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汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書
題 目： 連桿加工工藝規(guī)程
及大頭孔珩磨夾具設(shè)計
系 別： 機電工程系
專 業(yè)： 車輛工程
班 級：
姓 名：
學(xué) 號： 2012021043205
指導(dǎo)教師：
日 期： 2014年12月
目錄
摘要 1
1 零件分析 2
1.1零件的功用分析 2
1.2零件的工藝分析 2
1.3零件圖 3
圖 1.1 連桿零件圖 3
2 機械加工工藝規(guī)程制訂 4
2.1確定生產(chǎn)類型 4
2.2確定毛坯制造形式 4
2.2.1毛坯材料 4
2.2.2制造毛坯方法的確定 4
2.3選擇定位基準 4
2.4連桿主要加工表面的工序安排 5
2.5制訂工藝路線 5
2.6確定加工余量及毛坯尺寸 6
2.6.1確定加工余量 6
2.6.2確定毛坯基本尺寸 7
2.6.3確定毛坯尺寸公差 7
2.6.4繪制毛坯簡圖 8
圖 2 .1連桿毛坯圖 8
2.7工序設(shè)計 9
2.7.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備 9
2.7.2確定工序尺寸 9
2.8切削用量的選擇原則 10
2.8.1粗加工時切削用量的選擇原則 11
2.8.2精加工時切削用量的選擇原則 12
2.9工時定額的計算 12
2.9.1銑連桿兩端面 12
2.9.2加工小頭孔 13
2.9.3粗鏜大頭孔 14
2.9.4精銑螺栓座面 15
2.9.5螺栓孔的加工 15
2.9.6精磨結(jié)合面 15
2.9.7銑軸瓦鎖口槽 16
2.9.8精磨大頭兩平面 16
2.9.9半精鏜大頭孔 17
2.9.10大頭孔兩端倒角 17
2.9.11鉆大頭油孔 17
2.9.12精鏜大頭孔 18
2.9.13鏜小頭孔襯套 18
2.9.14珩磨大頭孔 19
3汽車連桿大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計 20
3.1設(shè)計主旨 20
3.2珩磨大頭孔夾具的設(shè)計 20
圖3.1珩磨大頭孔夾具圖 22
4.總結(jié) 23
參考文獻 24
致謝 25
附錄 26
1.連桿加工工藝過程卡 26
2.連桿珩磨大頭孔工序卡 26
3.零件圖 26
4.毛坯圖 26
5.珩磨大頭孔夾具裝配圖 26
連桿加工工藝規(guī)程 及大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計
摘要
汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計的目的是使學(xué)生可以鞏固所學(xué)的知識，加深對相關(guān)概念、原理，初步具備制定機械加工工藝規(guī)程和設(shè)計專用機床夾具的能力，為日后走向工作崗位打下基礎(chǔ)。本文主要論述了連桿的加工工藝及珩磨大頭孔夾具設(shè)計。
連桿是發(fā)動機主要傳動件之一。它的功用是連接活塞和曲軸，把活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并將活塞承受的力傳給曲軸。連桿主要承受活塞銷傳來的氣體作用力和活塞組往復(fù)運動時的慣性力。連桿一般用中碳鋼和合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成，然后再進行機械加工和熱處理。連桿由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組成，連桿體與連桿蓋分為連桿小頭、桿身和連桿大頭。
連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的鋼性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時，必須將粗和精的加工工序分開。盡量減少加工余量、切削力和內(nèi)應(yīng)力的作用，并且修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術(shù)要求。 本文還將對珩磨大頭孔進行夾具設(shè)計，在設(shè)計夾具時，根據(jù)其加工要求準確查表，以此減少誤差。
關(guān)鍵詞：連桿；加工工藝；珩磨加工；夾具設(shè)計
1
汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計
1 零件分析
1.1零件的功用分析
題目所給的零件設(shè)計是——連桿。它位于發(fā)動機（內(nèi)燃機）里面，其作用是將活塞承受的力傳給曲軸，并使活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。連桿由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組成，連桿體與連桿蓋分為連桿小頭、桿身和連桿大頭。連桿在工作中，除承受燃燒室燃氣產(chǎn)生的壓力外，還承受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個很復(fù)雜的狀態(tài)下工作。它既受到交變的拉力、壓應(yīng)力，又受到彎曲應(yīng)力。連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形。
1.2零件的工藝分析
此次設(shè)計的連桿的結(jié)構(gòu)是直開口和蓋單筋。
連桿的大小頭兩孔的軸線的平行度有較高的要求，中心距有絕對的要求，其精度主要由加工機床本身來保證，平行度要求為0.05mm。
大小頭孔的中心距直接影響到發(fā)動機的效率，要求比較高，因此中心距為150±0.05mm。
小頭孔的直徑為28mm，尺寸公差等級為IT7，圓柱度是0.01mm，表面粗糙度Ra不大于1.6μm。
小頭襯套孔的直徑為22mm，尺寸公差等級為IT5～IT6，圓柱度是0.008mm，表面粗糙度Ra不大于0.8μm。
大頭孔的直徑為48mm，尺寸公差等級為IT5～IT6，圓柱度是不超過尺寸公差，表面粗糙度Ra不大于0.8μm。
小頭孔的中心距要求±（0.03～0.05）mm，平行度0.02/100～0.06/100mm。
兩端面的厚度是30mm，對大頭孔軸線的垂直度為0.06/10～0.1/10mm，厚度公差為0.05～0.08mm，表面粗糙度Ra不大于0.8μm，平面度是0.05mm。
零件質(zhì)量誤差為±5～8。
螺栓孔的直徑為8mm，尺寸公差等級為IT8，表面粗糙度Ra不大于6.3μm，兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0.25mm。
27
27
汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計
1.3零件圖
如圖1.1所示
圖 1.1連桿零件圖
2 機械加工工藝規(guī)程制訂
2.1確定生產(chǎn)類型
所謂汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（一般為年產(chǎn)量），是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)的汽車產(chǎn)品的產(chǎn)量和進度計劃。汽車零件的生產(chǎn)類型與汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)類型有關(guān)，但是有可能不同于汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。汽車零件的生產(chǎn)類型是由汽車零件的結(jié)構(gòu)特征和生產(chǎn)綱領(lǐng)決定的。根據(jù)設(shè)計要求得生產(chǎn)綱領(lǐng)是5000件，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)。根據(jù)文獻2，表5-8得出準確的生產(chǎn)綱領(lǐng)是中批生產(chǎn)。
2.2確定毛坯制造形式
2.2.1毛坯材料
發(fā)動機連桿的材料，一般采用45、40Cr、45Cr、35CrMo或40MnB，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，以提高其強度及抗沖擊能力。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和材料成本、來源等方面，這批產(chǎn)品最終選用45鋼。45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性。
2.2.2制造毛坯方法的確定
發(fā)動機連桿的毛坯主要有兩種類型：連桿體與連桿蓋合在一起的整體式鍛件和連桿體、連桿蓋分開的分開式鍛件。分開鍛造的連桿，金屬纖維是連續(xù)的，因此具有較高的強度。整體鍛造的連桿要增加斷連桿的工序，切斷后連桿蓋的纖維是斷裂的，因而削弱了強度。但整體式連桿因為具有節(jié)材節(jié)能、鍛造工藝簡單且節(jié)省鍛造模具以及接合面機械加工量小等特點而被廣泛采用。尤其是裂解技術(shù)被采用后，整體式連桿毛坯得到了更廣泛的應(yīng)用。
故選用整體式模鍛的方式制造毛坯。
2.3選擇定位基準
連桿的工藝特點是：外形復(fù)雜、不易定位；大、小頭是由細長的桿身連接，所以彎曲剛度性差，易變形；尺寸精度、形狀精度和位置精度及表面粗糙度要求很高。上述工藝特點決定了連桿在機械加工時存在一定的困難，因此在確定連桿的工藝過程時應(yīng)注意：定位基準的選擇要減少定位誤差；夾緊力方向和夾緊點的選擇要盡量減少夾緊變形；對于主要表面應(yīng)粗、精加工分段進行以減少變形對加工精度的影響。
按照“先加工基準后加工其他面”的加工原則，先以有“零件號”的端面作為基準，加工第二個端面，再以第二個端面加工“零件號”端面，之后的加工以“零件號”端面為精基準。
2.4連桿主要加工表面的工序安排
連桿的主要加工表面為大頭孔、小頭孔、端面、連桿蓋與連桿體的接合面以及連桿螺栓孔；次要加工表面為油孔、鎖扣槽等；輔助基準為工藝凸臺或中心孔。非機械加工技術(shù)要求有探傷和稱重、去重。此外，還有檢驗、清洗、去毛刺等工序。
連桿大小頭兩端面的加工一般采用粗銑→精銑→精磨等加工工藝方案。
連桿小頭孔的加工一般采用鉆孔→擴孔→鏜孔等加工工藝方案；壓入青銅襯套后，多以金剛鏜襯套內(nèi)孔作為最后加工。
連桿大頭孔的加工一般采用粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨工藝方案。
連桿螺栓孔一般采用鉆孔→擴孔→鉸孔加工。
2.5制訂工藝路線
經(jīng)過多方面的考慮，得出最終的工藝路線如下。
工序1 粗銑大小頭兩端面，以另一端面和側(cè)面為基準，選用X52K銑床
工序2 精銑大小頭兩端面，以另一端面和側(cè)面為基準，選用X52K銑床
工序3鉆小頭孔，以端面和側(cè)面為基準，選用Z2390鉆床
工序4擴小頭孔，以端面和側(cè)面為基準，選用Z2390鉆床
工序5粗鏜小頭孔，以端面和側(cè)面為基準，選用J2310鉸床
工序6精鏜小頭孔，以端面和側(cè)面為基準，選用可調(diào)雙軸鏜床
工序7粗鏜大頭孔，端面和側(cè)面為基準，選用X62機床
工序8銑連桿蓋兩結(jié)合面為基準，選用X62機床
工序9鉆螺栓孔
工序10漲斷
工序11精磨連桿結(jié)合面，以端面和側(cè)面為基準，選用M7350磨床
工序12銑鎖口槽，以兩端面為基準，選用X62銑床
工序13精磨大頭孔兩端面,以端面和大小頭孔為基準，選用M7350機床
工序14半精鏜連桿大頭孔，以端面、結(jié)合面和側(cè)面為基準，選用T68鏜床
工序15倒大頭孔兩端倒角，選擇小頭孔和大頭孔為基準
工序16鉆大頭階梯油孔，選用Z3050鉆床
工序17精鏜大頭孔，以小頭孔為基準，選用T68鏜床
工序18壓銅套圈并擠壓銅套圈，選用壓床
工序19鏜小頭襯套，以小頭孔為基準，選用T68鏜床
工序20珩磨大頭孔，以小頭孔為基準，選用HM1860J機床
工序21洗、去毛刺，鉗工臺
工序22稱重、去重，鉗工臺
工序23 檢驗，鉗工臺
工序24組裝入庫
2.6確定加工余量及毛坯尺寸
2.6.1確定加工余量
該連桿材料為45鋼，屈服強度σs=355Mpa，抗拉強度σb=600Mpa，采用模鍛造型，且為成批生產(chǎn)。根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)——課程設(shè)計指南》進行加工余量的確定。
以下為加工余量確定的經(jīng)過：
1、 先確定鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S
鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)是鍛件質(zhì)量Mf與相應(yīng)的鍛件外廓包容體質(zhì)量Mn之比 S=Mf/Mn
非圓性鍛件計算質(zhì)量公式為Mn=長L×寬B×高H×ρ
式中ρ為鋼材密度=7.85g/cm3
此連桿的Mn=21.2cm×8.2cm×3.4cm×7.85g/cm3=4639.8g
鍛件質(zhì)量Mf=950±5g
因此，S=Mf/Mn=950g/4639.8g=0.20
根據(jù)S值的大小，鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)分為4級，S1級（簡單）：0.63＜S≤1；S2級（一般）：0.32＜S≤0.63；S3級（較復(fù)雜）：0.16＜S≤0.32；S4級（復(fù)雜）：0＜S≤0.16。
由于S=0.20，因此鍛件復(fù)雜系數(shù)為S3級（較復(fù)雜）。
2、鍛件材質(zhì)系數(shù)M鍛件材質(zhì)系數(shù)分為M1和M2兩級。
M1級：最高含碳量小于0.65%的碳素鋼或合金鋼元素總含量小于3%的合金鋼。
M2級：最高含碳量大于或等于0.65%的碳素鋼或合金鋼元素總含量大于或等于3%的合金鋼。
鍛件的材料是45鋼，含碳量為0.42%～0.50%，因此鍛件材質(zhì)系數(shù)為M1級。
3、零件表面粗糙度。
零件表面粗糙度是確定鍛件加工余量的重要參數(shù)。
按Ra數(shù)值大小分為兩類：a、Ra＞1.6μm；b、Ra≤1.6μm。
由于連桿所有的表面精度都要求高，因此b符合要求。
根據(jù)以上結(jié)果，可以進行查表。
查出各加工表面余量，如表2.1。
表2.1 各表面加工余量
加工表面/mm
單邊余量/mm
雙邊余量/mm
小頭孔24
2.0
4.0
大頭孔48
2.0
4.0
大小頭孔端面
2.0
4.0
2.6.2確定毛坯基本尺寸
加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應(yīng)加工余量即可，所得毛坯尺寸如表2.3
表2.2 加工表面毛坯尺寸
零件尺寸/mm
單邊加工余量/mm
毛坯尺寸/mm
24
2
20
48
2
44
30
2
34
2.6.3確定毛坯尺寸公差
查得各加工尺寸公差如表2.3所示
（查文獻[4]，表5-7）
表2.3 毛坯尺寸公差
毛坯尺寸/mm
公差/mm
按對稱標注/mm
結(jié)果/mm
1.6
±0.8
1.8
±0.9
34
1.8
±0.9
34±0.9
2.6.4繪制毛坯簡圖
根據(jù)以上內(nèi)容和鍛件的有關(guān)標準與規(guī)定，繪出毛坯圖，如圖2.1所示
圖 2.1連桿毛坯圖
2.7工序設(shè)計
2.7.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備
1、選擇加工設(shè)備
選擇加工設(shè)備即選擇機床類型。由于已經(jīng)根據(jù)零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，主要取決于現(xiàn)場的設(shè)備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。
2、選擇夾具
對于成批生產(chǎn)的零件大多采用專用機床夾具，由于連桿的外形比較特殊，所以還會采用大量的組合夾具。
3、選擇刀具
在連桿的加工中，采用了銑、鏜、鉆、擴等多種加工方式，
4、選擇量具
本零件屬于成批生產(chǎn)，一般采用通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇。
2.7.2確定工序尺寸
小頭孔加工各工序要求表2.5
2.5 小頭孔各工序尺寸
加工表面：24mm孔
精鏜孔
粗鏜孔
擴孔
鉆孔
工序雙邊余量/mm
0.5
1.5
2
4
工序尺寸及公差/mm
表面粗糙度/μm
1.6
3.2
6.3
12.5
大頭孔加工各工序要求表2.6
2.6大頭孔各工序尺寸
加工表面：48mm孔
珩磨孔
精鏜孔
半精鏜孔
粗鏜孔
毛坯
工序雙邊余量/mm
0.1
0.5
1.4
2
工序尺寸及公差/mm
表面粗糙度/μm
0.8
1.2
1.6
3.2
大、小頭孔兩端面加工各工序要求表2.7
表2.7 大小頭孔兩端面各工序尺寸
加工表面：34mm端面
精磨
精銑
粗銑
毛胚
工序雙邊余量/mm
0.4
1
2.6
工序尺寸及公差/mm
30±0.025
30.4±0.15
31.4±0.35
34±0.9
表面粗糙度/μm
0.8
1.6
6.3
連桿兩螺栓孔加工各工序要求表2.8
表2.8 連桿兩螺栓孔各工序尺寸
加工表面：8mm孔
鉆孔
毛坯
工序雙邊余量/mm
7
工序尺寸及公差/mm
0
表面粗糙度/μm
6.3
2.8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(jīng)濟性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。
2.8.1.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。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(chǎn)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(nèi)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(guī)定的合理數(shù)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(shù)減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)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(yīng)根據(jù)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(tǒng)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(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。只有當(dāng)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，進給量應(yīng)根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應(yīng)考慮到機床進給機構(gòu)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(tǒng)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(yīng)適當(dāng)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(yīng)適當(dāng)降低切削速度。
2.8.2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(zhì)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(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率。
1、削深度的選擇：
精加工時的切削深度應(yīng)根據(jù)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(dāng)吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，這樣會影響加工質(zhì)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(zhì)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(chǎn)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(shù)，盡可能提高切削速度。只有當(dāng)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(chǎn)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(zhì)量，同時滿足生產(chǎn)率的要求。
2.9時定額的計算
2.9.1銑連桿兩端面 （選用銑床X52K）
根據(jù)文獻[10]表2.5—23選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D=100mm由于采用標準高速鋼圓柱銑刀所以齒數(shù)Z=8
切削速度V=0.64 m/s 銑削寬度ae=1mm fm= 0.8mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000×60v/D = 122.3 r/min
根據(jù)文獻[10]表3.1—74 按機床選取n=750 r/min
則實際切削速度V =Dn/（1000×60）= 0.65 m/s
銑削工時為：按表3-25
L=199 mm 入切量與超切量：y+Δ=13mm
基本時間tj = L/fm×2 = (199+13)/(fm×n)×2=0.7 min
2.9.2加工小頭孔
1、小頭孔 （選用鉆床Z2390）
根據(jù)文獻[13]表9-14 選取數(shù)據(jù)
擴刀直徑D =20 mm 切削速度V = 0.71 m/s
切削深度ap = 5 mm 進給量 fm = 0.45 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n =1000×60v/D= 452.2 r/min
根據(jù)文獻[13]表3.1—30 按機床選取n = 500 r/min
則實際切削速度V = Dn /(1000x60)= 0.523 m/s
鉆孔工時為：按文獻13表2.5—7
L=38 mm L1 =(D-d) / 2 x cot kr +2 = 9.22 mm L2=4mm
基本時間tj=L/fm×2=(38+9.22+4)/(0.45×500)=0.23 min
輔助時間ta = 0.4 min
其他時間tq = 0.2 min
2、擴小頭孔 （選用鉆床Z2390）
根據(jù)文獻[13]表2.4—53
擴刀直徑D = 22 mm 切削速度V = 0.64 m/s
切削深度ap = 1.8 mm 進給量 f = 0.8 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n =1000v/D×60= 514 r/min
根據(jù)文獻[13]表3.1—30 按機床選取n = 550 r/min
則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.63 m/s
擴削工時為：按文獻13表2—29選取數(shù)據(jù)
L=19.8mm y+Δ=10mm
基本時間tj=L/fm×2=(19.8+10)/(0.8×250)=0.27min
則實際切削速度V = Dn/（1000×60）= 0.30 m/s
鉸削工時為： L=38.2 mm 按《切削用量簡明手冊》表2—29
y+Δ=10mm
基本時間tj = L/fn = (19.8+4)/(1.2×200) = 0.13 min
3、粗鏜小頭孔 (選用鏜床T68)
根據(jù)文獻[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 23.5 mm 切削速度V = 0.24 m/s
進給量f = 0.52 mm/r 切削深度ap = 3.2 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/πD = 101 r/min
根據(jù)文獻[10]表3.1—41 按機床選取n = 800 r/min
則實際切削速度V = πDn/（1000×60） = 1.0 m/s
鏜削工時為： 按文獻13表2—29
L = 30 mm y+Δ=18mm
基本時間tj = 4×Li/fn = (19.8+18)/(0.52×800)×4 = 0.46min
4、精鏜小頭孔 (選用鏜床T68)
根據(jù)文獻[13]表5-55 選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 24 mm 切削速度V = 0.48 m/s
切削深度ap = 0.5 mm 進給量f = 0.5 mm/r
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000×60v/D = 527.4 r/min
根據(jù)文獻[13]表3.1—99 按機床選取n = 800 r/min
則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 1m/s
鏜削工時為： 按表2.5—3
L=38 mm L1 = +2 = 5.8mm L2 =2 mm
基本時間tj = L/fn = (38+5.8+2)/(0.2×800) = 0.57 min
2.9.3粗鏜大頭孔 (選用鏜床T68)
根據(jù)文獻[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 46 mm 切削速度V = 0.24 m/s
進給量f = 0.52 mm/r 切削深度ap = 3.2 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/πD = 101 r/min
根據(jù)文獻[10]表3.1—41 按機床選取n = 800 r/min
則實際切削速度V = πDn/（1000×60） = 1.9m/s
鏜削工時為： 按文獻[13]表2—29
L = 19.8 mm y+Δ=18mm
基本時間tj = 4×Li/fn = (19.8+18)/(0.52×800)×4 = 0.63 min
2.9.4精銑螺栓座面 (選用銑床X62W)
根據(jù)文獻[10]表2.4—90選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 52 mm 切削速度V = 0.55 m/s
銑刀齒數(shù)Z = 32 切削深度ap = 2 mm
切削寬度ae = 18 mm af=0.27mm/z
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 172.7 r/min
文獻[10]表2.3 按機床選取n = 750 r/min
則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.47 m/s
銑削工時為： 按表2.5—10
L = 19.8 mm L1 = +2 = 31.3 mm L2 =2 mm
基本時間tj=L/fmz×4 = (38.2+31.3+2)/(750×24×0.15) ×4 = 2.041 min
2.9.5螺栓孔的加工
（1）鉆螺栓孔 （選用鉆床Z3050）
根據(jù)文獻[10]表2.4—38（41）選取數(shù)據(jù)
切削速度V = 0.98 m/s 切削深度ap = 4.3 mm
進給量f = 0.10 mm/r 鉆頭直徑D =7 mm
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000×60v/D = 1879 r/min
根據(jù)文獻[10]表3.1—30 按機床選取n = 1930 r/min
則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.61 m/s
鉆削工時為： 按表2.5—7
L = 28mm L1 = 1.5 mm L2 = 2 mm
基本時間tj = L/fn×4 = (28+1.5+2)/(0.08×1910)×4 = 0.58 min
2.9.6精磨結(jié)合面 （選用磨床M7350）
根據(jù)文獻[10]表2.4—170選取數(shù)據(jù)
砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s
切削深度frs = 0.25 mm 進給量fr = 0.015 mm/雙行程
fa=20mm 工作臺速度選擇ν=10/min
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min
根據(jù)文獻[10]表2.4—170 按機床選取n = 200 r/min
則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.40 m/s
磨削工時為：
基本時間tj= 2×
=2×2×210×38.2×0.1×1/（1000×10×0.015×20×4）
=0.267 min (=0.1 k=1 Z=4)
2.9.7銑軸瓦鎖口槽（選用銑床X62W）
根據(jù)根據(jù)文獻[10]表2.4—170選取數(shù)據(jù)
銑刀直徑D = 58 mm 切削速度V = 0.31 m/s
銑刀齒數(shù)Z = 22 切削深度ap = 4.8 mm
切削寬度ae = 0.5 mm az = 0.05 mm/z
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 102 r/min
按機床選取n=120 r/min
則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.36 m/s
銑削工時為：
L = 4.2 mm L1=+2 = 6.6 mm L2 = 1.8 mm
基本時間tj=L/fmz=(4.2+6.6+1.8)/(120×22×0.05)=0.095min
2.9.8精磨大頭兩平面（先標記朝上）選用磨床M7350
根據(jù)根據(jù)文獻[10]表2.4—170選取數(shù)據(jù)
砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.413 m/s
切削深度frs = 0.1 mm 進給量fr = 0.015 mm/雙行程
切削速度v = 0.330 m/s fa=20mm 工作臺速度選擇ν=10/min
進給量fra= 0.017 mm/r fa=15
則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min
根據(jù)表3.1—48 按機床選取n = 200 r/min
則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.40 m/s
磨削工時為： 按表2.5—7
基本時間 tj = 2×
=2×2×100×80×0.1×1.1/（1000×10×0.017×20×1）
=1.035 min
2.9.9半精鏜大頭孔 （選用鏜床T68）
根據(jù)文獻[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 47.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s
進給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm
根據(jù)文獻[10]表3.1—39 按機床選取n = 1000 r/min
切削速度v=Dn/（1000×60）=2.48m/s
鏜削工時為： 按表2.5—3
L = 19.8 mm L1 =2.7 mm L2 = 4.2 mm
基本時間tj= L1/fn = (19.8+2.7+4.2)/(0.20×1000) = 0.134min
2.9.10大頭孔兩端倒角 (選用機床Z535)
主軸轉(zhuǎn)速n=72r/min 手動進給。基本時間tj=0.13min
2.9.11鉆大頭油孔 (選用鉆床Z3050)
根據(jù)文獻[10]表2.4—38（41）選取數(shù)據(jù)
切削速度V = 1.24 m/s 切削深度ap = 2 mm
進給量f = 0.08 mm/r 根據(jù)文獻[10]表3.1—30
按機床選取n = 1000 r/min
鉆削工時為： 按表2.5—7
L = 6 mm L1 = 3 mm
基本時間tj = L/fn =(6+1)/(1000×0.05) = 0.14 min
2.9.12精鏜大頭孔（選用鏜床T68）
根據(jù)文獻[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 47.9mm 切削速度V = 0.27 m/s
進給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.4 mm
根據(jù)文獻[10]表3.1—39 按機床選取n = 1000 r/min
切削速度v=Dn/（1000×60）=2.5m/s
鏜削工時為： 按表2.5—3
L = 19.8 mm L1 = 2.7 mm L2 = 4.2 mm
基本時間tj = L1/fn = (19.8+2.7+4.2)/(0.20×1000) = 0.134 min
2.9.13鏜小頭孔襯套 （選用鏜床T68）
根據(jù)文獻[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
鏜刀直徑D = 22 mm 切削速度V = 0.25 m/s
進給量f = 0.3 mm/r 切削深度ap = 0.2 mm
按機床選取n = 1000 r/min
切削速度v=Dn/（1000×60）=1.15m/s
鏜削工時為： 按文獻[10]表2.5—3
L = 19.8 mm L1 = 2.7mm L2 = 4.2 mm
基本時間tj = L1/fn = (19.8+2.7+4.2)/(0.30×1000) = 0.089 min
2.9.14珩磨大頭孔 （選用HM1860J）
根據(jù)文獻[10]表2.4—66選取數(shù)據(jù)
切削速度V = 0.42 m/s 進給量f = 0.10 mm/r
切削深度ap = 0.10 mm
按機床選取n = 1500 r/min
鏜削工時為： 按表2.5—3
基本時間 tj=2L/（1000×60）v
=(2×19.8×2)/(1000×0.42)
=0.189 min
所以，總的加工時間為7.139min。符合生產(chǎn)綱領(lǐng)（每年30000件）。
最后，將以上各工序切削用量、工時定額的結(jié)果計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機械加工工藝過程總卡片.
3汽車連桿大頭孔珩磨工序夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。這里的夾具為珩磨大頭孔的專用夾具。
3. 1設(shè)計主旨
本夾具主要用來珩磨連桿大頭孔，且有一定的技術(shù)要求。且這是第二十二道加工工序，零件已經(jīng)經(jīng)過部分加工，因此要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，同時達到要求的精度。
3.2珩磨大頭孔夾具的設(shè)計
1、基準選擇
小頭孔是定位基準，在用作定位基面之前先進行了擴鉸孔。加工時先用一個假銷對小頭孔進行定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差。珩磨大頭孔之前，連桿的兩個端面，即小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面已經(jīng)進行了精銑工序具有很高的表面精度,因此珩磨大頭孔時采用連桿端面和小頭孔定位，連桿兩端采用以V形塊進行對中定位。
2、夾緊方案的確定
此工序加工的孔為通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，但實際上以工件的端面定位時，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具?；嫦拗乒ぜ?個自由度，兩個V形塊限制3個自由度，屬完全定位。
3、切削力及夾緊力的計算
由于本工序主要是珩磨大頭孔，所以只對夾具的定位穩(wěn)定性進行計算，及夾緊力和鉆削力的計算。
珩磨大頭孔時的切削力計算：根據(jù)（文獻10）表2.4-69
珩磨大頭孔時的切削力為： 式中：
B——切削寬度；
——工件材料對切削力影響系數(shù)；
K——刀具前角對切削力的影響系數(shù)；
——切削速度對切削力的影響系數(shù)
所以，= 6325.94 N
珩磨大頭孔時的扭矩為M=9.81×0.0521×
=9.81×0.0521××=4666.5794 N.mm
夾緊力的計算：根據(jù)（文獻9）表1-3-11
= 2.5×
= 9646.32 N
在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。
安全系數(shù) 式中：
—基本安全系數(shù)；取1.5
—加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1
—刀具鈍化系數(shù)；取1.1
—斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1
則 = 1.5×1.1×1.1×1.1×9646.32 = 19258.8 N
4、夾具體設(shè)計
此工序加工的孔為通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，但實際上以工件的端面定位時，必須限制該方向上的自由度。故應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具。采用一面一銷定位便可以限制5個自由度，左邊加了一個活動V型塊限制一個自由度，一起限制了六個自由度，再采用壓板夾緊工件。
夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時，能承受一部分切削力。珩磨大頭孔夾具體圖，見圖3.1
1.調(diào)節(jié)螺母2.螺釘固定板3.調(diào)節(jié)螺桿4.V型塊5.夾具底板6.夾緊裝置調(diào)節(jié)螺母7.調(diào)節(jié)螺栓8.定位墊板9.定位銷
圖3.1 珩磨大頭孔夾具體圖
小頭孔是定位基準，在用作定位基面之前先進行了擴鏜孔。珩磨大頭孔之前，連桿的兩個端面，即小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面已經(jīng)進行了精銑工序具有很高的表面精度, 因此珩磨大頭孔時采用連桿端面和大、小頭孔定位，連桿大、小頭孔兩端分別采用夾具體和定位螺釘進行對中定位。
5、定位誤差分析
珩磨孔時采用的定位基準為連桿兩端面及小頭孔，對小頭孔進行擴孔。設(shè)計基準為小頭孔軸線，此工序以定位螺釘對小頭孔進行定位所以不存在基準不重合誤差，定位時用的是定位螺釘。
所以定位誤差 ΔDw=δD+δd+Δmin=δD+0+0=0.033mm
6、夾具設(shè)計及操作的簡要說明
在設(shè)計夾具時，應(yīng)該使零件的裝夾快速和方便，有利于提高零件的加工精度，并且零件的加工精度在使用工裝夾具之后是通過夾具來保零件的形位公差，本次的夾具使用的是兩面兩孔定位，夾具體上的兩銷與工件的兩孔間隙配合，夾具體的定位準確，操作簡單，適合大批量銑削加工
4課程設(shè)計總結(jié)
在這一次短暫的實訓(xùn)過程中我感覺態(tài)度決定一切，無論知識全面與否，都要自己嘗試去做并堅持下去，只有這樣才能在這個過程中學(xué)到東西，才能真正理解做這個課程設(shè)計的意義，課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己的分析能力和動手能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。有些理論知識還得好好提升，還得好好去復(fù)習(xí)，同時也明白了自己要學(xué)習(xí)的東西還太多。因此在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。
最后，感謝老師們的認真指導(dǎo)和幫助，在這次設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，了解了很多與設(shè)計相關(guān)的知識，使自己學(xué)到了不少東西，但同時也經(jīng)歷了不少艱辛，幸運的是收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作和動手的能力，大大提高了動手的能力。經(jīng)過這次的課程設(shè)計，我想我在以后的學(xué)習(xí)當(dāng)中，必須加倍努力，好好地學(xué)好自己專業(yè)方面的知識，不斷地去擴大自己的視野，不斷地去培養(yǎng)自己的動手能力，為以后的工作打下好一定的基礎(chǔ)，總的來說，這次課程設(shè)計讓我受益匪淺。更為一年之后走向社會做好準備。
參考文獻
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致謝
通過這次課程設(shè)計，使我對大學(xué)三年所學(xué)的知識有了一次全面的綜合運用，也學(xué)到了許多上課時沒涉及到的知識，尤其在利用手冊等方面，對今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設(shè)計當(dāng)中，指導(dǎo)老老師在大多數(shù)時間犧牲自己的寶貴休息時間，對我們進行細心的指導(dǎo)，我對他們表示衷心的感謝！老師，您辛苦了！
在這次課程設(shè)計中，我基本完成了課程設(shè)計的任務(wù)，達到了課程設(shè)計的目的，但是，我知道自己的設(shè)計還有許多不足甚至錯誤，希望老師們能夠諒解。
附錄
附錄A 連桿加工工藝過程卡片
附錄B 珩磨大頭孔加工工序卡片
附錄C 連桿零件圖
附錄D 連桿毛坯圖
附錄E 珩磨大頭孔夾具裝配圖