1、 承德石油高等專科學校 機械工程系 課程設計說明書機械制造技術連桿設計 姓 名： 學 號： 專業班級： 承德石油高等專科學校機械工程系 2012年12月摘 要連桿是柴油機的主要傳動件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其部分加工工藝夾具的設計。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內應力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術要求。關鍵詞: 連桿 加工工藝 夾具設計 鉆螺栓孔目 錄第1章 序言11.1連桿的結構特點11.2連桿生產的工藝方法1第2章 連桿

2、加工工藝規程22.1 連桿的技術要求22.1.1 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度22.1.2 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度22.1.3 大、小頭孔中心距22.1.4 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度22.1.5 大、小頭孔兩端面的技術要求32.1.6螺栓孔的技術要求32.1.7對口面的技術要求32.2連桿的材料和毛坯32.3 工藝過程設計32.3.1 基準的選擇32.3.2制定工藝路線32.4 連桿的機械加工工藝過程分析52.4.1 工藝過程的安排52.4.2 定位基準的選擇52.4.3確定合理的夾緊方法52.4.4 連桿兩端面的加工52.4.5 連桿大、小頭孔的加工52.

3、4.6 連桿螺栓孔的加工62.4.7 連桿體與連桿蓋的銑開工序62.5 切削用量的選擇原則62.5.1 粗加工時切削用量的選 擇原則62.5.2 精加工時切削用量的選擇原則72.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差72.6.1 確定加工余量72.6.2 確定工序尺寸及其公差82.7 工時定額的計算82.7.1螺栓孔的加工8第三章連桿螺栓孔夾具設計103.1 機床夾具設計的基本要求和一般步驟103.1.1 對專用夾具的基本要求103.2 連桿零件的鉆床夾具設計103.2.1 零件本工序的加工要求分析113.2.2 確定夾具類型113.3 擬訂定位方案和選擇定位元件113.4 繪制夾具總裝

4、圖11收獲與體會12致 謝13參考文獻14第1章 序言1.1連桿的結構特點連桿是汽車發動機中的主要傳動部件之一，它把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質的底，底的內表面澆有一層耐磨巴氏合金。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更換。在發動機工

5、作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質量，以減小慣性力的作用。為了保證發動機運轉平衡，同一發動機中各連桿的質量不能相差太大。考慮到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設有油孔，發動機工作時，依靠曲軸的高速轉動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的摩擦運動副。1.2連桿生產的工藝方法當今全球汽車發動機連桿大批量生產中傳統的期造連桿和模鍛連桿仍占主導地位,但正面臨著其它新制造方法或新工藝、新材料的挑戰與競爭： 粉末鍛造鋼連桿及鋁合金連桿與燒結鋼

6、連桿以及連桿的裂解剖分工藝都是頗具競爭力新技術, 粉末鍛造的工件物理性能及工藝性能優良，從而使經粉末鍛造制成的高強度連桿零件的綜合性能，特別是沖擊韌性及疲勞性能顯著提高。斷裂剖分工藝的應用，大大簡化了連桿的生產工藝流程。傳統的連桿生產工藝流程一般需14道切削加工工序，而應用斷裂剖分工藝，只需6道切削加工工序就夠了。預計21世紀這些新技術將大量取代目前傳統工藝方法。第2章 連桿加工工藝規程2.1 連桿的技術要求連桿的作用是把活塞和曲軸聯接起來，使活塞的往復直線運動變為曲柄的回轉運動，以輸出動力，同時又壓縮汽缸內氣體。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因

7、素。反映連桿精度的參數主要有6個：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度；（6）連桿組內的為了保證柴油機平穩運轉，連桿的重量不能超過一定范圍。圖 2-1 連桿的技術要求2.1.1 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級為IT6，表面粗糙度Ra應不大于0.8m；大頭孔的圓柱度公差為0.012 mm，小頭孔公差等級為IT8，表面粗糙度Ra應不大于3.2

8、m。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025 mm，素線平行度公差為0.04/100 mm。2.1.2 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時使曲軸的連桿軸頸產生邊緣磨損，所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較小；而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.020.04 mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.040.06 mm。2.1.3 大、小頭孔中心距大小頭孔的中

9、心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發動機的效率，所以規定了比較高的要求：185±0.036 mm。2.1.4 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規定其垂直度公差等級應不低于IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100 mm長度上公差為0.08 mm）。2.1.5 大、小頭孔兩端面的技術要求連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但從技術要求是不同的，大頭兩端面的尺寸公差等級為IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8m, 小頭兩端面的尺寸公差等級為IT12，表面粗糙度Ra不大

10、于6.3m。這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。2.1.6螺栓孔的技術要求在前面已經說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規定：螺栓孔按IT8級公差等級和表面粗糙度Ra應不大于6.3m加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0.25 mm。2.1.7對口面的技術要求在連桿

11、受動載荷時，對口面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結合不良，從而產生不均勻磨損。結合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結合面的平面度的公差為0.025 mm。2.2連桿的材料和毛坯汽車發動機連桿是承受強烈沖擊及動態應力最高的典型動力學負荷零件，其負荷與其自身質量成比例，因此桿的輕量化對發動機具有特別的重要意義。如減輕發動機質量，可導致發動機上所有擺動體質量的減少，對發動機的運轉噪聲、震動、燃料消耗等將產生良好的作用。更重要的是，由于粉末鍛造采用粉末坯料的稱量法，使每根連桿得

12、到同一重量，因此，連桿聯接曲軸旋轉時，明顯減輕了動平衡所引起的影響。粉末鍛造技術是常規的粉末冶金工藝和精密鍛造有機結合而發展起來的一項頗具有市場、競爭力的少、無切削金屬加工方法，以金屬粉末為原料，經過預成形壓制，在保護氣氛中進行加熱燒結及作為鍛造毛坯，然后在壓力機上一次鍛造成形和實現無飛邊精密模鍛，獲得了與普通模鍛件相同密度、形狀復雜的精密鍛件。它既有粉末冶金成形性能較好的優點，又發揮鍛造變形有效地改變金屬材料組織和性能作用的特點，使粉末冶金和鍛造工藝在生產上取得了新的突破，特別適宜大批量生產高強度、形狀復雜的結構零件，因此在各工業部門中有較大推廣應用的發展前途。連桿的材料參考了德國krebs

13、oge公司為寶馬公司生產的美洲虎發動機AJV8型粉末鍛造連桿，所用預合金鋼粉的牌號為AIS14200，其化學成分(W)為：025 035Mn、025 045Mo、025 035Ni、0 1 0 1Cr、0 65C、其余為Fe。由于這種低合金鋼粉的化學成分均勻，物理性能及工藝性能優良，從而使經粉末鍛造制成的高強度連桿零件的綜合性能，特別是沖擊韌性及疲勞性能顯著提高。2.3 工藝過程設計2.3.1 基準的選擇統一精基準：以大小頭端面，小頭孔、大頭孔一側面定位。因為端面的面積大，定位穩定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距同時可以消除基準不重合誤差。2.3.2制定工藝路線一般的連桿工藝路線是

14、：拉大小頭兩端面粗磨大小頭兩端面拉連桿大小頭側定位面拉連桿蓋兩端面及桿兩端面倒角拉小頭兩斜面粗拉螺栓座面，拉配對打字面、去重凸臺面及蓋定位側面粗鏜桿身下半圓、倒角及小頭孔粗鏜桿身上半圓、小頭孔及大小頭孔倒角精銑螺栓座面銑斷桿、蓋小頭孔兩斜端面上倒角加工螺栓孔拉桿、蓋結合面及倒角去配對桿蓋毛刺清洗配對桿蓋檢測配對桿蓋結合面精度人工裝配扭緊螺栓打印桿蓋配對標記號精磨連桿桿身兩端面粗鏜大頭孔及兩側倒角半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度壓入小頭孔襯套稱重去重精鏜大頭孔、小頭襯套孔清洗最終檢查成品防銹。對于粉末鍛造的毛坯由于具有較高的表面質量所以工藝粗鏜桿身下半圓、倒角及小頭

15、孔之前的工藝都可以省略因此連桿的工藝如下方案工序I. 精銑連桿兩端面工序II. 擴鉸小頭孔工序III. 粗鏜桿身上半圓工序IV. 粗鏜大頭孔下半圓工序V. 精銑螺栓座面工序VI. 銑斷工序VII. 粗、精銑對口面工序VIII. 鉆、鉸桿、蓋螺栓孔工序IX. 精磨連桿連桿蓋對口面工序X. 銑瓦槽工序XI. 清洗工序XII. 連桿配對并裝配工序XIII. 自動擰緊工序XIV. 精磨兩端面工序XV. 精鏜小頭孔工序XVI. 半精鏜大頭孔工序XVII. 大頭孔倒角工序XVIII. 壓襯套工序XIX. 鉆油孔工序XX. 稱重去重去毛刺工序XXI. 精鏜大頭孔精鏜襯套孔工序XXII. 研磨大頭孔工序XXI

16、II. 去毛刺工序XXIV. 退磁工序XXV. 總成清洗工序XXVI. 終檢工序XXVII. 自動打流水號工序XXVIII. 成品防銹連桿的主要表面為大兩端面，較重要的表面為連桿體和蓋的結合面及連桿螺栓孔定位面，次要表面為軸瓦鎖口槽及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個階段：第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續加工準備精基準；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括為合裝做準備的螺栓孔和結合面的加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第

17、三階段則主要是最終保證連桿各項技術要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的精加工階段。2.4 連桿的機械加工工藝過程分析2.4.1 工藝過程的安排在安排工藝進程時，就要把各主要工序的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產生變形。粗、精加工分開后，粗加工產生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及

18、內應力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術條件。各主要表面的工序安排如下：1兩端面：先精銑后精磨2小頭孔：擴孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜3大頭孔：粗鏜、半精鏜、精鏜、研磨。一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。2.4.2 定位基準的選擇在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩定，用小頭孔定位可直接 控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準統一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖（15）所示：在安裝工件時，注意將成套編號標記

19、的一面不與夾具的定位元件接觸（在設計夾具時亦作相應的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。2.4.3確定合理的夾緊方法既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點的選擇，避免因受夾緊力的作用而產生變形，以影響加工精度。在加工連桿的夾具中，應注意夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在銑兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產生在平行于端面的方向上，很

20、少或不會影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產生彎曲或扭轉變形。在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產生的變形。2.4.4 連桿兩端面的加工連桿兩端面在擴粗鏜大小頭孔之前先進行精銑以保證兩端面的平行。而之后采用精磨工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產率低一些，

21、但精度較高。2.4.5 連桿大、小頭孔的加工連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質量有較大的影響。小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前先進行了擴孔、鏜孔。加工時以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。小頭孔在粗鏜后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到IT6級公差等級，然后壓入襯套，再以襯套內孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的內孔與外圓存在同軸度誤差，這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。大頭孔經過擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、研磨達到IT6級公差等級。表面粗糙度Ra 為0.4m，大頭孔的加工方法是在銑開工序后，將連桿與連桿體組合在一起

22、，然后進行精鏜大頭孔的工序。這樣，在銑開以后可能產生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。2.4.6 連桿螺栓孔的加工連桿的螺栓孔經過鉆、擴、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側面定位。精銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。精銑時為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直度，使用兩工位夾具。連桿在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后，夾具上的定位板帶著工件旋轉1800 ，銑另一個螺栓孔的兩端面。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。2.4.7 連桿體與連桿蓋的銑開工序剖分面（亦稱結合面）的尺寸精度和位置精度由夾

23、具本身的制造精度及對刀精度來保證。為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規定的公差0.03mm ，并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度，除夾具本身要保證精度外，鋸片的安裝精度的影響也很大。如果鋸片的端面圓跳動不超過0.02 mm,則銑開的剖分面能達到圖紙的要求，否則可能超差。但剖分面本身的平面度、粗糙度對連桿蓋、連桿體裝配后的結合強度有較大的影響。因此，在剖分面銑開以后再經過磨削加工。2.5 切削用量的選擇原則正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經濟性，保證加工質量，具有重要的作用。2.5.1 粗加工時切削用量的選 擇原則粗加工時加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較大

24、。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產效率和降低加工成本。金屬切除率可以用下式計算：Zw V.f.ap.1000式中：Zw單位時間內的金屬切除量（mm3/s）V切削速度（m/s）f 進給量（mm/r）ap切削深度（mm） 提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的吃刀深度ap,其次選擇一個較大的進給量度f，最后確定一個合適的切削速度V.選用較大的ap和f以后，刀

25、具耐用度t 顯然也會下降，但要比V對t的影響小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到規定的合理數值，因此，能使V、f、ap的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大ap可使走刀次數減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。1切削深度的選擇：粗加工時切削深度應根據工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應當盡量將粗加工余量一次切除。只有當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。2進給量的選擇：粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此

26、，進給量應根據工藝系統的剛性和強度來確定。選擇進給量時應考慮到機床進給機構的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應適當減小進給量。3切削速度的選擇：粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度。2.5.2 精加工時切削用量的選擇原則精加工時加工精度和表面質量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時應先考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產效

27、率。1切削深度的選擇：精加工時的切削深度應根據粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質量。2進給量的選擇：精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。進給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質量下降。3切削速度的選擇：切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數，盡可能提高切削速度。只有當切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產生的范圍。由此可見，精加工時選用較小的吃刀深度ap和進給量f，并在保證合理刀具耐用

28、度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工精度和表面質量，同時滿足生產率的要求。2.6 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差2.6.1 確定加工余量 用查表法確定機械加工余量：（根據機械加工工藝手冊第一卷 表3.225 表3.226 表3.227）表2-2平面加工的工序余量（mm）工藝名稱單面余量經濟精度工序尺寸尺寸公差表面粗糙度精磨0.1IT738400.8精銑1IT938.240.26.3 則連桿兩端面總的加工余量為：A總= =(A精銑A精磨)2=(10.1)2=2.2mm（2）、連桿鑄造出來的的厚度為H=(40+2.2)=42.2mm42.2÷100×0.2

29、=0.0804 所以毛坯尺寸為42.2±0.082.6.2 確定工序尺寸及其公差（根據機械制造技術基礎課程設計指導教程 表229 表234）表2-3 大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為70 mm）工序名稱直徑余量工序經濟精度工序尺寸尺寸公差表面粗糙度珩磨0.2IT672720.4精鏜0.4IT871.472.40.8半精鏜0.4IT1171731.6二次粗鏜1IT12727212.5一次粗鏜2IT12707012.5（根據機械制造技術基礎課程設計指導教程 表229表230）表2-4 小頭孔各工序尺寸及其公差工序名稱工序基本余量工序經濟精度工序尺寸公稱尺寸表面粗糙度精鏜0.2

30、1.6鉸0.26.3擴412.52.7 工時定額的計算2.7.1螺栓孔的加工2.7.1.1鉆螺栓孔 選用鉆床Z535根據機械制造工藝設計手冊表2.438（41）選取數據切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 4.9 mm進給量f = 0.08 mm/r 鉆頭直徑D = 12 mm則主軸轉速n = 1000×60v/D = 1609 r/min根據表3.130 按機床選取n = 1650 r/min則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.83 m/s鉆削工時為： 按表2.57 L = 54 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2 mm基本時間t

31、j = L/fn×4 = (34+1.5+2)/(0.08×1910)×4 = 1.38 min2.7.1.2擴螺栓孔 選用鉆床Z3025根據機械制造工藝設計手冊表2.453選取數據擴刀直徑D = 11.75 mm 切削速度V = 0.40 m/s切削深度ap = 1.0 mm 進給量f = 0.6 mm/r則主軸轉速n = 1000v/D = 694 r/min根據表3.130 按機床選取n=700 r/min則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.36 m/s 擴削工時為： 按表2.57L = 34 mm L1 = 2 mm基本時間t

32、j = L/fn×4 = (34+2)/(0.6×764) ×4 = 0.31 min2.7.1.3鉸螺栓孔 根據機械制造工藝設計手冊表2.481選取數據鉸刀直徑D = 12 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap = 0.10 mm 進給量f = 0.8 mm/r則主軸轉速n = 1000v/D = 128 r/min根據表3.131 按機床選取n = 200 r/min則實際切削速度V =Dn/（1000×60） = 0.139 m/s 鉸削工時為： 按表2.57 L = 34 mm L1 = 2 mm L2 = 3 mm 基本時間tj

33、= L/fn ×4= (34+2+3)/(0.8×200)×4 = 0.975 min注意：其余工序用時參考機械加工工序卡片14第三章連桿螺栓孔夾具設計 機床夾具的種類和結構雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個部分。 1、定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據正確的位置。 2、夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾勞，保證工件在加工過程中受到外力作用是不離開已經占據的正確位置。 3、對刀或導向裝置 對刀或導向裝置用于相對于定位元件的正確位置。 4、連接元件 連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。 5、夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件。 6、其它裝置或

34、元件 它們是指夾具中因特殊需要而設置的裝置或元件。如需加工按一定規律分布的多個表面是，常設置分度裝置；為能方便、準確的定位，常設置預定為裝置；對于大型夾具，常設置吊裝元件等。3.1 機床夾具設計的基本要求和一般步驟3.1.1 對專用夾具的基本要求1.保證工件的加工精度專用夾具應有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2.提高生產效率應根據工件生產批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產效率。3.工藝性好專用夾具的結構應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的制造屬于單件生產。當最終精度由調整或修配

35、保證是，夾具上應設置調整或修配結構，如設置適當的調整間隙，采用可修磨的墊片等。4.使用性好專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑結構。5.經濟性好除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉。還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。3.2 連桿零件的鉆床夾具設計如圖3-1所示為連桿類零件圖3-1連桿工件圖 3.2.1 零件本工序的加工要求分析鉆12.4孔和鉆12.2螺紋底孔；鉆12孔，其深為10；再用12.2鉆通，攻為M12.4；鉆出的12.4孔和12.2螺紋底孔的總長度為50mm。本工序使用機床為 Z535立鉆；刀具為通用

36、標準刀具。3.2.2 確定夾具類型本工序所加工兩孔（12.4孔和12.2螺紋底孔），位于一條直線上，孔徑不大，工件質量較小，輪廓尺寸也不是很大，因此采用Z535立式鉆床，偏心式夾具。3.3 擬訂定位方案和選擇定位元件3.3.1定位方案 根據工件結構特點，其定位方案如下。以72H6的大頭端孔及39H7的小頭端孔作為定位基準。再選72H7的大頭端孔左端面為定位基準，限制工件的6個自由度。3.3.2選擇定位元件根據定位方式，選用帶臺階的心軸安裝在工件部分為小頭端，50H7的孔選用螺紋心軸安裝在工件部分為大頭端72H6的孔。選擇可調支承釘。定位誤差計算加工12.4孔時14.4H11孔的最大間隙的定位誤

37、差的計算。由于零件是一面兩銷定位，由于孔與心軸存在最大配合間隙，因此在鉆12.4孔時會產生直線位移誤差。計算如下：經表查得：14.4H11孔的上下偏差分別為+0.13，0；14.387h6軸的上下偏差分別為0，-0.013。D=B+Y=d1+D1+X1min=X1max=14.53-14.387=0.1431/3K加工12.2的螺紋底孔與加工12.4孔在一條直線上，因此12.2的螺紋底孔的定位誤差的計算與12.4孔定位誤差的計算相同。3.4 繪制夾具總裝圖總裝圖見夾具圖收獲與總結為期一個月的課程設計，使我從中學習到了許多機械加工工藝與夾具設計的知識，譬如，分析工藝過程，分析零件結構，合理的利用

38、圖書館以及互聯網，繪制草圖，零件圖，合理的選尺寸，基準，布局，清晰的畫出要求的全部尺寸。在設計夾具時要有耐心要勇于探索還得大膽的想象，在設計的途中我們得去查詢標準，得學會利用身邊的一切信息。而且在設計過程中我們組的成員積極思索，認真完成測繪工作，團結互助使我們組的工作更容易、更精準。通過對汽車連桿的機械加工工藝及對粗加工小頭孔夾具和銑結合面夾具的設計，使我學到了許多有關機械加工的知識,主要歸納為以下兩個方面：第一方面：連桿件外形較復雜，而剛性較差。且其技術要求很高，所以適當的選擇機械加工中的定位基準,是能否保證連桿技術要求的重要問題之一。在連桿的實際加工過程中，選用連桿的大小頭端面及小頭孔作為

39、主要定位基面，同時選用大頭孔兩側面作為一般定位基準。為保證小頭孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準的加工原則；保證大小頭孔的中心距精度要求，可采用互為基準原則加工。對于加工主要表面，按照“先基準后一般”的加工原則。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。連桿機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。連桿加工路線按連桿的分合可以分為三個階段：第一個階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二個階段為連桿體和蓋的切開加工；第三個階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第二方面：主要是關于夾具的設計方法及其步驟。（1）、定位方案的設計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。（2）、導向及對刀裝置的設計：由于本設計主要設計的是鉆螺栓孔，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。（3）、夾緊裝置的設計：針對連桿的加工特點及加工的批量，對連桿的夾緊裝置應滿足裝卸工件方便、精確度高，所以采用了手動夾緊裝