机械工程毕业设计_连杆锻模设计及数控加工

图4.1不正确与正确的分模面

综上分析，再结合连杆自身的特点，分模面选择在其上下对称位置，见图4.2为其示意图。

图4.2 分模面位置

9

4.1.2 机械加工余量的确定

机械加工余量的确定于锻件形状的复杂程度、成品零件的精度要求、锻件的材质、模锻设备、工艺条件、热处理的变形量、矫正的难易程度、机械加工的工序设计等许多因素有关，不能笼统地说多大的余量最合适。机械加工余量也并不是越小越好，为了将锻件的脱碳层（约0.5mm）和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是必要的。GB/T 12362-1990规定的机械加工余量，根据估算锻件质量、加工精度及锻件复杂系数查表得到。 （1）锻件质量 估算连杆锻件的质量约为1.5kg,连杆材料为40钢。 （2）材质系数 锻件的材质系数分为两类，即分为M1和M2两级。

M1是钢的最高含碳量小于0.65%的碳钢或合金元素最高总含量小于3.0%的合金钢。 M2是钢的最高含碳量大于或等于0.65%的碳钢或者合金元素最高总含量大于或等于3.0%的合金。详见表4-1。

表4-1 锻件材质系数

级别 钢的最高含碳量 <0.65% ≤0.65% 合金钢的合金元素最高含量 <3.0% ≥3.0% M1 M2 40钢显然属于M1类。 （3）锻件形状复杂系数S

S?式中 m锻件—锻件质量（； g）m锻件m外廓包容体 (4.1)

m外廓包容体—锻件外廓包容体的质量。

对于本课题 S?1500?0.19

24?10?4?7.85锻件形状复杂系数S分级见表4-2。

注：当锻件为薄形圆盘或法兰件，其厚度与直径之比0.2时，直接确定为复杂等级。其结果为级。

10

表4-2 锻件形状复杂系数S分级表

级别 简单 一般 S数值范围 级别 较复杂 复杂 S数值范围 S1>0.63-1.00 S2>0.32-0.63 S3>0.16-0.32 S4≤0.16 ，有[3]表

有零件图中连杆的表面粗糙度可知连杆需要磨削加工，即加工精度为

24.2-2，根据锻件质量、材质系数、锻件形状复杂系数和相应部位的尺寸查表得：

在厚度方向的单边加工余量为1.7-2.2mm;

在水平方向的单边加工余量为 1.7-2.2mm。 故统一取2.0mm。 连杆小头的孔不不锻造出来，大头内孔的机械加工余量参考4.3表

表4.3 锻件内孔的单面机械加工余量 （摘自GB/T 12362-1990） （mm）

孔径 大于 - 25 40 63 100 160 到 25 40 63 100 160 250 大于0 至63 2.5 2.0 2.0 2.5 2.6 3.0 63 100 - 2.6 2.6 3.0 3.0 3.0 孔深 100 140 - - 3.0 3.0 3.4 3.4 140 200 - - - 4.0 4.0 4.0 200 280 - - - - 4.6 4.6 由连杆大头的尺寸确定单边机械加工余量为2.5mm。 4.1.3 模锻件的公差的确定

模锻件公差代表模锻件要求达到的精度。就尺寸公差而言，是锻件公称尺寸所允许的增大值叫做正偏差；对公称尺寸所允许的减小值叫做负偏差。锻件公称尺寸，公差和余量之间的关系如图4.3所示。

11

负偏差零件公称尺寸锻件最小尺寸锻件公称尺寸锻件最大尺寸余量正偏差

图4.3 锻件的公称尺寸、公差和余量

（1）长度、宽度和高度尺寸公差 指在分模线一侧同一块模具上沿长度l、宽度b、高度h方向上的尺寸公差，此类公差根据锻件的基本尺寸、质量、形状复杂系数及材质系数查[7]表15-18 查得为：

1.9 长度极限偏差为 ??0.9 1.5 宽度极限偏差为 ??0.7

1.4高度极限偏差为 ??0.6

在大量生产的条件下，连杆锻件在机械加工时用大小头端面定位，要求大小头端面在同一平面上的精度较高，100mm内为0.6mm，而模锻后的高度公差较大，达不到上述要求，故锻件在热处理、清理后增加一道压印（平面冷精压）工序。锻件经压印后，机械加工余量可大大减小，取0.75mm，压印后的锻件高度公差取0.2mm。连杆锻件压印后，大小头高度尺寸为（38.5+2?0.75）mm=40mm,单边压印余量取0.25mm,同时模锻后大小头部的高度尺寸为（40+2?0.25）mm=40.5mm。

由于压印需要余量，如锻件高度偏差为负值时（-0.6），则实际单边压印余量仅为

1.40.15mm，为保证适当的压印余量，锻件高度极限偏差调整为?由于压印后锻件水平方向?0.3，

的尺寸稍有增加，故在水平方向的余量可以适当减小，把加上余量为103mm的宽度改为109mm等。

（2）厚度尺寸公差 指跨越分模线的厚度尺寸的公差。锻件所有厚度尺寸去同一公差，其数值根据锻件最大厚度尺寸查[7]表15-20 查得为：

1.5厚度尺寸公差为??0.5。

12