发动机连杆加工工艺与镗孔夹具设计

发动机连杆加工工艺与镗孔夹具设计 目 录 第一章 绪论 ...................................................... 6 1.1 课的目的及意义 ............................................ 6 1.2 设计要求 .................................................... 7 第二章 零件的工艺分析 .......................................... 8 2.1 零件的结构特点 .............................................. 8 2.2 零件的技术要求 .............................................. 8 第三章 工艺规程设计 ........................................... 11 3.1 确定毛坯的制造形式 ......................................... 11 3.2 基面的选择 ................................................ 11 3.2.1 粗基准的选择 .......................................... 13 3.2.2 精基准的选择 ........................................... 13 3.3 制定工艺路线 .............................................. 14 3.3.1 工艺路线方案一 ....................... 错误～未定义书签。14 3.3.2 工艺路线方案二 ....................... 错误～未定义书签。16 3.3.3 工艺方案的比较与分析 ................. 错误～未定义书签。19 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ... 错误～未定义书签。19 3.5 确定切削用量及基本工时 ..................................... 21 第四章 夹具设计 ................................................ 36 4.1 问题的提出 ................................................. 36 4.2 镗φ29.5小头孔 ........................................... 37 4.2.1 定位基准的选择 .......................................... 37 4.2.2 切削力及夹紧力的计算 .................................... 38 4.2.3 定位误差分析 ............................................ 39 第五章 总结 ................................................... 40 致谢 参考文献 附录:外文文献翻译原文及其译文 2 发动机连杆加工工艺与镗孔夹具设计 摘 要 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，工艺对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。 关键词:夹具、组合夹具、成组夹具、计划调度 3 Connecting Rod Boring Process and Fixture Design Abstract Machining process is to achieve product design, product quality, save energy and reduce the cost of an important means to prepare the enterprise for production, planning and scheduling, processing operations, production safety, labor organizations, to detect and sound an important basis for the enterprise on a variety , the quality, the level, speed up product updates, technical assurance and improving economic efficiency. However fixture is an important component of manufacturing systems, process requirements of the fixture will increase, special fixtures, group fixtures, modular fixture and the accompanying fixtures are toward flexibility, automation, standardization, universal and efficient direction of the development of meet the processing requirements. Therefore, a good fixture design can improve the products of labor productivity, guarantee and improve the processing accuracy, reduce production costs, can also be used to expand the scope of machine tools, thus ensuring the accuracy of the product subject to increase efficiency and reduce costs. Today's fierce market competition and business requirements of information technology, business and fixture design and manufacturing has put forward higher requirements. Therefore, the processing technology and the mechanical fixture design is of great significance. Key words: jig, fixture, group fixture, planning and scheduling 4 第一章 绪论. 1.1课题的目的及意义 机械加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，巩固了大学四年来所学专业基础知识和专业知识，并运用所学的机械设计制造知识，解决机械加工工艺中的实际问题，提高分析问题，解决工程实际问题的能力。毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个教学环节，也是学生完成工程师基本训练的重要环节。其目的是培养学生综合运用所学专业和基础理论知识，独立解决本专业一般工程技术问题能力，树立正确的设计思想和工作作风。另外，还可进一步熟悉有关标准和规范，能够熟练使用有关设计手册和熟悉编写技术文件和设计说明书，进一步培养和提高科技写作的能力。 机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，工艺对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善;第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求， 5 使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。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。 1.2设计要求 (1)阅读与课题有关的文献资料10篇以上，查找相关英文文献一篇，要求不少于12000字符，并完成文献的翻译工作; (2)写出开题报告一份; (3)机械加工工艺过程卡一份; (4)机械加工工序卡一套; (5)绘制夹具装配图和零件图，图纸工作量不少于3张A0图纸; (6)毕业设计说明书一份,文本质量符合规范。 6 第二章 零件的工艺分析 2.1零件的结构特点 连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中，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轴瓦金属。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。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。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(或油槽)，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摆动运动副。 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。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。 2.2 零件的技术要求 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，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要求(图1-1)如下。 7 图2—1 连杆总成图 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0.4μm;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Ra应不大于3.2μm。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。 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。 大小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:190?0.05 mm。 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)。 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 8 头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8μm, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。这是因为连杆大头两端面与曲轴连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。 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6.3μm加工;两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25 mm。 在连杆受动载荷时，接合面的歪斜使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。 9 第三章 工艺规程设计 3.1 确定毛坯的制造形式 连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度，为了使发动机结构紧凑，连杆的材料大多数采用具有高强度的精选45号中碳钢，40Cr等并经过调质处理以改善切削性能和提4高抗冲击能力，硬度要求用45号钢的为217~293HB，用40Cr的为223~280HB。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。 连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性(可塑性，可锻性)及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成—体。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题，但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。本设计材料用45号钢，调质处理，加工方法为体和盖锻成—体的模锻。 3.2基面的选择 在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，如图(1—5)所示:在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不 10 图3-1 连杆的定位方向 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(及精镗小头衬套孔)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”。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精度常有深远的影响。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 11 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，由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小3.2.13. 3.2.1粗基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求: (1) 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 (2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 (3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 (4) 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 为了满足上述要求，选着连杆未标记的面为粗基准面。 3.2.2 精基准的选择 选择精基准一般应遵循以下几项原则: (1)基准重合原则:应尽可能选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。 (2)统一基准原则:应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证各加工表面之间的相对位置精度。 (3)互为基准原则:当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。 (4)自为基准原则:一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身作为精基准。 12 为了满足上述要求，选着连杆标记的面为精基准面 具体各工序基准参见工序卡。 3.3 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工序 工序名称 工序内容 工艺装备 铣连杆大、小头两平面,每面留磨量 1 铣 X52K 0.5mm 以一大平面定位，磨另一大平面，保证 2 粗磨 M7350 中心线对称，无标记面称基面。(下同) 3 钻 与基面定位，钻、扩、铰小头孔 Z3080 以基面及大、小头孔定位，装夹工件铣X62W组合 4 铣 尺寸mm两侧面，保证对称(此机床或专用99,0.01 平面为工艺用基准面) 工装 以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔 5 扩 Z3080 为Φ60mm X62W组合 以基面及大、小头孔定位，装夹工件，机床或专用 6 铣 切开工件，编号杆身及上盖分别打标记。 工装锯片铣 刀厚2mm 以基面和一侧面定位装夹工件，铣连杆X62W组合 7 铣 体和盖结合面，保直径方向测量深度为夹具或专用 27.5mm 工装 13 以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆8 磨 M7350 体和盖的结合面 X62W组合以基面及结合面定位装夹工件，铣连杆9 铣 夹具或专用，0.105，体和盖mm8mm斜槽 ,0.05工装 以基面、结合面和一侧面定位，装夹工 ，0。3R12件，锪两螺栓座面mm,R11mm,保证10 锪 X62W 0 尺寸mm 22,0.25 11 钻 钻2—10mm螺栓孔 Z3025 , 先扩2—12mm螺栓孔，再扩2—13mm,, 12 扩 Z3025 深19mm螺栓孔并倒角 13 铰 铰2—12.2mm螺栓孔 Z3025 , 用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装14 钳 成连杆组件，其扭力矩为100—120N.m 15 镗 粗镗大头孔 专用镗床 16 倒角 大头孔两端倒角 X62W 精磨大小头两端面，保证大端面厚度为 17 磨 M7130 ,0.17038mm ,0.232 以基面、一侧面定位，半精镗大头孔，18 镗 精镗小头孔至图纸尺寸，中心距为金刚镗 mm 190,0.1 19 镗 精镗大头孔至尺寸 专用镗床 20 镗 精镗小头孔至尺寸 专用镗床 双面气动压21 压铜套 床 14 22 挤压铜套孔 压床 23 镗 精镗小头铜套孔 专用镗床 24 称重 称量不平衡质量 弹簧称 25 钳 按规定值去重量 26 称重 称量不平衡质量 弹簧称 27 钻 钻连杆体小头油孔6.5mm,10mm Z3025 ,, 28 倒角 小头孔两端倒角 Z3025 29 镗 精镗小头铜套孔 专用镗床 30 珩磨 珩磨大头孔 珩磨机床 去全部毛刺 31 清洗机 清洗并吹干 32 终检 33 入库 表3-1 工艺路线方案一 工序名称 工序内容 工艺装备 工序 铣连杆大、小头两平面,每面留磨量 1 铣 X52K 0.5mm 以一大平面定位，磨另一大平面，保证 2 粗磨 M7350 中心线对称，无标记面称基面。(下同) 3 钻 与基面定位，钻、扩、铰小头孔 Z3080 15 以基面及大、小头孔定位，装夹工件铣X62W组合4 铣 尺寸mm两侧面，保证对称(此机床或专用99,0.01 平面为工艺用基准面) 工装 以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔5 扩 Z3080 为Φ60mm X62W组合 以基面及大、小头孔定位，装夹工件，机床或专用6 铣 切开工件，编号杆身及上盖分别打标记。 工装锯片铣 刀厚2mm 以基面和一侧面定位装夹工件，铣连杆X62W组合7 铣 体和盖结合面，保直径方向测量深度为夹具或专用 27.5mm 工装 以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆8 磨 M7350 体和盖的结合面 X62W组合以基面及结合面定位装夹工件，铣连杆9 铣 夹具或专用，0.105，体和盖mm8mm斜槽 ,0.05工装 以基面、结合面和一侧面定位，装夹工 ，0。3R12件，锪两螺栓座面mm,R11mm,保证10 锪 X62W 0 尺寸mm 22,0.25 11 钻 钻2—10mm螺栓孔 Z3025 , 先扩2—12mm螺栓孔，再扩2—13mm,, 12 扩 Z3025 深19mm螺栓孔并倒角 13 铰 铰2—12.2mm螺栓孔 Z3025 , 用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装14 钳 成连杆组件，其扭力矩为100—120N.m 15 镗 粗镗大头孔 专用镗床 16 16 倒角 大头孔两端倒角 X62W 精磨大小头两端面，保证大端面厚度为 17 磨 M7130 ,0.17038mm ,0.232 以基面、一侧面定位，半精镗大头孔， 18 镗 精镗小头孔至图纸尺寸，中心距为金刚镗 mm 190,0.1 19 镗 精镗大头孔至尺寸 专用镗床 20 镗 精镗小头孔至尺寸 专用镗床 双面气动压21 压铜套 床 22 挤压铜套孔 压床 23 镗 精镗小头铜套孔 专用镗床 24 称重 称量不平衡质量 弹簧称 25 钳 按规定值去重量 26 钻 钻连杆体小头油孔6.5mm,10mm Z3025 ,, 27 倒角 小头孔两端倒角 Z3025 28 镗 精镗小头铜套孔 专用镗床 29 珩磨 珩磨大头孔 珩磨机床 去全部毛刺 30 清洗机 清洗并吹干 31 称重 称量不平衡质量 弹簧称 32 终检 33 入库 表3-2 工艺路线方案二 17 3.3.3 工艺方案的比较与分析 以上两工艺方案的特点在于:方案一先钻油头孔之后再称重去重，方案二称重去重安排在钻油头孔的后面，这能保证最终连杆的质量。质量是影响连杆正常工作的一个因素，所以选择方案二 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 用查表法确定机械加工余量: (根据《机械制造工艺设计简明手册》下简称《工艺手册》表 2.2~2.5 表2.2-14) 单面加工方法 单面余量 经济精度 工序尺寸 表面粗糙度 毛坯 43 12.5 ，0.320，0.32012.5 IT12() 40() 粗铣 1.5 00 ，0.100，0.100精铣 3.2 IT10() 38.8() 0.6 00 ，0.050，0.050粗磨 1.6 IT8() 38.2() 0.3 00 ，0.025,0.170 精磨 0.8 IT7() 38() 0.1 0,0.232 表3-3 平面加工的工序余量(mm) 则连杆两端面总的加工余量为: n A，2,ii,1A= 总 ，=(A+A+A+A)2 粗铣精铣粗磨精磨 ，=(1.5+0.6+0.3+0.1)2 18 05=mm ,0.55 00543(2)、连杆铸造出来的总的厚度为H=38+=mm ,,0.550.55 (根据《工艺手册》表2.3-8 表2.3-9) 工序基 工序经济 工序名称 工序尺寸 最小极限尺寸 表面粗糙度 本余量 精度 ，0.019，0.019,珩磨 0.08 65.5 0.4 H6()H6() 0,065.5 ，0.046，0.046,精镗 0.4 65.4 0.8 H8()H8() 0,065.4 ，0.19，0.19,半精镗 1 65 1.6 H11()H11() 0,065 ，0.30，0.30,二次粗镗 2 64 6.3 H12()H12() 0,064 ，0.30，0.30,一次粗镗 2 62 12.5 H12()H12() 0,062 ,扩孔 5 60 (,1),59 ,表3-4 大头孔各工序尺寸及其公差(铸造出来的大头孔为55 mm) (根据《工艺手册》 表2.3-8表2.3-9) 工序 工序基本工序经济 工序 表面 最小极限尺寸 名称 余量 精度 尺寸 粗糙度 ，0.033，0.033H8(),29.49() ,29.49精镗 0.2 1.6 00 ，0.052，0.052H9(),29.29() ,29.29铰 0.2 6.4 00 ，0.084，0.084H10(),29.1() ,29.1扩 9 12.5 00 ，0.33，0.33H13,20 ,20钻 钻至 12.5 ,2000 表3-5 小头孔各工序尺寸及其公差 19 3.5确定切削用量及基本工时 1.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。 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: Z ?V.f.a.1000 wp 3式中:Z单位时间内的金属切除量(mm/s) w V切削速度(m/s) f 进给量(mm/r) a切削深度(mm) p 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a,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. p 选用较大的a和f以后，刀具耐用度t 显然也会下降，但要比V对t的影p 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、a的乘积较大，从而保证较高的金属切除率。此外，增大a可使走刀次数pp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: 20 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。 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a和进给量f，并在保证合理刀具p 耐用度的前提下，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 21 时满足生产率的要求。 (1)铣连杆大小头平面 1，加工条件 工件材料:45号钢 ，HB=217~293，锻造。 加工要求:铣连杆大，小头两平面，每面留磨量0.5mm 机床:X52K立式铣床 刀具:硬质合金端铣刀，牌号YT15，由铣削宽度a<=60，度a<=4，查《切ep削用量简明手册》以下简称《切削手册》表3.1，选铣刀直径D=100mm，齿数Z=6 2，切削用量 1)铣削深度，因切削量较小，故选a=3mm, 一次走刀既可完成所需长度。 p 2)每齿进给量，差《工艺手册》表4.2-35 机床功率为7.5KW。查《切削手册》表3.3得f=0.16~0.24,现取f=0.20 mm/z 3) 切削速度V=2.47mm/s，根据X52K铣床参数，取n =500r/min f ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.67 m/s 铣削工时为 : L= 3 mm L1 = +1.5 =50 mm L2 = 3 mm a(d,a)ee 基本时间t= L/f = (3+50+3)/(500×0.18×6) = 0.11 min j m z (2)粗磨大小头平面 选用M7350磨床 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-33选取数据 砂轮直径D = 40 mm 磨削速度V = 0.33 m/s 切削深度a= 0.3 mm f = 0.033 mm/r Z = 8 p r0 ,则主轴转速n = 1000v/D = 158.8 r/min 根据机床参数选取n = 100 r/min ,则实际磨削速度V = Dn/(1000×60) = 0.20 m/s 磨削工时为: 基本时间t= zk/nfz = (0.3×1)/(100×0.033×8) = 0.01 min j br0 22 (3) 钻小头孔 选用钻床Z3080 根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 钻头直径D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm 切削深度a = 10 mm 进给量f = 0.12 mm/r p ,则主轴转速n = 1000v/D = 945 r/min 按机床选取n = 1000 r/min ,则实际钻削速度V = Dn/(1000×60) = 1.04 m/s 钻削工时为: L = 10 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm 基本时间t= L/fn = (10+1.5+2.5)/(0.12×1000) = 0.12 min j (4) 扩小头孔 选用钻床Z3080 根据《切削手册》表2.5，《工艺手册》表4.2-35选取数据 切削速度V = 0.32 m/s 切削深度a= 1.5 mm 进给量 f = 0.8 mm/r p ,则主轴转速n =1000v/D = 203 r/min 按机床选取n = 250 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.39 m/s 扩削工时为: L = 10 mm L1 = 3 mm 基本时间t=L/f=(10+3)/(0.8×250)=0.07 min jn (5) 铰小头孔 选用钻床Z3080 根据《切削手册》表2.6，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铰刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度a= 0.10 mm 进给量f = 0.8 mm/r p ,则主轴转速n = 1000v/D = 140 r/min 按机床选取n = 200 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.32 m/s 铰削工时为: L=10 mm L1 =0 L2=3 mm 23 基本时间t= L/f = (10+3)/(0.8×200) = 0.09 min j n (6)铣大头两侧面 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s 铣刀齿数Z = 3 切削深度a= 4 mm a= 0.10 mm/r p f ,则主轴转速n = 1000v/D = 611 r/min 按机床选取n=750 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.78 m/s 铣削工时为: L=40 mm L1=+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm a(d,a)ee 基本时间t= L/f= (40+8.5+2.5)/(750×0.10×3)=0.23 min j mz (6)扩大头孔 选用钻床床Z3080 刀具:扩孔钻 根据《切削手册》表2.5，《工艺手册》表4.2-35选取数据 扩孔钻直径D = 60 mm 切削速度V = 1.29 m/s 进给量f = 0.50 mm/r 切削深度a=3.0 mm 走刀次数I = 1 p ,则主轴转速n = 1000v/D=410 r/min 按机床选取n=400 r/min ,则实际切削速度V=Dn/(1000×60)=1.256 m/s 扩削工时为: L = 40 mm L= 3 mm L=3 mm 1 2 基本时间: ，，l4033t,,，1,0.23(min)jfn，0.50400 ,Ddl,，(ctgk，1~2) r12 l,2~42 (7)铣开连杆体和盖 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 24 铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s 切削宽度a= 3 mm 铣刀齿数Z = 24 e 切削深度a= 2 mm a= 0.015 mm/r d = 40 mm p f ,则主轴转速n = 1000v/D = 103 r/min 按机床选取n=750 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.47 m/s 铣削工时为: 22d,(d,2a)pL = = 17 mm 22da,a(da,a)，Dappppp L1 = - +2 = 6 mm L2 = 2 mm 基本时间t= L/F = (17+6+2)/(148) = 0.17 min jiM (7)粗铣连杆体结合面 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s 切削宽度a= 0.5 mm 铣刀齿数Z = 8 e 切削深度a=2 mm a= 0.12 mm/r pf ,则主轴转速n = 1000v/D = 89 r/min 按机床选取n = 750 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.94 m/s 铣削工时为: L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm a(d,a)ee 基本时间t= L/f = (38+7.5+2.5)/(2.96×60×8) = 0.03 min j nz (9)精铣连杆体结合面 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s 铣刀齿数Z = 8 切削深度a = 2 mm p 25 a=0.7 mm/r 切削宽度a=0.5 mm fe ,则主轴转速n = 1000v/D =107 r/min 按机床选取n = 750 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.94 m/s 铣削工时为: ae(d-ae)L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm 基本时间t= L/f = (38+7.5+2.5)/(2.96×60×8) = 0.03 min j mz (10) 粗锪连杆两螺栓底面 选用钻床Z3025 根据《切削手册》表2.5，《工艺手册》表4.2-35选取数据 锪刀直径D = 28 mm 切削速度V = 0.2 m/s 锪刀齿数Z = 6 切削深度a= 3 mm 进给量f = 0.10 mm/r p ,则主轴转速n = 1000v/D = 50.9 r/min 按机床选取n = 750 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.94 m/s 锪削工时为: L = 28 mm L1 = 1.5 mm 基本时间t= L/f = (28+1.5)/(0.10×750×8) = 0.04 min j n (11) 铣轴瓦锁口槽 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s 铣刀齿数Z = 24 切削深度a= 2 mm p 切削宽度a= 0.5 mm a= 0.02 mm/r e f ,则主轴转速n = 1000v/D = 94 r/min 按机床选取n=100 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.33 m/s 铣削工时为: L = 5 mm L1=0.5×63+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm 26 基本时间t=L/f=(5+33+1.5)/(100×24)=0.02 min jmz (12) 精铣螺栓座面 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s 铣刀齿数Z = 24 切削深度a= 2 mm p 切削宽度a= 5 mm a=0.015 mm/r e f ,则主轴转速n = 1000v/D = 142 r/min 按机床选取n = 150 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.49 m/s 铣削工时为: L = 28 mm L1 = +1.5 = 19 mm L2 = 3 mm a(d,a)ee 基本时间t=L/f = (28+19+3)/(150×24) = 0.02 min jmz (13) 精磨结合面 选用磨床M7130 根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-32选取数据 砂轮直径D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度a= 0.1 mm 进给量f= 0.006 mm/r p r0 ,则主轴转速n = 1000v/D = 157 r/min 根据表3.1—48 按机床选取n = 100 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.20 m/s 磨削工时为: 按表2.5—11 zk/nfrzzb0b基本时间t= =0.02 min (=0.1 k=1 z=8) j (14) 粗铣连杆上盖结合面 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s 切削宽度a= 3 mm 铣刀齿数Z = 8 a= 0.12 mm/r e f ,则主轴转速n = 1000v/D = 89 r/min 27 按机床选取n = 100 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.39 m/s 铣削工时为: ae(d-ae) L = 38 mm L1 = +1.5 = 16 mm L2 = 2.5 mm 基本时间t= L/f=(38+16+2.5)/(100×8) = 0.07 min j mz (15) 精铣连杆上盖结合面 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s 切削宽度a= 0.5 mm 铣刀齿数Z = 8 进给量f = 0.7 mm/r e ,则主轴转速n = 1000v/D = 107 r/min 按机床选取n = 110 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.43 m/s 铣削工时为: ae(d-ae)L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm 基本时间t= L/f = (38+7.5+2.5)/(110×8) = 0.6 min j mz (16)粗铣螺母座面 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s 铣刀齿数Z = 24 切削宽度a = 5 mm a = 0.15 mm/r ef ,则主轴转速n = 1000v/D = 103 r/min 按机床选取n = 100 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.39 m/s 铣削工时为: ae(d-ae) L = 28mm L1 = +1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm 基本时间t= L/f = (28+17.5+2.5)/(100×24) = 0.02 min j mz (17)铣轴瓦锁口槽 28 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s 铣刀齿数Z = 24 切削深度a= 2 mm p 切削宽度a= 0.6 mm a= 0.02 mm/r e f ,则主轴转速n = 1000v/D = 94 r/min 按机床选取n = 100 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.33 m/s 铣削工时为: L = 5 mm L1 = 0.5×63+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm 基本时间t=L/f = (5+33+1.5)/(100×24) = 0.02 min j mz (18) 精磨结合面 选用磨床M7350 根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-33选取数据 砂轮直径D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度a= 0.1 mm 进给量f= 0.006 mm/r p r0 ,则主轴转速n = 1000v/D = 157 r/min 按机床选取n = 100 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.20 m/s 磨削工时为: zk/nfrzzb0b基本时间t= = 0.02 min (=0.1 k=1 z=8) j (19) 精铣连杆盖上两螺母座面 选用铣床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s 切削宽度a= 5 mm 铣刀齿数Z = 24 e 切削深度a= 2 mm a= 0.015 mm/r p f ,则主轴转速n = 1000v/D = 142 r/min 按机床选取n = 150 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.49 m/s 29 铣削工时为: L = 28 mm L1 = +1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm ae(d-ae) 基本时间t= L/f = (28+17.5+2.5)/(150×24) = 0.02 min j mz (20) 钻螺栓孔 选用钻床Z3025 根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-11选取数据 切削速度V = 0.99 m/s 切削深度a = 5 mm p 进给量f = 0.08 mm/r 钻头直径D = 10 mm ,则主轴转速n = 1000v/D = 1910 r/min 按机床选取n = 910 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.99 m/s 钻削工时为: L = 34 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2 mm 基本时间t= L/f = (34+1.5+2)/(0.08×1910) = 0.23 min j n (21) 扩螺栓孔 选用钻床Z3025 根据《切削手册》表2.5《工艺手册》表4.2-11选取数据 扩刀直径D = 10 mm 切削速度V = 0.40 m/s 切削深度a= 1.0 mm 进给量f = 0.6 mm/r p ,则主轴转速n = 1000v/D = 764 r/min 按机床选取n=764 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 0.40 m/s 扩削工时为: L = 34 mm L1 = 2 mm 基本时间t= L/f = (34+2)/(0.6×764) = 0.07 min j n (22) 铰螺栓孔 根据《切削手册》表2.6，《工艺手册》表4.2-11选取数据 铰刀直径D = 12.2 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度a= 0.10 mm 进给量f = 0.2 mm/r p 30 ,则主轴转速n = 1000v/D = 140 r/min 按机床选取n = 200 r/min ,则实际切削速度V =Dn/(1000×60) = 0.127 m/s 铰削工时为: L = 34 mm L= 2 mm L= 3 mm 1 2 基本时间t= L/f= (34+2+3)/(0.8×200) = 0.23 min j n (23) 从连杆盖上方给螺栓孔口倒角 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度a= 3 mm p 进给量f = 0.10 mm/r Z = 8 按机床选取n = 750 r/min 切削工时为: 基本时间t= L/fn = (0.5+1.5)/750×0.10 = 0.03 min j (24) 粗镗大头孔 选用镗床T68 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-19选取数据 切削速度V = 0.16 m/s 进给量f = 0.30 mm/r 切削深度a= 3.0 mm p ,则主轴转速n = 000v/D = 47 r/min 按机床选取n = 800 r/min ,则实际切削速度V = Dn/(1000×60) = 2.72 m/s 镗削工时为: L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本时间t= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.30×800) = 0.19 min j (25) 大头孔两端倒角 选用机床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度a= 3 mm p 进给量f = 0.10 mm/r Z = 8 31 按机床选取n = 750 r/min 切削工时为: 基本时间t= L/fn = (0.5+1.5)/750×0.10 = 0.03 min j (26)精磨大小头两平面 选用磨床M7130 根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-32选取数据 切削速度V = 0.413 m/s 切削深度a= 0.10 mm p 进给量f = 0.006 mm/r 磨削工时为: lbzk/1000vffz基本时间 t= j bar0 =0.1×70×0.02×1.1/(1000×60)×0.413×0.006×20×0.1 =0.03 min (27)半精镗大头孔 选用镗床T2115 半精镗大头孔根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 切削速度V = 0.20 m/s 进给量f = 0.2 mm/r 切削深度a= 1 mm p 按机床选取n = 1000 r/min 镗削工时为: L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本时间t= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min j (28)根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 切削速度V = 3.18 m/s 进给量f = 0.10 mm/r 切削深度a= 1.0 mm p 按机床选取n = 2000 r/min 镗削工时为: L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本时间t= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.10×2000) = 0.23 min j (29) 精镗大头孔 32 选用镗床T2115 根据《切削手册》，《工艺手册》表4.2-35选取数据 切削速度V = 0.20 m/s 进给量f = 0.2 mm/r 切削深度a= 1 mm p 按机床选取n = 1000 r/min 镗削工时为: L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本时间t= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min j (30) 钻小头油孔 选用钻床Z3025 根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-11选取数据 切削速度V = 1.18 m/s 切削深度a= 3 mm p 进给量f = 0.05 mm/r 按机床选取n = 1000 r/min 钻削工时为: L = 6 mm L1 = 3 mm 基本时间t= L/fn =(6+1)/(1000×0.05) = 0.14 min j (31)小头孔两端倒角 选用机床X62W 根据《切削手册》表3.1，《工艺手册》表4.2-35选取数据 切削速度V = 0.2 m/s 切削深度a= 3 mm p 进给量f = 0.10 mm/r Z = 8 按机床选取n = 750 r/min 切削工时为: 基本时间t= L/fn = (0.5+1.5)/750×0.10 = 0.03 min j (32) 镗小头孔衬套 选用镗床T2115 根据《切削手册》表2.1，《工艺手册》表4.2-22选取数据 切削速度V = 0.25 m/s 33 进给量f = 0.2 mm/r 切削深度a= 0.2 mm p 按机床选取n = 1000 r/min 镗削工时为: L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本时间t= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min j (32) 珩磨大头孔 根据《切削手册》《工艺手册》选取数据 切削速度V = 0.32 m/s 进给量f = 0.05 mm/r 切削深度a= 0.05 mm p 按机床选取n = 1000 r/min 镗削工时为: nd基本时间 t=2L/(1000×60)v j =(2×38×2)/(1000×0.32) =0.47 min 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据， 一并填入机械加工工艺过程综合卡片。 3.6 切削液的选择 切削液的选用必须满足切削性能和使用性能的要求。查参考文献[13]知，粗加工时，由于加工余量和切削用量均较大，因此在切削过程中产生大量的切削热，易使刀具迅速磨损，这时应降低切削区域温度，所以应选用以冷却作用为主并具有一定清洗、润滑和防锈性能的金属切削液，故应选用质量分数低的乳化液(如质量分数为3%,5%的乳化液)，也可以选用合成切削液。精加工时，主要是在加工过程中能满足工艺要求，减少刀具的损耗，降低加工表面粗糙度值，降低功率消耗，提高生产效率，故一般选用润滑作用较好的切削液，如高浓度的乳化液或切削油(主要是矿物油，其润滑性能好，但冷却性能差)。 34 第四章 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计镗小头孔的夹具。这个夹具将用于镗床T2115，刀具为硬质合金钢，完成对工件的镗削加工。 4.1 问题的提出 连杆小头孔的最终加工采用镗削φ29.5的小头孔，在镗削工序中，除了要保证连杆小头孔本身的精度要求外，还要保证小头孔中心线与大头孔中心线在两个相互垂直方向的平行度要求和中心距要求。为此采用卧式金刚镗。金刚镗削采用高切削速度，小进给量和镗削深度，切削力及发热变形较小，从而不但能获得良好的加工精度，而且具有较高的生产率，由于是大批量生产，所以要设计专用夹具。夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。镗小头孔夹具体图如下: 35 夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。 . 4.2镗φ29.5小头孔 4.2.1 定位基准的选择 由零件图可知，在镗小头孔之前，连杆的的大头孔已经半精镗过，大头头端面也已经经过精加工，为了使基准不重合误差为零，采用一面两孔定位，大头孔用塑性心轴定位限制四个自由度，小头孔削边销定位限制工件一个自由度，外加大头的一个端面限制一个自由度，属完全定位。由于生产批量大，为了提高加工效率，缩短辅助时间，大头端用采用液压夹紧，装卸工件方便、迅速。 4.2.2 切削力及夹紧力的计算 由于本工序主要是镗小头孔，所以只对夹具的定位稳定性进行计算，及夹紧力和镗削力的计算。 镗孔时的切削力计算: 36 zFyF0.75 F,3.84df,fb z,1.0y,0.7FF 式中 d=29.49mm f=0.2mm/r , =650Mpa b 0.70.75 代入得: F,3.84，29.49，0.2，650f =4725.1N 夹紧力的计算: 2Q,LW, D,tg(a，,) 00,,6.34Q=160N L=200mm D=23mm a=2.85 2,160,200W,代入公式得: 23,tg(2.85，6.34) = 17414.4N 在计算切削力时，必须考虑安全系数。 K,KKKK 安全系数 1234 K 式中:—基本安全系数;取1.5 1 K —加工性质系数;取1.1 2 K —刀具钝化系数;取1.1 3 K —断续切削系数;取1.1 4 则F=KxF f ,1.5，1.1，1.1，1.1，4725.1 =9433.6N 4.2.3 定位误差分析 ? 定位元件尺寸及公差的确定: 连杆的定位一面两孔和大头一端面，孔定位用塑料液性心轴和削边销。削边 销的直径为Φ29.49h7. 塑料液性心轴与的直径为Φ64h7。 ，0.0330,? 对于连杆体剖分面中心距1900.1的要求，以Φ29.49的中心线为 37 定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值为: ΔDw=1/2(δD+δd+Δmin) =1/2(0.021+0.030+0.030) =0.0405 ΔDw,,垂直方向的定位误差 δD――工件孔的直径公差 δd――塑料液性心轴的直径公差 Δmin――孔和塑料液性心轴配合间隙 此项中心距加工允差为0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。 第五章 总结 为期两个月的毕业设计终于完成了。通过对汽车连杆的机械加工工艺及对粗加工大头孔夹具和铣结合面夹具的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,主要归纳为以下两个方面: 第一方面:连杆件外形较复杂，而刚性较差。且其技术要求很高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证连杆技术要求的重要问题之一。在连杆的实际加工过程中，选用连杆的大小头端面及小头孔作为主要定位基面，同时选用大头孔两侧面作为一般定位基准。为保证小头孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准的加工原则;保证大小头孔的中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。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螺栓孔定位面，次要的加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及连杆体和盖上的螺栓座面等。 连杆机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。连杆加工路线按连杆的分合可以分为三个阶段:第一个阶段为连杆体和盖切开之前的加工;第二个阶段为连杆体和盖的切开加工;第三个阶段为连杆体和盖合装后的加工。 38 第二方面:主要是关于夹具的设计方法及其步骤。 (1)、定位方案的设计:主要确定工件的定位基准及定位基面;工件的六点定位原则;定位元件的选用等。 (2)、夹紧装置的设计:针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。 (3)、夹具体设计:连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。 (3)、定位精度和定位误差的计算:对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。 (5)、绘制夹具装备图及夹具零件图。 由于本人水平有限，设计中难免会有不少的错误，恳请各位老师和同学指正。 致谢 本次毕业设计是在朱石砂老师的指导下完成的，设计期间得到了老师和同学们的热心指导和帮助，在此，我特向他们表示由衷的感谢和诚挚的敬意。尤其是朱石砂老师，在设计过程中给予我许多耐心的分析、讲解，帮我解决了不少难题，提出了不少的建议和意见，并且也介绍了许多宝贵的经验，再次深表敬意和感谢。 的选题、研究的方向和设计内容都得到老师的精心指导与热情的帮助。老师严谨细致的作风，丰富的理论知识给了我很深的启迪，使我受益匪浅。我的论文是在老师们的悉心指导和严格要求下完成的，我的每一点进步和提高都得益于老师的指导、鼓励、影响和支持;同时也使我在思维方法、工作作风以及学习态度方面得到进步。 尽管我付出了很多时间与精力。但是我很兴慰。通过此次设计，使我的素质提高了很多。专业与电脑的结合。使我综合解题能力进一步提高。对知识的融合贯通。为我以后的工作奠定了坚实的基础。由于我水平有限，错误和缺点在所难免，敬请大家批评指正，以从使我知识得到不断的更新。 最后感谢所有关心和帮助过我的老师们、同学们～ 39 参考文献 [1] Jack.c.h.Framework for integrated mechanical design automation(computer aided design 32，2000:355,365 [2] 王先逵(制造工艺学[M](北京:机械工业出版社 1999 [3] 朱正心(制造技术[M](北京:机械工业出版社 1999 [4] 刘友才(机床夹具设计[M](北京:机械工业出版社 1999 [5] 王小华(.机床夹具图册[M](北京:机械工业出版社 1999 [6] 肖诗纲(切削用量简明手册[M](北京:机械工业出版社,1993 [7] 王绍俊(机械制造工艺设计手册[M](北京:机械工业出版社，1985 [8] 李益民(机械制造工艺设计简明手册[M](北京:机械工业出版社，1996 [9] 杨叔子(机械加工工艺师手册[M](北京:机械工业出版社，1993 [10] 刘有才，肖继德(机床夹具设计手册[M](北京:机械工业出版社，1991 [11] 陈宏钧,方向明,马素敏等编(典型零件机械加工生产实例(机械工业出版社 2004.8 [12]符炜,杨继荣，实用切削加工手册[M](湖南:湖南科技出版社，2004 40 [13] 陈明(机械制造工艺学[M](北京: 机械工业出版社 2005.8 [14] 李 洪(机械加工工艺手册(北京出版社 1996.1 [15] 艾兴 肖诗纲(切削用量简明手册 2002.6 [16] 候家驹(汽车制造工艺学(北京:机械工业出版社 1991.8 [17]卢秉恒，机械制造技术基础[M](北京: 机械工业出版社, 1999 [18]王健实，机械加工常用刀具数据速查手册[M](北京:机械工业出版社，2005 附录1:外文文献翻译原文及其译文 Introduction to Modern Control Theory Several factors provided the stimulus for the development of modern control theory: a. The necessary of dealing with more realistic models of system. b. The shift in emphasis towards optimal control and optimal system design. c. The continuing developments in digital computer technology. d. The shortcoming of previous approaches. e. Recognition of the applicability of well-known methods in other fields of knowledge. The transition from simple approximate models, which are easy to work with, to more realistic models, produces two effects. First, a large number of variables must be 41 included in the models. Second, a more realistic model is more likely to contain nonlinearities and time-varying parameters. Previously ignored aspects of the system, such as interactions with feedback through the environment, are more likely to be included. With an advancing technological society, there is a trend towards more ambitious goals. This also means dealing with complex system with a large number of interacting components. The need for greater accuracy and efficiency has changer the emphasis on control system performance. The classical specifications in terms of percent overshoot, setting time, bandwidth, etc. have in many cases given way to optimal criteria such as mini mum energy, minimum cost, and minimum time operation. Optimization of these criteria makes it even more difficult to avoid dealing with unpleasant nonlinearities. Optimal control theory often dictates that nonlinear time-varying control laws are used, even if the basic system is linear and time-invariant. The continuing advances in computer technology have had three principal effects on the controls field. One of these relates to the gigantic supercomputers. The size and the class of the problems that can now be modeled, analyzed, and controlled are considerably large than they were when the first edition of this book was written. The second impact of the computer technology has to so with the proliferation and wide availability of the microcomputers in homes and I the work place, classical control theory was dominated by graphical methods because at the time that was the only way to solve certain problems, Now every control designer has easy access to powerful computer packages for systems analysis and design. The old graphical methods have not yet disappeared, but have been automated. They survive because of the insight and intuition that they can provide, some different techniques are often better suited to a computer. Although a computer can be used to carry out the classical transform-inverse transform methods, it is used usually more efficient for a computer to integrate differential equations directly. The third major impact of the computers is that they are now so commonly used as just another component in the control systems. This means that the discrete-time and digital system control now deserves much more attention than 42 Modern control theory is well suited to the above trends because its time-domain techniques and its mathematical language (matrices, linear vector spaces, etc.) are ideal when dealing with a computer. Computers are a major reason for the existence of state variable methods. Most classical control techniques were developed for linear constant coefficient systems with one input and one output (perhaps a few inputs and outputs). The language of classical techniques is the Laplace or Z-transform and transfer functions. When nonlinearities ad time variations are present, the very basis for these classical techniques is removed. Some successful techniques such as phase-plane methods, describing function s, and other ad hoc methods, have been developed to alleviant this shortcoming. However, the greatest success has been limited to low-order systems. The state variable approach of modern control theory provides a uniform and powerful method of representing systems of arbitrary order, linear or nonlinear, with time-varying or constant coefficient. It provides an ideal formulation for computer implementation and is responsible for much of the progress in optimization theory. Modern control theory is a recent development in the field of control. Therefore, the name is justified at least as a descriptive title. However, the foundations of modern control theory are to be found in other well-established fields. Representing a system in terms of state variables is equivalent to the approach of Hamiltonian mechanics, using generalized coordinates and generalized moment. The advantages of this approach have been well-known I classical physics for many years. The advantages of using matrices when dealing with simultaneous equations of various kinds have long been appreciated in applied mathematics. The field of linear algebra also contributes heavily to modern control theory. This is due to the concise notation, the generality of the results, and the economy of thought that linear algebra provides. Mechanism of Surface Finish Production There are basically five mechanisms which contribute to the production of a surface which have been machined. There are: 43 (1) The basic geometry of the cutting process. In, for example, single point turning the tool will advance a constant distance axially per revolution of the work piece and the resultant surface will have on it, when viewed perpendicularly to the direction of tool feed motion, a series of cusps which will have a basic form which replicates the shape of the tool in cut. (2) The efficiency of the cutting operation. It has already been mentioned that cutting with unstable built-up-edges will produce a surface which contains hard built-up-edge fragments which will result in a degradation of the surface finish. It can also be demonstrated that cutting under adverse conditions such as apply when using large feeds small rake angles and low cutting speeds, besides producing conditions whi ch continuous shear occurring in the shear zone, tearing takes place, discontinuous chips of uneven thickness are produced, and the resultant surface is poor. This situation is particularly noticeable when machining very ductile materials such as copper and aluminum. (3) The stability of the machine tool. Under some combinations of cutting conditions: work piece size , method of clamping, and cutting tool rigidity relative to the machine tool structure, instability can be set up in the tool which causes it to vibrate. Under some conditions the vibration will built up and unless cutting is stopped considerable damage to both the cutting tool and work piece may occur. This phenomenon is known as chatter and in axial turning is characterized by long pitch helical bands on the work piece surface and short pitch undulations on the transient machined surface. (4) The effectiveness of removing sward. In discontinuous chip production machining, such as milling or turning of brittle materials, it is expected that the chip (sward) will leave the cutting zone either under gravity or with the assistance of a jet of cutting fluid and that they will not influence the cut surface in any way. However, when continuous chip production is evident, unless steps ate taken to control the swarf it is likely that it will impinge on the cut surface and mark it. Inevitably, this marking beside a looking unattractive, often results in a poorer surface finishing, 44 (5) The effective clearance angle on the cutting tool. For certain geometries of minor cutting edge relief and clearance angles it is possible to cut on the major cutting edge and burnish on the minor cutting edge. This can produce a good surface finish but, of course, it is strictly a combination of metal cutting and metal forming and is not to be recommended as a practical cutting method. However, due to cutting tool wear, these conditions occasionally arise and lead to a marked change in the surface characteristics. Surface Finishing and Dimensional Control Products that have been completed to their proper shape and size frequently require some type of surface finishing to enable than to satisfactorily fulfill their function. In some cases, tit is necessary to improve the physical properties of the surface material for resistance to penetration or abrasion. In many manufacturing processes, the product surface is left with dirt, chips, grease, or other harmful material upon it. Assemblies that are made of different materials, or from the same materials processed in different manners, many require some special surface treatment to provide uniformity of appearance. Surface finishing many sometimes become an intermediate step processing. For instance, cleaning and polishing are usually essential before any kind of plating process. Some of the cleaning procedures are also used for improving surface smoothness on mating parts and for removing burrs and sharp corners, which might be harmful in later use. Another important need for surface finishing is for corrosion protection in a variety of environments. The type of protection procedure will depend largely upon the anticipated exposure, with due consideration to the material being protected and the economic factors involved. Satisfying the above objectives necessitates the use of main surface-finishing methods that involve chemical change of the surface mechanical work affecting surface properties, cleaning by a variety of methods, and the application of protective coatings, organic and metallic. 45 In the early days of engineering, the mating of parts was achieved by machining one part as nearly as possible to the required size, machining the mating part nearly to size, and then completing its machining, continually offering the other part to it, until the desired relationship was obtained. If it was inconvenient to offer one par to the other part during machining, the final work was done at the bench by a fitter, who scraped the mating parts until the desired fit was obtained, the fitter therefore being a ‘fitter’ in the literal sense. It is obvious that the two parts would have to remain together, and in the event of one having to be replaced, the fitting would have to be done all over again. I n these days, we expect to be able to purchase a replacement for a broken part, and for it to function correctly without the need for scraping and other fitting operations. When one part can be used ‘off the shelf’ to replace another of the same dimension and material specification, the parts are said to be interchangeable. A system of interchangeability usually lowers the production costs as there is no need for an expensive, ‘fiddling’ operation, and it benefits the customer in the event of the need to replace worn parts. Limits and Tolerances Machine parts are manufactured so they are interchangeable. In other words, each part of a machine or mechanism is made to a certain size and shape so it will fit into any other machine or mechanism of the same type. To make the part interchangeable, each individual part must be made to a size that will fit the mating part in the correct way. It is not only impossible, but also impractical to make many parts to an exact size. This is because machines are not perfect, and the tools become worn. A slight variation from the exact size is always allowed. The amount of this variation depends on the kind of part being manufactured. For example, a part might be made 6 in. long with a variation allowed of 0.003(three thousandths) in. above and below this size. Therefore, the part could be 5.997 to 6.003 in. and still be the correct size. These are known as the limits. The difference between upper and lower limits is called the tolerance. A tolerance is the total permissible variation in the size of a part. 46 The basic size is that size from which limits of size are derived by the application of allowances and tolerances. Sometimes the limit is allowed in only one direction. This is known as unilateral tolerance. Unilateral tolerancing is a system of dimensioning where the tolerance (that is variation) is shown I only one direction from the nominal size. Unilateral tolerancing allow the changing of tolerance on a hole or shaft without seriously affecting the fit. When the tolerance is in both directions from the basic size, it is known as a bilateral tolerance (plus and minus). Bilateral tolerancing is a system of dimensioning where the tolerance (that is variation) is split and is shown on either side of the nominal size. Limit dimensioning is a system of dimensioning where only the maximum and minimum dimensions are shown. Thus, the tolerance is the difference between these two dimensions. Introduction of Machining of: Machining as a shape-producing method is the most universally used and the most important of all manufacturing processes. Machining is a shape-producing process in which a power-driven device causes material to be removed in chip form. Most machining is done with equipment that supports both the work piece and cutting tool although in some cases portable equipment is used with unsupported work piece. Low setup cost for small quantities. Machining has two applications in manufacturing. For casting, forging, and pressworking, each specific shape to be produced, even one part, nearly always has a high tooling cost. The shapes that may be produced by welding depend to a large degree on the shapes of raw material that are available. By making use of generally high cost equipment but without special tooling, it is possible, by machining, to start with nearly any form of raw material, so long as the exterior dimensions are great enough, and produce any desired shape from any material. Therefore, machining is usually the preferred method for producing one or a few parts, even when the design of the part would logically lead to casting, forging or pressworking if a high quantity were to be produced. 47 Close accuracies, good finishes. The second application for machining is based on the high accuracies and surface finishes possible. Many of the parts machined in low quantities would be produced with lower but acceptable tolerances if produced I high quantities by some other process. On the other hand, many parts are given their general shapes by some high quantity deformation process and machined only on selected surfaces where high accuracies are needed. Internal threads, for example, are seldom produced by any means other than machining and small holes in pressworked parts may be machined following the pressworking operations. 现代的控制理论简介 下列几方面为现代控制理论发展的促进因素: 1.处理更多的现实模型系统的必要性 2.强调向最佳的控制和最佳的系统设计的升级 3.数字化计算机技术的持续发展. 4.当前技术的不成熟. 众所周知的方法在其它知识领域的适用性得到承认. 从容易解决的简单近似的模型到更多的现实模型的转变产生了两种效果:首 先，模型必须包括很多的变量。其次，一个十分逼真的模型是尽可能 48 的包括非线性和随时间变化的参数。早先的忽略了系统的一些方面，例如很有可能的一方面就是在环境中有着反馈的交互作用。 在现代科技高度发达的社会，存在一种非常雄心的目标的趋势，这也意味着要处理有着很多相互关联成分的复杂系统，高精确度与高效率的需要改变了控制系统的执行重点。在超频百分比，时间设置，频宽等等方面的经典规范，在很多情况下解决了优化标准如最小能量，最小花费，最小时间控制，优化这些标准时很难避免和不开心的非线性打交道。即使基础系统是线性的和不随时间变化的，优化控制理论显示非线性时间变化控制也被应用到了。 不停发展的计算机技术在控制领域创造了三条最重要的影响。其中一项是有关数字化的超级计算机，较之这本书首印时期，现在能模拟，分析，控制的问题的大小和种类都要大得惊人。 计算机技术的第二个问题就是必须处理微型计算机在家庭和工作地的扩散与广泛的可靠性。古典的控制理论是以图画似的方法为主导的. 因为在时间那是唯一的解决确定的问题的途径。为了系统分析和设计,现在每一个控制设计者很容易有机会接近强大的计算机内部。老的图画似的方法不但没有消失, 并且还使其自动化了.它们之所以能生存是因为提供了洞察力与直觉，许多不同的技术经常能更适合于计算机。虽然计算机能被用于执行经典的改变-到转的改变方法，但它通常更多的有效用于直接整合微分方程。 计算机的第三个，也是最重要的方面，就是它们现在已经如此普遍地应用于控制系统，俨然其中的一员。其价格，型号和稳定性使得能够在许多系统中常规的使用。这也意味着离散的-时间和数字的系统控制现在比在它过去更受人关注。 现代的控制理论更适合上面的趋势. 因为它的时间-领域技术和它的数学的语言(公式, 线性向量空间, 等等.) 是处理计算机时的方法。. 计算机是状态变量方法存在的主要原因。 最多的古典的控制技术是为了发展只有一个输入和一个输出(或许少许输入和输出)线性常数系数系统. 古典的技术的语言是拉普内斯或Z-改变和传送功能. 就在那个时候非线性和时间变量出现了, 这些古典的技术的基础远离了. 一些成功的技术例如阶段-平面方法, 描述, 和其他的特别方法,发展并缓和了这些缺点。然而, 最大的成功被这些低级命令系统限制了. 现代的控制理论的状态变量接近供应统一和强大的方法表现任意的订购的系统, 线的或非线性 49 的, 有时间-改变或常数系数.它为形成计算机的执行提供了理论，同时也对大多数优化理论的进程负有责任。 现代的控制理论是在控制领域的最近发展. 因此, 这个名字至少替换了一个描述性的标题. 然而, 现代的控制理论的基础在其它已知领域也被发现了. 用一般化坐标和一般化瞬间表现一个系统时，在相关状态变量上，其等同到接近哈密尔敦函数机械学,. 这接近的优势在古典的物理学已经闻名了许多年. 应用数学领域中，在处理各种形式相类似的方程时，利用母式的优越性早已表现出来了，线性代数学也很大程度上归功于现代的控制理论。 这是由于线性代数学所提供的简明的符号, 结果的普遍性, 和思考的效率。 表面粗糙度的技术 在已经进行机械加工过的表面，有五种基本的影响其表面粗糙度的技术。 1、切断过程的基本几何学. 例如，在单点车削时，工件每转一周，刀具就沿轴线方向进给一个固定的距离。从垂直刀具进给的方向观察，所得到的表面上有很多尖角，这些尖角的形状与切削刀具的形状相同。 2、切断操作的效率. 已经提过的用不稳定的切削瘤切削将会加工出包含有坚硬的切削瘤碎片在上面的表面，而这些将会导致表明粗糙度的等级降低。已经证明，在采用进给量大，前角小，切削速度低的不利情况下，除了产生不稳定的切削瘤外，切削过程也会不稳定。同时，在切削区里进行的也不再是切削，而是撕裂，导致厚度不均匀，不连续的切削，加工出的表面质量差。在切削加工延展性良好的金属材料，如铜和铝时，这种情况就尤为突出。 3、机械工具的稳定性。在许多联合切削的情况下:工件的大小，夹紧的方法，和切断工具相对于机床结构的坚硬度，不稳定性是建立在使其变化的工具上的。在某些情况下，这种变化将达到并保持很长一段时间，在另外一些情况下，这种变化将会产生，除非切断停止，否则，将肯定会同时对切断刀具和工具产生破坏。这种现象就是知名的刀振，在轴向转动被描述为在工件表面的长间距螺旋状带和段间距波动在机械加工的过渡表面。 4、刀刃的移动效率。在不连续的产品加工过程中例如易碎材料的磨或旋转，我们期望碎片在重力作用或在冷却液的喷射作用下将离开切削面域。而且怎么也不会影响切削表面。然而，在连续切削时，产品是明显的，除非逐步控制刀刃， 50 否则他很有可能中级切削表面并在其上留下记号。不可避免，这记号在旁边样子不美的, 时常导致差的表面粗糙度。 5、切断工具的有效清除角。由于副切削刃的某种几何特征减轻和清除了角，使得在主切削面上主切削刃切削和副切削刃打磨变得可能。这样能加工出良好的表面粗糙度，但是，当然，它严格来讲，是一种金属切削和金属成型的综合，而不失被认为的一种实际的切削方法。然而，归功于切削工具的表面处理，这些情况偶尔才会出现，并导致了表面特性的标志性改变。 表面精整加工与尺寸控制 产品在被加工成它们的适当的外形和大小时，经常地需要各种的表面精整加工，使得其能够比较令人满意地履行它们的功能. 在一些情况下，通过提高材料表面的物理特性来抵抗腐蚀和磨损是非常重要的。在许多制造过程中，产品表面上都残留有污垢，碎屑，油渍以及其它有害的材料。假设那是由不同种金属材料，或是由同一种金属材料在不同的加工方式中所造成的，大多数需要一些特殊的表面处理技术来提供均匀的外表面。 有时表面精整加工也许只是中间阶段处理，例如，清洁的和磨光在任何一种电镀之前都是必不可少的工序。有些清洁程序是为了改善配合处表面的光滑程度，或是清除会对稍候工序产生有害作用的毛刺和尖角。表面精整加工的另一重要需要就是为了在各种各样的环境下防腐蚀。这种保护程序很大程度上依赖于预期的暴露，考虑到材料将被保护和其所包含的经济因素。 满意于上表面材料使应用主要表面精整技术成为必然性，而这技术包括材料工作表面特性在化学上的改变，用各种方法清洗，以及有机的和金属的保护膜的应用。 在早期的工程中，零部件的装配是这样完成的:加工一个部件使其尽可能的达到要求的大小，加工装配部件接近大小时，也就完成了它的加工，继续提供另一部件，直到获得所要求的配合关系。如果在加工一个部件时不方便提供另一部件，那么最后的工作将交予装配工完成，它刮削装配部件直到获得要求的配合。因此，装配工也就成为了“fitter”在字面上的意思了。很显然，这两部件将必然保持在一起，最重要的是其中一个具有互换性，装配也将全部重新完成。在这期间，我们希望能更换一个已经坏掉了的零件，并且在不需要刮磨和其它装配作业的情况下就能具有原有功能。 51 如果一个部件能被用作为备用件去替换另一格同样尺寸和材料特性的零件，那么我们就说它具有互换性。具有互换性的系统经常可以减少其产品成本，因此，对于一种昂贵的，琐细的加工工艺没有必要存在。而且万一假使顾客有必要更换磨损了的零部件。 大批量生产的零部件都具有可互换性。也就是说，一部机器或一个系统的每一个零部件都做成确定的大小和规格，因此它们将用于装入于同类型的其它机器或系统。为了使零部件具有互换性，每个单个零件都必须做成可以与其配件能正确装配。把每个零件做成确切的大小 那不但没有必要，也是不切实际的。这是因为机器不时完美无缺的，加工工具也会在加工过程中逐渐损耗。在允许范围内稍微的尺寸变动经常是允许的。而这个变动的范围是由要进行制造的零件所决定的。例如，一个零件要做成6英寸大小，长度变化范围是正负0.003英寸。因此，这个零件制成5.997英寸或者6.003英寸都符合正确的尺寸要求。这就是极限。上限尺寸与下限尺寸之间的大小就是公差。公差就是零件大小尺寸总的允许变动量。 基本尺寸就是那样的尺寸，从基本尺寸出发，应用极限和公差来得到(推导出)尺寸极限。 有时候极限允许值存在于一个方向，这就是所谓的单边公差。 单边公差标注是一种只表现在标称大小的单方向的尺寸标注制度，它允许在没有严重影响配合的前提下来改变孔或轴的公差。 当公差是基本尺寸向两侧延伸时，这时就变成了双向公差(正或负)。 双向公差标注是一种当公差在分离或者表现与标称尺寸两侧时的尺寸标注制度。极限尺寸标注就是一种在仅仅表现出尺寸的最大值或最小值是的尺寸标注制度。因此，公差就是在这两种尺寸之间的距离。 机器加工的介绍 作为一种成型方法，机械加工得到了普遍应用并且成为了机械制造过程中最重要的部分。机械加工是一种在动力驱动下使材料以碎屑的方式分离的成型方法。尽管在某些场合，工件无支撑情况下，使用移动式装备来实现加工，但大多数的机械加工还是通过既支承工件又支承刀具的装备来完成。 52 小批量的安装成本。机械加工在机械制造中有两种应用形式。为铸造，锻造和压力加工等的特种成型制造，仅仅只是一个零部件，几乎经常达到了刀具的高花费。这些外形可能是焊接而成的，它很大程度上取决于可利用的原材料的外形。一般来说，通过利用高价设备而又无需特种加工条件下，几乎可以从任何种类原材料开始，借助机械加工把原材料加工成任意所要求的结构现状，只要外部尺寸足够大，那都是可能的。 严密的精度，合适的表面粗糙度。机械加工的另一个应用就是基于高精度和表面精整处理上的。对于虽低但可以接受的公差，许多小批量加工的零件可以利用其它的方法来大批量的生产。另一方面，许多零部件的外形是由在所选的需要高精度的表面经过大量的机械加工所形成的。例如内孔，很少是由除了机械加工以外的方法加工的，压力加工零件上的小孔，也许就是在压力加工操作之后的机械加工出来的。 53