柴油機(jī)連桿機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)-銑剖分面、擴(kuò)大頭孔,柴油機(jī),連桿,機(jī)械,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),銑剖分面,擴(kuò)大 數(shù)控機(jī)床加工精度異常故障的診斷和處理 生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)控機(jī)床加工精度異常的故障。此類(lèi)故障隱蔽性強(qiáng)，診斷難度比較大。形成這類(lèi)故障的原因主要有五個(gè)方面：{1}機(jī)床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化。{2}機(jī)床各個(gè)軸的零點(diǎn)偏置[NULL OFFSET]異常。{3}軸向的反向間隙[BACK LASH]異常。{4}電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分異常。{5}機(jī)械故障，如絲杠，軸承，軸聯(lián)器等部件。另外加工程序的編制，刀具的選擇及人為因素，也可能導(dǎo)致加工精度異常。 1． 系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動(dòng) 系統(tǒng)參數(shù)主要包括機(jī)床進(jìn)給單位，零點(diǎn)偏置，反向間隙等。例如SIMENS，F(xiàn)ANUC 系統(tǒng)，其進(jìn)給單位有公制和英制兩種。機(jī)床修理過(guò)程中某些處理，常常影響到零點(diǎn)偏置和間隙的變化，故障處理完畢后應(yīng)作適時(shí)的調(diào)整和修改；另一方面，由于機(jī)械磨損嚴(yán)重或連結(jié)松動(dòng)也可能造成參數(shù)實(shí)測(cè)值的變化，需要對(duì)參數(shù)做相應(yīng)的修改才能滿足機(jī)床加工精度的要求。 2． 機(jī)械故障導(dǎo)致的加工精度異常 一臺(tái)THM6350立式加工中心，采用SIMENS 840D系統(tǒng)。在加工聯(lián)桿模具過(guò)程中，忽然發(fā)現(xiàn)Z軸進(jìn)給異常，造成至少1毫米的切削誤差量（Z向過(guò)切）。調(diào)查中了解到：故障是忽然發(fā)生的。機(jī)床在點(diǎn)動(dòng)，MDI（手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式）操作方式下各個(gè)軸運(yùn)行正常，且回參考點(diǎn)正常；無(wú)任何報(bào)警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認(rèn)為，主要應(yīng)對(duì)以下幾個(gè)方面逐一進(jìn)行檢查。 [1]檢查機(jī)床精度異常時(shí)正在運(yùn)行的加工程序段，特別是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，加工坐標(biāo)（G54—G59）的校對(duì)和計(jì)算。 [2]在點(diǎn)動(dòng)方式下，反復(fù)運(yùn)動(dòng)Z軸，經(jīng)過(guò)視，觸，聽(tīng)對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動(dòng)噪 音異常，特別是快速點(diǎn)動(dòng)，噪音更加明顯。由此判斷，機(jī)械方面可能存在隱患。 [3]檢查機(jī)床Z軸精度。用手搖脈沖發(fā)生器移動(dòng)Z軸，（將其倍率定為1X100的擋位，即每變化一步，電機(jī)進(jìn)給0.1毫米），配合百分表觀察Z軸的運(yùn)動(dòng)情況。在單向運(yùn)動(dòng)精度保持正常后作為起始點(diǎn)的正向運(yùn)動(dòng)，脈沖器每變化一步，機(jī)床Z軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)際距離d=dl=d2=d3….=0.1mm，說(shuō)明電機(jī)運(yùn)行良好，定位精度也良好。而返回機(jī)床實(shí)際運(yùn)動(dòng)位移的變化上，可以分為四個(gè)階段：①機(jī)床運(yùn)動(dòng)距離d1>d=0.1mm(斜率大于1)；②表現(xiàn)出為d1=0.1>d2>d3(斜率小于1)；③機(jī)床機(jī)構(gòu)實(shí)際沒(méi)移動(dòng)，表現(xiàn)出最標(biāo)準(zhǔn)的反向間隙；④機(jī)床運(yùn)動(dòng)距離與脈沖器給定數(shù)值相等（斜率等于1），恢復(fù)到機(jī)床的正常運(yùn)動(dòng)。 無(wú)論怎樣對(duì)反向間隙（參數(shù)1851）進(jìn)行補(bǔ)償，其表現(xiàn)出的特征是：除了③階段能夠補(bǔ)償外，其他各段變化依然存在，特別是①階段嚴(yán)重影響到機(jī)床的加工精度。補(bǔ)償中發(fā)現(xiàn)，間隙補(bǔ)償越大，①階段移動(dòng)的距離也越大。 分析上述檢查認(rèn)為存在幾點(diǎn)可能原因：一是電機(jī)有異常；二是機(jī)械方面有故障；三是絲杠存在間隙。為了進(jìn)一步診斷故障，將電機(jī)和絲杠完全脫開(kāi)，分別對(duì)電機(jī)和機(jī)械部分進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果是電機(jī)運(yùn)行正常；在對(duì)機(jī)械部分診斷中發(fā)現(xiàn)，用手盤(pán)動(dòng)絲杠時(shí)，返回運(yùn)動(dòng)初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下，應(yīng)能感覺(jué)到軸承有序而平滑的移動(dòng)。經(jīng)過(guò)拆卸檢查發(fā)現(xiàn)其軸承確實(shí)受損，且有滾珠脫落。更換后機(jī)床恢復(fù)正常。 3． 機(jī)床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行異常 有一臺(tái)北京產(chǎn)的立式數(shù)控銑床，配備SIMENS840D系統(tǒng)。在加工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)X軸精度異常。檢查發(fā)現(xiàn)X軸存在一定間隙，且電機(jī)啟動(dòng)時(shí)存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象。有手觸摸X軸電機(jī)時(shí)感覺(jué)電機(jī)抖動(dòng)比較厲害，停止是抖動(dòng)不明顯，尤其是點(diǎn)動(dòng)方式下比較明顯。分析認(rèn)為，故障原因有兩點(diǎn)，一是絲杠反向間隙很大；二是X軸電機(jī)工作異常。利用SIMENS系統(tǒng)的參數(shù)功能，對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。首先對(duì)存在的間隙進(jìn)行補(bǔ)償；調(diào)整伺服增益參數(shù)及脈沖抑制功能參數(shù)，X軸電機(jī)的抖動(dòng)消除，機(jī)床加工精度恢復(fù)正常。 4． 機(jī)床位置環(huán)異?；蚩刂七壿嫴煌? 一臺(tái)TH61140加工中心，系統(tǒng)是FANUC18I，全閉環(huán)控制方式。加工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床Y軸精度異常，精度誤差最小為0.006mm，最大為1.4mm。檢查中，機(jī)床已經(jīng)按照要求設(shè)置了G54工件坐標(biāo)系。在MDI（手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式）方式下，以G54坐標(biāo)系運(yùn)行一段程序即“G00G90G54Y80F100；M30；”，待機(jī)床運(yùn)行結(jié)束后顯示器上顯示的機(jī)械坐標(biāo)值為“-1046.605”，記錄下該數(shù)值。然后在手動(dòng)方式下，將機(jī)床點(diǎn)動(dòng)到其他任意位置，再次在MDI方式下運(yùn)行上次的程序段，待機(jī)床停止后，發(fā)現(xiàn)此時(shí)機(jī)床機(jī)械坐標(biāo)數(shù)值顯示為“-1046.992”，同第一次執(zhí)行后的數(shù)值相比差了0.387mm。按照同樣的方法，將Y軸點(diǎn)動(dòng)到不同的位置，反復(fù)執(zhí)行該程序段顯示器上顯示的數(shù)值不定。用百分表對(duì)Y軸進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)機(jī)械位置實(shí)際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本一致，從而認(rèn)為故障原因?yàn)閅軸重復(fù)定位誤差過(guò)大。對(duì)Y軸的反向間隙及定位精度進(jìn)行檢查，重新做補(bǔ)償，均無(wú)效果。因此懷疑光柵尺及系統(tǒng)參數(shù)等有問(wèn)題。但為什么產(chǎn)生如此大的誤差，卻未出現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警信息呢？進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，次軸為垂直方向的軸，當(dāng)Y軸松開(kāi)時(shí)主軸箱向下掉，造成了誤差。 對(duì)機(jī)床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在Y軸松開(kāi)時(shí)，先把Y軸使能加載，再把Y軸松開(kāi)；而在夾緊時(shí)，先把軸夾緊后，再把Y軸使能去掉。調(diào)整后機(jī)床故障得以解決。 CNC machining accuracy of the abnormal fault diagnosis and treatment Production often encounter unusual precision CNC machining of the fault. Such failure concealed strong, and the diagnosis more difficult. Such a failure of the main reasons there are five areas: (1) machine tool unit to be altered or changed. (2)-axis machine tools all the 0.1 bias [NULL OFFSET] anomaly. (3) axial reverse the gap [BACK LASH] anomaly. (4) abnormal motor running, electrical and control of the anomaly. (5) mechanical failure, such as the screw, bearings, shaft and other components for the. In addition the establishment of procedures for processing, tool selection and human factors, may also lead to abnormal processing accuracy 1. System parameters change or alteration System parameters including machine feeding units, 0.1 bias, such as reverse gap. For example, SIMENS, FANUC system, feeding its metric and English units of two. Machine repair in certain treatment, often affecting 0.1 gap and offset the change, fault should be disposed of after timely adjustments and amendments on the other hand, due to mechanical wear or link may also be caused by loose parameters measured the changes , The parameters need to be revised accordingly to meet the requirements of precision machining. 2. Mechanical failure caused by abnormal processing precision THM6350 a vertical machining centers, used SIMENS 840D system. Die-processing in the process, suddenly found Z-axis feed anomaly, at least one millimeter of error of cutting (Z to the cut-off). In that survey: the fault is all of a sudden. Machine tools to move in, MDI (manual data input method) mode of operation under normal operation of the shaft, and the reference point back to normal without any warning tips, electrical control of the hard rule out the possibility of failure. Analysis, the main one by one the following aspects should be checked [1] check accuracy of abnormal machine is running at the processing procedures, the length of particular tool compensation, processing coordinates (G54-G59) the proof-reading and computing. [2] to move in the way, the Z-axis movement repeatedly, through visual, touch, listen to their campaign of state, found that the noise Z to the abnormal movement, in particular to move fast, noise more pronounced. This judgement, machinery possible hidden dangers [3] Z-axis precision machine tool inspection. Using hand-cranked generator mobile Z-axis, (its rate set at the Shift 1 X100, which is in step, the electrical feed 0.1 mm), with Bai Fenbiao observe the movement of Z-axis. In a one-way movement to maintain normal accuracy of the positive movement as a starting point, every change in pulse-step machine Z-axis movement of the actual distance d = dl = d2 = d3… .= 0.1 mm, that motor running well and also positioning accuracy Good. Back to the actual movement and displacement of the machine changes, can be divided into four stages:① machine movement distance d1> d = 0.1mm (slope greater than 1); ② show for d1 = 0.1> d2> d3 (slope less than 1); ③ machine actually did not move bodies, showing the most standard reverse gap ; ④ movement from the machine and pulse for a given numerical equivalent (slope equal to 1), return to the normal movement of the machine No matter how the reverse gap (parameters 1851) compensation to their performance characteristics: In addition to ③ stage to compensation, all of the other changes still exist, especially ① stage seriously affect the accuracy of the processing machine. Compensation found that the greater the compensation gap, ① stage of moving from the greater Analysis of the inspection that there may be a few reasons: First, motor abnormalities and the other is in a mechanical fault; three screw there is space. In order to further diagnose problems, and the screw will be fully undocked from the electrical, mechanical and electrical were part of the inspection. Inspection results of the electrical operating normally in the diagnosis of the mechanical parts that move hand-screw, to return to the initial campaign have a very clear sense of vacancy.And under normal circumstances, should be able to feel bearing orderly and smooth movement. After the demolition inspection found that it really damaged bearings, and the ball is falling. After the replacement machine back to normal 3. Machine did not optimize the electrical parameters of abnormal motor running Beijing has a capacity of vertical milling machine, equipped with SIMENS840D system. In the process, we found abnormal X-axis precision. X-axis inspection found that there are certain gaps, and the motor of instability at the start of the phenomenon. A hand touching the X-axis motor, sensory motor jitter relatively powerful, and stop dithering is not obvious, especially under way to move more obvious. Analysis of that failure for two reasons, First, screw reverse big gap and the other is abnormal X-axis electrical work. SIMENS system using the parameters of function, the motor debugging. First on the compensation gap, adjusting the servo gain parameters and pulse suppression parameters, X-axis motor to eliminate the jitter, precision machining back to normal 4. Central location of machine control logic is nothing wrong or unusual TH61140 a processing center, the system is FANUC18I, closed-loop control the whole way. In the process, found that the Y-axis precision machine tools abnormal, the smallest error for the accuracy of 0.006 mm, the largest to 1.4 mm. During the inspection, and machine tools have been set up G54 in accordance with the requirements of the workpiece coordinates. In MDI (manual data input method) mode, the G54 to coordinate procedures for running a section that is "G00G90G54Y80F100; M30;", machine tool operation to be displayed on the monitor after the end of the mechanical coordinates for the "-1046.605," a record of the numerical.Then in the manual mode, the machine will be to move to any other location, again running under way in the last MDI procedures, the question following the cessation of machine tools, machine tools found at this time numerical mechanical coordinates displayed as "-1046.992," with the first After the implementation of the numerical difference compared to the 0.387 mm. In accordance with the same methods, will move the Y-axis to a different location and repeatedly monitor the implementation of the program displayed on the numerical uncertain. Bai Fenbiao with the Y-axis to double-check and found that mechanical error with the actual location of the show was basically the same error, the reasons for that failure to repeat Y-axis positioning error too large.Y-axis on the reverse gap and positioning accuracy check and re-do of compensation, no effects. Therefore suspected grating device and system parameters such as a problem. But why have such a large error, the alarm has not been a corresponding information? ? Further inspection found that the vertical axis of the shaft, when the Y-axis release me down when the spindle out, causing the error. The PLC logic of the machine tool control program made changes, that is, in the Y-axis release, the first Y-axis can be loaded, then release the Y axis and in clamping, the first axle clamp, then Y-axis can be removed. After adjusting machine fault is resolved. 摘 要 本文主要論述了柴油機(jī)連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。因?yàn)檫B桿是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的主要零件之一，其大頭孔與曲軸連接，小頭孔通過(guò)活塞銷(xiāo)與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳送給曲軸，又收曲軸驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿承受的是沖擊動(dòng)載荷，因此要求連桿質(zhì)量小，強(qiáng)度高。所以在安排工藝過(guò)程時(shí)，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加工原則。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)合面及螺栓孔定位面。 在夾具設(shè)計(jì)方面也要針對(duì)連桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較小，設(shè)計(jì)應(yīng)時(shí)應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小等，最終就能達(dá)到零件的理想要求！ 關(guān)鍵詞: 連桿 變形 加工工藝 夾具設(shè)計(jì) Abstract The diesel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity is high. Therefore when arranging procedure for, according to "first the criterion queen-like " treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting rod body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely to reach a part ultimately demands! Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device 目 錄 摘 要 1 Abstract 1 第一章 柴油機(jī)連桿的加工工藝 3 1.1 柴油機(jī)連桿的用途及其特點(diǎn) 3 1.2　連桿的的材料及毛坯制造 4 1.3　連桿的加工工藝過(guò)程 6 1.4 連桿的加工工藝過(guò)程分析 7 1.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 7 1.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排 8 1.4.3 確定合理的夾緊方法 8 1.4.4 連桿主要面的加工方法 9 1.4.5 連桿主要孔的加工方法 9 1.4.6 連桿體與連桿蓋的銑開(kāi)工序 10 1.5夾具使用 10 1.6 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 10 1.6.1 確定加工余量 10 1.6.2確定工序尺寸及其公差 11 1.7 各項(xiàng)加工數(shù)據(jù)的計(jì)算 12 1.8 連桿的檢驗(yàn) 19 1.8.1 觀察外表缺陷及目測(cè)表面粗糙度 19 1.8.2 檢查主要表面的尺寸精度 19 1.8.3檢驗(yàn)主要表面的位置精度 20 1.8.4 連桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗(yàn) 20 第二章 工裝設(shè)計(jì) 20 2.1 銑削分面夾具設(shè)計(jì) 20 2.1.1夾具的問(wèn)題注意 20 2.1.2 夾具設(shè)計(jì) 21 2.2 擴(kuò)大頭孔夾具 23 2.2.1 夾具的注意問(wèn)題 23 2.2.2 夾具設(shè)計(jì) 23 參考文獻(xiàn): 26 致 謝 26 第一章 柴油機(jī)連桿的加工工藝 1.1 柴油機(jī)連桿的用途及其特點(diǎn) 連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)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(dòng)而帶動(dòng)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(dòng)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(lái)補(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷(xiāo)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(xiāo)的磨損，同時(shí)便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)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(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)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(chēng)量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對(duì)稱(chēng)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(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞銷(xiāo)之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)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(gè)：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)連桿桿身中心面的對(duì)稱(chēng)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　連桿的的材料及毛坯制造 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(lái)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(lèi)型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對(duì)材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車(chē)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(lái)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(kāi)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(guò)程中將其切開(kāi)，為保證切開(kāi)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(duì)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(wèn)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(lái)越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊鞯姆N類(lèi)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(guó)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(guò)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(jiǎn)單，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率較高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)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(guò)程，將棒料在爐中加熱至1140～1200C0，先在輥鍛機(jī)上通過(guò)四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯見(jiàn)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(jiàn)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(guò)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。 1.3　連桿的加工工藝過(guò)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(lái)了很多困難，必須充分的重視。 (連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程見(jiàn)加工工藝卡片) 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(lái)安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個(gè)階段：第一階段為連桿體和蓋切開(kāi)之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開(kāi)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(xiàng)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(lái)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。 1.4 連桿的加工工藝過(guò)程分析 1.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 在連桿機(jī)械加工工藝過(guò)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，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(lái)，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(shí)，注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不 圖（1-5）連桿的定位方向 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(xiāo)做成活動(dòng)的稱(chēng)“假銷(xiāo)”。當(dāng)連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再?gòu)男☆^孔中抽出假銷(xiāo)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(duì)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(duì)于整個(gè)工藝過(guò)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(kāi)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(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。 1.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排 由于連桿本身的剛性差，切學(xué)加工時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，易產(chǎn)生變形。因此，在安排工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)把各主要表面的的粗，精加工工序分開(kāi)。這樣，粗加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中得到修；半精加工中產(chǎn)生的形變可以在精加工中得到修正，最終達(dá)到零件的技術(shù)要求。 再工序安排上先加工定位基準(zhǔn)，如端面加工的銑、磨工序防在加工過(guò)程的前面，然后再加工孔，符合符合先面后孔的加工工序安裝原則。 連桿工藝加工過(guò)程可分為以下幾個(gè)方面： 1）粗加工階段 粗加工階段也是連桿體和連桿蓋合之前的加工階段：基準(zhǔn)面的加工，包括輔助基準(zhǔn)面加工：準(zhǔn)備連桿體及連桿蓋合并所進(jìn)行的加工，如兩者對(duì)口面的銑、磨等 2）半精加工階段 半精加工階段也是連桿體和連桿蓋合并之后的加工，如精磨兩平面，半精鏜大頭孔及孔口倒角等?？傊菫榫庸ご蟆⑿☆^孔做準(zhǔn)備的階段。 3）精加工階段 精加工階段主要是最終保證連桿主要表面——大、小頭孔全部達(dá)到圖樣要求的階段，如珩磨大頭孔，精鏜小頭活塞銷(xiāo)軸承孔。 1.4.3 確定合理的夾緊方法 既然連桿是一個(gè)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(jì)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(huì)影響端面的平面度。夾緊力通過(guò)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(shí)，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(xiāo)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。 1.4.4 連桿主要面的加工方法 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(pán)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。 以基面及小頭孔定位，它用一個(gè)圓銷(xiāo)（小頭孔）。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對(duì)稱(chēng)（此對(duì)稱(chēng)平面為工藝用基準(zhǔn)面）。 1.4.5 連桿主要孔的加工方法 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(duì)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(guò)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。 小頭孔在鉆、擴(kuò)、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時(shí)精鏜，達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)，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(guò)擴(kuò)、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)。表面粗糙度Ra 為0.4μm，大頭孔的加工方法是在銑開(kāi)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(kāi)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。 連桿的螺栓孔經(jīng)過(guò)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。 粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒(méi)有活動(dòng)部分，能保證承受較大的銑削力。精銑時(shí)，為了保證螺栓孔的兩個(gè)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(gè)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(gè)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。 1.4.6 連桿體與連桿蓋的銑開(kāi)工序 剖分面（亦稱(chēng)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(duì)刀精度來(lái)保證。為了保證銑開(kāi)后的剖分面的平面度不超過(guò)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(guò)0.02 mm,則銑開(kāi)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(duì)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(kāi)以后再經(jīng)過(guò)磨削加工。 1.5夾具使用 應(yīng)具備適應(yīng)“一面一孔一凸臺(tái)”的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。而大小頭定位銷(xiāo)是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準(zhǔn)”情況，這時(shí)小頭定位銷(xiāo)應(yīng)做成活動(dòng)的，當(dāng)連桿定位裝夾后，再抽出定位銷(xiāo)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(shí)，夾具可考慮重復(fù)定位情況，如采用夾具限制7個(gè)自由度（其是長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)限制4個(gè)，長(zhǎng)菱形銷(xiāo)限制2個(gè)）。長(zhǎng)銷(xiāo)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(zhǎng)圓柱銷(xiāo)削去一邊，另一方面設(shè)計(jì)頂出工件的裝置。 1.6 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 1.6.1 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(cè)》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(lái)的總的厚度為H=38+=mm 1.6.2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(jì)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(lái)的大頭孔為55 mm） 工序名稱(chēng) 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(jì)指導(dǎo)教程》 表2—29表2—30） 工序 名稱(chēng) 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 1.7 各項(xiàng)加工數(shù)據(jù)的計(jì)算 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(jì)手冊(cè)》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 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(jì)手冊(cè)》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 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(jì)手冊(cè)》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 (2) 擴(kuò)小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》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 (3) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》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 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(jì)手冊(cè)》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 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(jì)手冊(cè)》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 6 、銑開(kāi)連桿體和蓋 選用銑床X62W 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》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 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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 (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(jì)手冊(cè)》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 9 、銑、鉆、鏜總連桿體 (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(jì)手冊(cè)》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 銑刀齒數(shù)Z = 24 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3.1—74 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 （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)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—38（41）選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 5 mm 進(jìn)給量f = 0.08 mm/r 鉆頭直徑D = 10 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 1910 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 910 r/min 則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.99 m/s b) 擴(kuò)螺栓孔 選用鉆床Z3025 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—53選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)刀直徑D = 10 mm 切削速度V = 0.40 m/s 切削深度ap = 1.0 mm 進(jìn)給量f = 0.6 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 764 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n=764 r/min 則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.40 m/s c）鉸螺栓孔 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—81選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑D = 12.2 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 進(jìn)給量f = 0.2 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） = 0.127 m/s (3) 從連桿蓋上方給螺栓孔口倒角 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—67選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 750 r/min 10 、粗鏜大頭孔 選用鏜床T68 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 65 mm 切削速度V = 0.16 m/s 進(jìn)給量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n = 000v/D = 47 r/min 根據(jù)表3.1—41 按機(jī)床選取n = 800 r/min 則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.72 m/s 11 、大頭孔兩端倒角 選用機(jī)床X62W 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—67選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 750 r/min 12、精磨大小頭兩平面（先標(biāo)記朝上） 選用磨床M7130 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—170選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.413 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 進(jìn)給量f = 0.006 mm/r 13 、半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔 選用鏜床T2115 （1）根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 65.5 mm 切削速度V = 0.20 m/s 進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根據(jù)表3.1—39 按機(jī)床選取n = 1000 r/min （2）根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 3.18 m/s 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r 切削深度ap = 1.0 mm 根據(jù)表3.1—39 按機(jī)床選取n = 2000 r/min 14 、精鏜大頭孔 選用鏜床T2115 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 65.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s 進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根據(jù)表3.1—39 按機(jī)床選取n = 1000 r/min 15、鉆小頭油孔 選用鉆床Z3025 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—38（41）選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 1.18 m/s 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.05 mm/r 根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 1000 r/min 16 、小頭孔兩端倒角 選用機(jī)床X62W 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—67選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 750 r/min 17、 鏜小頭孔襯套 選用鏜床T2115 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.25 m/s 進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.2 mm 根據(jù)表3.1—39 按機(jī)床選取n = 1000 r/min 18 、珩磨大頭孔 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 切削速度V = 0.32 m/s 進(jìn)給量f = 0.05 mm/r 切削深度ap = 0.05 mm 根據(jù)表3.1—39 按機(jī)床選取n = 1000 r/min 1.8 連桿的檢驗(yàn) 連桿在機(jī)械加工中要進(jìn)行中間檢驗(yàn)，加工完畢后要進(jìn)行最終檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目按圖紙上的技術(shù)要求進(jìn)行。 1.8.1 觀察外表缺陷及目測(cè)表面粗糙度 1.8.2 檢查主要表面的尺寸精度 用量缸表，在大頭孔內(nèi)分三個(gè)斷面測(cè)量其內(nèi)徑，每個(gè)斷面測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向，三個(gè)斷面測(cè)量的最大值與最小值之差的一半即圓柱度。 圖（1—7）大小頭孔平行度的檢驗(yàn)圖 1.8.3檢驗(yàn)主要表面的位置精度 其中大，小頭孔軸心線在兩個(gè)互相平行垂直的方向的平行度用圖（1——7）所的 工具及方法進(jìn)行。 1.8.4 連桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗(yàn) 制做專(zhuān)用垂直度檢驗(yàn)心軸，其檢測(cè)心軸直徑公差，分三個(gè)尺寸段制做，配以不同公差的螺釘，檢查其接觸面積，一般在90%以上為合格，或配用塞尺檢測(cè)，塞尺厚度的一半為垂直度公差值。 第二章 工裝設(shè)計(jì) 2.1 銑削分面夾具設(shè)計(jì) 由連桿工作圖可知，工件材料為45鋼，年產(chǎn)量20萬(wàn)件。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，需設(shè)計(jì)一套銑剖分面夾具，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。 2.1.1夾具的問(wèn)題注意 本夾具主要作來(lái)銑剖分面，剖分面與小頭孔軸心線有尺寸精度要求，剖分面與螺栓孔有垂直度要求和剖分面的平面度要求。由于本工序是粗加工，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2.1.2 夾具設(shè)計(jì) 1) 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，在銑剖分面之前，連桿的兩個(gè)端面、小頭孔及大頭孔的兩側(cè)都已加工，且表面粗糙要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選Φ29.49H8小頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)。連桿上蓋以基面（無(wú)標(biāo)記面）、凸臺(tái)面及側(cè)面定位，連桿體以基面和小頭孔及側(cè)面定位，均屬于完全定位。 2) 夾緊方案 由于零件小，所以采用開(kāi)口墊圈的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。 3) 夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時(shí)，能承受一部分切削力。夾具體圖如圖： 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長(zhǎng)。 4) 切削力及夾緊力的計(jì)算 切削力的計(jì)算：，由《組合機(jī)床》（表7-24）得： P===1902.538N 夾緊力的計(jì)算：由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》（表1-2-25）得： 用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W0=5380N 由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。 定位誤差的計(jì)算: 由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。剖分面對(duì)連接螺栓孔中心線有垂直度要求（垂直度允差0.08）；對(duì)連桿體小頭孔有中心距1900.1要求；對(duì)剖分面有0.025的平面度要求。所以本工序的工序基準(zhǔn)：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計(jì)計(jì)算如下： （1）確定定位銷(xiāo)中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取相應(yīng)公差的三分之一（通常取1/5~1/3）。故此尺寸為190.30.010。 （2）確定定位銷(xiāo)尺寸及公差 本夾具的主要定位元件為一固定銷(xiāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于更換。該定位銷(xiāo)的基本尺寸取工件孔下限尺寸Φ29.49。公差與本零件在工作時(shí)與其相配孔的尺寸與公差相同，即為Φ29.49。 （3）小頭孔的確定 考慮到配合間隙對(duì)加工要求中心距1900.1影響很大，應(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷(xiāo)有錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為Φ29.49。 5) 定位誤差分析 ① 對(duì)于連桿體剖分面中心距1900.1的要求，以Φ29.49的中心線為定位基準(zhǔn)，雖屬“基準(zhǔn)重合”，無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為： ΔDw=δD+δd+Δmin =0.033+0.012+0 =0.045 mm ΔDw－－剖分面的定位誤差 δD――工件孔的直徑公差 δd――定位銷(xiāo)的直徑公差 Δmin――孔和銷(xiāo)的最小保證間隙 此項(xiàng)中心距加工允差為0.2mm,因此工件在加工過(guò)程中能夠保證加工精度要求。 ② 連桿上蓋剖分面的尺寸要求，螺母座面（工藝基準(zhǔn)）為加工面的工序基準(zhǔn)，同時(shí)亦為第一定位基準(zhǔn)，對(duì)加工剖分面來(lái)說(shuō)，它與工序基準(zhǔn)的距離及相應(yīng)的平行度誤差只取決于基準(zhǔn)在夾具中位置。因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)同時(shí)為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合，沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)位置誤差為零。所以對(duì)加工剖分面來(lái)說(shuō)，定位誤差為零。即當(dāng)基準(zhǔn)重合時(shí)，造成加工表面定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)位置誤差。 2.2 擴(kuò)大頭孔夾具 由連桿工作圖可知，連桿材料為45鋼，年產(chǎn)量20萬(wàn)件。根據(jù)指導(dǎo)老師的要求，需設(shè)計(jì)一套擴(kuò)大頭孔夾具。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 2.2.1 夾具的注意問(wèn)題 本夾具主要用來(lái)擴(kuò)Φ65.5的大頭孔，大頭孔的軸心線相對(duì)于小頭孔軸心線有一定的尺寸精度要求。由于本工序是粗加工，在加工本道工序時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2.2.2 夾具設(shè)計(jì) 1) 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個(gè)端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選Φ29.29h7定位銷(xiāo)與基面為定位基準(zhǔn)，定位銷(xiāo)限制2個(gè)自由度，基面限制工件3個(gè)自由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件1個(gè)自由度，屬完全定位。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用手動(dòng)式滑柱鉆模，采用了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便、迅速。 2) 夾緊方案 由