毕业设计论文-汽车连杆的加工工艺编制及其工装设计

毕业设计论文-汽车连杆的加工工艺编制及其工装设计内容摘要：

验、清洗和去毛刺等工序。 其中检验是主要的辅助工序，是保证产品质量的重要措施。 加工工艺过程的安排 连杆的加工顺序大致如下：粗磨（铣）上下端面 —— 钻、拉小头孔 —— 拉大孔两侧面 —— 切开 —— 磨接合面 —— 配对加工螺栓孔 —— 装配合件 —— 精加工合件 ——大小孔光整加工 — — 称重去重 —— 检验，标记分组 —— 成品入库 连杆小头孔压入衬套后常以金刚镗孔作为最后精加工工序，大头孔常以珩磨作为底孔的最后精加工工序。 编制加工工艺方案 工艺路线方案 ： 、小头定位面 螺栓窝座 （扩 — 镗 —— 铰） 中山火炬职业技术学院毕业项目 8 、去重 ，测量分组 ，除去螺栓，配套连接 处理 零件的加工工艺过程分析 定位基准的选择 加工中可供作定位基准面的表面有：大头孔、小头孔、上下两端面、大小头孔两侧面等。 这些表面在加工过程中不断地转换基准，由粗到精，逐步形成。 在 工艺路线方案中：工序 1中粗磨平面的基准面是毛坯底平面，小头外圆和大头一侧；工序 2中仍采用平面为基准面，但此时平面为精基准；大头两侧面以两侧自定心定位；镗大头孔时的定位基准为一平面，小头孔和大头孔一侧面；而镗小头孔时可选一平面、大头孔和小头孔外圆等。 连杆加工中精基准的选择，要保证其对称性和 孔的壁厚均匀。 如工艺路线方案中：工序 2钻小头孔时，钻模是以小头外圆定位，来保证孔与外圆的同轴度，使壁厚均匀，符合技术要求。 连杆的检验 杆加工工序长，中间又插入质检处理工序，因而需经多次中间检验、最终检验项目和其它零件一样，包括尺寸精度，形状精度和位置精度以及表面粗糙度的检验，只不过连杆某些要求较高而已。 由于装配的要求，大小头孔要按尺寸分组，连杆的位置精度测量要在检具上进行。 如大头孔轴心线在两个相互垂直方向上的平行度，可采用图 31所示的方法进行。 在大头孔中塞入心轴搁在等高垫铁上， 使大头心轴与平板平行。 将连杆置于直立位置时中山火炬职业技术学院毕业项目 9 （ a） ,在小头孔心轴上距离为 100mm 处测量高度的读数差，即为大小头孔在连杆轴心线方向的平行度误差值；工件置于水平位置时（ b）同样方法测出来的读数差值，即为大小孔在垂直连杆轴心线方向的平行度误差值。 连杆还要进行探伤检查其内在质量。 图 31 连杆大小头孔在两个相互垂直方向平行度的检验 加工设备及工艺装备的选择 机床设备与工艺装备是零件加工的物质基础，是加工质量和生产率的重要保障。 为了合理的选择加工设备和工艺装备，必须对各种 机床的规格、性能、生产率、经济性和工艺装备的种类、精度、规格、可靠性等进行详细的了解。 总的原则是根据零件的生产类型与加工要求，使所选择的加工设备及工艺装备既能保证加工质量，又经济合理。 连杆属于大批量生产产品，加工技术要求较为严格，尺寸公差精度要求高，应多采用高效专用机床、组合机床流水线与随机专用夹具，并考虑工序集中原则，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。 文献 《机械加工工艺师手册》中指出： 组合机床是按系列化、标准化、通用化原则设计的通用部件，以及按被加工工件形状和加工工艺要求而设计的专用部件所组成的高效专用机床。 专用组合机床可实现多刀切削，自动化程度较高，生产效率也较高，加工精度稳定，制造成本低。 加工连杆 连杆两端面的加工 如果毛坯精度高，可以不经粗铣而直接粗磨。 精磨工序应安排在精加工大小孔之中山火炬职业技术学院毕业项目 10 前，以保证与端面的相互垂直度要求。 粗磨和精磨应在不同的机床上进行。 如工艺路线方案中：工序 17 是在双轴立式平面磨床上进行两头孔端面的精磨工序（图 32）。 磨床上有两根主轴，分别装有高速旋转的砂轮 1和 2，砂轮 2 比砂轮 1略低一些，可分别调整磨削深度，磨削连杆的不同端面。 所以Ⅰ、Ⅱ工位的定位基 面不是等的，第Ⅱ工位比第Ⅰ工位高，其高出量就是一端面的加工余量。 图 32 磨削连杆两端面示意图 连杆大、小头孔的加工 大小头孔加工既要保证本身的精度、表面粗糙度要求，还要保证相互位置和孔与端面垂直度要求。 小头底孔径由钻孔、倒角、拉孔三道工序而成。 钻孔用外圆定位、心夹具，以保证壁厚均匀。 小头孔经倒角后在立式拉床上拉孔，然后压入青铜衬套，再以衬套内孔定位，在金刚镗床上精镗内孔。 如工艺路线方案中：工序 26 加工过程中定位加紧方式为镗孔前大头孔以内涨心轴定位，小孔插入菱形假销 ，并使端面紧贴支承面后将工件夹紧。 抽出假销进行精镗小头衬套孔。 大头孔经切开后，这时连杆体和连杆盖的圆弧均不成半圆，故在工艺路线方案中：工序 7精拉连杆体和连杆盖的侧面及接口面时，同时拉出圆弧面。 此后，大头孔的粗镗、精镗、珩磨工序都是在配套合装后进行的。 螺栓孔的加工 对于整体锻造的连杆，螺栓孔的加工是在切开后，接合面经精加工后进行的。 这样易于保证螺栓孔与接合面的垂直度。 因其精度要求较高，一般需要经钻 —— 扩 ——镗 —— 铰等加工工序。 工艺路线方案中在工序安排上分二个阶段，第一阶段是在连杆体和连杆盖分开 状况下的加工（工序 工序 11～ 13）；第二阶段是在连杆体和连杆盖合装后的加工（工序 14）。 中山火炬职业技术学院毕业项目 11 确定 机械加工余量、切削用量、工序尺寸及毛坯尺寸 加工余量是指加工过程中的加工表面切去的材料层厚度，主要分为工序余量和加工总余量两种。 加工余量的大小对于零件的加工质量、生产率和生产成本均有较大的影响，应当合理地确定加工余量。 切削用量是切削加工过程中切削速度、进给量和切削深度的总称。 合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和机床性能，在保证加工质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。 在选择切削量时 ，应考虑的侧重点不同：粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故一般选用尽可能大的切削深度和进给量。 最后根据刀具的耐用度要求确定合适的切削速度；精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要求，故一般选用较小的进给量和切削深度，而尽可能选用较高的切削速度。 工件从毛坯加工至成品的过程中，要经过多道工序，每道工序都将得到相应的工序尺寸。 工序尺寸是指某一个工序加工达到的尺寸，其公差即为工序尺寸公差，各个工序的加工余量确定后，即可确定工序尺寸及其公差。 制定合理的工序尺寸及其公差是确保加工工艺规程、 加工精度和加工质量的重要内容。 连杆是活塞式发动机内的一个重要零件，确定其材料为 45钢。 由于产品的形状结构为细长的变截面非圆形杆件，生产类型是大批量生产，所以毛坯选用模锻整体锻造成形。 由文献 《工差配合与测量技术》可查， 该种锻件的尺寸公差等级 CT 为 IT11～ IT12级。 故取 CT为 IT11 级。 可用查表法确定各表面的总余量，但是由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。 现将调整后的毛坯主要尺寸及公差如表 3所示： 表 3 连杆 毛坯 主要尺寸 及公差（ mm） 中山火炬职业技术学院毕业项目 12 粗磨连杆大小两端面 该 工序选用双轴立式平面磨床对连杆大小两端面进行粗磨。 粗磨平面的基准面是毛坯底平面、小头外圆和大头一侧。 磨第一面至尺寸 39+0 +，磨第二面至尺寸 +0 ，表面粗糙度到。 由毛坯尺寸公差和本工序的加工尺寸，计算可得磨削时的余量为。 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 3355， 取平面磨削砂轮速度为 vs =20 sm ； 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 3358， 选取工作台纵向进给量 fa =2 stmm ，磨削深度 ap = dstmm。 钻、拉小头孔 孔先由高速钢钻头钻出底孔后，再由圆空拉刀拉削。 在加工过程中钻孔用外 圆定心夹具，保证小头孔壁厚均匀，孔经倒棱后在立式拉床上拉孔。 钻孔：工序尺寸及公差为 Φ + ； 拉孔：工序尺寸及公差为 Φ + 0 ； 由毛坯尺寸公差和本工序的加工尺寸，计算可得钻削余量为 ，拉削余量为。 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 2810， 取钻孔时的进给量 fa = rmm ；钻削深度 ap = ； 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 3201，可得拉削时切削厚度为 ，拉削深度 vc=5 minm ； 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 2813， 取钻孔时的切削速度 vc=,20 minm ； 由此计算出转速为： n=d 1000Vc= 202000 =225 minr 按钻床的实际转速取： n=275 minr ,则实际切削速度为： vc=24 minm。 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 2814，轴向力为 11085N；转矩为 ；功率为。 切断整体锻件 该工序选用双面卧式组合铣床对整体锻件进行切断加工，加工过程中由大头侧面定位基准，选用高速钢锯片切断刀加工工件。 由文献 《机械加工工艺师 手册》 表 3014， 已知锻件厚度约为 40mm,选取切断铣刀厚度为 3～ 5mm,铣刀 ,直径为 100mm(可切断厚度为 50mm),每齿进给 fa= rmm ； 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 3023，取铣削速度 vc=30 minm ； 中山火炬职业技术学院毕业项目 13 精拉连杆体和连杆盖的两侧接合面及圆弧面 工序选用卧式连续拉床对连杆体和连杆盖的两侧接合面及圆弧面进行拉削加工，工序余量为 1mm。 拉削： 工序尺寸及公差为 —— 大头两侧宽 1080 ；两孔 中心距 + mm；连杆盖高度 + mm；两圆弧面 Φ +0 1 mm。 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 321，可得拉削时切削厚度为 ，拉削深度 vc=5 minm ； 锪连杆体和连杆盖的螺栓窝座 该工序用双面卧式锪孔组合机床对连杆体和连杆盖的螺栓窝座进行加工，选用高速钢锪孔钻头。 连杆体：窝座尺寸Φ 25mm。 连杆盖：窝座尺寸Φ 29mm。 由文献 《机械加工工艺师手册》 表 2834， 取锪孔加工的切削用 量为 :进给量fa= rmm ； 切削速度为： vc=24 minm ； 由此可计算出主轴转速： n = = =306 minr 精加工螺栓孔 该工序采用五工位组合机床对连杆体和连杆盖的螺栓孔进行精加工，选用Φ 、Φ 、Φ 13的 高速钢钻头， YT30 镗刀，Φ H7mm 的机用铰刀对尺寸要求不同的孔进行加工： 第一工位：将连杆体和连杆盖在夹具中定位并夹紧 (标记向上 )放在工作台指定位置； 第二工位：扩连杆盖上螺栓孔Φ 深度 19mm ； 第三工位：阶梯扩连杆体和连杆盖的螺栓。