【文章內容簡介】 來，同時將活塞所承受的力穿給曲軸，在發(fā)動機做功行程中活塞推動連桿傳動曲軸；在吸氣、壓縮與排氣行程中，由曲軸帶動連桿而推動活塞。連桿工作時承受著急劇變化的動載荷，因此，要求連桿的質量輕且有足夠的剛度、足夠的疲勞強度好沖擊韌性。同時，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。反映連桿精度的參數主要有五個：（ 1）連桿大端中心面和小段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）連桿大頭螺栓孔與結合面的垂直度。 零件的工藝分析 零件圖樣分析 1）該連桿為整體模鍛成形，在加工中將連桿切開后，在重新組裝后鏜削大頭孔。其外形可不在加工。 2) 連桿大頭孔圓柱度公差為 。 3）連桿大、小頭孔平行度公差為 。 4）連桿大頭孔兩側對大頭孔中心線的垂直度公差為 。 5）連桿分割面、連桿上蓋分割面對連桿螺釘孔的垂直度為 。 6）連桿體分割面 、連桿上蓋分割面對大頭孔軸線位置度公差為 。 7）連桿體、連桿上蓋對大頭孔中心線的對稱度公差為 。 8）材料為 45 鋼。 工藝分析 連桿的形狀復雜，不宜定位加緊；剛度差，易變形；另外它是發(fā)動機精密部件之一，尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求都很高，加工精度不易保證。 1）毛坯需要經過正火熱處理，以消除殘余應力。盡量減少毛坯的加工余量，從而降低切削力對工件的變形影響。 2）連桿加工為保證加工精度應使定位基準統(tǒng)一，該零件的主要定位基準有大圓柱面、分割面和側面（ 99mm兩側面）。 3）連桿本身剛性較差，外力作用下易變形，從而影響加工精度。必須正確確定夾緊力的大小、方向及著力點。夾緊力應作用在連桿大小頭孔端面上，盡量避免直接作用于桿身上，如需要夾緊力作用在桿身上時，應使夾緊力作用于剛度好的那個方向上，即連桿水平方向上，并采用雙向浮動夾緊。 4）模鍛時不留預留孔。 5）孔的尺寸精度檢驗，使用內徑千分尺或內徑百分表進行測量。軸內孔之間距離的測量可以通過孔與孔之間壁厚進行間接測量。 無錫太湖學院學士學位論文 8 6）同一軸在線各孔的同軸度，可采用檢驗心軸進行檢驗。 7）各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的 軸線與基準面的平行度，均應通過檢驗心軸進行測量。 8）探傷和去毛刺技術須合理解決。探傷應貫穿于整個加工過程始末，去毛刺是為了便于裝配和維持必要的配合精度。 連桿工藝工裝設計 9 3 工藝規(guī)程設計 確定毛坯的制造形式 毛坯選擇時，應全面考慮以下因素。 1）零件的材料及機械性能要求； 2）零件的結構形狀與外形尺寸； 3）零件的抗疲勞要求； 4）生產類型，它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經濟性； 5）現有生產條件； 6) 充分考慮利用新工藝、新材料、新技術的可能性。 由于連桿在工作承受 多向交變載荷作用，要求具有很高的強度和剛度，因此連桿的材料多采用 45 鋼或 40Cr、 45Mn2 等優(yōu)質鋼或合金鋼，并經過熱處理和噴丸強化。其毛坯用模鍛制造，連桿體和蓋可以分開鍛造，也可整體鍛造，取決于毛坯尺寸及鍛造毛坯的設備能力。該零件選用 45 鋼。 定位基準的選擇 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。定位基準選擇正確、合理，可以保證零件的加工質量，提高生產率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，使生產無法進行。 由于以上分析連桿的形狀復雜、剛度較差，因此加工過程刀具和工件的相對運動慣關系及位置關 系十分重要，因此對于過程中的定位基準的選擇就決定著工件最后的加工效果。連桿的加工面主要有大小頭及兩端面；桿體與大頭蓋分割面；螺栓定位孔等，分析如下： 粗基準的選擇 對于一般零件而言，以外圓表面作粗基準是比較合理的 。該連桿零件的粗基準一般都用它圓柱表面作粗基準，這樣可以較好地保證兩孔的位置精度，同時也可合理分配各表面的加工余量。 選擇粗基準時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面。具體選擇時應考慮下列原則： 1）重要表面原則 為保證 工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應選擇該表面為粗基準。 2）不加工表面原則 為了保證加工面與不加工面間的位置要求，一般應選擇不加面 為粗基準。 3) 余量最小原則 如果零件上每個表面都要加工，則應選擇 毛坯上 加工余量最小的表 面為粗基準， 這樣可 以避免該表面在加工時因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件廢品。 4) 使用一次原則 因為粗基準本身都是未經機械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度 低，若重復使用將產生較大的誤差。 5)平整光潔原則 以便工件定位可靠、夾緊方便。粗基準的選擇：小批生產時，由于 無錫太湖學院學士學位論文 10 毛坯 精度低，一般以主軸孔作為粗基準，采用劃線裝夾法。 精基準的選擇 精基準的選擇主要應考慮基準重合和基準統(tǒng)一的問題。當設計基準和工序基準不重合時，應進行尺寸換算。精基準選用原則如下： 1）基準重合原則 ——應盡量選用被加工表面的設計基準作為竟基準，這樣可以避免由于基準不重合而引起的定位誤差。在用設計基準不可能或者不方便統(tǒng)一的時候，允許出現基準不重合情況 ； 2） 基準 統(tǒng)一 原則 ——盡可能選擇同一精基準加工工件 上盡可能多的加工表面，以保證各加工表面之間的相對應位置關系。采用統(tǒng)一基準加工工件還可以減少夾具種類， 降低夾具的設計費用 ； 3）互為基準原則 ——當工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高的時候，可以采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法 ； 4）自為基準原則 ——一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為精基準 ； 5）所選擇的精基準，應能保證定位準確、可靠、夾緊機構簡單，操作方便。用作定位的表面除應具有較高的精度和較小的表面粗糙度值外，還具有較大的面積并盡量靠近加工表面。 當具有使用以上原則的時候，可能出現一些矛盾，應根據具體情況靈活運用，既保證主要方面，又要兼顧其次方面，從整體上盡量使定 位基準選擇更加合理?；鶞蔬x擇一般按以下順序進行：首先選定最終完成零件主要表面加工和保證只要技術要求所需精基準；接著考慮為了可靠地加工出上述主要精基準，是否需要選擇一些表面作為中間精基準，然后再結合選擇粗基準應解決的問題，考慮粗基準的選擇。 由于連桿兩端的加工為第一道工序，兩端面加工完畢即確定了連桿后續(xù)機械加工的一個基準。而連桿的第二端面以第一端面為基準進行定位加工的，這樣，兩個端面的平行度就能得到保證，而連桿上的大部分加工表面都與連桿端面有相對的形狀、位置精度要求。因此，選擇連桿的端面為統(tǒng)一基準時的一個精基 準。 加工好小頭孔和連桿定位面以后，分別于連桿的端面、小頭孔、定位面為第一、第二、第三基準為以后的工序定位，成為連桿機械加工的統(tǒng)一基準，對各工序進行定位。 擬定工藝路線 劃分加工階段 1）粗加工階段 此階段的主要任務是提高生產率，切除零件被將面上的大部分余量，使毛坯形狀和尺寸接近于成品，所能達到的加工精度和表面質量都比較低。 2）半精加工階段 此階段要減少主要表面粗加工中留下的誤差，使加工面達到一定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工（鉆、攻死、銑槽等），為精加工作號準備。 3)精加工階段 連桿工藝工裝設計 11 切除少量加工余量，保證各主要表面達到圖紙要求，所得精度和表面質量都比較高。所以此階段主要目的是全面保證加工質量。 4）光整加工階段 此階段主要針對要進一步提高尺寸精度、降低粗糙度（ IT6 級以上，表面粗糙度值為）的表面。一般不用于提高形狀、位置精度。 擬定工藝路線的出發(fā)點：應當使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。還要考慮經濟效果， 在保證各項尺寸及技術指標的同時，把生產成本降到最低 。 工藝路線方案一 ： 表 31 工藝路線一 工序號 工序內容 10 模鍛毛坯成形、切邊 20 正火處理 30 磁力探傷 40 粗銑兩端面 50 退磁 60 劃線 70 鉆、擴大小頭孔，大頭孔尺寸為 50mm，小頭孔尺寸為 Φ25mm 80 粗镋大、小頭孔，大頭孔尺寸為 Φ58177。，小頭孔尺寸為 Φ26177。 90 銑尺寸為 99177。 兩側面，保證對稱 100 按劃線切開連桿 110 銑連桿上蓋分割面，鉆連桿兩螺栓孔 Φ12mm 保證 中心距 82177。， 精鏜孔 和擴孔 Φ13mm，孔深 15mm。锪 2Φ20mm 孔 120 銑連桿體分割面，鉆連桿兩螺栓孔 Φ12mm 保證中心距 82177。，精鏜 孔。锪平面 R7mm，保證尺寸 24177。 130 用螺栓將連桿體和連桿上蓋組裝成連桿組件 140 磨兩端面保證尺寸 150 半精鏜大、小頭孔 160 精鏜大、小頭孔至圖樣尺寸，中心距為 190177。 170 拆除連桿體與上 蓋 180 銑連桿上蓋 5mm8mm斜槽，銑連桿體 5mm8mm 斜槽 190 鉆連桿體大頭油孔 Φ5mm、 ，小頭油孔 Φ4mm、 Φ 8mm 210 刮研螺栓孔端面 220 檢驗 230 入庫 工藝路線方案二 ： 無錫太湖學院學士學位論文 12 表 32 工藝路線二 工序號 工序內容 10 模鍛成形，切邊 20 正火處理 30 清除毛刺、飛邊、 40 劃線 50 粗銑連桿大小兩平面 60 磨大平面，翻轉磨另一個大平面，保證厚度尺寸為 38mm 80 重新劃大小頭孔線 90 鉆、擴大小頭孔，大頭孔尺寸為 Φ50mm，小頭孔尺寸為 Φ 25mm 100 粗鏜大、小頭孔，大頭孔的尺寸為 Φ58177。，小頭孔尺寸為 Φ26 177。， 110 銑尺寸 99177。 兩側面，保證對稱 120 按線切開連桿 130 銑連桿上蓋分割面，鉆連桿兩螺栓孔 Φ12mm保證中心距 82177。， 精鏜孔 和擴孔 Φ13mm，孔 深 15mm。锪 2Φ20mm 孔 140 銑連桿體分割面，鉆連桿兩螺栓孔 Φ12mm 保證中心距 82177。，精鏜孔。锪平面 R7mm，保證尺寸 24177。 150 用螺栓將連桿體和連桿上蓋組裝成連桿組件 160 半精鏜大、小頭孔 170 精鏜大、小頭孔至圖樣尺寸，中心距為 190177。 180 拆除連桿體與上蓋 190 銑連桿上蓋 5mm8mm 斜槽，銑連桿體 5mm8mm 斜槽 200 鉆連桿體大頭油孔 Φ5mm、 ，小頭油 孔 Φ4mm、 Φ 8mm 210 去毛刺，按規(guī)定去重量 220 刮研螺栓孔端面 230 檢查各部尺寸及精度 240 探傷 250 組裝入庫 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先探傷在進行加工，方案二是入庫前進行探傷。兩者比較方案一比較合理，先探傷可以預防鍛造的毛坯是否有問題，降低加工成本。方案二在入庫前進行探傷是檢查零件是否有問題，把不合格的零件排除在外。方案二，在粗銑大小端面后，就進行磨削。在加工過程中可能使端面劃傷，為保證零件 的表面光整，應該使用的一方案。因此需要把以上兩方案進行調整，使它合理化，符合零件的加工要求，使之能達到所要的工藝要求，更好的裝夾，方便定位，減少裝夾次數，能夠順利的完成零件的加工。最終擬定的加工工藝路線如下： 連桿工藝工裝設計 13 表 33 最終工藝路線 工序號 工序內容 定位基準 10 模鍛毛坯成形、切邊 20 正火處理 30 探傷 40 清除毛刺、飛邊 50 劃線 60 粗銑連桿大小兩平面 連桿外輪廓 70 磨大平面，翻轉磨另一個大平面，保證厚度尺寸為 38mm 連桿外輪廓 80 重新劃大小頭孔線 90 鉆、擴大小頭孔，大頭孔尺寸為 Φ50mm，小頭孔尺寸為 Φ 25mm 連桿大頭平面 100 粗鏜大、小頭孔，大頭孔的尺寸為 Φ58177。，小頭孔尺寸為 Φ26177。 連桿大頭平面 110 銑尺寸 99177。 兩側面，保證對稱 連桿大頭平面及大小頭孔 120 按線切開連桿 連桿大頭平面及大小頭孔 130 銑連桿上蓋分割面，鉆連桿兩螺栓孔 Φ12mm 保證中心距82177。， 精鉸孔 Φ13mm，孔深 15mm。锪 2Φ20mm 孔 連桿大頭平面、分割面和一側面 140 銑連桿體分割面， 鉆連桿兩螺栓孔 Φ12mm 保證中心距82177。，精 鉸 孔 。锪平面 R7mm，保證尺寸24177。 連桿大頭平面、分割面和一側面 150 精磨兩分割面