連桿蓋說明書

1 目錄 第一章 柴油機連桿的加工工藝 . 2 油機連桿的用途及其特點 . 2 桿的的材料及毛坯制造 . 2 桿的加工工藝過程 . 3 桿的加工工藝過程分析 . 4 位基準(zhǔn)的選擇 . 4 工階段的劃分和加工順序的安排 . 5 定合理的夾緊方法 . 5 桿主要面的加工方法 . 6 桿主要孔的加工方法 . 6 桿體與連桿蓋的銑開工序 . 7 . 7 定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 . 7 定加工余量 . 7 定工序尺寸及其公差 . 8 項加工數(shù)據(jù)的計算 . 8 桿的檢驗 . 12 察外表缺陷及目測表面粗糙度 . 13 查主要表面的尺寸精度 . 13 驗主要表面的位置精度 . 13 桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗 . 13 第二章 工裝設(shè)計 . 14 削分面夾具設(shè)計 . 14 具的問題注意 . 14 具設(shè)計 . 14 大頭孔夾具 . 16 具的注意問題 . 16 具設(shè)計 . 參考文獻 : . 致 謝 . 21 2 第一章 柴油機 連桿 的 加工工藝 油機 連桿的 用途及其特點 連桿是發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中 ， 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(qū)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(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底 的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。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(nèi)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(fā)動機工作過程中，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(yīng)具有足夠的強度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不 平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]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(shè)有油孔 (或油槽 )，發(fā)動機工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn) 動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭 襯套與活塞銷之間的擺動運動副。 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。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素。反映連桿精度的參數(shù)主要有 5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。 桿的的 材料 及毛坯制造 連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如 45 鋼、 55 鋼、 4040年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，使粉末冶金件的密度和 強度 3 大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。 連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成 體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分 體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊鞯姆N類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。 桿的加工工藝過程 由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。 (連桿機械加工工 藝過程見加工工藝卡片 ) 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(jié)合面及連桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面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加工來安排的。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(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖 口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項技術(shù)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半精加工、精加工階段。 4 桿的加工工藝過程分析 位基準(zhǔn)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(cè)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(wěn)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(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖 1 所示：在安裝工件時，注意將成套編號標(biāo)記的一面不 圖 1 連桿的定位方向 與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計夾具時亦作相應(yīng)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(dāng)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。 為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當(dāng)配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。 由于 用小頭孔和大 頭孔外側(cè)面 作基面，所以這些表面的加工安排得比較 5 早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。 在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加 工精度會有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗銑兩個端面，其中粗磨端面又是以 毛坯端面定位。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復(fù)變形，影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。 工階段的劃分和加工順序的安排 由于連桿本身的剛性差，切學(xué)加工時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，易產(chǎn)生變形。因此，在安排工藝過程時，應(yīng)把各主要表面的的粗，精加工工序分開。這樣，粗加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中 得到修；半精加工中產(chǎn)生的形變可以在精加工中得到修正，最終達到零件的技術(shù)要求。 再工序安排上先加工定位基準(zhǔn)，如端面加工的銑、磨工序防在加工過程的前面，然后再加工孔，符合符合先面后孔的加工工序安裝原則。 連桿工藝加工過程可分為以下幾個方面： 1）粗加工階段 粗加工階段也是連桿體和連桿蓋合之前的加工階段：基準(zhǔn)面的加 工，包括輔助基準(zhǔn)面加工：準(zhǔn)備連桿體及連桿蓋合并所進行的加工，如兩者對口面的銑、磨等 2）半精加工階段 半精加工階段也是連桿體和連桿蓋合并之后的加工，如精磨兩平面，半精鏜大頭孔及孔口倒角等?？傊菫榫庸ご蟆⑿☆^孔做準(zhǔn)備的階段。 3）精加工階段 精加工階段主要是最終保證連桿主要表面 大、小頭孔全部達到圖樣要求的階段，如珩磨大頭孔，精鏜小頭活塞銷軸承孔。 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(yīng)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(chǎn)生變形，以影 響加 6 工精度。在加工連桿的夾具中，可以看出設(shè)計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在粗銑兩端面的夾具中，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(chǎn)生在平行于端面的方向上，很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(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)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(cè)面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形。 桿 主要面 的加工 方法 采用粗銑、精銑 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， 這種方法的生產(chǎn)率較高。 以基面及小頭孔定位，它用一個圓銷（小頭孔）。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準(zhǔn)面）。 桿主要孔的加工方法 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(zhì)量有較大的影響。 小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過了鉆、鉸 兩 道工 序。鉆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。 小頭孔在鉆、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到 公差等級，然后壓入襯套，再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的內(nèi)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(jīng)過 擴、 粗鏜、精鏜、 金剛鏜和珩磨達到 公差等級。表面粗糙度 m，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，然后進行精鏜大頭孔的工序。這樣，在銑開以后可能產(chǎn)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。 連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭 一側(cè)面 定位。 為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴和鉸兩個工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。從而達到所需要的技術(shù)要求。 7 桿體與連桿蓋的銑開工序 剖分面（亦稱結(jié)合面）的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證。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 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(jié)合強度有較大的影響。因此，在剖分面銑開以后再經(jīng)過磨削加工。 具使用 應(yīng)具備適應(yīng)“一面一孔一凸臺”的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準(zhǔn)”情況，這時小頭定位銷應(yīng)做成活動的，當(dāng)連桿定位裝夾后，再抽出定位銷進行加工。 保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此，精銑端面時，夾具可考慮重復(fù)定位情況，如采用夾具限制 7 個自由度（其是長圓柱銷限制 4 個，長菱形銷限制 2 個）。長銷定 位目的就在于保證 垂直度。但由于重復(fù)定位裝御有困難，因此要求夾具制造精度較高，且采 取一定措施，一方面長圓柱銷削去一邊，另一方面設(shè)計頂出工件的裝置。 定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 定加工余量 用查表法確定機械加工余量： （根據(jù)機械加工工藝手冊第一卷 表 25 表 26 表 27） （ 1）、平面加工的工序余量（ 單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 5 48 銑 ) ) 銑 ) 43( ) 連桿兩端面總的加工余量為： 8 A 總 = 21 ni =（ A 粗銑 +A 精銑 +A 粗磨 +A 精磨 ） 2 =（ 2 = 2）、連桿鑄造出來的總的厚度為 H=43+ 定工序尺寸及其公差 （根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 表 2 29 表 2 34） 1）、大頭孔各工序尺寸及其公差（ 鍛 造出來的大頭孔為 81 工序名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟 精度 工序尺寸 極限尺寸 表面粗糙度 精 鏜 (8 81+0 81 )( 鏜 2 )(12 ( 孔 5 1( 2）、小頭孔各工序尺寸及其公差 （根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 表 2 29 表 2 30） 工序名稱 工序基本余量 工序經(jīng)濟精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度 精鏜 (8 )(20 (9 )( 9 項 加工數(shù)據(jù)的計算 1、 加工小頭孔 (1) 鉆小頭孔 選用鉆床 根據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 38(41)選取數(shù)據(jù) 鉆頭直徑 D = 19.6 切削速度 V = 削深度 10 進給量 f = mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 945 r/據(jù)表 30 按機床選取 n = 1000 r/實際鉆削速度 V = 1000× 60） = m/s (2) 鉸小頭孔 選用鉆床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 81 選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑 D = 30 切削速度 V = m/s 切削深度 進給量 f = 0.8 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 140 r/據(jù)表 31 按機床選取 n = 200 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 2 、 銑大頭兩側(cè)面 選用銑床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 77(88)選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D = 20 切削速度 V = m/s 銑刀齒數(shù) Z = 3 切削深度 2.5 mm/r 則 主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 611 r/據(jù)表 74 按機床選取 n=750 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 3 、 銑開連桿體和蓋 選用銑床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 79(90)選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D = 63 切削速度 V = m/s 切削寬度 3 銑刀齒數(shù) Z = 24 切削深度 2 mm/r d = 40 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 103 r/據(jù)表 74 按機床選取 n=750 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 4 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 67 選取數(shù)據(jù) 10 锪刀直徑 D = 28 切削速度 V = 0.2 m/s 锪刀齒數(shù) Z = 6 切削深度 3 進給量 f = mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 50.9 r/據(jù)表 30 按機床選取 n = 750 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 5 銑 15 槽 選用銑床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 90 選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑 D = 63 切削速度 V = m/s 銑刀齒數(shù) Z = 24 切削深度 2 切削寬度 0.5 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 94 r/據(jù)表 74 按機床選取 n=100 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 6 磨結(jié)合面 選用磨床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 170 選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑 D = 40 切削速度 V = m/s 切削深度 0.1 進給量 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 157 r/據(jù)表 48 按機床選取 n = 100 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 7 、 磨連桿蓋結(jié)合面 選用磨床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 170 選取數(shù)據(jù) 砂輪直徑 D = 40 切削速度 V = m/s 切削深度 0.1 給量 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 157 r/據(jù)表 48 按機床選取 n = 100 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 8 鉆 鉸 螺栓孔 選用鉆床 a)鉆 鉸 螺栓孔 根據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 38（ 41）選取數(shù)據(jù) 切削速度 V = m/s 切削深度 5 給量 f = mm/r 鉆頭直徑 D = 11.8 主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 1910 r/據(jù)表 30 按機床選取 n = 910 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 11 b）鉸螺栓孔 根據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 81 選取數(shù)據(jù) 鉸刀直徑 D = 12 切削速度 V = m/s 切削深度 進給量 f = 0.2 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000v/ D = 140 r/據(jù)表 31 按機床選取 n = 200 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s (3) 從連桿蓋上方給螺栓孔口倒角 根據(jù) 機械制造工藝設(shè)計手冊表 67 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V = 0.2 m/s 切削深度 3 進給量 f = mm/r Z = 8 根據(jù)表 30 按機床選取 n = 750 r/ 、 粗鏜大頭孔 選用鏜床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 66 選取數(shù)據(jù) 鏜 刀直徑 D = 80.6 切削速度 V = m/s 進給量 f = mm/r 切削深度 3.0 則主軸轉(zhuǎn)速 n = 000v/ D = 47 r/據(jù)表 41 按機床選取 n = 800 r/實際切削速度 V = 1000× 60） = m/s 10 、 大頭孔兩端倒角 選用機床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 67 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V = 0.2 m/s 切削深度 3 給量 f = mm/r Z = 8 根據(jù)表 30 按機床選取 n = 750 r/1、 精磨大 頭兩平面（先標(biāo)記朝上） 選用磨床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 170 選取數(shù)據(jù) 切削速 度 V = m/s 切削深度 進給量 f = mm/r 12 、 精鏜小頭孔 選用鏜床 2）根據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D = 16 切削速度 V = m/s 進給量 f = mm/r 切削深度 1.0 據(jù)表 39 按 機床選取 n = 2000 r/12 13 、 精鏜大頭孔 選用鏜床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 66 選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑 D = 65.4 切削速度 V = m/s 進給量 f = 0.2 mm/r 切削深度 1 據(jù)表 39 按機床選取 n = 1000 r/4 、 小頭孔兩端倒角 選用機床 據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊表 67 選取數(shù)據(jù) 切削速度 V = 0.2 m/s 切削深度 3 進給量 f = mm/r Z = 8 根據(jù)表 30 按機床選取 n = 750 r/桿的檢驗 連桿在機械加工中要進行中間檢驗，加工完畢后要進行最終檢驗，檢驗項目按圖紙上的技術(shù)要求進行。 察外表缺陷及目測表面粗糙 度 查主要表面的尺寸精度 用量缸表，在大頭孔內(nèi)分三個斷面測量其內(nèi)徑，每個斷面測量兩個方向，三個斷面測量的最大值與最小值之差的一半即圓柱度。 驗主要表面的位置精度 其中大，小頭孔軸心線在兩個互相平行垂直的方向的平行度用 專用量具進行檢測 。 桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗 制做專用垂直度檢驗心軸，其檢測心軸直徑公差，分三個尺寸段制做，配以不同公差的螺釘，檢查其接觸面積，一般在 90%以上為合格，或配用塞尺檢測，塞尺厚度的一半為垂直度公差值。 13 第二章 工裝 設(shè)計 削 分面夾具設(shè)計 由連桿工作圖可知，工件材料為 產(chǎn)量 20 萬件。根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，需設(shè)計一套銑剖分面夾具，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。 具的問題注意 本夾具主要作來銑剖分面，剖分面與小頭孔軸心線有尺寸精度要 求，剖分面與螺栓孔有垂直度要求和剖分面的平面度要 求。由于本工序是粗加工，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 具設(shè)計 1) 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，在銑剖分面之前，連桿的兩個端面、小頭孔及大頭孔的兩側(cè)都已加工，且表面粗糙要 求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選 頭孔與連桿的端面為基準(zhǔn)。連桿上蓋以基面（無標(biāo)記面）、凸 14 臺面及側(cè)面定位，連桿體以基面和小頭孔及側(cè)面定位，均屬于完全定位。 2) 夾緊方案 由于零件小，所以采用開口墊圈的螺旋夾緊機構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。 3) 夾具體設(shè)計 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。夾具體圖如 圖 ： 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。 4) 切削力及夾緊力的計算 切削力的計算：，由組合機床（表 7： P= 剖分面夾具體圖夾緊力的計算：由機床夾具設(shè)計手冊（表 1： 用扳手的六角螺母的夾緊力： M=12P=L=140用力：F=70N，夾緊力： 380N 由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。 定位誤差的計算 : 由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。剖分面對連接螺栓孔中心線有垂直度 要求（垂直度允差 對連桿體小頭孔有中心距190 求；對剖分面有 平面度要求。所以本工序的工序基準(zhǔn)：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計計算如下： （ 1）確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差 取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取相應(yīng)公差的三分之一（通常取 1/51/3）。 （ 2）確定定位銷尺寸及公差 本夾具的主要定位元件為一固定銷，結(jié)構(gòu)簡單，但不 便于更換。該定位銷的基本尺寸取工件孔下限尺寸 差與本零件在工作時與其相配孔的 15 尺寸與公差相同，即為 。 （ 3）小頭孔的確定 考慮到配合間隙對加工要求中心距 190 響很大，應(yīng)選較緊的配合。另外小頭孔的定位面較短，定位銷有錐度導(dǎo)向，不致造成裝工件困難。故確定小頭定位孔的孔徑為 。 5) 定位誤差分析 對于連桿 體剖分面中心距 190 要求，以 的中心線為定位基準(zhǔn) ，雖屬“基準(zhǔn)重合”，無基準(zhǔn)不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間 隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為： D+ d+ = 剖分面的定位誤差 D工件孔的直徑公差 d定位銷的直徑公差 孔和銷的最小保證間隙 此項中心距加工允差為 此工件在加工過程中 能夠保證加工精度要求。 連桿上蓋剖分面的尺寸要求，螺母座面（工藝基準(zhǔn)）為加工面的工序基準(zhǔn)，同時亦為第一定位基準(zhǔn)，對加工剖分面來說，它與工序基準(zhǔn)的距離及相應(yīng)的平行度誤差只取決于基準(zhǔn)在夾具中位置。因為工序基準(zhǔn)同時為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)位置誤差為零。所以對加工剖分面來說，定位誤差為零。即當(dāng)基準(zhǔn)重合時，造成加工表面定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)位置誤差。 大頭孔夾具 由連桿工作圖可知，連桿材料為 產(chǎn)量 20 萬件。根據(jù)指導(dǎo)老師的要求 ，需設(shè)計一套擴大頭孔夾具。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。 具的注意問題 本夾具主要用來擴 大頭孔，大頭孔的軸心線相對于小頭孔軸心 16 線有一定的尺寸精度要求。由于本工序是粗加工，在加工本道工序時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 具設(shè)計 1) 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，在粗加工大頭孔之前，連桿的兩個端面，小頭孔及大頭孔的兩側(cè)面都已加工，且表面粗糙度要求較高。為了使定位誤差為零，按基準(zhǔn)重合原則選 位銷與基面為定 位基準(zhǔn)，定位銷限制 2 個自由度，基面限制工件 3 個自由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件 1 個自由度，屬完全定位。由于生產(chǎn)批量大，為了提高加工效率，縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用手動式滑柱鉆模，采用了常用的圓錐自鎖裝置，裝卸工件方便、迅速。 2) 夾緊方案 由于所加工的零件比較小，夾具的夾緊力與加工零件時的軸向力方向相同，為了裝卸工件方便，采用手動式滑柱鉆模。 加工的大頭孔為通孔，沿 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。 滑柱式是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具 ，它由鉆模板、三根滑柱、夾具體和傳動、鎖緊機構(gòu)所組成。使用時，轉(zhuǎn)動手柄，經(jīng)過齒輪齒條的傳動和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利的帶動鉆模板升降，將工件夾緊或松開。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須自鎖。自鎖機構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛的是圓錐鎖緊機構(gòu)。 3) 夾具體設(shè)計 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。擴大頭孔夾具體圖如下： 17 擴大頭孔夾具體圖夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長。 4) 切削力及夾緊力的計算 由于本工序主要是粗加工大頭孔，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。 擴孔時的切削力計算： 根據(jù)（機械加工工藝手冊 李洪 主編 ）表 孔時的切削力為： 緊力的計算： 根據(jù)（機床夾具設(shè)計手冊 第三版 王光 斗 王春福 主編）表 1 4/ =90526 N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。 安全系數(shù) 4321 式中： 1K 基本安全系數(shù)；取 18 2K 加工性質(zhì)系數(shù)；取 K 刀具鈍化系數(shù)；取 K 斷續(xù)切削系數(shù)；取 1 3 9 N 鉆削力 F 小于夾緊力0Q，所以該夾緊裝置可靠。 5) 定位誤差分析 定位元件尺寸及公差的確定： 本 夾具的主要定位元件為一固定定位銷，結(jié)構(gòu)簡單，但不便于 更換。該定位銷尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時與其相配孔的尺寸 公差相同，即為 對于連桿體剖分面中心距 85 要求，以 的中心線為定位基準(zhǔn) ，雖屬“基準(zhǔn)重合”，無基準(zhǔn)不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間 隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為： D+ d+ = 剖分面的定位誤差 D工件孔的直徑公差 d定位銷的直徑公差 孔和銷的最小保證間隙 此項中心距加工允差為 此工件在加工過程中能夠保證加工精度要求。 大頭孔兩側(cè)面對中心距的要求：擴大頭孔時，限制 Z 軸的轉(zhuǎn)動是一擋板（工序基準(zhǔn)），同時亦為第一定位基準(zhǔn)，對加工大頭孔來說，它與工序基準(zhǔn)的距離及相應(yīng)的平行度誤差只取決于工序基準(zhǔn)在夾具中的位置。因為工序基準(zhǔn)同時為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差。即基準(zhǔn)位置誤差為零 ，定位誤差為零。 19 參考文獻 : 1 機械制造工藝學(xué) . 鄭本修主編 機械工業(yè)出版社， 2 先進制造技術(shù) 王隆太主編 機械工業(yè)出版社 3 機械制造工程專業(yè)英語 章躍主編 機械工業(yè)出版社 4 機械制造工藝設(shè)計 簡明手冊 李益民主編 機械工業(yè)出版社 5 機械設(shè)計基礎(chǔ) 揚可楨 程光蘊 主編 高等教育出版社 6 機床夾具設(shè)計 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 20 致 謝 首先衷心感謝 張麗萍老師 ，論文的選題、研究的方向和設(shè)計內(nèi)容都得到張老師 的精心指導(dǎo)與熱情的幫助。 張老師 嚴謹細致的作風(fēng)，豐富的理論知識給了我很深的啟迪，使我受益匪淺。 我的論文是在你悉心指導(dǎo)和嚴格要求下完成的，我的每一點進步和提高都得益于教授你 的指導(dǎo)、鼓勵、影響和支持；同時也使我在思維方法、工作作風(fēng)以及學(xué)習(xí)態(tài)度方面得到進步。 感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師們、同學(xué)們！