【文章內(nèi)容簡介】 求。 大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 6 頁基本要求如：連桿桿身不垂直度≤，小頭、大頭兩端面對稱面與桿身相應對稱面之間的偏移≤，桿身橫向?qū)ΨQ面對大小頭孔中心偏移≤1.首先必須保證大頭中心孔中心線和小頭孔中心線之間的平行度，這樣才能保證連桿在工作過程中平穩(wěn)不刮曲軸和軸瓦；第二個就是保證兩個端面的平行度，以及兩端面中心線與兩孔中心線之間的垂直度，用于保證工作中不會刮傷曲軸平衡塊，可以減少噪聲，保持平穩(wěn)；第三個要保證的是連桿體和蓋的分和面之間的配合和吻合，以保證大頭孔的圓柱度，以免刮傷軸瓦；第四要確保大小頭孔中心線之間的距離，如果其得不到保證，將保證不了發(fā)動機在工作時的氣體壓縮比等。 連桿的主要技術(shù)要求連桿精度的參數(shù)主要有五個：的對稱；；；的 尺寸精度、形狀精度；。其余技術(shù)參數(shù)如下表：表 技術(shù)要求項目 具體要求或數(shù)值 滿足的主要性能大、小頭孔的橢圓度，錐度橢圓度≤錐度≤保證與襯套、軸瓦的良好配合兩孔中心距 177?！?氣缸氣體的壓縮比兩孔軸線在同一個平面內(nèi)在連桿軸線平面內(nèi)：≤在垂直連桿軸線平面內(nèi)：≤減少氣缸壁和曲軸頸磨損大孔兩端面對軸線的垂直度≤ 減少曲軸頸邊緣磨損兩螺孔中心線（定位孔）的位置精度在兩個在 45176。方向上的平行度：~對結(jié)合面的垂直度≤保證正常承載和軸頸與軸瓦的良好配合同一組內(nèi)的重量差177。30g 保證運轉(zhuǎn)平穩(wěn) 大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 7 頁第三章 連桿零件機械加工工藝規(guī)程的編制 生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。零件生產(chǎn)綱領(lǐng)計算:N=Qn（1+α%） （1+β%）式中 N──零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）。Q──產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）。 n──每臺產(chǎn)品中,該零件的數(shù)量(件/臺)。α%──備品率。β%──廢品率。 根據(jù)教材中生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復雜程度的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型。圖 為某產(chǎn)品上的一個連桿零件。該連桿用于 6105 柴油機，年產(chǎn)量為 1000 臺。設其備品率為 10%，采用脹斷技術(shù)后，其廢品率幾乎為零，所以機械加工廢品率選擇為%，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為 6 件 N=Qn（1+α%） （1+β%） =10006（1+10%） （1+%） = 6666 件/年連桿零件的年產(chǎn)量為 6666 件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于中型機械，根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻 ，確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。圖 31 連桿零件圖大量生產(chǎn)的工藝特征： 大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 8 頁（1） 零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處，采用分組裝配法和調(diào)整法。（2） 毛坯的制造方法和加工余：廣泛采用金屬模機器造型，一般采用模鍛。毛坯精度高，加工余量小。（3） 機床設備及其布置形式：廣泛采用專用機床及自動機床，按流水線和自動排列設備。（4） 工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復合刀具，專用量具或自動檢驗裝置，靠調(diào)整法達到精度要求。（5） 對工人的技術(shù)要求：對調(diào)整工的技術(shù)水平要求高，對操作工的技術(shù)水平要求較低。（6） 工藝文件：有工藝過程卡或工序卡，關(guān)鍵工序要調(diào)整卡和檢驗卡。（7） 成本：較低。（8） 生產(chǎn)率：高。（9） 工人勞動條件：較好。 連桿的工藝分析 首先連桿的加工表面如下：（1）以端面互為基準加工的兩端面，尺寸為，以其中一加工端面為基準的小頭孔 Φ，大頭孔 Φ。（2）以小頭孔為中心的加工有：鉆兩個 Φ4 的油孔，銑連桿體卡挖槽，加工側(cè)面工藝凸臺。（3）以大頭孔為中心的加工表面有：加工連桿蓋卡挖槽，加工 M12 螺栓孔，和 的連桿蓋上螺釘光孔。 連桿的材料選擇與毛坯的制造方法 連桿的材料選擇考慮到在該工藝方案中采用脹斷工藝，那么選擇材料也是很重要的。在過去其發(fā)動機連桿多采用中碳鋼或者中碳合金鋼，經(jīng)過淬火和高溫回火處理，處理后一般硬度在HBS288～HBS269 ，在鍛造后空冷，通過析出強化得到與淬火高溫回火一樣的力學性能，省去了淬火和高溫回火，從而降 大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 9 頁低了成本。后來為了減少機加工，更進一步降低成本，于是開發(fā)了用粉末冶金的方法來制造連桿，大大減少了機加工。而且粉末冶金連桿的質(zhì)量公差小，更適合用于發(fā)動機連桿是的制造。美國就廣泛的運用粉末冶金的方法來生產(chǎn)連桿。在 20 世紀 90 年代中葉，鋼廠與汽車廠合作開發(fā)了裂解連桿用鋼，實際上它是一種含 %左右的高碳鋼。能用于脹斷連桿的主要材料為粉末燒結(jié)材料、高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼、球墨鑄鐵以及可鍛鑄鐵，其中C70S6 高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼和粉末燒結(jié)材料應用最廣。那么在這種情況之下該如何來選擇材料呢？在粉末冶金和C70S6之間做出一個選擇。據(jù)相關(guān)資料報道，我國粉末冶金行業(yè)與國外相比有如下差距：（１）產(chǎn)品水平低 在產(chǎn)品精度方面，少數(shù)企業(yè)尺寸精度可達is07—8級，形位公差可達8—9級，與國外水平相比低1—2級，但一般企業(yè)約相差2—3級。在產(chǎn)品質(zhì)量方面，最大的問題是質(zhì)量不夠穩(wěn)定，產(chǎn)品內(nèi)在重量和外觀質(zhì)量均有較大的差距。而且高檔粉末冶金零件國內(nèi)還沒有辦法生產(chǎn)出來，即使生產(chǎn)出來，也是質(zhì)量很差，所以很多高檔的粉末冶金零件還需要進口。（2）工藝裝備落后在粉末冶金設備方面，主要是通過企業(yè)引進，購置國外粉末成形壓機、燒結(jié)爐、模具加工和測試設備及消化吸收、改造設備的使用來提高產(chǎn)品質(zhì)量。粉末冶金行業(yè)除少數(shù)企業(yè)引進了國外先進的專用壓機外，大多數(shù)企業(yè)仍采用通用壓機、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定，由于壓機功能少，不能生產(chǎn)復雜結(jié)構(gòu)件，后續(xù)加工量較大。在燒結(jié)爐方面也如此，多數(shù)企業(yè)仍采用性能較差的設備、能耗大、效率低、爐溫均勻性差，質(zhì)量不穩(wěn)定。目前，國內(nèi)雖有少數(shù)設備制造企業(yè)在生產(chǎn)粉末冶金專用設備，但在性能及質(zhì)量可靠性上與國外先進設備相比仍有較大差距，還不能完全滿足企業(yè)的要求。另外，模具、模架的設計制造力量較弱，目前國內(nèi)還沒有形成一個專業(yè)生產(chǎn)粉末冶金模具、模架的企業(yè)，這導致粉末冶金新產(chǎn)品開發(fā)速度較慢，不能滿足需要。（3）買方市場下的產(chǎn)需矛盾 受粉末冶金企業(yè)技術(shù)、設備及規(guī)模等諸方面的影響，目前的情況是，低檔產(chǎn)品多、生產(chǎn)過剩、市場競爭激烈，紛紛降低促銷，嚴重影響整個行業(yè)的經(jīng)濟效益，而高檔產(chǎn) 大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 10 頁品上不去雖有市場，能夠勝任的廠家太少，市場供不應求，不能滿足主機配套要求。 （4）科研跟不上產(chǎn)品發(fā)展需要 粉末冶金制品技術(shù)含量高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。大量的共性技術(shù)和新材料、新產(chǎn)品需要進行試驗。如模具、模架的設計與制造、高性能、復雜結(jié)構(gòu)件的成形工藝、后續(xù)處理工藝、粉末熱鍛、溫壓、注射成形等工藝的研究等。由于企業(yè)技術(shù)力量薄弱及忙于應付日常生產(chǎn)、經(jīng)營等工作，無力研究，而研究單位科研經(jīng)費緊張，自顧尚有問題，這種局面嚴重影響著粉末冶金技術(shù)的提高與發(fā)展。 （5）出口產(chǎn)品創(chuàng)匯方面 粉末冶金制品企業(yè)主要為國內(nèi)主機配套，能夠出口創(chuàng)匯的企業(yè)較少。（6）企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟效益與國外同類企業(yè)相比差距較大與粉末冶金連桿相比，C70S6鋼在成本和使用性能上都具有一定優(yōu)越性，首先鍛造后空冷不需要熱處理，脹斷后連桿與連桿蓋接觸面不無需機械加工，省去了機械加工費用，裝配后連桿體與連桿蓋的裂解面能緊密地接觸并相互鎖定，使其不產(chǎn)生錯位和移動，提高了與曲軸零件的配合，同時也提高了曲軸的剛度，大大地改善了發(fā)動機的性能。減輕連桿的重量一直都是連桿制造上討論的一個主題，如果采用粉末冶金技術(shù)，在不改變連桿形狀結(jié)構(gòu)的前提之下會導致連桿的重量增加15%～30%，這樣使得連桿得重量有了很大的增加，那么發(fā)動機的重量也會在一定程度的增加，會影響其使用性能。如果用粉末冶金制造連桿，就必須重新設計連桿的形狀結(jié)構(gòu)，以減輕連桿的重量。綜上所述，考慮了各種因素，并經(jīng)過組內(nèi)成員的共同討論，最后決定采用C70S6鋼作為本次設計中連桿的材料。 C70S6鋼的成分和力學性能C70S6 材料中主要各化學成分質(zhì)量百分比分別為：C為0. 72 % ，Mn為0. 5 % ，S為0. 06 % ， P為0. 009 % ，V為0. 04 %；其金相組織為珠光體加斷續(xù)的鐵素體，抗拉強度為：900MPa～1 050 MPa，屈服極限為520 MPa，最大延伸率為10 %。其中Mn作為強化項而存在，用以提高材料的強度。脹斷工藝要求連桿裂解后的塑性變形最小，又要保證材料有良好的可切削加工性能。C70S6為高碳鋼，含C量提高后，便增加了鋼材的淬透性能，假如保持含Mn量不變， 大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 11 頁連桿鍛造空冷后硬度會提高，而且金相組織中可能會出現(xiàn)貝氏體，惡化可切削加工性能，須通過適當途徑降低含Mn量。為了改善可切削加工性，提高了含S量，鋼中的Mn和S的親和力大于Fe和S的親和力，優(yōu)先形成MnS，從而降低鋼的塑性，防止金相組織中可能會出現(xiàn)的貝氏體；另外FeS會引起鋼的“熱脆” ，促進了裂解時的斷裂。Mn和S結(jié)合時含Mn量又不能過低，至少要高于S三 倍的含量。C70S6材料的力學性能:極限抗拉強度/MPa屈服強度/MPa伸長率（%）壓縮屈服強度/MPa剪切強度/MPa990 580 14 610 655 毛坯的制造方法由于連桿在發(fā)動機工作中要承受交變載荷以及沖擊性載荷，一次應選用鍛造，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證連桿可靠地工作。而且該零件的年產(chǎn)量是6000，已經(jīng)達到了大量生產(chǎn)的水平，要求其生產(chǎn)率比較高，零件尺寸不是很大，再者為了保證它的尺寸精度、加工精度，故選擇模鍛。脹斷工藝要求連桿鍛件在脹斷過程之中不能有過大的塑性變形，因此模鍛連桿性能的合格就是保證連桿達到理想的脆性斷裂的因素。用于脹斷工藝的C70S6系列高碳非調(diào)質(zhì)鋼，它的成分特點是低硅，低錳及添加了微量合金元素釩和易切削的S元素，范圍窄，純度高。脹斷連桿工藝現(xiàn)有的模鍛工藝主要有以下三種：（1）輥鍛（楔橫軋）制坯——熱模鍛生產(chǎn)線 工藝：下料→加熱→輥鍛→成型（預鍛，終鍛）→切邊沖孔→熱校正→BY處理→噴丸處理→探傷處理→精壓處理