连杆盖钻孔设计说明书

1、零件加工工艺设计说明书题目：载重汽车发动机连杆盖钻2-13孔夹具一：零件分析1、零件的作用: 连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。 连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。一般做成分开式，与杆身切开的一半称为连杆盖。2、零件的工艺分析： 此零件为连杆盖合件之二-连杆盖，连杆盖的视图完整，尺寸、公差及技术要求齐全。此零件形状结构较为简单，零件各表面的加工并不困难，但是基准孔Ø81+0.021 0mm以及小头孔要求表面粗糙度Ra1.6µ偏高。基本思路为先加工大头孔再以其为基准来加工小头孔。在小头孔中间的大的沟槽需要用R67mm具去加工，同样在加工大头孔内表面的沟槽时也要用特殊的R25mm的刀

2、具去加工。此外还应该注意： 1）该连杆盖为整体铸造成型，其外形可不在加工。铸件尺寸公差，铸件尺寸公差分为16级，由于是中批量生产，毛坯制造方法采用金属模铸造，由机械加工工艺简明手册查得，铸件尺寸公差等级为13级。 2）连杆大头孔对A基准的平行度公差为0.01mm。 3）大头孔两端的台阶面对B基准的对称度公差为0.3mm。 4）小头孔中间的沟槽，对基准B的对称度为0.2mm。 5）铸件毛坯需要经过人工时效处理。 6）材料 QT450-10 。 7）工序（12）采用2mm的锯片铣刀加工，也可以改为线切割加工，该道工序使的连杆大孔为一个不完整的半圆。若采用线切割可减小加工缺陷，但是采用铣刀可以节约加

3、工时间。由于加工为中批量生产所以采用铣刀加工。 8）连杆大小头孔平行度的检验，可采用穿入专用心轴，在平台上用等高的V型块支撑连杆大头孔心轴，测量大头孔心轴在最高位置时两端的差值，其差值一半即为平行度误差。二、工艺规程设计1、毛坯的制造形式在各类机械中，连杆盖为为传动件,由于其在工作时处于运动中，经常受冲击和高压载荷，要求具有一定的强度和韧性。该零件的材料选择QT450-10，零件的轮廓尺寸不大，形状不是很复杂，为成批量生产模型，从减少加工难度来说，经查机制工艺手册，毛坯采用铸造成型。 因为零件形状并不复杂，但为减小加工时的切削用量和提高生产效率，节约毛坯材料，毛坯形状可以与零件形状接近。即外形

4、做成台阶形，内部孔铸造出。 2、定位基准的选择 该零件是带孔的盘状零件，孔是其设计基准，为避免由于基准不重合而产生误差，应-选孔为定位基准，即选Ø81+0.021 0mm孔及一端面为加工精基准。由连杆盖有孔、沟槽等都需加工，而孔作为精基准应先加工，因此选外圆及一端面为粗基准。在连杆盖机械加工工艺过程中，首先以101的外圆表面为粗基准，加工前后端面，为后续加工提供基准，这是由于端面的面积大，定位比较稳定，之后加工边缘的上下平面，也为后续的工艺提供精基准，这样整工序加工过程中就主要以这样两个精基准为定位基准，把基准统一起来，减少了定位误差。为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加

5、工要适当配合：即在粗加孔时，粗铣端面，在精镗孔前，精铣端面。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。在连杆盖加工工艺路线中，在精加工主要表面前，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

6、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。另一方面是以连杆盖的对称面定位。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。3、表面加工方法的确定该零件的加工面有内孔、端面、小孔及槽等，材料为QT450-10。参考有关资料，其加工方法的选择如下：毛坯的两端面应该互为基准加工，表面粗糙度为Ra3.2µ，需粗铣-半精铣大头孔Ø81+0.021 0mm：内表面粗糙度为Ra1.6µ，需进行粗镗-精镗。大头孔内沟槽：表面粗糙度为Ra6.3&#

7、181;，一次成型磨即可。切割面：表面粗糙度为Ra1.6µ，需精铣。两台阶面；底面为Ra6.3µ，侧面为Ra1.6µ，故采用粗铣台阶面后，对则面进行精铣并保证距离尺寸94 0 -0.023mm，以及对称度0.3mm A。两个螺纹孔的加工：钻-铰孔。大头孔内表面的沟槽采用R25的砂轮磨削小头孔里面的够槽用精细的镗刀加工。在将连杆盖毛坯从大头孔中间切开的时候采用2mm的锯片铣刀。4、确定工艺路线 连杆的加工工艺路线一般是先进行外形的加工，再进行孔、槽等加工。连杆的加工包括各侧面和端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，连杆盖加工可按下面工艺路线进行。又因为此零件

8、要求小批量生产，所以工序安排要求较集中。 工序1：铸造毛坯。 工序2：无损探伤，查是否有夹渣，气孔，疏松等缺陷。 工序3：清理毛刺、飞边，涂漆。 工序4：人工时效处理。 工序5：划杆身中心线，以及大小头孔的中心线。 工序6：按线加工，精铣连杆大小头两平面，互为基准（加工中多翻转几次）至尺寸43-0.20 -0.36mm。 工序7：重划大小头孔中心线，并选择一个面为基面。 工序8：以基面定位，按线找正，粗镗大小头孔，分别为Ø78±0.05mm, Ø17±0.05mm. 工序9：以基面定位，按线找正，精镗大头孔到Ø81+0.021 0mm。并定其轴

9、线为基准A。工序10：以大头孔、基面定位，借助侧面装夹工件，精镗小头孔至Ø20+0.023 0mm。并保证中心距为85+0.1 0mm，以及对基准A的平行度为0.01mm。 工序11：磨大头孔内表面的沟槽 砂轮R25mm，磨削深度2.5mm。车倒角1*45度。 工序12：以基面、侧面和小头孔定位装夹工件，按照大头孔的中心线用锯片铣刀将连杆切开，并对连杆做好标记。工序13：以基面、连杆体侧面和分割面装夹工件，铣削两个台阶面，保证台阶面的距离为94 0 -0.023mm，深度3.5+0.05 0mm，以及对基准A的对称度为0.3mm。 钻两边的底孔Ø10mm，保证中心距为110

10、±0.15。工序14：由钳工铰孔2-M12-6H。工序15：以连杆分割面、基面定位装夹，铣削沟槽 宽15+0.15 +0.05mm，R67mm的盘形铣刀。对基准A的对称度为0.01mm。工序16：用微型铣刀铣内沟槽 直径Ø21+0.28 0mm，宽1.1+0.12 0 mm，两沟槽距离37+0.15 0mm。工序17：车倒角0.5*45度。工序18：检查各个部分的尺寸和精度。工序19：组装入库。5、确定机械加工余量，及毛坯尺寸。 1）确定机械加工余量 （1）铸件质量：零件表面无明显的裂纹等缺陷。 （2）加工精度：零件除孔以外的各表面为一般加工精度。 (3) 机械加工余量。根

11、据铸件质量、形状，以及各个加工部位的要求毛坯尺寸和余量如下。 加工表面基本尺寸mm毛坯尺寸mm单边总加工余量mm小头孔直径Ø 20Ø 105大头孔直径Ø 81Ø 705.5零件厚度 43451大头孔两端深度3.501.75铸造圆角R3-R5 6、确定切削用量及基本工时切削用量的选择原则正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。1.7.1 粗加工时切削用量的选择原则粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高,毛坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）和必要的

12、刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。金属切除率可以用下式计算：Zw V.f.ap.1000式中：Zw单位时间内的金属切除量（mm3/s）V切削速度（m/s）f 进给量（mm/r）ap切削深度（mm）1）切削深度的选择：粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。2）进给量的选择：粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚

13、度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。3）切削速度的选择：粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。1.7.2 精加工时切削用量的选择原则精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。1）切削深度的选择：精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得

14、太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。2）进给量的选择：精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。3）切削速度的选择：切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度ap和进给量f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。三、

15、工序设计 1) 选择加工设备与工艺装备。 (1) 选择机床。 a.工序11、17、是车倒角。该零件外廓尺寸不大，选用CA6140卧式车床即可。 b.工序06、13为粗铣铣、精铣。由于加工的零件轮廓尺寸不大，故宜在普通铣床就可以。选用立式铣床X52K型铣床。c.工序08、09、10为粗镗、精镗。从加工要求及尺寸大小考虑，选用卧式镗床T611。 d.工序11是用Ø50mm的砂轮去磨，需要组合夹具，用内圆磨床考虑到孔的大小用M2120内圆磨床。e.工序12因为要将连杆锯断，工件尺寸不是很大，用卧式铣床X63W。f.工序13 钻孔考虑孔的尺寸等技术要求，采用立时钻床Z518。g.工序15考虑

16、到加工位置和技术要求需要用卧式铣床X63W。h.工序16加工内沟槽，用微型镗刀加工，由于是回转体 采用车床CA6140。 (2) 夹具。组合夹具和普通的三抓、四爪卡盘就可以。(3) 选择刀具。在工序11需用到R25mm的砂轮。工序16需要刃口小于1.1mm的细小镗刀。(4) 选择量具。本零件属于小批量生产，一般采用通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的精确度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。 a.各工序的量具见下表 工序加工面尺寸尺寸公差 量 具06、11、15、16430.16分度值0.02，测量范围0150游标卡尺08Ø78、Ø170.05普通游标卡

17、尺09、10、13Ø810.021分度值0.001，测量范围0150游标卡尺 b.选择加工槽所用量具。均可选用分度值0.02mm，测量范围0150mm游标卡尺进行测量。 2）确定工序尺寸 (1)确定圆柱面的工序尺寸。查表可以得出该零件圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表加工表面工序双边余量/mm工序尺寸及公差/mm表面粗糙度/µ粗半精 精 粗半精精粗半精精毛坯两侧面1.50.543.5+0.02 -0.0243-0.20 -0.366.33.2大头孔2.50.5Ø80+0.05 -0.05Ø81+0.021 06.31.6小头孔2.5

18、0.5Ø19.5+0.05 -0.05Ø20+0.023 06.31.6台阶侧面0.594 0 -0.0231.6台阶底面3.53.5+0.05 06.3 g.确定铣小头沟槽的工序尺寸。精铣可达到要求，则该工序尺寸：槽宽15+0.15 +0.05mm，槽深R67。粗铣时，为半精铣留有加工余量：槽宽双边余量为2mm，槽深余量为2mm。则粗铣的工序尺寸：槽宽为13mm，槽深为R65mm的圆。将以上结果填入机械加工工序卡内。四、夹具的总体方案设计1、专用夹具的基本要求 1）专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精

19、度要求。2）提高生产率 应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3）工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。 专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配机构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。4）使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑机构。5）经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以考虑夹具在生产中的经济效益。 2、夹具设计的一般步骤1）明确设计任务与收集设计材料2）确定夹具设

20、计方案与绘制夹具草图3）进行必要的分析计算4）审查方案与改进设计5）绘制夹具装配总图6）绘制夹具零件图3、问题的指出本夹具主要用来精镗大、小头孔，其应满足各项要求，包括大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，以及两孔轴线在连杆轴线平面的平行度、在垂直于连杆轴线平面内的平行度要求；这两项技术要求对于结构钢性较差的连杆来说在制定工艺规程时要给与足够重视，以保证达到此项精度。4、夹具的设计（1）定位基准的选择由零件图可知，在精镗大小头孔之前，连杆的大、小头端面，小头孔及工艺凸台都已加工，且表面粗糙要求较高，为了使定位误差为零，按基准重合原则选大小头端面、小头孔及工艺凸台为定位基准。（2）夹紧方

21、案由于零件小，所以采用开口垫圈的螺旋夹紧机构，装卸工件方便、迅速。（3）夹具体设计夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。 （4）切削力及夹紧力的计算 切削力的计算：，由组合机床（表7-24）得：P=1902.538N夹紧力的计算：由机床夹具设计手册（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夹紧力：W0=5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。定位误差的计算: 由加工工序知，加工面为连杆的大小头孔。两孔轴心

22、线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.020.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.040.06 mm。所以本工序的工序基准：小头孔中心线，其设计计算如下：1）确定定位销中心与大头孔中心的距离及其公差。此公差取工件相应尺寸的平均值，公差取相应公差的三分之一（通常取1/51/3）。故此尺寸为280.65±0.01mm。2）确定定位销尺寸及公差本夹具的主要定位元件为一固定销，结构简单，但不便于更换。该定位销的基本尺寸取工件孔下限尺寸54mm。公差与本零件在工作时与其相配孔的尺寸与公差相同，即为54（上限+0.01下限0）。3）小头孔的确

23、定考虑到配合间隙对加工要求中心距2800.01影响很大，应选较紧的配合。另外小头孔的定位面较短，定位销有锥度导向，不致造成装工件困难。故确定小头定位孔的孔径为。4) 定位误差分析 对于连杆体剖分面中心距2800.03的要求，以的中心线为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间存在间隙，造成的基准位移误差即为定位误差，其值为：Dw=D+d+min=0.03+0+0=0.03mmDw剖分面的定位误差D工件孔的直径公差d定位销的直径公差min孔和销的最小保证间隙此项中心距加工允差为0.120.18mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。五、设计小结 本次设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。