连杆体机械加工工艺过程与螺孔专机夹具设计

1、学科类：工科学号:学校代码：密级:航蠢）碼易理工摩擁leinchang institute of technology2015届本科生毕业论文连杆体机械加工工艺过程与螺孔专机夹具设计院系：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化姓名：指导教师：答辩日期：二o五年月毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文连杆体机械加工工艺过程与螺孔专机夹具 设计是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文 中引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文 以明确方式标明。本声明的法律结果市本人独自承担。毕业论文作者签名：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

2、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，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。【关键词】连杆 变形 加工工艺 夹具设计abstractthe connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping

3、device of the connecting rod. the precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial

4、 thick finish machining process. reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .keyword connecting rod deformination processing technology design

5、of clamping device摘要错误!未定义书签。abstract4第一章柴油机连杆加工工艺51. 1连杆的结构特点51.2连杆的主要技术要求51.2.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度61.2.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度61.2.3大、小头孔中心距61.2.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度61.2.5大、小头孔两端面的技术要求61.2.6螺栓孔的技术要求71.2.7有关结合面的技术要求71.3 连杆的材料和毛坯101.4 连杆的机械加工工艺过程121.5连杆的机械加工工艺过程分析141.5.1工艺过程的安排141.5.2 定位基准的选择141.5.3确定合理的

6、夹紧方法161.5.4连杆两端面的加工161.5.5连杆大、小头孔的加工161.5.6连杆螺栓孔的加工171.5.7连杆体与连杆盖的铳开工序171.5.8大头侧面的加工171.6连杆加工工艺设计应考虑的问题171.6.1工序安排171.6.2 定位基准181.6.3 夹具使用181.7切削用量的选择原则181.7.1粗加工时切削用量的选择原则181.7.2精加工时切削用量的选择原则191.8确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差201.8.1确定加工余量201.8.2确定工序尺寸及其公差201.9计算工艺尺寸链211.9.1连杆盖的卡瓦槽的计算211.9.2连杆体的卡瓦槽的计算221.10工

7、吋定额的计算231.10.1铳连杆大小头平面231.10.2粗磨大小头平面241.10.3加工小头孔241.10.4铳大头两侧面2510.5、扩大头孔251.10.6铳开连杆体和盖261.10.7加工连杆体261.10.8铳、磨连杆盖结合而281.10.9铳、钻、镇连杆总成体301.10.10粗镇大头孔311.10.11大头孔两端倒角321.10.12精磨大小头两平面321.10.13半精镇大头孔及精镇小头孔321.10.14精镇大头孔331.10.16小头孔两端倒角331.10.17镇小头孔衬套331.10.18壬行磨大头孔34第二章连杆的检验342观察外表缺陷及目测表面粗糙度342.2连杆

8、大头孔圆柱度的检验342.3连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验342.4连杆大小头孔平行度的检验342.5连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验35第三章夹具设计353.1加工螺孔夹具错误!未定义书签。3.1.1问题的指出错误!未定义书签。3.1.2夹具设计错误!未定义书签。1）定位基准的选择错误!未定义书签。2）夹紧方案错误!未定义书签。3）夹具体设计错误!未定义书签。4）切削力及夹紧力的计算385）定位误差分析39参考文献:39致 谢41第一章柴油机连杆加工工艺1.1连杆的结构特点连杆是柴油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，乂受曲轴的驱动而带

9、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

10、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（基木尺寸相同）。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

11、性能, 而工艺的选择乂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。连杆总成的主要技术要求（图11） 如下。连杆总成图(1-1)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

12、公差等级为it6,表面粗糙度ra应不大于0.4 um；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm,小头孔公差等级为it8,表面粗糙度 ra应不大于3.2 p mo小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025 mm,素线平 行度公差为0.04/100 mm。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牛边缘磨损，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

13、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：190±0.05 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；所以对它也提岀了一定的要求：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)o1.2.5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木尺

14、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0.8um,小头两端 面的尺寸公差等级为it12,表面粗糙度ra不大于6.3 u m。这是因为连杆大 头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端而间有配合要求，而连杆小头两端而与活 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 在连杆小头端而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而

15、也提出了一定的 要求。规定：螺栓孔按it8级公差等级和表而粗糙度ra应不大于6.3 u m加 工；两螺栓孔在大头孔剖分而的对称度公差为0.25 mmo1.2.7有关结合面的技术要求在连杆受动载荷时，接合而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 合而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，要求结合而的平而度 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4

16、5钢、55钢、40cr、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一体。整体锻造的毛坯, 需要在以后

17、的机械加工过程屮将其切开，为保证切开后粗锤孔余量的均匀， 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z,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，采用了连杆车昆锻工艺。图(1-2)为连杆 车昆锻示意图.毛坯加热后，通过上锻车昆模具2和下锻辘模具4的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用银锻法生产的连杆锻件，在表而 质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强

18、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。辘锻需经多次逐渐成形。1 上越滾af最綻棧貝5 迄杆毛坯图(1-2)连杆辐锻示意图图(13)、图(14)给出了连杆的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至1140 12ooc0,先在辘锻机上通过四个型槽进行辗锻制坯见图(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(l-4)o锻好后 的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的冋火索氏体组织，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

19、寸及质量等的全面检查，方能 进入机械加工生产线。a 4we-e图(1-4)连杆预锻.终锻.冲孔示意图q预锻 b)终锻 c)冲孔图(1-3)连杆探锻制坯示意图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（1-1）所示：表（1 1）工序工序名称工序内容工艺装备1铳铳连杆大、小头两平面，每面留磨量0.5mmx52k2粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保证 中心线对称，无标记面称基面。（下同）m73503钻与基面定位，钻、扩、

20、较小头孔z30804铳以基面及大、小头孔定位，装夹工件铳 尺寸99 ± 0.01mm两侧面，保证对称（此 平面为工艺用基准面）x62w组合 机床或专用 工装5扩以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔 为 e 60mmz30806铳以基面及大、小头孔定位，装夹工件， 切开工件，编号杆身及上盖分别打标记。x62w组合 机床或专用 工装锯片铳刀厚2mm7铳以基面和一侧面定位装夹工件，铳连杆 体和盖结合面，保直径方向测量深度为27.5mmx62组合夹 具或专用工 装8磨以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆 体和盖的结合面m73509铳以基面及结合面定位装夹工件，铳连杆体和盖5為黑mmx8mm斜槽x

21、62组合夹 具或专用工 装10總以基面、结合面和一侧面定位，装夹工 件，钮两螺栓座面r12誉保 证尺寸22 ± 0.25 mmx62w11钻钻20)12mm螺栓孔z305012扩先扩20 12mm螺栓孔，再绞2 ml4mm深19mm螺栓孔并倒角z305013較较214mm螺栓孔z305014钳用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装成连杆组件，其扭力矩为100120n.m15粗铿大头孔t6 816倒角大头孔两端倒角x62w17磨精磨大小头两端面，保证大端面厚度为38 据 mmm713018以基面、一侧面定位，半精锤大头孔， 精锤小头孔至图纸尺寸，中心距为190 ±0mm可调双轴镇19

22、精镇大头孔至尺寸t211520称重称量不平衡质量弹簧称21钳按规定值去重量22钻钻连杆体小头油孔6.5mm,10mmz302523压铜套双面气动压 床24挤压铜套孔压床25倒角小头孔两端倒角z305026半精镇、精镇小头铜套孔t211527術磨術磨大头孔術磨机床28检检查各部尺寸及精度29探伤无损探伤及检验硬度30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

23、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屈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屮有

24、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 工屮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

25、序安排如下：（1）两端面：粗铳、精铳、粗磨、精磨（2）小头孔：钻孔、扩孔、较孔、精镇、压入衬套后再精镇（3）大头孔：扩孔、粗镇、半精镇、精镇、金刚镇、術磨一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的屮间或后面。 1.5.2定位基准的选择在连杆机械加工工艺过程屮，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而。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，如图（1-5）所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一而不图（1-5）连杆的定位方

26、冋与夹具的定位元件接触（在设计夹具时亦作相应的考虑）。在精镇小头孔（及 精镯小头衬套孔）时，也用小头孔（及衬套孔）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（及衬套孔）定位夹紧后，再从小头孔 屮抽出假销进行加工。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，粗磨端面，在精镇大、小头孔前，精磨端面。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、扩孔和較孔，这些工序对 于较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。在第一道工序屮，工件的各个表面都是毛坯表面，

27、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，在精加工主要表而开始前，先粗铳两个端面，其中粗磨端而又 是以毛坯端面定位。因此，粗铳就是关键工序。在粗铳中工件如何定位呢？ 一个方法是以毛坯端面定位，在侧而和端部夹紧，粗铳一个端而后，翻身以 铳好的而定位，铳另一个毛坯而。但是由于毛坯而不平整，连杆的刚性差， 定位夹紧时工件可能变形，粗铳后，端而似乎平整了，一放松，工件又恢复 变形，影响后续工序的定位精度。另一方

28、而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，同时可以铳工件的 端而，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 是以对称而定位，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。在粗铳两端而的夹具中，夹紧力的方向与端而平行，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

29、而的方向上，很少或不会影响端面的平而度。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。在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端面上，并由定位 元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精锤大小头孔时，只以大平面（基面） 定位，并且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧而 夹紧。小头一端不在端而上定位夹紧，避免可能产生的变形。1.5.4连杆两端面的加工采用粗铳、精铳、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、 小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床 上，使用砂瓦拼成的砂轮端而磨削。这种方法的生产率较高。精磨在m713o 型平

30、而磨床上用砂轮的周边磨削，这种办法的生产率低一些，但精度较高。 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。小头孔是定位基而，在用作定位基而之前，它经过了钻、扩、较三道工 序。钻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。小头孔在钻、扩、较后，在金刚镇床上与大头孔同时精镇，达到it6级公 差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镇大头孔。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镇后的衬套孔与大头孔的中 心距超差。大头孔经过扩、粗镇、半精镇、精镇、金刚镇和裁亍磨达到it6级公差等级。

31、 表而粗糙度r"为0.4um,大头孔的加工方法是在铳开工序后，将连杆与连 杆体组合在一起，然后进行精锂大头孔的工序。这样，在铳开以后可能产生 的变形，可以在最后精镇工序中得到修正，以保证孔的形状精度。1.5.6连杆螺栓孔的加工连杆的螺栓孔经过钻、扩、较工序。加工时以大头端而、小头孔及大头 一侧而定位。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 较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。粗铳螺栓孔端而采用工件翻身的方法，这样铳夹具没有活动部分，能保 证承受较大的铳削力。精铳时，为了保证螺栓孔的两个端而与连杆大头端而 垂直，使用两工位夹具。连杆在夹具的

32、工位上铳完一个螺栓孔的两端而后， 夹具上的定位板带着工件旋转180° ,铳另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓 孔两端而与大头孔端而的垂直度就由夹具保证。1.5.7连杆体与连杆盖的铁开工序剖分面（亦称结合而）的尺寸精度和位置精度由夹具本身的制造精度及 对刀精度来保证。为了保证铳开后的剖分而的平而度不超过规定的公差 0.03mm，并且剖分面与大头孔端面保证一定的垂直度，除夹具本身要保证精 度外，锯片的安装精度的影响也很大。如果锯片的端而圆跳动不超过0.02 mm, 则铳开的剖分而能达到图纸的要求，否则可能超差。但剖分面本身的平面度、 粗糙度对连杆盖、连杆体装配后的结合强度有较大的影响。因此

33、，在剖分而 铳开以后再经过磨削加工。1.5.8大头侧面的加工以基而及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。装夹工件铳两侧而至尺 寸，保证对称（此对称平而为工艺用基准而）。1.6连杆加工工艺设计应考虑的问题1.6.1工序安排连杆加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（1）连杆的刚度比较低, 在外力作用下容易变形:（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时会产 牛较大的残余内应力。因此在连杆加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序 一定要分开。1.6.2定位基准精基准：以杆身对称面定位，便于保证对称度的要求，而且采用双而铳, 可使部分切削力抵消。统一精基准：以大小头端而，小头孔、大头孔一侧而定位。因为端

34、而的 而积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。1.6.3夹具使用应具备适应“一而一孔一凸台”的统一精基准。而大小头定位销是一次 装夹中镇出，故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的， 当连杆定位装夹后，再抽出定位销进行加工。保证螺栓孔与螺栓端而的垂直度。为此，精铳端而时，夹具可考虑重复 定位情况，如采用夹具限制7个自由度（其是长圆柱销限制4个，长菱形销 限制2个）。长销定位目的就在于保证垂直度。但由于重复定位装御有困难， 因此要求夹具制造精度较高，且采取一定措施，一方面长圆柱销削去一边， 另一方而设计顶出工件的装置。1.7切削用量的选择原则正确地选择切削用量，

35、对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济 性，保证加工质量，具有重要的作用。1.7.1粗加工时切削用量的选择原则粗加工时加工精度与表而粗糙度要求不高，毛坯余量较大。因此，选择粗 加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率） 和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。金屈切除率可以用下式计算：zw v.f.ap.1000式中：zw单位时间内的金屈切除量（mn?/s）v切削速度（m/s）f进给量（mm/r）ap切削深度（mm）提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是， 在这三个因素屮，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响 最小的是

36、切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个 尽可能大的吃刀深度ap,其次选择一个较大的进给量度f,最后确定一个合适的 切削速度v.选用较大的即和f以后，刀具耐用度t显然也会下降，但要比v对t的 影响小得多，只要稍微降低一下v便可以使t回升到规定的合理数值，因此, 能使v、f、ap的乘积较大，从而保证较高的金属切除率。此外，增大ap可使 走刀次数减少，增大f又有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用 量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。1）切削深度的选择：粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件 组成的工艺系统的刚性来确定。在保留

37、半精加工、精加工必要余量的前提下, 应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时， 才考虑分几次走刀。2）进给量的选择：粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工 艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、 刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的 情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小 进给量。3）切削速度的选择：粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、 进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床 的许用功率。如超过了机床的许用功

38、率，则应适当降低切削速度。1.7.2精加工时切削用量的选择原则精加工时加工精度和表而质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此， 选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提 高生产效率。1）切削深度的选择：精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余 量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工 质量。2）进给量的选择：精加工时限制进给量提高的主要因素是表而粗糙度。进给量增大时，虽 有利于断屑，但残留而积高度增大，切削力上升，表而质量下降。3）切削速度的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑 瘤和鳞刺。一

39、般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高 切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速， 以避开积屑瘤产生的范围。由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度如和进给量f,并在保证合理刀 具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度v,以保证加工精度和表而质量，同时满足生产率的要求。1.8确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差1.8.1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）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4312.5粗铳1.5it12(+0.320 0

40、 丿40 俨°)12.5精铳0.6it10(0 丿38.8(3.2粗磨0.3it8(+0.050 0 丿382( j®。)1.6精磨0.1it7(+0.025 0 丿38（船）0.8则连杆两端而总的加工余量为:sax2a总二曰二（a粗恍+a粘恍+a粗胖+a粘群 ）x2=（1.5+0.6+0.3+0）x2=5-o.55 mm（2）、连杆铸造出来的总的厚度为11=44+690 55 = 505511.8.2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75 mm）工序名称工序基本余量工序经济精度工序

41、尺寸最小极限尺寸表面粗糙度壬行磨0.08h6（捫乍7575恥（严）0.4精镇0.4昭严）75.4rrq/+o.o46 75.40.8半精镇1h11(捫)754>75血1（捫）1.6二次粗镇2w12(30)7474川2（幣）6.3一次粗锂2hl 2(拧)72722（严）12.5扩孔5700>69 仕 1)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229表230）匚序 名称工序基本 余量匸丿芋经济 精度工序 尺寸最小极限尺寸表面 粗糙度精镇0.2肌（严3）430)43(+0.025)1.6餃0.2砂（嘗2）042.29043.29(+0.052)6.4扩9h

42、10（严）4242(+0.084)12.5钻钻至40h13拧040040+0-3312.51.9计算工艺尺寸链1.9.1连杆盖的卡瓦槽的计算；封闭环为：4）>增环为：a ；减环为：£1）、观极限尺寸为:ai(30±0.20)0 max加 ty ai max/=!”一1 <v a .zmin二 30. 20-4. 95=25. 25 mmaoa2(5+ 0.1705丿二 29. 8-5. 1二 24. 7 mm2）、&）的上、下偏差为:es他esa厂工eiaj二0. 20-(-0.05)=0. 25 (mm)加t<el%=工 eia厂工 esa/=!

43、i=rn+=-0. 20-0. 10=-0. 30 (mm)3）> 4）的公差为:t es e%=0. 25- （0. 30）=0. 55 mm4）、的基本尺寸为：二 30-5=25 mm5）、a）的最终工序尺寸为：a)= 25(掘)mm1.9.2连杆体的卡瓦槽的计算一 ao 一封闭环为：a）ak13 舗)> 增环为：ai ；减环为：a21）、入极限尺寸为：m ta) maxya./r max=13. 30-4. 95=8. 35 mm川t申_<a)min / i min maxi=l/=/?:+!=12.9-5. 1=7. 8 mm2）人）的上、卜偏差为:用t 上?_<

44、;esa=工 esa厂工 el 4 i=i/=/n+l=0. 30-(-0. 05)=0. 35 mme%=2eiai_esaji=m+=-o. 10-0. 10=-0. 20 min3）、观的公差为:tq = esa - eiaq二0. 35-(-0.20)二0. 55 mm4）、a）的基本尺寸为:=13-5=8 mm5）人）的最终丄序尺寸为:n/+0.35°v-o.2o1.10工时定额的计算1.10.1铁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2.4-81选取数据 铳刀直径d = 100 mm切削速度 2 2.47 m/smm切削宽度ae= 60 mm铳刀齿数z

45、= 6切削深度ap=3则主轴转速 n = 1000v/d = 475 r/min根据表3.1一31按机床选取n = 500 /min则实际切削速度v二龙dn/ (1000x60) = 2.67 m/s铳削工时为：按表2.510l= 3 mm li = yjae(d - ae) +1.5 =50 mml2 = 3 mm基木时间 tj = l/fm z = (3+50+3)/(500 x 0.18 x 6) = 0.11 min 按表 2.546辅助时间 ta=0.4x0.45 = 0.18 min1. 10. 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2.4-170选取数据砂轮

46、直径d二40 mm磨削速度v二0.33 m/s切削深度 ap = 0.3 mmfro = 0.033 mm/rz = 8则主轴转速 n = iooov/ttd = 158.8 r/min根据表3.1一48按机床选取n二100 r/min则实际磨削速度v二龙dn/ (1000x60) = 0.20 m/s 磨削工吋为：按表2.5-11基本时间 tj= zbk/nfroz = (0.3 x 1)/(100x0.033x8) = 0.01 min 按表3.1一40辅助时间ta= 0.21 min1.10.3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2.4-38)选取数据钻

47、头直径d二40 mm切削速度v二0.99 mm切削深度ap = 10 mm进给量f二0.12 mm/r则主轴转速 n 二 iooov/ttd = 945 r/min根据表3.1一30按机床选取n二1000 r/min则实际钻削速度v二龙dn/ (1000x60) = 1.04 m/s钻削工吋为：按表2.5-7l = 10 mml1 = 1.5 mml2 = 2.5mm基本吋间 tj = l/fn = (10+1.5+2.5)/(0.12x1000)二 02 min按表2.5一41辅助吋间ta = 0.5 min按表2.5一42其他吋间tq= 0.2 min(2) 扩小头孔选用钻床z3080根据

48、机械制造工艺设计手册表2.4-53选取数据扩刀直径d二30 mm切削速度v二0.32 m/s切削深度ap= 1.5 mm进给量f二0.8 mm/r则主轴转速 n 二iooov/ttd = 203 r/min根据表3.1 一30按机床选取n = 250 r/min则实际切削速度v二龙dn/ (1000x60) = 0.39 m/s扩削工时为：按表2.57l = 10 mml1 = 3 mm基本时间 tj=l/fn=(10+3)/(0.8x250)=0.07 min按表2.541辅助时间ta=0.25 min较小头孔选用钻床z3080根据机械制造工艺设计手册表2.4-81选取数据较刀直径d = 3

49、0 mm切削速度v二0.22 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3.1一31按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度v二龙dn/ (1000x60) = 0.32 m/s较削工时为：按表2.57l= 10 mml1 =0 l2=3 mm基本时间 tj = l/fn = (10+3)/(0.8x200) = 0.09 min按表2.541辅助时间ta=0.25 min1. 10.4铁大头两侧面选用铳床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.4-77(88)选取数据铳刀直径d = 20 mm切削

50、速度v = 0.64 m/s铳刀齿数z = 3切削深度ap = 4 mm af=00mm/r则主轴转速 n 二 1000v/d = 611 r/min根据表3.1 74按机床选取n=750 r/min则实际切削速度v二龙dn/ (1000x60) = 0.78 m/s铳削工时为：按表2.510l=40 mm ll =-©,) +1.5=8.5 mml2=2.5 mm基本吋间 tj二 l/fmz = (40+8.5+2.5)/(750x0.10x3)二0.23 min按表 2.546辅助吋间 ta = 0.4x0.45 = 08 min1.10.5、扩大头孔选用钻床床z3080刀具:扩

51、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二1.29 m/s进给量f二0. 50 mm/r切削深度ap =3. 0 mm 走刀次数i二1则主轴转速n二looov/和二410 r/min根据表3. 141按机床选取n二400 r/min则实际切削速度 v=dn/ (1000x60) =1.256 m/s扩削工时为：按表2.57l = 40 mmli = 3 mml2 二3 mm基本时间：0 =请=x 1 二 023(min)a =%lx(cfg.+l 2)厶=241.10.6铳开连杆体和盖选用铳床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.4-79(90)选

52、取数据铳刀直径d = 63 mm切削速度v = 0.34 m/s切削宽度ae = 3 mm铳刀齿数z = 24切削深度 ap = 2 mmaf = 0.015 mm/rd = 40 mm则主轴转速 n = 1000v/d = 103 r/min根据表3.1一74按机床选取n=750 r/min则实际切削速度v二龙dn/ (1000x60) = 2.47 m/s铳削工时为：按表2.510j"? - （d - 2d” 尸17 mml1= j（d-町）+ 加“l2 = 2 mm基本时间 tj= li/fm = (17+6+2)/(148) = 0.17 min按表 2.546辅助时间 t

53、=0.4x0.45=08 min1.10.7加工连杆体(1) 粗铳连杆体结合面选用铳床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.4-74 (84)选取数据 铳刀直径d = 75 mm切削速度v = 0.35 m/s切削宽度ac = 0.5 mm铳刀齿数z = 8切削深度 ap=2 mm ar = 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=龙dn/ (1000x60) = 2.94 m/s铳削工时为：按表2.510l = 38 mm li = ae(d - ae) +1.5 = 7.5 mm l2 =

54、 2.5 mm基本时间 tj = l/fnz = (38+7.5+2.5)/(2.96x60x8) = 0.03 min按表 2.546辅助时间 ta=0.4x 0.45=0.18 min(2) 精铳连杆体结合面选用铳床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.4-84选取数据 铳刀直径d = 75 mm切削速度v二0.42 m/s铳刀齿数z = 8切削深度ap = 2 mma：0.7 mm/r切削宽度 &=0.5 mm则主轴转速 n = 1000v/d =107 r/min根据表3.1一74按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度v= 7rdn/ (1000x60) = 2.94 m/s铳削工时为：按表2.510l = 38 mm li ='ae +1.5 = 7.5 mml2 = 2.5 mm基本时间 tj = l/fmz = (38+7.5+2.5)/(2.96x60x8) = 0.03 min按表 2.546辅助时间 t = 0.4 x 0.45 =