汽车连杆加工工艺设计

1、湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）发动机连杆加工工艺分析与题 g设杜作 者学 院专 业学 号指导教师二o七年五月二十一曰湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导 下，独立开展工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经 注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或创作过的 作品成果。对本文工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文（设计）作者签名:二o七年五月二十一曰因为连杆是活塞式发动机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞

2、销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，又收曲轴驱动而带动活塞压缩 汽缸中的气体。连杆承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小，强度高。所以在安排 工艺过程吋，按照“先基准后一般”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端 面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面。由于连杆既是传力零件，又是运动件，不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力， 须综合材料选用、结构设计。在对其设计中我们先对连杆工艺过程分析，联系实际通过 对其具体设计的了解进行连杆机械加工工艺过程分析及其一些机械加工余量、工序尺寸 的确定。关键词：发动机，连杆，曲轴，定位基面，工艺设计abstractbeca

3、use of the connecting rod is one of the main parts of piston engine, its big hole connected to the crankshaft, small head hole through the piston pin and piston connection， its role is to gas pressure of piston to the crankshaft，and collect the crankshaft drives and drives the piston compressed gas

4、in the cylinder. so when arranging process，in accordance with the principle of nfirst commonly after benchmark” processing. connecting rod of the surface of the main processing for size head hole and two face，the more important the processing surface is the combination of the connecting rod body and

5、 cover face and bolt hole position.because of the connecting rod is a force transmission parts, and moving parts，cant count on connecting rod sizes to improve its carrying capacity, must be comprehensive material selection, structure design. in the design we first analysis the process of connecting

6、rod process，with practice through the understanding of the specific design for connecting rod machining process analysis and some machining allowance, the determination of process dimension.keywords: engine, connecting rod, crankshaft, positioning base, technology designin诚信声明iiiabstractill 录iv第一章连杆

7、的分析11.1连杆的结构特点11.2连杆的主要技术要求21.2.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度21.2.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度31.2.3大、小头孔中心距31.2.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度31.2.5大、小头孔两端面的技术要求31.2.6螺栓孔的技术要求31.2.7有关结合面的技术要求4第二章连杆工艺规程设计52.1连杆的材料和毛坯52.2连杆的机械加工工艺过程5第三章连杆的机械加工工艺过程分析73.1工艺过程的安排73.1.1定位基准的选择73.1.2确定合理的夹紧方法83.1.3连杆两端面的加工83.1.4连杆大、小头孔的加工93.1.5连杆螺栓孔的

8、加工93.1.6连杆体与连杆盖的铣开工序93.1.7大头侧面的加工103.2连杆加工工艺设计应考虑的问题103.2.1 工序安排103.2.2 定位基准103.2.3夹具使用103.3切削用量的选择原则103.3.1粗加工时切削用量的选择原则113.3.2精加工时切削用量的选择原则12第四章机械加工余量、工序尺寸的确认134.1确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差134.1.1确定加工余量134.1.2确定工序尺寸及其公差134.2计算工艺尺寸链154.2.1连杆盖的卡瓦槽的计算154.2.2连杆体的卡瓦槽的计算164.3工时定额的计算174.3.1铣连杆大小头平面174.3.2粗磨大小头

9、平面184.3.3加工小头孔184.3.4铣大头两侧面194.3.5扩大头孔194.3.6铣开连杆体和盖204.3.7加工连杆体204.3.8铣、磨连杆盖结合面224.3.9铣、钻、镗（连杆总成体）244.3.10粗镗大头孔264.3.11大头孔两端倒角264.3.12精磨大小头两平面（先标记朝上）264.3.13半精镗大头孔及精镗小头孔274.3.14精镗大头孔274.3.15钻小头油孔284.3.16小头孔两端倒角284.3.17镗小头孔衬套284.3.18珩磨大头孔28第五章连杆的检测295.1连杆的检验295.1.1观察外表缺陷及目测表面粗糙度295.1.2连杆大头孔阒柱度的检验295

10、.1.3连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验295.1.4连杆大小头孔平行度的检验305.1.5连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验30参考文献3132结论33致谢第一章连杆的分析1.1连杆的结构特点连杆它以上端的小头连接活塞销，以下端的大头连接曲轴，可将活塞的往复运动转 变成曲轴的旋转运动。它正像你骑自行车吋人腿的运动状态那样。连杆一般采用中碳钢 或合金钢材料经锻造、机加工和热处理而成。因为连杆工作吋受到压缩、拉伸和弯曲的 周期性变化的力量，所以要求它质量尽可能小，而又足够的刚度和强度，如果刚度不够 会造成大头孔失圆，轴瓦润滑不a而烧毁；杆身弯由会造成气缸漏气、窜油等现象。连杆大头一般都制

11、两个半圆块，一块是连杆大头的下端，另一块叫连杆盖，用连 杆螺栓将两者拧在一起。这两块是一起进行加工（镗孔）的，大头孔的表面为了和轴瓦紧 密配合，它的光洁度很高，其表面还铣出定位轴瓦的凹槽和小的油孔。连杆螺栓的工作条件和连杆一样，一般采用优质合金钢或优质碳素钢材料，经緞 造或冷镦而成。安装连杆大头吋，必须按工厂规定的扭矩拧紧连杆螺栓，并采取措施防 止自行松开。连杆轴瓦和连杆大头一样，也是制成两半的，轴瓦的基体是薄钢板，内 表面浇铸上如巴氏合金等减磨合金层。减磨合金具冇减少磨擦，加速磨合，保持油膜的 作用。轴瓦与连杆大头和连杆盖相配合的表面要有极高的光洁度。轴瓦在未装入前，半个 轴瓦并不半圆形的，

12、当装入后，因冇压量（过盈），所以轴瓦能紧贴在大头孔壁上。为了 防止轴瓦工作中转动或轴向位移，在轴瓦上冲压定位凸台分别嵌入大头和连杆盖的凹槽 内。轴瓦内表面还有油槽，以保证良好的润滑。如图1.1型柴油机连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦（轴瓦以刚质为母体，其内表而浇有一层耐磨合金。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以 用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头有活塞销于活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，一减少小头孔与活 塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换）连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运 动，以输岀动力。因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是

13、直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有5个：（1）连杆大端中心面和小 端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连 杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔 与接合面的垂直度。1.2连杆的主要技术要求将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲 轴。所以，连杆有着除上下运动外的左右摆复杂的平面运动。连杆在工作时，主要承受 了气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。 同时，由于连杆既是传力零件，又是运动件，不能完全靠加大连杆尺寸来提高其承载能 力，必

14、须综合材料选用、结构设计。连杆上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面，连杆体与连杆盖的 结合面等。连杆总成的主要技术要求（图1-2）如下。连杆总成图（1-2）1.2.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度为了让大头孔与轴瓦及曲轴、小尖与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便 于传热，大失孔于小失的衬套孔尺寸公差均为it6。大头孔表面粗糙度ra<0.8 u m,衬 套孔表面粗糙度ra<0.4 p m。大义*孔的阅度公差为0.005mm, i則柱度公差为0.01mm，小头压衬套的底孔的圆度公差为0.007nun，圆柱度公差为0.015mm。小头衬套孔的圆度 公差为0.004mm

15、，圆柱度公差为0.008mm。1.2.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，从而造成气缸壁 磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的 平行度要求较高；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响 较小，因而其公差值较大。此处规定为：两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度在100mm 长度公差为0.03mm；在垂直于连杆轴线方向的平行度在100mm长度上公差为0.06mm。1.2.3大、小头孔中心距大小头孔的中心距影响到气缸的压缩比，即影响到柴油机的效率，所以规定了比较 高的要求：180

16、 土 0.05 mm。1.2.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度影响到轴瓦的安装和磨损；同时，这个垂直 度在加工过程屮将影响到加工小头孔两端面时的定位精度，所以对它也提出了一定的要 求：大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度在100mm长度上公差为0.1mm。1.2.5大、小头孔两端面的技术要求连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端 面的尺寸公差等级为ft9,表面粗糙度ra不大于0.8 u m,小头两端面的尺寸公差等级 为it12,表面粗糙度ra不大于6.3um。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴 肩端面间有配合要求，

17、而连杆小尖两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大 头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带屮，这给连杆的 加工带来许多方便。1.2.6螺栓孔的技术要求在前面已经说过，连杆在工作过程屮受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递 到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求 外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按it8级公 差等级和表面粗糙度ra应不大于6.3 u tn加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公 差为 0.25 mm。1.2.7有关结合面的技术要求在连杆受动载荷时，结合而的歪斜使连杆盖及连杆体沿着结

18、合而产生相对错位，使 曲轴的连杆劲和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合而的平而度将影响到连杆体、 连杆盖和垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。此 处规定：结合而对大头孔端而的垂直度在100mm长度上公差为0.2mm，结合而的平而 度公差为0.01mm。第二章连杆工艺规程设计2.1连杆的材料和毛坯汽午发动机连杆的材料一般采用45钢（精选含碳的质量分数为0.42%0.47%）或 40cr、35crmo,并经调质处理，以提高其强度及抗冲击能力。我国冇些工厂也冇用球 墨铸铁制造连杆的。钢制连杆一般采用锻造。在单件小批生产吋，采用自由锻造或简单的胎模进 行锻造；由于我们

19、这次要进行的是在大批大量生产，所以我们采用模锻。模锻一般分两 个工序进行，即初锻和终锻，通常在切边后进行热较正。中、小型的连杆，其大、小头 的端面常进行精压，以提高毛坯精度。模锻生产率高,但需要较大的锻造设备。在本课题中连杆设计我们采用45钢， 钢制连杆采用锻造来完成。51-上铉安2- t铵埯核乒3-连杆毛坯4-t钫痗模兵5-t铉轮目前我国有些生产连杆的工厂，采用了连杆 辊锻工艺。图为连杆辊锻示意图.毛坯加热后，通过上锻辊模具2和下锻辊模具4的型槽，毛坏 产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻 法生产的连杆锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水 平，并

20、ii设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产 中应用。辊锻需经多次逐渐成形。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检査，方能进入机械 加工生产线。图2.1连杆辊锻示意图2.2连杆的机械加工工艺过程由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、形状精度以及位罝精度的要求都很 高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难， 必须充分的重视。连杆的尺寸精度、加工表面形状精度以及位置精度的要求都很高，但刚性比较差， 容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须予以充分的重视。孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外圆

21、面作为另一基面。端面的面积大，定 位比较稳定；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距，并可达到基准统一，减少定 位误差。在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不与夹具的定位元件接触。在精镗 小头孔时也用小头孔及衬套孔作为基面，这时将定位销做成活动的。当连杆用小头孔及 衬套孔定位并夹紧后，从小头孔中抽出假销，进行加工。连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结 合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上 的螺栓座面等。连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。连杆的加工路线按连杆的 分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体和盖切

22、开之前的加工；第二阶段为连杆体和盖 切开后的加工；第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续 加工准备精基准（端面、小头孔和大头外侧面）；第二阶段主要是加工除精基准以外的 其它表面，包括大头孔的粗加工，为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗加工，以及轴瓦 锁口槽的加工等；第三阶段则主耍是最终保证连杆各项技术耍求的加工，包括连杆合装 后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小头孔的精加工。如果按连杆合装前后来分, 合装之前的工艺路线属主要表面的粗加工阶段，合装之后的工艺路线则为主要表面的半 精加工、精加工阶段。第三章连杆的机械加工工艺过程分析3.1工艺过程的安排在连杆加工中冇两个主要

23、因素影响加工精度：连杆本身的刚度比较低，在外力（切削力，夹紧力）的作用下容易变形；连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削吋会产生较大的残余内应力，并引起内应力 的重新分布；因此在安排工艺过程吋，就需要把各主要表面的粗精加工工序分工。这样，粗加工 生产的变形就可以在半精加工中得到修正；半精加工中生产的变形可以在精加工中得到 修正，最后达到零件的技术要求。各主要表面的工序安排如下：两端面：粗铣、粗磨、半精磨、精磨；小头孔：钻孔、扩孔、拉孔、精镗，压入衬套后再精镗；大头孔：粗镗、半精镗、精镗；螺栓孔：钻孔、扩孔、铰孔。一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。3.1.1定位基准的选择

24、在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为 主要基面，并用人头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小头孔 的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起 来，减少了定位误差。具体的办法是，如图（3.1.1） 所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一面 不与夹具的定位元件接触（在设计夹具时亦作相应 的考虑）。在精镗小头孔（及精镗小头衬套孔）时， 也用小头孔（及衬套孔）作为基面，这时将定位销 做成活动的称“假销”。当连杆用小头孔（及衬套 孔）定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进行加工。为了不断改善基面的精度，基面

25、的加工与主要 表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头孔前，粗磨端面，在精镗大、小头孔前，精磨端面。由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序对于铰后的孔与端面的垂 直度不易保证，有时会影响到后续工序的加精度。图（3.1.1）连杆的定位方向在第一道工序中，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。连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，

26、在精 加工主要表面开始前，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。另一方面是以连杆的大头外形及连杆身的 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。3.1.2确定合理的

27、夹紧方法既然连杆是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向 及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响加工精度。在加工连杆的 夹具中，可以看出设计人员注意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在粗铣两端而的 夹具中，夹紧力的方向与端而平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚 性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端而的方向上，很少或不会影响端而 的平而度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端而上，并由定位元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镗大小尖孔时，只以大平而（基而）

28、定位，并且只夹紧大 头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧而夹紧。小头一端不在端而上定位 夹紧，避免可能产生的变形。3.1.3连杆两端面的加工采用粗铣、精銃、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床上，使用砂瓦拼成的 砂轮端面磨削。这种方法的生产率较高。精磨在m7130型平面磨床上用砂轮的周边磨 削，这种办法的生产率低一些，但精度较高。3.1.4连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连杆质量有较 大的影响。小头孔是定位基面，在用作定位基而之前，它经过了钻、扩、铰三道工序。

29、钻时以 小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。小头孔在钻、扩、铰后，在金刚镗床上与大头孔同时精镗，达到it6级公差等级， 然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镗大头孔。由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差， 这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔与大头孔的中心距超差。大头孔经过扩、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗和珩磨达到it6级公差等级。表而粗 糙度ra为0.4um,大尖孔的加工方法是在铣开工序后，将连杆与连杆体组合在一起, 然后进行精镗大头孔的工序。这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最后精镗工序 中得到修正，以保证孔的形状精度。3.1.5连杆螺栓孔的加工连杆的螺栓孔经过钻、扩、

30、铰工序。加工时以大尖端而、小头孔及大头一侧而定位。为了使两螺栓孔在两个互相垂直方向平行度保持在公差范围内，在扩和铰两个工步 中用上下双导向套导向。从而达到所需要的技术要求。粗铣螺栓孔端而采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大 的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端而与连杆大尖端而垂直，使用两工位夹具。 连杆在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端而后，夹具上的定位板带着工件旋转1800 , 铣男一个螺栓孔的两端而。这样，螺栓孔两端而与大尖孔端而的垂直度就由夹具保证。3.1.6连杆体与连杆盖的铣开工序剖分面（亦称结合面）的尺寸精度和位置精度由夹具本身的制造精度及对刀精度来 保证。

31、为了保证铳开后的剖分面的平面度不超过规定的公差0.03mm ,并且剖分面与大 头孔端面保证一定的垂直度，除夹具本身要保证精度外，锯片的安装精度的影响也很大。 如果锯片的端面閫跳动不超过0.02 mm，则铣开的剖分面能达到图纸的要求，否则可能超 差。但剖分面本身的平面度、粗糙度对连杆盖、连杆体装配后的结合强度有较大的影响。 因此，在剖分面铣开以后再经过磨削加工。3.1.7大头侧面的加工以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。装夹工件铣两侧面至尺寸，保证 对称（此对称平面为工艺用基准面）。3.2连杆加工工艺设计应考虑的问题3.2.1工序安排连杆加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（1）连杆的

32、刚度比较低，在外力作 用下容易变形；（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力。 因此在连杆加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要分开。3.2.2定位基准精基准：以杆身对称面定位，便于保证对称度的要求，而且釆用双面铣，可使部分 切削力抵消。统一精基准：以大小头端面，小头孔、大头孔一侧面定位。因为端面的面积大，定 位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。3.2.3夹具使用应具备适应“一面一孔一凸台”的统一精基准。而大小头定位销是一次装夹中镗出, 故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的，当连杆定位装夹后，再抽 出定位销进行加工。保证螺栓孔与螺栓端

33、面的垂直度。为此，精铣端面时，夹具可考虑重复定位情况， 如采用夹具限制7个自由度（其是长圆柱销限制4个，长菱形销限制2个）。长销定位 目的就在于保证垂直度。但由于重复定位装御有困难，因此要求夹具制造精度较高，且 采取一定措施，一方面长圆柱销削去一边，另一方面设计顶出工件的装罝。3.3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。3.3.1粗加工时切削用量的选择原则粗加工吋加工精度与表面粗糙度耍求不高，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）和必要的刀具耐用 度，以提高生

34、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）提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个 因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。 所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度ap,其次选 择一个较大的进给量度f，最后确定一个合适的切削速度v.选用较大的ap和f以后，刀具耐用度t显然也会下降，但耍比v对t的影响小得 多，只要稍微降低一下v便可以使t回升到规定的合理数值，因

35、此，能使v、f、ap的 乘积较大，从而保证较高的金属切除率。此外，增大ap可使走刀次数减少，增大f又 有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，减少刀具消耗, 降低加工成本是比较有利的。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，冰考虑分几次走刀。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

36、寸、刀片厚度、 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。3.3.2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

37、精加工余量不要留得 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，冰选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。由此可见，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。第四章机械加工余量、工序尺寸的确认4.1确定各工序

38、的加工余量、计算工序尺寸及公差4.1.1确定加工余量用查表法确定机械加工余量：（根据机械加工工艺手册第一卷表3.225表3.226表3.227）（1）、平面加工的工序余量（mm）表4. 1. 1平而加工的工序余量单面加工方法单面余量经济精度工序尺t表面粗糙度毛坯粗铣1.54312.512.5+0.320it12(°)+0.32040(°)精铣0.6+0.100it10(°)40.10038.8(°)3.2粗磨0.3+0.050it8(°)+0.05038.2(o)1.6精磨0.1+0.025it7(0)-0.17038(-0.232)0.8则连

39、杆两端面总的加工余量为:a总=eax2（a粗铣+a精铣+a粗磨+a精磨）x21.5+0.6+03+0.1) x25°-0.55 mrn（2）、连杆铸造出来的总的厚度为4.1.2确定工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程表229表234）1）、大头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为055 mm）表4. 1. 2. 1大头孔各工序尺寸及其公差工序名称工序基本余量工序经济精度工序尺寸最小极限表面粗糙尺寸度珩磨0.08h6(o侧)$65.5oh6(0+0 侧)65.50.4精镗0.4h8(6)65.4h8c046)65.40.8半精镗1wic19)0 65hllc9)6

40、51.6二次粗镗2/12(fno)0)64o/12(f130)646.3一次粗镗2m2(c中62/12(；030)6212.5扩孔50 60c)59(±l)2）、小头孔各工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程表229表230）表4. 1. 2. 2小头孔各工序尺寸及其公差工序工序基本工序经济工序最小极限表而名称余量精度尺寸尺寸粗糙度精镗0.2029.49<d29.49(0：1.6铰0.2w9(c029.29029.29(°-6.4扩9h10c(d29.1029.1(08412.5钻至 020h13:033020o20o°3312.54.2计算

41、工艺尺寸链4.2.1连杆盖的卡瓦槽的计算增环为：;减环为：1）、'极限尺寸为：u- j yj|an 封棚环为:=30.20-4.95 =25.25 mm/hn-l <_min z 為min :八 ma>/="/+1= 29.8-5.1 =24.7 mm2) 、'的上、下偏差为："j，卜 i<_es4 = £sa- e£/a,/=1/=zw+l=020-(-0.05)=0.25(mm)"j_>/卜 1eia, = xei-xesz=1i=m+=-0.20-0.10=-0.30(mm)3）、的公差为:r0 =

42、 £s4-风=0.25- (0.30) =0.55 mm4）、'的基木尺寸为:= 30-5=25 mm5）、'的最终工序尺寸为:4= 25(+0.25 x -0.30/mm4.2.2连杆体的卡瓦槽的计j>增环为：夂；减环为:ao1）、4极限尺寸为:/="h4=13.30-4.95 =8.35 mm"i>/卜1<_%min/=!/=/h+1= 12.9-5.1=7.8 mm2) 、'的上、下偏差为:tn_> ，卜 1 <_£s4 = x£sa- x£za/=!/="!+l=

43、0.30-(-0.05) 二 0.35 mm£/a)=ea-e£5a/=1i=m+= -0.10-0.10=-0.20 mm3) 、'的公差为：7j)= esa £7/)=0.35-(-0.20)=0.55 mm4) 、的基本尺寸为:a)= - 2= 13-5 =8 mm5) 、'的最终工序尺寸为:a)= 8(m4.3工时定额的计算4.3.1铣连杆大小头平面选用x52k机床根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据 铣刀直径d = 100 mm切削速度vf= 2.47 m/s切削宽度ae=60mm洗刀齿数z = 6切削深度ap = 3mm则主轴转

44、速 n = looov/wd = 475 r/min根据表3.1 31按机床选取n = 500 /min则实际切削速度乂 dn/ (1000x60) = 2.67 m/s 铣削工时为：按表2.5 10l=3mm l1 =人)+1.5 =50 mml2 = 3 mm基本时间 tj = l/fmz = (3+50+3)/(500x0.18x6) = 0.11 min 按表 2.546辅助时间 ta = 0.4x0.45 = 0.18 min4.3.2粗磨大小头平面选用m7350磨床根据机械制造工艺设计手册表2.4 170选取数据 砂轮直径d = 40 mm磨削速度v = 0.33 m/s切削深度

45、ap = 0.3 mmfro = 0.033 mm/rz = 8则主轴转速 n = 1000v/d= 158.8 r/min根据表3.148按机床选取n= 100 r/min则实际磨削速度乂= dn/ (1000x60) = 0.20 m/s 磨削工时为：按表2.511基本时间 tj = zbk/nfroz = (0.3 x 1)/(100x0.033x8) = 0.01 min 按表3.140辅助时间ta = 0.21 min4.3.3加工小头孔(1) 钻小头孔选用钻床z3080根据机械制造工艺设计手册表2.438(41)选取数据 钻头直径d = 20 mm切削速度v = 0.99 mm切削

46、深度ap = 10 mm进给量f = 0.12 mm/r则主轴转速 n = 1000v/d = 945 r/min根据表3.130按机床选取n = 1000 r/min则实际钻削速度乂= dn/ (1000x60)= 1.04 m/s钻削工时为：按表2.57l = 10 mml1 = 1.5 mml2 = 2.5mm基本时间 tj = l/fn = (10+1.5+2.5)/(0.12 x 1000) = 0.12 min 按表2.541辅助时间ta = 0.5 min按表2.542其他时间tq = 0.2 min(2) 扩小头孔选用钻床z3080根据机械制造工艺设计手册表2.453选取数据

47、扩刀直径d = 30 mm切削速度v = 0.32 m/s切削深度ap = 1.5 mm进给量f = 0.8 mm/r则主轴转速 n =1000v/d = 203 r/min根据表3.1 30按机床选取n = 250 r/min则实际切削速度乂= dn/ (1000x60) = 0.39 m/s 扩削工时为：按表2.57l = 10 mml1 二 3 mm基本时间 tj=l/fn=(l0+3)/(0.8x250)=0.07 min按表2.541辅助时间ta=0.25 min(3) 铰小头孔选用钻床z3080根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据 铰刀直径d = 30 mm切削速度v =

48、0.22 m/s切削深度ap = 0.10 mm进给量f = 0.8 mm/r则主轴转速 n = 1000v/d= 140 r/min根据表3.131按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度乂= dn/ (1000x60) = 0.32 m/s 铰削工时为：按表2.57l=10 mm li =0 l2=3 mm基本时间 tj = l/fn = (10+3)/(0.8x200) = 0.09 min按表2.541辅助时间ta = 0.25 min4.3.4铣大头两侧面选用铣床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.477(88)选取数据 洗刀直径d = 20 mm切削速度v = 0.64

49、 m/s洗刀齿数z = 3切削深度ap = 4mmaf =0.10 mm/r则主轴转速 n = 1000v/d = 611 r/min根据表3.1 74按机床选取n=750 r/min则实际切削速度乂= dn/ (1000x60)= 0.78 m/s铣削工时为：按表2.5 10l=40 mmae +i.5=8.5 mml2=2.5 mm基木时间 tj = l/fmz = (40+8.5+2.5)/(750x0.10x3)=0.23 min 按表 2.546辅助时间 ta = 0.4x0.45 = 0.18 min4.3.5扩大头孔选用钻床床z3080刀具:扩孔钻根据机械制造工艺设计手册表2.4

50、54选取数据 扩孔钻直径d = 60 mm切削速度v = 1.29 m/s进给量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次数1=1 则主轴转速 n = 1000v/d=410 r/min根据表3.141按机床选取n=400 r/min则实际切削速度 v=wdn/ (1000x60) =1.256 m/s 扩削工时为：按表2.57l = 40 mml1 = 3 mml2 =3 mm基本时间：，,=女=鑑><1=0.23(咖) /, = v"x(c秘,.+1 2)= 2 44. 3.6铣开连杆体和盖选用铣床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.479(9

51、0)选取数据 铣刀直径d = 63 mm切削速度v = 0.34 m/s切削觉度ae = 3 mm洗刀齿数z = 24切削深度 ap = 2mmaf = 0.015 mm/rd = 40 mm则主轴转速 n = 1000v/d= 103 r/min根据表3.1 74按机床选取n=750 r/min则实际切削速度乂= dn/ (1000x60) = 2.47 m/s 洗削工时为：按表2.510l:2”、)、17mmli=+2=6mml2 = 2 mm基本吋间 tj= li/fm = (17+6+2)/(148) = 0.17 min按表 2.546辅助吋间 ta=0.4x 0.45=0.18 m

52、in4.3.7加工连杆体(1) 粗铣连杆体结合面选用铣床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.474 (84)选取数据 铣刀直径d = 75 mm切削速度v = 0.35 m/s切削宽度ae = 0.5 mm铣刀齿数z = 8切削深度 ap=2 mm af = 0.12 mm/r则主轴转速 n = 1000v/d = 89 r/min根据表3.1 74按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度乂= dn/ (1000x60) = 2.94 m/s 铣削工时为：按表2.5 10l = 38 mm li =人)+1.5 = 7.5 mm l2 = 2.5 mm基木时间 tj = l/fnz

53、 = (38+7.5+2.5)/(2.96x60x8) = 0.03 min 按表 2.546辅助时间 ta=0.4x0.45=0.18 min(2) 精铣连杆体结合面选用铣床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.484选取数据 铣刀直径d = 75 mm切削速度v = 0.42 m/s統刀齿数z = 8切削深度ap = 2 mmaf=0.7 mm/r切削宽度 ae=0.5 mm则主轴转速 n = 1000v/d =107 r/min根据表3.1 74按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度乂 dn/ (1000x60) = 2.94 m/s 铣削工时为：按表2.5 10l = 38

54、 mm li =_ae)+1.5 = 7.5 mml2 = 2.5 mm基本时间 tj = l/fmz = (38+7.5+2.5)/(2.96x60x8) = 0.03 min 按表 2.546辅助时间 ta = 0.4x0.45 = 0.18 min(3) 粗锪连杆两螺栓底面选用钻床z3025根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据锪刀直径d = 28 mm切削速度v = 0.2 m/s辛忽刀齿数z = 6切削深度ap = 3mm 进给量f = 0.10 mm/r则主轴转速 n = 1000v/d = 50.9 r/min根拋表3.1 30按机床选取n = 750 r/min则实际切削

55、速度乂= dn/ (1000x60)= 2.94 m/s锪削工时为：按表2.57l = 28 mml1 = 1.5 mm基本时间 tj = l/fn = (28+1.5)/(0.10x750x8) = 0.04 min(4) 铣轴瓦锁门槽选用铣床x62w根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铣刀直径d = 63 mm切削速度v = 0.31 m/s統刀齿数z = 24切削深度ap = 2 mmaf = 0.02 mm/r切削觉度ae = 0.5 mm则主轴转速 n = 1000v/d = 94 r/min根据表3.174按机床选取n= 100 r/min则实际切削速度乂= dn/ (1000x60) = 0.33 m/s 铣削工时为：按表2.5 10l = 5 mmll=0.5x63+1.5 = 33 mml2 = 1.5 mm基本时间 tj=