【正文】 的裝置。 定位基準 精基準：以桿身對稱面定位，便于保證對稱度的要求，而且采用雙面銑，可使部分切削力抵消。為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差 ，并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度，除夾具本身要保證精度外，鋸片的安裝精度的影響也很大。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面 定位。 小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過了鉆、擴、鉸三道工序。在精鏜大小頭孔時，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。 由于 用小頭孔和大頭孔外側(cè)面 作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。 各主要表面的工序安排如下： （ 1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨 （ 2）小頭孔：鉆孔、擴孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜 （ 3）大頭孔：擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、 珩磨 一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中 間或后面。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準備精基準（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括大 頭孔的粗加工，為合裝做準備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口 槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、 小頭孔的精加工。 連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、 內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面 檢查，方能進入機械加工生產(chǎn)線。總之，毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料 損 耗少，成本低。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在 100 mm 長度上公差為 mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在 100 mm 長度上公差為 mm。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。小頭畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 5 孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更換。 畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 4 關(guān)鍵詞 : 連桿 變形 加工工藝 夾具設計 The connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally . Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device 第一章 汽車 連桿加工工藝 連桿的結(jié)構(gòu)特點 連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中 ， 把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。 在發(fā)動機工作過程中，連桿 受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。反映連桿精度的參數(shù)主要有 5個：（ 1） 連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（ 2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（ 3）連桿大、小頭孔平行度；（ 4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（ 5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。 大、小頭孔中心距 大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求： 190177。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術(shù)要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應用，使粉末冶金件的密度和強度畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 8 大為提高。 目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠，采用了連桿輥鍛工藝。 連桿的機械加工工藝過程 由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。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。 定位基準的選擇 在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個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。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。鉆時以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。 畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 16 為了使兩螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴和鉸兩個工步中用上下雙導向套導向。如果鋸片的端面圓跳動不超過 mm,則銑開的剖分面能達到圖紙的要求，否則可能超差。 畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 17 統(tǒng)一精基準：以大小頭端面，小頭孔、大 頭孔一側(cè)面定位。 切削用量的選擇原則 正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。 1）切削深度的選擇： 粗加工時切削深度應根據(jù)工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。 3）切削速度的選擇： 切削速度提高時，切削變形減小，切 削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。只有當切削速度受到工藝條件限制而 不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生 的 范圍。 精加工時切削用量的選擇原則 精加工時加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。只有當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。 夾具使用 應具備適應“一面一孔一凸臺”的統(tǒng)一精基準。因此，在剖分面銑開以后再經(jīng)過磨削加工。 粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。由于襯套的內(nèi)孔與外圓存在同軸度誤差，這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。 連桿兩端面的加工 采 用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。 確定合理的夾緊方法 既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點的選擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。這樣就使各工序中的定位基準統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。 （ 2）連桿是模鍛 件，孔的加工余量大，切削時將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應力，并引起內(nèi)應力重 新分布。（下同） M7350 3 鉆 與基面定位，鉆、擴、鉸小頭孔 Z3080 4 銑 以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銑尺寸 ? mm 兩側(cè)面，保證對稱（此平面為工藝用基準面） X62W 組合機床或?qū)Ｓ霉ぱb 5 擴 以基面定位，以小頭孔定位，擴大頭孔為Φ 60mm Z3080 6 銑 以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件，切開工件，編號桿身及上蓋分別打標記。用輥鍛法生產(chǎn)的連桿鍛件，在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平，并且設備簡單，勞 動條件好，生產(chǎn)率較高，便于實現(xiàn)機械化、自動化，適于在大批大量生產(chǎn)中應用。 連桿 毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求 在連桿受動載荷時，接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸 頸和軸瓦結(jié)合不良，從而產(chǎn)生不均勻磨損。 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度 ， 影響到軸瓦的安裝和磨損，畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 7 甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級應 不低于 IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在 100 mm 長度上公差為 mm）。連桿總成的主要技術(shù)要求（圖 11）如下。為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設置了去不平衡質(zhì)量的凸 塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。在連桿小頭的頂端設有油孔 (或油槽 )，發(fā)動機工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn) 動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭 襯套與活塞銷之間的擺動運動副。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為 mm，素線平行度公差為 。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差 帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。 連桿的材料和毛坯 連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機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。鍛好后的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內(nèi)應 力 。 連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 13 工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。夾緊力畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 15 通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。精磨在 M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產(chǎn)率低一些，但精度較高。這樣，在銑開以后可能產(chǎn)生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。 連桿加工工藝設計應考慮的問題 工序安排 連桿加工工序安排應注意兩個影響精度的因素：（ 1）連桿的剛度比較低，在外力作用下容易變形；（ 2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時會產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應力。為此，精銑端面時，夾具可考慮重復定位情況，如采用夾具限制 7 個自由度（其是長圓柱銷限制 4 個，長菱形銷限制 2 個）。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個畢業(yè)設計說 明 書 （論文 ） 18 盡可能大的吃刀深度 ap,其次選擇一個較大的進給量度 f，最后確定一個合適的切削速度 V. 選用較大的 ap 和 f 以后，刀具耐用度 t 顯然也會下降，但要比 V 對 t 的影響小得多，只要稍微降低一下 V便可以使 t 回升到規(guī)定的合 理數(shù)值，因此，能使 V、 f、 ap 的乘 積較大，從而保證較高的金屬切除率。選擇進給量時應考慮到機床進給機構(gòu)的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量