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内燃机连杆加工工艺及夹具设计内燃机连杆加工工艺及夹具设计 -- 20 元

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III摘要连杆是内燃机的主要传动件之一,正文主要论述了连杆的加工工艺及夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高,而连杆的刚性比较差,容易产生变形,因此在安排工艺过程时需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少连杆加工余量、切削力及内应力的作用,以及修正加工后的变形,最后就能达到连杆的技术要求。连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面,较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面,次要加工表面为大头两侧面及螺栓座面等。在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度(1)连杆本身的刚度比较低,在外力(夹紧力、切削力)的作用下容易变形。(2)连杆是模锻件,孔的加工余量较大,切削时将产生较大的残余内应力,并引起内应力重新分布。通过对内燃机连杆的机械加工工艺及对粗加工大头孔夹具和铣结合面夹具的设计,主要归纳为以下两个方面第一方面连杆件外形较复杂,而刚性较差。其技术要求很高,所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证连杆技术要求的重要问题之一。在连杆的实际加工过程中,选用连杆的大小头端面及小头孔作为主要定位基面,同时选用大头孔两侧面作为一般定位基准。为保证小头孔尺寸精度和形状精度,可采用自为基准的加工原则保证大小头孔的中心距精度要求,可采用互为基准原则加工。第二方面关于夹具的设计方法及其步骤。关键词连杆变形加工工艺夹具设计IVABSTRACTTheconnectingrodisoneofthemaindrivingmediumofdieselengine,thistextexpoundsmainlythemachiningtechnologyandthedesignofclampingdeviceoftheconnectingrod.Theprecisionofsize,theprecisionofprofileandtheprecisionofposition,oftheconnectingrodisdemandedhighly,andtherigidityoftheconnectingrodisnotenough,easytodeform,soarrangingthecraftcourse,needtoseparatetheeachmainandsuperficialthickfinishmachiningprocess.Reducethemarginofprocessing,cuttingforceandinternalstressprogressively,revisethedeformationafterprocessing,canreachthespecificationrequirementforthepartfinally.IntheConnectingrodisoneofthemainprocessingsurfaceislarge,thesmallheadholeandbothendsofthemachinedsurface,isimportantfortheconnectingrodbodyandcoverjointsurfaceandtheconnectingrodboltholelocatingsurface,secondaryprocessingsurfaceforbearinglockinggrooves,oilhole,headandbodyandacoveronthetwosidesoftheboltseatsurface.Machineofconnectingrodaretwomajorfactorsthataffectthemachiningprecision1Connectingroditselfstiffnessisrelativelylow,intheexternalforcescuttingforce,clampingforceundertheactionofeasydeformation.2Connectingrodisdieforgings,holemachiningallowance,cuttingwillproducebiggerresidualstress,andstressredistributioncausedby.Theautomobileconnectingrodmachiningprocessandtheroughmachiningandmillingcombinedwithbigholeclampsurfacefixturedesign,mainlydividedintothefollowingtwoaspectsThefirstaspectconnectingrodpartswithcomplicatedshape,whilethepoorrigidity.Andtheveryhightechnicalrequirements,sotheappropriateselectionofmechanicalprocessinginthelocatingdatum,canensuretheconnectingrodisoneoftheimportantproblemsoftechnicalrequirements.Theconnectingrodinthepracticalproductionprocess,selectionofconnectingrodtothesizeoftheheadendandthesmallheadholeasthemainpositioningdatum,andchoiceofbigholetwosideasagenerallocatingdatum.Inordertoensurethesizeprecisionandshapeprecisionofthesmallheadhole,canbeusedforreferencefromtheprocessingprincipleensurethatthesizeofthefirstholecenterdistanceaccuracyrequirements,canbeusedforreferenceeachothertheprincipleofprocessing.Secondmainlyonthefixturedesignmethodandsteps.KeywordsConnectingrodDeformationProcessFixturedesign目录摘要...........................................................................................................................................IIIABSTRACT..................................................................................................................................IV目录............................................................................................................................................V1绪论.............................................................................................................................................11.1本课题的研究内容和意义...............................................................................................11.2国内外的发展概况...........................................................................................................11.3本课题应达到的要求.......................................................................................................32连杆的分析.................................................................................................................................42.1连杆的作用.......................................................................................................................42.2连杆的机械分析...............................................................................................................42.3连杆的结构特点...............................................................................................................42.4连杆的主要技术要求........................................................................................................52.4.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度.....................................................................52.4.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度.............................................52.4.3大、小头孔中心距.................................................................................................52.4.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度.....................................................52.4.5大、小头孔两端面的技术要求.............................................................................52.4.6有关结合面的技术要求.........................................................................................52.5连杆的材料和毛坯分析...................................................................................................53连杆的加工工艺规程的制定.....................................................................................................73.1加工工艺的基本概念.......................................................................................................73.2选择定位基准...................................................................................................................73.3确定加工余量...................................................................................................................83.4拟订机械加工工艺路线...................................................................................................83.5连杆工艺计算.................................................................................................................103.5.1粗铣两平面...........................................................................................................103.5.2粗磨两平面...........................................................................................................113.5.3钻小头小孔...........................................................................................................133.5.4粗镗小头孔...........................................................................................................143.5.5车大头外圆...........................................................................................................153.5.6粗镗大头孔...........................................................................................................173.5.7粗铣螺栓孔端平面...............................................................................................173.5.8精铣螺栓孔端平面...............................................................................................173.5.9铣开连杆大头.......................................................................................................183.5.10精铣体盖分开面.................................................................................................183.5.11钻扩铰螺栓孔.....................................................................................................183.5.12精磨体盖分开面.................................................................................................20VI3.5.13精磨两端平面.....................................................................................................213.5.14精镗小头孔.........................................................................................................213.5.15粗镗大头孔.........................................................................................................223.5.16精镗大头孔.........................................................................................................223.5.17精镗小头孔.........................................................................................................224夹具设计...................................................................................................................................234.1机床夹具的分类.............................................................................................................234.2工件的加工工艺分析.....................................................................................................234.3确定定位方案.................................................................................................................244.4夹具的机构设计.............................................................................................................244.5夹具的使用.....................................................................................................................265结论与展望...............................................................................................................................286致谢...........................................................................................................................................297.参考文献....................................................................................................................................30内燃机连杆加工工艺及夹具设计11绪论1.1本课题的研究内容和意义本课题研究的内容是K2500内燃机车发动机NDS5主连杆工艺规程设计和系列夹具设计,其中包括了工艺流程的设计、工序的编写、系列夹具的设计,并有相关计算和说明书。连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴,并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成,连杆体与连杆盖为连杆小头、杆身和连杆大头。连杆小头用来安装活塞销,以链接活塞。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。一般做成分开式,与杆身切开的一半称为连杆盖,二者靠连杆螺栓链接为一题。连杆轴瓦安装在连杆大头孔座中,与曲轴上的连杆轴颈装和在一起,是发动机中最重要的配合副之一。常用的减磨合金主要有白合金、铜铅合金和铝基合金。不难看出,连杆对于内燃机来说是不可或缺并且起到关键性作用的零件。所以本课题的研究对于生产出优秀耐用的连杆起到至关重要的作用。同时对内燃机的安全性也起到关键作用。1.2国内外的发展概况从80年代以来粉末冶金注射成型PIM成功的得到应用,大多数连杆制造使用中碳钢和低合金钢。国内传统工艺连杆毛坯材料一般采用42CrMo,35CrMo,40MnVB,45CrMnB,40Cr,40CrMnBS40C等调质钢11和S43CVS1进口,35MnV,40MnS等非调质钢。康明斯生产线采用调质钢毛坯40MnBHGB521685,1995年全面转用非调质钢材料毛坯38MnV。在加工工艺方面国内外连杆生产方式大致有锻造,铸造,粉末冶金等,进入90年代后,90以上的连杆制造都采用了模锻工艺。中国汽车产业在十五期间发生了天翻地覆的变化,汽车产量5年翻了一番多,汽车市场由卖方市场转为买方市场,一举由2001年的世界第七大汽车生产国跃升为世界第三大汽车生产国和消费国。随着汽车产业的快速发展,对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高,而连杆强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要,因此国内外各大汽车公司对发动机连杆用材料及制造技术的研究都非常重视。十五期间,国内企业普遍采取裂解连杆体和连杆盖分界面技术,可以大幅度地减少机械加工工序,由此开发了高强度低韧性的高碳非调质钢和粉末冶金锻件,以满足工艺的需要。中国在调质钢应用方面与国外差距不大,但在锻造技术方面与国外比还有一些差距。表11中国发动机连杆材料及热处理硬度材料热处理硬度45调质229255HBS55余热淬火226271HBS40Cr调质229269HBS40MnB调质223262HBS53CaS调质229269HBS45Mn2调质229269HBS42CrMo调质282HRCHBS无锡太湖学院学士学位论文2国外连杆毛坯的加热大多采用电加热或感应加热,加热时间短,加热温度控制稳定,采用辊锻制坯,液压模锻成形,锻件尺寸精度高,避免了锻件表面的脱碳。国内多数连杆生产厂采用的是空气锤制坯,蒸汽锤成形,连杆锻件普遍存在的问题是尺寸精度差、锻件表面状态不好、锻件表面脱碳严重等问题。十一五期间,国内很多企业与外国合资采用裂解连杆大头接合面(裂解法)的生产技术。设计出强度均在900MPa以上的发动机连杆,代表企业有一汽与德国合资生产的捷达轿车发动机连杆、上海与德国合资生产的桑塔纳轿车发动机连杆、一汽技术引进的道依兹柴油机连杆和开发的CA6DL系列柴油机连杆。裂解法工艺要求连杆锻件在裂解的过程不能有过大的塑性变形,因此对连杆材料的要求是,在保证其强韧综合性能指标的前提下,限制连杆的韧性指标,使其断口呈脆性断裂状态。材料多是从德国进口的C70S6系列高碳非调质钢。国内发动机连杆制造企业在锻造加热和锻后控制方面近年已经取得长足的进步,具备了应用非调质钢生产连杆的条件。国内烧结锻造技术还很落后,专用的粉末冶金压机及烧结炉的应用还不普遍。金属粉末的品种少,质量差且不稳定。另外,烧结保护气体还需进一步地研究改进,这些都影响着国内超高密度粉末冶金零件的发展。十一五期间,国内大多数连杆生产厂家仍沿用传统的连杆加工工艺,其加工精度及加工后装配质量难以控制,生产效率低,制造成本高,是阻碍中国高速、高精度、高性能发动机制造的技术瓶颈之一。一汽大众公司耗资亿元以上引进了德国EXCELLOMachineTools公司生产的一条连杆裂解自动化生产线,现正用于捷达轿车门多点电控燃油喷射发动机连杆的批量生产上海大众公司引进德国Alfing公司生产的连杆裂解自动化生产线,用于帕萨特轿车发动机连杆的生产上海通用公司也引进了连杆裂解自动化生产线,用于粉末锻造连杆的生产。目前国内还有许多家连杆生产企业都在积极准备采用连杆裂解技术对原有的传统连杆生产线进行技术改造。表12国外部分厂家发动机连杆剖析结果生产厂家钢号相当国内牌号处理工艺硬度日本丰田S53C55正火229HBSS55C55调质2930HRCS58C60锻造控冷235HBS波罗乃兹45调质207HBS太脱拉45调质229252HBS斯柯达40Mn调质263269HBS福特300SAE114140Mn2调质223HBS内燃机连杆加工工艺及夹具设计31.3本课题应达到的要求⑴满足零件设计的加工精度⑵零件机械加工的工艺过程卡片,各工序的工序卡片⑶主要机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图⑷设计说明书(不少于一万字)必须有相关的计算和说明⑸专业外语文献翻译(不少于一万字符)。无锡太湖学院学士学位论文42连杆的分析2.1连杆的作用连杆机构的作用是提供燃烧场所,把燃料燃烧后的气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩,不断输出动力,即是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。所以,连杆除上下运动外,还左右摆动作复杂的平面运动。连杆工作时,主要承受气体压力和往复惯性力所产生的文变载荷,要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。概括为⑴将气体的压力变为曲轴的转矩⑵将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。2.2连杆的机械分析连杆是内燃机的重要运动部件之一,它连接活塞与曲轴,把作用于活塞顶面的膨胀气体压力传给曲轴,使活塞的往复直线运动变为曲轴的回旋运动,从而输出功率。在工作时,连杆承受大小、方向为周期性变化的动载荷。在做功冲程,燃气压力在连杆轴线上的分力为压缩应力在进气冲程上止点,活塞组合连杆本身的惯性力在横断界面内造成拉伸应力摆动时的横向惯性力造成横向弯曲应力。连杆主要受力方式可以概括为⑴气缸内的燃气压力⑵活塞连杆组的往复运动惯性力⑶连杆告诉摆动时的所产生的横向惯性力。所以连杆的常见疲劳破坏有⑴连杆小头与杆身圆弧过渡处产生裂纹⑵大头杆身与螺栓平面直角处产生应力集中⑶连杆螺栓断裂。因此,要求连杆的重量轻且有足够的强度、足够的疲劳强度和冲击韧性。2.3连杆的结构特点连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体和连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装配在一起。为了减少惯性力的影响,在保证连杆有足够的强度和刚度的前提下,要尽可能的减轻其重量,所以连杆采用了从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。连杆的形状复杂而不规则,而孔本身及孔与平面之间的位置精度要求较高杆身断面不大,刚度较差,易变形。连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来,使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动,以输出动力。因此,连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能,而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有5个(1)连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度(2)连杆大、小头孔中心距尺寸精度(3)连杆大、小头孔平行度内燃机连杆加工工艺及夹具设计5(4)连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度(5)连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。2.4连杆的主要技术要求连杆上需进行机械加工的主要表面为大、小头孔及其两端面,连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。2.4.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合,减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6,表面粗糙度Ra应不大于0.4μm大头孔的圆柱度公差一般在0.0040.008mm之间。小头孔公差等级为IT8,表面粗糙度Ra应不大于3.2μm。2.4.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜,从而造成汽缸壁磨损不均匀,同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损,所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小,因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100mm长度上公差为0.020.04mm在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100mm长度上公差为0.040.06mm。2.4.3大、小头孔中心距大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比,即影响到发动机的效率,所以规定了比较高的要求198.86±0.1mm。2.4.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度,影响到轴瓦的安装和磨损,甚至引起烧伤所以对它也提出了一定的要求。2.4.5大、小头孔两端面的技术要求连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同,但从技术要求是不同的,大头两端面的尺寸公差等级为IT9,表面粗糙度Ra不大于0.8μm,小头两端面的尺寸公差等级为IT12,表面粗糙度Ra不大于6.3μm。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求,而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中,这给连杆的加工带来许多方便。2.4.6有关结合面的技术要求在连杆受动载荷时,接合面的歪斜使连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位,影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良,从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度,因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。对于本连杆,要求结合面的平面度的公差为0.025mm。2.5连杆的材料和毛坯分析连杆在工作中承受多向交变载荷的作用,要求具有很高的强度。因此,连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢如45钢、55钢、40Cr、40CrMnB等11。选择45钢。连杆毛坯制造方法的选择,主要根据生产类型、材料的工艺性(可塑性,可锻性)及无锡太湖学院学士学位论文6零件对材料的组织性能要求,零件的形状及其外形尺寸,毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产,连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种,一种是体和盖分开锻造,另一种是将体和盖锻成体。整体锻造的毛坯,需要在以后的机械加工过程中将其切开,为保证切开后粗镗孔余量的均匀,最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言,整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题,但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点,故用得越来越多,成为连杆毛坯的一种主要形式。总之,毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低,性能提高。内燃机连杆加工工艺及夹具设计73连杆的加工工艺规程的制定加工工艺工艺过程就是改变生产对象的形状、尺寸、互相位置和性质,使其成为产品、半成品的过程,在生产过程中占重要位置。工艺过程主要分为毛坯制造工艺过程、机械加工工艺过程和机械装配工艺过程,后两个过程被称为机械制造(工艺)过程。3.1加工工艺的基本概念机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的力学性质,使之成为合格的零件的全过程7,是直接生产的过程。按照规定的工艺过程组织生产,对保证产品的质量、产量以及生产成本有着重要的作用。3.2选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高1。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有胜者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。因此,工件在加工过程中的定位、测量等问题需要被重点考虑。(1)粗基准的选择在选用粗基准时要考虑如何保证各个加工面有足够的余量,如何保证各个表面间的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此,选择粗基准时,赢遵循以下几个原则①对于不需要全部加工表面的零件,应使用始终不加工的表面作粗基准,以保证不加工表面与加工表面之间的相互位置要求。②选择毛坯余量最小的表面做粗基准。③选择零件上重要基准面作粗基准。④选择零件上加工面积大,形状复杂的表面作粗基准,以使定位准确、加紧可靠,夹具结构简单、操作方便。⑤粗基准在同一尺寸方向上通常只能使用一次,不应重复使用,以免产生不必要的定位误差。(2)精基准的选择精基准的选择应使工件的定位误差较小,能保证工件的加工精度,同时还应使加工过程操作方便,夹具结构简单。选择时应遵循以下原则①基准重合尽量选择被加工表面的设计基准或工序基准作为定位基准,避免基准不重合而产生的定位误差。②一次安装的原则一次安装又称为基准统一原则。基准统一或一次安装和有关工序所使用的夹具结构大体上统一,降低了工装设计和制造成本。同时多数表面采用同一基准进行加工,避免因基准转换而带来的误差。③互为基准原则当某些表面相互位置精度要求较高时,这些表面又可以互为基准反复加工,以不断提高定位基准的精度,保证这些表面之间的位置精度。④自为基准原则对于精度要求很高的表面,如果加工时要求其余量很小而均匀时,可以以加工表面本身作为定位基准,以保证加工质量和提高生产效率。无锡太湖学院学士学位论文8根据以上的原则,结合连杆的具体结构,确定基准如下为了保证小头孔的壁厚均匀,在钻小头孔时,选小头孔不加工的外圆作为粗基准。在毛坯制造时往往在杆身的一侧做出定位标记,以大、小头端面定位时就能区别两个端面。粗加工大、小头两端面时,先选取没有标记的一侧的端面,然后以这个加工过的端面为精基准加工没有标记的一侧的端面,以后的大部分工序都以这个精加工端面作为精基准。这样可以保证两端面的平行度,并使作为精基准的端面有良好的表面质量。在整个加工过程中,各工序尽量保持基准一致,选用连杆断没有标记的一侧的端面、经过钻削的小头孔及连杆大端经过加工的侧面作为辅助定位基准。大、小头孔精加工时,大、小头孔互为基准。3.3确定加工余量在确定工序尺寸时,首先要确定加工余量。正确确定加工余量对于工厂具有重要的意义4。若毛坯的余量过大,浪费材料势必增加生产的成本反之若余量过小,使毛坯制造困难,同样增加成本,余量太小也不能保证零件的加工精度。所以余量过小、过大对机械加工都会带来不利的影响。经查表,设计使用的加工余量列表于表31.表31加工余量明细工序号工序内容加工余量工序号工序内容加工余量2粗铣两平面到43.5312精铣体、盖分开面13粗磨两平面到42.5单面0.514钻扩铰两螺栓孔到φ115.54钻小头孔到φ341715精磨体、盖分开面0.55粗镗小头孔到φ36.51.2516精磨两平面到42单面0.256粗车大头外圆到φ109317精镗小头孔到φ370.57粗镗大头到φ66318粗镗大头孔φ691.58粗铣螺栓孔端平面到64319精镗大头孔到φ700.510精铣螺栓孔端平面到62121精镗小头孔到φ340.511对准中心线的位置,铣开连杆大头33.4机械加工工艺路线的拟订加工顺序就是指工序的排列次序,加工顺序对保证加工质量、降低生产成本有着重要的作用。一般考虑以下几个原则。内燃机连杆加工工艺及夹具设计9①先基准后其他零件的前几道工序应安排加工精基准,然后用精基准来加工其他表面。②先粗加工后精加工整个零件的加工工序应是粗加工在前,然后半精加工、精加工以及以及光整加工。这样可以避免由于工件受力变形而影响加工质量,也避免了精加工表面受到损伤等。③先加工平面,后加工内孔先加工主要平面,后加工次要表面,即作为精基准的表面应首先加工。然后对精度要求高的主要表面进行粗加工、半精加工,并穿插一些次要表面的加工,然后进行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工安排在最后进行,这样避免已加工表面在运输过程中的碰伤。根据以上的原则,以及在一些相关资料中查找的数据,制定工艺路线,如表32所示表32连杆加工的工艺路线工序号工序内容0按照毛柸尺寸进行模锻1退火处理,消除毛坯的内应力,改善切削加工性和消除组织的不均匀性2粗铣两平面到43.53粗磨两平面到42.54钻小头孔到φ345粗镗小头孔到φ36.56粗车大头外圆到φ1097粗镗大头到φ668粗铣螺栓孔端平面到649调质处理,改善材料的力学性能10精铣螺栓孔端平面到6211对准中心线的位置,铣开连杆大头12精铣体、盖分开面13中间检验14钻扩铰两螺栓孔到φ1115精磨体、盖分开面16精磨两平面到4217精镗小头孔到φ3718粗镗大头孔φ6919精镗大头孔到φ7020小头压入衬套21精镗小头孔到φ3422清洗23最终检验在工艺路线中,具体的定位和夹紧的方式体现在工序卡中。无锡太湖学院学士学位论文103.5连杆工艺计算加工工艺路线制定完成之后,为了能达到加工工艺路线中的要求,有必要对每个加工工序进行切削用量的计算,选择合适的机床,并在此基础上编制工艺过程卡、工序卡,使整个加工过程有章可循,最大限度地节省费用,降低公式,提高生产效率。下面是本设计过程中的相关工艺参数计算过程。3.5.1粗铣两平面(1)工序加工计算查金属机械加工工艺人员手册表10398,选φ40mm的立铣刀,材料为高速钢,齿数取6,取pa3mm,查金属机械加工工艺人员手册表1469,取zf0.1mm/z,查金属机械加工工艺人员手册表14678,有1.01.02.03.032.045.0zafatdcezpvv式中vc系数,vc53d铣刀直径,mmt刀具耐用度,minpa切削深度,mmzf每齿进给量,mm/zea铣刀宽度,mmz铣刀齿数。由金属机械加工工艺人员手册表1480,zd640,得t90min,ea40mm,v41.47m/min则min/3301000rnduπ(2)机床选择查金属机械加工工艺人员手册表855,选择铣床X5030AS,主轴8级转速,转速范围401800r/min,P3kM.据切削用量简明手册,有11minmaxznnZNRφ式中z级数maxn最高转速,r/minminn最低转速,r/min。则φ1.72。查切削用量简明手册表224,选n315r/min,则实际转速为min/55.391000mudnπ验证功率查金属机械加工工艺人员手册表1467知,内燃机连杆加工工艺及夹具设计11znafadcPezpp71.083.014.0510式中pc系数,pc3.37d铣刀直径,mmpa切削深度,mmnf每齿进给量,mmea铣削宽度,mmz铣刀齿数n主轴转速,r/min。计算得P2.08kW,机床选择满足要求。(3)机动时间和辅助时间的计算查金属机械加工工艺人员手册知机动时间0T为iTznflllz210式中l加工长度,mm1l刀具的切入长度,mm2l刀具的超出长度,mmzf每齿进给量,mm/rz铣刀齿数i走刀次数。其中l267.3mm,查金属机械加工工艺人员手册表156,1l10.5mm,2l2.0mm,i3,则0T4.44min。根据参考文献机械制造工艺学,辅助时间fT按0T的18计算,则min80.0fT。(4)小结综上所述,机床为立式铣床X5030AS,主轴转速n=315r/min,切削速度u39.56m/min,进给量f0.1mm/z,切削深度pa3mm,机动时间0T4.43min,辅助时间min80.0fT。3.5.2粗磨两平面(1)工序加工计算及机床选择查金属机械加工工艺人员手册表1026,磨料选棕刚玉,查金属机械加工工艺人员手册表835,选卧式矩台平面磨床MG7120.其主要参数为可磨削最大工件尺寸(宽长高)为200mm630mm320mm,砂轮尺寸(外径宽内径)为250mm25mm75mm,砂轮轴转速1500r/min,3000r/min转速为两级),总功率5.6kM。无锡太湖学院学士学位论文12查金属机械加工工艺人员手册表14130,因为磨轮宽度mb〈32mm,选工作台单行程的横进给量Bf20mm/行程,选主轴转速为3000r/min,工件长度估算为300mm,工件的运动速度v取为12m/min。则在但行程的磨削时间为5.16012300st在单行程内砂轮所转过的次数)(rn7530005.1在每转的横进给量为/27.07520rmmf则工作台单行程磨削深度进给量tf0.033mm/行程,取pa0.5mm,据公式求得实际砂轮实际线速度为/24.391000smvdnπ验证功率查金属机械加工工艺人员手册知,3217.077.1kkkfvfPtbw式中v工件的运动速度,m/minbf工作台单行程的横进给量,mm/行程tf工作台单行程磨削深度进给量,mm/行程1k、2k、3k公式的修整系数。查金属机械加工工艺人员手册表14130,磨轮直径md〈320mm,淬火钢,则1k0.82.查金属机械加工工艺人员手册表14130,blckF式中F工件磨削表面实际的总面积,2mmb磨削表面的宽度,mml工件在工作台上所占的长度,mm。估算F222002mm,得68.030010922200ck,则2k0.8查金属机械加工工艺人员手册表14131,3k0.8,因此6.594.377.13217.0kWkWkkkfvfPtbw机床选择满足要求。(2)机动时间和辅助时间的计算查金属机械加工工艺人员手册,单行程进给的机动时间为
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