柴油发动机连杆课程设计说明书.doc

机电及自动化学院 机械制造工艺学机械制造工艺学课程设计说明书课程设计说明书 设计题目：柴油发动机连杆工艺规程设计 姓 名： 学 号：0811114019 班 级：机电（1）班 届 别：2008 指导教师： 2011 年 7 月 摘摘 要要 连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设 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， i 容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。 逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到 零件的技术要求。 机械加工工艺是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益 的技术保障。然而夹具又是制造系统的重要部分，工艺对夹具的要求也会提高，专 用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化 和高效化方向发展以满足加工要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重 要的意义。 目目 录录 ii 摘摘 要要ii 绪绪 论论.4 第一章第一章 机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定.7 1.1 零件的工艺性分析.7 1.1.1 产品结构和工艺分析7 1.1.2 平面加工.7 1.1.3 孔加工.8 1.1.4 技术要求分析.8 1.2 毛坯的确定.9 1.2.1 有关设计条件的说明.9 1.2.2. 毛坯的材料.10 1.2.3 制坯方法的确定.10 1.3 连杆工件的定位基准和定位方案分析 .12 1.4 加工经济精度与加工工序安排.13 1.4.1 加工经济精度13 1.4.2 连杆加工主要加工表面的工序安排13 1.5 典型表面的加工方法.14 1.6 连杆加工工艺过程的确定.15 1.6.1 定位基准的选择15 1.6.2 工艺路线的拟定15 1.7 加工设备与工艺装备的选择.18 第二章第二章 机械加工工艺卡片的设计机械加工工艺卡片的设计.20 2.1 确定加工工艺过程.20 2.2 机械加工余量的确定.20 2.3 各项加工数据的计算21 致致 谢谢.28 参考文献参考文献.30 3 绪绪 论论 一、连杆的结构特点一、连杆的结构特点 连杆是发动机的主要零件之一，它连接活塞和曲轴，把作用于活塞顶面的 膨胀气体的压力传给曲轴；将活塞的往复运动变为曲柄的旋转运动，又受到曲 轴的驱动而带动活塞压缩缩气缸中的气体。因此，连杆在工作中承受着呈周期 交变的压缩、拉伸及弯曲应力，这些交变载荷具有很大的冲击特性。发动机正 常工作时，连杆大头约以 3000r/min 的转速旋转，线速度达 10m/s，所以连杆 在工作时，形成巨大的离心力。由于连杆横向窜动和形位误差引起连杆受压时 产生弯曲，是连杆很容易断裂，断裂是连杆的主要损伤形式，对于 eq6100-i 型 汽车发动机连杆，其断裂率约为 0.5/1000。 连杆属于典型的“杂件”类零件，不但精度要求高，形状复杂，制造难度 大，而且批量大，直接影响发动机质量，本篇论文详细介绍了其加工方法的拟 订和确立，并对加工中某工序所采用专用夹具进行设计。从工艺与专用夹具的 方向进行了一定的探讨。 制造工艺的发展情况 随着科学技术的发展，各料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正 向高质量、高生产率和低成本方向发展。电火花、电解、超声波、种新材激光、 电子束和离子束加工等工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切 削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的 零件。 数控机床的出现，提高了更新频繁的小批量零件和形状复杂的零件加工的 生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，大大推进了机 械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。目前，数控机 床的工艺功能已由加工循环控制、加工中心，发展到适应控制。加工循环控制 虽可以实现每个加工工序的自动化，但不同的工序中刀具的更换及工件的重新 装夹，仍须人工来完成。加工中心是一种高度自动化的多工序机床，能自动完 成刀具的更换，工件的转位和定位，主轴和进给量的变换等，使工件在机床上 只安装一次就能完成全部加工。因此，他可以显著缩短辅助时间，提高生产率， 改善劳动条件，适应控制数控机床是一种具有“随机应变”功能的机床，他能 4 在加工中，根据切削条件的变化，自动调整切削条件，是机床保持最佳状态下 进行加工，因而有效提高加工效率，扩大品种，更好的保证了加工质量，并达 到最大的经济效率。 近年发展起来的以计算机为行动中心，完成加工、装卸、运输、管理的柔 性制造系统，具有监视、诊断、修复、自动转位加工产品的功能，使多品种、 中小批量生产实现了加工自动化，大大促进了自动化的进程，尤其是将计算机 辅助设计与制造结合起来而形成的计算机集成制造系统，是加工自动化向智能 化方向发展的又一关键性技术，并进一步朝着网络化、集成化和智能化的方向 发展。 夹具的发展趋势 工艺装备的设计、制造、使用和管理，体现着一个企业的工艺技术水平， 夹具设计与制造又是制造环境中的生产准备周期时间和加工成本的重要因素， 工装设计水平的高低，很大程度上反映出企业制造能力的高低。 夹具设计与制造是机电产品设计与制造的一项重要步骤，传统的夹具设计 制造时需大量的工时消耗和金属材料的消耗。目前，基于特征参数化技术已在 机电产品设计与制造的各个阶段得到广泛的应用，夹具设计也必须向标准化、 系统化、参数化方向发展。而且，为了适应我国加入 wto 后机电产品的创新 能力和尽快机电产品设计制造的全程仿真，快速组合夹具的发展正是适应了这 种要求。 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、 智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通 用、经济方向发展。 二、本次设计的内容二、本次设计的内容 本设计主要是针对连杆工艺及钻孔夹具的设计。夹具设计是组合机床设计 中的重要部分，夹具设计的合理与否，直接影响到被加工零件的加工精度等参 数。在设计中，设计的主要思路是用工件以已加工端面为定位基准，夹具体的 凸台和大端面孔为定位面，工件以气动夹紧，这样设计主要是为了解决了手动 夹紧时夹紧力不一致、误差大、精度低、工人劳动强度大等缺点；气动夹紧采 用空气作为动力源，资源丰富并且干净、清洁，对周围环境没有污染；不足是 5 噪音比较大。 具体的设计思路是：首先确定工件的已加工端面定位方式，通过夹具体的 凸台、内孔，再用气动装置将其夹紧，这样连杆的六个自由度全部限制，实现 了零件的定位夹紧，然后确定零件的夹紧方式。在本次设计中采用的是手动夹 紧方式；然后进行误差分析、夹紧力的计算，对夹具的主要零件进行结构设计。 6 第一章 机械加工工艺规程的制定 1.1 零件的工艺性分析 1.1.1 产品结构和工艺分析 (1)该零件为发动机上的重要组成部分之一，其大头孔和轴连接， 小头孔通过活塞销和活塞连接，将作用于活塞的力传给曲轴，又受 曲轴驱动而带动活塞。因此该连杆器将受到压缩压力，纵向弯曲应 力和拉应力，故要求此连杆有较轻的重量、较高的强度，同时大小 头孔还有较高的耐磨性和互换性。 (2)该连杆由连杆大头连杆身和连杆小头三部分组成，连杆大头盖 和连杆身分开，由螺栓连接，小头孔装有衬套提高耐磨性和互换性。 (3)大小头两孔的轴线的平行度由较高的要求，中心距有绝对的要 求，其精度主要由机加工机床本身来保证，平行度要求为 0.05，中 心距为 2800.036。 (4)大头孔的表面粗糙度要求为 1.6，小头孔的表面粗糙度要求为 6.3，连端面的表面粗糙度为 12.5，身盖配合的表面精度为 6.3。 (5)为了便于加工和保证加工精度，大头设置工艺凸台。 1.1.2 平面加工 （1）两端面 大头两端面间的尺寸公差等级为 it9，表面粗糙度 ra 不大于 1.6 小头两端面间的尺寸公差等级为 it5，表面粗糙度 ra 不大于 7 3.2 （2）大头凸块两侧面 表面 ra6.3 （4）体和盖的结合面 表面粗糙度 ra0.8 （6）轴瓦锁口槽 铣 保证尺寸 42-0.62 保证尺寸 40 的 ra 值为 1.6 1.1.3 孔加工 （1）大头孔 扩、粗镗、精镗达尺寸 102 mm，ra0.8 （2）小头孔 钻、扩、粗镗、精镗达尺寸 55 mm，ra0.8 （3）钻、扩、铰螺栓孔 m18mm, ra 值为 12.5 1.1.4 技术要求分析 连杆上需要进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及两端面， 连杆与杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要 求如下： 为了使连杆大、小头运动副之间配合良好，大头孔的尺寸 公差等级取为 it6，表面粗糙度 ra 应不大于 0.5um；小头孔的尺寸 公差等级约取为 it5(加工后再按 0.0025mm 间隔分组),表面粗糙度 ra 应不大于 0.5um。 大、小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，进而影响发动 机的效率，两孔中心距的尺寸公差等级应不低于 it9.大、小头孔中 心线在两个相互垂直的方向上的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜， 致使汽缸壁磨损不均匀，缩短 发动机的使用寿命，同时也使曲轴的 连杆颈磨损加剧。若称大、小头孔理想中心线所在的公共平面为连 8 杆轴线平面，一般规定两孔轴线在连杆轴线平面内的平行度公差等 级应不低于 it7，在垂直于连杆轴线平面内的平行度公差等级应不 低于 8 级。 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度误差过大，将 加剧连杆大头两端面与曲轴连杆颈两端面之间的磨损，甚至引起烧 伤，一般规定其垂直度公差等级应不低于 9 级。 连杆大、小头两端面间距离的基本尺寸相同，但技术要求 是不同的。大头两端面间的尺寸公差等级为 it9，表面粗糙度 ra 不 大于 0.8um；小头两端面间的尺寸公差等级为 it12，表面粗糙度 ra 不大于 6.3um。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。 为了保证发动机的运转平稳，对连杆小头（约占连杆全长 2/3）质量差和大头（约占连杆全长 1/3）质量差给以较严格的规定。 1.2 毛坯的确定 毛坯的选择应从生产批量的大小，非加工面的技术要求，零件 的材料、结构、形状、尺寸、重量技术要求等方面综合考虑。通常 情况下，主要以生产类型来决定。正确选择制坯方式可以使整个工 艺过程经济合理，故应认真的选择并要加以论述。 1.2.1 有关设计条件的说明 汽车连杆零件属于大批量生产。 9 大批量生产的工艺特点：零件的互换性：具有广泛的互换性， 少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法；毛坯的制造方 法和加工余量：广泛采用金属模机器造型、模锻或其他高效方法， 毛坯精度高，加工余量小；机床设备及布置形式：广泛采用高效 专用机床及自动机床，按流水线和自动线排列设备；工艺工装： 广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置，靠 调整法达到精度要求；对工人技术要求：对调整工的技术水平要 求高，对操作工的技术水平要求低；工艺文件：要有工艺过程卡 和工序卡，关键工序要调整卡和检验卡；成本：较低。 1.2.2. 毛坯的材料 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， 因此连杆材料要采用高强度的碳钢或合金钢，可用来制作连杆的材 料有 45 钢、55 钢、40cr、40mnb 等，此连杆要求大批量生产，毛 坯材料选用锻件。 45 钢-一般为中碳的优质碳素结构刚与合金结构钢，主要用 于制造承受很大变动载荷与冲击载荷或各种复合应力的零件（如机 器中传递动力的轴、连杆、齿轮等） 。这类零件要求钢材具有较高的 综合力学性能，即强度、硬度、塑性、韧性有良好的配合。连杆需 要承受多向交变载荷的作用，对材料的综合力学性能要求高，45 钢 可以满足这一要求，最终选定 45 钢作为毛坯材料。 1.2.3 制坯方法的确定 连杆的特殊作用要求机械性能应大于或等于 10 抗拉强度 mpa b 735 屈服极限 mpa s 539 冲击韧性 2 /588cmj a k 毛坯的选择有两种：使毛坯形状与尺寸和零件接近；使毛坯的 形状尺寸与零件相差较大。 这影响着毛坯的制造费用及劳动量，与机械加工费用及劳动量。 为节省能源与金属材料，随着毛坯制造专业化生产的发展，制坯方 法的确定应取向前种方法。其中前种方法又有模锻和铸造两种毛坯 制造形式最常用，考虑到零件工作的场所和综合力学性能要求，毛 坯选用模锻的方式进行生产 连杆锻坯形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另外一种是将 体和盖锻成一体。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，需将整体连杆大头孔 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，分体锻造能够减少一定的工序，加 工效率高。故最终选用分体锻造的方式制造毛坯。 锻造的工艺过程如下：将棒料在炉中加热至 1140-1200，现在 锟锻机上通过四个型槽进行锟锻制坯，然后在锻压机上进行预锻和 终锻，再在压床上冲连杆大头孔并切除飞边。为了改善毛坯的切削 加工性能，锻造好的连杆毛坯需要进行调质处理，使之得到细致均 匀的回火索氏体组织，减少毛坯的内应力。为了提高毛坯的精度， 连杆毛坯还需进行热校正。 11 此外， 连杆的显微组织在连杆小头“工”字形截面检验，应 符合 nj24-86曲轴技术条件附录中的 1-4 级。连杆的纵剖面的 金属宏观组织，其纤维方向应沿着连杆中心线，并与外形相符，不 得间断。 连杆经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查 合格后就可以进入机械加工生产线了。 1.3 连杆工件的定位基准和定位方案分析 连杆外形较复杂而刚性较差，它的技术要求很高，恰当地选择 继续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，一般都对连杆进行完全定位，即按 六点定位原理来限制连杆的六个自由度。多数情况下，选用连杆的大、 小头端面作为主要定位基准，使零件的支撑面积大、定位稳定、装夹 方便。同时选择小头孔和大头连杆体的外侧面作为一般定为基准，从 而限制了连杆的六个自由度。选用连杆端面和小头孔作为定位基准， 不仅便于在加工过程中实现基准统一，更重要的是使连杆的重要技术 要求（如大、小头孔之间的中心距要求，大、小头孔中心线在两个互 相垂直方向上的平行度要求，端面与大头孔中心线的垂直度要求，两 端面间的距离要求等）在加工过程中实现基准重合，以减小定位误差。 对于一些要求高或加工中不易保证的技术要求，在精加工时也可以 采用自为基准的原则进行加工（小头孔尺寸精度和形状精度的保证） ， 或采用互为基准的原则进行加工（如大、小头孔中心距精度的保证） ， 12 由机床精度直接保证（如大、小头孔中心距要求可在双轴镗床上一 次安装同时加工出大、小孔来直接保证） 。 按照“先加工基准后加工其它面”的加工原则，作为连杆主要 定位基准的两端面的加工，一般都是安排在工艺过程最初工序进行， 即以未加工过的第一个端面在、为粗基准定位，加工第二个端面， 紧接着以已加工过的第二个端面做基准，定位加工第一个端面。显 然第一个端面的精度要比第二个端面高，在以后的加工中，用第一 个端面做精基准最好。但由于连杆外形的对称性，后续工序操作者 不易分清哪个端面是第一个端面，为此连杆体和连杆盖的零件图上 特意设计出一个加工和装配用的工艺标记，并在连杆工艺规程中， 规定无工艺标记的一侧的端面为主要定位精基准，在后续的各加工 工序中尽可能地用它来定位。 1.4 加工经济精度与加工工序安排 1.4.1 加工经济精度 各种加工方法（车、铣、刨、磨、钻、镗、铰等）所能达到的加工 精度和表面粗糙度，都应该满足图纸设计要求。精度不是越高越好， 满足要求就行了，因为生产中控制生产成本对企业是很重要的，加 工精度提得愈高，表面粗糙度减小得愈小，则所耗费的时间与成本 也会愈大。在实际的生产中应在满足设计精度的要求下尽可能地降 低成本。 1.4.2 连杆加工主要加工表面的工序安排 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 13 面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为轴 瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。 连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。连杆的加 工路线按连杆的分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体的加工， 第二阶段为连杆盖的加工，第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。 第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准(端面、小孔头和大 头外侧面);第二阶段主要是加工除精基准意外的其它表面，包括大、 小头粗加工、为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗精加工以及轴瓦 锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的 加工，包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小 头孔的精加工。如果按主要表面的粗、精加工来划分连杆的加工阶 段的话，可以按连杆合装前后来分，合装之前的工艺路线属主要表 面的粗加工阶段，合装之后的工艺路线则为表面的半精加工、精加 工阶段。 工序顺序的安排原则 先加工基准面，再加工其它表面 一般情况下，先加工平面，后加工孔 先加工主要表面，后加工次要表面 先安排粗加工工序，后安排精加工工序 检查、检验工序，去毛刺、平衡、清洗工序根据需要穿插在 各其它工序中进行。 1.5 典型表面的加工方法 14 连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，这几种表面在加 工的过程中量大且典型，它们的加工方法分别有以下几种选择： （1）两端面加工方法的选择： 端面的加工通常有铣、刨、磨三种，其中铣和磨的加工精度较 高，刨的加工精度较低，由于两端面在后续加工过程中会多次被用 作定位基准，所以为了保证零件的整体加工精度，选用铣和磨两种 加工方式，其中铣为粗加工，磨用于精加工。 （2）孔的加工方法的选择： 孔的加工方法有钻孔、铰孔、镗孔等加工方式，其中镗孔精度 高，在连杆所以需要加工的部位中，大、小头孔的加工要求是最高 的，所以宜用钻头钻、扩孔，最后采用镗、磨的方式保证精度。 1.6 连杆加工工艺过程的确定 在拟订工艺路线时，正确的处理粗、精加工工序的安排是很重要 的。因为连杆是大批大量生产，所以粗、精加工要分开。 因为连杆的大、小头孔的精度要求比较高，所以应安排粗加工、 半精加工和精加工三个阶段。其它部位也应根据精度要求合理地划 分加工阶段。 1.6.1 定位基准的选择 （1）粗基准的选择 a.以不需加工的杆身侧面作为粗基准面，来加工连杆的两端面， 设计基准和定位基准要重合； b.钻小头孔以粗磨后的两端面作为粗基准采用外定位，同时以 15 未加工过的毛面作为粗基准。 （2）精基准的选择 以加工过的两端面，大小头孔和工艺凸台作为精基准。 （3）小头孔的加工均采用外定位方式，均以工艺凸台和工艺面作定 位基准。 1.6.2 工艺路线的拟定 （1）两端面的加工 （2）身盖分开面加工 （3）小头孔加工 （4）大头孔加工 其中工艺过程设计大致采用： 锻造调制粗加工精加工检验入库 连杆体零件图 厂标号及件号 (反面) 16 通过对连杆零件图以及其技术要求进行认真分析后，得到了连杆工 艺过程的最后方案： 连杆体的加工: 工序 1 粗铣两端面 工序 2精铣两端面 工序 3磨两端面 工序 4钻小头孔 工序 5粗镗小头孔 工序 6小头孔倒角及去毛刺 工序 7粗铣工艺凸台及结合面 工序 8精铣工艺凸台及结合面 工序 9粗镗大头孔，倒角 工序 10磨结合面 工序 11钻攻螺纹孔 工序 12钻定位孔 工序 13铰定位孔及去毛刺 连杆盖的加工: 工序 1 粗铣两端面 工序 2 精铣两端面 工序 3 磨两端面 工序 4 粗铣结合面 连杆盖零件图 17 工序 5 精铣结合面 工序 6 粗镗大头孔及倒角 工序 7 磨结合面 工序 8 钻，扩沉头孔 工序 9 钻铰定位孔 工序 10 铰定位孔 工序 11 去毛刺 工序 12 清洗 工序 13 终检（尺寸分组） 连杆总成的加工: 工序 1 粗铣螺母座面 工序 2 钻、扩、铰螺栓孔 工序 3 扩螺栓孔、倒角 工序 4 去结合面毛刺 工序 5 清洗 1.7 加工设备与工艺装备的选择 由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以 少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少 量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传 送均由人工完成。 1. 粗铣两端面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题， 选择 xf924 铣床。选择直径 d 为 100mm 的硬质合金面铣刀，刀具 材料为 yw2，代号为 m20(gb2075-1987)，采用专用夹具和游标卡 尺； 2. 半精加工，精加工端面。采用磨削方式即可满足工艺要求均使用 m7350 平面磨床，量具使用游标卡尺； 3. 大小头孔是该零件的重要加工部位，钻小头孔使用通用钻床 z 3080，使用钻小头孔夹具，量具使用游标卡尺； 4. 一次粗镗大头孔。考虑到该孔的结构特点，使用镗床 tf673 18 5. 精镗大小头孔。同时进行为保证加工质量使用金刚石镗床 t60， 使用的量具是游标卡尺。 6. 挤压小头孔。加工设备为压床。 7. 铣锁口槽。采用立式铣床，查表选用型号为 x51 的立式铣床，专 用夹具，专用铣刀，用游标卡尺测量。 8. 加工螺栓座面。采用立式铣床，查表选用型号为 x51 的立式铣床， 专用夹具，专用铣刀，用游标卡尺测量。 9. 倒角。采用立式铣床，铣床型号为 x51，专用夹具，专用铣刀， 用游标卡尺测量。 10.拉大、小头凸块及两侧面。查表选用型号为 l5120 的立式内拉床。 19 第二章 机械加工工艺卡片的设计 2.1 确定加工工艺过程 1. 连杆总成的加工路线： 毛坯准备-校直-磁粉探伤-粗铣两端面-精铣两端面-磨两端 面-钻小头孔-粗镗小头孔-小头孔倒角及去毛刺-粗铣工艺凸 台及结合面-精铣工艺凸台及结合面-粗镗大头孔，倒角-磨结 合面-钻攻螺纹孔-钻定位孔-铰定位孔及去毛刺-清洗-打印 件号-检验 2. 连杆盖加工工艺路线： 毛坯准备-校直-磁粉探伤-粗铣两端面-精铣两端面-磨两端 面-粗铣结合面-精铣结合面-粗镗大头孔及倒角-磨结合面- 钻，扩沉头孔-钻铰定位孔-铰定位孔-去毛刺-清洗-打印件 号-检验 3.连杆总成的加工路线： 体与盖对号，清洗，装配-磨两端面-半精镗大头孔及倒角-精镗 大头孔-精镗小头孔-滚压大头孔-粗铣小头孔端面-精铣小头孔 端面-大头孔压入衬套-精镗大头孔衬套孔-拆开连杆盖-铣体与 盖大头轴瓦定位槽-对号，装配-退磁-检验-包装入库 2.2 机械加工余量的确定 连杆材料为 45 钢，硬度为 226-271hbs，生产类型为大批生产， 采用整体锻造毛坯 根据有关资料及制订的加工工艺，分别确定各工序尺寸如下： 20 (1).两端面间距离 52mm 查表 4-1 得 合装后扩大头孔至 100.1mm,其余量为 1.6mm,公差为 0.20mm;粗镗余 量查手册表 1-31 得,0.8,粗镗完尺寸为 100.9mm,公差为 0.046mm;半 精镗和精镗的余量查手册表 1-31 得,0.6mm,加工完尺寸为 101.5mm, 公差为 0.03mm.其最终加工为珩磨加工,查手册表 1-35 得,其余量为 0.5mm,加工完尺寸为 102mm,为最终加工尺寸. 3.小头孔 55mm 其锻造毛坯小头孔为实体,首先加工为钻孔,加工至尺寸为 53.2mm, 查表 1-32 得,加工余量为 1.1mm,公差为 0.033mm,拉孔 至尺寸 54.3mm,半精镗和精镗的余量查手册表 1-31 得,其余量为 0.7mm,加工完尺寸为 55mm,为最终加工尺寸。 2.3 各项加工数据的计算各项加工数据的计算 1、铣连杆大小头平面 选用 x52k 机床 根据机械制造工艺设计手册表 2.481 选取数据 铣刀直径 d = 100 mm 切削速度 vf = 2.47 m/s 切削宽度 ae= 60 mm 铣刀齿数 z = 6 切削深度 ap = 3 mm 则主轴转速 n = 1000v/d = 475 r/min 21 根据表 3.131 按机床选取 n = 500 /min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 2.67 m/s 2、粗磨大小头平面 选用 m7350 磨床 根据机械制造工艺设计手册表 2.4170 选取数据 砂轮直径 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 则主轴转速 n = 1000v/d = 158.8 r/min 根据表 3.148 按机床选取 n = 100 r/min 则实际磨削速度 v = dn/（100060） = 0.20 m/s 3、 加工小头孔 (1) 钻小头孔 选用钻床 z3080 根据机械制造工艺设计手册表 2.438(41)选取数据 钻头直径 d = 20 mm 切削速度 v = 0.99 mm 切削深度 ap = 10 mm 进给量 f = 0.12 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 945 r/min 根据表 3.130 按机床选取 n = 1000 r/min 则实际钻削速度 v = dn/（100060） = 1.04 m/s (2) 扩小头孔 选用钻床 z3080 根据机械制造工艺设计手册表 2.453 选取数据 扩刀直径 d = 30 mm 切削速度 v = 0.32 m/s 切削深度 ap = 1.5 mm 进给量 f = 0.8 mm/r 则主轴转速 n =1000v/d = 203 r/min 根据表 3.130 按机床选取 n = 250 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.39 m/s (3) 铰小头孔 选用钻床 z3080 根据机械制造工艺设计手册表 2.481 选取数据 铰刀直径 d = 30 mm 切削速度 v = 0.22 m/s 切削深度 ap = 0.10 mm 进给量 f = 0.8 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 140 r/min 根据表 3.131 按机床选取 n = 200 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.32 m/s 4 、铣大头两侧面 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.477(88)选取数据 铣刀直径 d = 20 mm 切削速度 v = 0.64 m/s 22 铣刀齿数 z = 3 切削深度 ap = 4 mm af = 0.10 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 611 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n=750 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.78 m/s 5、扩大头孔 选用钻床床 z3080 刀具:扩孔钻 根据机械制造工艺设计手册表 2.454 选取数据 扩孔钻直径 d = 60 mm 切削速度 v = 1.29 m/s 进给量 f = 0.50 mm/r 切削深度 ap =3.0 mm 走刀次数 i = 1 则主轴转速 n = 1000v/d=410 r/min 根据表 3.141 按机床选取 n=400 r/min 则实际切削速度 v=dn/（100060）=1.256 m/s 42 )21( (min)23 . 0 1 2 21 40050 . 0 3340 l ctgkl t r dd fn l j 6 、铣开连杆体和盖 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.479(90)选取数据 铣刀直径 d = 63 mm 切削速度 v = 0.34 m/s 切削宽度 ae = 3 mm 铣刀齿数 z = 24 切削深度 ap = 2 mm af = 0.015 mm/r d = 40 mm 则主轴转速 n = 1000v/d = 103 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n=750 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 2.47 m/s 7 、加工连杆体 (1) 粗铣连杆体结合面 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.474（84）选取数据 铣刀直径 d = 75 mm 切削速度 v = 0.35 m/s 切削宽度 ae = 0.5 mm 铣刀齿数 z = 8 切削深度 ap=2 mm af = 0.12 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 89 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n = 750 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 2.94 m/s (2) 精铣连杆体结合面 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.484 选取数据 铣刀直径 d = 75 mm 切削速度 v = 0.42 m/s 23 铣刀齿数 z = 8 切削深度 ap = 2 mm af=0.7 mm/r 切削宽度 ae=0.5 mm 则主轴转速 n = 1000v/d =107 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n = 750 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 2.94 m/s (3) 粗锪连杆两螺栓底面 选用钻床 z3025 根据机械制造工艺设计手册表 2.467 选取数据 锪刀直径 d = 28 mm 切削速度 v = 0.2 m/s 锪刀齿数 z = 6 切削深度 ap = 3 mm 进给量 f = 0.10 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 50.9 r/min 根据表 3.130 按机床选取 n = 750 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 2.94 m/s (4) 铣轴瓦锁口槽 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.490 选取数据 铣刀直径 d = 63 mm 切削速度 v = 0.31 m/s 铣刀齿数 z = 24 切削深度 ap = 2 mm 切削宽度 ae = 0.5 mm af = 0.02 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 94 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n=100 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.33 m/s (5) 精铣螺栓座面 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.490 选取数据 铣刀直径 d = 63 mm 切削速度 v = 0.47 m/s 铣刀齿数 z = 24 切削深度 ap = 2 mm 切削宽度 ae = 5 mm af=0.015 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 142 r/min 根据表 3.131 按机床选取 n = 150 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.49 m/s (7) 精磨结合面 选用磨床 m7130 根据机械制造工艺设计手册表 2.4170 选取数据 砂轮直径 d = 40 mm 切削速度 v = 0.330 m/s 切削深度 ap = 0.1 mm 进给量 fr0 = 0.006 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 157 r/min 根据表 3.148 按机床选取 n = 100 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.20 m/s 24 8 、铣、磨连杆盖结合面 (1) 粗铣连杆上盖结合面 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.474（84）选取数据 铣刀直径 d = 75 mm 切削速度 v = 0.35 m/s 切削宽度 ae = 3 mm 铣刀齿数 z = 8 af = 0.12 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 89 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n = 100 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.39 m/s (2) 精铣连杆上盖结合面 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.484 选取数据 铣刀直径 d = 75 mm 切削速度 v = 0.42 m/s 切削宽度 ae = 0.5 mm 铣刀齿数 z = 8 进给量 f = 0.7 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 107 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n = 110 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.43 m/s (3) 粗铣螺母座面 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.488 选取数据 铣刀直径 d = 63 mm 切削速度 v = 0.34 m/s 铣刀齿数 z = 24 切削宽度 ae = 5 mm af = 0.15 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 103 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n = 100 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.39 m/s (4) 铣轴瓦锁口槽 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.490 选取数据 铣刀直径 d = 63 mm 切削速度 v = 0.31 m/s 铣刀齿数 z = 24 切削深度 ap = 2 mm 切削宽度 ae = 0.6 mm af = 0.02 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 94 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n = 100 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.33 m/s (5) 精磨结合面 选用磨床 m7350 根据机械制造工艺设计手册表 2.4170 选取数据 砂轮直径 d = 40 mm 切削速度 v = 0.330 m/s 切削深度 ap = 0.1 mm 进给量 fr0 = 0.006 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 157 r/min 根据表 3.148 按机床选取 n = 100 r/min 25 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.20 m/s 9 、铣、钻、镗总连杆体 (1) 精铣连杆盖上两螺母座面 选用铣床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.490 选取数据 铣刀直径 d = 63 mm 切削速度 v = 0.47 m/s 切削宽度 ae = 5 mm 铣刀齿数 z = 24 切削深度 ap = 2 mm af = 0.015 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 142 r/min 根据表 3.174 按机床选取 n = 150 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.49 m/s （2） 、从连杆上方钻、扩、铰螺栓孔 a) 钻螺栓孔 选用钻床 z3025 根据机械制造工艺设计手册表 2.438（41）选取数据 切削速度 v = 0.99 m/s 切削深度 ap = 5 mm 进给量 f = 0.08 mm/r 钻头直径 d = 10 mm 则主轴转速 n = 1000v/d = 1910 r/min 根据表 3.130 按机床选取 n = 910 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.99 m/s b) 扩螺栓孔 选用钻床 z3025 根据机械制造工艺设计手册表 2.453 选取数据 扩刀直径 d = 10 mm 切削速度 v = 0.40 m/s 切削深度 ap = 1.0 mm 进给量 f = 0.6 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 764 r/min 根据表 3.130 按机床选取 n=764 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 0.40 m/s c）铰螺栓孔 根据机械制造工艺设计手册表 2.481 选取数据 铰刀直径 d = 12.2 mm 切削速度 v = 0.22 m/s 切削深度 ap = 0.10 mm 进给量 f = 0.2 mm/r 则主轴转速 n = 1000v/d = 140 r/min 根据表 3.131 按机床选取 n = 200 r/min 则实际切削速度 v =dn/（100060） = 0.127 m/s (3) 从连杆盖上方给螺栓孔口倒角 根据机械制造工艺设计手册表 2.467 选取数据 切削速度 v = 0.2 m/s 切削深度 ap = 3 mm 进给量 f = 0.10 mm/r z = 8 26 根据表 3.130 按机床选取 n = 750 r/min 10 、粗镗大头孔 选用镗床 t68 根据机械制造工艺设计手册表 2.466 选取数据 铣刀直径 d = 65 mm 切削速度 v = 0.16 m/s 进给量 f = 0.30 mm/r 切削深度 ap = 3.0 mm 则主轴转速 n = 000v/d = 47 r/min 根据表 3.141 按机床选取 n = 800 r/min 则实际切削速度 v = dn/（100060） = 2.72 m/s 11 、大头孔两端倒角 选用机床 x62w 根据机械制造工艺设计手册表 2.467 选取数据 切削速度 v = 0.2 m/s 切削深度 ap = 3 mm 进给量 f = 0.10 mm/r z = 8 根据表 3.130 按机床选取 n = 750 r/min 12、精磨大小头两平面（先标记朝上） 选用磨床 m7130 根据机械制造工艺设计手册表 2.4170 选取数据 切削速度 v = 0.413 m/s 切削深度 ap = 0.10 mm 进给量 f = 0.006 mm/r 13 、半精镗大头孔及精镗小头孔 选用镗床 t2115 （1）根据机械制造工艺设计手册表 2.466 选取数据 镗刀直径 d = 65.5 mm 切削速度 v = 0.20 m/s 进给量 f = 0.2 mm/r 切削深度 ap = 1 mm 根据表 3.139 按机床选取 n = 1000 r/min （2）根据机械制造工艺设计手册表 2.466 选取数据 镗刀直径 d = 30 mm 切削速度 v