连杆机械加工工艺规程及铣结合面工艺装备设计-可配四套毕业说明书工艺卡片CAD图纸
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连杆机械加工工艺规程及铣结合面工艺装备设计-可配四套毕业说明书工艺卡片CAD图纸,连杆,机械,加工,工艺,规程,结合,装备,设计,四套,毕业,说明书,卡片,CAD,图纸
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目录绪 论31 连杆加工工艺41.1 连杆的结构特点41.2 连杆的主要技术要求41.2.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度51.2.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度51.2.3 大、小头孔中心距51.2.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度51.2.5 大、小头孔两端面的技术要求51.2.6 螺栓孔的技术要求61.2.7 有关结合面的技术要求61.3连杆的材料和毛坯61.4 连杆的机械加工工艺过程81.5 连杆的机械加工工艺过程分析91.5.1 工艺过程的安排91.5.2 定位基准的选择101.5.3 确定合理的夹紧方法111.5.4 连杆两端面的加工111.5.5 连杆大、小头孔的加工111.5.6 连杆螺栓孔的加工121.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差121.6.1 确定加工余量121.6.2 确定工序尺寸及其公差131.7 工时定额的计算131.7.1粗铣、半精铣、精铣55、90右端面131.7.2粗铣、半精铣、精铣55、90右端面151.7.3粗镗、半精镗、精镗41H7孔161.7.4粗铣、半精铣结合面171.7.5粗铣、半精铣、精铣止口面181.7.6铣1090.1两侧面191.7.7钻、扩、铰2-11H7螺栓孔201.7.8粗镗、半精镗、精镗R37H6孔211.8 连杆的检验221.8.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度221.8.2 连杆大头孔圆柱度的检验221.8.3 连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验231.8.4 连杆大小头孔平行度的检验232 夹具设计242.1问题的指出242.2 夹具设计241.定位基准的选择242.夹紧方案243.夹具体设计244.切削力及夹紧力的计算245) 定位误差分析25结 论25致 谢26参考文献2728绪 论 制造业是国家或者地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区经济势力、科技水平、 生活水平和国防势力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力的竞争。机械制造业是制造业的核心，是制造机械产品的工业部门，也是为国民经济各部门提供装备的部门。机械制造也的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度。而机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度。装备制造业是国家国家综合制造能力的集中体现。重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。作为新世纪的大学生，有义务为自己国家社会建设尽一份力，为制造业的发展贡献一份力量，我们要以高度的责任感和使命感，克服发展中存在的问题，推动东北老工业基地的振兴 课程设计是对我们四年学习和知识的融汇、运用和贯通，是迅速提高我们实践经验的一条重要途径。在实践中教导我们发现问题，以及怎样分析问题并最终解决问题。让我们的综合能力有所提高，扎实巩固专业基础知识。课程设计是对学生进行工程师基本训练的重要环节。通过课程设计我们能巩固，熟悉并综合运用所学知识；培养理论联系实际的学风；掌握零件机械加工工艺规程编制，专用工艺装备及组合机床的基本技能；学会查阅，运用各种技术资料，手册。初步掌握对专业范围的生产技术问题进行分析综合研究的能力；使学生受到比较全面的训练就个人而言，我希望通过这次课程设计一方面能进一步培养我独立思考的能力，另一方面能提高我与同学们互助协作的能力，为以后工作打下良好基础，为伟大祖国建设贡献我的力量。由于本人能力有限，经验不足，设计过程中有不足之处，希望各位老师给予指教。1 连杆加工工艺1.1 连杆的结构特点连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中，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。在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，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质量，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。为了保证发动机运转均衡，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、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、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)，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。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。1.2 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。 1.2.1 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=0.8m；小头孔公差等级为IT7，表面粗糙度Ra=0.8m。1.2.2 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。1.2.3 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：1950.1 mm。1.2.4 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（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在100 mm长度上公差为0.08 mm）。1.2.5 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=1.6m, 小头两端面的尺寸公差等级为IT10，表面粗糙度Ra=1.6m。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。1.2.6 螺栓孔的技术要求在前面已经说过，连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又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IT8级公差等级和表面粗糙度Ra=6.3m加工。1.2.7 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0.025 mm。1.3连杆的材料和毛坯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Cr12、45钢、55钢、40CrMnB等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。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。目前我国有些生产连杆的工厂，采用了连杆辊锻工艺。图（1-2）为连杆辊锻示意图毛坯加热后，通过上锻辊模具2和下锻辊模具4的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连杆锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。图1.2 连杆辊锻示意图图(1-3)、图(1-4)给出了连杆的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至11401200C0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图(1-3)，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见图(1-4)。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆的毛坯尚需进行热校正。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。1.4 连杆的机械加工工艺过程由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。连杆机械加工工艺过程如下表(11)所示： 表1.1 连杆机械加工工艺过程工序工序名称工序内容工艺装备1备料锻造2热处理调质处理HB210-2503铣粗铣、半精铣、精铣55、90右端面立式铣床4铣粗铣、半精铣、精铣55、90右端面立式铣床5镗粗镗、半精镗、精镗41H7孔坐标镗床6铣粗铣、半精铣结合面立式铣床7铣粗铣、半精铣、精铣止口面卧式铣床8铣铣1090.1两侧面立式铣床9钻钻、扩、铰2-11H7孔立式钻床10镗粗镗、半精镗、精镗R37H6孔坐标镗床11去毛刺去毛刺12质检检验至图纸要求13入库入库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，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。1.5 连杆的机械加工工艺过程分析1.5.1 工艺过程的安排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（切削力、夹紧力）的作用下容易变形。（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时将产生较大的残余内应力，并引起内应力重新分布。因此，在安排工艺进程时，就要把各主要表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。各主要表面的工序安排如下：（1）两端面：粗铣、半精铣、精铣（2）小头孔：粗镗、半精镗、精镗（3）大头孔：粗镗、半精镗、精镗一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。1.5.2 定位基准的选择在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不与夹具的定位元件接触（在设计夹具时亦作相应的考虑）。在精镗小头孔时，也用小头孔作为基面，这时将定位销做成活动的称“假销”。当连杆用小头孔定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进行加工。为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头孔前，先加工端面，在精镗大、小头孔前，先加工端面。由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序对于铰后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差，则对加工精度会有很大影响。因此，第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，在精加工主要表面开始前，先铣两个端面。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面和端部夹紧，铣一个端面后，翻身以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯面不平整，连杆的刚性差，定位夹紧时工件可能变形，铣后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。另一方面是以连杆的大头外形及连杆身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度较好的平面。同时，由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。1.5.3 确定合理的夹紧方法既然连杆是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响加工精度。在加工连杆的夹具中，可以看出设计人员注意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。1.5.4 连杆两端面的加工采用粗铣、半精铣、精铣三道工序，并将工序安排在加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。1.5.5 连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连杆质量有较大的影响。小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了粗镗、半精镗、精镗三道工序。镗时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。小头孔在粗镗、半精镗、精镗后，达到IT7级公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位粗镗、半精镗、精镗大头孔。由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔与大头孔的中心距超差。大头孔经过粗镗、半精镗、精镗达到IT6级公差等级。表面粗糙度Ra =为1.6m，大头孔的加工方法是在将连杆与连杆体组合在一起，然后进行粗镗、半精镗、精镗大头孔的工序。1.5.6 连杆螺栓孔的加工连杆的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头一侧面定位。为了使两螺栓孔在两个互相垂直方向平行度保持在公差范围内，在扩和铰两个工步中用上下双导向套导向。从而达到所需要的技术要求。粗铣螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与连杆大头端面垂直，使用两工位夹具。连杆在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。1.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差1.6.1 确定加工余量 用查表法确定机械加工余量：（根据机械加工工艺手册第一卷 表3.225 表3.226 表3.227）（1）、平面加工的工序余量（mm） 表1.2 平面加工的工序余量单面加工方法单面余量经济精度工序尺寸表面粗糙度毛坯4512.5粗铣1.0IT12()43()6.3半精铣0.4IT10()42.2()3.2精铣0.1IT8()42()1.6 则连杆两端面总的加工余量为：A总=（A粗铣+A精铣+A粗磨+A精磨）2=（1.0+0.4+0.1）2=mm（2）、连杆铸造出来的总的厚度为H=42+=mm1.6.2 确定工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程 表229 表234）（1）、大头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为71mm）表1.3 机械加工工序1工序名称工序基本余量工序经济精度工序尺寸最小极限尺寸表面粗糙度粗镗1.073726.3半精镗0.473.8653.2精镗0.174741.6（2）、小头孔各工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程 表1.4机械加工工序2工序名称工序基本余量工序经济精度工序尺寸最小极限尺寸表面粗糙度粗镗1.040406.3半精镗0.440.840.83.2精镗0.141411.61.7 工时定额的计算1.7.1粗铣、半精铣、精铣55、90右端面1.粗铣55、90右端面选用X52K立式铣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= 90 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 1.5 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 1.0 mm L1 = +1.5 =31.5 mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (1.0+31.5+3)/(5000.186) = 0.066 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.066 = 0.048 min 2. 半精铣55、90右端面选用X52K立式铣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= 90 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 1.5 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 0.4 mm L1 = +1.5 =31.5 mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (0.4+31.5+3)/(5000.186) = 0.064 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.064 = 0.026 min 3.精铣55、90右端面 选用X52K立式铣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= 90 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 1.5 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 0.1 mm L1 = +1.5 =31.5 mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (0.1+31.5+3)/(5000.186) = 0.064 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.064 = 0.026 min 1.7.2粗铣、半精铣、精铣55、90右端面1.粗铣55、90右端面选用X52K立式铣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= 90 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 1.5 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 1.0 mm L1 = +1.5 =31.5 mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (1.0+31.5+3)/(5000.186) = 0.066 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.066 = 0.048 min 2. 半精铣55、90右端面选用X52K立式铣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= 90 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 1.5 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 0.4 mm L1 = +1.5 =31.5 mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (0.4+31.5+3)/(5000.186) = 0.064 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.064 = 0.026 min 3.精铣55、90右端面 选用X52K立式铣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= 90 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 1.5 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 0.1 mm L1 = +1.5 =31.5 mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (0.1+31.5+3)/(5000.186) = 0.064 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.064 = 0.026 min 1.7.3粗镗、半精镗、精镗41H7孔1.粗镗38孔至40选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 40mm 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镗削工时为： 按表2.53L = 42 mm L1 = 1.0 mm L2 = 5 mm基本时间tj= Li/fn = (42+1.0+5)/(0.201000) = 0.24 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.24 = 0.096 min2.半精镗40孔至40.8选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 40.8mm 切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.4 mm 根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min镗削工时为： 按表2.53L = 42 mm L1 = 0.4 mm L2 = 5 mm基本时间tj= Li/fn = (42+0.4+5)/(0.201000) = 0.237 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.237 = 0.095 min3.精镗40.8孔至41H7选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 41mm 切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.1 mm 根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min镗削工时为： 按表2.53L = 42 mm L1 = 0.1 mm L2 = 5 mm基本时间tj= Li/fn = (42+0.1+5)/(0.201000) = 0.236 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.236 = 0.095 min1.7.4粗铣、半精铣结合面1. 粗铣结合面选用X52K立式铣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 = 120 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s切削宽度 ae= 109 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 1.0 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 1.0 mm L1 = +1.5 =36.1mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (1.0+36.1+3)/(5000.186) = 0.074 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.074 = 0.030 min 2.半精铣结合面选用X52K立式铣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 = 120 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s切削宽度 ae= 109 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 0.5 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 0.5 mm L1 = +1.5 =36.1mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (0.5+36.1+3)/(5000.186) = 0.073 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.073 = 0.029 min 1.7.5粗铣、半精铣、精铣止口面 1. 粗铣止口面选用铣床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 = 100 mm 切削速度V = 0.64 m/s铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 1.0 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 铣削工时为：按表2.510 L=42 mm L1=+1.5=1.8mm L2=2.5 mm基本时间tj = L/fmz = (42+1.8+2.5)/(7500.103)=0.206 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.206= 0.082 min2. 半精铣止口面选用铣床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 = 100 mm 切削速度V = 0.64 m/s铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 0.1 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 铣削工时为：按表2.510 L=42 mm L1=+1.5=1.8mm L2=2.0mm基本时间tj = L/fmz = (42+1.8+2.0)/(7500.103)=0.205 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.205= 0.081 min3.精铣止口面选用铣床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 = 100 mm 切削速度V = 0.64 m/s铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 0.1 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 铣削工时为：按表2.510 L=42 mm L1=+1.5=1.8mm L2=2.0mm基本时间tj = L/fmz = (42+1.8+2.0)/(7500.103)=0.205 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.205= 0.081 min1.7.6铣1090.1两侧面 选用X52K立式铣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 = 50 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s切削宽度 ae= 30 mm 铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 1.5 mm则主轴转速n = 1000v/D = 475 r/min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 铣削工时为：按表2.510 L= 1.5 mm L1 = +1.5 =26mm L2 = 3 mm基本时间tj = L/fm z = (1.5+26+3)/(5000.183) = 0.113 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.113 = 0.045 min 1.7.7钻、扩、铰2-11H7螺栓孔1.钻2-11H7螺栓底孔10 选用立式钻床Z525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 = 0.25 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 = 1900 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.99 m/s钻削工时为： 按表2.57 L = 28.5 mm L1 = 5 mm L2 = 2 mm基本时间tj = L/fn = (28.5+5+2)/(0.251900) = 0.074 min按表2.541 辅助时间ta = 0.05 min2. 扩螺栓孔10至10.8 选用立式钻床Z525根据机械制造工艺设计手册表2.453选取数据扩刀直径D = 10.8 mm 切削速度V = 0.40 m/s切削深度ap = 0.4 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=800 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.40 m/s 扩削工时为： 按表2.57L = 28.5 mm L1 = 0.4 mm L2 = 2 mm基本时间tj = L/fn = (28.5+0.4+2)/(0.6800) = 0.064 min按表2.541 辅助时间ta=0.025 min3.铰螺栓孔10.8至11H7 根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据铰刀直径D = 11 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 铰削工时为： 按表2.57 L = 28.5 mm L1 = 0.1 mm L2 = 2 mm 基本时间tj = L/fn = (28.5+0.1+2)/(0.8200) = 0.191 min按表2.541 辅助时间ta=0.05 min1.7.8粗镗、半精镗、精镗R37H6孔1.粗镗71孔至73选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 73mm 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镗削工时为： 按表2.53L = 42 mm L1 = 1.0 mm L2 = 5 mm基本时间tj= Li/fn = (42+1.0+5)/(0.201000) = 0.24 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.24 = 0.096 min2.半精镗73孔至73.8选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 73.8mm 切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.4 mm 根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min镗削工时为： 按表2.53L = 42 mm L1 = 0.4 mm L2 = 5 mm基本时间tj= Li/fn = (42+0.4+5)/(0.201000) = 0.237 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.237 = 0.095 min3.精镗73.8孔至74H7选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据镗刀直径D = 74mm 切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.1 mm 根据表3.139 按机床选取n = 1000 r/min镗削工时为： 按表2.53L = 42 mm L1 = 0.1 mm L2 = 5 mm基本时间tj= Li/fn = (42+0.1+5)/(0.201000) = 0.236 min按表2.546 辅助时间ta = 0.40.236 = 0.095 min1.8 连杆的检验连杆在机械加工中要进行中间检验，加工完毕后要进行最终检验，检验项目按图纸上的技术要求进行。1.8.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度1.8.2 连杆大头孔圆柱度的检验用量缸表，在大头孔内分三个断面测量其内径，每个断面测量两个方向，三个断面测量的最大值与最小值之差的一半即圆柱度。1.8.3 连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验采用图（16）所示专用检具（用一平尺安装上百分表）。用结合面为定位基准分别测量连杆体、连杆上盖两个半圆的半径值，其差为对称度误差。1.8.4 连杆大小头孔平行度的检验如图（17）所示,将连杆大小头孔穿入专用心轴，在平台上用等高V形铁支撑连杆大头孔心轴，测量小头孔心轴在最高位置时两端面的差值，其差值的一半即为平行度。图1.7 大小头孔平行度的检验图2 夹具设计由连杆工作图可知，工件材料为45钢，属于中大批量生产。根据设计任务的要求，需设计一套铣结合面的夹具，刀具为硬质合金端面铣刀。2.1问题的指出本夹具主要作来铣结合面，结合面与小头孔轴心线有尺寸精度要求，结合面本身有平面度要求。在设计夹具时应该考虑在内。2.2 夹具设计1.定位基准的选择由零件图可知，在铣结合面之前，连杆的两个端面、小头孔及大头孔的两侧都已加工，且表面粗糙度要求较高。为了使定位误差尽量减小，按基准重合原则选41H7小头孔与连杆的端面为定位主基准，螺栓孔端面为定位辅助基准。2.夹紧方案由于零件小，所以采用开口垫圈、螺母、心轴等组成的螺旋夹紧机构，装卸工件方便、迅速。3.夹具体设计夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。4.切削力及夹紧力的计算 切削力的计算：，由立式铣床X52K（表7-24）得：P= = =1902.538N夹紧力的计算：由机床夹具设计手册（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=16mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夹紧力：W0=5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。定位误差的计算: 由加工工序知，加工面为连杆的结合面。结合面对连杆体小头孔有中心距1950.1要求；结合面有0.025的平面度要求。所以本工序的工序基准：连杆上盖为螺母座面，连杆体为小头孔中心线，其设计计算如下：确定定位销中心与大头孔中心的距离及其公差。此公差取工件相应尺寸的平均值，公差取相应公差的三分之一（通常取1/51/3）。故此尺寸为195.30.010。确定定位销尺寸及公差本夹具的主要定位元件为一固定销，结构简单，但不便于更换。该定位销的基本尺寸取工件孔下限尺寸41。公差与本零件在工作时与其相配孔的尺寸与公差相同，即为41。小头孔的确定考虑到配合间隙对加工要求中心距1950.1影响很大，应选较紧的配合。另外小头孔的定位面较短，定位销有锥度导向，不致造成装工件困难。故确定小头定位孔的孔径为41。5) 定位误差分析 定位元件尺寸及公差的确定：本夹具的主要定位元件为一心轴，结构简单，但不便于更换。该心同尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相配孔的尺寸公差相同，即为 41k6. 对于连杆体剖分面中心距1950.1的要求，以41k6的中心线为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值为：Dw=D+d+min=0.033+0.012+0=0.045 mmDw剖分面的定位误差D工件孔的直径公差d定位销的直径公差min孔和销的最小保证间隙此项中心距加工允差为0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。结 论通过对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，使我学到了许多有关机械加工的知
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