三孔连杆加工工艺及夹具设计

三孔连杆加工工艺及夹具设计内容摘要：

零件表面加工方法的选择 9 工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到加工质量要求。 因此一般在选择表面加工方法时，先根据零件表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定加工方法，然后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。 由于获得同一精度和同一粗糙度的方案有好几种，选择时还要考虑生产率和经济性，考虑零件的结构形状、尺寸大小、材料和热处理要求及工厂的生产条件等 [15]。 选择零件表面加工方法时要考虑 以下因素：经济精度与经济粗糙度；零件结构形状和尺寸大小；零件的材料及热处理要求；生产率和经济性。 本设计中的三孔连杆零件的加工面有大头孔端面、小头孔端面、耳部两侧平面、大头孔内壁、小头孔内壁、侧耳孔内壁。 材料为 45 钢 ，通过查阅典型表面加工的经济精度和表面粗糙度表 [16]，可以针对零件的实际生产加工要求来分析确定，现针对三孔连杆各个表面的加工方法进行如下分析确定： （ 1）大头孔端面、小头孔端面、耳部两侧平面：粗铣 —— 半精铣 该三孔连杆材料为 45 钢，大头孔端面、小头孔端面、耳部两侧平面的粗糙度要求都是 aR ，经济精度为 IT8，只进行粗铣加工无法满足要求，故需要在粗铣加工后再进行精铣加工。 （ 2）大头孔内壁：粗镗 —— 精镗 大头孔已经锻造出，粗糙度要求是 aR ，经济精度为 IT8，若只采用粗镗则难以达到表面粗糙度要求，若采用粗镗 ——精镗 ——浮动镗完全没有必要，只会增加生产成本。 （ 3）小头孔内壁、侧耳孔内壁：钻 —— 粗镗 —— 精镗 由于大头孔和侧耳孔 早期没有锻造出，因此要额外增加一道钻削工序，粗糙度要求是 aR ，经济精度为 IT8，因此后续加工工序的选择和大头孔内壁相同。 结合上述分析，零件各表面加工方法的选择，如表 35 所示。 加工表面 加工方法 大头孔端面 粗铣 —— 半精铣 小头孔端面 粗铣 —— 半精铣 耳部两侧平面 粗铣 —— 半精铣 大头孔内壁 粗镗 —— 精镗 小头孔内壁 钻 —— 粗镗 —— 精镗 侧耳孔内壁 钻 —— 粗镗 —— 精镗 10 加工顺序的安排 该零件有多个表面需要机械加工，这些表面不仅本身有一定的表面粗糙度和尺寸精度要求，而且各表面间还有一定的位置要求。 而为了满足以上这些要求，就需要合理安排各个表面的加工工序。 工序安排需遵循的原则 加工顺序安排总的原则是前面的工序为后续工序创造条件，并作好基本准备。 机械加工顺序的安排有如下原则 [13]： ① 先粗厚精 ， 零件的加工一般应划分加工阶段，先进行粗加工，然后进行半精加工，最后是精加工和光加工，应将粗精加工分开进行。 ② 先主后次 ， 先考虑主要表面的加工，后考虑次要表面的加工。 主要表面加工容易 出废品，应放在前阶段进行，以减少工时的浪费。 次要表面一般加工余量较小，加工比较方便，因此把次要表面加工穿插在各种加工阶段中进行，使加工阶段更明显且能顺利进行，又能增加加工阶段的时间间隔，可以有足够的时间让残余应力重新分布并使其引起的变形充分表现，以便在后续工序中修正。 ③ 先面后孔 ， 先加工平面，后加工孔。 应为平面一般面积比较大，轮廓平整，先加工好平面，便于加工孔时的定位夹装，利于保证孔与平面的位置精度，同时也给孔的加工带来方便，另外由于平面已加工好，对平面上的孔加工时，使刀具的初始工作条件得到改善。 ④ 先基准 后其他 ， 工艺路线开始安排的加工面应该是选择定位基准的精基准面，然后再以精基准定位，加工其它表面。 为保证一定的定位精度，当加工面的精度要求很高时，精加工前一般应先精修一下精基准。 加工阶段的划分 划 分加 工阶段可以达到以下目的 [ 8]: ① 利于保证加工质量。 ② 便于合理的使用机床设备。 ③ 便于热处理工序安排。 ④ 便于及时发现毛坯缺陷。 该三孔连杆加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准（大头孔端平面）准备好，使后续工序都可采用精基准 定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣大头孔另一侧端面、小头孔两侧端面、耳部两侧平面。 钻小头孔、侧耳孔；粗镗大头孔、小头孔和侧耳孔。 在半精加工阶段，完成粗铣大头孔另一侧端面、小头孔两侧端面、耳部两 11 侧平面的半精镗和大头孔、小头孔和侧耳孔的半精镗、精镗。 而在其精加工阶段主要是保证三个孔的端面和内孔面的表面粗糙度及相互位置精度的要求。 工序顺序的安排 （ 1） 机械加工工序 ① 遵循 “先基准后其他 ”的原则，首先加工精基准 —— 大头孔端平面和大头孔内表面 φ90H6  mm。 ② 遵循 “先粗后精 ”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 ③ 遵循 “先面后孔 ”的原则，先加工大头孔和小头孔的两侧端面及侧耳孔的两侧平面 ，后加工三个孔。 （ 2） 热处理工序 模锻成型后切边，进行正火处理，然后喷砂、去毛刺。 （ 3） 辅助工艺 精加工之后安排去刺、修钝各处尖棱探伤检查，无损探伤，检查零件有无裂纹，夹渣等工序 确定工艺路线 在综合考虑上述工序安排原则的基础上， 列表 确定出工艺路线 ， 如表 6 所示。 表 36 三孔连杆 机械加工工艺过程卡 工序号 工序名称 工序内容 工艺装备 1 锻 模锻 2 热处理 正火处理 3 喷砂 喷砂、去毛刺 4 划线 划杆身十字中心线及三孔端面加工线 5 铣 按所划加工线找正，垫平，杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面至划线尺寸。 并确定大头孔平面为以下各序加工的主基准面作标记（下称大头孔基准面） X52K 组合夹具 6 铣 以大头孔基准面为基准。 小头、耳部及杆身加辅助支承，压紧工件，铣平面，大头厚为 50177。 ，小头厚 35177。 X52K 组合夹具 7 铣 以大头孔基准面为基准。 按大、小头中心连线找正，压紧大 X62W 12 头，铣耳部两侧平面，保尺寸高为 52mm，厚为 20177。 组合夹具 8 粗镗 以大头孔基准面为基准。 小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件。 粗镗大头孔至 φ88mm， T612 专用夹具 9 精镗 以大头孔基准面为基准。 小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件。 精镗大头孔至 φ90H6  mm T612 专用夹具 10 划线 以大头毛坯孔为基准，兼顾连杆外形情况，划两孔径的加工线 11 钻 以大头孔基 准面和大头孔内孔面为基准。 小头及耳部端面加辅助支承后，压紧工件。 钻小头孔至 φ29mm、侧耳孔至φ19mm Z3050 专用夹具 12 粗镗 粗镗小头孔和侧耳孔，其中小头孔尺寸至 φ33mm 耳部孔尺寸至 φ24mm T612 专用夹具 13 精镗 以大头孔基准面和大头孔内孔面为基准。 小头及耳部端面加辅助支承后，重新装夹压紧工件。 精镗两孔至图样要求尺寸。 其中小头孔 φ35H6  mm，保证中心距为 270177。 ，耳部孔 φ25H6  mm，保证与大头孔中心距为 95  mm T612 专用夹具 续 表 5 工序号 工序名称 工序内容 工艺装备 14 倒角 对大头孔倒角  176。 专用夹具 15 钳 修钝各处。