【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 切開(kāi)，為保證切開(kāi)后粗鏜孔余量均勻，需將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對(duì)于分體鍛造能夠減少一定的工序，加工效率高。故最終選用分體鍛造的方式制造毛坯。 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 鍛造的工藝過(guò)程如下：將棒料在爐中加熱至 11401200℃，現(xiàn)在輥鍛機(jī)上通過(guò)四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯，然后在鍛壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊。為了改善毛坯的切削加工性能，鍛造好的欄桿毛 坯需要進(jìn)行調(diào)制處理，使之得到細(xì)致均勻的回火索氏體組織，減少毛坯的內(nèi)應(yīng)力。為了提高毛坯的精度，連桿毛坯還需要進(jìn)行熱校正。 此外，連桿的顯微組織在連桿小頭“工”字形截面檢驗(yàn)，應(yīng)符合 NJ2486《曲軸技術(shù)條件》附錄中的 14級(jí)。連桿的縱剖面的金屬宏觀組織，其纖維方向應(yīng)沿著連桿中心線，并與外形相符，不得間斷。 連桿外觀缺陷，內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查合格后就可以進(jìn)入機(jī)械加工生產(chǎn)線了。 連桿工件的定位基準(zhǔn)和定位方案分析 定位基準(zhǔn)的選擇 在連桿機(jī)械加工工藝過(guò)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這樣就使各工序中的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來(lái)，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖 所示： 圖 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 在安裝工件時(shí)，注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計(jì)夾具時(shí)亦作相應(yīng)的考慮）。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(xiāo)做成活動(dòng)的稱(chēng)“假銷(xiāo)”。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(xiāo)進(jìn)行加工。再?gòu)男☆^孔中抽出假銷(xiāo)進(jìn)行加工。 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。 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。 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。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對(duì)于整個(gè)工藝 過(guò)程 的加工精度常有深遠(yuǎn)的影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開(kāi)始前，先粗銑兩個(gè)端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢？一個(gè)方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個(gè)端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個(gè)毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時(shí)工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復(fù)變形，影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對(duì)稱(chēng)面定位。這種定位方法使工件在夾緊時(shí)的變形較小，同時(shí)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。同時(shí)，由于是以對(duì)稱(chēng)面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。 確定合理的夾緊方法 既然連桿是一個(gè)剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點(diǎn)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。在加工連桿的夾具中，可以看出設(shè)計(jì)人員注意了夾緊力的作用方向和著力點(diǎn)的選新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 擇。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。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。 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。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。小頭一端以假銷(xiāo)定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。小頭桿外形比較復(fù)雜而剛性較差，它的技術(shù)要求高，恰當(dāng)?shù)剡x擇繼續(xù)加工中的定位基準(zhǔn)是能否保證連桿技術(shù)要求夫人重要問(wèn)題之一。 在連桿實(shí)際加工過(guò)程中，一般都會(huì)對(duì)連桿進(jìn)行完全定位，即按六點(diǎn)定位原理來(lái)限制連桿的六個(gè)自由度。多數(shù) 情況下，選用連桿的大、小端面作為主要定位基準(zhǔn)，使零件的支持面積大、定位穩(wěn)定、裝夾方面。同時(shí)同時(shí)選擇小頭孔和大頭孔連桿的外側(cè)面作為一般定位基準(zhǔn)，從而限制了連桿的六個(gè)自由度。選用連桿端面和小頭孔作為定位基準(zhǔn)，不僅便于在加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，更重要的是使連桿夫人重要技術(shù)要求（如大、小頭孔之間的中心距要求，大、小頭孔中心線在兩個(gè)相互垂直方向上平行度要求，端面與大頭孔中心線夫人垂直度要求，兩端面間的距離要求等）在加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。對(duì)于一些要求高或?qū)⒅胁灰妆ＷC的技術(shù)要求，在精加工時(shí)也可以采用自為 基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工（小頭孔尺寸精度的保證） ，或采用互為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工（如大、小頭孔中心距精度保證），有機(jī)床精度直接保證（大、小頭孔中心距要求可在雙軸鏜床上一次安裝同時(shí)加工出大、小孔來(lái)直接保證）。 按照“先加工基面后加工其他表面”的加工原則，作為連桿主要定位基準(zhǔn)的兩端面的加工，一般都是安排在工藝過(guò)程最初工序進(jìn)行，即以未加工過(guò)的第一個(gè)端面在、為粗基準(zhǔn)定位，加工第二個(gè)端面，緊接著以已加工的第二個(gè)端面作為基準(zhǔn)，定位加工第一個(gè)端面。顯然第一個(gè)端面的精度要比第二個(gè)端面高，在以后的加工中，用第一個(gè)端面做精基準(zhǔn)最好。但 由于連桿外形的對(duì)稱(chēng)性，后續(xù)工序操作者不易分清哪個(gè)端面是第一個(gè)端面，為此連桿和連桿蓋的零件圖上特意設(shè)計(jì)一個(gè)加工和一個(gè)裝配用的工藝標(biāo)記，并在連桿工藝規(guī)程中，規(guī)定無(wú)工藝標(biāo)記的一側(cè)端面為主要定位精基準(zhǔn)，在后續(xù)的各個(gè)加工工序中盡可能的用它來(lái)定位。 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 加工經(jīng)濟(jì)精度與加工工序安排 加工經(jīng)濟(jì)精度 各種加工方法（車(chē)、銑、刨、磨、鉆、鏜、鉸等）所達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，都應(yīng)該滿(mǎn)足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。精度不是越高越好，滿(mǎn)足要求就行了，因?yàn)樯a(chǎn)中控制生產(chǎn)成本對(duì)企業(yè)很重要的，加工精度得愈高，表面粗糙度減少得 愈小，則所消耗的時(shí)間與成本也會(huì)愈大。在實(shí)際的生產(chǎn)中應(yīng)在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)精度的要求下盡可能地降低成本。 連桿加工主要加工表面的工序安排 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。 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：第一階段為連桿體的加工，第二階段為連桿蓋的加工，第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備 精度準(zhǔn)（端面、小孔頭和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)意外的其它的表面，包括大、小頭粗加工、為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗精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精加工及大、小頭孔的精加工。如果按主要表面的粗、精加工來(lái)劃分連桿的加工階段的話，可以按連桿合裝前后來(lái)分，合裝之前的工藝路線屬于主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為表面的半精加工、精加工階段。 工序順序的安排原則 ① 先加工基準(zhǔn)面，再加工其它面 ② 一般情況下，先加工 平面，后加工孔 ③ 先加工主要表面，后加工次要表面 ④ 先安排粗加工工序，后安排精加工工序 ⑤ 檢查、檢驗(yàn)工序，去毛刺、平衡、清洗工序根據(jù)需要穿插在各其它工序中進(jìn)行。 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 典型表面的加工方法 連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，這幾種表面在加工的過(guò)程中最大且典型，它們的加工方法分別有一下幾種選擇： ⑴兩端面加工方法的選擇： 端面的加工通常有銑、刨、磨三種，其中銑和磨的加工精度較高，刨的加工精度較低，由于兩端面在后續(xù)加工過(guò)程中會(huì)多次被用作定位基準(zhǔn)，所以為了保證零件的整體加工精度，選用銑和磨兩種加工方式，其 中銑為粗加工，磨用于精加工。 ⑵孔的加工方法選擇： 孔的加工方法有鉆孔、鉸孔、鏜孔等加工方式，其中鏜孔精度高，在連桿所以以需要加工的部位中，大、小頭孔的加工要求是最高的，所以宜用鉆頭鉆、擴(kuò)孔，最后采用鏜、磨的方式保證精度。 連桿加工工藝過(guò)程的確定 在擬訂工藝路線時(shí)，正確的處理粗、精加工工序的安排是最重要的。因?yàn)檫B桿是大批量生產(chǎn)，所以粗、精加工要分開(kāi)。 因?yàn)檫B桿的大、小頭孔的精度要求比較高，所以應(yīng)安排粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段，其它部位也應(yīng)根據(jù)精度要求合理劃分加工階段。 定位基準(zhǔn)的選擇 ⑴粗基準(zhǔn)的選擇 ，來(lái)加工連桿的兩側(cè)面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)要重合； ，同時(shí)以未加工過(guò)的毛面作為粗基準(zhǔn)。 ⑵精基準(zhǔn)的選擇 以加工過(guò)的兩端面，大小頭孔和工藝凸臺(tái)作為精基準(zhǔn)。 ⑶小頭孔的加工均采用外定位方式，均以工藝凸臺(tái)和工藝面作定位基準(zhǔn)。 工藝路線的擬定 ⑴ 兩端面的加工 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) ⑵ 身蓋分開(kāi)面加工 ⑶ 小頭孔加工 ⑷ 大頭孔加工 其中工藝過(guò)程設(shè)計(jì)大致采用：鍛造→調(diào)制→粗加工→檢驗(yàn)→入庫(kù) 通過(guò)對(duì)連桿零件圖以及 其技術(shù)要求進(jìn)行認(rèn)真分析后，得到了連桿工藝過(guò)程的最后方案： 連桿體的加工： 工序 1 粗銑兩端面 工序 2 精銑兩端面 工序 3 磨兩端面 工序 4 鉆小頭孔 工序 5 粗鏜小頭孔 工序 6 小頭孔倒角及去毛刺 工序 7 粗銑工藝凸臺(tái)及結(jié)合面 工序 8 精銑工藝凸臺(tái)及結(jié)合面 工序 9 粗鏜大頭孔、倒角 工序 10 磨結(jié)合面 工序 11 鉆攻螺紋孔 工序 12 鉆定位孔 工序 13 鉸定位孔及去毛刺 連桿蓋的加工： 工序 1 粗銑兩端面 工序 2 精銑兩端面 工序 3 磨兩端面 工序 4 粗銑結(jié)合面 工序 5 粗銑結(jié)合 面 工序 6 錯(cuò)鏜大頭孔及倒角 工序 7 磨結(jié)合面 工序 8 鉆、擴(kuò)沉頭孔 新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 工序 9 鉆鉸定位孔 工序 10 鉸定位孔 工序 11 去毛刺 工序 12 清洗 工序 13 終檢（尺寸分組） 連桿總成的加工： 工序 1 粗銑螺母座面 工序 2 鉆、擴(kuò)、鉸螺栓孔 工序 3 擴(kuò)螺栓孔、倒角 工序 4 去結(jié)合面毛刺 工序 5 清洗 加工設(shè)備與工藝裝備的選擇 由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專(zhuān)用夾具為主，輔以少量專(zhuān)用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各個(gè)機(jī)床上的裝卸及 各機(jī)床間的傳送均有人工來(lái)完成。 粗銑兩端面?？紤]到工作的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等問(wèn)題，選擇XF924銑床。選擇直徑 D為 100mm的硬合金面銑刀，刀具材料為 YW2，代號(hào) M20（ GB20751987），采用專(zhuān)用夾具和游標(biāo)卡尺； 半精加工，精加工表面。采用磨削方式即可滿(mǎn)足工藝要求均使用 M7350 平面磨床，量具使用游標(biāo)卡尺； 大小頭孔是該零件的重要加工部位，鉆小頭孔使用通用鉆床 Z3080，使用鉆小頭孔夾具，量具使用游標(biāo)卡尺； 一次粗鏜大頭孔。考慮到該孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用鏜床 TF673 精鏜大小頭孔。同時(shí)進(jìn)行為 保證加工質(zhì)量使用金剛石鏜床 T60，使用量具是游標(biāo)卡尺。 擠壓小頭孔。加工設(shè)備為壓床。 銑鎖口槽。采用立式銑床，查表選用型號(hào)為 X51 的立式銑床，專(zhuān)用夾具，專(zhuān)用銑刀，用游標(biāo)卡尺測(cè)量。 加工螺栓底座面。采用立式銑床，查表選用型號(hào)為 X51 的立式銑床，專(zhuān)用夾新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 具、專(zhuān)用銑刀、用游標(biāo)卡尺測(cè)量。 倒角。采用立式銑床，銑床型號(hào)為 X51，專(zhuān)用夾具、專(zhuān)用銑刀、用游標(biāo)卡尺測(cè)量。 拉大、小頭凸臺(tái)及兩側(cè)面。查表選用型號(hào)為 L5120的立式銑床 確定加工工藝過(guò)程 連桿總成的加工路線： 毛坯準(zhǔn)備 校直 磁粉探傷 粗銑兩端面 精銑兩端面 磨兩端面 鉆小孔 粗鏜小頭孔 小頭孔倒角去毛刺 粗銑工藝凸臺(tái)及結(jié)合面精銑工藝凸臺(tái)及結(jié)合面 粗鏜大頭孔，倒角 磨結(jié)合面 鉆攻螺紋孔鉆定位孔 鉸定位孔及去毛刺 清洗 打印件號(hào) 檢驗(yàn)。 連桿蓋加工工藝路線： 毛坯準(zhǔn)備 校直 磁粉探傷 粗銑兩端面 精銑兩端面 磨兩端面 粗銑結(jié)合面 精銑結(jié)合面 粗鏜大頭孔及倒角 磨結(jié)合面 鉆，擴(kuò)沉頭孔 鉆鉸定位孔 鉸定位孔 去毛刺 清洗 打印件號(hào) 檢驗(yàn)。 連桿總成的加工路線： 體與蓋對(duì)號(hào)，清洗，裝配 磨兩端面 半精鏜大頭孔及倒角 精鏜大頭孔 精鏜小頭孔 液壓大頭孔 粗銑小頭孔端面 精銑小頭孔端面 大頭孔壓入襯套 精鏜大頭孔襯套孔 拆開(kāi)連桿蓋 銑體與蓋大頭軸瓦定位槽 對(duì)號(hào)，裝配 退磁 檢驗(yàn) 包裝入庫(kù)。 機(jī)械加工余量的確定 連桿材料 為 45 鋼，硬度為 226271HBS，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，采用整體