汽車連桿加工工藝及夾具設(shè)計【鉆小頭孔】【含圖紙及及檔全套】
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第一章 汽車連桿加工工藝
1.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)…………………………………………………1
1.2 連桿的主要技術(shù)要求.....................................................................2.
1.3 連桿的材料和毛坯………………………………………………4
1.4 連桿的機(jī)械加工工藝過程…………………………………….5
1.5 連桿的機(jī)械加工工藝過程分析………………………………….8
1.6 連桿加工工藝設(shè)計應(yīng)考慮的問題………………………………..11
1.7 切削用量的選擇原則…………………………………………….12
1.8 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差………………...14
1.9 計算工藝尺寸鏈………………………………………………….16
1.10 工時定額的計算………………………………………………….18
1.11 連桿的檢驗(yàn)………………………………………………………33
第二章 夾具設(shè)計
2.1 銑剖分面夾具設(shè)計………………………………………………..35
2.2 擴(kuò)大頭孔夾具……………………………………………………..37
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………..41
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1.外文翻譯
機(jī)械加工零件的工藝及夾具設(shè)計
摘 要:本文對機(jī)械加工零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析,確定了機(jī)械加工工藝路線,夾具在機(jī)械加工中所占的地位和重要性,以及夾具設(shè)計。隨著科學(xué)的日益發(fā)展進(jìn)步和國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整,工程機(jī)械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競爭行業(yè)
關(guān)鍵詞:技術(shù)背景/發(fā)展趨勢/工序/定位方案
1 機(jī)械加工歷史背景及其意義
機(jī)械制造業(yè)是一個古老而永遠(yuǎn)充滿生命力的行業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,對機(jī)械產(chǎn)品的要求越來越高,機(jī)械制造工藝也在日新月異地發(fā)展。自新中國成立以來,我國的制造技術(shù)與制造業(yè)得到了長足發(fā)展,一個具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的機(jī)械工業(yè)體系基本形成。改革開放二十多年來,我國制造業(yè)充分利用國內(nèi)國外兩方面的技術(shù)資源,有計劃地推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造,引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路,使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和水平及經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生了顯著變化,為推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。盡管我國制造業(yè)的綜合技術(shù)水平有了大幅度提高,但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,仍存在階段性差距。進(jìn)入二十一世紀(jì),我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè),特別是在我國加入世貿(mào)組織后,世界的制造中心就從發(fā)達(dá)國家遷移到了亞洲,我國有廉價的勞動力和廣大的消費(fèi)市場,因此,我國工業(yè)要想發(fā)展,就需要有相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備來支持。
機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的裝備工業(yè);是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ);是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體;是國防建設(shè)的基礎(chǔ);是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速增長的重要支柱;也是為提高人民生活質(zhì)量、提供消費(fèi)類機(jī)電產(chǎn)品的供應(yīng)工業(yè)。它對國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量和效益、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化具有極其重要的作用。
2 機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
隨著社會的發(fā)展,各種機(jī)械逐漸運(yùn)用到各個行業(yè)中,不管是在農(nóng)用、軍用、工用等方面,離開了機(jī)械的操作就談不上效率,因此,從某中角度上來說,一個國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、社會地位,和機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的。各工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程表明,沒有強(qiáng)大的裝備制造業(yè),就不可能實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化、現(xiàn)代化和信息化[3]。目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級的重要因素,加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,推進(jìn)機(jī)械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展,對于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式,提高國民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì),增強(qiáng)我國經(jīng)濟(jì)的國際競爭力,保障國防安全等都具有重要而深遠(yuǎn)的意義。
3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂
3.1 機(jī)械加工工藝過程的定義
機(jī)械加工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀,尺寸,相對位置和性質(zhì)等,使其成為成品或半成品的全過程。機(jī)械加工工藝過程直接決定零件及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,對產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)周期都有較大的影響,是整個工藝過程的重要組成部分。
3.2 機(jī)械加工工藝過程的組成
組成機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又是由安裝、工位、工步及走刀組成的。
⑴ 工序是指一個或一組工人,在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是制定勞動定額、配備工人及機(jī)床設(shè)備、安排作業(yè)計劃和進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的基本單元。
⑵ 安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序。
⑶ 當(dāng)應(yīng)用轉(zhuǎn)位(或移位)加工的機(jī)床(或夾具)進(jìn)行加工時,在一次裝夾中,工件(或刀具)相對于機(jī)床要經(jīng)過幾個位置依次進(jìn)行加工,在每一個工作位置上所完成的那一部分工序,稱為工位。采用多工位加工可以減少裝夾的次數(shù),減少裝夾誤差,提高生產(chǎn)率。
⑷ 工步是加工表面在切削刀具和切削用量(僅指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量)都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。
⑸ 在一個工步中,如果要切掉的金屬層很厚,可分幾次切削,每切削一次就稱為一次走刀。
3.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程的定義
規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件,稱為工藝規(guī)程,它是企業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)性技術(shù)文件。
3.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用及內(nèi)容
機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng),進(jìn)行機(jī)床調(diào)整,專用工藝裝備的設(shè)計與制造,編制生產(chǎn)作業(yè)計劃,調(diào)配勞動力,以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。
機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計劃和相應(yīng)的調(diào)度計劃,并能做到各工序科學(xué)地銜接,使生產(chǎn)均衡、順利,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。
機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片,是兩個主要的工藝文件。機(jī)械加工工藝過程卡片,是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中,以機(jī)械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn),過程卡的各個項目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每個工序詳細(xì)制定的,用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn),多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。
3.5 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟
在一定的生產(chǎn)條件下,以最少的勞動消耗和最低的費(fèi)用,按計劃加工出符合圖紙要求的零件,是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則。
制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟如下:
①根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型;
②分析零件加工的工藝性;
③選擇毛坯的種類和制造方法;
④擬訂工藝過程;
⑤工序設(shè)計;
⑥編制工藝文件。
4 夾具設(shè)計
4.1 夾具設(shè)計的意義
在機(jī)械行業(yè)中,如何去保證工件的高精度、加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題,一直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題,其中在設(shè)計夾具的時候就要考慮以上問題,高效的夾具是工件高精度的保證,如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì),這是行業(yè)人急需要解決的。
隨著社會的發(fā)展,科技的不斷提高,各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè),如何利用這些高科技為人類服務(wù),如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中,這還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力,開拓創(chuàng)新。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,和社會市場需要,夾具的設(shè)計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個重要發(fā)展方向單位 。
機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。
通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺,分度頭,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是,在實(shí)際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn);或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設(shè)計制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要。
用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計制造的,其功用主要有下列幾個方面:1.保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機(jī)動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。2.采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的機(jī)動時間將與加工一個工件的機(jī)動時間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進(jìn)行切削加工某個工件的同時,進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機(jī)動時間相重合??傊?隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。4.減輕勞動強(qiáng)度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動,液壓或其它機(jī)械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工,勞動強(qiáng)度大而且不安全。采用電動回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。
4.2 夾具的發(fā)展趨勢
工業(yè)設(shè)計是人類社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物,從英國莫里斯的“工藝美術(shù)運(yùn)動”,到德國的包豪斯設(shè)計革命以及美國的廣泛傳播與推廣,工業(yè)設(shè)計經(jīng)過了醞釀,探索,形成,發(fā)展百余年的歷史滄桑。時至今日,工業(yè)設(shè)計已成為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科,并且有一套完整的研究體系。
1980年國際工業(yè)設(shè)計協(xié)會理事會(ICSID)給工業(yè)作了明確定義:“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言,憑借訓(xùn)練,技術(shù)知識,經(jīng)驗(yàn)及視覺感受,而預(yù)示材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工,裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格,叫做工業(yè)設(shè)計。根據(jù)當(dāng)時的具體情況,工業(yè)設(shè)計師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個方面進(jìn)行工作,而且需要工業(yè)設(shè)計師對包裝、宣傳、展示,市場開發(fā)等問題的解決付出自己的技術(shù)知識和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評價能力時,這也屬于工業(yè)設(shè)計的范疇”。
材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ),一方面,技術(shù)制約著設(shè)計;另一方面,技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學(xué)的觀點(diǎn)看,技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用,只要善于應(yīng)用材料的特性,予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに嚕湍軌騽?chuàng)造出實(shí)用,美觀,經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品,即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。
任何設(shè)計都是時代的產(chǎn)物,它的不同的面貌,不同的特征反映著不同歷史時期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo),新材料,新工藝的出現(xiàn),必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu),新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料,加工工藝,結(jié)構(gòu),產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的,某個環(huán)節(jié)的變革,便會引起整個機(jī)體的變化。
現(xiàn)在,機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。機(jī)械加工工藝以各個工廠的具體情況不同,其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定,但也要滿足其基本要求:在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,盡可能提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上,盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。還應(yīng)保證操作者良好的勞動條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來編制工藝,多半不規(guī)定工步和切削用量,工時定額也憑經(jīng)驗(yàn)來確定,十分粗略,缺乏科學(xué)依據(jù),難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明,目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?,F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而,一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具,一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里,約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具;另一方面,在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中,每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具,而夾具的實(shí)際磨損量僅為10~20%左右。特別是近年來,數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新加工技術(shù)的應(yīng)用,對機(jī)床夾具提出了如下新的要求:
1)能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn),以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低生產(chǎn)成本;
2)能裝夾一組具有相似性特征的工件;
3)能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具;
4)能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具;
5)采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置,以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率;
6)提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個方面。
利用更好的夾具,可以提高勞動生產(chǎn)率,提高加工精度,減少廢品,可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍,改善操作的勞動條件。因此,夾具是機(jī)械制造中的一項重要的工藝裝備。一個好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件,為了讓夾具有更好的發(fā)展,夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度,加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐,創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站,充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),與時俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系,爭取合資與合作,引進(jìn)技術(shù),這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。
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四、專用夾具設(shè)計
4.1問題的指出
由于生產(chǎn)類型為成批,大批生產(chǎn),要考慮生產(chǎn)效率,降低勞動強(qiáng)度,保證加工質(zhì)量,故需設(shè)計專用夾具。
由于對加工精度要求不是很高,所以在本道工序加工時,主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強(qiáng)度。
本次設(shè)計選擇設(shè)計是針對鉆連桿小頭孔的夾具,它將用于Z525鉆床。
4.2定位基準(zhǔn)的選擇
該工序要求中心線與端面(有位置要求,因此可以得出該孔在兩個側(cè)面的正中心上,并且還要求其孔為通孔,由于端面經(jīng)過精銑,精度比較高,因而工序基準(zhǔn)為端面A,為了便于加工,選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn),保證其加工要求。夾具設(shè)計應(yīng)首先滿足這些要求,在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下,還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。加工過程中夾具的操作應(yīng)方便,定位夾緊穩(wěn)定可靠,并且夾具體應(yīng)具有較好的剛性。
據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合,在同一工件的各道工序中,應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?;鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求,也沒有較高的平行度和對稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率,降低勞動強(qiáng)度,提高加工精度。圓臺外圓及兩端面都已加工好,為了使定位誤差減小,選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn),來設(shè)計本道工序的夾具,以已加工好的端面作為定位夾具。
4.3夾具方案的設(shè)計
如圖所示,為了加工通孔,必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計方案如下,
首先必須明確其加工時應(yīng)如圖所示,這樣水平放置,便于鉆床加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加固定V型塊和滑動塊定位,這樣既簡單又方便。如上圖所示,一底面限制的自由度有3個,一個固定V型塊限制兩個自由度,一個滑動塊限制限制一個自由度,為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我所設(shè)計的定位方案,總共限制了工件的全部6個自由度,屬于完全定位。
一面加固定V型塊和滑動塊定位,這樣既簡單。如上圖所示,一底面限制的自由度有3個,一個固定V型塊限制兩個自由度,一個固定V型塊限制限制一個自由度,為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我所設(shè)計的定位方案,總共限制了工件的全部6個自由度,屬于完全定位。可是這種方案無法調(diào)節(jié)。如果毛坯超差還得通過螺絲調(diào)節(jié)。
在該定位方案中,一個支撐面頂住,限制了z軸的移動,z軸的旋轉(zhuǎn),y軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動,x軸的移動,一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn),這樣6個自由度全部被限制
4.4.切削力和夾緊力計算
1、切削力及夾緊力的計算:
由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-54 工件的材料為灰鑄鐵,其切削力 (kgf)
切削力矩
(kgf)
其中:D為鉆頭直徑(mm)
S為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 (mm/r)
為修正系數(shù)
由文獻(xiàn)表《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-55,
===1.124
=79.16 kgf =791.3N
=
=194.66kfg.mm=1946.6N.mm
2、夾緊力的計算:
為了防止工件在切削力的作用下平移所需的夾緊力:
由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-21查得(kgf)
其中: 為夾緊元件與工件之間的磨擦系數(shù)
為工件與支撐面間的摩擦系數(shù)
為定位銷承受的部分切削力,對精度機(jī)床B=0
由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-19可知:
=0.4,=0.2
取基本安全系數(shù)=1.5
加工狀態(tài)系數(shù)=1.
刀具鈍化系數(shù)=1.10
切削特點(diǎn)系數(shù)=1.0
夾緊動力穩(wěn)定系數(shù)=1.2
手動夾緊時手柄位置系數(shù)=1.2
支撐面接觸情況系數(shù)=1.3
∴=4.6 取K=4
∴==527.7kgf=5277N
由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-24選
d=16mm P=2mm L=190mm =8kgf =12mm Q=626kgf
Φ=10° f=0.178 =0.2 β=120°
表由文獻(xiàn)《金屬切削機(jī)床設(shè)計手冊》表3-22 選
τ==4mm
tanψ=== ∴ψ=4.55°
∴M=Q[r.tan(ψ+Φ)+ τ]=1150.7 kgf.mm=11507N.mm
而實(shí)際上的夾緊扭矩M=L=1520kgf 遠(yuǎn)大于所需的夾緊扭矩,即工作是可靠的
五.定位誤差分析
(1)定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。
(2) 工件的工序基準(zhǔn)為孔心,當(dāng)工件孔徑為最大,定位銷的孔徑為最小時,孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工,所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同,則其定位誤差為: Td=Dmax-Dmin
該夾具以一面兩銷定位,兩定位銷孔尺寸公差為80。為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示:
由參考文獻(xiàn)[5]可得:
⑴ 兩定位銷的定位誤差 :
其中:
,
,
,
⑵ 夾緊誤差 :
其中接觸變形位移值:
查[5]表1~2~15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差:通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差:取
誤差總和:
從以上的分析可見,所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
六、零、部件的設(shè)計與選用
6.1擋銷選用
本夾具選用一擋銷來定位,其參數(shù)如下表:
表2.2 擋銷銷
d
H
d
公稱尺寸
允差
12
20
10
+0.034
~0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
6.2 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套(其結(jié)構(gòu)如下圖所示)以減少更換鉆套的輔助時間。
.尺寸表
d
D
D1
H
t
基本尺寸
極限偏差F7
基本尺寸
極限偏差D6
>0~1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
>1~1.8
4
+0.016
+0.008
7
>1.8~2.6
5
8
>2.6~3
6
9
8
12
16
>3~3.3
+0.022
+0.010
>3.3~4
7
+0.019
+0.010
10
>4~5
8
11
>5~6
10
13
10
16
20
>6~8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
>8~10
15
18
12
20
25
>10~12
+0.034
+0.016
18
22
>12~15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
>15~18
26
30
0.012
>18~22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
45
>22~26
35
+0.033
+0.017
39
>26~30
42
46
25
45
56
>30~35
+0.050
+0.025
48
52
>35~42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
>42~48
62
66
>48~50
70
74
0.040
鉆模板選用固定鉆模板,用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
七、確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)
夾具體:夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上,使其成為一體,并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接,而且在零件的加工過程中,夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動,因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上,切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊,因此設(shè)計夾具體時,必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外,夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等,在設(shè)計時也應(yīng)加以考慮。
夾具體設(shè)計的基本要求
(1)應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面,如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面,應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?,它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定,鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理,焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
(2)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動,夾具體應(yīng)有足夠的壁厚,剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。
(3)應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且各表面間的相互位置精度要求高,因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性,應(yīng)做到裝卸工件方便,夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量能減輕重量,縮小體積,力求簡單。
(4)應(yīng)便于排除切屑
在機(jī)械加工過程中,切屑會不斷地積聚在夾具體周圍,如不及時排除,切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度,切屑的拋甩可能纏繞定位元件,也會破壞定位精度,甚至發(fā)生安全事故。因此,對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況,可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間:對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況,一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。
(5)在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠
夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時,夾具的重心應(yīng)盡量低,支承面積應(yīng)足夠大,安裝基面應(yīng)有較高的配合精度,保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空,大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。
工件裝夾方案確定以后,根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺的尺寸,確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸,然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
7
摘 要
連桿是柴油機(jī)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(shè)計。連桿的尺寸精度、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(yīng)力的作用,并修正加工后的變形,就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。
摘 要
連桿是柴油機(jī)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(shè)計。連桿的尺寸精度、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(yīng)力的作用,并修正加工后的變形,就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。
第一章 汽車連桿加工工藝
1.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
連桿是汽車發(fā)動機(jī)中的主要傳動部件之一,它在柴油機(jī)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(qū)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(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底,底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片,可以用來補(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)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(jìn)行修理和更換。
在發(fā)動機(jī)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(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外,還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量,以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡,同一發(fā)動機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大,因此,在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊,以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)??紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)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(shè)有油孔(或油槽),發(fā)動機(jī)工作時,依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動,把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi),以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運(yùn)動副。
連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來,使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動,以輸出動力。因此,連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)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(shù)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、小頭孔尺寸精度、形狀精度;(5)連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。
1.2 連桿的主要技術(shù)要求
連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的主要表面為:大、小頭孔及其兩端面,連桿體與連桿蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術(shù)要求(圖1-1)如下。
連桿總成圖(1—1)
1.2.1 大、小頭孔的尺寸精度、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,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(yīng)不大于0.4μm;大頭孔的圓柱度公差為0.012 mm,小頭孔公差等級為IT8,表面粗糙度Ra應(yīng)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。
1.2.2 大、小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(chǎn)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。
1.2.3 大、小頭孔中心距
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(jī)的效率,所以規(guī)定了比較高的要求:190±0.05 mm。
1.2.4 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度
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(guī)定其垂直度公差等級應(yīng)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)。
1.2.5 大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求
連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同,但從技術(shù)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?yàn)檫B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公差帶中,這給連桿的加工帶來許多方便。
1.2.6 螺栓孔的技術(shù)要求
在前面已經(jīng)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(shù)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(guī)定:螺栓孔按IT8級公差等級和表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3μm加工;兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0.25 mm。
1.2.7 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求
在連桿受動載荷時,接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位,影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良,從而產(chǎn)生不均勻磨損。結(jié)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(jié)合面的平面度的公差為0.025 mm。
1.3 連桿的材料和毛坯
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。總之,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。
目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠,采用了連桿輥鍛工藝。圖(1-2)為連桿輥鍛示意圖.毛坯加熱后,通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽,毛壞產(chǎn)生塑性變形,從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產(chǎn)的連桿鍛件,在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機(jī)械強(qiáng)度等方面都可達(dá)到模鍛水平,并且設(shè)備簡單,勞動條件好,生產(chǎn)率較高,便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化,適于在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。
圖(1-2)連桿輥鍛示意圖
圖(1-3)、圖(1-4)給出了連桿的鍛造工藝過程,將棒料在爐中加熱至1140~1200C0,先在輥鍛機(jī)上通過四個型槽進(jìn)行輥鍛制坯見圖(1-3),然后在鍛壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛,再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊見圖(1-4)。鍛好后的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,使之得到細(xì)致均勻的回火索氏體組織,以改善性能,減少毛坯內(nèi)應(yīng)力。為了提高毛坯精度,連桿的毛坯尚需進(jìn)行熱校正。
連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查,方能進(jìn)入機(jī)械加工生產(chǎn)線。
1.4 連桿的機(jī)械加工工藝過程
由上述技術(shù)條件的分析可知,連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高,但是連桿的剛性比較差,容易產(chǎn)生變形,這就給連桿的機(jī)械加工帶來了很多困難,必須充分的重視。
連桿機(jī)械加工工藝過程如下表(1—1)所示:
工序
工序名稱
工序內(nèi)容
工藝裝備
1
銑
銑連桿大、小頭兩平面,每面留磨量0.5mm
X52K
2
粗磨
以一大平面定位,磨另一大平面,保證中心線對稱,無標(biāo)記面稱基面。(下同)
M7350
3
鉆
與基面定位,鉆、擴(kuò)、鉸小頭孔
Z3080
4
銑
以基面及大、小頭孔定位,裝夾工件銑尺寸mm兩側(cè)面,保證對稱(此平面為工藝用基準(zhǔn)面)
X62W組合機(jī)床或?qū)S霉ぱb
5
擴(kuò)
以基面定位,以小頭孔定位,擴(kuò)大頭孔為Φ60mm
Z3080
6
銑
以基面及大、小頭孔定位,裝夾工件,切開工件,編號桿身及上蓋分別打標(biāo)記。
X62W組合機(jī)床或?qū)S霉ぱb鋸片銑刀厚2mm
7
銑
以基面和一側(cè)面定位裝夾工件,銑連桿體和蓋結(jié)合面,保直徑方向測量深度為27.5mm
X62組合夾具或?qū)S霉ぱb
8
磨
以基面和一側(cè)面定位裝夾工件,磨連桿體和蓋的結(jié)合面
M7350
9
銑
以基面及結(jié)合面定位裝夾工件,銑連桿體和蓋mm8mm斜槽
X62組合夾具或?qū)S霉ぱb
10
锪
以基面、結(jié)合面和一側(cè)面定位,裝夾工件,锪兩螺栓座面mm,R11mm,保證尺寸mm
X62W
11
鉆
鉆2—10mm螺栓孔
Z3050
12
擴(kuò)
先擴(kuò)2—12mm螺栓孔,再擴(kuò)2—13mm深19mm螺栓孔并倒角
Z3050
13
鉸
鉸2—12.2mm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
鏜
粗鏜大頭孔
T6 8
16
倒角
大頭孔兩端倒角
X62W
17
磨
精磨大小頭兩端面,保證大端面厚度為mm
M7130
18
鏜
以基面、一側(cè)面定位,半精鏜大頭孔,精鏜小頭孔至圖紙尺寸,中心距為mm
可調(diào)雙軸鏜
19
鏜
精鏜大頭孔至尺寸
T2115
20
稱重
稱量不平衡質(zhì)量
彈簧稱
21
鉗
按規(guī)定值去重量
22
鉆
鉆連桿體小頭油孔6.5mm,10mm
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
鏜
半精鏜、精鏜小頭銅套孔
T2115
27
珩磨
珩磨大頭孔
珩磨機(jī)床
28
檢
檢查各部尺寸及精度
29
探傷
無損探傷及檢驗(yàn)硬度
30
入庫
連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面,較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓孔定位面,次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。
連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個階段:第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工;第二階段為連桿體和蓋切開后的加工;第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)(端面、小頭孔和大頭外側(cè)面);第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面,包括大頭孔的粗加工,為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工,以及軸瓦鎖口槽的加工等;第三階段則主要是最終保證連桿各項技術(shù)要求的加工,包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分,合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段,合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。
1.5 連桿的機(jī)械加工工藝過程分析
1.5.1 工藝過程的安排
在連桿加工中有兩個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,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:鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、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。
1.5.2 定位基準(zhǔn)的選擇
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指定的端面和小頭孔作為主要基面,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。具體的辦法是,如圖(1—5)所示:在安裝工件時,注意將成套編號標(biāo)記的一面不與夾具的定位元件接觸(在設(shè)計夾具時亦作相應(yīng)的考慮)。在精鏜小頭孔(及精鏜小頭襯套孔)時,也用小頭孔(及襯套孔)作為基面,這時將定位銷做成活動的稱“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。
圖(1-5)連桿的定位方向
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,有時會影響到后續(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?一個方法是以毛坯端面定位,在側(cè)面和端部夾緊,粗銑一個端面后,翻身以銑好的面定位,銑另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整,連桿的剛性差,定位夾緊時工件可能變形,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的變形較小,同時可以銑工件的端面,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,由于是以對稱面定位,毛坯在加工后的外形偏差也比較小。
1.5.3 確定合理的夾緊方法
既然連桿是一個剛性比較差的工件,就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小,作用力的方向及著力點(diǎn)的選擇,避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形,以影響加工精度。在加工連桿的夾具中,可以看出設(shè)計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點(diǎn)的選擇。在粗銑兩端面的夾具中,夾緊力的方向與端面平行,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。夾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(zhuǎn)變形。
在加工大小頭孔工序中,主要夾緊力垂直作用于大頭端面上,并由定位元件承受,以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時,只以大平面(基面)定位,并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后,用螺釘在另一側(cè)面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊,避免可能產(chǎn)生的變形。
1.5.4 連桿兩端面的加工
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。
1.5.5 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。
小頭孔在鉆、擴(kuò)、鉸后,在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜,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0.4μm,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。
1.5.6 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。
粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法,這樣銑夾具沒有活動部分,能保證承受較大的銑削力。精銑時,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銑完一個螺栓孔的兩端面后,夾具上的定位板帶著工件旋轉(zhuǎn)1800 ,銑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 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經(jīng)過磨削加工。
1.5.8 大頭側(cè)面的加工
以基面及小頭孔定位,它用一個圓銷(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)。
1.6 連桿加工工藝設(shè)計應(yīng)考慮的問題
1.6.1 工序安排
連桿加工工序安排應(yīng)注意兩個影響精度的因素:(1)連桿的剛度比較低,在外力作用下容易變形;(2)連桿是模鍛件,孔的加工余量大,切削時會產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。因此在連桿加工工藝中,各主要表面的粗精加工工序一定要分開。
1.6.2 定位基準(zhǔn)
精基準(zhǔn):以桿身對稱面定位,便于保證對稱度的要求,而且采用雙面銑,可使部分切削力抵消。
統(tǒng)一精基準(zhǔn):以大小頭端面,小頭孔、大頭孔一側(cè)面定位。因?yàn)槎嗣娴拿娣e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(yīng)具備適應(yīng)“一面一孔一凸臺”的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出,故須考慮“自為基準(zhǔn)”情況,這時小頭定位銷應(yīng)做成活動的,當(dāng)連桿定位裝夾后,再抽出定位銷進(jìn)行加工。
保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此,精銑端面時,夾具可考慮重復(fù)定位情況,如采用夾具限制7個自由度(其是長圓柱銷限制4個,長菱形銷限制2個)。長銷定位目的就在于保證垂直度。但由于重復(fù)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(shè)計頂出工件的裝置。
1.7 切削用量的選擇原則
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(jīng)濟(jì)性,保證加工質(zhì)量,具有重要的作用。
1.7.1 粗加工時切削用量的選擇原則
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(chǎn)效率和降低加工成本。
金屬切除率可以用下式計算:
Zw ≈V.f.ap.1000
式中:Zw單位時間內(nèi)的金屬切除量(mm3/s)
V切削速度(m/s)
f 進(jìn)給量(mm/r)
ap切削深度(mm)
提高切削速度、增大進(jìn)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(jìn)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(jìn)給量度f,最后確定一個合適的切削速度V.
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,只要稍微降低一下V便可以使t回升到規(guī)定的合理數(shù)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(shù)減少,增大f又有利于斷屑。因此,根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率,減少刀具消耗,降低加工成本是比較有利的。
1)切削深度的選擇:
粗加工時切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和由機(jī)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、精加工必要余量的前提下,應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)總加工余量太大,一次切不完時,才考慮分幾次走刀。
2)進(jìn)給量的選擇:
粗加工時限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。因此,進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度來確定。選擇進(jìn)給量時應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)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(qiáng)度好的情況下,可選用大一些的進(jìn)給量;在剛性和強(qiáng)度較差的情況下,應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量。
3)切削速度的選擇:
粗加工時,切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。切削深度、進(jìn)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(jī)床的許用功率。如超過了機(jī)床的許用功率,則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。
1.7.2 精加工時切削用量的選擇原則
精加工時加工精度和表面質(zhì)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(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量,并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。
1)切削深度的選擇:
精加工時的切削深度應(yīng)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(dāng)吃刀深度較大時,切削力增加較顯著,影響加工質(zhì)量。
2)進(jìn)給量的選擇:
精加工時限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。進(jìn)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(zhì)量下降。
3)切削速度的選擇:
切削速度提高時,切削變形減小,切削力有所下降,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(dāng)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(jìn)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(zhì)量,同時滿足生產(chǎn)率的要求。
1.8 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差
1.8.1 確定加工余量
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3.2—25 表3.2—26 表3.2—27)
(1)、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
43
12.5
粗銑
1.5
IT12()
40()
12.5
精銑
0.6
IT10()
38.8()
3.2
粗磨
0.3
IT8()
38.2()
1.6
精磨
0.1
IT7()
38()
0.8
則連桿兩端面總的加工余量為:
A總=
=(A粗銑+A精銑+A粗磨+A精磨)2
=(1.5+0.6+0.3+0.1)2
=mm
(2)、連桿鑄造出來的總的厚度為H=38+=mm
1.8.2 確定工序尺寸及其公差
(根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 表2—29 表2—34)
1)、大頭孔各工序尺寸及其公差(鑄造出來的大頭孔為55 mm)
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
珩磨
0.08
65.5
65.5
0.4
精鏜
0.4
65.4
65.4
0.8
半精鏜
1
65
65
1.6
二次粗鏜
2
64
64
6.3
一次粗鏜
2
62
62
12.5
擴(kuò)孔
5
60
59
2)、小頭孔各工序尺寸及其公差
(根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》 表2—29表2—30)
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
精鏜
0.2
1.6
鉸
0.2
6.4
擴(kuò)
9
12.5
鉆
鉆至
12.5
1.9 計算工藝尺寸鏈
1.9.1 連桿蓋的卡瓦槽的計算
增環(huán)為: ; 減環(huán)為: ;封閉環(huán)為:
1)、極限尺寸為:
= 30.20-4.95
= 25.25 mm
= 29.8-5.1
= 24.7 mm
2)、的上、下偏差為:
=0.20-(-0.05)
=0.25(mm)
=-0.20-0.10
=-0.30(mm)
3)、的公差為:
= 0.25-(0.30)
= 0.55 mm
4)、的基本尺寸為:
=
= 30-5
= 25 mm
5)、的最終工序尺寸為:
= mm
1.9.2 連桿體的卡瓦槽的計算
增環(huán)為: ; 減環(huán)為: ;封閉環(huán)為:
1)、極限尺寸為:
= 13.30-4.95
= 8.35 mm
=12.9-5.1
=7.8 mm
2)、的上、下偏差為:
= 0.30-(-0.05)
= 0.35 mm
= -0.10-0.10
= -0.20 mm
3)、的公差為:
=0.35-(-0.20)
=0.55 mm
4)、的基本尺寸為:
=
=13-5
= 8 mm
5)、的最終工序尺寸為:
= m
1.10 工時定額的計算
1.10.1 銑連桿大小頭平面
選用X52K機(jī)床
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—81選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 100 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s
切削寬度 ae= 60 mm 銑刀齒數(shù)Z = 6 切削深度ap = 3 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 475 r/min
根據(jù)表3.1—31 按機(jī)床選取n = 500 /min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.67 m/s
銑削工時為:按表2.5—10
L= 3 mm L1 = +1.5 =50 mm L2 = 3 mm
基本時間tj = L/fm z = (3+50+3)/(500×0.18×6) = 0.11 min
按表2.5—46 輔助時間ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
1.10.2 粗磨大小頭平面
選用M7350磨床
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—170選取數(shù)據(jù)
砂輪直徑D = 40 mm 磨削速度V = 0.33 m/s
切削深度ap = 0.3 mm fr0 = 0.033 mm/r Z = 8
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 158.8 r/min
根據(jù)表3.1—48 按機(jī)床選取n = 100 r/min
則實(shí)際磨削速度V = Dn/(1000×60) = 0.20 m/s
磨削工時為:按表2.5—11
基本時間tj = zbk/nfr0z = (0.3×1)/(100×0.033×8) = 0.01 min
按表3.1—40 輔助時間ta = 0.21 min
1.10.3 加工小頭孔
(1) 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—38(41)選取數(shù)據(jù)
鉆頭直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm
切削深度ap = 10 mm 進(jìn)給量f = 0.12 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 945 r/min
根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 1000 r/min
則實(shí)際鉆削速度V = Dn/(1000×60) = 1.04 m/s
鉆削工時為:按表2.5—7
L = 10 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm
基本時間tj = L/fn = (10+1.5+2.5)/(0.12×1000) = 0.12 min
按表2.5—41 輔助時間ta = 0.5 min
按表2.5—42 其他時間tq = 0.2 min
(2) 擴(kuò)小頭孔 選用鉆床Z3080
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—53選取數(shù)據(jù)
擴(kuò)刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.32 m/s
切削深度ap = 1.5 mm 進(jìn)給量 f = 0.8 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n =1000v/D = 203 r/min
根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 250 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.39 m/s
擴(kuò)削工時為:按表2.5—7
L = 10 mm L1 = 3 mm
基本時間tj=L/fn=(10+3)/(0.8×250)=0.07 min
按表2.5—41 輔助時間ta=0.25 min
(3) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—81選取數(shù)據(jù)
鉸刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s
切削深度ap = 0.10 mm 進(jìn)給量f = 0.8 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 140 r/min
根據(jù)表3.1—31 按機(jī)床選取n = 200 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.32 m/s
鉸削工時為: 按表2.5—7
L=10 mm L1 =0 L2=3 mm
基本時間tj = L/fn = (10+3)/(0.8×200) = 0.09 min
按表2.5—41 輔助時間ta = 0.25 min
1.10.4 銑大頭兩側(cè)面
選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—77(88)選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s
銑刀齒數(shù)Z = 3 切削深度ap = 4 mm af = 0.10 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 611 r/min
根據(jù)表3.1—74 按機(jī)床選取n=750 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.78 m/s
銑削工時為:按表2.5—10
L=40 mm L1=+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm
基本時間tj = L/fmz = (40+8.5+2.5)/(750×0.10×3)=0.23 min
按表2.5—46 輔助時間ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
1.10.5、擴(kuò)大頭孔
選用鉆床床Z3080 刀具:擴(kuò)孔鉆
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—54選取數(shù)據(jù)
擴(kuò)孔鉆直徑D = 60 mm 切削速度V = 1.29 m/s
進(jìn)給量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次數(shù)I = 1
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D=410 r/min
根據(jù)表3.1—41 按機(jī)床選取n=400 r/min
則實(shí)際切削速度V=Dn/(1000×60)=1.256 m/s
擴(kuò)削工時為: 按表2.5—7
L = 40 mm L1 = 3 mm L2 =3 mm
基本時間:
1.10.6 銑開連桿體和蓋
選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—79(90)選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s
切削寬度ae = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 24
切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r d = 40 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 103 r/min
根據(jù)表3.1—74 按機(jī)床選取n=750 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.47 m/s
銑削工時為: 按表2.5—10
L = = 17 mm
L1 = - +2 = 6 mm
L2 = 2 mm
基本時間tj= Li/FM = (17+6+2)/(148) = 0.17 min
按表2.5—46 輔助時間ta=0.4×0.45=0.18 min
1.10.7 加工連桿體
(1) 粗銑連桿體結(jié)合面 選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—74(84)選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s
切削寬度ae = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8
切削深度ap=2 mm af = 0.12 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 89 r/min
根據(jù)表3.1—74 按機(jī)床選取n = 750 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.94 m/s
銑削工時為: 按表2.5—10
L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm
基本時間tj = L/fnz = (38+7.5+2.5)/(2.96×60×8) = 0.03 min
按表2.5—46 輔助時間ta=0.4×0.45=0.18 min
(2) 精銑連桿體結(jié)合面 選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—84選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s
銑刀齒數(shù)Z = 8 切削深度ap = 2 mm
af=0.7 mm/r 切削寬度ae=0.5 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D =107 r/min
根據(jù)表3.1—74 按機(jī)床選取n = 750 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.94 m/s
銑削工時為:按表2.5—10
L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm
基本時間tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(2.96×60×8) = 0.03 min
按表2.5—46 輔助時間ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
(3) 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床Z3025
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—67選取數(shù)據(jù)
锪刀直徑D = 28 mm 切削速度V = 0.2 m/s
锪刀齒數(shù)Z = 6 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 50.9 r/min
根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 750 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.94 m/s
锪削工時為: 按表2.5—7
L = 28 mm L1 = 1.5 mm
基本時間tj = L/fn = (28+1.5)/(0.10×750×8) = 0.04 min
(4) 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—90選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s
銑刀齒數(shù)Z = 24 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3.1—74 按機(jī)床選取n=100 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.33 m/s
銑削工時為: 按表2.5—10
L = 5 mm L1=0.5×63+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm
基本時間tj=L/fmz=(5+33+1.5)/(100×24)=0.02 min
按表2.5—46 輔助時間ta=0.4×0.45=0.18 min
(5) 精銑螺栓座面 選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—90選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 63 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3.1—31 按機(jī)床選取n = 150 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.49 m/s
銑削工時為: 按表2.5—10
L = 28 mm L1 = +1.5 = 19 mm L2 = 3 mm
基本時間tj=L/fmz = (28+19+3)/(150×24) = 0.02 min
按表2.5—46 輔助時間ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
(7) 精磨結(jié)合面 選用磨床M7130
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—170選取數(shù)據(jù)
砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s
切削深度ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min
根據(jù)表3.1—48 按機(jī)床選取n = 100 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.20 m/s
磨削工時為: 按表2.5—11
基本時間tj= =0.02 min (=0.1 k=1 z=8)
1.10.8 銑、磨連桿蓋結(jié)合面
(1) 粗銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—74(84)選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s
切削寬度ae = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 af = 0.12 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 89 r/min
根據(jù)表3.1—74 按機(jī)床選取n = 100 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.39 m/s
銑削工時為:按表2.5—10
L = 38 mm L1 = +1.5 = 16 mm L2 = 2.5 mm
基本時間tj = L/fmz=(38+16+2.5)/(100×8) = 0.07 min
按表2.5—46 輔助時間ta=0.4×0.45=0.18 min
(2) 精銑連桿上蓋結(jié)合面 選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—84選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s
切削寬度ae = 0.5 mm 銑刀齒數(shù)Z = 8 進(jìn)給量f = 0.7 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 107 r/min
根據(jù)表3.1—74 按機(jī)床選取n = 110 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.43 m/s
銑削工時為: 按表2.5—10
L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm
基本時間tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(110×8) = 0.6 min
按表2.5—46 輔助時間ta=0.4×0.45=0.18 min
(3) 粗銑螺母座面 選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—88選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s
銑刀齒數(shù)Z = 24 切削寬度ae = 5 mm af = 0.15 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 103 r/min
根據(jù)表3.1—74 按機(jī)床選取n = 100 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.39 m/s
銑削工時為:按表2.5—10
L = 28mm L1 = +1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm
基本時間tj = L/fmz = (28+17.5+2.5)/(100×24) = 0.02 min
按表2.5—46 輔助時間ta=0.4×0.45=0.18 min
(4) 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床X62W
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—90選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s
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
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 94 r/min
根據(jù)表3.1—74按機(jī)床選取n = 100 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.33 m/s
銑削工時為: 按表2.5—10
L = 5 mm L1 = 0.5×63+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm
基本時間tj =L/fmz = (5+33+1.5)/(100×24) = 0.02 min
按表2.5—46 輔助時間ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
(5) 精磨結(jié)合面 選用磨床M7350
根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—170選取數(shù)據(jù)
砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s
切削深度ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min
根據(jù)表3.1—48 按機(jī)床選取n = 100 r/min
則實(shí)際切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.20 m/s
磨削工時為: 按表2.5—11
基本時間tj = = 0.02 min (=0.1 k=1 z=8)
1.10.9 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)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—90選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s
切削寬度ae = 5 mm
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