【正文】 通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時(shí)，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。 選用較大的 ap 和 f 以后，刀具耐用度 t 顯然也會(huì)下降，但要比 V 對(duì) 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。因此在連桿加工工藝中，各主要表面的粗精加工工序一定要分開。 連桿螺栓孔的加工 連桿的螺栓孔經(jīng)過(guò)鉆、擴(kuò)、鉸工序。 在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。 為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當(dāng)配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個(gè)階段：第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。 大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求 連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但從技術(shù)要求是不同的，大頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為 IT9，表面粗糙度 Ra 不大于 , 小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為 IT12，表面粗糙度 Ra 不大于 。連桿 大、小頭兩端對(duì)稱分布在連桿中截面的兩側(cè)。目前，基于特征參數(shù)化技術(shù)已在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)階段得到廣泛的應(yīng)用，夾具設(shè)計(jì)也必須向標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、參數(shù)化方向發(fā)展。這一工序主要保證螺紋孔的垂直度，可將垂直度轉(zhuǎn)化為平行度進(jìn)行檢驗(yàn)。鍛造師表面冷卻速度快，對(duì)內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力 ，表面應(yīng)力是平衡的，但銑分開面后應(yīng)力不平衡，易變形，所以要增加校力這一工序 [2]。 汽車工業(yè)是當(dāng)代工業(yè)大生產(chǎn)的典型代表。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 捷達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿加工工藝及其夾具設(shè)計(jì) 院系 名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師 The Graduation Design For Bachelor39。它實(shí)行大批量規(guī)模生產(chǎn)，追求大批量、優(yōu)質(zhì)量、低成本與高效益的綜合經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。 曲軸連桿廠的連桿加工屬于大批量生產(chǎn)，而連桿剛性差，因此工藝路線多為工序分散，大部分工序用高生產(chǎn)的組合機(jī)床和專用機(jī)床，并廣泛地使用氣動(dòng)、液動(dòng)夾具、以提高生產(chǎn)率。 組裝后精鏜大小頭孔，在專用雙軸鏜床上同時(shí)進(jìn)行。而且，為了適應(yīng)我國(guó)加入 WTO 后機(jī)電產(chǎn)品的創(chuàng)新能力和盡快機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的全程仿真，快速組合夾具的發(fā)展正是適應(yīng)了這種要求?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大、小頭的厚度相等 (基本尺寸相同 )。這是因?yàn)檫B桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合要求。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成 — 體。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（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(zhǔn)以外的其它表面， 包括大 頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合11 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(xiàng)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。 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。在精鏜大小頭孔 時(shí)，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。加工時(shí)以大頭端面、小頭孔及大頭 一側(cè)面定位。 定位基準(zhǔn) 精基準(zhǔn)：以桿身對(duì)稱面定位，便于保證對(duì)稱度的要求，而且采用雙面銑，可使部分切削力抵消。此外，增大 ap 可使走刀次數(shù)減少，增大 f 又有利于斷屑。 2）進(jìn)給量的選擇： 精加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。 1）切削深度的選擇： 精加工時(shí)的切 削深度應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的吃刀深度ap,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度 f，最后確定一個(gè)合適的切削速度 V。 連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題 工序安排 連桿加工工序安排應(yīng)注意兩個(gè)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(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。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。夾緊力通過(guò)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。當(dāng)連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再?gòu)男☆^孔中抽出假銷進(jìn)行加工。 連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來(lái)安排的。 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(duì)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(jìn)的毛坯制造方法的可能性來(lái)確定毛坯的制造方法。 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度 連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度 ， 影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至7 引起燒傷；所以對(duì)它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低于 IT9（大頭孔兩端面對(duì)大 頭孔的軸心線的垂直度在 100 mm 長(zhǎng)度上公差為 mm）。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)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。 夾具設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的一項(xiàng)重要步驟，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)制造時(shí)需大量的工時(shí)消耗和金屬材料的消耗。采用整體鍛造大頭孔在半精鏜之后將連桿身蓋銑開，并以分開面定位鉆螺紋出孔，斜剖式結(jié)構(gòu)連桿剛性不足，設(shè)計(jì)時(shí)加浮動(dòng)支撐，然后合鉆擴(kuò)，攻螺紋保證同軸度，修正螺紋孔時(shí)，可用銑刀擴(kuò)孔，不用鉆頭，以消除向下的力。工廠中連桿的材料是 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，整體鍛造，只需要一套鍛模，一次便可鍛成，也有利于組織和管理生產(chǎn)。第二種模 式中，韓國(guó)和西班牙先獲得了成功經(jīng)驗(yàn)，之后巴西、中國(guó)和墨西哥亦采用了這種模式使各自國(guó)家的汽車工業(yè)獲得了快速發(fā)展。s Degree Processing Technology of Jetta’s Engine Connecting Rod and Fixture Design Candidate： Specialty： Vehicle Engineering Class： BW 073 Supervisor： Lecturer Heilongjiang Institute of Technology Ⅰ 摘 要 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一， 其在發(fā)動(dòng)機(jī)中的地位是顯而易見的。為達(dá)此目標(biāo)，汽車工業(yè)要不斷吸收與采納新技術(shù)、新工藝核心材料方便的最新研究成果。在加工過(guò)程中，連桿毛坯件的大頭孔是橢圓的，沿橢圓短軸銑分開面，去掉加工余量，正好是一個(gè)圓與曲軸相配合，毛坯鍛造后要進(jìn)行磁場(chǎng)探傷，檢驗(yàn)裂紋，并校直保證直線度。大小頭孔的光整加工是保證孔的尺寸，形狀精度和表面粗糙度不可缺少的工序。 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展 [4]。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔 (或油槽 )，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn) 動(dòng)，把氣缸體下部的潤(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭 襯套與活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。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(lái)許多方 便。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機(jī)械加工過(guò)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。如果按連桿合裝前后來(lái)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。在小頭孔作為定位基面前的加 工工序是鉆孔、擴(kuò)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(shí)會(huì)影響到后續(xù)工序的加工精度。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。 為了使兩螺栓孔在兩個(gè)互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴(kuò)和鉸兩個(gè)工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。 統(tǒng)一精基準(zhǔn)：以大小頭端面，小頭孔、大頭孔一側(cè)面定位。因此，根據(jù)以上原則選擇粗 加工切削用量對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。但是，在這三個(gè)因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進(jìn)給量，影響最小的是切削深度。裝夾工件 銑 兩側(cè)面至尺寸，保證對(duì)稱（此對(duì)稱平面為工藝用基準(zhǔn)面）。表面粗糙度 Ra 為 ，大頭孔的加工方法是在 銑開工序后，將連桿與連桿體組合在一起，然后進(jìn)行精鏜大頭孔的工序。在粗銑兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產(chǎn)生在平行于端面的方向上，很少或不會(huì)影響端面的平面度。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套 孔）時(shí)，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時(shí)將定位銷做成活動(dòng)的稱“假銷” 。R ? mm,R11mm,保證尺寸 ? mm X62W 10 鉆、擴(kuò) 鉆 2— ? 螺栓孔，擴(kuò) 2— mm6? 深19mm螺栓孔并倒角 Z3050 11 鉗 用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連 桿組件，其扭力矩為 100— 12 鏜 粗鏜大頭孔 T6 8 10 13 倒角 大頭孔兩端倒角 X62W 14 磨 精磨大小頭兩端面，保證大端面厚度為?? mm M7130 15 磨 精磨兩端面 M7130 16 鏜 以基面、一側(cè)面 定位，半精鏜大頭孔，精鏜小頭孔至圖紙尺寸，中心距為 ? mm 可調(diào)雙軸鏜 17 鏜 精鏜大頭孔至尺寸 T2115 18 鉗 按規(guī)定值去重量 19 鉆 鉆連桿體小頭油孔 mm5? Z3025 20 壓銅套 雙面氣動(dòng)壓床 21 擠壓銅套孔 壓床 22 倒角 小頭孔兩端倒角 Z3050 23 鏜 半精鏜、精鏜小頭銅套孔 T2115 24 珩磨 珩磨大頭孔 珩磨機(jī)床 25 檢 檢查各部尺寸及精度 26 探傷 無(wú)損 探傷及檢驗(yàn)硬度 27 入庫(kù) 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。因此，采用粉末冶金的辦法制 造連桿是一個(gè)很有發(fā)展前途的制造方法。 mm。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。 工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理，體現(xiàn)著一個(gè)企業(yè)的工藝技術(shù)水平，夾具設(shè)計(jì)與制造又是制造環(huán)境中的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期時(shí)間和加工成本的重要因素，工裝設(shè)計(jì)水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。然后加工大頭孔，一般都會(huì)鍛出預(yù)孔，所以加工方案為粗鏜 半精鏜 精鏜。加工時(shí)裝夾也比較方便。另一種是一些新興工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展中國(guó)家發(fā)展汽車工業(yè)的模式：采用優(yōu)惠政策引進(jìn)外資及先進(jìn)的技術(shù)與裝備，先期進(jìn)口散件進(jìn)行裝車，之后逐步提高汽車零件的國(guó)產(chǎn)化率，進(jìn)而達(dá)到零部件自給，最終形成自成體系的汽車工業(yè)。它是發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞動(dòng)力的主要運(yùn)動(dòng)件，在機(jī)體中做復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)，連桿小頭隨活塞作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；連桿大頭隨曲軸作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；連桿桿身在大 、小頭孔運(yùn)動(dòng)的合成下作復(fù)雜的擺動(dòng)。目前汽車工業(yè)已成為先進(jìn)制造技術(shù)的重要載體，許多高效自動(dòng)的加工制造技術(shù)，如柔性制造系統(tǒng)（ FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）等均已應(yīng)用于汽車工業(yè)中。在車間，連桿的工藝過(guò)程卡把工序排為 40 多個(gè)，主要分為粗加工，半精加工和精加工三個(gè)階段。大孔的衍磨是一種有切屑的加工，去掉波 峰，提高孔德圓柱度，小孔的滾壓則是一種無(wú)切屑的加工，把波峰壓下去，降低表面粗糙度。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1）對(duì)捷達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的工藝進(jìn)行編排，并且制定出整套的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡； 2）設(shè)計(jì)出進(jìn)行連桿加工工藝所需要的夾具； 3） 利用計(jì) 算機(jī)中的 pro/e 軟件建立 連桿的 三維模型。 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。 螺栓孔的技術(shù)要求 在前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，連桿在工作過(guò)程中受到急劇的動(dòng)載荷的作用。相對(duì)8 于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動(dòng)力 大和金屬纖維被切斷等問(wèn)題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時(shí)少、模具少等優(yōu)點(diǎn)，故用得越來(lái)越多，成為連桿毛坯的一種主要形式。 連桿的機(jī)械加工工藝過(guò)程分析 工藝過(guò)程的安排 在連桿加工中有兩個(gè)主要因素影響加工精度： （ 1）連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。 在第一道工序中，工件的各個(gè)表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對(duì)加工精度會(huì)有很大影響。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形。從而達(dá)到所需要的技術(shù)要求。因?yàn)槎嗣娴拿娣e大，定位穩(wěn)定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。