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1、175型柴油机连杆制造工艺及镗大头孔的工装设计郑州科技学院专科毕业设计（论文） 题 目 175型柴油机连杆制造工艺及镗大头孔的工装设计 学生姓名 专业班级 机械制造与自动化四班 学 号 所 在 系 机械工程系 指导教师 完成时间 2011年 3月12日 34175型柴油机连杆制造工艺及镗大头孔的工装设计摘 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，就能最后达到
2、零件的技术要求。关键词 连杆/变形/加工工艺/夹具设计175 Type Diesel Engine Connecting RodManufacturing Process And Boring Big Fole Tooling DesignABSTRACT Connecting rod is one of main transmission parts of diesel engine, the paper mainly discusses the processing technology of the connecting rod and fixture design. Connectin
3、g the size accuracy, precision and shape of the position precision requirements are very high, and connecting rod rigidity is poorer, easy to generate distortion, so in arrangement process, would be necessary to major surface of rough finish machining processes apart. Gradually reduce machining allo
4、wance, cutting force and the role of stress, and fix the processed deformation, can finally achieved the components the technical requirements.KEY WORDS connecting rod/deformation/processing/fixture design目 录中文摘要 英文摘要 1 前言12 连杆零件的工艺规程设计3 2.1 连杆零件分析 3 2.1.1 连杆零件结构分析 32.1.2 零件加工表面及其加工要求 42.2 毛坯的选择及制造方
5、法52.3 175型柴油机连杆的机械加工工艺过程分72.3.1 工艺过程的安排72.3.2 定位基准的选择82.3.3 确定合理的夹紧方法92.3.4定位基准92.3.5热处理工序的安排 92.3.6 加工工艺路线的拟定 102.4 确定加工余量及生产设备132.4.1 确定机械加工余量132.4.2 选择工艺设备162.5 切削用量的选择原则162.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差182.6.1 确定加工余量182.6.2 确定工序尺寸及其公差 192.7工时定额的计算 192.7.1粗镗大头孔192.7.2半精镗大头孔192.7.3精镗大头孔202.7.4珩磨大头孔203 专用
6、夹具的设计223.1 连杆镗大头孔的夹具设计22 3.1.1 镗床夹具定位方案的确定223.1.2 镗床夹具的夹紧机构的确定233.1.3 镗床夹具对刀装置的确定233.1.4 镗床夹具的结构分析24结束语26致谢27参考文献 28（附录）291 前 言连杆的加工工艺比较典型，在一般的加工中不但精度要求高，形状复杂，制造难度大，而且批量大，直接影响发动机质量，本篇论文详细介绍了175型柴油机连杆制造工艺及镗大头孔的工装设计,其加工方法的拟订和确立，并对加工中某工序所采用专用夹具进行设计。从工艺与专用夹具的方向进行了一定的探讨。制造工艺的发展情况随着科学技术的发展，各料、新工艺和新技术不断涌现，
7、机械制造工艺正向高质量、高生产率和低成本方向发展。电火花、电解、超声波、种新材激光、电子束和离子束加工等工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的出现，提高了更新频繁的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，大大推进了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。目前，数控机床的工艺功能已由加工循环控制、加工中心，发展到适应控制。加工循环控制虽可以实现每个加工工序的自动化，但不同的工序中刀具的更换及工件的重新装夹，仍须人工来完成。加工中心是一种高
8、度自动化的多工序机床，能自动完成刀具的更换，工件的转位和定位，主轴和进给量的变换等，使工件在机床上只安装一次就能完成全部加工。因此，他可以显著缩短辅助时间，提高生产率，改善劳动条件，适应控制数控机床是一种具有“随机应变”功能的机床，他能在加工中，根据切削条件的变化，自动调整切削条件，是机床保持最佳状态下进行加工，因而有效提高加工效率，扩大品种，更好的保证了加工质量，并达到最大的经济效率。夹具的发展趋势工艺装备的设计、制造、使用和管理，体现着一个企业的工艺技术水平，夹具设计与制造又是制造环境中的生产准备周期时间和加工成本的重要因素，工装设计水平的高低，很大程度上反映出企业制造能力的高低。夹具设计
9、与制造是机电产品设计与制造的一项重要步骤，传统的夹具设计制造时需大量的工时消耗和金属材料的消耗。目前，基于特征参数化技术已在机电产品设计与制造的各个阶段得到广泛的应用，夹具设计也必须向标准化、系统化、参数化方向发展。而且，为了适应我国加入WTO后机电产品的创新能力和尽快机电产品设计制造的全程仿真，快速组合夹具的发展正是适应了这种要求。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。2连杆零件的工艺规程设计2.1连杆零件分析2.1.1连杆零件结构分析本课题设计的零件是175型柴油机连杆（零件图
10、如图1），从零件图的分析可以知道，零件的表面大都由一系列的规则的直线和圆弧组成，因此选择通用的加工方法即可。图1 连杆零件图为了减少连杆的惯性力，要求连杆的质量要尽可能的轻，所以连杆采用“工字形”截面，以便保证有较高的强度和刚度，又能够减轻连杆的质量。各部分的精度都要求比较高,在加工大、小头孔时，都有圆柱度和互相的平行度要求，加工时必须加以注意。两端面的加工有垂直度的要求，加工过程中可考虑设计专用夹具来适合加工需要。加工时根据尺寸精度选择合理的机床设备型号。2.1.2 零件加工表面及其加工要求零件主要尺寸及精度要求（详细见零件图）2.1.2.1 大头孔的尺寸精度、形状精度 为了使大头孔与轴瓦及
11、曲轴、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0.01 mm，素线平行度公差为0.02/100 mm。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0.05 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0.05mm。2.1.2.2 大头孔中心
12、距大头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：1800.05 mm。2.1.2.3 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）。2.1.2.4 大头孔两端面的技术要求175型柴油机连杆大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。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端
13、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。2.1.2.5 螺栓孔的技术要求在前面已经说过，175型柴油机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。2.1.2.6 有关结合面的技术要求在连杆受动载荷时，接合面的歪斜使
14、连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位，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。2.2 毛坯的选择及制造方法 连杆是发动机的重要零件，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。其好坏与优劣直接影响发动机的整体性能 在工作过程中，连杆受力较复杂：一方面承受气体的压力和往复运动的惯性力所产生的冲击性拉压交变载荷；同时连杆摆动产生横向惯性力，导致其承受弯曲交变载荷。因其较长，所以要求连杆有足够的强度和剐度。在满足要求的前提下
15、，尽量减小自身质量，以减少惯性力，保证发动机运转平稳，降低工作时的噪声和振动，因此材料选择的重要性显而易见。本次毕业设计课题所采用的是40Cr。并作调质处理,使硬度为HB235-277。以提高强度和抗冲击能力。40Cr是使用比较广泛的调质钢种之一，调质处理后具有良好的综合机械性能；钢的淬透性较好，但水淬易开裂，故宜用水油双液淬火；有回火脆性；此钢除调质外还可进行氰化和表面淬火处理。机械加工中常用的毛坯种类很多，主要有铸件、锻件、型材、焊接件、冷冲压件、其它（工程材料、粉末冶金等）。在相同材料的条件下，锻件的机械强度和冲击韧性比铸件高，对于承受重载荷、交变载荷和冲击载荷工作的零件常选用锻件。17
16、5型柴油机连杆是一种难以锻造成形的锻件，最大截面与最小截面之比很大，杆部细长为工字形，厚度尺寸公差较小所以连杆成型要求有较高的锻造水平。连杆材料为40Cr。其毛坯锻造工序过程为；切料一加热一道辊锻制坯一予锻、终锻一切边、冲孔一余热淬火一回火一抛丸一测硬一冷校正一探伤一压印一检查入库。根据175型柴油机连杆锻件图规定，毛坯错差不大于lmm；表面缺陷深度不太于0.8mm 锻件残余飞刺不大于0.8mm；表面抛丸清理；调质硬度为374.0dHBS；特殊要求：两端头部放在同一平面检查时，其间隙不大于0.5mm。175型柴油机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,连杆与杆盖的结合面及连杆
17、螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要求如下: 1、为了使连杆大头运动副之间配合良好,大头孔的尺寸公差等级取为IT6,表面粗糙度应不大于0.8m。对它们的圆柱度也相应规定了严格的要求。连杆大头端面间距离的基本尺寸相同,但技术要求不同。2、连杆大头孔的中心距影响到汽缸的压缩比,故两孔中心距的尺寸公差等级应不低于IT 6。连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度误差过大,将加剧连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两端面之间的磨损,一般规定其垂直度公差等级不低于9级。3、为了使发动机在工作过程中运转平稳,各缸连杆在往复运动中的惯性力应大致相同。因此对175型柴油机连杆大小头质量及总质量要求相当严格。要求连杆重量为
18、1100+30G，同一台机中各连杆总成质量差为6G分组要求如下表1：表1组别ABCDE质量（G）1070-10761076-10821082-10881088-10941094-1100组别FGHIJ质量（G）1100-11061106-11121112-11181118-11241124-11304、大端内径加工要领为：粗加工前装配拧紧力矩为85.5+5 N.M；松动装配螺栓并打配对记号； 精加工前，再拧紧，拧紧力矩为85.5+5N.M。装配螺栓时，装配扭矩85+5N.M，螺纹底面及螺纹部涂机油。连杆及连杆盖结合处去毛吃刺。装机时连杆及连杆盖打汽缸号。此外，连杆的毛坯都要求通过锻造来改变金相
19、组织。对于连杆体和盖分开锻造的毛坯，锻造工艺较整体锻造要简单，金属纤维呈连续型式，使大头具有较高的强度，不易产生变形，但分开锻造使材料消耗增加，机械加工虽然省去了切开工序，但结合面加工余量较大，两侧平面加工也需要分开进行，故机械工艺较整体锻造复杂。整体锻造在切开体和盖的工序之后，金属纤维呈断裂状，强度减弱，加工后变形较大，但比整体锻造节省材料，提高了金属的利用率，生产效率高，便于组织生产，特别适合于大批大量生产。2.3 175型柴油机连杆的机械加工工艺过程分析2.3.1 工艺过程的安排在175型柴油机连杆加工中有两个主要因素影响加工精度：（1）连杆本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作
20、用下容易变形。（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时将产生较大的残余内应力，并引起内应力重新分布。因此，在安排工艺进程时，就要把各主要表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。各主要表面的工序安排如下：（1）两端面：粗铣、精铣、粗磨、精磨（2）小头孔：钻孔、扩孔、铰孔、精镗、压入衬套后
21、再精镗（3）大头孔：扩孔、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗、珩磨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。2.3.2 定位基准的选择在175型柴油机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，并用大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，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”
22、。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工精度。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
23、精度常有深远的影响。175型柴油机连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，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
24、面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。2.3.3 确定合理的夹紧方法既然175型柴油机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。在粗铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，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，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。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面上，并由定位元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镗大小头孔时，只以大平面（基面）定位，并
25、且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧面夹紧。小头一端不在端面上定位夹紧，避免可能产生的变形。2.3.4 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，而且采用双面铣，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。2.3.5 热处理工序的安排 加工过程中经常进行热处理，以改善其机械性能。但是热处理会引起零件较大的变形，需通过后续的加工工序来消除。该零件的热处理主要是为了增加强度，所以为消除粗加工的内应力，降低粗加工的难度本工艺中，在粗加工之前需要调质处理，硬度为HB23
26、5-277，调质可以完全消除锻造带来的内应力，而且可以获得较高的综合机械性能。2.3.6 加工工艺路线的拟定1. 连杆主要表面的加工工序安排。 175型柴油机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、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。连杆的加工路线可分为三个阶段;第一个阶段为粗基准的加工。第二阶段为连杆体和盖切开前的加工,第三个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;第二阶段主要是加工除精基准以外的其它表面,包括小头孔的加工,两侧
27、面的加工，为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗精加工等;第三分阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工, 包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工以及大头孔,小头孔的精加工。2. 175型柴油机连杆加工工艺方案的选择选择工艺为传统的生产工艺，即连杆分离面的加工“切断法”。发动机连杆分离面加工的传统方法也称作有屑切削法即在对整体毛坯连扦的两端面及大、小头孔进行加工之后。用切削的方法(铣削或锯削)将整体连杆切断分成连杆体和连杆盖两个零件。然后再用拉削磨削或精铣的方法。对连杆体及连扦盖这两个零件的分离面分别进行精加工，以满足设计的尺寸、表面粗糙度、平面度和垂直度的要求-这是一种带切屑的切削加工方法
28、， 一般可称为切断法。由上述技术条件的分析可知，175型柴油机连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，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。连杆机械加工工艺过程如下表2所示： 表2工序工序名称工序内容工艺装备1铣铣连杆大、小头两平面,每面留磨量0.5mmX52K2粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对称，无标记面称基面。（下同）M73503钻与基面定位，钻、扩、铰小头孔Z30804铣以基面及大、小头孔定位，装夹工件铣尺寸mm两侧面，保证对称（此平面为工艺用基准面）X62W组合机床或专用工装5扩以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔
29、为60mmZ30806铣以基面及大、小头孔定位，装夹工件，切开工件，编号杆身及上盖分别打标记。X62W组合机床或专用工装锯片铣刀厚2mm7铣以基面和一侧面定位装夹工件，铣连杆体和盖结合面，保直径方向测量深度为27.5mmX62组合夹具或专用工装8磨以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆体和盖的结合面M73509铣以基面及结合面定位装夹工件，铣连杆体和盖mm8mm斜槽X62组合夹具或专用工装10锪以基面、结合面和一侧面定位，装夹工件，锪两螺栓座面mm,R11mm,保证尺寸mmX62W11钻钻210mm螺栓孔Z305012扩先扩212mm螺栓孔，再扩213mm深19mm螺栓孔并倒角Z305013铰铰2
30、12.2mm螺栓孔Z305014钳用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装成连杆组件，其扭力矩为100120N.m15镗粗镗大头孔T6 816倒角大头孔两端倒角X62W17磨精磨大小头两端面，保证大端面厚度为mmM713018镗以基面、一侧面定位，半精镗大头孔，精镗小头孔至图纸尺寸，中心距为mm可调双轴镗19镗精镗大头孔至尺寸T211520称重称量不平衡质量弹簧称21钳按规定值去重量22钻钻连杆体小头油孔6.5mm,10mmZ302523压铜套双面气动压床24挤压铜套孔压床25倒角小头孔两端倒角Z305026镗半精镗、精镗小头铜套孔T211527珩磨珩磨大头孔珩磨机床28检检查各部尺寸及精度29探伤无损
31、探伤及检验硬度30入库175型柴油机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：第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准；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；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，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。2.4 确定加工余量及生产设备2.4.1 确定机械加工余量根据前面所述
32、的加工方法及工艺路线的选择，查有关手册得出各面的加工余量如表3所示。对表面只需粗加工的，取所查数据的小值；表面需经粗加工和半精加工时，可取较大值。 表3 机械加工余量加工表面加工方 法经济精度 IT余量a （mm） Ra （m）总加工余量 （mm） 标志端面粗铣111.52.5-201.5粗磨8-90.30.63-101.8精磨70.30.16-1.252.1另一端面粗铣111.52.5-203.6粗磨8-90.30.63-103.9精磨70.30.16-1.254.2小头孔拉削101.50.32-2.50.8大头孔拉削101.50.32-2.51.5半精镗1112.5-102.5精镗磨0.1
33、0.63-52.6铜套孔精镗磨0.10.63-50.1结合面拉削101.50.32-2.51.5精磨70.30.16-1.254.2侧面拉削101.50.32-2.51.5确定毛坯大头孔的尺寸钢质模锻件的机械加工余量按JB383485确定，确定时根据估算的锻件质量，加工精度及锻件的形状复杂系数。（1） 锻件质量 根据零件成品重量1.1Kg,锻件估算为1.5Kg（2） 加工精度 各表面为一般加工精度F1（3） 锻件的形状复杂系数S： S=m锻件/m外廓包容体 假设锻件的最大包容体为长220mm,宽90mm,高40mm. m外廓包容体=22090407.85= 6.22Kg m锻件=1.5KgS=
34、1.5/6.22=0.241查表可知，锻件的形状复杂系数为S3，属于较复杂级别。确定毛坯大头孔的尺寸上面所查得的加工量适用于机加表面Ra1.6m；Ra1.6m 的表面，余量要适当的放大。分析本零件，可知零件的各表面粗糙度Ra1.6m的有两端面而两孔Ra1.6m，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件大头孔的尺寸加上所查得的余量即可。又由于加工时要把大头孔切断，所以留有切断的厚度最后确定毛坯大头孔的尺寸。 毛坯尺寸：大头孔为54.4mm 厚度为34.2mm确定毛坯尺寸公差本零件的锻件重量为1.5Kg，形状复杂系数是S3，材料为40Cr。由此查表得，锻件材质系数为M2,采用平直分模线，锻件为普通精度等级
35、，则毛坯公差可以从表JB3834-85查得。 最后确定毛坯尺寸如图2图2 毛坯尺寸图2.4.2 选择工艺设备 机床的选择工件的对加工质量，生产率和经济性有很大的影响，为使所选的机床能满足工序的要求，必须综合考虑机床的工作精度、加工精度、功率、机床工作区的尺寸等因素。 根据以上的图示的分析，现有的生产设备及零件自身的尺寸、形状、位置精度的要求，各工序机床选择如表3所示表4工序工序名称机床设备切削刀具量具00锻造热模锻压机10铣削X5012端面铣刀游标卡尺0200/0.0215拉削CS-503拉刀游标卡尺0200/0.0220拉削L4322-4拉刀游标卡尺0200/0.0230钻孔Z3050麻花钻
36、游标卡尺0200/0.0235钻孔组合机床麻花钻塞规40钻孔Z3050麻花钻游标卡尺0200/0.0245切断X6025锯片铣刀游标卡尺0200/0.0250拉削L4322-4拉刀游标卡尺200/0.0255磨削MS64100A砂轮游标卡尺0200/0.0260锪窝座组合机床锪钻游标卡尺0200/0.0270磨削MS74100A砂轮游标卡尺0200/0.0275镗孔T6112镗刀游标卡尺0200/0.0280挤压Y741-1090磨削MS74100A砂轮游标卡尺0200/0.0295镗孔T6112镗刀塞规2.5 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
37、，保证加工质量，具有重要的作用。2.5.1 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
38、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。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
39、给量提高的因素主要是切削力。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。2.5.2 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
40、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
41、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。2.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及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尺寸表面粗糙度珩磨0.0865.563.50.4精镗0.465.463.40.8半精镗165631.6二次粗镗264626.3一次粗镗2626012.5扩孔560582.7工时定额的计算2.7.1粗镗大头孔 选用镗床T68根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据铣刀直径D = 65 mm 切削速度V = 0.16 m/s进给量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm 则主轴转速n = 000v/D = 47 r/min根据表3.141