压力机连杆镗孔工艺分析

张金桥

摘 要：作为伺服压力机中一个关键的零部件，连杆的加工精度会影响整个伺服压力机的加工精度，连杆大小头孔的精度，作为整个连杆的关键部位，只有很好的保证大小头孔的加工精度，才能实现伺服压力机的超精密加工。本文主要研究了连杆大头孔的镗孔的加工工序，包括定位基准的选择，切削力和夹紧力的计算等主要步骤，为连杆的加工工艺提供了新的思路。

关键词：压力机；连杆；镗孔；工艺；切削力

连杆是大型伺服压力机中一个比较主要的零部件，它既可以传递运动又能承受载荷，通过设计连杆的尺寸，伺服压力机可以实现多种精密的滑块轨迹，为实现精密冲压提供了保障，因此，连杆的加工精度是一个很重要的研究课题，它的尺寸精度和形状精度会影响整个伺服压力机的加工精度，尤其是连杆大小头孔的精度，作为整个连杆的关键部位，只有很好的保证大小头孔的加工精度，才能实现伺服压力机的超精密加工。

一、镗孔路线设计

连杆大头孔的最终采用镗削加工，在镗削工序中，除了要保证连杆大头孔本身的精度要求外，还要保证大头孔中心线与小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。为此采用卧式镗削。金刚镗切削速度高，进给量小和镗削深度，切削力及发热变形较小，这样不仅可以获得良好的加工精度，还具有较高的生产率，由于是大批量生产，所以還要设计专用夹具。

二、镗φ270mm大头孔

1.定位基准的选择

由零件图可知，在镗大头孔之前，要完成连杆的小头孔的车削，小头端面也要精车，要达到无定位误差的目的，采用一面一短销定位，小头孔用一面一短心轴定位限制4个自由度，再用两个支撑钉顶在大头侧面限制一个转动自由度，属于不完全定位。由于生产批量大，为了提高加工效率，缩短辅助时间，大头端用压板夹紧，装卸工件方便、迅速。

2.切削力及夹紧力的计算

主要计算镗大头孔过程的受力，所以只对夹具的定位误差及夹紧力和镗削力的计算。切削力和夹紧力是镗孔以及其他机械加工方法中的关键影响因素，保证切削力和夹紧力不出现突变是顺利完成切削加工的前提，因此我们首先来计算切削力和夹紧力，只有切削力和夹紧力符合规范，才可以进行其他步骤。

镗孔时的切削力计算：

式中d=29.49mm，f=0.2mm/r，ZF=1.0，yF=0.7，σb=650Mpa。

代入得：

=4725.1N

夹紧力的计算：

Q=160NL=200mm D=23mma=2.850 ?=6.34°

代入公式得：

=17414.4N

在计算切削力时，必须考虑安全系数K：

K=K1K2K3K4

式中：K1—基本安全系数；取1.5

K2—加工性质系数；取1.1

K3—刀具钝化系数；取1.1

K4—断续切削系数；取1.1

则有：F=KxFf=1.5×1.1×1.1×1.1×4725.1=9433.6N

从上述的计算可以看出该工序的切削力和夹紧力都符合加工规范，不会出现因切削力和夹紧力过大而导致加工过程中出现异常事故。

3.定位误差分析

（1）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Φ2h7，心轴与的直径为Φ64h7。

（2）要解决连杆体剖分面中心距精度的问题，以Φ270的中心线为定位基准，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：

=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；

经过计算得中心距加工允差为0.1mm，因此能够保证连杆在加工过程中加工精度要求。

三、结语

为了使基准不重合误差为零，采用一面一短销定位，小头孔用一面一短心轴定位限制4个自由度，再用两个支撑钉顶在大头侧面限制一个转动自由度，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值为0.0405，中心距加工允差为0.1mm，能够保证工件在加工过程中加工精度要求。

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