1、摘 要 連桿加工是機械制造工藝中的一種典型零件加工，本文主要論述了連桿的加工工藝及其鏜大頭孔夾具設計，目的是希望能在降低產品的生產成本的同時又可以制造出品質優良的產品，在最少的工序或加工時間中制造出滿足形狀、尺寸、精度及表面粗糙度等要求的產品。因此在安排連桿加工工藝的路線時，就需要將各主要表面的粗精加工工序分開，逐漸減少加工余量，最終達到加工要求。夾具是制造系統的重要組成部分，在這次設計中會涉及到通用夾具、專用夾具等夾具，而本文將詳細的論述鏜大頭孔的專用夾具的設計，主要論述鏜大頭孔的定位、切削力和夾緊力的計算、夾緊裝置的設計、夾具體的設計。本次設計采用連桿蓋和連桿體分離鍛造，并采用合理的工藝路

2、線，而夾具設計采用一面兩銷的定位方案，螺旋壓板夾緊機構，最終達到要求。關鍵詞：連桿；加工工藝；夾具設計33ABSTRACTThe connecting rod processing is a typical kind of parts processing in manufacturing technology. The main point of the thesis is about the processing techniques of connecting rod and its jig design, which aims at manufacturing good product

3、s and reducing the production cost, and all the products can be manufactured to match the right shape, size, accuracy, and surface roughness with the least procedures and time. Therefore in order to reach the process requirement, the main surface roughness process needs to be separated, and then the

4、 finishing allowance can be reduced gradually. Fixture is an important part of manufacturing system. This design involves Universal fixture, Special fixture, and so on. Meanwhile the thesis will discuss about the special fixture design of boring head whole in details, such as positioning, the c

5、alculation of cutting force and clamping force, the design of clamping device, and the design of fixture. This design adopts separation forging connecting rod cover and body, and using reasonable technology route, the fixture design adopts a two pin positioning scheme, powder tightly on the screw me

6、chanism, finally achieved.Keywords: connecting rod; processing technology; fixture design目 錄摘要IABSTRACTII第一章 緒論11.1連桿的特點11.1.1連桿的組成11.1.2連桿的作用11.1.3主要損壞形式11.2連桿的材料和發展趨勢11.2.1傳統材料21.2.2新型材料21.2.3 空壓機連桿材料展望4第二章 連桿的加工工藝62.1 連桿的結構工藝性分析62.1.1 連桿結構62.1.2 連桿的材料62.1.3 連桿的工藝分析62.2 毛坯的選擇62.2.1 確定毛坯的種類62.2.2 確

7、定毛坯的形狀72.3 機械加工工藝路線的制定72.3.1 定位基準的選擇72.3.2 制定工藝路線82.4 工序設計112.4.1 機床的選擇112.4.2 工藝裝備的選擇122.4.3 量具的選擇132.5 確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸132.5.1 大頭孔的工序尺寸及其公差的確定132.5.2 小頭孔的工序尺寸及其公差的確定142.5.3螺栓孔的工序尺寸及其公差的確定142.5.4大頭孔端面的工序尺寸及其公差的確定142.5.5 鉆小頭油孔的工序尺寸及其公差的確定142.6 確定切削用量及基本工時152.6.1 單件時間定額的組成152.6.2 確定工序的切削用量及基本工時15第三

8、章 鏜大頭孔車床夾具設計253.1 車床夾具的設計要求253.1.1 定位裝置的設計253.1.2 夾緊裝置的設計253.1.3 夾具與機床的聯接253.1.4 機床夾具總體結構253.2 問題的提出253.3 夾具設計253.3.1 確定定位方案，設計定位裝置253.3.2 確定夾緊方式以及切削力和夾緊力的計算263.3.3 加工精度的分析283.3.4 配重塊的計算293.4 夾具在車床主軸上的安裝30第四章 結論31參考文獻32致謝33 XXXXX）第1章 緒論1.1連桿的特點1.1.1連桿的組成 連桿一般由連桿體和連桿蓋組成。連桿一般中碳鋼或合金鋼彈壓而成。連桿小端與活塞銷相連，工作時

9、與銷之間有相對運動，小頭孔中有寸套（青銅）。在連桿的小端和寸套上鉆有小孔（油道），用來潤滑小端和活塞銷。連桿桿身通常作成工字型斷面，以求增加其強度和剛度。在其中間油潤滑油道。連桿大頭與曲軸的曲柄銷相連，大頭一般作剖分式的，被分開的部分稱為連桿蓋，接特制的連桿螺栓緊固在連桿的大頭上。連桿蓋與連桿大頭是組合搪孔，為了防止裝配錯誤，在同一側有配對記號。大頭孔表面有很高的光潔度，以便與連桿軸瓦緊密貼和。連桿大頭還銑有定位槽，連桿的大端還有有孔。連桿大頭按剖分面可分為平切口和斜切口兩種。一般汽油機連桿大頭的直徑小于氣缸的直徑，采用平切口；柴油機受力大，其大頭直徑較大，超過氣缸的直徑，采用斜切口，一般與連

10、桿軸線成3060夾角。連桿螺栓是經常受交變應力作用的重要零件，安裝時，必須牢固可靠，要符合工廠規定的擰緊力矩，分23次擰緊。1.1.2連桿的作用將活塞承受的力傳給曲軸，從而使活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動。連桿承受活塞銷傳來得氣體的作用力以及本身擺動和活塞組往復運動時的慣性力，這些力的大小和方向都是周期性變化的，因此，連桿受到的是壓縮、拉升和彎曲等較邊載荷。1.1.3主要損壞形式連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個高應力區域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和抗疲勞性能；又要求具有足夠的鋼性和韌性。統連桿加工工藝中其材料一般采用45鋼、40Cr或4

11、0MnB等調質鋼，硬度更高，因此，以德國汽車企業生產的新型連桿材料如C70S6高碳微合金非調質鋼、SPLITASCO系列鍛鋼、FRACTIM鍛鋼和S53CV-FS鍛鋼等(以上均為德國din標準)。合金鋼雖具有很高強度，但對應力集中很敏感。所以，在連桿外形、過度圓角等方面需嚴格要求，還應注意表面加工質量以提高疲勞強度，否則高強度合金鋼的應用并不能達到預期果。1.2連桿的材料和發展趨勢連桿作為車用空壓機能量轉換的主要運動部件，承受著較高的周期性沖擊力、慣性力和彎曲力，這就要求連桿除具有足夠的強度和剛度外，還應具有盡可能小的質量，以適應輕量化設計及空壓機性能的要求。1.2.1傳統材料1.2.1.1可

12、鍛鑄鐵和球墨鑄鐵可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵為空壓機連桿的傳統用材。由于珠光體可鍛鑄鐵連桿成本相對較低，因此較早地被國外所采用，且成功地取代了部分鍛鋼連桿。此后，隨著球鐵技術的發展及其在汽車零部件上的廣泛應用，珠光體可鍛鑄鐵連桿又被球墨鑄鐵連桿所替代。但無論是哪種鑄鐵連桿，在澆鑄過程中都易產生夾渣、氣孔和疏松等鑄造缺陷，這也是造成鑄鐵連桿失效的主要原因。因此，為確保鑄鐵連桿的質量，需嚴控鐵水的溫度、純度和化學成分，采取加壓排氣精煉、強力噴丸處理等特殊工藝和措施。1.2.1.2碳素鋼和合金鋼碳素鋼、合金鋼也是空壓機連桿的傳統用材（如40、45、40Cr鋼等）。通常較小排量的空壓機采用正火或調質的碳素鋼連桿

13、，其硬度可達229269HBS，抗拉強度可達800 N/mm2以上，沖擊韌度也在60 J/cm2以上。而較大排量的空壓機則采用調質的合金鋼連桿，其硬度可達300HBS，抗拉強度可達900 N/mm2以上，沖擊韌度也在80 J/cm2以上。這樣，可保證其具有足夠的強度和塑性，獲得良好的綜合力學性能，見表1。表1-1空壓機連桿材料與性能材料牌號熱處理方式硬度HBS40正火229269調質22926945正火229269調質22926940Cr調質2332801.2.2新型材料1.2.2.1非調質結構鋼空壓機非調質鋼連桿多用于排量較大的空壓機，其連桿用非調質鋼分為微合金非調質結構鋼和高碳非調質結構鋼

14、兩大類。其中，微合金非調質結構鋼多采（或托氏體）+鐵素體組織，具有很高的疲勞壽命。實測微合金非調質結構鋼連桿化學成分見表2。而高碳非調質結構鋼為新型高碳鋼，可適用于空壓機連桿裂解，進而減少了生產工序，節省了能源、降低了成本，同時也避免了熱處理過程中產生的淬火裂紋、變形等質量缺陷，保證了產品質量。目前，空壓機連桿用高碳非調質結構鋼主要有德國的高碳微合金非調質鋼C70、C70S6及法國的高碳微合金非調質鋼C70E3等，其化學成分見表3，連桿的力學性能見表4。表1-2實測微合金非調質鋼連桿化學成分（%）牌號CSiMnPSCrV40MnV0.410.531.460.0240.0370.1950.083

15、8MnV0.370.581.330.0130.0250.1090.0835MnVS0.360.480.130.0180.3590.09表1-3空壓機連桿用高碳非調質鋼化學成分參考值（%）牌號CSiMnPSCrNiMoVCuAlC700.670.730.150.400.520.720.0450.060.080.200.200.050.030.060.01C70S60.670.730.150.250.450.550.0450.060.070.100.200.200.030.030.040.01表1-4 空壓機連桿用高碳非調質鋼的力學性能Rp0.2/ N·mm-2Rm/ N·mm

16、-2A/%Z/%K /J·cm-2硬度HBS國外連桿570920112130270TL1470規范指標5209001 050100402633101.2.2.2鋁合金空壓機鋁合金連桿屬厚壁件，采用壓鑄工藝難以獲得質量優良的毛坯，而采用鍛造工藝其生產成本較高，且可供選用的鍛造鋁合金耐磨性較差，無法滿足無軸瓦、軸套鋁合金連桿的使用要求。在這種情況下，只有擠壓鑄造工藝才是較為理想的工藝方案。目前，空壓機鋁合金連桿主要采用ZL108、ZL202等材料，應用擠壓鑄造工藝，將液態鋁合金材料在壓力作用下結晶凝固，可獲得組織致密均勻、晶粒細化、力學性能良好、表面光潔、機械加工量少的優質連桿，符合輕量

17、化設計的要求，有利于空壓機性能的提高，且不受合金牌號的限制。其連桿的力學性能見表5。表1-5 空壓機鋁合金連桿的力學性能生產方式合金種類Rm/ N·mm-2A/%硬度HBS擠壓鑄造ZL1082653151.54.0100ZL2024008100金屬型鑄造ZL10823527580鍛造LD229512851.2.2.3粉末冶金用粉末鍛造法生產粉末鍛造連桿或燒結鍛造連桿起源于20世紀70年代，該法是將常規粉末冶金工藝與精鍛工藝相結合，既具有粉末冶金的特性又具有機械精鍛的優點。用該法生產的連桿具有精度高、質量輕、密度大、偏差小、力學性能好等特點，且工藝流程短、生產工序少，從而降低了生產成本

18、。與鍛鋼連桿相比，可節省材料約40%，可降低生產成本約10%，可節約能源消耗約50%。空壓機粉末鍛造連桿的力學性能見表6。表1-6 空壓機粉末鍛造連桿的力學性能/kg·m-3Rp0.2/ N·mm-2Rm/ N·mm-2A/%Z/%780054078010001535目前，日本豐田汽車公司采用成分為Fe-2Cu-0.55C-0.1S合金粉末生產的汽車發動機連桿已商品化，且與鍛鋼連桿具有等同的疲勞性能。德國也采用成分為Fe-（0.350.45）C-（0.30.4）Mn-（0.10.25）Cr-（0.20.3）Ni的粉末冶金連桿裝配于Porsche928高性能發動機上

19、，且效果良好。到目前為止，國外還沒有將粉末鍛造連桿批量應用到空壓機上的先例。而我國燒結鍛造技術比較落后，專用的粉末冶金設備及粉末品種較少，燒結鍛造質量差且不穩定，燒結保護氣體還需進一步研究改進，這些都將制約著粉末鍛造空壓機連桿的研究，是今后亟待解決的課題。1.2.2.4塑料塑料可使空壓機連桿顯著輕量化，在空壓機上最多可減少40%的擺動質量，其機理是采用碳纖維強化用以制造塑料連桿（CFRP）。但目前仍未獲得令人滿意的疲勞強度，況且纖維材料價格昂貴，布放工藝復雜，成本居高不下，嚴重制約了其研發，因而在近期難以大量應用。1.2.3 空壓機連桿材料展望傳統可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵材料生產的空壓機連桿具有價格

20、優勢，一些低端空壓機仍將采用，但卻面臨著粉末鍛造連桿的挑戰。碳素鋼、合金鋼模鍛生產的空壓機連桿雖然仍占有一席之地，卻大有被鋁合金連桿、粉末鍛造連桿、非調質結構鋼裂解連桿所替代的趨勢，并將隨著擠壓鑄造、粉末鍛造及裂解技術的不斷提高，終將被替代。尤其是鋁合金擠壓鑄造連桿，其符合輕量化設計的理念，可改善空壓機的工況，提高空壓機的可靠性，延長空壓機的使用壽命。目前，國外匹配鋁合金擠壓鑄造連桿的高端空壓機已大批量裝車，并已打入國內市場。國內雖也有一些鋁合金空壓機連桿生產廠家，但與國外相比，存在著材料、工藝等諸多問題，亟待解決。碳纖維強化塑料空壓機連桿是目前空壓機連桿中質量最輕的，但存在技術和經濟方面的諸

21、多問題，需在技術上有重大突破，方可批量生產應用。第2章 連桿的加工工藝2.1 連桿的結構工藝性分析2.1.1 連桿結構連桿是較細長的變截面非圓形桿件，其桿身截面從大頭孔到小頭孔逐漸變小，以適應在工作承受的急劇變化的動載荷，連桿多數為整體結構，為了減少磨損和磨損后便于修理，在連桿小頭空中壓入青銅襯套，大頭孔中裝有薄壁巴氏合金軸瓦。2.1.2 連桿的材料連桿通常選用45鋼，硬度HBS229269，質量為2.2Kg。2.1.3 連桿的工藝分析2.1.3.1 連桿的作用把活塞和曲軸聯接起來，是活塞的往復直線運動變為曲柄的回轉運動，以便輸出動力。2.1.3.2 反映連桿精度的5個參數連桿大頭螺栓孔與結合

22、面的垂直度連桿大頭螺栓孔兩中心線的平行度連桿大、小頭孔中心距尺寸精度連桿大、小頭孔關于大頭孔側面的平行度連桿大、小頭孔的圓柱度2.2 毛坯的選擇毛坯是根據零件所要求的形狀、尺寸等制成的供進一步加工用的生產對象，毛坯的種類、形狀、尺寸及精度對機械加工工藝過程、產品質量、材料消耗和生產成本有著直接的影響。2.2.1 確定毛坯的種類 機械零件常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件以及粉末冶金件和工程塑料件等。 由于連桿零件選用45鋼，且要求機械性能要求高，固采用鍛件。然后在根據生產類型選擇，因為連桿的生產批量為中批量生產，固采用段建中的模鍛件。查機械制造工藝設計簡明手冊（后面簡稱設計簡明手冊）表

23、1.3-1得到毛坯制造方法表2-1 毛坯制造參數毛坯制作方法最大質量（kg ）最小壁厚（mm）形狀復雜程度試用材料模鍛至1002.5由鍛造難易而定碳素鋼、合金鋼生產類型精度等級毛坯尺寸公差（mm）表面粗糙度（mm）生產率成批、中批量生產12-140.2-2Ra 12.5高其他鍛件力學性能好，強度高2.2.2 確定毛坯的形狀 為了減少機械加工工作量和節約金屬材料，毛坯應盡可能接近零件形狀。然后根據機械制造技術基礎P185確定毛坯的要求，大致確定毛坯圖。圖2-1 毛坯圖2.3 機械加工工藝路線的制定2.3.1 定位基準的選擇2.3.1.1 粗基準的選擇粗基準選擇遵循的原則：以不需要加工表面作為粗基

24、準以工件上要求余量均勻的重要表面作為粗基準以平整且面積大的表面作為粗基準粗基準一般只能使用一次根據上述的原則，我選擇大頭孔端面為粗基準。具體的原因有2點：該加工表面為連桿的重要表面，為保證其余量均勻;毛坯的大頭孔端面較為光潔。2.3.1.2 精基準的選擇因盡量遵守基準重合原則，以減少因基準不重合而引起的定位誤差，應盡量選擇工序基準，因此，選擇半精加工后的小頭孔、大、小頭孔端面為精基準。2.3.2 制定工藝路線 制定工藝路線的出發點應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度和位置精度等技術要求能得到合理的保證。既要保證零件的加工力量，又要使加工成本最低，而且要注意加工表面的精度和粗糙度要求、零件的材料和熱

25、處理要求、零件的生產類型，更加要考慮本廠現有技術水平、生產條件等。工藝路線方案一：連桿體的加工工藝過程工序10 粗、精銑兩端面工序20 粗磨兩端面工序30 粗鏜小頭孔及倒角工序40 粗、精銑工藝凸臺工序50 半精鏜小頭孔工序60 粗、精銑結合面工序70 鉆、擴螺紋孔及孔口倒角工序80 粗鏜大頭孔工序90 粗磨結合面工序100 中間檢驗工序110 攻絲連桿蓋的加工工藝過程工序10 粗、精銑端面工序20 粗、精銑結合面工序30 粗銑螺栓孔平面工序40 粗磨端面工序50 粗鏜內半圓面工序60 鉆、擴螺紋孔及孔口倒角工序70 粗磨結合面工序80 中間檢查連桿合體加工加工工藝過程工序10 連桿體和連桿蓋

26、打號、裝配、清洗、緊固螺栓工序20 粗磨兩端面工序30 精磨兩端面工序40 精鏜小頭孔工序50 粗鏜大頭孔工序60 半精鏜大頭孔及孔口倒角工序70 精鏜大頭孔工序80 鉆小頭油孔及倒角工序90 銑落差及孔口倒角工序100 珩磨大頭孔工藝路線方案二工序10 正火工序20 粗銑兩端面工序30 半精銑兩端面工序40 粗銑工藝凸臺工序50 粗銑螺栓孔平面工序60 鉆螺栓孔工序70 擴、鉸孔及倒角工序80 攻絲工序90 切斷工序100 粗銑結合面工序110 粗鏜小頭孔工序120 粗鏜大頭孔工序130 粗銑螺栓孔平面工序140 鉆螺栓孔工序150 擴、鉸孔及倒角工序160 粗磨結合面工序170 精銑兩端面

27、工序180 連桿體與蓋裝配工序190 鉆小頭油孔及孔口倒角工序200 半精鏜小頭孔工序210 半精鏜大頭孔工序220 粗磨大頭孔工序230 精磨大頭孔工序240 精鏜小頭孔工序250 珩磨大頭孔工序260 拆連桿體與蓋工序270 檢查工藝方案的比較分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一：先加工兩端面而且達到較高的精度，然后把大頭孔加工到較高的精度，是先粗鏜小頭孔后在半精鏜。而方案二：則沒有把兩端面和小頭孔加工到較高的精度。方案一：粗鏜大頭孔，放在鉆、擴、鉸螺紋孔及孔口倒角之后。而方案二：則是先粗鏜大頭孔后，鉆、擴、鉸螺紋孔。兩者相比較，可以看出方案二中的先以去除足夠的余量為主，先不考慮是否能達

28、到足夠的要求。因此方案二中將半粗鏜小頭孔放在連桿體與蓋合并后加工，能更好地校正前面粗加工帶來的誤差，使精加工達到更高的要求，并且也能很好地保證其尺寸精度。方案一：連桿體與蓋的兩端面是分開加工的，而方案二則是將連桿體與蓋放在一道工序加工，首先能省工時和機床設備等資源，還有一個重要的問題是方案一種很多粗、精加工放在一道工序加工。這樣粗、精精加工的精度要求不同，對機床的精度和其他設備要求也不同，方案二則更加經濟，其他加工工序大致相同。方案一中是先加工完結合面后在加工螺栓孔平面。而方案二則是采用互為基準的原則，先以結合面為粗基準加工螺栓平面，然后以螺栓孔平面加工結合面，這樣交替加工可以是兩端面達到一定

29、的精度要求，因此相比之下選擇方案二，然后在其中加入一些輔助工序，如去毛刺、檢驗、最后的加工路線確定如下：工序10 正火工序20 粗銑兩端面工序30 半精銑兩端面工序40 粗銑工藝凸臺工序50 粗銑螺栓孔平面工序60 鉆螺栓孔工序70 擴、鉸螺栓孔及倒角工序80 攻絲工序90 切斷工序100 粗銑結合面工序110 精磨結合面工序120 清洗工序130 中間檢查工序140 連桿體與蓋裝配工序150 精銑兩端面工序160 粗鏜小頭孔工序170 粗鏜大頭孔工序180 鉆小頭油孔及孔口倒角工序190 半精鏜大頭孔工序200 半精鏜小頭孔工序210 調質工序220 精鏜大頭孔工序230 精鏜小頭孔工序24

30、0 去毛刺工序250 珩磨大頭孔工序260 拆連桿體與蓋工序270 去全部毛刺工序280 清洗、吹凈工序290 稱重量工序300 檢驗工序310 連桿體與蓋對號、裝配2.4 工序設計2.4.1 機床的選擇工序2、3、4、5是粗銑平面，成批生產不是要求很高的生產率，固選擇臥式銑床就能滿足要求。本零件的輪廓尺寸不是很大，加工精度要求不是很高，選用常用的立式銑床X51。（查設計簡明手冊表4.2-35）工序6、23是鉆15螺栓孔和5小頭油孔，根據鉆孔的直徑，可以選擇搖臂鉆床Z3025（查設計簡明手冊表4.2-14）工序11、12是鏜大頭孔和小頭孔，由于加工零件的尺寸不大，固宜在車床上鏜孔。由于要的精度

31、高，表面粗糙度要求較低，固選用落地臥式車床C630（查設計簡明手冊表4.2-4）工序18、27、30是磨削加工，因為這些工序里又有磨削端面又有磨削內圓，然后其粗糙度的要求，固選擇萬能外圓磨床（查設計簡明手冊表4.2-30）2.4.2 工藝裝備的選擇2.4.2.1 夾具的選擇 本零件除了幾個重要的加工部位的加工需要專用夾具以外，其他部分的加工按照加工要求選擇通用夾具。2.4.2.2 刀具的選擇 在機械加工中常用的金屬切削刀具有車刀、中心鉆、麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、銑刀和齒輪、花鍵刀具等。在生產中，除了大批量生產和加工特殊形狀零件有時采用高效專用刀具、組合刀具和特殊刀具外，一般采用標準刀具。恰

32、當合理地選用標準刀具是保持加工質量，提高生產率的一個重要問題。2.4.2.2.1 車刀的選擇 在車床上加工的工序，一般選用硬質合金車刀和鏜刀，根據連桿大、小頭孔的余量比較大，而連桿的材料為45鋼，固采用45度外圓車刀鏜孔，而且其材料硬度HBS229269。根據機械制造技術課程設計指導（后面簡稱設計指導）表1-144選擇刀具的材料為P類YT15。2.4.2.2.2 孔類加工刀具 根據連桿中螺栓孔和出油孔的尺寸和加工表面粗糙度Ra6.3，選擇麻花鉆，查設計指導表1-113直柄麻花鉆（GB1436-85）選擇直柄麻花鉆，d取4.5，L取86，L1=52，尺寸參數圖如下：圖2-2 直柄麻花鉆2.4.2

33、.2.3 鉸刀的選擇 因為麻花鉆鉆螺栓孔只能粗糙度只能達到Ra6.3，固選用鉸刀進行精加工，公差等級為IT6IT8，加工表面的粗糙度能夠達到Ra1.60.4mm。由于為H7的孔，固采用手用鉸刀進行鉸孔。查設計指導表1-135手用鉸刀（GB/T1131-1984）得到L=87，l=44，=4，d=5。尺寸參數如下圖：圖2-3 手用鉸刀2.4.2.2.4 銑刀的選擇 銑刀的選用依據設計指導表1-121銑削深度ap、銑削寬度ae的選用，選擇鑲齒套式面銑刀。2.4.2.2.5 磨具的選擇 磨削加工時常使用的切削工具是砂輪，它是由磨料和結合劑構成，并經燒結灬河道的多孔物體。其特性取決于砂輪的磨料、粒度、

34、結合劑、硬度和組織等參數。根據機械制造技術基礎表3.5選擇棕剛玉的磨料，根據零件需要要磨削的粗糙度選擇：粗磨選擇小粒度;精磨選擇大粒度。結合劑一般選用常用的陶瓷。2.4.3 量具的選擇 在機械加工中，常用的計量器有各種量規、游標卡尺、百分尺、千分尺、百分表、千分表、千分比較儀、90度角尺、方形平尺及正弦規等。在本次零件加工中，其面的粗糙度為0.0250.03，固測量面采用游標卡尺：而內孔的測量，采用塞規。2.5 確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 連桿的材料為45鋼，其硬度HBS為229269，毛坯質量重2.2Kg。生產類型為中批量生產，采用的模鍛毛坯。對于簡單的工序尺寸，只需根據工序的加工

35、余量就可以算出各工序的基本尺寸，其計算順序是由最后一道工序開始向前推算的。各加工尺寸的公差按加工方法的經濟精度確定，并按“入體原則”標注。2.5.1 大頭孔的工序尺寸及其公差的確定 大頭孔的設計要求為70H70+0.03，Ra=1.6,毛坯為鍛造件，在中批量生產的條件下，其加工工藝路線為：粗鏜-半精鏜-粗磨-珩磨。其工序尺寸如表2-2：表2-2 大頭孔工序尺寸及公差工序步驟工序雙邊余量工序經濟精度最小極限尺寸/mm工序尺寸及極限偏差公差等級公差值/mm珩磨0.1IT 60.0370700+0.03粗磨0.4IT 90.1269.969.90+0.12半精鏜1.5IT100.1969.569.5

36、0+0.19粗鏜2IT120.368680+0.3毛坯26566±12.5.2 小頭孔的工序尺寸及其公差的確定 孔的設計要求為46H70+0.025，Ra=3.2，毛坯為鍛造件，在中批量生產的條件下，其加工工藝路線為：粗鏜-半精鏜-精鏜。其工序尺寸如表2-3：表 2-3 小頭孔工序尺寸及公差工序步驟工序雙邊余量工序經濟精度最小極限尺寸/mm工序尺寸及極限偏差公差等級公差值/mm精鏜0.5IT90.02546460+0.025半精鏜1IT100.145.545.50+0.1粗鏜2IT120.2544.544.50+0.25毛坯241.542.5±12.5.3螺栓孔的工序尺寸及

37、其公差的確定 螺栓孔的設計要求為15H80+0.043，Ra=3.2,毛坯為鍛造件，在中批量生產的條件下，其加工工藝路線為：鉆-擴-鉸。其工序尺寸如表2-4：表 2-4 螺栓孔工序尺寸及公差工序步驟工序雙邊余量工序經濟精度最小極限尺寸/mm工序尺寸及極限偏差公差等級公差值/mm鉸0.15IT90.04315150+0.043擴0.85IT100.0714.8514.850+0.07鉆IT110.1114140+0.112.5.4大頭孔端面的工序尺寸及其公差的確定大頭孔端面的設計要求為40CB+0.12 -0.05，Ra=3.2，毛坯為鍛造件，在中批量生產的條件下，其加工工藝路線為：粗銑-半精銑

38、-精銑。其工序尺寸如表2-5：表 2-5 大頭孔端面工序尺寸及公差工序步驟工序雙邊余量工序經濟精度最小極限尺寸/mm工序尺寸及極限偏差公差等級公差值/mm精銑0.5IT70.2539.9940+0.015 -0.01半精銑1IT90.06240.4940.5+0.032 -0.03粗銑1.5IT120.02541.441.5+0.15 -0.1毛坯242.543.5±12.5.5 鉆小頭油孔的工序尺寸及其公差的確定小頭油孔的設計要求為2*5，毛坯為鍛造件，在中批量生產的條件下，其加工工藝路線為：鉆。其工序尺寸如表2-6：表 2-6 小頭油孔工序尺寸及公差工序步驟工序的雙邊余量工序尺寸

39、鉆0.252.6 確定切削用量及基本工時2.6.1 單件時間定額的組成 時間定額是指在一定生產條件下，規定完成一件產品或完成一道工序所需消耗的時間。時間定額不進是衡量勞動生產率的指標，也是安排生產計劃、核算生產成本的重要依據，還是新建或擴建工廠（車間）時計算設備和工人數量的依據。完成一個工件的一道工序的時間定額，稱為單件時間定額，它由基本時間（t1）、輔助時間（t2）、布置工作場地時間（t3）、休息和生理需要時間（t4）組成。基本時間和輔助時間的總和稱為操作時間，而布置工作場地時間和休息和生理需要時間一般為操作時間的2%。2.6.2 確定工序的切削用量及基本工時工序1 正火 依據熱處理技術要求

40、工序2 粗銑兩端面粗銑大頭孔端面查設計簡明手冊表4.2-35 立式銑床X51的功率為4.5Kw查設計指導表1-149 fz=0.040.06mm/z取銑刀每齒進給量fz=0.05mm/z查設計簡明手冊表3.1-28 ap=5 ae=90 d=110130 查設計指導表1-151 v=47.5 d=125 z=14 ae=75 (2-1) 將數據帶入公式（2-1）得：ns=121.01 查表得：ns=125r/min切削實際速度： =47.1m/min切削工時： (2-2)查設計簡明手冊表6.2-7，取L=85,=14.5,L2=2,fm=fz*z* ns=84,將查表所得帶入公式2-2的t1=

41、1.20min輔助時間：查設計簡明手冊表6.3-5得：裝夾時間為0.05min。查設計簡明手冊表6.3-6得：松開，卸下工件時間為0.04min。 查設計簡明手冊表6.3-7得：操作時間為0.05min。查設計簡明手冊表6.3-8得：測量時間為0.14min。所以t2=0.05+0.04+0.05+0.14=0.28min 單件時間t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.07min粗銑小頭孔端面查設計指導表1-149：fz=0.040.06mm/z，取fz=0.05mm/z，查設計簡明手冊表3.1-28：ap=4 ae=60d=7590，查設計指導表1-151：v=45.8m/mi

42、n,d=80,z=10, ae=48,由公式2-1得，ns=182.32r/min查表得：ns=185r/min實際切削速度：=46.72m/min切削工時：L=62，L1=9，L2=2，fm=92.5帶入公式2-2得：t1=0.78min輔助工時：輔助工時與粗銑大頭孔端面相同，則t2=0.28min單件時間t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.48min工序3 半精銑兩端面半精銑大頭孔端面基本時間與粗銑一樣，則t1=1.20min輔助時間與粗銑一樣，則t2=0.28min單件工時與粗銑一樣，則t單=2.07min半精銑小頭孔端面基本時間與粗銑一樣，則t1=0.78min輔助時間

43、與粗銑一樣，則t2=0.28min單件工時與粗銑一樣，則t單=1.48min工序4 粗銑工藝凸臺查設計指導表1-149, fz=0.040.06，取fz=0.04mm/z查設計簡明手冊表3.1-28，得ap=4,ae=40,d=5075查設計指導表1-151，v=45.8m/min,d=80,z=10, ae =48由公式2-1得，ns=182r/min查表得：ns=185r/min實際切削速度：=46.72m/min切削工時：L=25，L1=9,L2=2.fm=74，帶入公式2-2得：t1=0.48min。因為同樣是銑削加工，固輔助時間相同，則t2=0.28min。單件時間：t單= t1+

44、t2+（t3+ t4）*0.4=1.06min工序5 粗銑螺栓孔平面查設計指導表1-149得：fz=0.040.06，取fz=0.05mm/z查設計簡明手冊表3.1-28，得ap=4,ae=60,d=5075查設計指導表1-151，v=45.8m/min,d=80,z=10, ae =48由公式2-1得，ns=182r/min查表得：ns=185r/min實際切削速度：=46.72m/min切削工時：L=30，L1=9,L2=2.fm=92.5，帶入公式2-2得：t1=0.44min因為同樣是銑削加工，固輔助時間相同，則t2=0.28min。單件時間：t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0

45、.4=1.4min工序6 鉆螺栓孔鉆14的通孔：查設計指導表1-160得：v=20，fz=0.13由公式2-1得，ns=424.62r/min查表得：ns=400 r/min實際切削速度：=18.84m/min切削工時：查設計簡明手冊表6.2-5得： (2-3)式中：L為加工的工件長度，,L2=14，fm=fz*nsL=85，L1=8.5，L2=2，fm=2.44（其中kr取90度）帶入公式（2-3）得：t1=1.83min。輔助時間：查設計簡明手冊表6.3-9得：裝夾時間為0.03min。查設計簡明手冊表6.3-10得：松開，卸下工件時間為0.05min。 查設計簡明手冊表6.3-11得：操

46、作時間為0.17min。查設計簡明手冊表6.3-12得：測量時間為0.04min。所以t2=0.03+0.05+0.17+0.04=0.29單件時間：t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.41min工序7 擴、鉸螺栓孔、倒角 擴螺栓孔從14到14.85：查設計指導表1-161得：f=0.7 mm/r，查設計指導表1-162得：ap=0.11.5，則v=51m/min，由公式2-1得，ns=1097.4r/min，查表得：ns=1000r/min實際切削速度：=46.72 m/min,切削工時：查設計簡明手冊表6.2-5得： (2-4)式中：L為加工的工件長度，L2=24，fm=f

47、z*nsL=85，L1=2，L2=2，fm=700帶入公式（2-4）得：t1=0.13min，輔助時間t2=0.03+0.05+0.17+0.04=0.29min，單件時間：t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=0.58min 鉸孔從14.85到15：查設計指導表1-163得：v=11.4m/min,f=0.8mm/r由公式2-1得，ns=242.03r/min查表得： ns=200r/min實際切削速度： =9.42r/min切削工時：L=85，L1=2，L2=2，fm=160帶入公式（2-4）得：t1=0.56min輔助工時：t2=0.29min單件時間：t單= t1+ t2+（

48、t3+ t4）*0.4=1.19min工序8 攻絲攻螺紋2-M15mm，根據設計指導表1-172得：機動絲錐的切削速度v=10.8m/min，刀具材料：高速鋼機動絲錐w18crv，由公式2-1得，ns=288.6r/min查表得： ns=275r/min切削工時： (2-5)式中：L=17，L1=0，L2=2，fm=275*1.25=343.75，將上列數據帶入公式2-5得：t1=0.11min，輔助時間：查設計簡明手冊得：t2=1.05min單件時間：t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.624min工序9 切斷工序10 粗銑結合面查設計指導表1-149得：fz=0.040.0

49、6，取fz=0.06mm/z查設計簡明手冊表3.1-28，得ap=4,ae=40,d=5075查設計指導表1-151，v=48.4m/min,d=80,z=10, ae =48由公式2-1得，ns=192.67r/min查表得：ns=160r/min實際切削速度：=40.19m/min切削工時：L=26，L1=10,L2=2.fm=96，帶入公式2-2得：t1=0.39min因為同樣是銑削加工，固輔助時間相同，則t2=0.28min單件時間：t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=0.93min工序11 精磨結合面選擇砂輪： A60V6P.，砂輪尺寸為：200*25*75,切削用量的選

50、擇：砂輪的轉速n砂=3000r/min（見機床說明書）由公式2-1得，v砂=31.4m/s軸向進給量：fa=0.5B=0.5*25=12.5mm(雙行程)工件速度：v=10m/min徑向進給量：fr=0.015mm/雙行程切削工時：查設計簡明手冊表6.2-8得： （2-6）式中：L為加工長度，b為加工寬度，Zb為單面加工余量，k為系數，v為工作臺移動速度，fa為工作臺往還一次砂輪軸向進給量，fr為為工作臺往還一次砂輪徑向進給量。L=40，b=26，Zb=0.5，k=1.1,v=10, fa=12.5, fr=0.015帶入公式2-6得：t1=0.61min輔助時間：查設計簡明手冊表6.3-13

51、裝夾時間和松卸時間為0.17min。 查設計簡明手冊表6.3-15：操作時間為0.15min。查設計簡明手冊表6.3-16：測量時間為0.05min。所以t2=0.17+0.14+0.05=0.36單件時間：t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.778min工序12 清洗工序13 中間檢查工序14 連桿體與蓋裝配工序15 精銑兩端面精銑大頭孔端面查設計指導表1-150：f=0.24-0.5，取f=0.3則=0.021,取fz=0.03，ap=3查設計指導表1-151：v=55.4m/min，d=125,z=14, ae=75由公式2-1得：ns=141.14r/min查表得：ns

52、=150r/min實際切削速度：=58.87m/min切削工時：L=85，L1=14.5,L2=2.fm=45，帶入公式2-2得：t1=2.2min因為同樣是銑削加工，固輔助時間相同，則t2=0.28min單件時間：t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=3.47min精銑小頭孔端面查設計指導表1-150：f=0.24-0.5，取f=0.3則=0.021,取fz=0.03，ap=3查設計指導表1-151：v=55.4m/min, d=125,z=14, ae=75由公式2-1得：ns=141.14r/min查表得：ns=150r/min實際切削速度：=58.87m/min切削工時：L=62，L1=14.5,L2=2.fm=45，帶入公式2-2得：t1=1.74min因為同樣是銑削加工，固輔助時間相同，則t2=0.28min單件時間：t單= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.82min工序16粗鏜小頭孔工件材料：45鋼正火，Gb=0.5Gpa，模鍛，加工要求：C630臥式車床，刀具：刀片材料為YT15，刀桿尺寸為16*16，kr=90°，查設計指導表1-146得：ap=1,f=0.03-0.020，f取0.2，查設計指導表1-143得：