空气压缩机设计.doc

湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 I 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 ，在_年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 II 摘要摘要 连杆是汽车空压机的主要零件，形状复杂，刚度差，容易变形，精度要求高，加 工比较困难，因此对机床和刀具都有特殊的要求。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， 就需要把各主要表面的加工工序分开。本文章主要设计了连杆的加工工艺和夹具设计。 关键词关键词: : 连杆、加工工艺、夹具连杆、加工工艺、夹具 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 III AbstractAbstract The connecting rod is the main parts, shape complicacy of the air compressor, just the degree is bad, and the strain, accuracy request high, process the comparison difficulty, and request engine bed and tool angel had specially. Rod dimensional accuracy, shape accuracy and position accuracy requirement are high, and the connecting rod rigidity is relatively poor, prone to distortion in the arrangement process, you need to separate the main surface of the rough finishing operations. This paper mainly discusses the linkage of process and fixture design. KeywordsKeywords：connecting 、process、fixture. 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 IV 目录目录 摘摘 要要. . .IIII Abstract. II 第第 1 1 章章 绪绪论论.1.1 1.1 课题的来源与目的 1 1.2 计算生产纲领，确定生产类型 1 1.2 课题设计任务书和工作量 1 第二章第二章 连杆的机械加工工艺规程设计连杆的机械加工工艺规程设计.2.2 2.1 审查零件图样的工艺性.2 2.1.1 连杆的结构特点 2 2.1.2 连杆的结构工艺性和工艺分析 2 2.2 选择毛坯的类型和制造方式 5 2.2.1 确定毛坯的类型及制造方式 5 2.2.2 确定毛坯的尺寸并绘制毛坯图 5 2.3 零件工艺过程设计 5 2.3.1 定位基准的选择 5 2.3.2 零件表面加工方法的选择 6 2.4 制定机械加工工艺路线 7 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9 2.6 确定切削用量及基本工时14 第三章第三章 机床夹具设计机床夹具设计2727 3.1 定位要则27 3.1.1 选择合理的定位基准27 3.1.2 对定位元件的要求27 3.1.3 定位精度27 3.2 夹紧要则28 3.2.1 工件达到正确夹紧的原则28 3.2.2 对夹紧机构的主要要求28 3.2.3 结构设计要则30 3.3 研究分析零件夹具总体结构方案的设计30 3.3.1 研究零件加工工艺规程及本工序机床规格和性能30 3.3.2 确定工件的定位方式，夹紧方式，夹具体设计30 3.4 切削力、夹紧力以及定位误差的计算32 3.4.1 切削力、夹紧力的计算32 3.4.2 定位误差的计算32 3.5 绘制夹具图33 个人总结个人总结 .3434 致谢致谢 .3535 参考文献参考文献 .3636 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 1 第一章 绪论 1.11.1 课题的来源和目的课题的来源和目的 课题来源于东风汽车泵业有限公司实际生产需要，其目的是结合东风汽车泵业 有限公司空气压缩机柔性生产线建设规划，进行雷诺空压机连杆的工艺设计和夹具 设计，同时也培养了我们综合应用所学知识和技能解决实际工程问题的能力。汽车 空压机连杆年产设计钢领 30000 辆份的生产需要，设计一套较完整可行的空压机连 杆加工工艺方案，要求所制定的加工工艺满足生产率、加工质量和制造成本等技术 要求。设计一套汽车空压机连杆的机床夹具，满足年产设计钢领，保证定位可靠， 气动夹紧方式等要求。 1.21.2 计算生产纲领，确定生产类型计算生产纲领，确定生产类型 原始资料：零件图一张，零件的生产纲领 30000 件/年，工作日两班制(工作日 250)。 (1）生产节拍=30000/250/2/8=7.5 台/时=0.125 台/min。 (2）根据10表 7-4 生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。 1.31.3 课题设计任务书及工作量课题设计任务书及工作量 要求学生具备较扎实的机械设计、机械制造与装备方面的知识，有较强的机械 设计和一定的分析问题、解决问题的能力。具体设计任务要求包括： （1）编写毕业设计课题的开题报告一份（3000 字） 。 （2）翻译课题相关的英文技术资料。 （3000 字以上） 。 （3）绘制汽车空压机连杆零件图。 （4）对汽车空压机连杆进行结构工艺性分析。 （5）拟定汽车空压机连杆的机械加工工艺路线并绘制工艺流程图。 （6）绘制汽车空压机连杆的毛坯图。 （7）编写汽车空压机连杆机械加工工艺卡一份。 （8）绘制机床夹具总装配图及其主要零件图。 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 2 （9）编写毕业设计说明书一份。 （15000 字以上） 。 第二章 连杆的机械加工工艺规程设计 2.12.1 审查零件图样的工艺性审查零件图样的工艺性 2.1.12.1.1 连杆的结构特点连杆的结构特点 连杆是汽车空压机中的主要传动部件之一，它在空压机中，把作用于活塞顶面 的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在 工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连 杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的 大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金 轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连 杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨 损，同时便于在磨损后进行修理和更换。 连杆零件的主要加工表面是平面和打小头孔。一般来说，加工过程中保证平面 的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的 主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之 间的相互关系。 2.1.22.1.2 连杆的结构工艺性和工艺分析连杆的结构工艺性和工艺分析 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；（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。 加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工 其他平面。然后再加工孔系。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 3 便于提高孔的加工精度，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。连杆的加工工艺应 遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保 证平面的加工精度。 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。连杆总成的主要技术要求（图 1-1）如下。 图 2-1 连杆零件图 (1)大、小头孔的尺寸精度、形状精度 为了使大头孔与曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击过程的的不良影 响和便于热量的排放。大头孔公差等级为 IT9，圆柱度公差为 0.025 mm 表面粗糙度 Ra 为 1.6um；小头孔公差等级为 IT7，表面粗糙度 Ra 为 0.8um。 (2)大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 4 两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在缸体中倾斜，从而会造成汽 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 100 mm 长度上公差为 0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在 100 mm 长度 上公差为 0.06 mm。 （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：880.0011 mm。 （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：规定其垂直度公差等级应不低于 IT9 垂 直度为 0.003。 （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，大头孔一 两端面的尺寸公差等级为 IT10，表面粗糙度 Ra 为 3.2um，另一端面的尺寸公差等 级为 IT12，表面粗糙度 Ra 为 6.3um。 （6）螺栓孔的技术要求 连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷继而传递到连杆体和连 杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安 装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按 IT10 级公差等 级和表面粗糙度 Ra 应为 6.3um 加工。 （7）连杆体和连杆盖结合面的技术要求 在连杆承受动载荷时，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 0.025 mm。 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 5 2.22.2 选择毛坯的类型和制造方式选择毛坯的类型和制造方式 2.2.12.2.1 确定毛坯的类型及制造方式确定毛坯的类型及制造方式 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或者铝及其合金；如 45 钢、55 钢、40Cr、40CrMnB 等。 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。根据零件图要求，该零件材料为铝，轮廓尺寸不 大，形状亦不复杂，又属于大批生产，故毛坯可采用压铸成型。 2.2.22.2.2 确定毛坯的尺寸并绘制毛坯图确定毛坯的尺寸并绘制毛坯图 毛坯形状与零件的形状类似，其尺寸通过确定加工余量后决定。 2.32.3 零件工艺过程设计零件工艺过程设计 2.3.12.3.1 定位基准的选择定位基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与加工面的相 互位置关系精度。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 6 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的 加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定 位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经 初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。 多次使用难以保证表面间的位置精度。 为了满足上述要求，基准选择以上下端面作为粗基准，以上下端面互为基准加工出 端面，再以断面定位加工出工艺孔，在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔 定位加工其他孔与平面。 精基准的选择： 精基准的选择主要考虑基准重合的问题，遵循“基准重合”的原则 按照以上定位基准的原则，则该零件相关加工时的定位情况如下： （1） 粗铣连杆端面时以无标记面为粗基准。 （2） 以连杆以加工面为基准，夹紧两侧钻、铰小头孔。 （3） 以连杆端面和小头孔定位铣开连杆。 （4） 以连杆一侧面和小头孔以及螺栓侧面定位，加工连杆体和连杆盖结合面。 （5） 以连杆盖底面和侧面定位加工螺栓座面。 （6） 以连杆一端面和小头孔以及螺栓上下侧面定位加工螺栓孔。 （7） 以小头孔和连杆端面和螺栓上下面定位加工大头孔。 （8） 以小头孔和连杆端面和螺栓上下面定位加工大头孔倒角。 （9） 以小头孔和连杆端面和螺栓上下面定位加工油孔。 （10）以连杆端面和夹紧两侧以及另一端面小头孔倒角。 2.3.22.3.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有孔、面等，材料为铝，加工方法选择如下： （1） 大、小头孔端面：查参考文献2、6和工艺设计简明手册表 1.4-8 和 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 7 1.4-24 可得其公差等级 IT11 和 IT12，表面粗糙度分别为 Ra3.2um 和 Ra6.3um，需进行粗铣，精铣。 （2） 15 小头孔，查表可知其公差等级精度为 IT7 级，表面粗糙度为 Ra0.8um， 需要进行钻、扩镗孔。 （3） 3 油孔无技术要求可倒角后钻 3 油孔。 （4） 连杆体和连杆盖结合面。查表可知其公差等级精度 IT12 级，表面粗糙度为 Ra6.3，需要进行粗铣和精铣。 （5） 螺栓孔 M8 孔，需要钻、铰、攻丝。 （6） 大头孔 35，查表可知，其公差等级精度 IT9 级，表面粗糙度为 Ra1.6um， 需要进行粗镗和精镗。 具体加工方法见下图表格 2-2： 表 2-1 加工方法选择 加工面表面粗糙度/um公差等级精度加工方法 15 小头孔 Ra0.8IT7 钻、扩、镗 35 大头孔 Ra1.6IT9 粗镗、精镗 3 油孔无要求钻 M8 螺栓孔 Ra6.3IT11 钻、铰、攻丝 大头孔端面（无标 记） Ra3.2IT10 粗铣、精铣 大头孔端面（标记） Ra6.3IT11 粗铣 连杆体与连杆盖结 合面 Ra6.3IT11 粗铣、精铣 锪螺栓孔平面 Ra6.3IT11 铣 2.42.4 制定机械加工工艺路线制定机械加工工艺路线 根据零件机械加工顺序的安排原则：（1）先加工基准面，再加工其它表面。 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 8 （2）先加工主要表面，后加工次要表面。零件的主要表面是加工精度和表面质量 要求较高的面，它的工序较多，且加工质量对零件质量影响很大，因此应先进行加 工，如连杆的端面及连杆大头孔、小头孔都是主要表面。一些次要表面如油孔、螺 栓孔等，可穿插在主要表面加工中间或之后进行。 （3）先加工主要平面，后加工主 要孔（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。技术要求较高的零件，其主要 表面应安排粗加工、半精加工、精加工、光整加工的顺序安排，使零件逐渐达到较 高的加工质量。 空压机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，次要加工表面为油孔、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：第一阶段为连杆体和盖切开之前的加工；第二阶段为连杆 体和盖切开后的加工；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、小头孔和大头外侧面） ；第二阶段主要是加工 除精基准以外的其它表面，包括大头孔的粗加工，为合装做准备的螺栓孔和结合面 的粗加工；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主要 表面的半精加工、精加工阶段。 连杆机械加工工艺过程路线如下表 2-2 所示： 表 2-2 工艺路线 工 序 号 工序内容 1 粗铣连杆大、小头孔基准平面（无标记面为基面） 2 钻、扩小头孔 3 磨螺栓上下面 4 锪螺栓座面 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 9 5 铣断连杆 6 粗铣连杆体和连杆盖结合面 7 精铣连杆体和连杆盖结合面 8 加工螺栓孔（钻、扩、铰）并倒角 9 将连杆体和连杆盖组装一起 10 精铣大头孔端面 11 粗镗大头孔 12 大头孔两端倒角 13 精镗大头孔 14 钻 3 油孔及倒角 15 小头孔两端倒角 16 精镗小头孔 17 去毛刺、清洗 18 最终检查 2.52.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据铸件质量，由表 2.2-25，得单边加工余量 2.0-3.0mm。各主要加工面的工序 尺寸见下表 2-3 所示： 表 2-3 工序尺寸及公差计算 小头孔工序尺寸: 工序间工序间工序 名称 工序件 余量 /mm 经济精度 /mm 表面粗糙度 Ra/m 工序间尺 寸/mm尺寸公差 /mm 表面粗 糙度 Ra/m 精镗 0.5IT70.815 15 011.0 0 0.8 扩孔 2.5IT96.314.5 14.5 05.0 0 6.3 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 10 钻孔 2IT1212.512 12 1.1 5.0- 6.3 铸造 CT1210 10 1.1 5.0- 表 2-4 工序尺寸及公差计算 大头孔工序尺寸: 工序间工序间工序 名称 工序件 余量 /mm 经济精度 /mm 表面粗糙度 Ra/m 工序间尺 寸/mm尺寸公差 /mm 表面粗 糙度 Ra/m 精镗 0.7IT91.635 35 025.0 0 1.6 粗镗 9.3IT116.334.5 34.5 05.0 0 6.3 铸造 IT1225 25 1.2 1.2- 表 2-5 工序尺寸及公差计算 上下端面工序尺寸: 工序间工序间工序 名称 工序件 余量 /mm 经济精度 /mm 表面粗糙度 Ra/m 工序间尺 寸/mm尺寸公差 /mm 表面粗 糙度 Ra/m 精铣 0.5IT103.223 23 007.0- 02.0- 3.2 粗铣 2.5IT116.323.5 23.5 2.0 2.0- 6.3 粗铣 2IT116.326 26 1.1 5.0- 6.3 铸造 CT1228 28 1.2 1.2- 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 11 表 2-5 工序尺寸及公差计算 连杆体和连杆盖结合面工序尺寸: 工序间工序间工序 名称 工序件 余量 /mm 经济精度 /mm 表面粗糙度 Ra/m 工序间尺 寸/mm尺寸公差 /mm 表面粗 糙度 Ra/m 精铣 0.5IT116.3 6.3 粗铣 2IT1212.512.5 铸造 2-6 工序尺寸及公差计算 M8 螺栓孔工序尺寸: 工序间工序间工序 名称 工序件 余量 /mm 经济精度 /mm 表面粗糙度 Ra/m 工序间尺 寸/mm尺寸公差 /mm 表面粗 糙度 Ra/m 铰 0.2IT116.38.2 8.2 6.3 扩 0IT1212.58812.5 钻 8IT1212.58812.5 铸造 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 12 2-7 工序尺寸及公差计算 锪螺栓平面: 工序间工序间工 序名 称 工序 件余量 /mm 经济精度 /mm 表面粗糙 度 Ra/m 工序间 尺寸/mm尺寸公差 /mm 表面 粗糙度 Ra/m 铣 1.5IT116.316.5 16.5 02.0- 02.0-6.3 铸 造 CT1218 18 025.0- 025.0- 2-8 工序尺寸及公差计算 螺栓上下面： 工序间工序间工序 名称 工序 件余量 /mm 经济精度 /mm 表面粗糙 度 Ra/m 工序间 尺寸/mm尺寸公 差/mm 表面 粗糙度 Ra/m 磨 0.5IT116.3R7R76.3 铸 造 CT12R7.5 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 13 2-9 工序尺寸及公差计算 钻油孔及倒角： 工序间工序间工序 名称 工序件 余量 /mm 经济精度 /mm 表面粗糙度 Ra/m 工序间尺 寸/mm尺寸公差 /mm 表面粗 糙度 Ra/m 倒角 0IT116.3336.3 钻 0IT117 7 016.0 0 6.3 铸造 由于连杆零件为对称杆体类零件，分模位置在竖直方向的中心线上。连杆的毛坯 图如下图 2-2 所示: 图 2-2 连杆毛坯图 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 14 2.62.6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序一工序一: :粗铣连杆大、小头孔基准平面（无标记面为基准面）粗铣连杆大、小头孔基准平面（无标记面为基准面） 机床选择：X61W 型铣床； 选择刀具：YT15 硬质合金刀片； 加工材料：铝，压铸成型。 1. 选择刀具 选择 YT15 硬质合金刀片。 由表 3.1 当铣削深度 ap=4mm，端铣刀直径 d0 为 80mm，铣削宽度 ae=90mm，但 所以应选择铣刀直径 d0=100mm。 由表 3.15 知：由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数 z=5。 由表 3.2 知：由于 b =670MPa=800MPa，所以主偏角 =60 0 ，过渡刃偏角 e =5 0 ，副偏角 ，=50 ，后角0=8 0 ，副后角 ， 0=10 0 ，刃倾角s=- 15 0 ，前角 0 =-5 0 。 2. 选择切削用量 （1） 决定铣削深度 ap：由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则 ap=h=2mm。 （2） 决定每齿进给量： 铣削深度 ap=2mm，采用不对称端铣以提高进给量，由表 3.5 知，当时 YT15 铣床 功率为 4.5KW 时（表 3.29 X61W 型万能铣床说明书） ，每齿进给量 af=0.09- 0.18mm/z 选取 fz=0.18mm/z。 （3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命： 根据表 3.7 可知：端铣刀后刀面最大磨损限度为 0.8mm 由表 3.8 可知：由于端铣刀直径 do=100mm，故耐用度 T=180mm。 (4)决定切削速度 Vc 和每分钟进给量 Vf、切削速度 Vc： 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 15 由表 3.15 可知：当 z do =，ap=5mm,铣刀每齿进给量 af=0.18mm/z。 4 100 Vc=167m/min、n=436r/mm、Vf=349mm/min； 各修正系数：Kmv=Kmn=Kmvf=1.0； Ktv=Ktn=Ktvf=0.8 所以 V= Vc *Kmv *Ktv=167*1.0*0.8=133.6 m/min n= n* Kmn* Ktn=436*1.0*0.8=348.8 r/mm Vf= Vf* Kmvf *Ktvf=349*1.0*0.8=279.2 mm/min 根据 X61W 型万能铣床表 3.29 可知：X61W 型铣床的主轴转数 n=380 r/mm，纵向 进给量 Vf=250mm/min。 所以，实际切削速度和每齿进给量：Vc= 1000 don 1000 380*100*14.3 119.32 m/min=1.9m/s。 每齿进给量 fz= nz Vfc =0.13mm/z。 5*380 250 检验机床功率：选择的切削用量都可采用。 即切削深度 ap=2mm，进给量 Vf=250mm/min，主轴转速 n=380r/min，实际切削速 度 V=119.32m/min，每齿进给量 f=0.13mm/z 3：计算工时 Tm=Vf L = Vf yl ，所以 Tm=0.4min。 250 4060 工序二：加工小头孔工序二：加工小头孔 机床选择：摇臂钻床 Z3080； 加工材料：铝，压铸成型。 （1） 钻小头孔 本工序为钻孔，刀具选用麻花钻头，刀具直径 d=12mm； 确定进给量： 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给。 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 16 选择钻头磨钝标准以及耐用度： 根据切削用量简明手册 ，第二部分表 2.12*钻头后刀面最大磨损量为 0.8mm，耐用度 T=150min。 确定切削速度 V： 由表 2.14* b =670MPa，根据表 2.7*，暂定进给量 f=0.16mm/r，由表 2.13*可 查得切削速度 V=17mm/min=0.28m/s，则转速 n=451r/min，通 d V *1000 12*14.3 71*1000 过查表取 n=500 r/min,则实际切削速度 V=0.31m/s。 1000 dn 1000 500*12*14.3 则进给量 f=0.16mm/r，转速 n=500 r/min，实际切削速度 V=0.31m/s。 计算工时：钻 12 孔，基本时间约为 t=0.35min。 nf L *500*16.0 28 （2） 扩小头孔 本工序为扩孔，刀具直径 d=14.5mm.。 选择扩头磨钝标准以及耐用度； 根据切削用量简明手册 ，第二部分表 2.12*，扩头磨刀面最大磨损量为 0.8mm，耐用度 T=15min。 确定切削速度和进给量：进给量 f=0.4mm/r，切削速度 V=19.2m/min。则转速 n= =422 r/min，通过查表取 n=400 r/min,则实际切削速度 V= d V *1000 5.14*14.3 19.2*1000 =18.2 m/min=0.3m/s 1000 dn 1000 004*4.51*14.3 则进给量 f=0.4mm/r，转速 n=400 r/min，实际切削速度 V=0.3m/s。 计算工时：扩 12 孔，基本时间约为 t=0.175min。 nf L *400*4.0 28 工序三：铣断连杆体和连杆盖工序三：铣断连杆体和连杆盖 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 17 机床选择：X62 型铣床； 选择刀具：锯片铣刀； 加工材料：铝，压铸成型。 本工序为铣断连杆体和连杆盖，刀具选用锯片铣刀，铣刀直径 d=63mm，铣刀齿 数 Z=24，切削宽度 a=1mm，机床选用 X62 型卧式铣床。 确定每齿进给量 fz： 本工序要求保证的表面粗糙度为 Ra12.5um，每转进给量 f=0.08-0.15mm/r，现 取 f=0.08mm/r，则 fz=0.0033mm/z。 z f 24 08.0 选择铣刀磨钝标准及耐用度： 根据表 3.7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.25mm，耐用度查表 3.8 耐用度 T=120min。 确定切削速度 V 和工作台每分钟进给量 fmz： 按表 3.27 中公式计算得：V=0.32m/s，则主轴转速 n=97r/min。 d V *1000 36*14.3 0.32*1000 由表 4.2-39 卧式铣床主轴转速取 n=95r/min，则实际切削速度 V= 1000 dn =0.31m/s。 1000 59*36*14.3 工作台的每分钟进给量 fmz=75mm/min。 根据 X62 铣床工作台进给量表 4.2-40，fmz=75mm/min 则实际每齿进给量 fz=0.0031mm/z。 则进给量 f=0.031mm/z，转速 n=95 r/min，实际切削速度 V=0.31m/s。 计算工时：铣断连杆体和连杆盖，基本时间约为 t=0.32min。 fm L 75 2517 工序四：锪螺栓座面工序四：锪螺栓座面 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 18 机床选择：X62 型铣床； 选择刀具：平面锪钻； 加工材料：铝，压铸成型。 本工序为锪螺栓座面，刀具选用平面锪钻，锪刀直径 d=28mm，锪刀齿数 Z=6，铣削 深度 ae=1.5mm，机床选用 X62 型卧式铣床。 确定每齿进给量 fz： 根据 3.3 X62 型卧式铣床的功率 P=7.5KW（表 4.2-38 可得） ，工艺系统刚性为中等， 查得每齿进给量 fz=0.08-0.15mm/z，现取 fz=0.08mm/z。 选择铣刀磨钝标准及耐用度： 根据表 3.7*高速钢盘铣刀铣刀加工材料为铝，铣刀齿后刀面最大磨损量为 0.6mm， 铣刀直径 d=28mm，耐用度查表 3.8 耐用度 T=120min。 确定切削速度 V 和工作台每分钟进给量 fmz： 根据表 3.27 中公式计算可得切削速度 V=0.2m/s，则主轴转速 n= d V *1000 =136r/min。 28*14.3 0.2*1000 根据 X62 型卧式铣床主轴转速表 4.2-39，选择 n=118r/min，则实际切削速度 V= =0.17m/s。 1000 dn 1000 181*82*14.3 工作台每分钟进给量 fmz=0.08*6*136mm/min=65.28mm/min。 根据 X62 型卧式铣床工作台进给量表 4.2-40 选择取 fmz=60 mm/min。 则实际每齿进给量 fz=0.07mm/z。 136*6 60 经过校验机床功率之后，所选切削用量可以采用。 所以确定切削用量 fz=0.07mm/z、工作台每分钟进给量 fmz=60mm/min、主轴转速 n=118r/min、切削速度 V=0.17m/s。 计算工时：由表 2.5-10 锪螺栓座面，基本时间约为 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 19 t=0.48min。 fn L 6*60*17.0 5.128 工序五：粗铣连杆体和连杆盖结合面工序五：粗铣连杆体和连杆盖结合面 机床选择：X62 型铣床； 选择刀具：端面铣刀； 加工材料：铝，压铸成型。 本工序为铣断连杆体和连杆盖，刀具选用端面铣刀，铣刀直径 d=75mm，铣刀齿 数 Z=8，铣削宽度 ak=0.5mm，铣削深度 ae=2mm，机床选用 X62 型卧式铣床。 确定每齿进给量 fz： 根据 3.3 X62 型卧式铣床的功率 P=7.5KW（表 4.2-38 可得） ，工艺系统刚性为 中等，查得每齿进给量 fz=0.08-0.15mm/z，现取 fz=0.08mm/z。 选择铣刀磨钝标准及耐用度： 根据表 3.7*高速钢盘铣刀铣刀加工材料为铝，铣刀齿后刀面最大磨损量为 0.6mm，铣刀直径 d=75mm，耐用度查表 3.8 耐用度 T=180min。 确定切削速度 V 和工作台每分钟进给量 fmz： 根据表 3.27 中公式计算可得切削速度 V=0.35m/s，则主轴转速 n= d V *1000 =89r/min。 75*14.3 0.35*1000 根据 X62 型卧式铣床主轴转速表 4.2-39，选择 n=95r/min，则实际切削速度 V= =0.35m/s。 1000 dn 1000 59*57*14.3 工作台每分钟进给量 fmz=0.08*8*89mm/min=56.96mm/min。 根据 X62 型卧式铣床工作台进给量表 4.2-40 选择取 fmz=60 mm/min。 则实际每齿进给量 fz=0.084mm/z。 89*8 60 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 20 经过校验机床功率之后，所选切削用量可以采用。 所以确定切削用量 fz=0.084mm/z、工作台每分钟进给量 fmz=60mm/min、主轴转速 n=95r/min、切削速度 V=0.35m/s。 计算工时：由表 2.5-10 粗铣连杆体和连杆盖，基本时间约为 t= zfm L * =0.28min。 8*60*35.0 5.25.738 工序六：精铣连杆结合面工序六：精铣连杆结合面 机床选择：X62 型铣床； 选择刀具：端面铣刀； 加工材料：铝，压铸成型。 本工序为铣断连杆体和连杆盖，刀具选用端面铣刀，铣刀直径 d=75mm，铣刀齿 数 Z=8，铣削宽度 ak=0.5mm，铣削深度 ae=0.5mm，机床选用 X62 型卧式铣床。 确定每齿进给量 fz： 根据 3.3 X62 型卧式铣床的功率 P=7.5KW（表 4.2-38 可得） ，工艺系统刚性为 中等，查得每齿进给量 fz=0.09-0.15mm/z，现取 fz=0.09mm/z。 选择铣刀磨钝标准及耐用度： 根据表 3.7*高速钢盘铣刀铣刀加工材料为铝，铣刀齿后刀面最大磨损量为 0.6mm，铣刀直径 d=75mm，耐用度查表 3.8 耐用度 T=180min。 确定切削速度 V 和工作台每分钟进给量 fmz： 根据表 3.27 中公式计算可得切削速度 V=0.42m/s，则主轴转速 n= d V *1000 =107r/min。 75*14.3 0.42*1000 根据 X62 型卧式铣床主轴转速表 4.2-39，选择 n=118r/min，则实际切削速度 V= =0.46m/s。 1000 dn 1000 181*57*14.3 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 21 工作台每分钟进给量 fmz=0.08*8*107mm/min=77.04mm/min。 根据 X62 型卧式铣床工作台进给量表 4.2-40 选择取 fmz=75 mm/min。 则实际每齿进给量 fz=0.087mm/z。 071*8 75 经过校验机床功率之后，所选切削用量可以采用。 所以确定切削用量 fz=0.087mm/z、工作台每分钟进给量 fmz=75mm/min、主轴转速 n=118r/min、切削速度 V=0.46m/s。 计算工时：由表 2.5-10 粗铣连杆体和连杆盖，基本时间约为 t= zfm L * =0.22min。 8*60*46.0 5.25.738 工序七工序七: :加工螺栓孔加工螺栓孔 A 钻螺栓孔 机床选择：摇臂钻床 Z3025； 选择刀具：麻花钻； 加工材料：铝，压铸成型。 本工序为钻孔，刀具选用麻花钻，钻头直径 d=8mm。 确定进给量 f： 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给，取进给量 f=0.08mm/r。 选择钻头磨钝标准及耐用度： 根据切削用量简明手册第二部分 2.12*，钻头后刀面最大磨损量为 0.8mm，耐用度 T=15min。 确定切削速度 V: 由表 2.14 可知 b =670MPa，根据表 2.7 确定进给量 f=0.08mm/r。由表 2.13， 可查得切削速度 V=0.47m/s，则主轴转速 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 22 n=1122r/min。 d V *1000 8*14.3 60*0.47*1000 由 Z3025 机床，取主轴转速 n=910r/min，则实际切削速度 V=0.38m/s。 1000 dn 60*1000 109*8*14.3 则进给量 f=0.08mm/r、主轴转速 n=910r/min、切削速度 V=0.38m/s。 计算工时：钻螺栓孔，基本时间约为 t=0.52min。 fn L 910*08.0 25.134 B 扩螺栓孔 机床选择：摇臂钻床 Z3025； 选择刀具：扩孔钻； 加工材料：铝，压铸成型。 本工序为扩孔，刀具选用扩孔钻，钻头直径 d=8mm。 确定进给量 f： 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给，取进给量 f=0.5mm/r。 选择钻头磨钝标准及耐用度： 根据切削用量简明手册第二部分 2.12*，钻头后刀面最大磨损量为 0.8mm，耐用度 T=15min。 确定切削速度 V: 根据表 2.7 当扩孔钻头直径 d=8mm，查得进给量 f=0.47-057mm/r，取进给量 f=0.5 mm/r。由表 2.30，可查得切削速度 V=0.40m/s，则主轴转速 n= d V *1000 =955r/min。 8*14.3 60*0.40*1000 由 Z3025 机床，取主轴转速 n=960r/min，则实际切削速度 V=0.40m/s。 1000 dn 60*1000 609*8*14.3 湖湖 北北 汽汽 车车 工工 业业 学学 院院 毕毕 业（设业（设 计）计） 论论 文文 23 则进给量 f=0.5mm/r、主轴转速 n=960r/min、切削速度 V=0