连杆加工工艺规程课程设计说明书

1、太原科技大学本科毕业论文（设计）任务书学生信息学号学院机械电子工程学院(华科学院)班级姓名李治明专业机械设计制造及其自动化机自092210H指导教师姓名张彦雄职称副教授学生学历大学本科任务书 发出时间2013年3月13 日论文（设计）题目105系列高速柴油机连杆工艺总体方案及指定工装设计论文（设计）起止时间2013年3月17日2013年6月13日 共需周数15主要内容:完成发动机连杆工艺设计的指定任务,包括以下方面:（1）105系列高速柴油机连杆工艺总体方案设计说明书（年产6105柴油机5000台）。（2）连杆总成工艺过程卡、工序卡；连杆总成结构图、各组成零件图。（3）指定工装设计说明书、夹具

2、装配图、夹具体零件图。主要要求:通过实习调研，了解和熟悉发动机制造工艺过程，重点收集各种发动机连杆工艺过程等方面的现状与发展研究资料。分析研究发动机连杆工艺方面的主要经验与问题（重点是材料、结构、工艺过程、工艺装备、加工质量、装配质量及管理、效益及控制污染物的排放等），探索解决问题的途径、主要办法与措施。在此基础上按规定要求完成毕业设计的指定任务，包括20000字以上的设计说明书和工艺规程及规定的设计图纸。预期目标:题目的难易程度恰当，说明书字数估计20000字以上，图纸3张A0以上；只要学生具有机械工程类本科生的综合知识与技能，在规定毕业设计时间的十四周内应能按时完成。目 录序言 1一、课程

3、设计目的 2二、生产纲领及零件说明 2三、毛坯方面说明 3四、连杆的技术要求 4五、连杆的机械加工工艺过程 5六、切削用量的选择原则 9七、确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 11八、工时定额的计算 13九、专用夹具设计 28 课程设计总结 30 参考文献 31柴油机连杆加工工艺规程及专用气动铣夹具的设计摘 要连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最

4、后达到零件的技术要求。关键词: 连杆 粉末锻造 加工工艺 夹具设计Diesel Engine Connecting Rod Machining Process and the exclusive design of drilling jigAbstract: the connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connect

5、ing rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machini

6、ng process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally . Keyword: Connecting rod Powder-Forging Processing technology Fixture Design序 言 &#

7、160;连杆在发动机中作为改变力的传递方向和方式最重要的零部件之一，用于各种发动机上，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，将作用于活塞的气体膨胀压力的直线运动传给曲轴转变为旋转运动（图1.1）。在工作过程中，其承受着较高的周期性冲击力、惯性力、压缩应力、纵向弯曲应力、拉应力、动载荷等，因此要求连杆重量要轻，必须有较高的强度、韧性和疲劳性能。图1.1 连杆动力转化图发动机的可靠性在很大程度上取决于连杆的可靠程度，在连杆的总成可靠性的因素之中分合面质量与定位关系是主要因素，因此解决好连杆体与连杆盖之间的定位问题，可以降低连杆的生产成本，提高发动机的可靠性。但由于连杆的外形比较复杂、容易

8、变形、刚性差，尺寸精度、位置精度以及表面质量等要求较高，在制造上具有一定难度。而其连杆制造技术的好坏直接影响着连杆的使用性能和经济性能以及一个企业的生存和发展，随着生产技术的发展，传统的制造技术渐渐不能适应现在生产的要求。 对于本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的连杆制造业相对落后的局面探索可能的途径。但由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设

9、计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。一、课程设计目的1. 制造工艺学课程中的基本理论解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定、机床、工具、量具的选择等问题，以保证零件的加工质量。2. 通过设计，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理、能保证加工质量的夹具的能力。3. 学会使用手册及图表资料。培养查阅各种资料的能力，同时掌握与本设计有关的各种资料。二、生产纲领及零件说明1. 生产纲领生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。发动机连杆零件的年产量为30000件，现已知

10、该产品属于轻型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献，确定其生产类型为大批量生产。大批量生产的工艺特征：（1）零件的互换性：具有广泛的互换性，少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。毛坯的制造方法和加工余：广泛采用金属模机器造型，模锻或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。（2）机床设备及其布置形式：广泛采用商效专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。（3）工艺装备：广泛采用高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法达到精度要求。（4）对工人的技术要求：对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求较低。（5）工艺文件：有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡

11、。（6）成本：较低。（7）生产率：高。（8）工人劳动条件：较好。2. 零件说明连杆是柴油机发动机中的主要传动部件之一，它把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金。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。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以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。在发

12、动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。为了保证发动机运转平衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摩擦运动副。三、连杆的材料和毛坯粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结合而发展起来的一项颇具有市场、竞争力的少、无切削金属加工方法，以金属粉末为原料，经过预成形压制，在保护气氛中进行

13、加热烧结及作为锻造毛坯，然后在压力机上一次锻造成形和实现无飞边精密模锻，获得了与普通模锻件相同密度、形状复杂的精密锻件。它既有粉末冶金成形性能较好的优点，又发挥锻造变形有效地改变金属材料组织和性能作用的特点，使粉末冶金和锻造工艺在生产上取得了新的突破，特别适宜大批量生产高强度、形状复杂的结构零件，因此在各工业部门中有较大推广应用的发展前途。汽车发动机连杆是承受强烈冲击及动态应力最高的典型动力学负荷零件，其负荷与其自身质量成比例，因此杆的轻量化对发动机具有特别的重要意义。如减轻发动机质量，可导致发动机上所有摆动体质量的减少，对发动机的运转噪声、震动、燃料消耗等将产生良好的作用。更重要的是，由于粉

14、末锻造采用粉末坯料的称量法，使每根连杆得到同一重量，因此，连杆联接曲轴旋转时，明显减轻了动平衡所引起的影响。粉末锻造工艺是一种可以精减工艺、减少公害和节约资源的合乎时代要求的技术，是一项跨世纪的先进的高新技术。连杆的材料参考了德国krebsoge公司为宝马公司生产的美洲虎发动机AJV8型粉末锻造连杆，所用预合金钢粉的牌号为AIS14200，其化学成分(W)为：025 035Mn、025 045Mo、025 035Ni、0 1 0 1Cr、0 65C、其余为Fe。由于这种低合金钢粉的化学成分均匀，物理性能及工艺性能优良，从而使经粉末锻造制成的高强度连杆零件的综合性能，特别是冲击韧性及疲劳性能显著

15、提高。毛坯的生产工序如下：1配料及混料：将低合金钢粉，经配料计算和准确称取粉重后，置于混料机内混和30min左右，至分布均匀。2压预成形坯：在压制机上将粉料压制成连杆预成形坯。对预成形坯的形状及尺寸设计应合理，对其密度、质量、质量变化和尺寸要严格精确控制，以避免超负荷而损坏模具。3烧结：在通有还原性保护气氛的烧结电炉中进行，其温度为11001130，至完全合金化。然后，将烧结体移入无氧化性气氛的保温炉(约1000)中进行保温。4闭式模锻：为了节约能源，将粉末预成形压坯直接从保温炉内送人压力机模具中进行闭式模锻。烧结体经致密化封闭锻造时，可将80理论密度的烧结体锻造直至接近100理论密度。（必须

16、指出，粉末锻造连杆的变形温度对其性能的影响很大，烧结预成形坯经l000保温出炉时，应尽量缩短停留时间，立即投人模锻工序。若模锻温度过低，在连杆表层的残留微孔隙增多，则使连杆的密度下降；若停留时间过长，则连杆内部易被氧化。这两种情况都能导致连杆的冲击韧性和疲劳强度降低。） 粉末锻造连杆除了要求粉末性能一致、粉末的流动性和填充性要好及合理的预制坯形状及尺寸设计外，还需要较复杂的工艺设备和严格的质量控制。为提高模具使用寿命与保证粉末锻造连杆质量的一致，其关键是实现生产工艺过程的计算机自动化。四、连杆的技术要求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，以输出动力，同时又

17、压缩汽缸内气体。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。 图1 连杆的技术要求 1大、小头孔的尺寸精度、形状精度为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.8m；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度R

18、a应不大于3.2m。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025 mm，素线平行度公差为0.04/100 mm。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汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，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公差较小；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。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.04 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0.06 mm。3大、小头孔中心距大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩

19、比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：190±0.05 mm。4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在100 mm长度上公差为0.08 mm）。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IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8m, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3m。这是因为连杆大头两端面与曲轴连

20、杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头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中，这给连杆的加工带来许多方便。6螺栓孔的技术要求在前面已经说过，连杆在工作过程中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6.3m加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25 mm。7对口面的技术要求在连杆受动载荷时，对口面的歪斜使连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对

21、错位，影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆体、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。对于本连杆，要求结合面的平面度的公差为0.025 mm。 8. 连杆工艺研究方向和研究的关键问题本设计的目的主要是制定一条适合铣结合面工艺的工艺方案，基本需要解决以下问题：首先是要确定毛坯的材料以及其毛坯的制造方法。目前,绝大多数连杆是由需要淬火和回火的中碳钢和低合金钢经过锻造加工制造的，但正不断由新钢种和粉末冶金的锻造材料所代替。铣连杆结合面要求其材料塑性变形小、强度好、脆性适中、工艺性好，即在保证连杆强韧综合性能指标的前提下，

22、限制连杆的韧性指标；而可用于连杆铣削的材料主要有粉末烧结材料、高碳钢、球墨铸铁、可锻铸铁。应用比较广泛的材料是粉末烧结材料和高碳钢。提到粉末冶金，粉末冶金是利用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。对粉末冶金零件工业提出的主要要求是降低成本、改进使用性能、减轻零件重量及保护环境。对其零件的使用性能而言,关键在于开发高强度、高精度材料，耐热、耐磨材料及高性能材料。关于螺栓装配，在装配螺栓过程中必须保证切断后的连杆杆身与连杆盖完全啮合、不错位。为防止错位或施加扭矩不一致，应同时进行两侧螺栓的装配，装配螺栓需要进行螺栓预装配

23、及定扭矩装配。五、连杆的机械加工工艺过程5.1 确定毛坯的制造形式 连杆材料一般采用45钢或40Cr钢，近年来也有采用球墨铸铁。 钢制连杆都用模锻制造毛坯，连杆毛坯的锻造工艺有两种方案：将连杆体和盖分开锻造或整体锻造。因为连杆盖中间有凹坑，这样就不能采用整体锻造工艺。因为整体锻造是总以杆身对称面为分模面，此时连杆盖两端的筋就无法锻出，所以必须分开锻造。从锻造后材料的组织来看，分开锻造的连杆盖金属纤维是连续的，因此具有较高的强度，而整体锻造的连杆，经切开后，连杆盖的金属纤维是断裂的，因而削弱了强度。当然整体锻造要增加切开连杆的工序。但是，整体锻造可以提高材料利用率，减少结合面的加工余量。机械加工

24、的装夹比较方便，而且只需要一套模锻，一次便可锻成，毛坯也只有一只，便于组织和管理生产。所以一般只要不受连杆盖形状和锻造设备的限制，尽可能采用连杆的整体锻造工艺。5.2 基准面的选择连杆机械加工工艺过程的大部分工序都采用统一的定位基准-一个指定的端面，小头孔及工艺凸台。这样不久有利于保证连杆的加工精度。特别是作为技术要求的关键项目连杆大；小头孔的尺寸精度。几何形状精度和相互位置精度，而且端面的面积大，定位比较稳定。由于连杆的外行不规则，为了定位需要，在连杆大头处作出工艺凸台（俗称工艺搭子而）作为辅助基面。连杆大，小头端面对称分布在杆身的两侧，由于大，小头孔厚度不等，所以大头端与同侧小头端面不在一

25、个平面上，这样的端面作为定位基准显然是不利的。为了避免用阶梯面定位产生的定位误差，一定工艺规程时，先把大，小头作成一样的厚度，这样不仅避免了上述缺点，而且加大了定位面积，增加了定位稳定性。在加工的最后阶段才铣出这个阶梯面。用端面定位安装工件时，注意将厂标号及件号标记的一面不与夹的定位元件接触。在精镗小头孔及小头活塞销轴轴承孔时，也用小头孔（轴承孔）作为定位基准，这是精加工中自身定位的典型例子。将定位销做成活动的，当连杆定位夹紧后，定位销从小头孔中抽出。精镗大，小头孔时，用大头端面起主要定位作用，有利于保证大头孔与端面的垂直度要求，而精镗小头轴承孔时，大头孔用可心轴起主要定位作用，有利于保证大，

26、小头孔轴线的平行度。粗基准的选择：1. 选择两端为粗基准其理由如下：A 该加工表面为连杆的重要表面，为保证其余量均匀。B 毛坯该两端面较光洁。2. 工艺凸台由于其加工余量较小，且与加工面的位置精度要求高，故也可以做粗基准。精基准的选择：因尽量遵守基准重合原则，以减少因基准不重合而引起的定位误差。应尽量选择工序基准。因此，两端面和半精加工后的大小头孔。工艺凸台以作为精基准。5.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度几位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还

27、应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。5.3.1工艺路线方案一：连杆体的加工工艺过程工序1 粗，精铣两平面工序2 粗磨两平面工序3 退磁处理工序4 钻，扩小头孔及倒角工序5 粗，精铣工艺凸台工序6 半精镗小头孔工序7 粗，精铣结合面工序8 钻，扩螺纹孔及孔口倒角工序9 粗镗大头孔工序10 粗磨结合面工序11 粗，精镗导杆孔及孔口倒角工序12 中间检验工序13 攻丝连杆盖的加工工艺过程工序1 粗，精铣两端面工序2 粗，精铣结合面工序3 精铣螺栓孔平面工序4 粗磨两端面工序5 退磁处理工序6 粗镗内半圆面工序7 钻，扩螺纹孔及孔口倒角工序8 粗磨结合面工序9 粗，精镗导杆孔及孔口倒角工序10

28、中间检查连杆合体加工工艺过程工序1 体与盖打号，装配，清洗，紧固螺栓工序2 粗磨两平面工序3 精磨两平面工序4 退磁处理工序5 精镗小头孔工序6 粗镗大头孔工序7 半精镗大头孔及孔口倒角工序8 精镗大头孔工序9 钻小头油孔及倒角工序10 铣落差及孔口倒角工序11 珩磨大头孔工序12 退磁处理工序13 拆开连杆体与盖工序14 铣轴瓦锁口槽5.3.2工艺路线方案二工序1 粗铣两平面 工序2 精铣两平面工序3 粗镗小头孔工序4 粗铣工艺凸台工序5 粗镗大头孔工序6 粗铣结合面工序7 钻螺栓孔工序8 铰孔倒角工序9 攻丝工序10 铣连杆体轴瓦锁口槽工序11 粗铣螺栓孔平面工序12 粗镗大头孔工序13

29、粗铣结合面工序14 精铣螺栓孔平面工序15 钻螺栓孔工序16 铰螺栓孔工序17 精磨结合面工序18 连杆体与盖装配工序19 精磨两平面工序20 钻小头油孔及孔口倒角工序21 半精镗大头孔工序22 半精镗小头孔工序23 精镗大头孔工序24 精镗小头孔工序25 精磨两平面工序26 珩磨大头孔工序27 铣小头孔两端面及孔口倒角工序28 拆连杆体与盖工序29 检查5.3.3 工艺方案的比较分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一：先加工两平面而且达到较高的精度，然后把小头孔加工到较高的精度，是先钻，扩小头孔后在半精镗。而方案二：则没有把两平面和小头孔加工到较高的精度。方案一：粗镗大头孔后，放在钻、扩螺纹

30、及孔口倒角之后。而方案二：则是先粗镗大头孔后，钻、扩螺纹孔。两者相比，可以看出方案二中的先以去除足够的余量为主，先不考虑是否能达到足够的要求。因此方案二中将半精镗小头孔放在体与盖合并后加工。能更好地校正前面粗加工带来的误差，使精加工达到更高的要求，并且也能很好地保证其尺寸。方案一：连杆盖与体的两端面是分开加工的，而方案二则是将连杆盖与体放在一道工序加工，首先能省工时和机床设备等资源。还一个重要的问题是方案一中很多粗、精加工放在一道工序加工，这样粗，精加工的精度要求不同，对机床的精度和其它设备要求也不同。方案二则更加经济，其它加工工序大致相同。方案一中是先加工完结合面后在加工螺栓平面。而方案二则

31、是采用互为基准的原则，先以结合面为粗基准加工，螺栓孔平面，然后以螺栓孔平面为基准加工结合面，这样交替加工可以使两平面达到一定的精度要求。因此相比之下选用方案二。并在其中加入一些辅助工序，如去毛刺，检验等其它辅助工序。最后的加工路线确定如下：工序1 粗铣两平面工序2 精铣两平面工序3 粗镗小头孔工序4 粗铣工艺凸台工序5 粗镗大头孔工序6 粗铣连杆体结合面工序7 钻螺栓孔工序8 铰孔、倒角工序9 攻丝工序10 铣连杆体轴瓦锁口槽工序11 精磨结合面工序12 清洗、检验工序13 粗铣螺栓孔平面工序14 粗镗大头孔工序15 粗铣连杆盖结合面工序16 精铣螺栓孔平面工序17 钻螺栓孔工序18 铰螺栓孔

32、工序19 铣轴瓦锁口槽工序20 精磨结合面工序21 清洗、检验工序22 粗镗大头孔工序23 大头孔两端倒角工序24 钻小头油孔及孔口倒角工序25 半精镗大头孔工序26 半精镗小头孔工序27 精磨两端面工序28 精镗大头孔工序29 精镗小头孔工序30 去毛刺工序31 珩磨大头孔工序32 铣小头孔两端面及孔口倒角工序33 去全部毛刺、清洗、检验工序34 连杆体与盖对号，装配六、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. 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

33、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

34、也会下降，但要比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，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

35、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。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，并在此基础上提高生产效率。（1）切削深度

36、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

37、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。七、确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 连杆零件材料为45纲，硬度207241HBS，毛坯重量为2Kg。生产类型为大批生产，采用在锻上合模模锻毛坯。加工两端面时的工序间余量是两陪的单边余量，加工其它的平面的工序间余量则是单边余量；加工孔的工序间余量则指的是直径方向的余量。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 工序名称工序间工序间表面工序间工序尺寸表面加工余量 经济精度粗糙度尺寸公差粗糙度粗铣小头孔平面h12Ra6.33434Ra6.3精磨两端面IT10Ra1.

38、2538Ra1.25精铣两端面0.6h8Ra2.538.838.8h8Ra2.5粗铣两端面h11Ra54040h11Ra5锻造42珩磨大头孔0.08H6Ra0.870Ra0.8精镗大头孔0.12H7Ra1.2570-0.08=69.92Ra1.25粗镗大头孔4.6H12Ra569.8-1.2=68.6Ra5半精镗大头孔0.1H10Ra2.569.92-0.12=69.8Ra2.5锻造68.6-4.6=64精镗小头孔0.1H7Ra6.339Ra6.3半精镗小头孔1.2H10Ra1039-0.1=38.9Ra10粗镗小头孔4.7H12Ra2038.9-1.2=37.7Ra20锻造37.7-4.7=

39、33钻小头油孔5H11Ra105Ra10粗铣工艺凸台2.0h11Ra12.55151Ra12.5锻造51+2=5353精磨连杆体结合面0.5h8Ra1.65555Ra1.6粗铣连杆体结合面1.5h11Ra555+0.5=55.555.5Ra5锻造55.5+1.5=5757精磨连杆盖结合面0.5h8Ra1.632.5-0.5=3232Ra1.6精铣螺栓孔平面0.6Ra3.233.1-0.6=32.532.5Ra3.2粗铣连杆盖结合面1.5h11（）Ra534.6-1.5=33.133.1Ra5.0粗铣螺栓孔平面1.4h11Ra536-1.4=34.634.6Ra5.0锻造36精镗连杆盖导杆孔0.

40、1H7Ra5.01616Ra5.0钻、扩导杆孔3.9H9Ra1016-0.1=15.915.9Ra10钻通孔12H11Ra1015.9-3.9=1212Ra10精镗连杆体导杆孔0.1H7()Ra5.01616Ra5.0钻扩导杆孔5.2H9()Ra1016-0.1=15.915.9Ra10精扩螺纹孔0.7H9()Ra2.515.9-5.2=10.710.7Ra2.5钻盲孔（长27mm）10H11()Ra1010.7-0.7=1010Ra10 8、 工时定额的计算工序1：粗铣两平面铣刀每齿进给量，根据机械加工工艺手册,机床功率5-10kw, 选,切削速度：参考有关手册，确定，即机械加工工艺手册采用

41、镶齿套式面铣刀，齿数Z=10,则现采用X52K立式双头回转铣床，根据机床使用说明书，取实际切削速度为当时，工作台的每分钟的进给量应为：，取当取时，其中,基本时间：辅助时间：单件工时：工序2：精铣两平面铣刀每齿进给量，取，切削速度，。采用镶齿套式面铣刀，齿数，则，现采用X52K立式双头回转铣床，机床主轴转速取时，工作台的每分钟的进给量应为，查机械制造工艺设计手册表4-16-2得：基本时间：辅助时间：单件工时：工序3：粗镗小头孔(1) 从，单边余量Z=1.7mm,两次镗去全部余量，。进给量：机械制造工艺设计手册表4-7-2，根据有关手册，采用卧式镗床T611,确定镗床的切削速度为, 则。机械制造工

42、艺设计手册表4-7-1机床主轴转速。 选取，实际的切削速度。切削时间辅助时间：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min(2) 从，单边余量Z=1.5mm,一次镗去全部余量，进给量：机械制造工艺设计手册表4-7-2，根据有关手册，确定镗床的切削速度为, 则。机械制造工艺设计手册表4-7-1机床主轴转速。选取，实际的切削速度。切削时间：辅助工时：0.10+0.09+0.09+0.03+0.057=0.36min(3)从，单边余量Z=1.7mm,两次镗去全部余量，进给量：机械制造工艺设计手册表4-7-2，根据有关手册，确定镗床的切削速度为, 则。机械制造工艺设计手册

43、表4-7-1机床主轴转速。选取，实际的切削速度, 。切削时间：辅助工时：0.10+0.09+0.09+0.03+0.057=0.36min所以，单件工时：工序4：粗铣工艺凸台每齿进给量，粗加工，机床功率为25kw, 现采用X52K立式双头回转铣床，切削速度，采用镶齿套式面铣刀YT15,尺寸，则机械制造工艺设计手册机床主轴转速，取实际切削速度当，工作台每分钟的进给量为查机械制造工艺设计手册表4-16-2立式铣床工作台进给量时间：辅助工时：0.80+0.20+0.20=1.2min单件工时：工序5：粗镗大头孔（1）从，单边余量Z=1.2mm,两次镗去全部余量，。进给量：，根据有关手册，采用卧式镗床

44、T611，确定镗床的切削速度为, 则机械制造工艺设计手册表4-7-1机床主轴转速。 选取，实际的切削速度。切削时间：辅助时间：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min（2）从，单边余量Z=1.1mm,两次镗去全部余量，。进给量：机械制造工艺设计手册表4-7-2，根据有关手册，确定镗床的切削速度为, 则机械制造工艺设计手册表4-7-1机床主轴转速。 选取，实际的切削速度。切削时间：辅助时间：0.10+0.18+0.12+0.03+0.06=0.49min总的切削工时：单件工时：工序6：粗铣连杆体结合面每齿进给量，粗加工，机床功率为25kw, 现采用X52K立式双

45、头回转铣床，切削速度，采用镶齿套式面铣刀YT15,尺寸，则机械制造工艺设计手册机床主轴转速，取实际切削速度当，工作台每分钟的进给量为查机械制造工艺设计手册表4-16-2立式铣床工作台进给量时间：辅助工时：0.80+0.20=1.0min单件工时：工序7：钻、扩螺栓孔 （1）钻孔。确定进给量f：根据机床进给量选取，切削速度，则根据机械制造工艺设计手册机床主轴所以实际切削速度切削工时辅助工时：0.55+0.28+0.14+0.02+0.06+0.02+0.04=1.05min(2)扩、钻根据有关手册的规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床进给量得，则，按机床进给量选取实际切削速度为：

46、切削工时：辅助工时：0.10+0.03+0.07+0.07+0.02+0.04=0.33min工序8：铰孔、倒角从，单边余量Z=0.05mm,两次镗去全部余量，。进给量：，根据有关手册，确定镗床的切削速度为,则切削时间：辅助时间：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min单件工时：锪螺栓孔倒角采用90度的锪钻，同样的转速手动进给。工序9：攻丝攻螺纹2-M12mm，根据工艺人员手册得机动丝锥切削速度刀具材料：高速钢机动丝锥，则按机床选取，则切削工时：辅助时间：0.55+0.28+0.14+0.02+0.02+0.04=1.05min单件工时：工序10、19：铣连杆

47、体体与连杆盖轴瓦定位槽每齿进给量，粗加工，机床功率为25kw, 现采用X62立式双头回转铣床切削速度，采用镶齿套式面铣刀YT15,尺寸，则机械制造工艺设计手册机床主轴转速实际切削速度当，工作台每分钟的进给量为查机械制造工艺设计手册表4-16-2立式铣床工作台进给量时间：辅助工时：单件工时：工序11：精磨结合面（1）选择砂轮。A60V6P,砂轮尺寸为：（2）切削用量的选择。砂轮转速。可行。轴向进给量，（双行程）工件速度径向进给量（3）切削工时。当加工一个表面时L: 加工长度 136，b: 单向加工余量0.5，K: 工作台移动速度，辅助工时：（4.80+0.25）=5.05min单件工时：工序12

48、：清洗、检验工序13：粗铣螺栓孔平面每齿进给量，粗加工，机床功率为25kw, 现采用X52K立式双头回转铣床，切削速度，采用镶齿套式面铣刀YT15,尺寸，则机械制造工艺设计手册机床主轴转速，取实际切削速度当，工作台每分钟的进给量为查机械制造工艺设计手册表4-16-2立式铣床工作台进给量时间：辅助工时：0.80+0.20=1.0min单件工时：工序14：粗镗大头孔（1）从，单边余量Z=1.2mm,两次镗去全部余量，。进给量：，根据有关手册，确定镗床的切削速度为,则机械制造工艺设计手册表4-7-1机床主轴转速。 选取，实际的切削速度。切削时间辅助时间：0.55+0.28+0.10+0.02+0.0

49、2+0.04=1.01min（2）从，单边余量Z=1.1mm,两次镗去全部余量，。进给量：机械制造工艺设计手册表4-7-2，根据有关手册，确定镗床的切削速度为, 则机械制造工艺设计手册表4-7-1机床主轴转速。 选取，实际的切削速度。切削时间辅助时间：0.10+0.18+0.12+0.03+0.06=0.49min总的切削工时：单件工时：工序15：粗铣连杆盖结合面每齿进给量，粗加工，机床功率为25kw, 现采用X52K立式双头回转铣床，切削速度，采用镶齿套式面铣刀YT15,尺寸，则机械制造工艺设计手册机床主轴转速，取实际切削速度当，工作台每分钟的进给量为查机床表4-16-2立式铣床工作台进给量

50、时间：辅助工时：0.80+0.20=1.0min单件工时：工序16：精铣螺栓孔平面每齿进给量，粗加工，机床功率为25kw, 现采用X52K立式双头回转铣床，切削速度，采用镶齿套式面铣刀YT15,尺寸，则机械制造工艺设计手册机床主轴转速，取实际切削速度当，工作台每分钟的进给量为查机械制造工艺设计手册表4-16-2立式铣床工作台进给量时间：辅助工时：0.80+0.20=1.0min单件工时：工序17：钻、扩螺栓孔 （1）钻孔。确定进给量f：根据机床进给量选取，切削速度，则根据机械制造工艺设计手册机床主轴所以实际切削速度切削工时：辅助工时：0.55+0.28+0.10+0.02+0.06+0.02+

51、0.04=1.01min(2)扩钻根据有关手册的规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床进给量得，则，按机床进给量选取切削工时：辅助工时：0.10+0.03+0.07+0.07+0.02+0.04=0.33min单件工时：工序18：铰螺栓孔、倒角从，单边余量Z=0.05mm,两次镗去全部余量，。进给量：，根据有关手册，确定镗床的切削速度为,则切削时间：辅助时间：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min单件工时：锪螺栓孔倒角采用90度的锪钻，同样的转速手动进给工序20：精磨结合面（1）选择砂轮。A60V6P,砂轮尺寸为：（2）切削用量的选择。砂轮转速

52、。可行。轴向进给量，（双行程）工件速度径向进给量（3）切削工时。当加工一个表面时L:加工长度136，b:单向加工余量0.5，K:工作台移动速度，辅助工时：（4.80+0.25）=5.05min单件工时：工序21：清洗、检验工序22：粗镗大头孔（1）从，单边余量Z=1.2mm,两次镗去全部余量，。进给量：，根据有关手册，确定镗床的切削速度为,则机械制造工艺设计手册表4-7-1机床主轴转速。 选取，实际的切削速度。切削时间辅助时间：0.55+0.28+0.10+0.02+0.02+0.04=1.01min（2）从，单边余量Z=1.1mm,两次镗去全部余量，。进给量：机械制造工艺设计手册表4-7-2，根据有关手册，确定镗床的切削速度为, 则机械制