【正文】 銑刀直徑 D=100mm 切削速度 fv =1m/s 銑刀齒數(shù) Z=6 切削深度 pa = 每齒進(jìn)給量 /f mm z? 主軸轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 / 1 9 1 / m inn v D r??? 精銑連桿大小頭面 銑刀直徑 D=100mm 切削速度 fv =1m/s 銑刀齒數(shù) Z=6 切削深度 pa = 每齒進(jìn)給量 /f mm z? 主軸轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 / 1 9 1 / m inn v D r??? 粗磨連桿大小頭平面 砂 輪寬度 100sb mm? 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 31 切削速度 18 /v m s? 縱向進(jìn)給量 60 /sf mm st? 背吃刀量 mm? 精磨連桿大小頭平面 砂輪寬度 100sb mm? 切削速度 24 /v m s? 縱向進(jìn)給量 25 /sf mm st? 背吃刀量 mm? 粗銑連桿兩側(cè)面 銑刀直徑 D=50mm 切削速度 fv =1m/s 銑刀齒數(shù) Z=6 切削深度 pa = 每齒進(jìn)給量 /f mm z? 精銑連桿大頭孔兩側(cè)面 銑刀直徑 D=50mm 切削速度 fv =1m/s 銑刀齒數(shù) Z=6 切削深度 pa = 每齒進(jìn)給量 /f mm z? 鉆小頭孔 刀具直徑 0 20d mm? 切削速度 21 / minvm? 進(jìn)給量 /f mm r? 鉆頭螺旋角 30 度 鉆尖角 118 度 非水溶性切削 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 32 擴(kuò)小頭孔 擴(kuò)孔鉆直徑 0 30d mm? 切削速度 / minvm? 進(jìn)給量 /f mm r? 主軸轉(zhuǎn)速 566 / minnr? 半精鏜小頭孔 切削速度 150 / minvm? 進(jìn)給量 /f mm r? 加工余量 mm? 精鏜小頭孔 切削速度 150 / minvm? 進(jìn)給量 /f mm r? 加工余量 mm? 連桿加工尺寸鏈的計(jì)算 柴油機(jī)連桿尺寸鏈的計(jì)算是加工精度的保證，精確計(jì)算連桿加工的工序尺寸可以提高連桿的加工效率和工藝精度 。刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。 夾緊裝置 用于夾緊工件的裝置，在切削是工件在夾具中保持既定位置。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 35 圖 71 圖 72 定位元件的選擇 （ 1） 大小頭孔端面定位元件的選擇： 大頭孔端面相對面積較大，采用支撐釘進(jìn)行定位，由于大小頭孔表面已經(jīng)進(jìn)行過粗銑，所以選 。 夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。 定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 34 第七 章 連桿夾具設(shè)計(jì) 連桿材料為合金鋼，年生產(chǎn)量 100000 件，屬于大批量生產(chǎn)，采用專用夾具可以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，提高連桿精度，減輕勞動強(qiáng)度，保證 生產(chǎn)的安全。 連桿生產(chǎn)中根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)批量不同，所以確定連桿加工余量的方法也有所不同，在小批量的生產(chǎn)中，連桿的加工余量往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定連桿的加工余量，這是不夠準(zhǔn)確的，而且在小批量生產(chǎn)中，為了減少廢品率，連桿的加工余 量較大。每一工序所切除的金屬層厚度稱為加工余量。并且連桿的毛刺將影響到對連桿的清洗、檢查工序，加大連桿的 檢測誤差。一般在以下工序前應(yīng)該進(jìn)行清洗： 1)連桿桿身和連桿蓋組裝加工之前，組要是為了保證連桿組裝加工后大頭孔的圓度和位置精度。 柴油機(jī)連桿在生產(chǎn)過程中安排了多次檢查工序，對于每一 個(gè)主要面的加工西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 27 完成后都要進(jìn)行檢查，以保證連桿在下一道工序的加工過程的精度要求。所以現(xiàn)代連桿的熱處理工序一般安排在連桿機(jī)械加工之前，為了改善連桿的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，改善內(nèi)部應(yīng)力需采取以下加工方法： 1)改善連桿毛坯的鍛造工序，采用更好的鍛造方法，得到更高質(zhì)量的連桿，分析、計(jì)算得到合理的連桿的機(jī)械加工余量，減少不必的加工余量，合理使用機(jī)床，采用更好質(zhì)量 的刀具，確定更加合理的走刀次數(shù)。連桿熱處理與機(jī)械加工的安排順序?qū)⒂绊懙竭B桿加工的生 產(chǎn)效率的和生產(chǎn)成本。對于連桿的輔助工序主要是按熱處理、去毛 刺、噴丸、磁力探傷、清洗、檢查等工序。 （ 4）．先主后次 先主 后次的加工原則就是指先加工連桿的主要表面在零件是指：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面、主要工作面，具體的對于連桿是指連桿的大小頭孔兩端面，連桿的大小頭孔的圓柱面，以及連桿桿身和連桿蓋的結(jié)合面。 根據(jù)這個(gè) 選擇我們可以看到在這個(gè)加工順序中遵循了基準(zhǔn)現(xiàn)行的原則，遵循了先面后孔的原則，以及現(xiàn)在的先大面后小面的原則，可以知道在連桿加工過程中，各個(gè)面并不是單獨(dú)面，他們之間存在內(nèi)在的聯(lián)系，連桿的定位基準(zhǔn)面，是連桿其他加工平面的基礎(chǔ)。 在加工過程中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與加工的工藝基準(zhǔn)重合，減少了連桿的基準(zhǔn)定位誤差，大小頭孔的面積較大，是很好的定位面 ，增加了連桿孔的位置精度。 綜合連桿的機(jī)械的技術(shù)要求，以及連桿加工工藝過程，以及機(jī)械加工過程應(yīng)該遵循的基本原則，安排連桿加工工序應(yīng)該遵循的基本原則： （ 1）．先基準(zhǔn)后其它 先基準(zhǔn)后其他就是指應(yīng)該先先安排加工連桿的基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)軸線，聯(lián)系連桿的加工工藝，就是加 工出連桿所選擇的精基準(zhǔn)面 —— 大小頭孔的端面、連桿大頭孔的兩側(cè)面、以及連桿小頭孔。這些變形是需要一定的時(shí)間才會恢復(fù)的，如果連桿加工的粗精加工部分開則會導(dǎo)致下一個(gè)加工步驟中的連桿變形對加工產(chǎn)生很大的影響，所以連 桿的加工分為粗加工、半精加工、精加工幾個(gè)階段，這樣各個(gè)加工階段連桿有較長的時(shí)間去恢復(fù)，抵消變形所產(chǎn)生的誤差，保證下一個(gè)加工過程中連桿的表面精度、位置精度、表面粗糙度到位。 4)生產(chǎn)類型 連桿的生產(chǎn)過程必須考慮連桿的生產(chǎn)批量，對于不同批量連桿的生產(chǎn)對于設(shè)備的要求也有一定的差距，主要還是考慮加工生產(chǎn)的成本，對于大批量生產(chǎn)要求采用高精度專用機(jī)床，便于提高連桿的加工效率和精度，同時(shí)應(yīng)該設(shè)計(jì)專用夾具。 2)零件的技術(shù)要求 因?yàn)檫B桿本身工作條件和工作環(huán)境的要求連桿具有高的精度，特別是連桿的大小頭孔是連接活塞和曲軸 的地方，摩擦較多，必須提高連桿的精度來減少摩擦系數(shù)，提高發(fā)動機(jī)的效率，而且連桿作為傳動件，作往復(fù)式運(yùn)動則要求連桿具有較高的對稱度，以便降低連桿運(yùn)動是的震動，較少噪音，這也要求連桿的質(zhì)量對稱，所以必須考慮連桿的質(zhì)量要求，需要添加對稱塊。因此必須合理的確定連桿的夾緊力的大小和方向。 2)對于基準(zhǔn)面得選擇，應(yīng)該 遵循基準(zhǔn)選擇得原則，選擇面積較大的面作為精基準(zhǔn)平面，具體的對于連桿精基準(zhǔn)面得選擇則是選擇大頭孔和小頭孔的端面作為精基準(zhǔn)面，這樣遵循了先面后孔的原則，同時(shí)參照加工工藝過程，大小頭孔的端面在各加工階段總是先于其他面的加工而且大小頭孔端面的加工便于裝夾，這樣能夠保證大小頭孔端面的精度要求，也保證了后續(xù)加工個(gè)面得加工精度要求。 精基準(zhǔn)的選擇 對于精基準(zhǔn)的選擇，要求精基準(zhǔn)能夠保證加工的精度，同時(shí)方便裝夾工件，對于大批量的加工，精基準(zhǔn)的選擇還要考慮產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)性，對于連西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 18 桿精基準(zhǔn)的選擇還要要求保證連桿的加工精度要求和各面、孔的位置要 求。 小孔中心的位置確定，是后續(xù)加工的保證，怎樣保證小孔位置的對稱，是加工的難點(diǎn)，只有小孔處于連桿小孔的中心，才能保證銑兩側(cè)面的對稱，才能確定連桿的大小頭孔的中心距。一般地，選擇連桿的粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： （ 1） 遵循先面后孔的原則，先粗銑大小頭孔兩端面，選擇大小頭孔 端面為粗基準(zhǔn)，因此，連桿大小頭孔的兩端面應(yīng)該有足夠的加工余量，以保證對大小頭孔的加工，消除內(nèi)應(yīng)力 ； 同時(shí)為確定后續(xù)加工選擇的精基準(zhǔn)提供基礎(chǔ)。 在連桿機(jī)械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 精基準(zhǔn)：以加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。 大小頭孔兩側(cè)面：粗銑、精銑。逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，逐步修正加工后的變形，這樣才能達(dá)到零件的精度要求。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。 150 39 衍磨 衍磨大小頭孔套筒 25 10m/min 40 去刺 41 清洗 42 中檢 檢查大小頭孔的精度，尺寸 43 鉆 鉆連桿大小頭油孔 44 鉗 按規(guī)定值去重 45 清洗 46 終檢 47 入庫 連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。 60m/min 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 27 擴(kuò) 第一步：擴(kuò)兩螺栓孔至212mm 第二步：擴(kuò)兩螺栓擴(kuò)至 213mm第三步 。兩分開面各保留加工余量 60 23 磨 以基面和連桿兩側(cè)面和小頭孔定位，磨連桿體和連桿蓋。 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 切削用量 背 吃刀量 /mm 切削速度/(m/min) 進(jìn)給量 1 鍛造 模鍛坯料 2 鍛造 模鍛成形，切邊 3 熱處理 退火 +調(diào)質(zhì)處理 4 噴丸 去表面氧化層 5 磁力探 傷 檢查鍛造裂痕和熱處理裂 紋 6 退磁 7 清理 清除毛刺、飛邊、涂漆。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機(jī)械加工過程中將其切 開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。 而熱模鍛壓力機(jī)精鍛連桿毛坯則不存在上述問題 ， 并且在機(jī)械加工生產(chǎn)線可以磨代銑 ， 取消銑削工藝更好地保證兩端面的平面度及相互位置精度 。 目前連桿毛坯主要有兩種形式，一種是先進(jìn)的熱模 鍛壓力機(jī)精鍛工藝另一種為模鍛錘普通鍛造工藝。 因此連桿材料 選擇有較高的要求， 一般采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼；如 45 鋼、 55 鋼、 40Cr、 40CrMnB 等。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 第三 章 連桿毛坯的選擇 連桿的整體為模 鍛成形，在加工中先將連桿切開，再重新組裝，鏜削大小頭孔，其外形 不在加工，連桿的大頭孔是模鍛確定的孔，所以加工時(shí)不需要在對大頭孔進(jìn)行鉆削工序，可以減少后續(xù)工序。 mm；柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大于 300r/min 的連桿大、小端孔的中心距偏差應(yīng)不大于177。 表 23 不同材料的連桿應(yīng)進(jìn)行的熱處理方法 材料名稱 熱處理方式 碳鋼 正火、或正火 +回火、或淬火 +回火 合金鋼 淬火 +會回 (2) 連桿最終熱處理后的機(jī)械性能宜不低于表 4 的規(guī)定。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 (5) 連桿主要部分的表面粗糙度應(yīng)不低于表 2 的規(guī)定。連桿桿身部位不應(yīng)有切邊拉傷，分模面飛邊高度應(yīng)不大于 ，不應(yīng)有總數(shù)多于兩個(gè)、深度大于截面基本尺寸 3％的凹坑，且同一橫截面上不應(yīng)存在兩個(gè)凹坑，凹坑應(yīng)與桿身表面圓滑過渡。 (3) 材料內(nèi)部不應(yīng)有裂紋、折疊、夾雜、氣孔等缺陷。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)。小頭孔內(nèi)襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時(shí)便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。由于連桿是高速急劇運(yùn)轉(zhuǎn)的，其磨損較高， 為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有 村套 。 往復(fù)性慣性力和離心力：對于往復(fù)運(yùn)動的物體，當(dāng)運(yùn)動的方向和速度發(fā)生變化是，就要產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動慣性力 ；而物體圍繞某一中心運(yùn)動是就要產(chǎn)生離心力，這兩種是連桿在運(yùn)動中會產(chǎn)生的，連桿隨著活塞做四行程運(yùn)動，其受力必然受到活塞的影響。 其中的熱能是由燃料燃燒所產(chǎn)生，柴油機(jī)是發(fā)動機(jī)的一種，其特點(diǎn)是將柴油和空氣混合后直接輸入機(jī)器內(nèi)部，燃燒產(chǎn)生熱能，通過膨脹是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。為緩解這種矛盾，應(yīng)瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平制定我國大批量連桿生產(chǎn)工藝，方能使我國的連桿工藝水平迎頭趕上先進(jìn)的工業(yè)國家。連桿裂解工藝是國際上九十年代初研究發(fā)展起來的一種連桿加工最新技術(shù)， 是對連桿傳統(tǒng)機(jī)械加 工技術(shù)的重大變革 目前，模鍛和模鑄連桿的主、重要地位，正面臨著粉末鍛造鋼連桿和粉末一次燒結(jié)鋼連桿成形工藝的挑戰(zhàn)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 目前，連桿生產(chǎn)中有模鑄工藝、模鍛工藝、粉末鍛造工藝、常規(guī)粉末冶金工藝、粉末熱擠壓一鍛造工藝、碳纖維強(qiáng)化工藝等。 連桿工作的穩(wěn)定性、可靠性對柴油機(jī)的整機(jī)質(zhì) 量至關(guān)重要，質(zhì)量輕、精度高的連桿，有助于降低柴油機(jī)的能耗和噪聲。 processing technology。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 I 工程機(jī)柴油機(jī)連桿工藝及其夾具設(shè)計(jì) 摘要 ： 連桿是柴油機(jī)的主要傳動構(gòu)件之一，其作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，以輸出動力。 關(guān)鍵詞 ：連桿； 加工工藝