柴油機連桿加工工藝及銑螺栓座面夾具設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　1前 言</b></p><p>　　跨入二十一世紀(jì)，加入世界貿(mào)易組織，當(dāng)前的中國作為一個社會持續(xù)進步，經(jīng)濟穩(wěn)步增長的楷模，隨時迎接著世人或挑剔，或羨慕的眼光。我們和祖國一起站在新世紀(jì)的起點，面對著迎面而來的機遇和挑戰(zhàn)，除了要不斷豐富自己的知識和才干，更要看清當(dāng)前世界發(fā)展的形勢。國家經(jīng)濟政治要強大，必須有強有力的重工業(yè)作為支撐。于是，振興東北老工業(yè)基地便成了

2、一個擺在我們眼前的鮮明目標(biāo)。</p><p>　　我只是一個普通的學(xué)生，還沒有任何實際經(jīng)驗，要說馬上就能夠運用自己的專業(yè)知識做什么高深的研究設(shè)計是不可能的，但是我想這次畢業(yè)設(shè)計的目的重點不是看我這次設(shè)計的高瞻遠(yuǎn)矚性，因為畢竟自己經(jīng)驗以及知識非常有限，做出來的結(jié)果不可能盡善盡美；重點是要我們學(xué)會利用校內(nèi)的大量資源和所能接觸到的書籍、媒體，更系統(tǒng)地掌握學(xué)習(xí)和研究問題的方法，利用畢業(yè)設(shè)計的機會鍛煉自己分析問題與解決問題

3、的能力，了解工作的大致程序，也能初步積累工程技術(shù)人員需要必備的經(jīng)驗，以便為日后離開校園的學(xué)習(xí)和工作打好堅實的基礎(chǔ)。而以我們現(xiàn)在的程度需要付出更多的努力才能真正成為一名機械領(lǐng)域的有用之才。</p><p>　　這次設(shè)計歷時三個月，主要完成的任務(wù)有：在已有的知識基礎(chǔ)上，制定出合理的柴油機連桿加工工藝；選擇其中一道工序——銑螺栓座面，進行夾具設(shè)計；進行說明書的編寫工作。在工序編排的過程中，充分考慮多方面影響因素、結(jié)合中

4、國機械行業(yè)現(xiàn)行的技術(shù)及裝備條件；在夾具設(shè)計過程中使用了當(dāng)前普遍使用的AutoCAD。</p><p>　　中國現(xiàn)在處于飛速發(fā)展和向世界市場全面進軍的階段，需要國人都能以飽滿的熱情投入到自己的崗位中去。二十一世紀(jì)這個知識時代，各個國家的競爭異常激烈，歸根結(jié)蒂是經(jīng)濟上的競爭。一個國家只要綜合國力強大，則其他事業(yè)也隨之繁榮，因為政治是為經(jīng)濟服務(wù)，只要經(jīng)濟真正繁榮，那么國家也就能真正找到適合我國國情的政治方略。而通過歷史

5、可以清晰看到，每當(dāng)一個朝代經(jīng)濟突飛猛進的時候，那么這時也是文化走向繁榮的轉(zhuǎn)唳點?？傊?，衷心希望中國的機械行業(yè)能蒸蒸日上，引領(lǐng)世界的機械事業(yè)共同前進。</p><p><b>　　2緒論 概述</b></p><p>　　2.1柴油機發(fā)展概況</p><p>　　從18世紀(jì)末19世紀(jì)初的工業(yè)革命的一團蒸汽發(fā)展為至今的柴油機，可謂歷程坎坷，浸有數(shù)

6、代科學(xué)家及工程師的心血，而至今仍在發(fā)展中。</p><p>　　工業(yè)革命是以蒸汽機的發(fā)明為標(biāo)志的，因為它是人類工業(yè)發(fā)展的一個里程碑，實現(xiàn)了動力來源的質(zhì)的飛躍。蒸汽機時代，設(shè)置鍋爐，將燃料置于其內(nèi)燃燒以產(chǎn)生蒸汽，再將蒸汽導(dǎo)入蒸汽機中作機械功。這種設(shè)計，因為有鍋爐的存在，所以整個裝置體積龐大，燃料效率低。人們就試想將燃料直接加入發(fā)動機內(nèi)部而進行熱功轉(zhuǎn)換——這就產(chǎn)生了內(nèi)燃機。</p><p>　

7、　內(nèi)燃機，是在機器內(nèi)部進行燃燒的發(fā)動機，相對于外部燃燒的蒸汽機來說，而稱為內(nèi)燃機。1878年，鄂圖（Otto）［1］繼承前人成果，成功研制了以煤氣為燃料、電火花點燃的四沖程內(nèi)燃機——成為發(fā)動機發(fā)展歷程的里程碑。不久，有人提出利用氣缸內(nèi)壓縮空氣的高溫度，去點燃噴射而入的燃料——壓燃式內(nèi)燃機。</p><p>　　柴油機的發(fā)明者是德國工程師魯?shù)婪?#183;迪塞爾［2］，他于1897年左右首先制成了柴油機，即向氣缸內(nèi)

8、充入空氣，并將其壓縮到溫度高于燃料的自燃點，隨后將燃料噴入汽缸內(nèi)自燃并推動活塞做功。目前，柴油機的發(fā)展日趨完善，由于它的熱效率高、適應(yīng)性好、功率范圍廣，已廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸及國防各個領(lǐng)域，現(xiàn)代工程機械也多以柴油機為動力源。因此，柴油機工業(yè)的發(fā)展，對國民經(jīng)濟和國防建設(shè)都具有十分重要的意義。</p><p>　　1926年，瑞士的阿爾弗雷德·約·貝西設(shè)計了利用廢氣能量來壓縮進氣的廢氣渦輪

9、增壓器，并用于柴油機。增壓柴油機的功率大幅度增加，其經(jīng)濟性也大大提高。目前，增壓已成為柴油機的重要發(fā)展趨勢。</p><p>　　20世紀(jì)70年代初，由于石油危機導(dǎo)致原油價格成倍增長，引起對發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的重視。為了減少內(nèi)燃機對日益短缺的石油基燃料的依賴，各國正在加緊進行內(nèi)燃機代用燃料的研究工作，以逐步減少汽油和柴油的用量。</p><p>　　目前，柴油機正朝著提高單機功率，降低油耗、

10、污染和噪聲以及提高工作可靠性和延長使用壽命的方向不斷發(fā)展。</p><p>　　本次課題研究的CA4-98柴油機屬于載重汽車用柴油機的一種，這類柴油機的設(shè)計方面，下列趨向值得注意。</p><p>　　1．采用V型結(jié)構(gòu) 由于在中汽車噸位的日益增大和車速的普遍提高，載重汽車用柴油機的功率也不斷增加，從而發(fā)動機缸數(shù)就增多。一般六缸以下的發(fā)動機均為直列式，也是這類柴油機的主要形式。由于V型結(jié)構(gòu)

11、綜合了尺寸小和平衡好的優(yōu)點，六缸以上的柴油機多采用V型。</p><p><b>　　2．提高轉(zhuǎn)速 </b></p><p>　　3．采用廢氣渦輪低增壓 多數(shù)汽車用柴油機采用低增壓，發(fā)動機不需要在結(jié)構(gòu)上做大的改變，就可以得到增壓和非增壓兩種機型，使用相同的曲軸傳動系統(tǒng)，而不致影響非增壓機型的摩擦損失和燃油消耗率，因此，采用低增壓是簡化柴油機系列的一個良好途徑。&l

12、t;/p><p>　　4．廢氣凈化和降低噪聲 柴油機排氣中的有害成分有氮氧化物NOx、未燃碳?xì)浠衔颒C、一氧化碳CO、二氧化硫SO2和碳煙等。由于降低NOx比降低其他有害氣體更為昆南，因此，當(dāng)前廢氣凈化的主攻方向是降低NOx。目前，降低NOx的方法有推遲噴油定時、改變?nèi)紵绞健⒉捎脧U氣再循環(huán)法、改變進氣條件、使用還原催化劑等。隨著柴油機轉(zhuǎn)速的提高和升功率的增大，噪聲也相應(yīng)加大了。發(fā)動機的總的噪聲輻射與發(fā)動機零部件

13、的噪聲傳送性能及發(fā)動機外表面的設(shè)計有關(guān)。因此，噪聲的輻射可以通過發(fā)動機零部件的設(shè)計而得到改善。</p><p>　　四沖程柴油機工作原理</p><p><b>　　柴油機參數(shù)選擇</b></p><p>　　噴油壓力：10—15MPa</p><p>　　壓縮比：16---22</p><p>

14、　　壓縮終了空氣壓力：3.5—4.5MPa 發(fā)火后6---9MPa</p><p>　　溫度：750---1000K 發(fā)火后：2000---2500K </p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　柴油機是一種壓燃式的內(nèi)燃機，柴油燃料在氣缸中燃燒，從而產(chǎn)生高溫高壓的氣體，推動活塞運動，通過曲柄連桿機構(gòu)由曲軸對外做功

15、，從而完成燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、熱能再轉(zhuǎn)化為機械能的能量轉(zhuǎn)換。</p><p>　　圖1 氣缸及其附件簡圖</p><p>　　Figure1 Cylinder and accessories</p><p>　　柴油機的燃油要經(jīng)過與空氣混合燃燒才能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。要使燃油燃燒，有空氣僅僅是燃燒的條件之一，還必須使混合氣具有一定的溫度。發(fā)動機的活塞在缸內(nèi)向下運動，將

16、空氣吸進氣缸內(nèi)，此時空氣的溫度很低?；钊蛏线\動時，將空氣迅速壓縮，空氣的溫度和壓力都上升，并達(dá)到足夠使柴油燃燒的溫度。此時再將燃油以霧化狀態(tài)噴入，燃油立即在高溫高壓的空氣中燃燒。燃油燃燒后放出大量的熱能，使燃?xì)獾膲毫Α囟燃眲≡龈?，在氣缸中膨脹，通過活塞推動曲柄連桿機構(gòu)對外做功。膨脹終了即活塞做功行程終了，活塞將作過功的廢氣排出。所有工作循環(huán)結(jié)束，發(fā)動機做好準(zhǔn)備，以便新鮮空氣再次進入。</p><p>　　綜上

17、所述，柴油機每作一次功，都必須經(jīng)過進氣、壓縮、膨脹作功、排氣等四個過程，這四個過程稱為一個工作循環(huán)。循環(huán)不斷進行，柴油機即能連續(xù)的工作。</p><p>　　在結(jié)構(gòu)上，柴油機工作循環(huán)中的進氣、壓縮、膨脹作功和排氣等過程都是通過活塞、連桿、曲柄、配氣系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)等部件相互配合來實現(xiàn)的。</p><p>　　四沖程柴油機工作循環(huán)</p><p>　　四行程汽油機的

18、每個工作循環(huán)均經(jīng)過如下四個行程，如圖2所示</p><p><b>　　1．進氣行程</b></p><p>　　這一行程的任務(wù)是使氣缸充滿新鮮空氣，行程開始時，活塞由上止點往下移動，進氣門1打開，排氣門2關(guān)閉。由于活塞下行，氣缸容積增大，氣缸壓力降到大氣壓力以下，依靠氣缸內(nèi)外的壓差作用，新鮮空氣不斷地進入氣缸。在進氣過程的大部分時間里，氣缸的壓力低于大氣壓力，其值約

19、為80-95kPa（0.8-0.95kgf/cm2）。由于進氣系統(tǒng)的阻力，故進氣終了時氣缸壓力略低于大氣壓，約為78-88kPa；新鮮空氣在進氣過程中受氣缸壁和活塞頂?shù)雀邷丶募訜?，并與上一循環(huán)高溫殘余廢氣混合，所以進氣終了時氣缸內(nèi)的氣體溫度約為320-340K。</p><p><b>　　2．壓縮行程</b></p><p>　　這一行程的任務(wù)是將進氣行程吸入氣缸

20、中的新鮮空氣進行壓縮以使之達(dá)到足夠的溫度和壓力，為柴油的燃燒創(chuàng)造條件。當(dāng)活塞從下止點運動到b時，進氣門1關(guān)閉，空氣開始被壓縮。隨著活塞上行，氣缸容積不斷減小，空氣的壓力和溫度不斷升高，壓縮終了時，缸內(nèi)氣體壓力達(dá)到2940-4900kPa；溫度達(dá)到770-970K。</p><p><b>　　3．工作行程</b></p><p>　　當(dāng)活塞到達(dá)上止點稍前，即壓縮過程后

21、期，柴油經(jīng)噴油器3以霧狀噴入氣缸，并與氣缸中高溫高壓的空氣混合形成可燃混合氣，由于此時空氣溫度超過了柴油的著火點，所以柴油在噴入的同時就自行著火迅速燃燒。此時進、排氣門是關(guān)閉的，氣缸內(nèi)的壓力和溫度由于燃燒而急劇上升，最高壓力達(dá)到5880-8820kPa；最高溫度達(dá)到1770-2770K。在上止點后某一時刻（點d），燃燒基本結(jié)束。高溫高壓氣體膨脹，將活塞推向下止點，并通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)對外做功，從而實現(xiàn)了熱能向機械能的轉(zhuǎn)換。隨著活塞下行，

22、氣缸內(nèi)容積不斷增大，氣體的溫度不斷降低，到e點，膨脹做功能結(jié)束，作功終了時，壓力降為290-390kPa，溫度降為1070-1170K。</p><p><b>　　4．排氣行程</b></p><p>　　這一行程的任務(wù)是將作過功的廢氣排出氣缸外。因為殘留在氣缸內(nèi)的廢氣是影響下一個工作循環(huán)充氣質(zhì)量的一個重要因素，所以廢氣排的越干凈越好。當(dāng)活塞越過下止點開始上行時，氣

23、缸壓力已降低，可以減少活塞上行時的背壓，活塞由下止點向上運動，氣缸內(nèi)的廢氣在活塞的作用下排出氣缸。排氣終了時缸內(nèi)廢氣壓力仍高于大氣壓力，約為103-123kPa，溫度約為570-970K。</p><p>　　綜上所述，四沖程柴油機有如下特點：</p><p>　　1）．一個工作循環(huán)是在曲軸回轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)內(nèi)完成。</p><p>　　2）．在曲軸回轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)過程中進氣門、排氣

24、門和噴油器均只啟閉一次。</p><p>　　3）．每個循環(huán)中之有工作行程對外做功，其余三個行程都是為工作行程做準(zhǔn)備，都需要外界供給能量。</p><p><b>　　3 設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　3.1柴油機參數(shù)說明</p><p>　　表1 CA4-98柴油機參數(shù)</p><p>

25、;　　Table1 CA4-98Diesel engine parameters</p><p>　　3.2柴油機曲柄連桿機構(gòu)作用</p><p>　　曲柄連桿機構(gòu)是將往復(fù)活塞是內(nèi)燃機燃料的化學(xué)能通過燃燒放出熱能，在轉(zhuǎn)換為機械能的主要結(jié)構(gòu)，它由活塞組、連桿組和飛輪組三個部分組成。其主要任務(wù)是通過這套機構(gòu)把活塞的往復(fù)直線運動，經(jīng)連桿的擺動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，從而把熱能轉(zhuǎn)換為機械能并對外作功；

26、同時，通過燃油燃燒時加在活塞頂上的燃?xì)饬Γ?jīng)連桿傳給曲軸使曲軸獲得轉(zhuǎn)矩，對外輸出功率。</p><p>　　3.3曲柄連桿機構(gòu)的工作條件</p><p>　　內(nèi)燃機是一種熱力機械，在熱功轉(zhuǎn)換的過程中，曲柄連桿機構(gòu)要受到很高的機械負(fù)荷和熱負(fù)荷。</p><p>　　機械負(fù)荷主要是指作用在機構(gòu)上的燃?xì)饬?，以及由機構(gòu)做往復(fù)運動和旋轉(zhuǎn)運動所產(chǎn)生的慣性力，此外還有裝配時擰緊螺

27、栓等引起的裝配力和相對運動零件間摩擦力?，F(xiàn)代發(fā)動機的最高燃燒壓力對自然吸氣的為5-9MPa，而增壓發(fā)動機可高達(dá)12-18MPa。工程機械發(fā)動機轉(zhuǎn)速一般是2000r/min左右，小型發(fā)動機轉(zhuǎn)速則為4000-6000r/min，其慣性力的大小以幾乎與燃?xì)饬Σ幌嗌舷?。這些力直接作用于活塞、活塞檔、連桿、曲軸和軸承上。</p><p>　　熱負(fù)荷有兩個含意，一是曲柄連桿機構(gòu)中與高溫燃?xì)庵苯咏佑|的那些零件，如活塞頂部、第一

28、道活塞環(huán)等，由于零件溫度很高，造成材料強度、硬度下降，燒損，間隙破壞以及在高溫下潤滑油變質(zhì)引起的零件磨損、膠結(jié)、密封破壞等；二是由于受熱零件（如活塞）形狀復(fù)雜和冷卻狀況的差異而造成溫差所引起的熱應(yīng)力，使零件破壞（如活塞熱烈等）。</p><p>　　3.4連桿的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)要求</p><p>　　3.4.1連桿組的結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　發(fā)動機連桿組通常由

29、連桿體、連桿大頭蓋、連桿螺栓（及螺母）、連桿大頭軸瓦等零件組成。如圖3所示</p><p>　　連桿組在工作中要把活塞的往復(fù)運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并作用在活塞組上的力傳給曲軸，所以它要承受氣體壓力、活塞組往復(fù)運動慣性力、連桿組自身擺動產(chǎn)生的慣性力，連干大頭旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生慣性力，以及連桿螺栓擰緊連桿大頭蓋時的預(yù)緊力等。所以，連桿組是整個發(fā)動機中受力狀況最為復(fù)雜的一個組件。此外，連桿小頭襯套與活塞銷，連桿軸瓦與曲柄銷

30、所構(gòu)成的兩對軸承摩擦副，也是在極為嚴(yán)酷的條件下工作的。</p><p>　　由于連桿組受力情況復(fù)雜，所以要求它們具有足夠的強度和剛度，否則將會造成嚴(yán)重的后果。</p><p>　　3.4.2連桿的技術(shù)要求</p><p><b>　　技術(shù)要求如下：</b></p><p>　　1、為使連桿大小頭運動副之間配合良好，大頭孔

31、尺寸公差取為IT5，表面粗糙度Ra不大于0.4μm；小頭孔尺寸取為IT6，表面粗糙度Ra不大于1.6μm。同時對他們的圓柱度亦相應(yīng)地規(guī)定了嚴(yán)格地要求。</p><p>　　2、大小頭孔的中心距影響到氣缸的壓縮比，進而影響發(fā)動機的效率，因此兩孔中心尺寸公差等級應(yīng)不低于IT8。大小頭孔中心線在兩個相垂直的方向上的平行度誤差會使活塞在氣缸中傾斜，致缸壁磨損不均，縮短發(fā)動機的使用壽命，同時也使曲軸的連桿軸頸磨損加劇。一般

32、規(guī)定兩孔軸線在連桿軸線平面內(nèi)的平行度公差不低于7級，在垂直于該平面內(nèi)的平行度公差不低于8級。</p><p>　　3、連桿大小頭兩端面對大頭孔中心線的垂直度誤差過大，將加劇連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩端面的磨損，甚至引起燒傷，一般規(guī)定其垂直度公差等級不低于9級。</p><p>　　4、兩螺栓孔軸線對大頭接合面的垂直度為0.02/100mm，否則會使連桿螺栓受力情況惡化，以致體蓋結(jié)合不好

33、，軸瓦與曲軸軸頸產(chǎn)生不均勻磨損。</p><p>　　5、為保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對連桿小頭質(zhì)量和大頭質(zhì)量差別分別給予較嚴(yán)格規(guī)定：允差±1.5～3g。</p><p><b>　　具體如圖所示：</b></p><p>　　圖4 連桿毛坯圖-1</p><p>　　Figure4 Blank. Connecti

34、ng-1</p><p>　　圖5 連桿毛坯圖-2</p><p>　　Figure5 Blank. Connecting-2</p><p><b>　　圖6 局部放大圖</b></p><p>　　Figure6 Partial enlargement</p><p><b>　

35、　4 工藝路線的擬定</b></p><p>　　4.1 年產(chǎn)量和批量的確定</p><p>　　4.1.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)</p><p>　　生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)需要從產(chǎn)品（成品即柴油機）的生產(chǎn)綱領(lǐng)出發(fā)。這里柴油機的年生產(chǎn)量是5萬臺，由于柴油機為六缸，故連桿年生產(chǎn)量應(yīng)為5×4＝20萬件。</

36、p><p>　　計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)需用下式：N＝N×n×(1+α) ×(1+β) (公式1)</p><p>　　這里：N —— 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)</p><p>　　N —— 產(chǎn)品年生產(chǎn)綱領(lǐng)（5萬件）</p><p>　　n —— 每一產(chǎn)品中連桿數(shù)（4）</p><p&

37、gt;　　α —— 連桿備品率 （2％）</p><p>　　β —— 連桿平均廢品率 （2％）</p><p>　　所以 N＝5×4×1.02×1.02＝20.8萬件/年</p><p>　　月生產(chǎn)量＝年生產(chǎn)量÷12月＝20.8萬÷12月＝1.73萬件/月</p><p>　　日生產(chǎn)量（兩班

38、制）＝月生產(chǎn)量÷25.5天＝680件/天</p><p><b>　　4.1.2生產(chǎn)類型</b></p><p>　　機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)和類型取決于既定的產(chǎn)品類型及其年產(chǎn)量。根據(jù)車間所生產(chǎn)零件的重量，機械加工車間分為輕型、中型、重型和特重型四種。按產(chǎn)量，機械加工車間可分為單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn)、和大批大量生產(chǎn)四種性質(zhì)。</p><p>

39、;　　表2輕型（100Kg以下）零件的生產(chǎn)性質(zhì)</p><p>　　Table2 100Kg of light (under) produce properties</p><p>　　故4-98型連桿的生產(chǎn)類別為大批生產(chǎn)。</p><p>　　4.1.3平均流水節(jié)拍</p><p>　　根據(jù)我國情況，機械加工車間和裝配車間的工作制度按兩班制

40、來計算。全年工作日數(shù)，按306天計算（即全年日歷天數(shù)扣除星期天和例假日數(shù)）。工人年時基數(shù)，即工人全年實際工作時數(shù)，要從306天全部工時中扣除一定的缺勤時間。通常，工作工作時間損失率約以8％計算。下表（2.2）為設(shè)備、工作位置和工人的年時基數(shù)。</p><p>　　表3 連桿機械加工年時基數(shù)</p><p>　　Table3 In mechanical processing base of

41、 connecting rod</p><p><b>　　(公式2)</b></p><p>　　其中：η—損失系數(shù)</p><p>　　η—工作時間內(nèi)設(shè)備修理方面損失</p><p>　　η—工人缺勤和自然需要方面損失</p><p><b>　　η—清理設(shè)備時損失</b&g

42、t;</p><p>　　η—工人休息方面損失</p><p>　　4-98型連桿的平均流水節(jié)拍</p><p>　　4.1.4批量的確定及生產(chǎn)間隔期</p><p>　　在一個零件的總加工時間，及最長工序時間確定的情況下，批量和生產(chǎn)間隔期越長，生產(chǎn)率高，但是資金周轉(zhuǎn)慢，批量越大，生產(chǎn)間隔期短，資金周轉(zhuǎn)快，但是生產(chǎn)率低，所以要同時兼顧兩者。&

43、lt;/p><p><b>　　(公式3)</b></p><p>　　批量的確定，除了考慮生產(chǎn)間隔期外，還要考慮車間毛坯倉庫面積的限制，考慮毛坯貯存期。最小批量大于半個班，選批量為3000件。已知一個零件總的加工時間為17分（各道工序定額時間之和），最長工序時間為鉆小頭孔工序。所以，</p><p><b>　　4.2毛坯的選擇<

44、/b></p><p>　　由于連桿在工作承受多向交變載荷作用，要求具有很高的強度和剛度，因此連桿材料一般都用高強度碳鋼或合金鋼（如35＃，45＃，40Cr等）并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理以改善切削性能，提高抗沖擊能力?？紤]到本柴油機連桿為重要調(diào)質(zhì)件，故選用40Cr。</p><p><b>　　表4</b></p><p><b>　　Tab

45、le 4</b></p><p>　　選用40Cr的主要原因是，40Cr的強度比同樣含碳量的缸高20％～30％，同時具有良好的塑性和韌性。連桿的硬度要求為HB223～280，在同一副連桿上的硬度差應(yīng)不大于40個單位。金屬宏觀組織方面，其纖維方向應(yīng)沿著連桿中心線并與連桿外形相符，并且沒有漩渦狀和中斷現(xiàn)象。不允許有疏松、氣泡、分層、裂紋及夾灰。連桿的顯微組織應(yīng)有均勻的索氏體細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)，鐵素體只允許呈細(xì)小夾

46、雜狀存在。連桿的不加工表面應(yīng)光潔，不允許有飛刺、裂紋、結(jié)疤、分層及氧化皮等，經(jīng)過修正的痕跡則應(yīng)具有圓滑的過渡。連桿不允許用焊補的方法來修正缺陷。</p><p>　　大批大量生產(chǎn)鋼制連桿時多采用模鍛法制造毛坯。連桿毛坯形式有兩種：一種是體蓋分開鍛造，另一種是體蓋鍛成一體。整體鍛造的毛坯，需在以后的機械加工中將其切開。為保證切開后粗鏜孔余量均勻，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

47、造設(shè)備動力大，金屬纖維被切斷等問題。但由于該方式具有原材料損耗少、鍛造工時少、模具少、管理方式等優(yōu)點，故得以廣泛應(yīng)用。本工藝亦采用該方式鍛造毛坯。</p><p>　　連桿鍛件必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等全面檢查，方能進入機械加工生產(chǎn)線。</p><p>　　4.3定位基準(zhǔn)的分析</p><p>　　4.3.1連桿加工工藝特點及分析</p>

48、;<p>　　連桿作為柴油機重要組件之一，在與曲軸配合的同時帶動活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運動從而實現(xiàn)燃油的壓燃。其形狀復(fù)雜，不宜定位和夾緊；剛度差，易變形；另外它也是發(fā)動機精密部件之一，尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求都很高，加工精度不易保證。因此在工藝過程中必須注意以下幾個問題：</p><p>　　1．盡量減少毛坯的加工余量，從而降低切削力對工件的變形影響。</p><p

49、>　　2．與缸體、曲軸等零件相比，連桿每車件數(shù)要多好幾倍，故生產(chǎn)節(jié)拍短，需采用許多高生產(chǎn)率設(shè)備來滿足要求。</p><p>　　3．連桿本身剛性較差，在外力作用下易變形，從而影響加工精度。</p><p>　　故必須正確確定夾緊力大小、方向及著力點。夾緊力應(yīng)盡量作用在連桿大小頭孔端面上并垂直于端面。盡量避免直接作用于桿身上，如需將夾緊力作用于桿身時，應(yīng)使夾緊力作用于剛性好的那個方向上

50、，即連桿水平方向上，并采用雙向浮動夾緊。</p><p>　　4．毛坯雖經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，仍會存在殘余內(nèi)應(yīng)力。對于整體模鍛件而言，毛坯在加工中尚須將體蓋切開，體蓋裝配成連桿總成后還要繼續(xù)加工，由于內(nèi)應(yīng)力重新分布而產(chǎn)生的變形不可忽視。為消除或減小內(nèi)應(yīng)力變形對連桿加工的影響，重要表面應(yīng)進行多次加工，在粗、精加工之間穿插一些其他工序，使內(nèi)應(yīng)力有充足時間進行重新分布，促使變形及早發(fā)生，以便及早修正，保證最終達(dá)到連桿的各項技術(shù)要

51、求。</p><p>　　5．由于連桿主要表面的尺寸精度、形狀精度及表面粗糙度要求都很高，因此就需要采用許多高精度機床及工裝來為其服務(wù)。</p><p>　　6．探傷和去毛刺技術(shù)須妥善解決。探傷應(yīng)貫穿與整個加工過程始末，去毛刺是為了便于裝配和維持必要的配合精度。</p><p>　　4.3.2連桿機械加工定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　由

52、以上分析可知連桿的形狀復(fù)雜、剛度較差，因此加工過程中刀具和工件的相對運動關(guān)系及位置關(guān)系十分重要，因此對于加工過程中工件的定位基準(zhǔn)的選擇就決定著工件最后的加工效果。連桿的加工面主要有大小頭及其兩端面；桿體與大頭蓋結(jié)合面；螺栓定位孔等。分析如下：</p><p><b>　　1． 基準(zhǔn)選擇原則</b></p><p>　　1） 粗基準(zhǔn)選用原則</p><

53、;p>　　A 保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度；</p><p>　　B 合理分配加工余量；</p><p><b>　　C 便于裝夾；</b></p><p>　　D 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用。</p><p>　　2） 精基準(zhǔn)選用原則</p><p>　　A 基準(zhǔn)重合原則—

54、—盡可能使設(shè)計基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)重合；</p><p>　　B 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則——盡可能選擇同一精基準(zhǔn)加工工件盡可能多的表面；</p><p>　　C 互為基準(zhǔn)原則——兩個位置精度要求較高的表面互為基準(zhǔn)；</p><p>　　D 自為基準(zhǔn)原則——對加工余量小而均勻的表面以加工面自身為基準(zhǔn)。</p><p><b>　　2. 具體分析<

55、;/b></p><p><b>　　1） 粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　在柴油機連桿的機械加工中，選擇連桿毛坯鍛件的分型面為粗基準(zhǔn)對首道工序連桿兩端面進行粗加工時，所以選取毛坯分型面為粗基準(zhǔn)，是為了保證兩端面的平行度，同時也滿足粗基準(zhǔn)合理分配加工余量的選用原則。</p><p><b>　　2） 精基準(zhǔn)的選擇<

56、;/b></p><p>　　由于連桿兩端面的加工是第一道工序，兩端面加工完畢即確定了連桿后序機械加工的一個精基準(zhǔn)。而連桿的第二個端面是以第一個端面為基準(zhǔn)進行定位加工的，這樣，兩個端面的平行精度就能得到良好的保證，而連桿上的大部分加工表面都與連桿端面有相對的形狀、位置精度要求。因此，選擇連桿的端面為統(tǒng)一基準(zhǔn)時的一個精基準(zhǔn)。</p><p>　　加工好小頭孔和連桿定位面以后，分別與連桿

57、的端面、小頭孔、定位面為第一、第二、第三基準(zhǔn)為以后的工序定位，成為連桿機械加工的統(tǒng)一基準(zhǔn)，對各工序進行定位。</p><p>　　4.4工藝路線的擬定</p><p>　　4.4.1工藝路線的分析</p><p>　　1） 機加工工序的安排原則</p><p><b>　　1 先基準(zhǔn)后其它</b></p>

58、<p><b>　　2 先粗后精</b></p><p><b>　　3 先面后孔</b></p><p><b>　　4 先主后次</b></p><p>　　2） 擬定的最終工藝路線（方案一）</p><p><b>　　零 鍛造&

59、lt;/b></p><p>　　一 毛坯檢查</p><p>　　二 熱處理</p><p><b>　　三 拋丸</b></p><p>　　四 磁力探傷</p><p>　　五 粗銑兩端面</p><p>　　六

60、 鉆鏜小頭孔</p><p>　　七 小頭孔倒角</p><p>　　八 粗磨兩端面</p><p><b>　　九 退磁</b></p><p>　　十 硬度檢測</p><p><b>　　十一 車定位</b><

61、;/p><p>　　十二 一次粗鏜大頭孔上半圓</p><p>　　十三 一次粗鏜大頭孔下半圓</p><p>　　十四 二次粗鏜大頭孔上半圓</p><p>　　十五 二次粗鏜大頭孔下半圓</p><p>　　十六 去鏜半圓飛刺</p><p>　　十七 銑小端

62、油孔面</p><p>　　十八 粗銑蓋螺栓面</p><p>　　十九 體蓋打字</p><p>　　二十 精銑蓋螺栓面</p><p><b>　　二十一 體蓋銑開</b></p><p><b>　　二十二 磨分開面</b></p>

63、<p>　　二十三 銑體蓋螺栓座面</p><p>　　二十四 鉆體蓋螺栓孔、定位孔</p><p>　　二十五 鏜鉸體蓋定位孔</p><p>　　二十六 精鏜體蓋定位孔</p><p>　　二十七 螺栓孔倒角</p><p><b>　　二十八 一次清洗</b></

64、p><p><b>　　二十九 體蓋組立</b></p><p>　　三十 精磨兩端面</p><p>　　三十一 半精鏜大頭孔</p><p>　　三十二 大頭孔兩端倒角</p><p>　　三十三 半精鏜大小頭孔</p><p>　　三十四 精鏜大小頭孔&l

65、t;/p><p>　　三十五 小頭孔襯套壓入</p><p>　　三十六 鉆油孔、倒角</p><p>　　三十七 銑小頭斜面</p><p>　　三十八 襯套孔倒角</p><p><b>　　三十九 去飛刺</b></p><p>　　四十 珩磨大頭孔<

66、;/p><p><b>　　四十一 鏜襯套孔</b></p><p><b>　　四十二 二次清洗</b></p><p><b>　　四十三 綜合檢測</b></p><p>　　四十四 重量分組/打字</p><p><b>　　四十五

67、 體蓋卸開</b></p><p>　　四十六 銑體蓋止推槽</p><p><b>　　四十七 去毛刺</b></p><p><b>　　四十八 最終清洗</b></p><p><b>　　四十九 終檢</b></p><p>

68、;　　3） 擬定的最終工藝路線（方案二）</p><p><b>　　零 鍛造</b></p><p>　　一 毛坯檢查</p><p>　　二 熱處理</p><p><b>　　三 拋丸</b></p><p>　　四 磁

69、力探傷</p><p>　　五 粗銑兩端面</p><p>　　六 粗磨兩端面</p><p>　　七 鉆鏜小頭孔</p><p>　　八 小頭孔倒角</p><p><b>　　九 退磁</b></p><p>　　十

70、 硬度檢測</p><p><b>　　十一 車定位</b></p><p>　　十二 一次粗鏜大頭孔上半圓</p><p>　　十三 一次粗鏜大頭孔下半圓</p><p>　　十四 二次粗鏜大頭孔上半圓</p><p>　　十五 二次粗鏜大頭孔下半圓</

71、p><p>　　十六 去鏜半圓飛刺</p><p>　　十七 銑小端油孔面</p><p>　　十八 粗銑蓋螺栓面</p><p>　　十九 體蓋打字</p><p>　　二十 精銑蓋螺栓面</p><p><b>　　二十一 體蓋銑開</b>&

72、lt;/p><p><b>　　二十二 磨分開面</b></p><p>　　二十三 銑體螺栓座面</p><p>　　二十四 鉆體蓋螺栓孔、定位孔</p><p>　　二十五 擴鉸體蓋定位孔</p><p>　　二十六 鏜鉸體蓋定位孔</p><p>　　二十七

73、精鏜體蓋定位孔</p><p>　　二十八 螺栓孔倒角</p><p><b>　　二十九 一次清洗</b></p><p>　　三十 體蓋組立</p><p>　　三十一 精磨兩端面</p><p>　　三十二 半精鏜大頭孔</p><p>　　三十三 大

74、頭孔兩端倒角</p><p>　　三十四 半精鏜大小頭孔</p><p>　　三十五 精鏜大小頭孔</p><p>　　三十六 小頭孔襯套壓入</p><p>　　三十七 鉆油孔、倒角</p><p>　　三十八 銑小頭斜面</p><p>　　三十九 襯套孔倒角</p>

75、<p><b>　　四十 去飛刺</b></p><p>　　四十一 珩磨大頭孔</p><p><b>　　四十二 鏜襯套孔</b></p><p><b>　　四十三 二次清洗</b></p><p><b>　　四十四 綜合檢測<

76、;/b></p><p>　　四十五 重量分組/打字</p><p><b>　　四十六 體蓋卸開</b></p><p>　　四十七 銑體蓋止推槽</p><p><b>　　四十八 去毛刺</b></p><p><b>　　四十九 最終清洗&l

77、t;/b></p><p><b>　　五十 終檢</b></p><p>　　4） 方案比較（方案二）</p><p>　　下面列舉方案二與方案一的不同之處，并分析最終選取一的原因：</p><p><b>　　六 粗磨兩端面</b></p><p>　　分析：

78、本工序是將方案一中第八工序提到前面。優(yōu)點是：縮短了生產(chǎn)節(jié)拍，加工工序集中。缺點是：忽略了實效處理，又可能導(dǎo)致加工表面失去原有精度。另外，采用先磨端面后鉆小頭孔的順序，會使后續(xù)的鉆小頭孔一序產(chǎn)生的毛刺殘留在已加工的端面表面，從而導(dǎo)致了后面以系列定位的偏差。影響整個連桿的加工精度。而把磨兩端面一序放到鉆鏜小頭孔工序后面，則可避免上述問題的產(chǎn)生，使往后的加工工序得到精確的定位。</p><p>　　由比較來看，選擇了方

79、案一的安排。</p><p>　　二十三 銑體螺栓座面</p><p>　　分析：本工序與方案一的區(qū)別是取消了對蓋螺栓座面的再次精銑。優(yōu)點是：簡化了加工步驟；缺點是：連桿體蓋分開后分開面又經(jīng)過磨削作用，無法保證蓋螺栓座面與分開面的精度要求。</p><p>　　二十五 擴鉸體蓋定位孔</p><p>　　分析：優(yōu)點：工序集中。缺點：鉆、擴、鉸

80、孔雖然是孔加工的順序方法，但擴、鉸孔的步驟均無法糾正鉆孔留下的尺寸形狀誤差。惟有鏜孔可以糾正誤差，保證尺寸形狀精度要求。使下一序精鏜定位孔的加工余量均勻。</p><p>　　綜上所述，最后確定方案一為最終方案。</p><p>　　從上面可以看出，以先基準(zhǔn)后其他的工序安排原則，首先加工出連桿的第一基準(zhǔn)——連桿端面；然后加工第二基準(zhǔn)——連桿小頭孔；再次是連桿加工的第三基準(zhǔn)——連桿定位面。而

81、當(dāng)這些重要的定位面加工完畢后，連桿的后序加工便以它們作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，對連桿進行定位。</p><p>　　連桿的最終工序安排中先將連桿的端面加工完畢，然后按照連桿加工面的重要程度對連桿的各孔進行加工?？v觀連桿加工工藝安排，符合了機械加工工序安排的原則。</p><p>　　5）熱處理工序及表面處理工序的安排</p><p>　　為了改善工件材料切削性能，安排熱處理工序

82、。</p><p>　　1. 鍛造加工后，安排調(diào)質(zhì)處理，作用是使工件具有良好的綜合機械性能。</p><p>　　2. 粗加工前安排拋丸處理，目的是使金屬內(nèi)部的空氣和孔隙變小，增加剛度和強度。</p><p>　　3. 在鏜孔粗加工工序后，以及加工終了后，要安排去處表面飛刺，以保證工件的后續(xù)加工精度和總體質(zhì)量。</p><p><b&g

83、t;　　6）其它工序的安排</b></p><p>　　1 為了保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需要在以下場合安排檢驗：</p><p>　　A 加工前安排毛坯檢驗</p><p>　　B 端面粗加工完畢后，安排硬度檢測</p><p>　　C 最終工序銑止推槽前，安排綜合檢測</p><p>　　

84、D 連桿全部加工完畢后，安排最終檢測</p><p>　　2 為防止毛坯件有缺陷造成產(chǎn)品報廢，工件加工前需進行毛坯檢查和磁力探傷。</p><p>　　3 使用磁力吸盤進行定位后，安排退磁</p><p>　　4 在體蓋重新組合加工和最終檢測前應(yīng)安排清洗。</p><p>　　7）典型工序加工方法說明</p><p

85、><b>　　1 銑削</b></p><p><b>　　連桿兩端面的銑削</b></p><p>　　連桿兩端面作為連桿后續(xù)加工中的基準(zhǔn)面，要首先進行加工。然后以其為基準(zhǔn)加工其他重要表面。</p><p>　　在大量生產(chǎn)中，連桿兩端面的加工一般是在圓臺銑床上進行。采用端面銑刀，實現(xiàn)橫向進給。切削力很大，所以對機

86、床系統(tǒng)的剛度要求很高。連桿的剛度不高，所以為了減少金屬內(nèi)應(yīng)力和切削力造成的扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形，在選擇基準(zhǔn)面時應(yīng)當(dāng)以鍛造中心線為基準(zhǔn)。以后的精加工應(yīng)該遵從互為基準(zhǔn)的原則進行。如下圖所示。</p><p>　　圖7 連桿端面加工簡圖</p><p>　　Figure7 Connecting rod surface processing</p><p>　　連桿體蓋螺栓

87、座面的銑削</p><p>　　連桿的加工過程分成了前后三個階段。分別是毛坯的整體加工、體蓋切開后的分體加工和體蓋重新組立后的整體加工。</p><p>　　由于連桿螺栓孔相對兩端面，大小頭孔中心線都有位置精度要求，而連桿螺栓是否能正直的把緊又與螺栓座面的精度息息相關(guān)。</p><p>　　加工時，連桿蓋螺栓座面與體螺栓座面是分別加工的。其中連桿蓋螺栓座面加工了三次

88、，體螺栓座面只加工一次。由于連桿體蓋進行分開時，需要連桿蓋螺栓座面作為定位基準(zhǔn)，所以，在此之前，連桿蓋螺栓座面就需經(jīng)過粗、精兩次銑削加工。</p><p>　　連桿蓋螺栓座面的加工一般在萬能升降臺銑床上進行。使用Ym052可轉(zhuǎn)位兩面刃銑刀進行銑削加工。當(dāng)連桿體蓋分開后，由于分開面分開時的加工誤差和接下來對其進行的磨削加工造成的誤差。所以在加工連桿體螺栓座面時，其配對連桿蓋螺栓座面也應(yīng)該一起加工。</p>

89、;<p>　　C. 連桿體蓋的銑削分開</p><p>　　連桿的銑削分開是在臥式切斷專用機床上，使用鋸片銑刀進行加工的。加工時分別以連桿端面作為第一基準(zhǔn)，小頭孔作為第二基準(zhǔn)，定位面作為第三基準(zhǔn)。</p><p><b>　　2 磨削</b></p><p>　　在連桿的加工過程中，需要磨削的表面并不多，但精度要求都比較高。首

90、先是連桿兩端面粗加工后需要對其進行磨削。其主要目的是提高連桿兩端面表面粗糙度，以便以后工序的精確定位。由于連桿兩端面的粗加工進給量很大，加工后表面粗糙度極低，而連桿兩端面又是后續(xù)加工時的重要精基準(zhǔn)之一，所以為了保證后續(xù)加工的精確定位，需要對連桿兩端面進行磨削加工。表面粗糙度達(dá)到Ra3.2。</p><p>　　其次是在連桿體蓋分開后，要對銑開的體蓋分開面進行磨削加工。連桿在分體加工連桿體蓋定位孔、螺栓孔時，體蓋的

91、分開面便成了定位夾緊時的重要基準(zhǔn)平面，因此，要求其有比較好的表面精度。加工后表面粗糙度達(dá)到Ra1.6。</p><p>　　在連桿體蓋中心組立加工時，需要再一次對連桿的兩端面進行磨削加工。一方面是由于第一次的磨削加工只要求表面粗糙度達(dá)到Ra3.2，距離零件實際要求的粗糙度還有一段差距，需要進一步精加工；另一方面，由于連桿經(jīng)歷了體蓋分開的分體加工過程，雖然體蓋仍然是嚴(yán)格的按照成組加工的方法進行加工，但難免在加工和組

92、立時產(chǎn)生偏差，使精度走失。所以，體改組立以后要立即對連桿的兩端面進行磨削加工，加工后要求表面粗糙度達(dá)到Ra0.8。</p><p>　　最后一個重要的磨削表面是大頭孔的珩磨。由于連桿大頭孔是與柴油機曲軸相配合的孔，是整個連桿上最重要的加工表面，精度要求非常高。加工次數(shù)也最多。所以，在最后要對其進行自定位珩磨以提高精度和光潔度。</p><p>　　3 連桿上孔的加工</p>

93、<p>　　作為柴油機動力部分的主要零件，連桿上需要加工的孔并不算多，只由連桿的大、小頭孔以及定位孔、螺栓孔，但其加工程序和加工工藝卻并不簡單。連桿大小頭孔的加工主要是通過鏜孔實現(xiàn)，但由于連桿小頭孔毛坯件很多時候為鍛造盲孔，所以在鏜孔之前，一般安排一道鉆通小頭孔的工序加以輔助加工。大頭孔前后共經(jīng)歷5次不同程度的鏜孔加工。小頭孔經(jīng)過4次鏜孔加工。連桿定位孔、螺栓孔的加工相對簡單，但其中定位孔也是經(jīng)過多次鉆、鏜孔加工才最終達(dá)到精

94、度要求。</p><p>　　4.5工藝卡片的填寫</p><p>　　在擬定工藝路線時，必須同時確定各工序所采用的機床，刀具，輔助設(shè)備及工藝裝備，切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設(shè)計。機床和工裝的選擇應(yīng)盡量做到合理，經(jīng)濟，使之與被加工零件的生產(chǎn)類型，加工精度和零件的形狀尺寸相適應(yīng)。</p><p>　　4.5.1機床的選擇</p><p>　

95、　1 機床的加工規(guī)格范圍應(yīng)與零件的外部形狀，尺寸相適應(yīng)。</p><p>　　2 機床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)</p><p>　　3 機床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)盡量選用生產(chǎn)率高的專用機床，組合機床或自動機床。</p><p>　　4 機床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有條件相適應(yīng)。做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用，并盡量做到設(shè)備負(fù)荷平衡。&l

96、t;/p><p>　　連桿的尺寸雖然不大，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，又是發(fā)動機動力機構(gòu)的重要組件，加工精度較高，因此在加工中部分設(shè)備使用數(shù)控機床。連桿屬于批量生產(chǎn)，流水作業(yè) ，但自動化程度不高，所以，一部分工序也采用了通用機床和專用機床。</p><p>　　4.5.2刀具的選擇</p><p>　　刀具的選擇也包括刀具的類型，構(gòu)造和材料的選擇，主要應(yīng)根據(jù)加工方法、工序應(yīng)達(dá)到的加

97、工精度、粗糙度、工件的材料形狀、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等因素加以考慮，原則上盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時采用各種高生產(chǎn)率的專用刀具。</p><p>　　本工藝中車、銑工序都采用YT類硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金石制造高速切削刀具的主要材料，其硬度高、耐磨性和耐熱性好，具有一定的使用強度。缺點是韌性差，性脆，但是這些缺點，可以通過刃磨合理的幾何參數(shù)來彌補。所以，目前硬質(zhì)合金是一種應(yīng)用廣泛的刀具材料。主要有YT5、YT15、YT30

98、，隨著數(shù)字的增大，TiC的含量增大，TiC越多，韌性越差，但耐熱性與耐磨性提高。所以在粗加工的時候用YT5，半精加工的時候用YT15，精加工的時候用YT30。</p><p>　　所以由粗加工、半精加工、精加工的工藝安排順序考慮，我們分別選用YT30、YT15、YT5的刀具。他們的耐磨性增加、切速增加、進給量降低。</p><p>　　本工藝磨削時采用磨具—砂輪，它的性能主要取決于磨料、結(jié)

99、合劑、粒度、硬度、組織及砂輪的形狀和尺寸。</p><p>　　4.5.3夾具的選擇</p><p>　　正確設(shè)計和使用夾具，對保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率、擴大機床使用范圍既減輕勞動強度都有重要意義。同時，使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問題等。具體情況見后面的夾具設(shè)計部分。</p><p>　　4.5.4刀具尺寸的確定</

100、p><p>　　加工面的尺寸作為確定刀具的形狀大小，和計算機動時間的前提十分重要。加工面的長度和切入超出用來計算機動時間，加工面的直徑和寬度，用來選擇刀具。這里，我們把沿刀具進給的方向規(guī)定為長度，而把垂直于刀具進給的方向規(guī)定為寬度。對于加工件為圓面時，寬度和長度相等。</p><p>　　例如：如圖8可知：由寬度決定刀具的直徑大于工件的直徑，便于刀具一次行程完成全部銑削。由長度和加工時的切入超

101、出長度相加求和得到的計算長度來計算機動時間。 </p><p>　　對于其它工序如車、磨工件外圓表面時，直徑為被加工面加工前的尺寸，長度為沿工件進給方向的尺寸。</p><p>　　切入超出的具體情況的規(guī)定在后面的“機動時間的計算”中在詳細(xì)進行討論。</p><p>　　4.5.5毛坯余量及加工余量的確定</p><p>

102、;<b>　　1.毛坯余量的確定</b></p><p>　　機械加工中毛坯尺寸與其零件尺寸之差稱為毛坯余量，加工余量的大小取決于各加工過程中各個工序應(yīng)切除的金屬層的總和，以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸間的偏差值。</p><p>　　總余量取決于完成各個工步的條件，如安裝零件的精確度和工具的特性等。但是，其中的值，即第一個粗切削工步的加工余量還取決于毛坯需要加工處的表

103、面層狀況，因為表面層平面度差別較大，有時甚至?xí)邢喈?dāng)大的表面凹陷。</p><p>　　此外，表面的金屬層往往不同與表皮內(nèi)部的金屬，在鍛件表面層有氧化層和脫碳層，由此可知，表面層是有缺陷的，它的特點是，有較高的硬度。如果刀具的刀刃切在表面層，將使刀具加速磨損。</p><p>　　曲軸屬于復(fù)雜軸類零件，生產(chǎn)批量性質(zhì)屬于大批生產(chǎn)，故為了提高毛坯質(zhì)量及生產(chǎn)效率，我們采用模鍛的方法。查表可知：&

104、lt;/p><p><b>　　表5毛坯余量</b></p><p>　　Table5 Blank allowance</p><p><b>　　2.加工余量的確定</b></p><p>　　完成某一道工序所需切除的材料層的厚度稱為工序余量。從毛坯到成品的整個工藝過程中所切除的材料層厚度稱為總余量，

105、加工余量的確定通常有三種方法：</p><p>　　經(jīng)驗估計法：這是工藝人員根據(jù)經(jīng)驗進行估算。所有加工余量一般偏大。</p><p>　　查表修正法：以生產(chǎn)實踐和實驗研究的資料制成的表格為依據(jù)，應(yīng)用時再結(jié)合加工實際情況進行修正。</p><p>　　分析計算法：根據(jù)一定的試驗資料和計算公式進行計算，這樣確定的余量比較經(jīng)濟合理，因受切削條件的改變和實驗數(shù)據(jù)不全所限，應(yīng)

106、用較少。</p><p><b>　　經(jīng)驗估計法舉例：</b></p><p>　　根據(jù)以往的經(jīng)驗和現(xiàn)今的生產(chǎn)綱領(lǐng)和工藝安排，確定加工余量，以連桿加工的粗銑兩端面為例，此道工序為粗加工，精度要求又不高，根據(jù)以往經(jīng)驗，切削用量可較其他工序大，因此，加工余量定為3mm。</p><p><b>　　查表法舉例:</b><

107、/p><p><b>　　車削加工</b></p><p>　　表6車削加工加工余量</p><p>　　Table6 Turning machining allowance</p><p><b>　　磨削加工</b></p><p>　　表7磨削加工加工余量</p>

108、;<p>　　Table7 Grinding machining allowance</p><p>　　根據(jù)連桿加工的精度要求，結(jié)合上表，分別以車定位面和磨連桿兩端面為例，確定加工余量，分別為0.9mm和3.5mm。</p><p>　　4.5.6切削用量的確定</p><p>　　正確的選用切削用量對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高切削效率和經(jīng)濟效益具有重要作用

109、，其基本原則是：首先選擇一個盡可能大的切深,其次選擇一個較大的進給量f，最后，在刀具耐用度和機床功率允許條件下選擇一個合理的切削速度v。</p><p>　　1．切深的選擇。應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。粗加工時，除留下半精加工、精加工的余量之后的余量來確定的量，往往采用逐漸減小的方法逐步提高加工精度和表層質(zhì)量。對于加工外圓，是指半徑余量。</p><p>　　2．進給量f的確

110、定。在粗加工時，f的選擇主要考慮工藝系統(tǒng)剛度和強度。工藝系統(tǒng)剛度和強度好時，f可大一些：反之，f就要小一點。</p><p>　　3．切速v的選擇。V主要根據(jù)工件材料和刀具性質(zhì)來確定。在和f都確定的情況下，所選切速應(yīng)有合理的刀具耐用度。尤其車端面時，切速是一個變值，其最大值應(yīng)比車外圓時適當(dāng)提高。</p><p>　　切削用量的選擇也有查表法、計算法和經(jīng)驗法三種，下面將這三種方法一一列舉：&

111、lt;/p><p>　　A 計算法舉例（第一道工序：粗銑兩端面）：</p><p>　　根據(jù)前面的加工余量的分析，粗加工是去除半精加工和精加工的加工余量，本工序的加工余量=3，工件材料為40Cr；刀具：直徑為315，齒數(shù)z=40，材料30CrMnSiNiA，每齒進給量為0.1，每轉(zhuǎn)進給量f=7.81mm/r，ae=96。</p><p>　　查《金屬機械加工工藝人員手冊

112、》P1113 表14-47</p><p><b>　　表8</b></p><p><b>　　Table 8</b></p><p>　　其中，T—刀具耐用度（分）</p><p><b>　　—切深（mm）</b></p><p>　　f—進給量（

113、mm/r）</p><p><b>　　表9刀具耐用度T</b></p><p>　　Table 9 Cutter</p><p>　　帶入公式，算得v=496.3m/min</p><p>　　v確定了之后，就可以通過公式確定機床主軸轉(zhuǎn)速n，然后就可以進行機床的選擇和設(shè)計。但是，這里應(yīng)該注意到的一點是，對于專用機床而言

114、，n計算確定后就直接可以實現(xiàn)。而對于通用機床則不能把求出的n直接實現(xiàn)出來，而需要進行進一步的驗算，看是否在通用機床的主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)內(nèi)。如果達(dá)不到計算出來的理論數(shù)值，就要選擇鄰近的n來代替，從而在反推出其它切削用量的值。</p><p>　　該道工序是專用機床，帶入公式算得n=501.5</p><p>　　B 查表法舉例：（第十七道工序：銑小端油孔面）</p><p>

115、;　　《金屬機械加工工藝人員手冊》查表14-71</p><p><b>　　表10 進給量</b></p><p>　　Table 10 Feeding </p><p><b>　　切深 =2</b></p><p>　　刀盤直徑 d=120</p><p>　　

116、進給量 f=0.9</p><p>　　切速 v=261.1</p><p>　　C 經(jīng)驗法(第三十六道工序，鉆連桿小頭油孔，參考一汽大柴工藝)</p><p>　　刀具麻花鉆，進給量f=0.1，機床轉(zhuǎn)速n=800，每分進給量為80mm,切入與超出為2，所以計算尺寸為12，速度是20m/min。</p><p>　　4.5.7有效

117、功率的計算</p><p>　　A 計算法仍以第一道工序為例：</p><p><b>　　功率的計算公式：</b></p><p><b>　　(公式4)</b></p><p>　　參數(shù)同前，帶入公式計算得P=8.0KW</p><p><b>　　B 查表法：

118、</b></p><p><b>　　(公式5)</b></p><p>　　其中—機床的傳動效率,本工藝全部取為80%。</p><p><b>　　—切削有效功率</b></p><p><b>　　—機床電機功率</b></p><p>

119、;　　4.5.8零件加工時間的計算</p><p>　　單件工時定額有下列部分組成：</p><p><b>　　(公式6)</b></p><p><b>　　(公式7)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—基本時