连杆毕业设计.doc

第一章 机械加工工艺规程的制定1.1 概述1.1.1 工艺规程的选择因素 零件的加工工艺规程是一系列不同工序的组合，由于生产规模和具体情况不同，对同一零件的加工工序综合可能有很多方案，应根据生产条件，采用其中工序最完善和最经济的方案。 工艺规模应根据以下基本因素来选择：（1） 生产规模是决定生产类型的基本因素，亦即是设备，工装，机械化和自动化程度等的选择依据连杆零件属于中批量的生产类型。（2） 制造零件所需要的坯料和型材的形状，尺寸和精度。（3） 零件材料的性质（硬度，可加工性，热处理在工艺路线中的排序先后等），它是热处理工序和选用设备及切削用量的依据45钢，HB=226-271。（4） 零件制造的精度，包括尺寸公差，形位公差以及零件图上所指定的或技术条件中所补充指定的要求。（5） 零件的表面粗糙度决定该表面最终的类别及相应中间工序和粗加工工序的加工方法类别和次数的主要因素（最终加工方法 中间加工方法 粗加工方法）。（即最终加工方法及从毛坯至成品的加工路线，即加工方案。）（6） 特殊的限制条件，例如工厂的设备及用具的条件。（7） 编制的工艺规程在即定的条件下获得最佳的技术经济效果。1.1.2 机械加工工艺规程的制订程序制订机械加工工艺规程的原始资料主要是产品图纸，生产纲领，现场加工设备及生产条件等，有了这些原始材料并有生产纲领制定了生产类型和生产组织形式之后，即可着手机械加工工艺规程的制订，其内容如下：（1） 分析被加工零件；（2） 选择毛坯；（3） 设计工艺过程：包括划分工艺过程的组成，选择定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工顺序和组合工序等；（4）工序设计：包括选择机床和工艺设备确定加工余量及计算工时定额等；（5）编制工艺文件。1.2 零件的工艺分析零件结构的工艺性，是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。所谓良好的工艺性，首先是这种结构便于加工，即在同样的生产条件下能够采用简便和经济的方法加工出来，此外，零件还适应生产类型和具体生产条件的要求。“连杆”零件为杆类零件，其结构特点：（1）大小头端面对称分布在连杆中截面的两侧。（2）精度要求高（3）加工部位多（4）其加工面主要是两端面面和大小头孔 连杆是汽车发动机中的主要传力部件之一，其大小经活塞销与活塞连接，大头与曲轴颈相连接，燃烧室中受压缩的油气混合气体经点火燃烧后急剧膨胀，以很大的力传给曲轴，推动曲轴旋转。连杆部件一般有连杆体、连杆盖和螺栓等所组成。在发动机工作过程中，连杆要承受膨胀气体的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的重量，以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。 为了减小磨损和便于维修，在连杆小头孔中压入青铜衬套，大头孔内衬有具有钢制基底的耐磨巴氏合金轴瓦。为了保证发动机运转平衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头的厚度相等（基本尺寸相同）。在连杆小头的顶端设有油孔（或油槽），发动机工作是，依靠曲轴的高速转动，把汽缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头铜衬套与活塞销之间的摆动运动副，连杆所承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小，强度高。1.2.1 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0.8 小头两端面间的尺寸公差等级为IT5，表面粗糙度Ra不大于0.5 （2）凸块 Ra值6.3 （3）大头凸块两侧面 拉表面Ra6.3保证100.25 （4）体和盖的分开面 表面粗糙度Ra3.2 保证位置尺寸50 191.3-0.40 （5）小头凸块平面 拉表面Ra6.3保证12.5-0.40 （6）轴瓦锁口槽 铣 保证尺寸42-0.62 保证尺寸40的Ra值为1.61.2.2 孔加工 （1）大头孔 扩、粗镗、精镗达尺寸65.5，Ra0.4 （2）小头孔钻、扩、粗镗、精镗达尺寸29.5，Ra1.6 （3）钻、扩、铰螺栓孔13mm, Ra值为12.51.2.3 技术要求 1. 连杆上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其端面，杆体与杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的技术要求如下：1. 为了使连杆大、小头运动副之间配合良好，大头孔尺寸的公差等级取为IT6；表面粗糙度Ra应不大于.微米，小头孔的尺寸取为IT5（加工后再按0.0025mm间隔分组），表面粗糙度a应不大于0.5微米，对它们的圆柱度也相应地规定了严格的要求。2. 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，两空中心线在两个相互垂直的方向上的平行度误差会使轴颈磨损加剧。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7级，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。3.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轴颈两端面之间的磨损，甚至引起烧伤，一般规定垂直度公差等级应不低于9级。4. 连杆大、小头两端面间距离的基本尺寸相同，但其技术要求是不同的。大头端面间的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度a不大于0.8微米，小头端面间的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度a不大于6.3微米。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。5.为了保证发动机运转平稳，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）质量差分别给以较严格的规定1.3 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。1.3.1 有关设计条件的说明 连杆零件属于大批量生产。 大批量生产的特点：部分采用通用机床，部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式。广泛使用专用夹具，可调夹具。按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具。工件的装夹广泛采用通用或专用夹具装夹。毛坯广泛采用高生产率，精度高，加工余量中等的制坯方法，如锻件用模锻，毛坯精度中等。1.3.2. 毛坯的材料零件为连杆，工作时需要承受交变载荷及冲击性载荷，因此选用45钢来作为零件,材料毛坯应为锻件。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。1.3.3 制坯方法的确定毛坯的选择有两种：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。（1）零件的材料及其机械性能的要求，在绝大多数情况下，就基本上确定了毛坯的种类：“连杆”零件设计时选用材料为45钢,硬度HB不小于226-271，就只能用锻造的方法制造毛坯。（模锻）（2）毛坯种类的选择决定于零件的材料、形状、生产性质以及在生产中获得的可能性。材料为45钢,杆类零件，大批生产，综合考虑选择毛坯为模锻件。模锻件是由毛坯经加热后在锻模中锻制而成，因而能使其轮廓尺寸接近于零件的尺寸，加工余量及材料消耗均大大减少由于模锻件的尺寸比较精确，它有可能免去以后的机械加工模锻件的成本较自由锻件低（自由锻件是由金属经加热后用手工锻或用锻锤锻压成型，使外形与零件的轮廓相近似，不适宜中批生产）其制造过程远较自由锻造的过程为短，所要求的工人技术熟练程度也较低，但设备价格较贵，因而适用于同类零件产量较大的生产中。（3）生产纲领：对制坯方法的选择有决定性影响。各种毛坯的制坯方法只能在一定的生产纲领条件下才使经济的可行的。生产批量大时，应选择精度和生产率都比较高的制坯方法，用于制坯的费用，可由材料消耗的减少和机加工费用的降低来补偿。（4） 现有生产条件：结合具体条件，考虑现场制坯的实际工艺水平、能力、设备状况及外界的可能性和经济性。1.3.4 毛坯的加工余量 机械加工中毛坯尺寸与完工零件尺寸之差，称为毛坯的加工余量（零件的表面如无须机械加工，则该表面上即无须加工余量）。加工余量的大小，取决于加工过程中各个工步应切除的金属层的总和，以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸之间的偏差数值。在机械加工的各个工步中。所切除的金属层厚度用符号Zm 来代表；如果不考虑所有其它因素，则总余量的大小将为 Zm如用符号Z1、Z2、Zm来代表各个公步或工序间的余量大小，则 Zm= Z1+ Z2+ Z3+Zm+a式中 a毛坯外尺寸的下差或内尺寸的上差。数值Z1、Z2、Zm取决于完成各个工步的条件，如安装零件的精确度和工具的特性等。但是，其中Z1的植，亦即第一个粗切削工步的加工余量，还取决于毛坯需要加工处的表面层状况。因为表面层不平度差别较大，有时甚至会有相当大的表面凹陷。此外，表面的金属层往往不同于表皮内部的金属。在铸铁件上，有较内部为硬的外壳9白口铁）；锻件的外皮有氧化层和脱碳层。由此可知，表面层（外皮）是有缺陷的，它的特点是有较高的硬度。如果刀具的刀刃切在表面层，将使刀具加速磨损。因此刀具切入金属层的厚度应大于表面层的厚度。 各种毛坯的表面层厚度自由锻件 模锻件 铸件 碳钢 1.5 碳钢 1 灰铸铁 14 合金钢 24 合金钢 0.5 铸钢 25 “加工余量的公差”既是最大加工余量与最小加工余量之差。当确定加工余量的尺寸时，必须考虑到毛坯公差的大小。1.4 定位基准的选择正确的选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。在最初的工序中只能选择未加工的毛坯表面（即铸造、锻造或轧制等表面）作为定位基准，这种表面称为粗基准，另外，为了满足工艺需要在工件上专门设计的定位面，成为辅助基准。基准决定加工顺序，基准先行，先行的工序为后序工序创造条件，作好定位面的准备工作。基准选择时应考虑的问题（应解决的三个问题）：（1） 用哪一个面作加工时的精基准，使整个机械加工工艺过程能顺利进行；（2） 为加工上述精基准面应采用哪一个表面作为粗基准；（3） 是否有个别工序为了特殊的要求，需要采用第二个精基面。1.4.1 粗基准的选择加工过程中，为使工件在机床或夹具中，相对于机床、刀具处于正确的位置，必须选择零件上的一些表面作为定位基准，加工中定位，就是使零件上作为定位基准的表面与机床或夹具上的定位元件的定位面相接触，或用量具直接测量这些表面到机床主轴，导轨等间距的相对位置，从而使被加工表面到所需的位置上，正确的选择定位基准在拟订工艺过程中占重要地位。基准的选择是工艺规程设计中重要的工作之一，零件加工时，定位究竟需要几个表面作为定位基准，要根据加工表面的位置精度要求对工件应限的自由度数以及生产纲领确定。应符合考虑零件加工的整个过程，一般都是先确定各主要表面加工所使用的定位精基准，然后考虑选择怎样的粗基准可把这组基准加工出来，因而分定位基准的选择顺序就应从精基准到粗基准。有时零件上没有合适的定位基准面，为了便于零件的装夹，保证加工精度，工艺人员可根据加工需要，在工件上添加必要的表面作为定位基准，或者把零件上加工精度要求低，或者不要求加工的表面，均加工为较精确的表面，从工艺上这样做，来满足定位面的要求，也称辅助基准，或称工艺基准面。基面选择的正确与否，关系到加工质量能否保证，生产效率能否提高的问题，基准选择的不合理，会影响每一工序所用的定位基准，不但会影响装夹，会使加工工艺过程中的问题百出，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。零件总是由若干表面组成的，各表面除本身具有一定的尺寸精度和几何形状精度外，表面间总是有位置尺寸和相互位置要求，基准是“依据”“根据”的意思，根据作为基准的表面来确定其他面、线、点的位置。基准可分为设计基准和工艺基准，分析零件图，要分析设计图中给出的设计基准，拟订工艺路线，正确的确定零件的装夹，需正确选择定位基准，定位基准按基准面是否经过切削加工而分为精基准及粗基准，零件主要表面工艺分析中，其加工所用精基准，是应首先加工出，因基准本身就是含有顺序，作为某个表面的基准，在加工这个表面之前，应先加工出这个基面，然后以这个加工过的基准面定位，再来加工该表面。而这个精基面的加工，又选择何表面来定位呢？零件制坯后，各表面都未加工过，所以只能选毛坯表面作为基面，来加工基面，即第一道工序所用的基面称为粗基准，这也是按基准先行原则，即先加工基准面，后加工其他面的原则来分析考虑的，这就是说拟订工艺路线，首先确定工艺过程的精基准、粗基准应怎样选择的问题。选择顺序：由精基准到粗基准。粗基准的选择：1.选择粗基准时，主要解决三个基本问题：(1)保证工序的连续性；(2)保证位置精度；(3)保证各个加工面有足够的加工余量。2.粗基准的选择原则： (1)为后续工序准备基面（即加工出精基准）； (2)选择零件上不加工面为粗基准，来保证加工与不加工面间的位置精度； (3)合理分配余量：选择加工余量最小的平面；选择重要加工表面保证该平面的余量最小。 (4)粗基准应平整光洁，避开锻件飞边，铸造冒口，分型面毛刺； (5)使夹具结构简单，夹紧可靠，操作方便； (6)在同一自由度方向，粗基准应避免重复使用。 第一道工序：铣安装平面(上下面)定位基准，限制三个自由度，1.4.2 精基准的选择：选择精基准时，主要解决两个基本问题：（1）保证主要表面的加工精度；（2）使零件在装夹时方便、可靠。精基准的选择原则： （1）基准重合原则（设计基准与定位基准重合）：尽可能选加工表面的设计基准作为定位基准，基准重合，容易保证加工表面对其设计基准的位置要求，并可避免采用调整法加工时引起的定位误差。（2）基准统一的原则：应尽可能多的加工表面，即基准不变原则，基准统一，可使多数表面用同一精度基面定位加工出来，易保证这些面间的相互位置精度。此外，还可以避免基准转换带来不重合误差。另一方面，可简化工艺过程，可由定位方式一致而采用相同或类似的夹具，减少设计夹具的时间，费用及多次安装的辅助时间而提高生产率。满足基准不变的原则，就要在零件上选择出一组合适的精基准，在工艺过程开始，尽快地在头几道工序中把该组精基面先加工出来，并达到一定的精度。在以后的各工序都是以这组精基准为定位基面，加工出其他表面，这也就是工序顺序的安排中所谓的先基面后其他的原则，常用加工复杂零件上。若工件上没有合适的表面作为统一的基准，必要时可采取一定的措施，外造条件在零件上设计或是专门加工出定位基准面，从零件作用上看，这些表面并无用处，完全是从工艺上，加工定位的需要，这种基面称为工艺基准面，也称为辅助基准面。应指出：采用基准统一原则时，若统一的基面又是设计基准，则又符合基准重合的原则，此时，既能获得较高的精度，又能减少夹具的种类，是最理想的方案。若所选择的统一基准，不是零件的设计基准，那么加工面之间的位置精度虽不如基准重合时那么高，即增加了一个辅助基准到设计基准之间的基准不重合误差，基准多次转换会有多个基准不重合误差。若采用一次装夹加工多个表面，那么多个表面间的位置尺寸精度和定位基准的选择无关，而是取决于加工多个表面及刀具位置的精度和调整精度，这样便于有效地集中工序，提高机床的生产率，保证加工部位间的精度要求。当采用基准统一的原则，无法保证表面的位置精度要求，往往先用基准统一原则，然后在最后工序采用基准重合原则，来保证位置精度的要求。（3）自为基准的原则：当某些加工余量小而均匀的精加工工序，可选择加工面本身作为定位基准，加工面的位置精度由前工序保证，可见遵循自为基准原则，不能提高加工面的位置精度，只能提高加工面的本身精度。（4）互为基准原则：为使加工面间有较高的位置精度，并使其加工余量小而均匀，可采用“互为基准”的办法反复加工。（5）保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便的原则。为此，所选的精基准面应是精度较高，表面粗糙度值较小，支承面积大，尽量靠近加工面，并且具有足够的安装刚度的表面。总之，精基准的选择应参考上述原则，综合分析比较，从而选定一种最合理的方案。1.4.3 工件的定位工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。在工件定位时，以下几种情况允许不完全定位：（1）加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制；（2）毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制；（3）加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。在工件加工的工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，称为工序基准。可通过工序图上标注的加工尺寸与形位公差来确定工序基准。关于定位基准，有以下几种观点：当工件以回转面（圆柱面、圆锥面、球面等）与定位元件接触（或配合）时，工件上的回转面称位基面，其轴线称为定位基准。如图a所示，工件以圆孔在心轴上定位，工件的内孔面称为定位基面，它的轴线称为定位基准。与此对应，心轴的圆柱面称为限位基面。工件以平面与定位元件接触时，如图b所示，工件上那个实际存在的面是定位基面，它的理想状态（平面度误差为零）是定位基准。如果工件上的这个平面是精加工过的，形状误差很小，可认为定位基面就是定位基准。同样，定位元件以平面限位时，如果这个面的形状误差很小，也可认为限位基面就是限位基准。工件在夹具上定位时，理论上，定位基准与限位基准应该重合，定位基面与限位基面应该接触。当工件有几个定位基面时，限制自由度最多的定位基面称为主要定位面，相应的限位基面称为主要限位面。 对定位元件的基本要求： 1.足够的精度2.足够的强度和刚度3.耐磨性好4.工艺性好1.4.4 工件的夹紧对夹紧装置的基本要求：（1）夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置；（2）夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减小夹紧误差。（3）夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量愈大，允许设计愈复杂、效率愈高的夹紧装置。（4）工艺性好，使用性好。其结构应力求简单，便于制造和维修。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。夹紧力的确定：1.夹紧力应朝向主要限位面。2.夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。3.夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的方向和部位。4.夹紧力的作用点应靠近工件的加工表面。1.5 加工工艺路线的设计1.5.1 加工经济精度与加工方法的选择（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，都是在一定的范围的。任何一种加工方法，只要精心操作、细心调整、选择合适的切削用量，其加工精度就能够得到提高，其加工表面粗糙度就能够减小。但是，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。生产上加工精度的高低是用其可以控制的加工误差的大小来表示的。加工误差小，则加工精度高；加工误差大，则加工精度低。每一种加工方法都有个加工经济精度问题。（2）加工方法的选择选择加工方法时，应综合考虑零件的生产批量，精度要求，形状尺寸，材料种类，毛坯精度等级及工厂的具体生产条件等有关因素，即经济又实用的加工方法。输送联动臂零件加工方法的选择分两步进行：先确定各方面加工表面的最终加工方法，然后结合毛坯质量确定该表面的加工方案。输送联动臂属板类零件，主要的加工表面为平面、孔、外圆及端面。 连杆主要表面的尺寸精度、表面粗糙度及其加工路线 主要 表面 尺寸公差 等级 表 面粗糙度 加工路线 合装前 合装后 两端面 IT9 0.8 粗铣-切开 精铣 大头孔 IT6 0.5 切开-扩-拉 扩-粗镗-半精镗-精镗-珩磨 小头孔 IT5 0.5 钻-拉 精镗-压衬套-挤压衬套孔-精镗 表1.5.2 典型表面的加工方法外圆、内孔和平面加工量大而广，习惯上把零件的这些表面称作是典型表面。根据这些表面的精度要求选择一个最终的加工方法，然后辅以先导工序的预加工方法，就组成一条加工路线。（1）平面的加工方法的选择：平面的加工通常用铣、刨、磨三种。一般情况下刨削加工时生产率较低，适用于单件小批量生产，铣削的生产率一般比刨削高。在确定铣床的工步时，需根据表面粗糙度的要求两方面来确定。当粗糙度较低，而生产率要求较高时，为满足生产率要求，铣削时应增大进给量，而为了可靠的保证表面粗糙度，则应采用粗铣，精铣两步进行。若生产率不高时，铣削时进给量就可以小些，即以较小的工步数到较高的表面质量。选用圆柱铣刀铣削，粗铣，能够达到的表面光洁度为35，精铣所能达到的表面光洁度为57。（2）孔的加工方法的选择：钻孔：在组合机床上钻孔是最为常见的，高效的加工孔的方法。所能达到的表面光洁度为36。铰孔：组合机床上可铰圆柱孔，锥孔。铰孔直径多在40以下，但也有铰40100的孔，精度可达IT68。铰钢一般可达到的表面光洁度等级为45。镗孔：当孔加工较短，直径40mm以下，甚至直径在10mm左右的孔，也可以采用镗削的方法加工。组合机床上镗孔可达IT67。（3）特殊外形的加工方法：由于特殊的外形用普通刀具加工，不仅费时费力，而且也很难保证它的加工精度，因此要采用成型铣刀保证它的形状精度。1.5.3 工序顺序的安排零件上的全部加工表面应安排在一个合理的加工顺序中加工，这对保证零件质量、提高生产率、降低加工成本都至关重要。（1）工序顺序的安排原则先加工基准面，再加工其它表面。这条原则有两个含义：一、工艺路线开始安排的加工面应该是选作定位基准的精基准面，然后再以精基准定位，加工其它表面。二、为保证一定的定位精度，当加工面的精度要求很高时，精加工前一般应先精修一下精基准。一般情况下，先加工平面，后加工孔。这条原则的含义是：一、当零件上有较大 的平面可作定位基准时，可先加工出来作定位面，以面定位，加工孔。这样可以保证定位稳定、准确，装夹工件往往也比较方便。二、在毛坯面上钻孔，容易使钻头引偏，若该平面需要加工，则应在钻孔之前先加工平面。先加工主要表面，后加工次要表面。这里所说的主要表面是指：设计基准面，主要工作面。而次要表面是指键槽、螺孔等其它表面。次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求。因此，一般要在主要表面达到一定的精度后，再以主要表面定位加工次要表面。要注意的是“后加工”的含义并不一定是整个工艺过程的最后。先安排粗加工工序，后安排精加工工序。对于精度和表面质量要求较高的零件，其粗精加工应该分开。（2）热处理工序及表面处理工序的安排为了改善切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火、调质等），应安排在切削加工之前。为了消除内应力而进行的热处理工序（如人工时效、退火、正火等），最好安排在粗加工之后。有时为减少运输工作量，对精度要求不太高的零件，把去除内应力的人工时效或退火安排在切削加工之前（即在毛坯车间）进行。为了改善材料的力学物理性质，半精加工之后，精加工之前常安排淬火，淬火回火，渗碳淬火等热处理工序。对于整体淬火的零件，淬火前应将所有切削加工的表面加工完。因为淬硬后，再切削就有困难了。为了提高零件表面耐磨性或耐腐蚀性而安排的热处理工序以及以装饰为目而安排的热处理工序和表面处理工序（如镀锌、阳极氧化、发蓝处理等）一般都放在工艺过程的最后。（3）其它工序的安排检查、检验工序，去毛刺、平衡、清洗工序等也是工艺规程的重要组成部分。检查、检验工序是保证产品质量合格的关键工序之一。每个操作工人在操作过程中和操作结束以后都必须自检。在工艺规程中，下列情况下应安排检查工序：零件加工完毕之后；从一个车间转到另一个车间的前后；工时较长或重要的关键工序的前后。除了一般性的尺寸检查（包括形、位误差的检查）以外，X射线检查、超声波探伤检查等多用于工件（毛坯）内部的质量检查，一般安排在工艺过程的开始。磁力探伤、萤光检验主要用于工件表面质量的检验，通常安排在精加工的前后进行。密封性检验、零件的平衡、零件的重量检验一般安排在工艺过程的最后阶段进行。切削加工之后，应安排去毛刺处理。零件表层或内部的毛刺，影响装配操作、装配质量以至会影响整机性能，因此应给以充分重视。1.6 加工阶段的划分 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。在大批大量生产时，粗、精加工分开。 零件的加工质量高时，工艺过程应分阶段。一般分为粗加工、半精加工、精加工，当加工精度及表面质量要求特别高时，精加工阶段后，还可增加光整加工和超精密加工阶段。 应指出，按零件的功用和技术要求，可按零件各工作面分为主要表面和次要表面，而划分加工阶段是对整个工艺过程而言的，应以工件的主要表面来分析，不应以个别表面或个别加工工序来判断。划分加工阶段的优点有以下几个方面：（1） 符合加工规律 加工工艺过程是由低质量的毛坯逐渐提高其精度的一个运动变化过程，区分为由低到高几个加工阶段符合机械客观规律，按照误差递减规律，毛坯经若干阶段加工后，其余留误差会逐次递减直至达到规定的限度。（2）工件能得到较好的冷却，减少热变形及内应力的影响，有利于保证加工精度。粗加工时，切除余量大，切削力、夹紧力、切削热都比较大，所以引起工件的弹性变形，热变形也较大，尤其是大批大量生产中，如组合机床，多力多工位机床，专用机床上往往同时加工大量的孔与面，粗加工时大量黑皮的切除时工件发热，产生热变形并引起工件内应力的重新分布，这样若立即进行精加工，就不易保证加工精度。不分阶段，就无法避免上述原因造成的加工误差。划分阶段，时粗加工后的工件有足够的时间冷却，然后再进行精加工。粗加工造成的误差，通过半精加工和精加工足部得到纠正，利于保证加工精度。（3）可避免粗加工产生的震动和不利影响。粗加工时切削力较大，且产生很大的震动，会影响精加工孔的光洁度和精度；（4）有利于精加工机床精度持久的保存，合理的使用设备；（5）有利于安排热处理工序，时冷热加工工序配合得更好；（6）便于及时发现毛坯缺陷；（7）保护主要表面精度。 因此，在确定工艺方案时，必须从实际出发，首先要根据生产批量，加工精度，技术条件及工作条件来分析。按照经济的满足加工要求的原则，合理的处理粗精工序的安排问题。一般的说，矛盾的主要方面是加工经济性，所以不能不问具体情况，一般粗精加工分开。 但是，粗、精加工合并在一台机床上进行，其相互影响总是有的，应当采取措施尽量减少这种不利影响。1.6.1 零件“连杆”工艺过程最终方案连杆体的加工: 工序1 粗铣两端面工序2 钻小头孔工序3 倒角工序4 拉小头孔工序5 拉大头凸块及两侧面工序6 切开连杆体和盖工序7 扩大头孔工序8 拉小头凸块工序9 拉两侧面、半圆面和结合面工序10 粗锪两螺栓座面工序11 铣轴瓦锁口槽工序12 钻油孔工序 13 精铣两螺栓座面工序14 去毛刺工序15 精磨结合面连杆盖的加工:工序1 拉两侧面、半圆面和结合面工序2 粗锪两螺栓座面工序3 去毛刺工序4 铣轴瓦锁口槽工序5 精磨结合面连杆总成的加工: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 清洗工序6 中间检查工序7装配连杆体和盖 工序8紧固连杆螺栓工序9扩大头孔工序10 倒角工序11半精磨两端面工序12精磨两端面工序13粗镗大头孔工序14半精镗大头孔及精镗小头孔工序15铣去小头多余不平衡质量工序16去大小头凸块毛刺工序17复称不平衡质量并分组工序18钻油孔工序19去油孔毛刺工序20倒角工序21压铜衬套工序22挤压小头孔工序23倒角工序24精镗大头孔和小头衬套孔工序25清洗工序26中间检查工序27珩磨大头孔工序28清洗工序29去毛刺-工序30终检（尺寸分组）工序31校正1.7 工序集中与工序分散工序集中和工序分散是拟订工艺路线时，确定工序数目多与少的两种不同的原则，它和设备类型的选择有密切的关系。工序分散的特点是：所使用的机床设备和工艺装备都比较简单，容易调整，生产工人也便于掌握操作技术，容易更换产品；用利于选择最合理的切削用量，减少机动工时；机床设备数量多，生产面积大，工艺路线长。工艺集中的特点是：有利于采用高效的专用设备和工艺装备，显著提高生产率；减少了工序数目，缩短了工艺过程，减少了生产计划和生产组织工作；减少了设备数目，相应地减少了工人人数和生产面积，工艺路线短；减少了工件装夹次数，不仅缩短了辅助时间，而且由于一次装夹加工较多的表面，就容易保证它们之间的位置精度；专用机床设备、工艺装备的投资大，调整和维修费用，生产准备工作量大，转为新产品的生产也比较困难。工序的集中和分散各有特点，必须根据生产规模，零件的结构特点和技术要求，机床设备等具体生产条件综合分析，以便决定采用哪一种原则来组合工序。传统的流水线、自动线生产多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的形式，例如，对箱体零件采用专用组合机床加工孔系）。这种组织形式可以实现生产率生产，但适应性差。采用高效自动化机床，以工序集中的形式组织生产，除具有上述工序集中的优点以外，生产适宜性强，转产相当容易，因而虽然设备价格昂贵，但仍然受到越来越多的重视。集中工序是现代机械加工主要发展方向之一。1.8 设备与工艺装备的选择机床和工艺装备的选择机床的选择应遵循以下原则：机床的加工范围应予零件的外廓尺寸相适应机床的精度应于工序加工要求的精度相适应夹具的选择对于中、大批和大量生产，为提高劳动效率而采用专用高效夹具。若采用机械集中，则应采用各种高效的专用夹具、复合夹具和多刃夹具和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。大批大量生产影采用极限量块和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。第2章 机械加工工艺过程卡片2.1 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，考虑选用合适的机床并配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.1.1 确定工序方案 连杆体加工路线：粗铣两端面-钻小头孔-倒角-拉小头孔-拉大头凸块及两侧面-切开连杆体和盖-扩大头孔-拉小头凸块-拉两侧面、半圆面和结合面-中间检查-粗锪两螺栓座面-铣轴瓦锁口槽-钻油孔-精铣两螺栓座面-去毛刺-精磨结合面；连杆盖加工工艺路线：拉两侧面、半圆面和结合面-粗锪两螺栓座面-铣轴瓦锁口槽-锁口槽；连杆总成的加工路线：精铣两螺栓座面-钻、扩、铰螺栓孔-扩螺栓孔、倒角-去结合面毛刺-清洗-中间检查-装配连杆体和盖（标记同向）-紧固连杆螺栓-扩大头孔-倒角-半精磨两端面-精铣两端面-粗镗大头孔-半精镗大头孔及精镗小头孔-铣去小头多余不平衡质量-去大小头凸块毛刺-复称不平衡质量并分组-钻油孔-去油孔毛刺-倒角-压铜衬套-挤压小头孔-倒角-精镗大头孔和小头衬套孔-清洗-中间检查-珩磨大头孔-清洗-去毛刺-终检（尺寸分组）-校正。2.1.2 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：1.两端面间距离38mm 查（以下简称），表1-52得，粗铣端面加工余量为0.5mm,精铣余量为0.25mm，铣削公差即零件公差为0.20mm.2.大头孔65.5mm其毛坯为锻造毛坯,大头毛坯为椭圆形,查表1-24得,切断余量为3mm;合装前扩大头孔至62mm,查手册得,余量为2mm,公差为0.30mm;合装后扩大头孔至63.6mm,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64.4mm,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65mm,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65.5mm,为最终加工尺寸.3.小头孔29.5mm其锻造毛坯小头孔为实体,首先加工为钻孔,加工至尺寸为27.7mm,查表1-32得,加工余量为1.1mm,公差为0.033mm,拉孔至尺寸28.8mm,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29.5mm,为最终加工尺寸.(六)、确定切削用量及基本工时一、连杆体的加工:工序1.粗铣两端面，至尺寸38.95mm(1).选择铣刀见表3-21得，选用端铣刀.(2).切削用量的选择查表3-28，得每齿进给量a=0.1-0.3取0.2.查表3-30,得,铣削速度推荐值为0.25-0.60m/s,取为0.5m/s,即为30m/min.查表3-27，得，耐用度值为10.210s切入长度切出长度取为2mm. fM=fzn=0.212500=1000将这些数据代入公式工序2.钻小头孔27.7mmf0.3-0.45mm/r,取为0.4mm/r(见表2.7)v0.25m/s15m/min.按机床选取n175r/min（按表2.13及表2.14，按类加工性考虑）所以实际切削速度vtdn100015.2m/min切削工时t其中：l38.975mm，切入l25mm，切出l3mm工序3.拉小头孔28.8mm其单面余量为0.55mm，拉削表面长度为38.975mm根据有关手册，确定拉孔时的单面齿升为0.015mm，拉削速度v0.08m/s(4.8m/min)切削工时式中单面余量0.55mm（由27.7mm拉削到28.8mm）；l拉削表面长度，38.975mmn考虑校准部分的长度系数，取1.2；k考虑机床返回行程系数，取1.4；v拉削速度(m/min)拉刀单面齿升；z拉刀同时工作齿数，；p拉刀齿距p（1.25-1.5)1.359mm所以拉刀同时工作齿数. 所以 工序4.拉大头凸块及两侧面凸块的余量为2mm，侧面的余量为3mm平面拉刀，查表3-88得，齿升为0.05-0.15mm,取为0.1mm.v为6-4m/min,取为5m/min.p（1.25-1.5) 1.3510mm所以拉刀同时工作齿数所以 工序5.切开连杆体和盖.(1).选择铣刀见表3-21得，选用硬质合金锯片铣刀.(2).切削用量的选择查表3-28，得每齿进给量a=0.05-0.2取0.1mm查表3-30,得,铣削速度推荐值为0.09-1.92m/s,取为1.5m/s,即为90m/min.切入长度切出长度取为3mm. fM=fzn=0.212500=1000将这些数据代入公式工序6.扩大头孔62mm查手册表3-121，得， n =100015/3.1462=77r/min按机床选取78r/min切削工时其中：l38.975mm，切入l3mm，切出l3mm工序7.拉小头凸块小头凸块余量为2mm，平面拉刀，查得，齿升为0.05-0.15mm,取为0.1mm.v为6-4m/min,取为5m/min.所以拉刀同时工作齿数切削工时 工序8.拉两侧面、半圆面和结合面两侧面：余量为0.5mm，拉削长度为24mm平面拉刀，齿升为0.05-0.15mm，取为0.1mmv为6-4m/min，取为5m/min.半圆面：余量为0.1mm，拉削长度为38.975mm平面拉刀，齿升为0.015-0.03mm，取为0.02mmv为5-3.5m/min，取为4m/min.结合面：余量为0.5mm，拉削长度为37mm平面拉刀，齿升为0.05-0.15mm，取为0.1mmv为6-4m/min，取为5m/min 工序9.粗锪两螺栓座面v为0.25m/s=15m/minf为0.3-0.45取 0.4按机床选取n200r/min（按表4.22） 工序10.铣轴瓦锁口槽 端铣刀不对称铣平面f-工作台每分钟进给量（mm/min） f=fznTj=工序11钻油孔.1.5mm的通孔及深12的5mm的孔5深12:v为0.25-0.41m/min，取为0.35m/min.即1m/min. f为0.005-0.15,取为0.08 按机床取为1400r/min切削工时钻1.5mm的通孔：深度为2.5mmv为0.15-0.4m/min，取为0.25m/min.即15m/minf为0.04-0.05取 0.04按机床取为3200r/min工序12.精铣两螺栓座面采用端铣刀铣平面铣削长度为13mm,切入长度,切出长度l为1-3mm,取为2mm工序13.精磨结合面余量为1.3mm，磨削长度为19.125mm(1).砂轮的选择见表3-91、3-92、3-93得，磨料名称为棕刚玉，代号为GZ，该工序为精磨，选砂轮粒度为100，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，平型砂轮，其尺寸为3503403127（D3B3d).(2).切削用量的选择