论柴油机连杆的加工工艺_毕业设计(编辑修改稿)

论柴油机连杆的加工工艺_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

起来，减少了定 位误差。 具体的办法是，如图 14所示：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（在设计夹具是亦作相应的考虑）。 在精镗小头孔（及精镗小头衬套孔）时，也用小 电子科技大学毕业论文（设计） 论柴油机连杆的加工工艺 2020102 7 图 14 连杆的定位方向 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，粗磨端面，在精镗大、小头孔前，精 密端面。 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图（ 14）连杆的定位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，在两岸加工工艺路线中，在精加工主要 表面开始前，先粗铣两个端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。 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，粗铣一个端面后，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，粗铣后，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。 电子科技大学毕业论文（设计） 论柴油机连杆的加工工艺 2020102 8 二、 加工阶段的划分和加工顺序的安排 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，切削是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。 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要求。 各主要表面的工序安排如下： （ 1）两端面：粗铣、精铣、粗磨、精磨 （ 2）小头孔：钻孔、扩孔、铰孔、精镗、压入衬套后再精镗 （ 3）大头孔：扩孔、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗、洐磨 一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。 三、 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，大头端部与小偷端部的刚性高，变形小，即使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平行度。 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。 在精镗大小头孔时，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，用螺钉在另一侧面夹紧。 小头一端不在端面上定位夹紧，避免可能产生的变形。 电子科技大学毕业论文（设计） 论柴油机连杆的加工工艺 2020102 9 四、 连杆主要面的加工方法 （ 一 ） 连杆两端面的加工 采用粗铣、精铣、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面磨削。 这种方法的生产率较高。 精磨在 M7130 型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种方法的生产率低一些，但精度较高。 （ 二 ） 大头侧面的加工 以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。 装夹工件铣两侧面至 尺寸，保证对称（此对称平面为工艺用基准面）。 五、 连杆主要孔的加工方法 （一） 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，它经过了钻、扩、铰三道工序。 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、铰后，在金刚镗床上与大头孔同时精镗，达到 IT6 级公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镗大头孔。 由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法可能使精镗后的衬套孔与大头 孔中心距超差。 大头孔经过扩、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗和衍磨达到 IT6级公差等级。 表面粗糙度 Ra 为 m，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将连杆与连杆体组合在一起，然后进行精镗大头孔的工序。 这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最后精镗工序中得到修正，以保证孔的形状精度。 （二） 连杆螺栓孔的加工 连杆的螺栓孔经过钻、扩、铰三道工序。 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，夹具上的定位电子科技大学毕业论文（设计） 论柴油机连杆的加工工艺 2020102 10 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。 六、 连杆体与连杆盖的铣开工序 剖分面（亦称结合面）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。 为了保证铣开后的剖分面的平面度不超过规定的公差 ，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，钢片的安装精度的影响也很大。 如果钢片的端面圆跳动不超过 ，则铣开的剖分面能达到图纸的要求，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，在剖分面铣开以后再经过磨削加工。 第五节 夹具使用 夹具的使用应具备适应“一面一孔一凸台”的统一精基准。 而大小头定位销是一次装夹中镗出，故需考虑“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面的垂直度。 为此，精铣端面时，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。 但由于重复定位装卸有困难，因此要求夹具制造精度较高，且采用一定措施，一方面长圆柱销削去一边，另一方面设计顶出工件的装置。 第六节 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 一、 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 ―25 表 ― 26 表 ― 27） 表 12平面加工的工序余量（ mm） 电子科技大学毕业论文（设计） 论柴油机连杆的加工工艺 2020102 11 单面加工方法 单面余量 单面精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 43 粗铣 IT12(+) 40(+) 精铣 IT10(+) (+) 粗磨 IT8(+) (+) 精磨 IT7(+) 38(+) 则连杆两端面总的加工余量为： mmAAAAAACO0152(2 ）（）精磨粗磨精铣粗铣 连杆铸造出来的总的厚度为 mmH 0 43538   二、 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 2― 29 表 2― 34） 表 13大头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为Φ 55mm） 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 洐磨 H6（ +） Φ Φ H6（ +） 精镗 H8(+) Φ Φ H8(+) 半精镗 1 H11(+) Φ 65 Φ 65 H11(+) 电子科技大学毕业论文（设计） 论柴油机连杆的加工工艺 2020102 12 二次粗镗 2 H12(+) Φ 64 Φ 64 H12(+) 一次粗镗 2 H12(+) Φ 62 Φ 62 H12(+) 扩孔 5 Φ 60 Φ 59（177。 1） （根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表 2― 29 表 2― 30） 表 14小头孔各工序尺寸及其公差 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 精镗 H8(+) Φ Φ H8(+) 铰 H9(+) Φ Φ H9(+) 扩 9 H10(+) Φ Φ H10(+) 第七节 各项加工数据的计算 一、 连杆盖卡瓦槽的计算 增环为： 2A ；减环为： 3A ；封闭环为： 0A ① 0A 极限尺寸为： mmAAA nmi imi i 11 m i n1 m a xm a x0        ) (2)(10 AAA mmAAA nmi imi i 11 m a x1 m i nm i n0   电子科技大学毕业论文（设计） 论柴油机连杆的加工工艺 2020102 13 ② A0的上、下偏差为： )()(1 11 10 mmAEIAESE S Anmimi   )( 1 21 20 mmAESAEIE I A nmimi       ③ A0的公差为： mmE IAE S AT )(  ④ A0的基本尺寸为： mmAAA 25530320  ⑤ A0的最终工序尺寸为：  mmA 25  二、 连杆体卡瓦槽的计算 增环为： 1A ；减环为： 2A ；封闭环为： 0A     ) (10)20 (2AAA ① A0极限尺寸为： mmAAA nmi imi i 11 m i n1 m a xm a x0   mmAAA nmi imi i 1 m a x1 m i nm i n0       ② A0的上、下偏差为： mmAEIAESE S A nmimi)(1 11 10   mmAESAEIE I A nmimi1 21 20   ③ A0的公差为： mmE IAE S AT )(  ④ A0的基本尺寸为： mmAAA 8513210  ⑤ A0的最终工序尺寸为：  mmA 8  三、 工时定额的计算 （一） 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 选取数据 铣刀直径 D=100mm 切削速度 Vr=齿数 Z=6 切削深度 ap=3mm 则主轴转速 n=1000V/ D=475r/min 根据表 按机床选取 n=500r/min 则实际切削速度 V= Dn。