課程設計---連桿加工工藝規程及連桿大頭側面加工工序夾具設計

1、<p>　　汽車制造工藝學課程設計任務書（三）</p><p>　　一、設計題目：連桿加工工藝規程及連桿大頭側面加工工序夾具設計</p><p><b>　　二、主要內容：</b></p><p><b>　　1．毛坯選擇；</b></p><p>　　2．連桿加工工藝路線制定；</

2、p><p>　　3．連桿大頭側面加工工序工序具體內容確定；</p><p>　　4．連桿大頭側面加工工序夾具設計</p><p>　　5.確定生產類型（產量可自己確定或直接設定生產類型）</p><p>　　三、具體要求及應提交的材料</p><p>　　1．填寫工藝過程卡時，除連桿大頭側面加工工序，其它工序機床確定名稱，

3、夾具確定類型，刀具與量具也確定名稱；</p><p>　　2．工藝路線制定因是同一個零件，必須獨立完成；</p><p>　　3．同組夾具結構必須有差異；</p><p>　　4．必須按時完成；設計說明書按規定格式書寫；</p><p>　　5．完成應提交的材料：設計說明書一份、夾具裝配總圖一張、連桿體零件圖一張、工藝過程卡片及連桿大頭側面加

4、工工序工序卡片各一份；</p><p>　　6．不校核設計能力，若要校核自己確定年產量（中批或大批生產或大量生產）。</p><p>　　四、主要技術路線提示</p><p>　　1．確定生產類型(設定為中批或大批量生產)，對零件進行工藝分析，畫零件圖；</p><p>　　2．確定毛坯種類及制造方法；</p><p>

5、;　　3．擬訂零件機械加工工藝過程，選擇各工序的加工設備和工藝裝備(刀具、夾具、量具、輔具)，確定連桿大頭側面加工工序及相關加工余量和工序尺寸，計算連桿大頭側面加工工序的切削用量和工時定額；</p><p>　　4．夾具設計必須滿足△d≤T/3。</p><p>　　五、進度安排（設計共兩周10天）</p><p>　　1．準備一天（課程設計工藝講解、畫圖工具準備、

6、借閱相關工具書和資料等）；</p><p><b>　　2．畫零件圖一天；</b></p><p>　　3．制定工藝路線兩天；</p><p>　　4．確定連桿大頭側面加工工序工序具體內容一天；</p><p>　　5．夾具設計及完成總裝圖三天；</p><p>　　6．完成設計說明書及答辯兩天。

7、</p><p>　　六、推薦參考資料(不少于3篇)</p><p>　　1．王凡 主編《實用機械制造工藝設計手冊》機械工業出版社 2008.5 ；</p><p>　　2．肖繼德、陳寧平主編 《機床夾具設計（第二版）》 機械工業出版社 2000.5</p><p>　　3．孫麗媛 《機械制造工藝及專用夾具設計指導》 冶金工業出版社 200

8、2；</p><p>　　4．曾東建《汽車制造工藝學》 機械工業出版社 2006.1；</p><p>　　5. 崇凱主編 《機械制造技術基礎課程設計指南》 化學工業出版社 2007.2。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　序言 ………………………………………………………… 1</

9、p><p>　　一、課程設計目的 ………………………………………… 2</p><p>　　二、生產綱領及零件說明 ………………………………… 2</p><p>　　三、毛坯方面說明 ………………………………………… 3</p><p>　　四、連桿的技術要求 ……………………………………… 4</p><p>　　五、

10、連桿的機械加工工藝過程 …………………………… 5</p><p>　　六、切削用量的選擇原則 ………………………………… 9</p><p>　　七、確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 …… 11</p><p>　　八、工時定額的計算 ……………………………………… 13</p><p>　　九、專用夾具設計 ……………………………

11、…………… 28</p><p>　　課程設計總結 …………………………………………… 30</p><p>　　參考文獻 ………………………………………………… 31</p><p><b>　　序 言 </b></p><p>　　《汽車制造工藝學課程設計》是我們學習完大學階段的汽車類基礎和技術基礎課

12、以及專業課程之后的一個綜合的課程設計，它是將設計和制造知識有機的結合，并融合現階段汽車制造業的實際生產情況和較先進成熟的制造技術的應用，而進行的一次理論聯系實際的訓練，通過本課程的訓練，將有助于我們對所學知識的理解，并為后續的課程學習以及今后的工作打下一定的基礎。</p><p>　　對于本人來說，希望能通過本次課程設計的學習，學會將所學理論知識和工藝課程實習所得的實踐知識結合起來，并應用于解決實際問題之中，從而

13、鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；同時，又希望能超越目前工廠的實際生產工藝，而將有利于加工質量和勞動生產率提高的新技術和新工藝應用到機器零件的制造中，為改善我國的汽車制造業相對落后的局面探索可能的途徑。但由于所學知識和實踐的時間以及深度有限，本設計中會有許多不足，希望各位老師能給予指正。</p><p><b>　　一、課程設計目的</b></p><p>　　汽車制

14、造工藝學課程設計是車輛工程專業學生學完《汽車制造工藝學》后，進行的一個重要的實踐性教學環節。通過設計培養學生綜合運用所學知識的能力，為以后的畢業設計進行一次綜合訓練和準備。通過本課程設計使學生在下述各方面得到訓練：</p><p>　　1. 運用汽車制造工藝學課程中的基本理論解決零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定、機床、工具、量具的選擇等問題，以保證零件的加工質量。</p>&l

15、t;p>　　2. 通過設計，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理、能保證加工質量的夾具的能力。</p><p>　　3. 學會使用手冊及圖表資料。培養查閱各種資料的能力，同時掌握與本設計有關的各種資料。</p><p>　　二、生產綱領及零件說明</p><p><b>　　1. 生產綱領</b></p>

16、<p>　　生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。</p><p>　　發動機連桿零件的年產量為30000件，現已知該產品屬于輕型機械，根據生產類型與生產綱領的關系查閱參考文獻，確定其生產類型為大批量生產。</p><p>　　大批量生產的工藝特征：</p><p&g

17、t;　?。?）零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數裝配精度較高處，采用分組裝配法和調整法。毛坯的制造方法和加工余：廣泛采用金屬模機器造型，模鍛或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。</p><p>　?。?）機床設備及其布置形式：廣泛采用商效專用機床及自動機床，按流水線和自動排列設備。</p><p>　?。?）工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復合刀具，專用量具或自動檢驗裝置，靠調整法達到精

18、度要求。</p><p>　?。?）對工人的技術要求：對調整工的技術水平要求高，對操作工的技術水平要求較低。</p><p>　?。?）工藝文件：有工藝過程卡或工序卡，關鍵工序要調整卡和檢驗卡。</p><p><b>　?。?）成本：較低。</b></p><p><b>　?。?）生產率：高。</b&

19、gt;</p><p>　?。?）工人勞動條件：較好。</p><p><b>　　2. 零件說明</b></p><p>　　連桿是汽車發動機中的主要傳動部件之一，它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。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺

20、栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質的底，底的內表面澆有一層耐磨巴氏合金。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更換。</p><p>　　在發動機工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，

21、還應盡量減小連桿自身的質量，以減小慣性力的作用。為了保證發動機運轉平衡，同一發動機中各連桿的質量不能相差太大?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設有油孔，發動機工作時，依靠曲軸的高速轉動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的摩擦運動副。</p><p>　　三、連桿的材料和毛坯</p><p>　　

22、粉末鍛造技術是常規的粉末冶金工藝和精密鍛造有機結合而發展起來的一項頗具有市場、競爭力的少、無切削金屬加工方法，以金屬粉末為原料，經過預成形壓制，在保護氣氛中進行加熱燒結及作為鍛造毛坯，然后在壓力機上一次鍛造成形和實現無飛邊精密模鍛，獲得了與普通模鍛件相同密度、形狀復雜的精密鍛件。它既有粉末冶金成形性能較好的優點，又發揮鍛造變形有效地改變金屬材料組織和性能作用的特點，使粉末冶金和鍛造工藝在生產上取得了新的突破，特別適宜大批量生產高強度、形

23、狀復雜的結構零件，因此在各工業部門中有較大推廣應用的發展前途。</p><p>　　汽車發動機連桿是承受強烈沖擊及動態應力最高的典型動力學負荷零件，其負荷與其自身質量成比例，因此桿的輕量化對發動機具有特別的重要意義。如減輕發動機質量，可導致發動機上所有擺動體質量的減少，對發動機的運轉噪聲、震動、燃料消耗等將產生良好的作用。更重要的是，由于粉末鍛造采用粉末坯料的稱量法，使每根連桿得到同一重量，因此，連桿聯接曲軸旋轉

24、時，明顯減輕了動平衡所引起的影響。</p><p>　　粉末鍛造工藝是一種可以精減工藝、減少公害和節約資源的合乎時代要求的技術，是一項跨世紀的先進的高新技術。</p><p>　　連桿的材料參考了德國krebsoge公司為寶馬公司生產的美洲虎發動機AJ—V8型粉末鍛造連桿，所用預合金鋼粉的牌號為AIS14200，其化學成分(W)為：0．25％ ～0．35％Mn、0．25％ ～0．45％Mo

25、、0．25％ ～0．35％Ni、0 1％ ～0 1％Cr、0 65％C、其余為Fe。由于這種低合金鋼粉的化學成分均勻，物理性能及工藝性能優良，從而使經粉末鍛造制成的高強度連桿零件的綜合性能，特別是沖擊韌性及疲勞性能顯著提高。</p><p>　　毛坯的生產工序如下：</p><p>　　1．配料及混料：將低合金鋼粉，經配料計算和準確稱取粉重后，置于混料機內混和30min左右，至分布均勻。&

26、lt;/p><p>　　2．壓預成形坯：在壓制機上將粉料壓制成連桿預成形坯。對預成形坯的形狀及尺寸設計應合理，對其密度、質量、質量變化和尺寸要嚴格精確控制，以避免超負荷而損壞模具。</p><p>　　3．燒結：在通有還原性保護氣氛的燒結電爐中進行，其溫度為1100—1130℃，至完全合金化。然后，將燒結體移入無氧化性氣氛的保溫爐(約1000℃)中進行保溫。</p><p&

27、gt;<b>　　4．閉式模鍛：</b></p><p>　　為了節約能源，將粉末預成形壓坯直接從保溫爐內送人壓力機模具中進行閉式模鍛。燒結體經致密化封閉鍛造時，可將80％理論密度的燒結體鍛造直至接近100％理論密度。（必須指出，粉末鍛造連桿的變形溫度對其性能的影響很大，燒結預成形坯經l000℃保溫出爐時，應盡量縮短停留時間，立即投人模鍛工序。若模鍛溫度過低，在連桿表層的殘留微孔隙增多，則使

28、連桿的密度下降；若停留時間過長，則連桿內部易被氧化。這兩種情況都能導致連桿的沖擊韌性和疲勞強度降低。）</p><p>　　粉末鍛造連桿除了要求粉末性能一致、粉末的流動性和填充性要好及合理的預制坯形狀及尺寸設計外，還需要較復雜的工藝設備和嚴格的質量控制。為提高模具使用壽命與保證粉末鍛造連桿質量的一致，其關鍵是實現生產工藝過程的計算機自動化。</p><p><b>　　四、連桿的

29、技術要求</b></p><p>　　連桿的作用是把活塞和曲軸聯接起來，使活塞的往復直線運動變為曲柄的回轉運動，以輸出動力，同時又壓縮汽缸內氣體。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數主要有5個：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔

30、尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。</p><p>　　圖1 連桿的技術要求</p><p>　　1．大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度</p><p>　　為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級為IT6，表面粗糙度Ra應不大于0.8μm；大頭孔的圓柱度公差為0.012 mm，小頭孔公差等

31、級為IT8，表面粗糙度Ra應不大于3.2μm。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025 mm，素線平行度公差為0.04/100 mm。</p><p>　　2．大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度</p><p>　　兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時使曲軸的連桿軸頸產生邊緣磨損，所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較??；而

32、兩孔軸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，因而其公差值較大。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平行度在100 mm長度上公差為0.06 mm。</p><p>　　3．大、小頭孔中心距</p><p>　　大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發動機的效率，所以規定了比較高的要求：190±

33、;0.05 mm。</p><p>　　4．連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度</p><p>　　連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規定其垂直度公差等級應不低于IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100 mm長度上公差為0.08 mm）。</p><p>　　5．大、小頭孔兩端面

34、的技術要求</p><p>　　連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但從技術要求是不同的，大頭兩端面的尺寸公差等級為IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8μm, 小頭兩端面的尺寸公差等級為IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。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公差帶中，這

35、給連桿的加工帶來許多方便。</p><p>　　6．螺栓孔的技術要求</p><p>　　在前面已經說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規定：螺栓孔按IT8級公差等級和表面粗糙度Ra應不大于6.3μm加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公

36、差為0.25 mm。</p><p>　　7．對口面的技術要求</p><p>　　在連桿受動載荷時，對口面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結合不良，從而產生不均勻磨損。結合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結合面的平面度的公差為0.025 mm。</p>

37、<p>　　五、連桿的機械加工工藝過程</p><p>　　5.1 確定毛坯的制造形式 </p><p>　　連桿材料一般采用45鋼或40Cr鋼，近年來也有采用球墨鑄鐵。</p><p>　　鋼制連桿都用模鍛制造毛坯，連桿毛坯的鍛造工藝有兩種方案：將連桿體和蓋分開鍛造或整體鍛造。因為連桿蓋中間有凹坑，這樣就不能采用整體鍛造工藝。因為整體鍛造是總以桿身對稱

38、面為分模面，此時連桿蓋兩端的筋就無法鍛出，所以必須分開鍛造。</p><p>　　從鍛造后材料的組織來看，分開鍛造的連桿蓋金屬纖維是連續的，因此具有較高的強度，而整體鍛造的連桿，經切開后，連桿蓋的金屬纖維是斷裂的，因而削弱了強度。當然整體鍛造要增加切開連桿的工序。</p><p>　　但是，整體鍛造可以提高材料利用率，減少結合面的加工余量。機械加工的裝夾比較方便，而且只需要一套模鍛，一次便

39、可鍛成，毛坯也只有一只，便于組織和管理生產。所以一般只要不受連桿蓋形狀和鍛造設備的限制，盡可能采用連桿的整體鍛造工藝。</p><p>　　5.2 基準面的選擇</p><p>　　連桿機械加工工藝過程的大部分工序都采用統一的定位基準-——一個指定的端面，小頭孔及工藝凸臺。這樣不久有利于保證連桿的加工精度。特別是作為技術要求的關鍵項目——連桿大；小頭孔的尺寸精度。幾何形狀精度和相互位置精

40、度，而且端面的面積大，定位比較穩定。</p><p>　　由于連桿的外行不規則，為了定位需要，在連桿大頭處作出工藝凸臺（俗稱工藝搭子而）作為輔助基面。</p><p>　　連桿大，小頭端面對稱分布在桿身的兩側，由于大，小頭孔厚度不等，所以大頭端與同側小頭端面不在一個平面上，這樣的端面作為定位基準顯然是不利的。為了避免用階梯面定位產生的定位誤差，一定工藝規程時，先把大，小頭作成一樣的厚度，這

41、樣不僅避免了上述缺點，而且加大了定位面積，增加了定位穩定性。在加工的最后階段才銑出這個階梯面。用端面定位安裝工件時，注意將廠標號及件號標記的一面不與夾的定位元件接觸。</p><p>　　在精鏜小頭孔及小頭活塞銷軸軸承孔時，也用小頭孔（軸承孔）作為定位基準，這是精加工中自身定位的典型例子。將定位銷做成活動的，當連桿定位夾緊后，定位銷從小頭孔中抽出。精鏜大，小頭孔時，用大頭端面起主要定位作用，有利于保證大頭孔與端面

42、的垂直度要求，而精鏜小頭軸承孔時，大頭孔用可心軸起主要定位作用，有利于保證大，小頭孔軸線的平行度。</p><p><b>　　粗基準的選擇：</b></p><p>　　1. 選擇兩端為粗基準其理由如下：</p><p>　　A 該加工表面為連桿的重要表面，為保證其余量均勻。</p><p>　　B 毛坯該兩端面較光潔

43、。</p><p>　　2. 工藝凸臺由于其加工余量較小，且與加工面的位置精度要求高，故也可以做粗基準。</p><p><b>　　精基準的選擇：</b></p><p>　　因盡量遵守基準重合原則，以減少因基準不重合而引起的定位誤差。應盡量選擇工序基準。因此，兩端面和半精加工后的大小頭孔。工藝凸臺以作為精基準。</p><

44、;p>　　5.3 制定工藝路線</p><p>　　制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度幾位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。</p><p>　　5.3.1工藝路線方案一：</p><p&g

45、t;　　連桿體的加工工藝過程</p><p>　　工序1 粗，精銑兩平面</p><p>　　工序2 粗磨兩平面</p><p><b>　　工序3 退磁處理</b></p><p>　　工序4 鉆，擴小頭孔及倒角</p><p>　　工序5 粗，精銑工藝凸臺</p>&l

46、t;p>　　工序6 半精鏜小頭孔</p><p>　　工序7 粗，精銑結合面</p><p>　　工序8 鉆，擴螺紋孔及孔口倒角</p><p>　　工序9 粗鏜大頭孔</p><p>　　工序10 粗磨結合面</p><p>　　工序11 粗，精鏜導桿孔及孔口倒角</p><p>

47、;<b>　　工序12 中間檢驗</b></p><p><b>　　工序13 攻絲</b></p><p>　　連桿蓋的加工工藝過程</p><p>　　工序1 粗，精銑兩端面</p><p>　　工序2 粗，精銑結合面</p><p>　　工序3 精銑螺栓孔平面&l

48、t;/p><p>　　工序4 粗磨兩端面</p><p><b>　　工序5 退磁處理</b></p><p>　　工序6 粗鏜內半圓面</p><p>　　工序7 鉆，擴螺紋孔及孔口倒角</p><p>　　工序8 粗磨結合面</p><p>　　工序9 粗，精鏜

49、導桿孔及孔口倒角</p><p><b>　　工序10 中間檢查</b></p><p>　　連桿合體加工工藝過程</p><p>　　工序1 體與蓋打號，裝配，清洗，緊固螺栓</p><p>　　工序2 粗磨兩平面</p><p>　　工序3 精磨兩平面</p><p&

50、gt;<b>　　工序4 退磁處理</b></p><p>　　工序5 精鏜小頭孔</p><p>　　工序6 粗鏜大頭孔</p><p>　　工序7 半精鏜大頭孔及孔口倒角</p><p>　　工序8 精鏜大頭孔</p><p>　　工序9 鉆小頭油孔及倒角</p>&

51、lt;p>　　工序10 銑落差及孔口倒角</p><p>　　工序11 珩磨大頭孔</p><p><b>　　工序12 退磁處理</b></p><p>　　工序13 拆開連桿體與蓋</p><p>　　工序14 銑軸瓦鎖口槽</p><p>　　5.3.2工藝路線方案二</p>

52、;<p>　　工序1 粗銑兩平面 </p><p>　　工序2 精銑兩平面</p><p>　　工序3 粗鏜小頭孔</p><p>　　工序4 粗銑工藝凸臺</p><p>　　工序5 粗鏜大頭孔</p><p>　

53、　工序6 粗銑結合面</p><p><b>　　工序7 鉆螺栓孔</b></p><p><b>　　工序8 鉸孔倒角</b></p><p><b>　　工序9 攻絲</b></p><p>　　工序10 銑連桿體軸瓦鎖口槽</p><p>

54、　　工序11 粗銑螺栓孔平面</p><p>　　工序12 粗鏜大頭孔</p><p>　　工序13 粗銑結合面</p><p>　　工序14 精銑螺栓孔平面</p><p><b>　　工序15 鉆螺栓孔</b></p><p><b>　　工序16 鉸螺栓孔</b><

55、;/p><p>　　工序17 精磨結合面</p><p>　　工序18 連桿體與蓋裝配</p><p>　　工序19 精磨兩平面</p><p>　　工序20 鉆小頭油孔及孔口倒角</p><p>　　工序21 半精鏜大頭孔</p><p>　　工序22 半精鏜小頭孔</p><

56、p>　　工序23 精鏜大頭孔</p><p>　　工序24 精鏜小頭孔</p><p>　　工序25 精磨兩平面</p><p>　　工序26 珩磨大頭孔</p><p>　　工序27 銑小頭孔兩端面及孔口倒角</p><p>　　工序28 拆連桿體與蓋</p><p><b>

57、　　工序29 檢查</b></p><p>　　5.3.3 工藝方案的比較分析</p><p>　　上述兩個工藝方案的特點在于：</p><p>　　方案一：先加工兩平面而且達到較高的精度，然后把小頭孔加工到較高的精度，是先鉆，擴小頭孔后在半精鏜。而方案二：則沒有把兩平面和小頭孔加工到較高的精度。方案一：粗鏜大頭孔后，放在鉆、擴螺紋及孔口倒角之后。而方案

58、二：則是先粗鏜大頭孔后，鉆、擴螺紋孔。兩者相比，可以看出方案二中的先以去除足夠的余量為主，先不考慮是否能達到足夠的要求。因此方案二中將半精鏜小頭孔放在體與蓋合并后加工。能更好地校正前面粗加工帶來的誤差，使精加工達到更高的要求，并且也能很好地保證其尺寸。</p><p>　　方案一：連桿蓋與體的兩端面是分開加工的，而方案二則是將連桿蓋與體放在一道工序加工，首先能省工時和機床設備等資源。還一個重要的問題是方案一中很多

59、粗、精加工放在一道工序加工，這樣粗，精加工的精度要求不同，對機床的精度和其它設備要求也不同。方案二則更加經濟，其它加工工序大致相同。方案一中是先加工完結合面后在加工螺栓平面。而方案二則是采用互為基準的原則，先以結合面為粗基準加工，螺栓孔平面，然后以螺栓孔平面為基準加工結合面，這樣交替加工可以使兩平面達到一定的精度要求。因此相比之下選用方案二。并在其中加入一些輔助工序，如去毛刺，檢驗等其它輔助工序。最后的加工路線確定如下：</p&g

60、t;<p><b>　　工序1 粗銑兩平面</b></p><p><b>　　工序2 精銑兩平面</b></p><p><b>　　工序3 粗鏜小頭孔</b></p><p>　　工序4 粗銑工藝凸臺</p><p><b>　　工序5 粗鏜大頭孔&

61、lt;/b></p><p>　　工序6 粗銑連桿體結合面</p><p><b>　　工序7 鉆螺栓孔</b></p><p><b>　　工序8 鉸孔、倒角</b></p><p><b>　　工序9 攻絲</b></p><p>　　工序10

62、 銑連桿體軸瓦鎖口槽</p><p>　　工序11 精磨結合面</p><p>　　工序12 清洗、檢驗</p><p>　　工序13 粗銑螺栓孔平面</p><p>　　工序14 粗鏜大頭孔</p><p>　　工序15 粗銑連桿蓋結合面</p><p>　　工序16 精銑螺栓孔平面</

63、p><p><b>　　工序17 鉆螺栓孔</b></p><p><b>　　工序18 鉸螺栓孔</b></p><p>　　工序19 銑軸瓦鎖口槽</p><p>　　工序20 精磨結合面</p><p>　　工序21 清洗、檢驗</p><p>　　

64、工序22 粗鏜大頭孔</p><p>　　工序23 大頭孔兩端倒角</p><p>　　工序24 鉆小頭油孔及孔口倒角</p><p>　　工序25 半精鏜大頭孔</p><p>　　工序26 半精鏜小頭孔</p><p>　　工序27 精磨兩端面</p><p>　　工序28 精鏜大頭孔<

65、;/p><p>　　工序29 精鏜小頭孔</p><p><b>　　工序30 去毛刺</b></p><p>　　工序31 珩磨大頭孔</p><p>　　工序32 銑小頭孔兩端面及孔口倒角</p><p>　　工序33 去全部毛刺、清洗、檢驗</p><p>　　工序34

66、連桿體與蓋對號，裝配</p><p>　　六、切削用量的選擇原則</p><p>　　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。</p><p>　　1. 粗加工時切削用量的選擇原則</p><p>　　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

67、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。</p><p>　　金屬切除率可以用下式計算：Zw ≈V.f.ap.1000</p><p>　　式中：Zw 單位時間內的金屬切除量（mm3/s）； V切削速度（m/s）；</p><p>　　f 進給量（mm/r）； ap切削深度（mm）。<

68、;/p><p>　　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.</p><p>　　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

69、，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、ap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。</p><p>　?。?）切削深度的選擇：</p><p>　　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

70、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。</p><p>　?。?）進給量的選擇：</p><p>　　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

71、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。</p><p>　?。?）切削速度的選擇：</p><p>　　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。</p><p>　　2.精加工

72、時切削用量的選擇原則</p><p>　　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，并在此基礎上提高生產效率。</p><p>　?。?）切削深度的選擇：</p><p>　　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

73、工質量。</p><p>　?。?）進給量的選擇：</p><p>　　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。</p><p>　?。?）切削速度的選擇：</p><p>　　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

74、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。</p><p>　　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。</p><p>　　七、確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差</p&

75、gt;<p>　　連桿零件材料為45綱，硬度207—241HBS，毛坯重量為2Kg。生產類型為大批生產，采用在鍛上合模模鍛毛坯。</p><p>　　加工兩端面時的工序間余量是兩陪的單邊余量，加工其它的平面的工序間余量則是單邊余量；加工孔的工序間余量則指的是直徑方向的余量。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>

76、<b>　　工時定額的計算</b></p><p><b>　　工序1：粗銑兩平面</b></p><p>　　銑刀每齒進給量，根據《機械加工工藝手冊》,機床功率5-10kw, 選,</p><p>　　切削速度：參考有關手冊，確定，即《機械加工工藝手冊》</p><p>　　采用鑲齒套式面

77、銑刀，，齒數Z=10,則</p><p>　　現采用X52K立式雙頭回轉銑床，根據機床使用說明書，取</p><p><b>　　實際切削速度為</b></p><p>　　當時，工作臺的每分鐘的進給量應為：</p><p><b>　　，取</b></p><p><

78、b>　　當取時，</b></p><p><b>　　其中,,</b></p><p><b>　　基本時間：</b></p><p><b>　　輔助時間：</b></p><p><b>　　單件工時：</b></p>

79、<p><b>　　工序2：精銑兩平面</b></p><p>　　銑刀每齒進給量，取，</p><p>　　切削速度，。采用鑲齒套式面銑刀，，齒數，則，現采用X52K立式雙頭回轉銑床，機床主軸轉速取時，工作臺的每分鐘的進給量應為，查《機械制造工藝設計手冊》表4-16-2得：</p><p><b>　　基本時間：</

80、b></p><p><b>　　輔助時間：</b></p><p><b>　　單件工時：</b></p><p><b>　　工序3：粗鏜小頭孔</b></p><p>　　(1) 從，單邊余量Z=1.7mm,兩次鏜去全部余量，。</p><p&g

81、t;　　進給量：《機械制造工藝設計手冊》表4-7-2，根據有關手冊，采用臥式鏜床T611,確定鏜床的切削速度為, 則。</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主軸轉速。 選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。切削時間</b></p><p>　　輔助時間：0.55+0.28+0.1

82、0+0.02+0.02+0.04=1.01min</p><p>　　(2) 從，單邊余量Z=1.5mm,一次鏜去全部余量，</p><p>　　進給量：《機械制造工藝設計手冊》表4-7-2，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　, 則。</b></p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》表

83、4-7-1機床主軸轉速。選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　切削時間：</b></p><p>　　輔助工時：0.10+0.09+0.09+0.03+0.057=0.36min</p><p>　　(3)從，單邊余量Z=1.7mm,兩次鏜去全部余

84、量，</p><p>　　進給量：《機械制造工藝設計手冊》表4-7-2，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為, 則。</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主軸轉速。選取，實際的切削速度, </p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　切削時間：</b>

85、</p><p>　　輔助工時：0.10+0.09+0.09+0.03+0.057=0.36min</p><p><b>　　所以，單件工時：</b></p><p>　　工序4：粗銑工藝凸臺</p><p>　　每齒進給量，粗加工，機床功率為25kw, 現采用X52K立式雙頭回轉銑床，切削速度，采用鑲齒套式面銑刀YT

86、15,尺寸，則</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》機床主軸轉速，取</p><p><b>　　實際切削速度</b></p><p>　　當，工作臺每分鐘的進給量為</p><p>　　查《機械制造工藝設計手冊》表4-16-2立式銑床工作臺進給量</p><p><b>　　時

87、間：</b></p><p>　　輔助工時：0.80+0.20+0.20=1.2min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><p><b>　　工序5：粗鏜大頭孔</b></p><p>　?。?）從，單邊余量Z=1.2mm,兩次鏜去全部余量，。</p>

88、<p>　　進給量：，根據有關手冊，采用臥式鏜床T611，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　, 則</b></p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主軸轉速。 選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。切削時間：</b></p&

89、gt;<p>　　輔助時間：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min</p><p>　?。?）從，單邊余量Z=1.1mm,兩次鏜去全部余量，。</p><p>　　進給量：《機械制造工藝設計手冊》表4-7-2，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為, 則</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主

90、軸轉速。 選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。切削時間：</b></p><p>　　輔助時間：0.10+0.18+0.12+0.03+0.06=0.49min</p><p><b>　　總的切削工時：</b></p><p><b>　　單件工

91、時：</b></p><p>　　工序6：粗銑連桿體結合面</p><p>　　每齒進給量，粗加工，機床功率為25kw, 現采用X52K立式雙頭回轉銑床，切削速度，采用鑲齒套式面銑刀YT15,尺寸，則</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》機床主軸轉速，取</p><p><b>　　實際切削速度</b>

92、;</p><p>　　當，工作臺每分鐘的進給量為</p><p>　　查《機械制造工藝設計手冊》表4-16-2立式銑床工作臺進給量</p><p><b>　　時間：</b></p><p>　　輔助工時：0.80+0.20=1.0min</p><p><b>　　單件工時：<

93、/b></p><p>　　工序7：鉆、擴螺栓孔 </p><p><b>　?。?）鉆孔。</b></p><p>　　確定進給量f：根據機床進給量選取，切削速度，則</p><p>　　根據《機械制造工藝設計手冊》機床主軸</p><p><b>　　所以實際切削速度</

94、b></p><p><b>　　切削工時</b></p><p>　　輔助工時：0.55+0.28+0.14+0.02+0.06+0.02+0.04=1.05min</p><p><b>　　(2)擴、鉆</b></p><p>　　根據有關手冊的規定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選

95、取</p><p>　　根據機床進給量得，則</p><p><b>　　，按機床進給量選取</b></p><p><b>　　實際切削速度為：</b></p><p><b>　　切削工時：</b></p><p>　　輔助工時：0.10+0.03+

96、0.07+0.07+0.02+0.04=0.33min</p><p><b>　　工序8：鉸孔、倒角</b></p><p>　　從，單邊余量Z=0.05mm,兩次鏜去全部余量，。</p><p>　　進給量：，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　,則</b><

97、/p><p><b>　　切削時間：</b></p><p>　　輔助時間：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　锪螺栓孔倒角采用90度的锪鉆，同樣的轉速手動進給。</p><p

98、><b>　　工序9：攻絲</b></p><p>　　攻螺紋2-M12mm，根據《工藝人員手冊》得機動絲錐切削速度</p><p>　　刀具材料：高速鋼機動絲錐，則</p><p><b>　　按機床選取，則</b></p><p><b>　　切削工時：</b><

99、;/p><p>　　輔助時間：0.55+0.28+0.14+0.02+0.02+0.04=1.05min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序10、19：銑連桿體體與連桿蓋軸瓦定位槽</p><p>　　每齒進給量，粗加工，機床功率為25kw, 現采用X62立式雙頭回轉銑床</p&g

100、t;<p>　　切削速度，采用鑲齒套式面銑刀YT15,尺寸，則</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》機床主軸轉速</p><p><b>　　實際切削速度</b></p><p>　　當，工作臺每分鐘的進給量為</p><p>　　查《機械制造工藝設計手冊》表4-16-2立式銑床工作臺進給量<

101、/p><p><b>　　時間：</b></p><p><b>　　輔助工時：</b></p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序11：精磨結合面</p><p>　?。?）選擇砂輪。A60V6P,砂輪尺寸為：</p&

102、gt;<p>　?。?）切削用量的選擇。砂輪轉速。</p><p><b>　　可行。</b></p><p>　　軸向進給量，（雙行程）</p><p><b>　　工件速度</b></p><p><b>　　徑向進給量</b></p><

103、p>　?。?）切削工時。當加工一個表面時</p><p>　　L: 加工長度 136，b: 單向加工余量0.5，K: 工作臺移動速度，</p><p>　　輔助工時：（4.80+0.25）=5.05min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序12：清洗、檢驗</p>

104、;<p>　　工序13：粗銑螺栓孔平面</p><p>　　每齒進給量，粗加工，機床功率為25kw, 現采用X52K立式雙頭回轉銑床，切削速度，采用鑲齒套式面銑刀YT15,尺寸，則</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》機床主軸轉速，取</p><p><b>　　實際切削速度</b></p><p>

105、;　　當，工作臺每分鐘的進給量為</p><p>　　查《機械制造工藝設計手冊》表4-16-2立式銑床工作臺進給量</p><p><b>　　時間：</b></p><p>　　輔助工時：0.80+0.20=1.0min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><

106、;p>　　工序14：粗鏜大頭孔</p><p>　?。?）從，單邊余量Z=1.2mm,兩次鏜去全部余量，。</p><p>　　進給量：，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　,則</b></p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主軸轉速。

107、選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。切削時間</b></p><p>　　輔助時間：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min</p><p>　?。?）從，單邊余量Z=1.1mm,兩次鏜去全部余量，。</p><p>　　進給量：《機械制造工藝設計手冊》表4-7-2，根據

108、有關手冊，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　, 則</b></p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主軸轉速。 選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。切削時間</b></p><p>　　輔助時間：0.10+0.18+0

109、.12+0.03+0.06=0.49min</p><p><b>　　總的切削工時：</b></p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序15：粗銑連桿蓋結合面</p><p>　　每齒進給量，粗加工，機床功率為25kw, 現采用X52K立式雙頭回轉銑床，切削速度，采用

110、鑲齒套式面銑刀YT15,尺寸，則</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》機床主軸轉速，取</p><p><b>　　實際切削速度</b></p><p>　　當，工作臺每分鐘的進給量為</p><p>　　查《機床》表4-16-2立式銑床工作臺進給量</p><p><b>　　

111、時間：</b></p><p>　　輔助工時：0.80+0.20=1.0min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序16：精銑螺栓孔平面</p><p>　　每齒進給量，粗加工，機床功率為25kw, 現采用X52K立式雙頭回轉銑床，切削速度，采用鑲齒套式面銑刀YT15,尺寸

112、，則</p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》機床主軸轉速，取</p><p><b>　　實際切削速度</b></p><p>　　當，工作臺每分鐘的進給量為</p><p>　　查《機械制造工藝設計手冊》表4-16-2立式銑床工作臺進給量</p><p><b>　　時間：<

113、;/b></p><p>　　輔助工時：0.80+0.20=1.0min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序17：鉆、擴螺栓孔 </p><p><b>　?。?）鉆孔。</b></p><p>　　確定進給量f：根據機床進給量選取

114、，切削速度，則</p><p>　　根據《機械制造工藝設計手冊》機床主軸</p><p><b>　　所以實際切削速度</b></p><p><b>　　切削工時：</b></p><p>　　輔助工時：0.55+0.28+0.10+0.02+0.06+0.02+0.04=1.01min</

115、p><p><b>　　(2)擴鉆</b></p><p>　　根據有關手冊的規定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取</p><p>　　根據機床進給量得，則</p><p><b>　　，按機床進給量選取</b></p><p><b>　　切削工時：</

116、b></p><p>　　輔助工時：0.10+0.03+0.07+0.07+0.02+0.04=0.33min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序18：鉸螺栓孔、倒角</p><p>　　從，單邊余量Z=0.05mm,兩次鏜去全部余量，。</p><p>

117、;　　進給量：，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　,則</b></p><p><b>　　切削時間：</b></p><p>　　輔助時間：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min</p><p><b>　　單件工時：&

118、lt;/b></p><p>　　锪螺栓孔倒角采用90度的锪鉆，同樣的轉速手動進給</p><p>　　工序20：精磨結合面</p><p>　?。?）選擇砂輪。A60V6P,砂輪尺寸為：</p><p>　?。?）切削用量的選擇。砂輪轉速。</p><p><b>　　可行。</b>&l

119、t;/p><p>　　軸向進給量，（雙行程）</p><p><b>　　工件速度</b></p><p><b>　　徑向進給量</b></p><p>　?。?）切削工時。當加工一個表面時</p><p>　　L:加工長度136，b:單向加工余量0.5，K:工作臺移動速度

120、，</p><p>　　輔助工時：（4.80+0.25）=5.05min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序21：清洗、檢驗</p><p>　　工序22：粗鏜大頭孔</p><p>　?。?）從，單邊余量Z=1.2mm,兩次鏜去全部余量，。</p>

121、;<p>　　進給量：，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　,則</b></p><p>　　《機械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主軸轉速。 選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。切削時間</b></p><p>

122、;　　輔助時間：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min</p><p>　?。?）從，單邊余量Z=1.1mm,兩次鏜去全部余量，。</p><p>　　進給量：《機械制造工藝設計手冊》表4-7-2，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　, 則</b></p><

123、;p>　　《機械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主軸轉速。 選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。切削時間</b></p><p>　　輔助時間：0.10+0.18+0.12+0.03+0.06=0.49min</p><p><b>　　總的切削工時：</b></p&

124、gt;<p><b>　　單件工時：</b></p><p>　　工序24：鉆小頭油孔及孔口倒角</p><p><b>　　鉆孔。</b></p><p>　　確定進給量f：根據機床進給量選取，切削速度，則</p><p>　　根據《機械制造工藝設計手冊》機床主軸</p>

125、<p><b>　　所以實際切削速度</b></p><p><b>　　切削工時：</b></p><p>　　輔助工時：0.55+0.28+0.14+0.02+0.02+0.02+0.04=1.05min</p><p><b>　　單件工時：</b></p><

126、p>　　倒角采用锪鉆，同樣的轉速手工進給。</p><p>　　工序25：半精鏜大頭孔</p><p>　　從，單邊余量Z=0.6mm,兩次鏜去全部余量，。</p><p>　　進給量：，根據有關手冊，確定鏜床的切削速度為</p><p><b>　　,則</b></p><p>　　《機

127、械制造工藝設計手冊》表4-7-1機床主軸轉速。 選取，實際的切削速度</p><p><b>　　。切削時間</b></p><p>　　輔助時間：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min</p><p><b>　　單件工時：</b></p>&l