成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1目錄目錄 .1第 1 章 緒論 .31.1 相關(guān)技術(shù) .31.1.1 機(jī)械制造工業(yè)的作用和發(fā)展方向 .31.1.2 機(jī)械制造過程及機(jī)械制造系統(tǒng) .41.1.3 信息時(shí)代的機(jī)械制造工業(yè) .51.2 機(jī)車柴油機(jī)簡介 .61.2.1 柴油機(jī)概述 .61.2.2 機(jī)車柴油機(jī)簡介 .71.3 連桿簡介及連桿加工工藝分析 .91.3.1 連桿的作用 .91.3.2 連桿機(jī)械分析 .91.3.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .10第 2 章 連桿加工工藝規(guī)程 .102.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程簡介 .112.1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 .112.1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定程序 .112.2 計(jì)算產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 .122.3 審查零件圖樣工藝性 .122.4 選擇毛坯 .122.5 工藝過程設(shè)計(jì) .132.5.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .132.5.2 加工階段的劃分與工序順序的安排 .142.5.3 制定工藝路線 .16成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書22.6 確定毛坯加工余量及毛坯尺寸 .192.6.1 確定計(jì)算連桿機(jī)械加工余量的方法 .192.6.2 設(shè)計(jì)毛坯圖 .192.7 部分重要工序設(shè)計(jì) .202.7.1 選擇部分重要工序介紹 .202.7.2 確定部分重要工序工序尺寸 .222.7.3 確定切削用量及基本時(shí)間 .23第 3 章 夾具設(shè)計(jì) .343.1 機(jī)床夾具的分類、基本組成及功能 .353.1 .1 機(jī)床夾具的分類 .353.1.2 機(jī)床夾具的基本組成 .353.1.3 機(jī)床專用夾具的主要功能 .353.1.4 機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求 .363.2 12V180C 系列柴油機(jī)連桿銑剖分面夾具設(shè)計(jì) .363.2.1 問題的指出 .363.2.2 夾具設(shè)計(jì) .373.3 12V180C 系列柴油機(jī)連桿精鏜小頭孔夾具設(shè)計(jì) .383.3.1 問題的指出 .393.3.2 夾具設(shè)計(jì) .39總結(jié) .40參考 文獻(xiàn) .40成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3第 1 章 緒論1.1 相關(guān)技術(shù) 在國名經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，各個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用著的大量的機(jī)床、機(jī)器、儀器及工具等，這些工藝裝備都是由機(jī)械制造工業(yè)提供的。機(jī)械工業(yè)的主要任務(wù)就是圍繞各種工程材料的加工要求，研究其加工工藝并設(shè)計(jì)和制造各種工藝裝備，機(jī)械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門的裝備部，它不僅為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造提供現(xiàn)代化的設(shè)備，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)、通信等新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。1.1.1 機(jī)械制造工業(yè)的作用和發(fā)展方向 機(jī)械制造業(yè)的興衰直接影響和制約了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、航天、信息和國防各部門的生產(chǎn)技術(shù)和整體水平，進(jìn)而影響著一個(gè)國家的綜合生產(chǎn)實(shí)力。2001 年中國工程院組織了 25 名院士和 40 多位專家對中國制造業(yè)的現(xiàn)狀、作用、地位及發(fā)展趨勢和對策進(jìn)行了調(diào)查研究，寫出了新世紀(jì)如何提高和發(fā)展我國制造業(yè)的研究報(bào)告 ，其中之處：處于工業(yè)中心的制造業(yè)，特別是裝備制造業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是工業(yè)化、現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)電機(jī)和動(dòng)力源，是在國際競爭中取勝的法寶，是技術(shù)進(jìn)步的主要舞臺(tái)，是提高人均收入的財(cái)源、國防安全的保證，是發(fā)展現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。 當(dāng)代的機(jī)械制造業(yè)正沿著三個(gè)主要的方向發(fā)展： 加工技術(shù)向高度信息化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，信息技術(shù)、智能制造 1技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)以及敏捷制造等先進(jìn)制造技術(shù)都在改造傳統(tǒng)制造業(yè)并迅速向前發(fā)展。 加工技術(shù)向高精度發(fā)展，出現(xiàn)超精密工程以及納米材料及加工、納米測量 2等納米技術(shù)。 機(jī)械加工的工藝方法進(jìn)一步完善與開拓，傳統(tǒng)的切削與磨削技術(shù)仍在不斷 3發(fā)展，各種特種加工方法也在不斷開拓新的工藝可能性與新的技術(shù)，如快速成形、激光加工、電加工和射流加工等。同時(shí)，機(jī)械制造中的計(jì)算與測量技術(shù)、機(jī)械產(chǎn)品的裝配技術(shù)、工況監(jiān)測與故障診斷技術(shù)、機(jī)械設(shè)備性能試驗(yàn)技術(shù)、機(jī)械產(chǎn)品的可靠性保證與質(zhì)量控制技術(shù)、仿生制造技術(shù)、微型制造設(shè)備技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)、人工智能在機(jī)械制造中的應(yīng)用以及考慮到環(huán)境保護(hù)的綠色制造技術(shù)等均有重大的進(jìn)展。1.1.2 機(jī)械制造過程及機(jī)械制造系統(tǒng)（1）機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程與機(jī)械制造過程在現(xiàn)代化的制造工業(yè)中，機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是一個(gè)大的系統(tǒng)工程。該過程根據(jù)內(nèi)容的不同可分為三個(gè)階段：第一階段是產(chǎn)品的決策階段;第二階段是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研究階段；第三階段是產(chǎn)品的制造階段。原材料的運(yùn)輸和保管、生產(chǎn)設(shè)備、毛坯準(zhǔn)備、機(jī)械加工、裝配與調(diào)試、質(zhì)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4量檢驗(yàn)、成品包裝等不同的工作構(gòu)成了一個(gè)原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程，這也是通常所說的產(chǎn)品制造階段。這一過程又可細(xì)分為三個(gè)部分：運(yùn)輸、保管、準(zhǔn)備、包裝、檢驗(yàn)等，成為輔助過程;毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配等直接改變毛坯或者零件的形狀尺寸、材料性能的過程，為生產(chǎn)工藝過程或者工藝過程；生產(chǎn)工藝過程中的機(jī)械加工、裝配調(diào)試等，成為機(jī)械制造（工藝）過程。（2）機(jī)械加工工藝系與機(jī)械制造工藝機(jī)械加工工作是產(chǎn)品機(jī)械制造過程中的主要內(nèi)容。機(jī)械加工主要是指通過金屬切削方法改變毛坯的形狀、尺寸的過程。隨著加工技術(shù)的發(fā)展，加工材料的方法有很多，比如電火花加工、激光加工、電解加工以及快速成型法等新的特種加工方法，但由于成本以及條件的限制，目前主要應(yīng)用的仍然是用金屬切削刀具來進(jìn)行切削的方法。與機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)，以及為了能更有效的對機(jī)械制造過程進(jìn)行控制，大幅度的提高加工質(zhì)量和加工效率，人們在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的基礎(chǔ)上又提出了機(jī)械制造系統(tǒng)的概念。綜上所述，無論是傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)，還是先進(jìn)的機(jī)械制造系統(tǒng)，其基本組成都是機(jī)床和刀具，并由作為加工、裝配過程信息管理基礎(chǔ)的機(jī)械制造工藝聯(lián)系而成，可見，切削原理及刀具。金屬切削機(jī)床及機(jī)械制造工藝學(xué)等基本理論及相關(guān)知識形成了機(jī)床制造技術(shù)的基礎(chǔ)1.1.3 信息時(shí)代的機(jī)械制造工業(yè) 在信息時(shí)代，隨著社會(huì)的進(jìn)步、技術(shù)的發(fā)展以及全球市場競爭的加劇，人類對制造的要求不斷更新和提高，制造過程和活動(dòng)變得愈加復(fù)雜，制造所用時(shí)間的減少和交貨時(shí)間的提前，制造所需成本的降低和質(zhì)量的提高，制造產(chǎn)品的多樣化和個(gè)性化，制造商和用戶之間的信息交流都是現(xiàn)代制造業(yè)要面對和迅速解決的問題。制造所用設(shè)備、材料、信息、人員理念以及制造過程的組織和管理，不但自身要求適應(yīng)這一變化，而且相互之間形成相互密切關(guān)聯(lián)的整體。這就要求既要在硬件上形成先進(jìn)的輔助的現(xiàn)代制造系統(tǒng)，也要通過信息交流形成制造系統(tǒng)的理論和技術(shù)。 首先，通過電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)以及仿真加工技術(shù)、納米加工技術(shù)、特種加工技術(shù)，并借助 CAD/技術(shù)、柔性制造技術(shù)生產(chǎn)大量高度自動(dòng)化、高度柔性化、高效率、高精密度的各種數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)、自動(dòng)裝配線、工業(yè)機(jī)器人等先進(jìn)的以信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)的制造工作母機(jī)。 其次，提升和突出信息在制造系統(tǒng)中的作用和地位。制造系統(tǒng)的三要素：物質(zhì)、能量和信息，其中的物質(zhì)部分即加工設(shè)備、被加工材料。物質(zhì)和能量兩者在傳統(tǒng)制造系統(tǒng)中曾占據(jù)主導(dǎo)地位，受到重視、研究、開發(fā)和利用，隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，信息這一要素正在迅速上升成為制造系統(tǒng)中的主導(dǎo)因素。能量驅(qū)動(dòng)型和信息驅(qū)動(dòng)型是傳統(tǒng)制造和現(xiàn)代制造的顯著區(qū)別特征?，F(xiàn)代產(chǎn)品使用價(jià)值，產(chǎn)品的信息量則影響了其交換價(jià)值。 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)和國防等一切部門所需要的各種高技術(shù)含量裝備的設(shè)計(jì)、制造和批量生產(chǎn)都要靠先進(jìn)的現(xiàn)代制造業(yè)。而實(shí)現(xiàn)工、農(nóng)、服務(wù)業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化和智能化也是現(xiàn)代制造也面臨的光榮而艱巨的任務(wù)。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書512 機(jī)車柴油機(jī)簡介1.2.1 柴油機(jī)概述(1).柴油機(jī)是一種動(dòng)力機(jī)械，它以柴油為燃料，將柴油燃燒而產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。柴油機(jī)廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防及人民日常生活中。柴油機(jī)的型式很多，一般可按下述幾種方式分類：按工作方式二沖程，四沖程；按汽缸數(shù)單缸，多缸；按汽缸直徑95、105、135(mm)等。柴油的特點(diǎn)是自燃溫度低，所以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無需要火花塞之類的點(diǎn)火裝置，它采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃測試，這時(shí)再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時(shí)自己點(diǎn)火燃燒。從性能上說，國內(nèi)傳統(tǒng)柴油機(jī)一直給人以體積笨重、振動(dòng)噪聲大以及排放污染嚴(yán)重的印象，因此國產(chǎn)轎車基本都采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，然而近年來，國外知名車商開始將一些最新的柴油機(jī)技術(shù)引入到中國，大大改善了國人對柴油機(jī)的偏見，譬如一汽大眾剛剛推出寶來 TDI 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其環(huán)保性、動(dòng)力性以及平順性都不遜于汽油機(jī)，同時(shí)又具有柴油機(jī)特有的巨大扭力和超低油耗，市場前景十分看好。2）.柴油機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 (1)結(jié)構(gòu)：柴油機(jī)由燃燒室組件、動(dòng)力傳遞組件、機(jī)體和主軸承、配氣機(jī)構(gòu)、燃油系統(tǒng)和調(diào)速器、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成。 (2)工作原理：柴油機(jī)工作時(shí)，一般分為吸氣、壓縮、爆發(fā)、排氣等步驟。開始時(shí)，活塞從上止點(diǎn)下行到下止點(diǎn)，將新鮮空氣吸入氣缸，然后從下止點(diǎn)上行到上止點(diǎn)，將吸入的氣體壓縮，使其壓力及溫度升高。當(dāng)接近上止點(diǎn)時(shí)，氣體溫度已超過柴油燃點(diǎn)，此時(shí)由噴油嘴將柴油噴入迅速燃燒，高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞下行做功。之后，活塞再次從下止點(diǎn)上行，將廢氣排出氣缸，完成一個(gè)循環(huán)。活塞往復(fù)不停地工作，帶動(dòng)連桿使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就從曲軸上把動(dòng)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書6能傳輸出來。1.2.2 機(jī)車柴油機(jī)簡介1）機(jī)車柴油機(jī)概述機(jī)車柴油機(jī)（locomotive diesel engine）是指用于內(nèi)燃機(jī)車、內(nèi)燃車組或內(nèi)燃動(dòng)車的柴油機(jī)。機(jī)車柴油機(jī)具有高功率強(qiáng)化柴油機(jī)的典型特征,一般為四沖程 V 型機(jī),以 12 缸、16 缸最為普遍,也有直列式 6、8、10 缸的。柴油機(jī)的寬度和高度受鐵路機(jī)車車輛限界標(biāo)準(zhǔn)的限制，機(jī)車的允許軸重對柴油機(jī)重量也有一定的限制?，F(xiàn)代機(jī)車柴油機(jī)不斷提高增壓度（見內(nèi)燃機(jī)增壓），同時(shí)加大氣缸排量。大功率柴油機(jī)的單機(jī)功率已達(dá) 5000 千瓦，平均有效壓力為1.32.0 兆帕，燃料消耗率為 200225 克/（千瓦 時(shí)）。柴油機(jī)的附件,如冷卻水散熱器、風(fēng)扇和空氣濾清器等均布置在機(jī)車廂內(nèi)，機(jī)油濾清器、機(jī)油換熱器一般也布置在機(jī)車廂內(nèi)。柴油機(jī)幾乎都采用電起動(dòng)方式,只有個(gè)別的采用空氣起動(dòng)。調(diào)速系統(tǒng)大多采用液壓全速調(diào)速器,并裝有超速停機(jī)、油壓保護(hù)和超溫卸載等自動(dòng)安全保護(hù)裝置。2）對機(jī)車柴油機(jī)的性能要求 機(jī)車在鐵路上運(yùn)行時(shí)線路狀況不時(shí)變化，又需要按計(jì)劃時(shí)間運(yùn)行，因而要求機(jī)車柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變化。從運(yùn)行工況的時(shí)間比例來看，部分負(fù)荷約占 50，空轉(zhuǎn)占 40左右，而標(biāo)定工況的使用時(shí)間很少。鐵路分布地區(qū)廣泛，列車運(yùn)行時(shí)的自然環(huán)境條件也在改變，這就要求柴油機(jī)具有廣泛的適應(yīng)能力。對機(jī)車柴油機(jī)的性能要求是:不僅在標(biāo)定工況下,而且更重要的是在部分負(fù)荷和空轉(zhuǎn)時(shí)燃油和機(jī)油的消耗量小，經(jīng)濟(jì)性應(yīng)與機(jī)車牽引特性相適應(yīng)；有一個(gè)經(jīng)濟(jì)性最好的最低空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；性能指標(biāo)隨環(huán)境條件的變化?。辉肼暤?，排氣煙塵和有害成分少；冷機(jī)或熱機(jī)均能連續(xù)可靠起動(dòng)，一般在+5氣溫時(shí)，起動(dòng)時(shí)間不超過 10 秒。2）機(jī)車柴油機(jī)在中國的發(fā)展歷程柴油機(jī)發(fā)明后,屢經(jīng)研究試圖將柴油機(jī)用于鐵路牽引。1913 年，瑞典最先制造了以 55 千瓦(75 馬力)柴油機(jī)為動(dòng)力的第一臺(tái)電力傳動(dòng)內(nèi)燃動(dòng)車。但在成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書71950 年以前，鐵路車輛的牽引動(dòng)力主要仍是蒸汽機(jī)車。50 年代，內(nèi)燃機(jī)車因有較好的能源利用率,可以改善列車牽引經(jīng)濟(jì)性,而獲得了廣泛的應(yīng)用,并逐步取代了蒸汽機(jī)車。到 80 年代初,世界上內(nèi)燃機(jī)車已占機(jī)車總數(shù)的 2/3。中國于 1958 年自行制造內(nèi)燃機(jī)車, 長辛店機(jī)車車輛廠制成了國產(chǎn)第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車- 建設(shè)型直流電力傳動(dòng)調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車。機(jī)車裝有 2 臺(tái) B2-300 型柴油機(jī)，總裝車功率為 2300 馬力，最高速度 80km/h。該機(jī)車基本上是按從匈牙利進(jìn)口的ND1 型內(nèi)燃機(jī)車仿造試制的。1969 年、1970 年和 1977 年，四方廠、戚墅堰廠和資陽內(nèi)燃機(jī)車廠（以下簡稱資陽廠）先后制造了 6 臺(tái) 4500 馬力等級的東方紅 4 型貨運(yùn)液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。機(jī)車裝用 2 臺(tái) 16V200ZL 型柴油機(jī)，最高速度 100km/h。1970 年,四方廠開始生產(chǎn)援助坦-贊鐵路和越南等國的裝用 12V180ZJ 型柴油機(jī)的 1000 馬力的 DFH1、3、4、5、型和 2000 馬力的 DFH2 型液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，總數(shù)達(dá) 163 臺(tái)。這是最早走出國門的國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車。本文所研究就是 12V180ZJ 型柴油機(jī)氣缸蓋的加工工藝過程。1999 年 8 月，戚墅堰廠和浦鎮(zhèn)車輛廠合作，制成了 M+9T 雙+M 編組的新曙光號電力傳動(dòng)雙層內(nèi)燃車組。媒介動(dòng)力車（機(jī)車）裝用 1 臺(tái) 12V280ZJ 型柴油機(jī)，車組總功率為 23750 馬力，席位 1140 個(gè)，最高速度 180km/h，試驗(yàn)時(shí)達(dá)到 190.4km/h。其他工廠的內(nèi)燃動(dòng)車，也正在試制、開發(fā)當(dāng)中。內(nèi)燃動(dòng)車組的發(fā)展，不僅提高了鐵路在國內(nèi)運(yùn)輸市場的競爭能力，還提高了在國際市場上的競爭能力，也為 21 世紀(jì)初葉我國鐵路客運(yùn)提供了新的運(yùn)輸工具。3）機(jī)車柴油機(jī)發(fā)展方向機(jī)車柴油機(jī)發(fā)展重點(diǎn)是在機(jī)車車輛限界和機(jī)車軸重允許的條件下不斷提高功率，一個(gè)重要的趨勢是采用低壓縮比與二級增壓相配合的方法提高功率；提高可靠性和耐久性以延長柴油機(jī)壽命;提高經(jīng)濟(jì)性 ,特別是改善部分負(fù)荷、過渡工況和空轉(zhuǎn)時(shí)的經(jīng)濟(jì)性；應(yīng)用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行工況優(yōu)化和故障自動(dòng)監(jiān)控；降低噪聲和減少排氣中的有害成分，防止污染；改善機(jī)車用柴油機(jī)增壓器的跟隨性等。內(nèi)燃機(jī)車可靠性與可維修性設(shè)計(jì)也是國外大功率內(nèi)燃機(jī)車的一個(gè)發(fā)展方向。經(jīng)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書8驗(yàn)表明，大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車無故障運(yùn)行能力要比傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車大左右。可靠性提高除通過結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)外，一個(gè)顯著的特點(diǎn)是叫可靠性技術(shù)的應(yīng)用。提高內(nèi)燃機(jī)車可靠性問題不只是通過對薄弱零件改進(jìn)來解決，而且要將可靠性技術(shù)貫穿于內(nèi)燃機(jī)車設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造、使用維修和管理等各個(gè)環(huán)節(jié)中，形成一個(gè)系統(tǒng)工程。在設(shè)計(jì)中除采用概率統(tǒng)計(jì)方法，把影響應(yīng)力和強(qiáng)度的各因素視為隨機(jī)變量運(yùn)用可靠性理論保證所設(shè)計(jì)的零部件具有規(guī)定的可靠度外，還要進(jìn)行可靠性規(guī)劃與設(shè)計(jì)，主要包括“建立可靠性模型” ；將系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配給各級組成部分，進(jìn)行“可靠性分配” ；根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行“可靠性預(yù)測”；按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行“ 故障模式、影響及危害性分析（） ”及 “故障樹分析（） ”等，找出影響可靠性、安全性的關(guān)鍵部件及薄弱環(huán)節(jié)。國產(chǎn)第代內(nèi)燃機(jī)車，應(yīng)具有可靠性、維修性及模塊化設(shè)計(jì)。1.3 連桿簡介及連桿加工工藝分析 1.3.1 連桿的作用圖 1-1 活塞連桿組 連桿是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中間構(gòu)件。 1.3.2 連桿機(jī)械分析 連桿是內(nèi)燃機(jī)的重要運(yùn)動(dòng)部件之一，它連接活塞與曲軸，把作用于活塞頂面成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書9的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變成曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出功率。工作時(shí)連桿承受大小、方向?yàn)橹芷谛宰兓膭?dòng)載荷。在做工沖程，燃?xì)鈮毫υ谶B桿軸線上的分力為壓縮應(yīng)力；在進(jìn)氣沖程上止點(diǎn)，活塞組和連桿本身的慣性力在橫斷面內(nèi)造成拉伸應(yīng)力；擺動(dòng)時(shí)的橫向慣性力造成橫向彎曲應(yīng)力。綜上所述，可以概括為： 汽缸內(nèi)的燃?xì)鈮毫ΓㄟB桿受壓縮） 活塞連桿組的往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力（連桿受拉伸） 連桿高速擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向慣性力。連桿所售的交變力值在很寬的范圍內(nèi)急劇變化，彎曲應(yīng)力引起彎曲變形，常見疲勞破壞如下: 連桿小頭與桿身圓弧過度處產(chǎn)生裂紋。 大頭桿身與螺栓平面直角處產(chǎn)生應(yīng)力集中。 連桿螺栓斷裂。因此，要求連桿的重量輕且有足夠的強(qiáng)度、足夠的疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性。連桿由連桿體和連桿蓋兩部分組成。桿身為工字型斷面，大頭孔用連桿螺栓和螺母與曲柄頸裝配在一起，孔內(nèi)裝有薄壁軸瓦。鋼制瓦背內(nèi)表面澆有一層耐磨合金，大頭結(jié)合面為平切口，由凸肩定位。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，小頭、大頭與桿身采用較大圓弧過度。1.3.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)中，主要完成的內(nèi)容包括兩大塊：工藝路線的制定、計(jì)算和夾具的設(shè)計(jì)。而圍繞這兩大塊又有若干工作需要完成，如畫圖、翻譯、填寫卡片，還包括撰寫設(shè)計(jì)說明書等。 上述工作大概可以分為四個(gè)方面： 查閱相關(guān)資料，分析工作的運(yùn)動(dòng)條件，零件加工的要求，如尺寸精度、行位精度、熱處理等，確定零件的材料。 制定工藝路線，查相關(guān)手冊，對要求加工的部位進(jìn)行工藝計(jì)算，確定機(jī)床型號，并對機(jī)床功率進(jìn)行驗(yàn)算。 夾具設(shè)計(jì)，確定夾具的組成形式、具體結(jié)構(gòu)，畫夾具裝配圖、夾具零件圖、工件裝配圖、工件圖、工件毛坯圖，寫夾具說明書。 填寫工藝過程表、工序表，撰寫設(shè)計(jì)說明書。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書10第 2 章 連桿加工工藝規(guī)程2.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程簡介2.1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用1）機(jī)械加工工藝規(guī)程是組織車間生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。機(jī)械加工工藝規(guī)程是車間中一切從事生產(chǎn)的人員都要嚴(yán)格、認(rèn)真貫徹執(zhí)行的工藝技術(shù)文件，按照它組織生產(chǎn)，就能做到個(gè)工序科學(xué)的銜接，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。2）機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備和計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)。有了機(jī)械加工工藝規(guī)程，在產(chǎn)品投入生產(chǎn)之前就可以根據(jù)它進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，如原材料和毛坯的供應(yīng)，機(jī)床的調(diào)整，專用工藝裝備（如專用夾具、刀具和量具）的設(shè)計(jì)制造，生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的編排，勞動(dòng)力的組織，以及生產(chǎn)成本的核算等。有了機(jī)械加工工藝規(guī)程，就可以制所生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃，使生產(chǎn)均衡、順利的進(jìn)行。3）機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠、車間的基本技術(shù)文件。在新建或擴(kuò)建工廠、車間時(shí)，只有根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能準(zhǔn)確確定生產(chǎn)所需機(jī)床的種類和數(shù)量，工廠和車間的面積，機(jī)床的平面布置，生產(chǎn)工人的工種、等級、數(shù)量，以及個(gè)輔助部門的安排等。2.1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定程序制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料主要是產(chǎn)品圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型、現(xiàn)場加工設(shè)備及生產(chǎn)條件等。設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的程序一般為：1）分析加工零件的工藝性。主要包括審查零件結(jié)構(gòu)的工藝性及了解零件的各項(xiàng)技術(shù)要求，分析產(chǎn)品的裝配圖和零件的工作圖，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確被加工零件在產(chǎn)品中的位置和作用等。2）熟悉和確定毛坯3）擬定加工工藝路線4）工序設(shè)計(jì)5)編制工藝文件成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書112.2 計(jì)算產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 180C 柴油機(jī)的連桿。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 150 臺(tái)，設(shè)其備品率為 10%，機(jī)械加工廢品率為 1%，現(xiàn)制定該活塞的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 N=Qn(1+%+%) =150(1+10%+1%) =166 件 /年連桿的年產(chǎn)量為 166 件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 5.2-1 生產(chǎn)類型的劃分，166150500，可確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。2.3 審查零件圖樣工藝性 連桿零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。2.4 選擇毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。因此，連桿材料一般采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼；如 45 鋼、55 鋼、40Cr、40CrMnB 等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強(qiáng)度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個(gè)很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機(jī)械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動(dòng)力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時(shí)少、模具少等優(yōu)點(diǎn)，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊?，毛坯的種類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書122.5 工藝過程設(shè)計(jì) 2.5.1 定位基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。因此，工件在加工過程中的定位、測量等問題需要被重點(diǎn)考慮。（1）粗基準(zhǔn)的選擇 在選用粗基準(zhǔn)時(shí)要考慮如何保證各個(gè)加工面有足夠的余量，如何保證各個(gè)表面間的相互位置精度。因此選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：對于不需要全部加工表面的零件，應(yīng)使用始終不加工的表面作為粗基準(zhǔn)， 1以保證不加工表面與加工表面之間的相互位置要求。選擇毛坯余量最小的表面作為粗基準(zhǔn) 2選擇零件上重要基準(zhǔn)面作為粗基準(zhǔn) 3選擇零件上加工面積大，形狀復(fù)雜的表面作為粗基準(zhǔn)，以使定位準(zhǔn)確、 4加緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只能使用一次，不應(yīng)重復(fù)使用，以免產(chǎn)生 5不必要的定位誤差。（2）精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使工件的定位誤差較小，能保證工件的加工精度，同時(shí)還應(yīng)使加工過程操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則： 基準(zhǔn)重合 盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)， 1避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的定位誤差。 一次安裝的原則 一次安裝又稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一或者一次安 2裝和有關(guān)工序所使用的夾具結(jié)構(gòu)大體上統(tǒng)一，降低了工序設(shè)計(jì)和制造成本。同時(shí)多數(shù)表面采用同一基準(zhǔn)進(jìn)行加工，避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的誤差。 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)某些表面相互位置精度要求較高時(shí)，這些表面又可以 3互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證這些表面之間的位置精度。 自為基準(zhǔn)原則 對于精度要求很高的表面，如果加工時(shí)要求其余量很小 4而均勻時(shí)，可以以加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。 根據(jù)以上原則，結(jié)合連桿的具體的結(jié)構(gòu)，確定基準(zhǔn)如下：在連桿機(jī)械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)指定的端面和小頭孔作為主要基面，成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書13并用大頭處指定一側(cè)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、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計(jì)夾具時(shí)亦作相應(yīng)的考慮） 。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時(shí)，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時(shí)將定位銷做成活動(dòng)的稱“假銷 ”。當(dāng)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(jìn)行加工。為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當(dāng)配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。由于用小頭孔和大頭孔外側(cè)面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時(shí)會(huì)影響到后續(xù)工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各個(gè)表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加工精度會(huì)有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個(gè)工藝過程的加工精度常有深遠(yuǎn)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，先粗銑兩個(gè)端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢？一個(gè)方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個(gè)端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個(gè)毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時(shí)工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復(fù)變形，影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時(shí)的變形較小，同時(shí)可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同時(shí)，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。2.4.2 加工階段的劃分與工序順序的安排連桿的主要加工部位是大小頭端面，大小頭孔。次要加工部位是各種螺紋孔及倒角。除機(jī)械加工外，還有調(diào)質(zhì)處理、劃螺紋孔線、探傷等。另外在機(jī)械加工過程后還安排了鉗工倒角去毛刺、并對連桿進(jìn)行噴丸處理，為連桿的組裝做好成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書14準(zhǔn)備。2.5.2 加工階段的劃分與工序順序的安排（一）加工階段的劃分連桿機(jī)械加工工藝過程連桿的機(jī)械加工工藝過程大致可以分為：加工基準(zhǔn)面粗鉆銑大小頭平面及大小頭孔調(diào)質(zhì)處理半精鉆銑大小頭平面及大小頭孔分離連桿和連桿蓋精銑基準(zhǔn)面并進(jìn)行磨削鉆、鉸、锪各種孔精鉆銑大小頭平面及小頭孔和大頭軸瓦研磨重要孔的支撐面鉗工倒角、去毛刺探傷后鉗工清洗組裝。連桿的大小頭平面及大小頭孔的技術(shù)要求都很嚴(yán)格，所以對于這些端面安排了：粗銑半精銑精銑。對于 180C 柴油機(jī)連桿進(jìn)行粗加工時(shí)，以大小頭兩端面作為精基準(zhǔn)，所以先粗加工大小頭端面，然后再加工其他各主要表面。各種孔的加工集中在連桿與連桿蓋連接處，所以將各種孔加工完之后再精銑大小頭端面，以保證重要加工表面不被破壞或劃傷。連桿蓋機(jī)械加工工藝過程連桿蓋的機(jī)械加工工藝過程大致可以分為：半精銑對接面劃孔線車孔精銑對接面鉆鉸各孔磨螺釘面修正圓角鉗工組裝劃瓦槽銑瓦槽鉗工組裝。對于連桿蓋進(jìn)行粗加工時(shí)，以連桿蓋一側(cè)的一端面作為粗基準(zhǔn)，然后以對接端面作為精基準(zhǔn)，加工其他的重要表面。（二）工序安排 在連桿加工中有兩個(gè)主要因素影響加工精度：（1）連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。 （2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力重新分布。因此，在安排工藝進(jìn)程時(shí)，就要把各主要表面的粗、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(chǎn)生變形。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產(chǎn)生的成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書15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(nèi)應(yīng)力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)條件。各主要表面的工序安排如下：（1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨（2）小頭孔：擴(kuò)孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、壓入襯套后再精鏜（3）大頭孔：擴(kuò)孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩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。2.5.3 制定工藝路線 制定工藝路線即工序設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)容包括機(jī)床與工藝裝備的選擇、加工余量的確定、工序尺寸的確定、切削用量的確定、時(shí)間定額的確定等。在此先確定工藝路線，再在后面詳細(xì)論述機(jī)床與工藝裝備的選擇、加工余量的確定、工序尺寸的確定、切削用量的確定、時(shí)間定額的確定等內(nèi)容。 制定柴油機(jī)連桿加工工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使其能夠合理保證氣缸蓋的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求。在小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)下，可以考慮廣泛采用技術(shù)水平較高的數(shù)控機(jī)床及加工中心，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮零件特點(diǎn)和技術(shù)要求、工藝設(shè)備與裝備的具體使用條件及經(jīng)濟(jì)因素等，可初步確定其加工工藝路線為： 制定 180C 柴油機(jī)連桿工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使連桿的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，在中批生產(chǎn)的生產(chǎn)條件下，可以考慮采用通用夾具和部分專用夾具等，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，以降低生產(chǎn)成本。 因此，經(jīng)過綜合考慮，最終確定 180C 柴油機(jī)連桿加工工藝過程如下表 2-1；連桿蓋的加工工藝過程如下表 2-2：表 2-1 180C 柴油機(jī)連桿加工工藝過程序號 工序名稱 定位基準(zhǔn)1 銑大小頭兩端面（先標(biāo)記朝上） 基面、小頭孔側(cè)面、大頭孔凸塊2 擴(kuò)連桿小頭孔（標(biāo)記朝上） 基面、小頭孔側(cè)面、側(cè)面成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書163 小頭孔兩端倒角 基面、小頭孔側(cè)面、側(cè)面4 粗鏜及半精鏜小頭孔 基面、大頭孔、側(cè)面5 拉大頭孔去重凸塊及兩側(cè)面 基面、小頭孔、大頭孔6 切開連桿體和蓋 大頭孔端面、側(cè)面、小頭孔7 擴(kuò)大頭孔（標(biāo)記朝下） 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面8 拉小頭孔去重凸塊 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面9 拉兩側(cè)面、半圓面和結(jié)合面 基面、小頭孔、大頭孔10 粗惚連桿體兩螺栓座面 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面11 銑軸瓦鎖扣槽（標(biāo)記朝里） 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面12 鉆大頭階梯油孔 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面13 精銑螺栓座面 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面14 粗銑結(jié)合面 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面15 拉兩側(cè)面、半圓面和結(jié)合面 連桿蓋的平面和側(cè)面和凸塊斷面16 粗銑螺母座面 連桿蓋平面、大頭孔、側(cè)面17 銑軸瓦鎖口槽 連桿蓋平面、結(jié)合面、側(cè)面18 精銑結(jié)合面 小頭孔、基面、側(cè)面19 精銑連桿蓋上螺母座面 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面20 從連桿蓋方向鉆、擴(kuò)、鉸螺紋孔（成對裝卸）基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面21 從連桿體方向擴(kuò)螺栓孔，孔口倒角基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1722 裝配連桿體和蓋（標(biāo)記同向）23 擴(kuò)大頭孔 基面、小頭孔、側(cè)面24 大頭孔兩端倒角 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面25 半精磨大小頭兩端面(先標(biāo)記朝上 ) 基面、小頭孔側(cè)面、凸塊26 精磨大小頭兩端面（先標(biāo)記朝上） 基面、小頭孔側(cè)面、凸塊27 粗鏜大頭孔 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面28 半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面29 稱大小頭重量30 銑大小頭多余重量 基面、小頭孔、大頭孔31 鉆小頭油孔 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面32 鉸小頭孔內(nèi)油孔毛刺 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面33 小頭孔兩端倒角34 小頭兩端壓銅襯套35 擠壓小頭孔 基面、小頭孔36 銅襯套兩端倒角37 精鏜大頭孔和小頭襯套孔 基面、小頭孔、大頭孔側(cè)面38 按需要程度去全部毛刺39 終檢（尺寸分組）40 校正成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1826 確定毛坯加工余量及毛坯尺寸2.6.1 確定計(jì)算連桿機(jī)械加工余量的方法鋼質(zhì)鍛模件的機(jī)械加工余量按 JB3835-85 確定，根據(jù)估算的鍛件 質(zhì)量、加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，由機(jī)械制造工藝簡明手冊表 2.2-25 可查得除孔以外各內(nèi)外表面的加工余量。孔的加工余量由機(jī)械制造工藝簡明手冊表2.2-24 查得。表中余量值為單面余量。（1）鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品質(zhì)量估算鍛件質(zhì)量為 13.52kg（2）加工精度 零件表面均為精加工和磨削加工精度 2F （3）機(jī)械加工余量 用查表法確定機(jī)械加工余量：（根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第一卷 表 3.225 表 3.226 表 4.1-17） 1）平面加工的工序余量（mm） 表 2-2 小頭孔平面加工的工序余量（mm）單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 表面粗糙度毛坯 74 12.5粗銑 1 IT12( )30.4272( )320.12.5精銑 0.6 IT10( )19.6070.8( )1.03.2粗磨 0.3 IT8( ).470.2( )5.1.6 精磨 0.1 IT7( )017.2370( )170.230.8 2.6.2 設(shè)計(jì)毛坯圖（一）確定毛坯尺寸公差連桿的鍛件質(zhì)量 13.52kg，形狀復(fù)雜系數(shù) S2，42CrMoA 中合金元素含量大于 3.0%，按 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表 2.2-11，鍛件的材質(zhì)系數(shù)為M2，采取平直分模線，鍛件為精密精度等級，則毛坯的公差可從機(jī)械加工工藝手冊表 3.1-43，3.1-56 和 3.1-57 查得。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書19連桿毛坯的尺寸公差如表 2-3。毛坯的同軸度誤差允許值為 1.0mm，殘留飛邊為 1.0mm。 毛坯圖如下圖 2-1 表 2-3 連桿（鍛件）尺寸公差（mm）零件尺寸 單面加工余量 鍛件尺寸 偏差77 3 71 )07.1(137 2.6 131.8 .263 2 67 )8(70 2 74 .071179.5 2.5 184.5 )24(圖 2-1 連桿毛坯圖2.7 部分重要工序設(shè)計(jì)2.7.1 選擇部分重要工序介紹 （一）連桿兩端面的加工成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書20采用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，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(zhuǎn)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。（二）連桿大、小頭孔的加工連桿大、小頭孔的加工是連桿機(jī)械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質(zhì)量有較大的影響。小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過了鉆、擴(kuò)、鉸三道工序。鉆時(shí)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。小頭孔在擴(kuò)、粗鏜、半精鏜之后，在金剛鏜床上與大頭孔同時(shí)精鏜，達(dá)到IT6 級公差等級，然后壓入襯套，再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的內(nèi)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(jīng)過擴(kuò)、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達(dá)到 IT6 級公差等級。表面粗糙度 Ra 為 0.4m，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(jìn)行精鏜大頭孔的工序。這樣，在銑開以后可能產(chǎn)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。（三）連桿螺栓孔的加工連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆、擴(kuò)、鉸工序。加工時(shí)以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。為了使兩螺栓孔在兩個(gè)互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴(kuò)和鉸兩個(gè)工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。從而達(dá)到所需要的技術(shù)要求。（四）連桿體與連桿蓋的銑開工序剖分面（亦稱結(jié)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(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(dòng)不超過 0.02 mm,則銑開的剖分面能達(dá)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(jié)合強(qiáng)度有較大的影響。因此，在剖分面銑開以后再成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書21經(jīng)過磨削加工。（五）大頭側(cè)面的加工以基面及小頭孔定位，它用一個(gè)圓銷（小頭孔） 。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準(zhǔn)面） 。2.7.2 確定部分重要工序工序尺寸確定工序尺寸的一般方法是由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸與工序（或工步）的加工余量有關(guān)，當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸應(yīng)用工序尺寸鏈解算。確定各主要面的工序尺寸圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。前面根據(jù)有關(guān)資料已經(jīng)查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量） ，應(yīng)將總加工余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度確定。1） 、大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為 131 mm）工序名稱工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸 表面粗糙度擴(kuò)孔 4 H12 135.8 12.5一次粗鏜 0.5 )(130.H136.3 12.5二次粗鏜 0.5 26.0136.86.3半精鏜 0.1 )(914.136.9 1.6精鏜 0.1 8063.H137 1.62） 、小頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的小頭孔為 71mm）工序名稱工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸最小極限尺寸表面粗糙度一次粗鏜 4 3.01H75 75 )03.(12.5成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書22二次粗鏜 1.6 )(1084.H76.6 76.6 )084.(12.5半精鏜 0.2 )(9052.76.8 76.8 52.6.3精鏜 0.1 83.077 77 )03.(1.62.7.3 確定切削用量及基本時(shí)間（1）銑連桿大小頭平面選用 X53K 機(jī)床，P=10KW根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 10-39，選取 40 mm 的 立銑刀 ，材料為高速鋼， 銑刀齒數(shù) Z = 6 切削深度 ap = 3 mm查機(jī)械加工工藝手冊表 14-69，取 =0.1mm/z,查機(jī)械加工工藝手冊表zf14-67，有 V= =41.49m/min1.02.3.0.45zaftdcezpv則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 330 r/min根據(jù)表 3.131 按機(jī)床選取 n = 315 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/1000 =39.56m/min驗(yàn)證功率：查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 14-67 知P= znafdCep72.086.14.05式中 -系數(shù)， =3.36；pd= 銑刀直徑，mm;-切削深度，mm;pa-每齒進(jìn)給量，mm;zf-銑削寬度，mm;ez-銑刀齒數(shù)；n-主軸轉(zhuǎn)速， r/min.計(jì)算得 P=2.09kw，機(jī)床選擇滿足要求成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書23（2）粗磨大小頭平面查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 2.4-14，磨料選棕剛玉，查表 2-8，選臥式矩臺(tái)平面磨床 MG7120。其主要參數(shù)為：可磨削最大工件尺寸（長寬高）為200mm630mm320mm,砂輪尺寸（外徑寬內(nèi)徑）為250mm25mm75mm，砂輪軸轉(zhuǎn)速 1500r/min,3000r/mm（轉(zhuǎn)速為兩級） ，總功率為 5.6kw。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 2.417 選取數(shù)據(jù)切削深度 ap = 0.5mm 單行程磨削深度進(jìn)給量 = 0.033 mm/行程tf則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 158.8 r/min根據(jù)表 3.148 按機(jī)床選取 n = 100 r/min則實(shí)際磨削速度 V = Dn/1000 = 12 m/s 驗(yàn)算功率：查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊知， 3217.0)(.1Pkfvtbw查表 14-130 得到 =0.82， ， =0.88.023k因此 =3.96（KW）5.6(KW)317.0)(.kfvtbw機(jī)床選擇滿足要求（3）銑大頭兩側(cè)面 選用銑床 X6142，P=11KW根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 10-39 選直徑 D = 50 mm 的立銑刀，材料為高速鋼，銑刀齒數(shù) Z =6，根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表14-67，有 V= =38.4 m/min1.02.3.0.45zaftdcezpv切削深度 ap = 4 mm = 0.10 mm/zz則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D =244.74r/min根據(jù)表 3.174 按機(jī)床選取 n=250r/min成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書24則實(shí)際切削速度 V = Dn/1000 = 39.25 m/minP= =1.97KW，znafdCep72.086.14.05所以所選機(jī)床滿足要求（4）粗鏜大頭孔 選用鏜床 T68，主軸 18 級轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速范圍 201000r/min,主軸功率P=5.5KW根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 2.466 選擇鏜通孔類鏜刀，材料為YT15銑刀直徑 D = 50mm 進(jìn)給量 f = 0.20 mm/r 切削深度 ap = 3.0 mm 查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 14-51，加工材料為 42Gr，加工條件為加切削液，取 v=10m/min,孔徑 d=136.3mm,則據(jù)公式（2-2）求得 n = 1000v/ d= 84r/min 查切削用量簡明手冊表 2-2，選取 n =80r/min則實(shí)際切削速度 V = dn/1000= 33.912 m/min （5）銑開連桿體和蓋 選用銑床 X5020AS, P=7.5KW根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 10-39 選取數(shù)據(jù)鋸片銑刀直徑 D = 80 mm 寬度 L=3mm 材料為高速鋼 切削速度 V = 20.4 m/min 銑刀齒數(shù) Z = 40切削深度 ap = 2 mm af = 0.08 mm/z 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 81.2 r/min根據(jù)表 3.174 按機(jī)床選取 n=120 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/1000 = 30.14m/min驗(yàn)證功率：據(jù)公式（2-5） P= =0.17(KW)znafdCep72.086.14.05式中 -系數(shù)， =3.36.pcpc成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書25機(jī)床滿足要求。（6）加工連桿體 1)粗銑結(jié)合面 選用銑床 X62W根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 2.474（84）選取銑刀直徑 D = 40mm，材料為高速鋼，齒數(shù) Z=6， =3mmpa查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 14-69，取 =0.12mm/z，據(jù)公式（2-zf1）求V= 1.02.3.02.5zaftdcezpv式中 -系數(shù)， =60.5。vv查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 14-79， = ，近似得：t=90min, zd875=1mm,得 v=21.4m/min,據(jù)公式（2-2 ）求得ean = 1000v/ D=90.87r/min根據(jù)表 3.174 按機(jī)床選取 n = 94 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/（100060 ） = 22.137m/min驗(yàn)算功率:據(jù)公式（2-5）P= =0.09KWznafdCep72.086.14.05式中 -系數(shù)， =3.36pcc機(jī)床能滿足使用銑削工時(shí)為： 按表 2.510 L = 38 mm = +1.5 = 7.5 mm = 2.5 mm1L)(ead2L基本時(shí)間 tj = L/fn= (38+7.5+2.5)/(994) = 0.56 min按表 2.546 輔助時(shí)間 ta=0.560.18=0.103 min 2）精銑結(jié)合面 選用銑床 X62W根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.484 選取數(shù)據(jù)銑刀直徑 D = 75 mm 銑刀齒數(shù) Z = 8 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書26V= =34.6m/min1.02.3.02.5zaftdcezpv切削深度 ap = 1 mm f=0.08mm/z 切削寬度 ae=0.5 mm則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D =146.9 r/min根據(jù)表 3.174 按機(jī)床選取 n =148r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/1000 =34.85 m/min驗(yàn)算功率：據(jù)公式（2-5）P= =0.16KwznafdCep72.086.14.05式中 -系數(shù)， =3.36pcc機(jī)床能滿足使用要求銑削工時(shí)為：按表 2.510 L = 38 mm = +1.5 = 7.5 mm = 2.5 mm1Lae)-(d2L基本時(shí)間 tj = = 0.9 minzfvbhkt0按表 2.546 輔助時(shí)間 ta = 0.90.18 = 0.162 min 3)銑軸瓦鎖口槽 選用銑床 X62W根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.490 選取數(shù)據(jù)銑刀直徑 D = 133mm 銑刀齒數(shù) Z = 24 V= =18.6m/min 1.02.3.02.5zaftdcezpv切削深度 ap = 2 mm 切削寬度 ae = 0.5 mm af = 0.02 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 94 r/min根據(jù)表 3.174 按機(jī)床選取 n=100 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/1000 = 19.8m/min機(jī)床功率驗(yàn)算：P= =1.84KWznafdCep72.086.14.05機(jī)床滿足使用要求成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書27 4)精銑螺栓座面 選用銑床 X62W根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.490 選取數(shù)據(jù)銑刀直徑 D = 80 mm 切削速度 V = 0.47 m/s銑刀齒數(shù) Z = 24 切削深度 ap = 2 mm 切削寬度 ae = 5 mm af=0.015 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 142 r/min根據(jù)表 3.131 按機(jī)床選取 n = 150 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/（100060 ） = 24.4m/min機(jī)床功率驗(yàn)算：P= =1.76KWznafdCep72.086.14.05機(jī)床滿足使用要求 5)精磨結(jié)合面 選用磨床 MG7120根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.4170 選取數(shù)據(jù)選取砂輪尺寸為(外徑 X 寬 X 內(nèi)徑)250mm X 25mm X 75mm 砂輪軸轉(zhuǎn)速為 1500r/min,3000r/min,總功率為 5.6KW，查機(jī)械加工工藝手冊 表 2-140 選主軸轉(zhuǎn)速為 3000r/min切削深度 ap = 0.1 mm 進(jìn)給量 fr0 = 0.012 mm/r則實(shí)際切削速度 V = Dn/（100060 ） = 13.1 m/s 驗(yàn)算功率：據(jù)公式 =0.558KW5.6KW 3217.0)(.1Pkfvtbw機(jī)床滿足要求（7）銑、磨連桿蓋結(jié)合面 1)粗銑螺母座面 選用銑床 XA6132根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.488 選取數(shù)據(jù)銑刀直徑 D = 63 mm 銑刀齒數(shù) Z = 24 切削寬度 ae = 5 mm af = 0.15 mm/r V= =18.7m/min 1.02.3.02.5zaftdcezpv則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 103 r/min根據(jù)表 3.174 按機(jī)床選取 n = 100 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/（100060 ） = 54 m/min成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書28機(jī)床功率驗(yàn)算：P= =1.673KWznafdCep72.086.14.05機(jī)床滿足使用要求 2)銑軸瓦鎖口槽 選用銑床 X62W根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.490 選取數(shù)據(jù)銑刀直徑 D = 10 mm 銑刀齒數(shù) Z = 24 切削深度 ap = 2 mm 切削寬度 ae = 0.6 mm af = 0.02 mm/r V= =16.8m/min 1.02.3.02.5zftdcezpv則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 94 r/min根據(jù)表 3.174 按機(jī)床選取 n = 100 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/（100060 ） = 0.33 m/s 機(jī)床功率驗(yàn)算：P= =1.135KWznafdCep72.086.14.05機(jī)床滿足使用要求 （8）銑、鉆、鏜（連桿總成體） 1)精銑連桿蓋上兩螺母座面 選用銑床 X62W根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.490 選取數(shù)據(jù)銑刀直徑 D = 63 mm 銑刀齒數(shù) Z = 24切削寬度 ae = 5 mm 切削速度 V = 28.3m/min1.02.3.02.5zaftdcezpv切削深度 ap = 2 mm af = 0.015 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 142 r/min根據(jù)表 3.174 按機(jī)床選取 n = 150 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/（100060 ） = 29.673 m/min機(jī)床功率驗(yàn)算：P= =1.362KWzafdCep72.086.14.05成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書29機(jī)床滿足使用要求 2）從連桿上方鉆、擴(kuò)、鉸螺栓孔 a)鉆螺栓孔 選用鉆床 Z3025根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 2.438（41）選取數(shù)據(jù) 鉆頭直徑 D = 11 mm,材料為錐柄短麻花鉆材料為高速鋼； 切削深度 ap = 5 mm 進(jìn)給量 f = 0.3 mm/r 查機(jī)械加工工藝手冊表 14-29，切削速度為=59.4m/min5.02.41Vftd則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 1891r/min根據(jù)表 3.130 按機(jī)床選取 n = 1400 r/min則實(shí)際切削速度 V = Dn/1000 = 43.96m/min驗(yàn)算功率：查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表 14-30P= =0.34KW3KW36.1708463.1708M8.02. fdfN所選機(jī)床滿足要求 b)擴(kuò)螺栓孔 選用鉆床 Z3025根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 10-26 選取數(shù)據(jù)選取 11.75mm 的錐柄擴(kuò)孔鉆，刀具材料為高速鋼 查機(jī)械加工工藝手冊表 14-37，選進(jìn)給量 f = 0.6 mm/r 根據(jù)公式 其中切削深度 ap = 0.37