1、任务二3.能够规范编写连杆零件的工艺规程。图2-1连杆一、叉架类零件的功用及结构特征图2-2常见的叉架类零件二、连杆的加工1.分析连杆对产品质量和使用性能的影响2.分析连杆的工艺性3.定位基准的选择4.加工阶段的划分和加工顺序的安排5.主要表面的加工方法6.切削用量的选择1.分析连杆对产品质量和使用性能的影响(1)产品的用途、性能和工作条件连杆主要用于铰链四杆机构及其衍生机构。(2)连杆零件在产品中的位置、作用及装配关系如图2-3所示，在铰链四杆机构中连杆两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和动力。图2-3铰链四杆机构及其衍生的曲柄滑块机构2.分析连杆的工艺性(1)连杆图样的分析如图2-4所
2、示，连杆主要由大头、小头和杆身三部分组成，并以大头圆柱孔与小头圆柱孔的两轴线形成的平面为该零件的对称面。1)大小头圆柱孔的精度。2)大小头圆柱孔轴线在两个相互垂直方向的平行度。图2-4常见连杆结构2.分析连杆的工艺性3)大小头圆柱孔的中心距。4)大头圆柱孔两端面对大头圆柱孔轴线的垂直度。5)表面粗糙度。(2)连杆材料及热处理的分析在机械行业中，连杆一般采用钢件制造，多数为优质碳素结构钢、渗碳钢或调质钢。(3)连杆的结构工艺性的分析1)连杆的锻造工艺性。2)连杆的切削工艺性。4.加工阶段的划分和加工顺序的安排(1)粗加工阶段大、小头端面及其圆柱孔的粗加工，以及辅助基准面的加工。(2)半精加工阶段
3、半精加工大、小头端面、圆柱孔及其孔口倒角等。(3)精加工阶段精加工阶段主要是最终保证连杆主要表面大、小头端面及其圆柱孔全部达到零件图技术要求的阶段，如磨削大头端面及其圆柱孔，精镗小头圆柱孔等。5.主要表面的加工方法(1)内孔和平面的表面加工方法从连杆的功用及其结构来看，连杆加工以内孔和平面加工为主。5.主要表面的加工方法表2-1孔加工方法序号加工方法经济精度IT表面粗糙度Ra/m适用范围1钻1113125加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径小于1520mm2钻 铰81016633钻 粗铰 精铰7808165.主要表面的加工方法表2-1孔加工方法4钻 扩101163125加工
4、未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于1520mm5钻 扩 铰81016326钻 扩 粗铰 精铰708167钻 扩 机铰 手铰6702048钻 扩 拉790116大批大量生产5.主要表面的加工方法表2-1孔加工方法9粗镗(或扩孔)111363125除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗(粗扩)半精镗(精扩)910163211粗镗(粗扩)半精镗(精扩)精镗(铰)78081612粗镗(粗扩)半精镗(精扩)精镗 浮动镗刀精镗6704085.主要表面的加工方法表2-1孔加工方法13粗镗(扩)半精镗 磨孔780208主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗
5、镗(扩)半精镗 粗磨 精磨67010215粗镗 半精镗 精镗 精细镗(金刚镗)6700504主要用于精度要求高的有色金属加工5.主要表面的加工方法表2-1孔加工方法16钻(扩)粗铰 精铰 珩磨；钻(扩)拉珩磨；粗镗 半精镗 精镗 珩磨67002502精度要求很高的孔17以研磨代替上述方法中的珩磨56015.主要表面的加工方法表2-2平面加工方法序号加工方法经济精度IT表面粗糙度Ra/m适用范围1粗车11136325端面2粗车 半精车81032633粗车 半精车 精车7808164粗车 半精车 磨削6804085粗刨(或粗铣)11136325一般不淬硬表面(端铣表面粗糙度值较小)6粗刨(或粗铣)
6、精刨(或精铣)7808165.主要表面的加工方法表2-2平面加工方法7粗刨(或粗铣)精刨(或精铣)刮研560108精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案8以宽刃精刨代替上述刮研502085.主要表面的加工方法表2-2平面加工方法序号加工方法经济精度IT表面粗糙度Ra/m适用范围9粗刨(或粗铣)精刨(或精铣)磨削708精度要求高的淬硬平面10粗刨(或粗铣)精刨(或精铣)粗磨 精磨56020411粗铣 拉790208大量生产，较小的平面12粗铣 精铣磨削 研磨5以上01高精度平面5.主要表面的加工方法(2)两端面的加工连杆的两端面是连杆的加工过程中主要的定位基准。(3)大、小头圆柱
7、孔的加工连杆大、小头圆柱孔的加工是连杆加工中的关键工序，尤其大头圆柱孔的加工是连杆各部位加工中要求最高的部位，直接影响连杆成品的质量。6.切削用量的选择表2-3端铣时背吃刀量的推荐值(单位：mm)工件材料高速钢铣刀硬质合金铣刀粗铣精铣粗铣精铣铸铁57051101812软钢5中硬钢4硬钢3(1)铣削用量的选择1)吃刀量。6.切削用量的选择表2-4每齿进给量的推荐值(单位：mmz)工件材料工件材料硬度(HBW)硬质合金高速钢面铣刀三面刃铣刀圆柱铣刀立铣刀面铣刀低碳钢150150200020040020035015030012025012020004020003018015030中高碳钢120210
8、21030001504001202501502501002001202000701500502000301501502501002003%合金钢12522022032001504001002501202501002001202000501200502000250080150250070152)进给量。6.切削用量的选择表2-4每齿进给量的推荐值(单位：mmz)03%合金钢170280280380012030006020012025005015012020005015012020005015012020005015灰铸铁15022022030002005001503001203001002001
9、50250100200050180030100150300100206.切削用量的选择表2-5铣削速度的推荐值(单位：m/min)工件材料硬度(HBW)铣削速度硬质合金铣刀高速钢铣刀低、中碳钢220225290801506011521401530高碳钢220225325601305310518361424合金钢22022532555120408015351024灰铸铁100140150225230290110115601104590243615219183)铣削速度。6.切削用量的选择(2)钻削用量的选择1)背吃刀量。2)进给量。表2-6高速钢麻花钻进给量f的推荐值(单位：mm/r)钻头直径D
10、/mm336612122525进给量f(mm/r)00250050050100100180180380380626.切削用量的选择3)钻削速度。表2-7高速钢麻花钻钻削速度的推荐值(单位：m/min)工件材料硬度(HBW)切削速度工件材料硬度(HBW)切削速度低碳钢100125125175175225272421合金钢175225225275275325181512中、高碳钢12517517522522527527532522201512灰铸铁100140140190190220220290332721156.切削用量的选择(3)铰削用量的选择用铰刀对已经粗加工的孔进行精加工称为铰削(铰孔)。
11、1)铰孔余量的确定。2)铰削用量的选择背吃刀量：背吃刀量由加工余量确定，因铰孔余量小，一般是一次进给铰除掉所留的铰削余量。所以背吃刀量较小，为余量的一半。当所铰削的孔较大且精度要求较高时，应分粗铰和精铰。粗铰比精铰时背吃刀量大些。进给量：铰削时的进给量可取得大些。一般取进给量f0.20.5mm/r。切削速度：铰削时，切削速度愈低，表面粗糙度值愈小。二、连杆的工艺分析1.零件结构2.主要加工表面及技术要求3.工艺性2.主要加工表面及技术要求(1)大头两端面如图2-1所示，两端面之间的距离为160mm，表面粗糙度值均为Ra0.8m。(2)小头两端面如图2-1所示，两端面的距离为26mm，表面粗糙度
12、均为Ra12.5m。(3)大头圆柱孔表面如图2-1所示，圆柱孔直径为?38H7，表面粗糙度为Ra0.4m，孔轴线与端面基准的垂直度为0.1100，且该圆柱孔需表面淬火，硬度为4550HRC。(4)小头圆柱孔表面如图2-1所示，圆柱孔直径为?22H7，表面粗糙度为Ra1.6m，孔轴线与端面基准的垂直度为0.1/100。(5)大头外圆及连接圆弧面如图2-1所示，大头的外圆直径为?550mm，外圆与杆身连接的圆弧面的半径为R40，表面粗糙度均为Ra3.2m。2.主要加工表面及技术要求(6)热处理如图2-1所示的“技术要求”中，连杆材料为20CrMnMo，硬度为197225HBW；大头圆柱孔及其端面渗
13、碳淬火，硬度为4550HRC。三、确定连杆的材料及其毛坯1.连杆的材料2.连杆的毛坯3.连杆锻件的各加工表面的加工余量4.绘制连杆锻件草图2.连杆的毛坯(1)连杆毛坯的制造工艺根据图2-1所示的技术条件，连杆毛坯采用模锻。(2)连杆的锻造形状及尺寸公差1)毛坯的公差及机械加工余量等级。图2-5连杆模锻毛坯分模面2)确定连杆锻件的各项几何参数及公差。2.连杆的毛坯表2-8连杆锻件各项几何参数及公差表项目公差、极限偏差或余量值mm备注总长度205mm20)总宽度60mm14)厚度30mm18)中心距160mm05错差公差05残留飞边及切入深度公差06直线度08平面度单面加工余量1723.连杆锻件的
14、各加工表面的加工余量表2-9连杆锻件各表面加工余量表加工表面零件基本尺寸mm加工余量mm备注小头上端面262顶面、单侧小头下端面262大头上端面167锻件大、小头同厚大头下端面167大头孔?38mm?3838锻件为实体小头孔?22mm?2222大头外圆?5517取水平方向单侧小头的工艺凸台?615精加工小头孔的工艺基准4.绘制连杆锻件草图图2-6连杆锻件图四、拟订连杆的机械加工工艺路线1.各加工表面的加工方法2.拟订连杆的工艺路线方案1.各加工表面的加工方法表2-10连杆各加工表面的加工方法加工表面加工方法大头上、下端面粗铣(IT12,Ra125m)车(IT9,Ra63m)粗磨(IT8,Ra1
15、6m)精磨(IT7,Ra04m)大头圆柱孔钻(IT12,Ra125m)扩(IT9,Ra63m)车孔(IT8,Ra32m)粗磨(IT8,Ra16m)精磨(IT7,Ra04m)小头上、下端面粗铣(IT12,Ra125m)车(IT9，Ra63m)小头圆柱孔钻(IT12,Ra125m)车孔(IT8,Ra16m)精铰(IT7,Ra08m)大头外圆粗铣(IT12,Ra125m)半精铣(IT10,Ra32m)小头工艺面粗铣(IT11,Ra125m)2.拟订连杆的工艺路线方案表2-11连杆工艺路线方案工序工序名称及内容备注10锻造20正火低碳合金钢30粗铣大小头上端面粗铣大小头下端面先面后孔粗加工阶段40钻小
16、头圆柱孔50钻、扩大头圆柱孔60铣小头外圆工艺凸台面基面先行2.拟订连杆的工艺路线方案表2-11连杆工艺路线方案工序工序名称及内容备注70车小头上端面及孔口倒角车小头下端面车小头圆柱孔及孔口倒角先面后孔半精加工阶段80铣大头外圆90车大头上端面及孔口倒角车大头下端面车大头圆柱孔及孔口倒角先面后孔100清洗110检验热处理前120大头渗碳淬火低碳合金钢2.拟订连杆的工艺路线方案表2-11连杆工艺路线方案130粗磨大头上端面粗磨大头下端面先面后孔精加工阶段140精铰小头圆柱孔150粗磨大头圆柱孔160检验关键工序170精磨大头上端面精磨大头下端面先面后孔精加工阶段180精磨大头圆柱孔190检验终检
17、五、选择各工序的定位基准表2-12连杆各加工工序的定位基准工序工序名称及内容定位基准备注10锻造20正火30粗铣大小头上端面粗铣大小头下端面铣上端面时，则以下端面为基准；反之亦然互为基准40钻小头圆柱孔端面、小头外圆和大头外圆基准重合50钻、扩大头圆柱孔端面、小头圆柱孔和大头外圆基准重合60铣小头外圆工艺凸台面一面两孔基准重合五、选择各工序的定位基准表2-12连杆各加工工序的定位基准70车小头上端面及孔口倒角车小头下端面车小头圆柱孔及孔口倒角端面、大头圆柱孔和小头凸台基准重合80铣大头外圆一面两孔基准重合五、选择各工序的定位基准表2-12连杆各加工工序的定位基准工序工序名称及内容定位基准备注9
18、0车大头上端面及孔口倒角车大头下端面车大头圆柱孔及孔口倒角端面、小头圆柱孔和大头外圆基准重合100清洗110检验120大头渗碳淬火130粗磨大头上端面粗磨大头下端面一面两孔基准重合140精铰小头圆柱孔端面、大头圆柱孔和小头工艺凸台基准重合150粗磨大头圆柱孔端面、小头圆柱孔和大头外圆基准重合五、选择各工序的定位基准表2-12连杆各加工工序的定位基准160检验170精磨大头上端面精磨大头下端面一面两孔基准重合180精磨大头圆柱孔端面、小头圆柱孔，大头外圆基准重合190检验六、选择加工设备表2-13加工连杆各工序的机床设备型号工序工序名称及内容机床设备型号备注10锻造20正火30粗铣大小头上端面粗
19、铣大小头下端面X5032立式铣床40钻小头圆柱孔Z525A立式钻床50钻、扩大头圆柱孔Z550A立式钻床60铣小头外圆工艺凸台面X5032立式铣床70车小头上端面及孔口倒角车小头下端面车小头圆柱孔及孔口倒角CA6140卧式车床80铣大头外圆X5032立式铣床六、选择加工设备表2-13加工连杆各工序的机床设备型号90车大头上端面及孔口倒角车大头下端面车大头圆柱孔及孔口倒角CA6140卧式车床六、选择加工设备表2-13加工连杆各工序的机床设备型号工序工序名称及内容机床设备型号备注100清洗110检验120大头渗碳淬火130粗磨大头上端面粗磨大头下端面M7120平面磨床140精铰小头圆柱孔CA614
20、0卧式车床150粗磨大头圆柱孔MBD2110A内圆磨床160检验170精磨大头上端面精磨大头下端面M7120平面磨床180精磨大头圆柱孔MBD2110A内圆磨床190检验七、确定各加工表面的工序尺寸及公差1.加工小头两端面各工序的工序尺寸及公差(见表2-14)2.加工大头两端面各工序的工序尺寸及公差(见表2-15)3.加工小头圆柱孔各工序的工序尺寸及公差(见表2-16)4.加工大头圆柱孔各工序的工序尺寸及公差(见表2-17)5.加工大头外圆各工序的工序尺寸及公差(见表2-18)6.加工小头工艺凸台面的工序尺寸及公差(见表2-19)1.加工小头两端面各工序的工序尺寸及公差(见表2-14)表2-1
21、4加工小头两端面各工序的工序尺寸及公差工序名称基本余量经济公差工序尺寸mm工序尺寸、公差(/mm)和表面粗糙度值备注车另一端面06h9)26，Ra63m车端面06粗铣另一端面14h12)27227，Ra125m粗铣端面14锻造毛坯4302.加工大头两端面各工序的工序尺寸及公差(见表2-15)表2-15加工大头两端面各工序的工序尺寸及公差工序名称基本余量经济公差工序尺寸mm工序尺寸、公差(/mm)和表面粗糙度值备注精磨另一端面01h7)161，Ra08m精磨端面01粗磨另一端面02h8)16216，Ra16m粗磨端面02车另一端面53h9)16616，Ra32m车端面532.加工大头两端面各工序
22、的工序尺寸及公差(见表2-15)表2-15加工大头两端面各工序的工序尺寸及公差工序名称基本余量经济公差工序尺寸mm工序尺寸、公差(/mm)和表面粗糙度值备注粗铣另一端面14h12)27227，Ra125m粗铣端面14锻造毛坯1430双边余量3.加工小头圆柱孔各工序的工序尺寸及公差(见表2-16)表2-16加工小头圆柱孔各工序的工序尺寸及公差工序名称基本余量经济公差工序尺寸mm工序尺寸、公差(/mm)和表面粗糙度值备注精铰02H7)22?，Ra08m车孔18H8)218?21，Ra16m钻20H12)20?，Ra125m锻造毛坯22实体4.加工大头圆柱孔各工序的工序尺寸及公差(见表2-17)表2
23、-17加工大头圆柱孔各工序的工序尺寸及公差工序名称工序基本余量经济公差工序尺寸mm工序尺寸、公差(/mm)和表面粗糙度值备注精磨02H7)38?，Ra04m粗磨04H8)378?37，Ra08m车孔14H8)374?37，Ra16m扩(钻)16H10)36?，Ra63m钻20H12)20?，Ra125m锻造毛坯38实体5.加工大头外圆各工序的工序尺寸及公差(见表2-18)表2-18加工大头外圆的工序尺寸及公差工序名称基本余量经济公差工序尺寸mm工序尺寸、公差(/mm)和表面粗糙度值备注铣34h12)55?5，Ra63m锻造毛坯34?5846.加工小头工艺凸台面的工序尺寸及公差(见表2-19)表
24、2-19加工小头凸台的工序尺寸及公差工序名称基本余量经济公差工序尺寸mm工序尺寸、公差(/mm)和表面粗糙度值备注铣10js12(0055)14140055锻造毛坯115九、确定各工序的切削用量及其时间定额1.工序30(粗铣大小头两端面)(1)确定背吃刀量该工序的工序余量为(单边)1.4mm，且采用面铣刀，故取其背吃刀量ap=1.4mm。(2)确定进给量根据切削用量的选择及加工实际情况，取进给量fz=0.18mm/z(共5个刀齿)。(3)确定切削速度及其转速由表2-5可知，根据工件材料及刀具材料实际情况，取切削速度vc=80m/min。(4)工时定额2.其余工序的切削用量及其时间定额1.连杆由
25、哪些部分组成？机械加工主要集中在哪些部分？批量生产时，主要采用哪些机械加工方法？2.加工连杆的主要困难在哪里？如何解决？3.加工连杆时，其端面方向的粗基准应该怎么选择？4.连杆加工中的精基准是采用哪些表面组合起来的？试说明该基准的选用如何体现了精基准的选择原则。5.编制图2-7所示拨叉零件的机械加工工艺规程(包括机械加工工艺过程卡及工序卡)。2.其余工序的切削用量及其时间定额表2-20其余工序的切削用量及其时间定额工序号工序名称(工序尺寸)背吃刀量/mm进给量/(mm/r)切削速度及转速工时/min备注切削速度/(m/min)转速/(r/min)基本时间单件时间40钻小头圆柱孔10022172
26、720671750钻大头圆柱孔1002815725011430扩大头圆柱孔8282.其余工序的切削用量及其时间定额表2-20其余工序的切削用量及其时间定额60铣凸台118486000041070车小头端面06015985112001815车两个端面车小头圆柱孔090016229000480铣大头外圆171848600055152.其余工序的切削用量及其时间定额表2-20其余工序的切削用量及其时间定额90进给1：车大头端面35015967560095377车两个端面进给2：车端面18车大头圆柱孔070165805130粗磨大头端面004/025m/min157m/s200003210磨两个端面1
27、40精铰小头圆柱孔0105446313282.其余工序的切削用量及其时间定额表2-20其余工序的切削用量及其时间定额150粗磨大头圆柱孔004/022m/min133m/s8500021085170精磨大头端面001/012m/min157m/s200005520磨两个端面180精磨大头圆柱孔001/0107m/min133m/s850004155.编制图2-7所示拨叉零件的机械加工工艺规程(包括机械加工工艺过程卡及工序卡)。图2-7拨叉零件图样5.编制图2-7所示拨叉零件的机械加工工艺规程(包括机械加工工艺过程卡及工序卡)。表2-23拔叉机械加工工艺设计评分表项目权重优秀(90100)良好(
28、8090)及格(6080)不及格(60)评分备注查阅收集005能根据课题任务，独立地查阅和收集资料，做好设计的准备工作能查阅和收集教师指定的资料，做好设计的准备工作能查阅和收集教师指定的大部分资料，基本做好设计的准备工作未完成查阅和收集教师指定的资料，未做好设计的准备工作5.编制图2-7所示拨叉零件的机械加工工艺规程(包括机械加工工艺过程卡及工序卡)。表2-23拔叉机械加工工艺设计评分表工艺分析015能独立地确定零件的生产类型，并开展相关的工艺分析能确定零件的生产类型，并开展一定的工艺分析能确定零件的生产类型，但相关的工艺分析做得一般未能确定零件的生产类型，且工艺分析做得较差或未进行毛坯010
29、能独立地选择毛坯的类型及其制造方法，并正确地绘制毛坯图能选择毛坯的类型及其制造方法，并绘制毛坯图，但尺寸精度上略有瑕疵能选择毛坯类型及其制造方法，并绘制毛坯图，但尺寸上有一定问题未能选择毛坯的类型及其制造方法，或未绘制毛坯图5.编制图2-7所示拨叉零件的机械加工工艺规程(包括机械加工工艺过程卡及工序卡)。表2-23拔叉机械加工工艺设计评分表工艺路线020能独立地制订符合实际生产条件的零件加工工艺路线在教师的指导下，能制订零件加工工艺路线能制订零件加工工艺路线，但实用性较差未能制订零件加工工艺路线，或制订了但毫无实用性5.编制图2-7所示拨叉零件的机械加工工艺规程(包括机械加工工艺过程卡及工序卡
30、)。表2-23拔叉机械加工工艺设计评分表工序设计010能独立正确地分析和计算各工序的工序尺寸及其公差在教师的指导下，能分析和计算各工序的工序尺寸及公差能分析和计算一部分工序的工序尺寸及其公差未能或未开展分析和计算工序的工序尺寸及其公差005能独立选用各工序的机床、夹具、刀具和量具及其辅具等在教师指导下，能正确选用各工序的机床、夹具、刀具和量具及其辅具等能正确选用一部分工序的机床、夹具、刀具和量具及其辅具等未能正确或未开展选用大部分工序的机床、夹具、刀具和量具及其辅具等020能独立分析和计算各工序切削用量及工时能分析和计算各工序切削用量及工时能分析和计算一部分工序切削用量及工时未能或未开展分析和计算切削用量及工时5.编制图2-7所示拨叉零件的机械加工工艺规程(包括机械加工工艺过程卡及工序卡)。表2-23拔叉机械加工工艺设计评分表工艺卡及工序卡010能独立按有关标准格式的工艺卡片填写相应的内容、工艺数据和工艺图在教师指导下，能按有关标准格式的工艺卡片填写相应的内容、工艺数据和工艺图能按有关标准格式的工艺卡片填写基本正确的内容、工艺数据和工艺图未能按有关标准格式的工艺卡片填写，或填写的内容、工艺数据和工艺图大部分不正确创新005有重大改进或独特见解，有一定实用价值有一定改进或新颖的见解，实用性尚可无创新，且实用价值较低无创新，且无实用价值
