东北林业大学
《汽车制造工艺及装备》课程设计任务书
课题名称: 连杆铣槽专用夹具设计 专 业： 车辆工程 班 级： 2011级一班 姓 名： 袁辉、张鑫、李俊男、
李斌、葛文涛、张有文
2013年 11月
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1 连杆的加工特性及其结构工艺性分析
1.1 连杆的加工特性
连杆是发动机的五大件之一，是发动机重要的安全件。其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小、强度高。连杆杆身是工字型截面，而且从大头到小头逐步变小。连杆的质量直接影响发动机的使用性能和安全性能。从结构上看连杆并不复杂，但连杆属于典型的不规则件且精度要求高，所以加工工艺比较复杂：磨削、钻、铰、镗、铣、衍磨等多种加工方法。
1.2 连杆的结构工艺性分析
连杆由连杆大头、杆身和连杆小头三部分组成。连杆机械加工的主要内容有小端孔、大端孔和与其垂直的两端平面，以及连杆杆身和螺栓孔。这些表面都要求达到一定的精度。同时为了提高疲劳强度，要求有较小的表面粗糙度数值，不允许有细微的伤痕或裂纹。高速机连杆杆身要求对全部非工作表面进行喷丸处理，圆角及过渡都应抛光。
连杆是一种杆类零件，外形细长、刚性差，因而在选择定位基准和夹压点时，应使其加工时的变形最小。故大多数工序都是采用大、小端孔的端面作为定位基准，并使夹紧力作用在端面上。这种定位方法简单，又避免因夹紧力和切削力的作用而使连杆发生变形。
2 加工件的加工工艺路线、关键工序的分析确定
2.1 毛坯材料的选择
连杆复杂的工作条件（承受拉力、压力和扭曲的多变负荷）及高的疲劳强度要求，决定了它的材料的选取和毛坯的制造方法。这里选择的材料为牌号是QT40—17，它能够满足上述要求，由于连杆的强度要求，故其毛胚的制造选择了铸造的方法。
2.2 制定工艺路线
连杆加工工艺过程见表1所列。
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表1 连杆加工工艺过程
工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 工序名称 铸造毛坯 粗铣大小、头两端面 粗镗大、小端孔 热处理 半精铣大、小两端面 精镗大、小端孔 划加工线 粗铣大头端槽口 半精铣大头端槽口 钻φ6孔 攻丝 去毛刺 发蓝处理 检查 2.3 关键工序分析
2.3.1 大小端面的加工
大小端孔常常先加工好，使其作为后续工序的定位基准。大小端面常用铣、磨以及拉削方法加工。加工时先以其中的一边端面为基准加工另一边端面，然后将连杆翻转180°，以加工过的端面作为基准加工另一端面。
2.3.2 大小端孔的加工
大小端孔常常为孔本身加工和其他表面的定位基准。大小端孔的加工精度和表面粗糙度要求都较高，通常分为粗、半精二次进行。
对于这种尺寸较小的连杆，模精度要求很高，一般只经过粗镗、半精镗、精镗 。小端孔的粗加工一般安排在大端孔粗加工前，这是由于小端孔在后续加工中将作为主要定位基准。镗孔时以杆身装夹，按孔的划线痕找正定位。
2.3.3 槽口的加工
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槽口的定位以两端孔的的中心线为基准。以槽口的加工要求和精度，分为粗铣和半精铣两次进行。
在槽口的深度方面的工序基准是工件的相应端面。从基准重合的要求出发，定位基准选择此端面，但由于要在次端面上开槽，开槽时此面必须朝上，相应的夹具定位势必要设计朝下，这对定位、夹紧等操作和加工都不方便。因此，定位基准选在与槽相对的那个端面比较合适。由于槽深的尺寸公差为（0.2mm），而基准不重合造成的误差仅为0.1mm，所以这样选择定位基准是可以的。
在保证夹角45°±30′方面，工序基准是双孔中心线所在平面，所以定位件采用圆柱销和菱形销。以大端孔为主要定位基准，小端孔为次要基准。
3 切削用量计算
3.1 选择刀具及切削用量
选择高速钢圆柱铣刀，根据槽口要求，选铣刀直径错误！未找到引用源。=12mm，齿数为8
1. 选择切削用量
1) 错误！未找到引用源。=5mm 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=3.2mm af=0.1mm
2) 决定进给量错误！未找到引用源。 根据查表取错误！未找到引用源。=0.10mm/z
(1) 选择车刀后到面最大磨损量为0.4mm，刀具寿命为T=120min。
(2) 查切削用量简明手册 表3.10，ap?5mm,f?0.10mm/z, vt?26m/min
nt?167r/min, vf?98mm/min
当?b?701~800Mpa，查切削用量简明手册 表3.9 修正系数为0.87，所以
ve?26?0.87?22.6m/min ne?167?0.87?145r/min
vf?98?0.87?85.3mm/min
(3) 实际切削速度和每齿进给量
根据铣床X61W型万能铣床说明书，选择nc?160r/min vf?85mm/min (4)计算基本工 错误！未找到引用源。 式中L=ｌ+η+Δ，其中ｌ＝4×70ｍｍ=280mm，根据切削用量简明手册表3.25，η+Δ＝17mm故错误！未找到引用源。 tm=(280+17)/85=3.49min
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3.2 工序卡
连杆加工工艺工序卡见表2所列。
表2 连杆加工工艺工序卡
机械加工工艺 过程卡 材料QT40编号 —17 工 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 粗铣 粗镗 热处理 划线 半精铣 精镗 粗铣 精铣 钻孔 攻丝 去毛刺 表面处理 检验 工序名称 毛坯铸造 种类 毛坯外 形尺寸 产品型号 产品名称 连杆 每毛坯 可制件数 共 1 页 第 1 页 1 备注 工时/h 准终 单件 工序内容 工艺 刀具 装备 立式铣刀 镗刀 立式铣刀 镗刀 立式铣刀 立式铣刀 钻头 铣床 镗床 铣床 镗床 铣床 铣床 钻床 铸造毛坯 大小端面 以加工面的对面为基准 粗镗大小头端孔 以端面为基准 热处理检查 划加槽口工线 以大小端孔为基准 大小端面 以加工面的对面为基准 精镗大小头端孔 以端面为基准 铣大头端槽口 以加工面的对面为基准 半精铣大头端槽口以加工面的对面为基准 钻φ6孔 去毛刺 表面发蓝处理 全面检查
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卡具设计说明书
