寬度 a=60 mm 銃刀的齒數(shù)Z=6 切削的深度ap=3 mm 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=475 r/min 由表3.1—31 機床選取n=500 /min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=2.67 m/s 銃削的用時為：按表2.5—10 L=3 mm L1二 ae(d-ae)+1.5=50 mm L2=3 mm 基本的用時 tj=L/fmz =(3+50+3)/(500 0M8 6)=0.110 min 由表 2.5— 46 輔助用時 ta=0.4 8.45=0.180 min 2.4.2 粗磨大小頭平面 選用M735

42、0磨床 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—170可得 砂輪的直徑 D=40.00 mm 磨削的速度 V=0.33 m/s 切削的深度 ap= 0.30 mm fr0=0.033 mm/r Z= 8 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=158.8 r/min 按表3.1—48 機床選取n=100 r/min 則實際磨削得速度 V=0.001二Dn/60=0.20 m/s 磨削得用時為：按表2.5—11 基本的用時 tj=zbk/nfr0z=(0.3 1)/(100 8W.033)=0.01 min 由表3.1—40 輔助用時ta=0.21 min 2.4.3 加

43、工小頭孔 ⑴鉆小頭孔 由《機械制造工藝設計手冊》表 鉆頭的直徑D=20.00 mm 切削的深度ap=10.00 mm 選用鉆床Z3080 2.4—38(41)可得 切削的速度V=0.99 mm 進給量 f=0.12 mm/r 按表3.1-30 機床選取n=1000 r/min 則實際鉆削的速度 V=0.001 二 Dn/60=1.04 m/s 鉆削用時為：按表 2.5— 7 L=10 mm Li=1.5 mm L2=2.5mm 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=945 r/min 基本的用時 tj=L/fn= (10+1.5+2.5)/(0

44、.12 1000)= 0.12 min 按表2.5— 41 按表2.5— 42 (2)擴小頭孔 由《機械制造工藝設計手冊》表 擴刀的直徑D=30.00 mm 切削的深度ap=1.50 mm 輔助用時ta=0.5 min 其他用時tq=0.2 min 選用鉆床Z3080 2.4—53可得 切削的速度 V=0.32 m/s 進給量 f=0.80 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=203 r/min 由表3.1—30 則機床選取n=250 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.39 m/s 擴削用時為：按表2.5—

45、 7 Lo=10 mm 基本的用時 tj=L/fn=(10+3)/(0.8 按表2.5— 41 (3)較小頭孔 由《機械制造工藝設計手冊》表 錢刀的直徑D=30.00 mm Li=3 mm 250)=0.07 min 輔助用時ta=0.25 min 選用鉆床Z3080 2.4—81可得 切削的速度 V=0.22 m/s 切削的深度ap=0.10 mm 進給量f=0.80 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=140 r/min 由表3.1—31 則機床選取n=200 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.32 m/s

46、較削的為： 按表2.5— 7 L=10 mm Li=0 L2=3 mm 基本的用時 tj=L/fn=(10+3)/(0.8 200)=0.09 min 按表2.5— 41 輔助用時ta=0.25 min 2.4.4 銃大頭兩側面 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4— 77(88)可得則選用銃床X62W 銃刀的直徑 D=20.00 mm 切削的速度 V=0.64 m/s 銃刀的齒數(shù)Z=3 切削的深度ap=4.00 mm af=0.10 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=611 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速

47、度 V=0.001二Dn/60=0.78 m/s 銃削用時為：按表2.5—10 L=40 mm L1二 , ae (d - ae)+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時 tj=L/fmz=(40+8.5+2.5)/(750 0.他 >3)=0.23 min 按表 2.5— 46 輔助用時 ta=0.4 >0.45=0.18 min 2.4.5 、擴大頭孔 選用鉆床床Z3080 刀具:擴孔鉆 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—54可得 擴孔鉆的直徑D=60 mm 切削的速度V=1.29 m/s 進給量f=0.50 mm/r 切削的深度ap=3.0 mm 走

48、刀次數(shù)I=1 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=410 r/min 由表3.1—41 則機床選取n=400 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=1.256 m/s 擴削用時為： 按表2.5— 7 L=40 mm Li=3 mm L2=3 mm 基本的用時： tj = in = 0*0? 1 = 0.23( m i n ) 11M D2d (ctgkr 1~ 2) 12 =2~ 4 2.4.6 銃開連桿體和蓋 則選用銃床X62W 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—79(90)可得 銃刀的直徑D=63 mm 切削的速度 V=0.34 m

49、/s 切削的寬度ae=3 mm 銃刀的齒數(shù)Z=24 切削的深度 ap=2 mm af=0.015 mm/r d=40 mm 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=103 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=2.47 m/s 銃削用時為: 按表2.5—10 LiZ-E mm 匕=可不一書 + 30- Vdap—a2 +2=6 mm L2=2 mm 基本的用時 tj=Li/Fm= (17+6+2)/(148)=0.17 min 按表2.5— 46 2.4.7加工連桿體 (1)粗銃連桿體結合面

50、 由《機械制造工藝設計手冊》表 銃刀的直徑D=75 mm 輔助用時 ta=0.4 8.45=0.18 min 則選用銃床X62W 2.4—74 (84)可得 切削的速度V=0.35 m/s 切削的寬度ae=0.5 mm銃刀的齒數(shù)Z=8 切削的深度 ap=2 mm a=0.12 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=89 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=2.94 m/s 銃削用時為： 按表2.5—10 L=38 mm L尸.ae (d - ae)+1.5=7.5 mm L2=

51、2.5 mm 按表2.5— 46 基本的用時 tj=L/fnz=(38+7.5+2.5)/(2.96 60X8)=0.03 min 輔助用時 ts=0.4 >0.45=0.18 min (2)精銃連桿體結合面 則選用銃床X62W 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—84可得 銃刀的直徑D=75 mm 切削的速度V=0.42 m/s 銃刀的齒數(shù)Z=8 切削的深度ap=2 mm af=0.7 mm/r 切削的寬度ae=0.5 mm 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=107 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=750 r/min

52、 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=2.94 m/s 銃削用時為：按表2.5—10 I L=38 mm L尸 ae(d- ae)+1.5=.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時 tj=L/fmz =(38+7.5+2.5)/(2.96 60潟)=0.03 min 按表 2.5— 46 輔助用時 ta=0.4 8.45=0.18 min (3)粗鋼連桿兩螺栓底面 選用鉆床Z3025 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—67可得 物刀的直徑 D=28 mm 切削的速度 V=0.2 m/s 物刀的齒數(shù)Z=6 切削的深度ap=3 mm 進給量 f=0.10 mm

53、/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=50.9 r/min 由表3.1—30 則機床選取n=750 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=2.94 m/s 物削用時為： 按表2.5— 7 L=28 mm Li=1.5 mm 基本的用時 tj=L/fn=(28+1.5)/(0.10 750>8)= 0.04 min ⑷銃軸瓦鎖口槽 則選用銃床X62W 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—90可得 銃刀的直徑D=63 mm 切削的速度V=0.31 m/s 銃刀的齒數(shù)Z=24 切削的深度ap=2 mm 切削的寬度 ae=0.5 mm af=0.0

54、2 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=94 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.33 m/s 銃削用時為： 按表2.5—10 L= 5 mm Li=0.5 >63+1.5=33 mm L2=1.5 mm 基本的用時 tj=L/fmz =(5+33+1.5)/(100 24)=0.02 min 按表 2.5— 46 輔助用時 ta=0.4 0.45=0.18 min (5)精銃螺栓座面 則選用銃床X62W 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—90可得 銃刀的直徑D=63 mm 切

55、削的速度V=0.47 m/s 銃刀的齒數(shù)Z=24 切削的深度ap=2 mm 切削的寬度 ae=5 mm af=0.015 mm/r 則主軸的轉速 n=v/二D=142 r/min 由表3.1—31 則機床選取n=150 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.49 m/s 銃削用時為： 按表2.5—10 L=28 mm Li= ae(d -ae)+1.5=19 mm L2=3 mm 基本的用時 tj=L/fmz=(28+19+3)/(150 24)=0.02 min 按表2.5— 46 (7)精磨結合面 由《機械制造工藝設計手冊》表 砂輪的

56、直徑D=40 mm 切削的深度ap=0.1 mm 輔助用時 ta=0.4 8.45= 0.18 min 選用磨床M7130 2.4—170 可得 切削的速度V=0.330 m/s 進給量 fr0=0.006 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=157 r/min 由表3.1—48則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.20 m/s 磨削用時為: 按表2.5—11 基本的用時 tj=Zbk/nfr0z=0.02 min (zb =0.1 k=1 z=8) 2.4.8銃、磨連桿蓋結合面 (1)粗銃連桿

57、上蓋結合面 由《機械制造工藝設計手冊》表 銃刀的直徑D=75 mm 切削的寬度&=3 mm 則選用銃床X62W 2.4—74 (84)可得 切削的速度V=0.35 m/s 銃刀的齒數(shù)Z=8 at=0.12 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=89 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.39 m/s 銃削用時為：按表2.5—10 1 L= 38 mm Li= ae(d-ae)+1.5=16 mm L2=2.5 mm 基本的用時 tj=L/fmz=(38

58、+16+2.5)/(100 8)=0.07 min 按表2.5— 46 (2)精銃連桿上蓋結合面 由《機械制造工藝設計手冊》表 銃刀的直徑D=75 mm 輔助用時 ta=0.4 8.45=0.18 min 則選用銃床X62W 2.4—84可得 切削的速度V=0.42 m/s 切削的寬度ae=0.5 mm 銃刀的齒數(shù)Z=8 進給量f=0.7 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=107 r/min 由表3.1—74 則機床選取n=110 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.43 m/s 銃削用時為： 按表2.5—

59、10 L=38 mm Li= ae(d-ae)+1.5=7.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時 tj=L/fmz= (38+7.5+2.5)/(110 8)=0.6 min 按表 2.5— 46 輔助用時 ta=0.4 8.45=0.18 min (3)粗銃螺母座面 則選用銃床X62W 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—88可得 銃刀的直徑D=63 mm 切削的速度V=0.34 m/s 銃刀的齒數(shù)Z=24 切削的寬度ae=5 mm af=0.15 mm/r 河南師范大學本科畢業(yè)設計 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=103 r/min 由表3.1—74

60、 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.39 m/s 銃削用時為：按表2.5—10 L= 28mm Li= ae(d-ae)+1.5=17.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時 tj=L/fmz =(28+17.5+2.5)/(100 24)= 0.02 min (zb =0.1 k=1 z=8) # 按表2.5— 46 ⑷銃軸瓦鎖口槽 由《機械制造工藝設計手冊》表 銃刀的直徑D=63 mm 銃刀的齒數(shù)Z=24 切削的寬度ae=0.6 mm 輔助用時 ta=0.4 >0.45=0.18 min 則選用銃

61、床X62W 2.4—90可得 切削的速度V=0.31 m/s 切削的深度0p=2 mm a=0.02 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=94 r/min 由表3.1—74則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.33 m/s 銃削用時為： 按表2.5—10 L=5 mm Li=0.5 63+1.5=33 mm L2=1.5 mm 基本的用時 tj=L/fmz=(5+33+1.5)/(100 24)=0.02 min 按表 2.5— 46 輔助用時 ta=0.4 8.45=0.18 min (5)精磨結合

62、面 選用磨床M7350 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—170可得 砂輪的直徑 D=40 mm 切削的速度V=0.330 m/s 切削的深度ap=0.1 mm 進給量fr0=0.006 mm/r 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=157 r/min 由表3.1—48 則機床選取n=100 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.20 m/s 磨削用時為： 按表2.5—11 基本的用時tj=與""「理=0.02 min 河南師范大學本科畢業(yè)設計 則選用銃床X62W 2.4—90可得 切削的速度V=0.47 m/s 銃刀的齒數(shù)Z=24

63、 af=0.015 mm/r 由表3.1—74 則機床選取n=150 r/min 2.4.9銃、鉆、鏈 (1)精銃連桿蓋上兩螺母座面 由《機械制造工藝設計手冊》表 銃刀的直徑D=63 mm 切削的寬度ae=5 mm 切削的深度ap=2 mm 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=142 r/min 31 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.49 m/s 銃削的用時為: 按表2.5—10 L=28 mm L產(chǎn) ae(d-ae)+1.5=17.5 mm L2=2.5 mm 基本的用時 tj=L/fmz=(28+17.5+2.5)/(

64、150 24)=0.02 min 按表 2.5— 46 輔助用時 ta=0.4 8.45=0.18 min (2)、從連桿上方鉆、擴、銀螺栓孔 a)鉆螺栓孔 選用鉆床Z3025 由《機械制造工藝設計手冊》表 2.4—38 (41)可得 切削的速度V=0.99 m/s 切削的深度ap=5 mm 進給量f=0.08 mm/r 鉆頭的直徑 D=10 mm 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=1910 r/min 由表3.1—30 則機床選取n=910 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.99 m/s 鉆削的用時為： 按表2.5— 7 L=34 m

65、m Li=1.5 mm L2=2 mm 基本的用時 tj=L/fn=(34+1.5+2)/(0.08 1910)=0.23 min 按表2.5— 41 輔助用時ta=0.5 min 其他的用時tq=0.2 min 選用鉆床Z3025 2.4—53可得 切削的速度V=0.40 m/s 進給量f=0.6 mm/r 按表2.5— 42 b)擴螺栓孔 由《機械制造工藝設計手冊》表 擴刀的直徑 D=10 mm 切削的深度ap=1.0 mm 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=764 r/min 由表3.1—30 則機床選取n=764 r/min 按表

66、2.5— 7 Li=2 mm 764)=0.07 min 輔助用時ts=0.25 min 2.4—81可得 切削的速度 V=0.22 m/s 進給量f=0.2 mm/r L=34 mm Li=2 mm L2=3 mm 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.40 m/s 擴削的用時為： L=34 mm 基本的用時 tj=L/fn=(34+2)/(0.6 按表2.5— 41 c)較螺栓孔 由《機械制造工藝設計手冊》表 錢刀的直徑D=12.2 mm 切削的深度ap=0.10 mm 則主軸的轉速 n=v/0.001 二 D=140 r/min 由表3.1—31 則機床選取n=200 r/min 則實際切削的速度 V=0.001二Dn/60=0.127 m/s 較削的用時為： 按表2.5— 7 2.4—67可得 切削的深度ap=3 mm Z=8 則機床選取n=750 r/min 按表2.5— 7 /750 0.10=0.03 min 2.4—66可得 切削的速度V=0.16 m/s 切削的深度印=3