【導讀】使活塞的往復直線運動變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運動，以輸出動力。于降低柴油機的能耗和噪聲。柴油機連桿的加工工藝是影響柴油機連桿機械性。能的重要因素，本文重要對柴油機連桿的加工工藝和夾具進行設(shè)計。

　　

【正文】 程分為如下幾個階段： 第一步：連桿的精基準加工階段（基準現(xiàn)行原則），這是連桿后續(xù)加工的基礎(chǔ)； 第二步：連桿各主要表面的加工階段（先主后次的原則）； 第三步：與連桿主要表面有相互位置精度的加工階段 ； 第四步：精加工階段，是確定連桿最終精度的階段 輔助工序是連桿機械加工的重要環(huán)節(jié)，涉及到連桿加工的許多細節(jié)問題，關(guān)系到連桿的精度，剛度，內(nèi)部結(jié)構(gòu)等多個方面。對于連桿的輔助工序主要是按熱處理、去毛 刺、噴丸、磁力探傷、清洗、檢查等工序。 熱處理工序 根據(jù)連桿的材料選擇，和連桿的工作環(huán)境要求，連桿的熱處理工序主要是要達到兩個目的：第一個就是細化顆粒，消除連桿的內(nèi)部應(yīng)力，降低連桿的硬度，以便于隨后的機械切削加工。因為連桿的毛坯是模鍛件，所以連桿的熱處理應(yīng)該在連桿毛坯出來之后進行，連桿的主要熱處理工序是退火加調(diào)質(zhì)處理。 西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 26 連桿熱處理工序的主要目的是為了改善連桿的綜合力學性能，得到性能較好的連桿，因此對于不同連桿的加工方式其熱處理的工序安排也不盡相同。連桿熱處理與機械加工的安排順序?qū)⒂绊懙竭B桿加工的生 產(chǎn)效率的和生產(chǎn)成本。一般地，退火處理工序安排在連桿鍛造毛坯之后，而對于其他熱處理工序的安排就不盡相同，對于不同工作環(huán)境，不同材料的連桿，它們的材料硬度各不相同，其熱處理的工序就不同，有的需要安排為淬火加退火，有的為調(diào)質(zhì)處理。安排的各個工序的加工階段也各不相同，對于大批量生產(chǎn)中，連桿的調(diào)質(zhì)處理一般安排在粗加工階段之后進行，之主要是因為連桿是模鍛件，因此連桿的加工余量較大，如果調(diào)質(zhì)處理安排在粗加工之前，那么調(diào)質(zhì)處理對于連桿的內(nèi)部組織改變不大，而安排在粗加工后，減少了連桿大量的加工余量，這樣可以有效的對連桿需要的 部分進行熱處理，提高了連桿整體熱處理的質(zhì)量，更多的改善了連桿的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。 但是對于現(xiàn)代流水線連桿加工，在連桿加工過程中采用了較多高精度、搞專用度機床，如果在連桿粗加工之后進行熱處理，這必然導致連桿在加工過程中進行轉(zhuǎn)移，在不同的工廠進行加工。所以現(xiàn)代連桿的熱處理工序一般安排在連桿機械加工之前，為了改善連桿的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，改善內(nèi)部應(yīng)力需采取以下加工方法： 1)改善連桿毛坯的鍛造工序，采用更好的鍛造方法，得到更高質(zhì)量的連桿，分析、計算得到合理的連桿的機械加工余量，減少不必的加工余量，合理使用機床，采用更好質(zhì)量 的刀具，確定更加合理的走刀次數(shù)。 2)分散柴油機連桿的粗、精加工工序合理的安排粗精加工，對于連桿大小頭孔的精加工放在連桿機械加工的最后工序。 經(jīng)過國內(nèi)外進行的大量生產(chǎn)和實驗數(shù)據(jù)顯示，加大連桿粗精加工之間的時效并不能對連桿內(nèi)部的應(yīng)力變形產(chǎn)生明顯的作用，這說明不需要對連桿進行熱時效的處理。 檢查工序 檢查工序是對于任何機械加工不可避免的，檢查工序是對于機械加工質(zhì)量的保證，任何機械加工的工藝安排是否合理主要就是檢查工序所得到的連桿精度、質(zhì)量要求是否合理。 柴油機連桿在生產(chǎn)過程中安排了多次檢查工序，對于每一 個主要面的加工西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 27 完成后都要進行檢查，以保證連桿在下一道工序的加工過程的精度要求?，F(xiàn)代連桿加工過程采用的許多高端技術(shù)對連桿進行檢測，對于一些關(guān)鍵的、影響連桿機械運動性能的面如：連桿大小頭孔的兩端面的表面精度、粗糙度；連桿的大小頭孔的位置精度、中心距以及大小頭孔內(nèi)圓柱面的表面粗糙度；連桿桿身和連桿蓋結(jié)合面的粗糙度 ；連桿螺栓孔的垂直度；大小頭孔的村套等配備了高精度電子儀器。加工完成后對連桿的大小頭孔的直徑、表面粗糙度、圓柱度、大下頭孔的中心距、大小頭孔端面的平行度、粗糙度和連桿螺栓孔的垂直度等進行最后的檢查，以保證 連桿的機械加工質(zhì)量。 清洗工序 清洗工序主要是為了保證連桿的下一步加工的精度不受前面加工工序的影響，去除連桿前面機械加工所產(chǎn)生的切削物，使工件干凈，保證連桿的加工質(zhì)量，對于重要的檢查工序，在檢查之前必須對連桿進行清潔工序。一般在以下工序前應(yīng)該進行清洗： 1)連桿桿身和連桿蓋組裝加工之前，組要是為了保證連桿組裝加工后大頭孔的圓度和位置精度。 2)連桿的最終檢測之前應(yīng)該進行清洗，最終檢測是連桿加工質(zhì)量的精度的綜合檢測，清洗保證檢測的精度不受前面加工的影響。 3)連桿機械加工完成后，在入庫之前應(yīng)該進行清 洗，保證連桿在入庫后不受其他影響，使連桿保持機械加工的精度。 去毛刺工序 在連桿鉆、擴、鏜等機械加工過程不可避免的產(chǎn)生加工毛刺，特別是對于大下頭孔的鏜、鉆油孔的工序，毛刺很明顯，這些毛刺將影響連桿的下一步加工工序的定位精度，這就影響連桿本身加工的精度，這些加工表面與刀具相接觸，會對加工刀具的使用壽命產(chǎn)生負面效果。并且連桿的毛刺將影響到對連桿的清洗、檢查工序，加大連桿的 檢測誤差。所以在連桿加工過程中，應(yīng)該安排對連桿的去毛刺工序，特別是對于在檢測工序之前有明顯毛刺的工序。 西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 28 第六 章 連桿加工中工序余量 和尺寸分析 在確定連桿加工工藝路線之后要進行工序設(shè)計，確定具體的工序內(nèi)容，根據(jù)連桿加工的具體過程，確定連桿加工的加工余量和工序尺寸。 加工余量的確定 為了保證連桿加工的精度和粗糙值，需要從連桿毛坯表面切去多余的金屬層，這一層金屬層得總厚度稱為改表面的加工余量。每一工序所切除的金屬層厚度稱為加工余量?？梢娂庸た傆嗔颗c個表面的加工余量之間的關(guān)系 ： 式中： 0Z —— 毛坯總余量 iZ —— 工序余量 i—— 是工序 在連桿的工藝規(guī)程設(shè)計中，確定加工余量是個很重要的工作。因余量的大小將直接影響機械加工的生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和經(jīng)濟性。余量太小，會因去不掉上道工序留下的表面缺陷而造成廢品：余量過大，將浪費金屬材料和加工工時，甚至還會影響到加工精度。 連桿生產(chǎn)中根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)批量不同，所以確定連桿加工余量的方法也有所不同，在小批量的生產(chǎn)中，連桿的加工余量往往根據(jù)經(jīng)驗來確定連桿的加工余量，這是不夠準確的，而且在小批量生產(chǎn)中，為了減少廢品率，連桿的加工余 量較大。而在大批量生產(chǎn)中為了提高連桿生產(chǎn)效率，連桿的加工余量則應(yīng)該是根據(jù)長期生產(chǎn)的經(jīng)驗和實驗研究所積累的經(jīng)驗來確定連桿的加工余量。 0 1niiZZ???西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 29 表 61 鉆、擴、鉸孔的加工余量 (mm) 鍛件長度（寬）度 50~120 120~260 260~500 偏差（ mm） 直徑 鉆孔后 擴孔或鏜孔后 粗鉸后 擴孔 鏜孔 精鏜 鉸孔 鉸孔 粗鉸 精鉸 3~6 6~10 10~18 18~30 30~50 50~80 80~120 表 62 精細鏜孔的加工余量 （ mm） 直徑 鋼 鑄鋼 粗加工 精加工 粗加工 精加工 30 30~50 50~80 80~120 表 63 平面加工余量（ mm） 加工性質(zhì) 加工面得長度 加工面的寬度（ mm） 100 100~300 300~1000 余量 粗加工后精銑 300 300~1000 1.5 精加工后磨削 300 300~1000 0.25 表 64 在組合機床上孔的加工余量（ mm） 加工方法 粗擴 精擴 精鉸 粗鏜 半精鏜 精鏜 銑鏜 西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 30 直徑上的加工余量 2~4 ~ ~ 3~5 1~ ~ ~ 連桿加工余量計算 連桿大下頭孔兩平面加工余量 0 1 2 3 4( ) * 2Z Z Z Z Z? ? ? ? 其中：粗銑加工余量 1 mm? 精銑加工余量 2 mm? 粗磨加工余量 3 mm? 精磨加工余量 4 mm? 所以 0 1 2 3 4( ) * 2 5. 0Z Z Z Z Z m m? ? ? ? ? 連桿工時定額計算 粗 銑連桿大小頭平面 銑刀直徑 D=100mm 切削速度 fv =1m/s 銑刀齒數(shù) Z=6 切削深度 pa = 每齒進給量 /f mm z? 主軸轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 / 1 9 1 / m inn v D r??? 精銑連桿大小頭面 銑刀直徑 D=100mm 切削速度 fv =1m/s 銑刀齒數(shù) Z=6 切削深度 pa = 每齒進給量 /f mm z? 主軸轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 / 1 9 1 / m inn v D r??? 粗磨連桿大小頭平面 砂 輪寬度 100sb mm? 西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 31 切削速度 18 /v m s? 縱向進給量 60 /sf mm st? 背吃刀量 mm? 精磨連桿大小頭平面 砂輪寬度 100sb mm? 切削速度 24 /v m s? 縱向進給量 25 /sf mm st? 背吃刀量 mm? 粗銑連桿兩側(cè)面 銑刀直徑 D=50mm 切削速度 fv =1m/s 銑刀齒數(shù) Z=6 切削深度 pa = 每齒進給量 /f mm z? 精銑連桿大頭孔兩側(cè)面 銑刀直徑 D=50mm 切削速度 fv =1m/s 銑刀齒數(shù) Z=6 切削深度 pa = 每齒進給量 /f mm z? 鉆小頭孔 刀具直徑 0 20d mm? 切削速度 21 / minvm? 進給量 /f mm r? 鉆頭螺旋角 30 度 鉆尖角 118 度 非水溶性切削 西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 32 擴小頭孔 擴孔鉆直徑 0 30d mm? 切削速度 / minvm? 進給量 /f mm r? 主軸轉(zhuǎn)速 566 / minnr? 半精鏜小頭孔 切削速度 150 / minvm? 進給量 /f mm r? 加工余量 mm? 精鏜小頭孔 切削速度 150 / minvm? 進給量 /f mm r? 加工余量 mm? 連桿加工尺寸鏈的計算 柴油機連桿尺寸鏈的計算是加工精度的保證，精確計算連桿加工的工序尺寸可以提高連桿的加工效率和工藝精度 。 連桿大頭孔的工序尺寸 毛坯尺寸： ?? 粗鏜工序尺寸： ? 半精鏜工序尺寸： 精鏜工序尺寸： 衍磨工序尺寸： ? 根據(jù)各工序確定各個工序的最大加工余量和最小加工余量 粗鏜孔工序 ： m a x 53 .4 6 49 .3 4. 61Z m m? ? ? m in 53 .0 51 .5 1. 5Z m m? ? ? 半精鏜加工工序： m a x 54 .3 7 53 .0 1. 37Z m m? ? ? 西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 33 m in 54 .2 5 53 .4 6 0. 97Z m m? ? ? 精鏜孔加工工序： m a x 54 .9 6 54 .2 5 0. 71Z m m? ? ? m in 54 .5 54 .3 7 0. 13Z m m? ? ? 衍磨加工工序： m a x m m? ? ? m in m m? ? ? 連桿小頭加工工序尺寸 小頭孔才用鉆、擴的的加工工藝，鏜孔的基本工序 30mm 后續(xù)加工與大頭孔加工工藝相同，工序余量相同，不作具體介紹。 西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 34 第七 章 連桿夾具設(shè)計 連桿材料為合金鋼，年生產(chǎn)量 100000 件，屬于大批量生產(chǎn)，采用專用夾具可以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率，提高連桿精度，減輕勞動強度，保證 生產(chǎn)的安全。根據(jù)任務(wù)要求選擇銑床精銑工序的夾具進行作為專用夾具，進行設(shè)計。刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。 夾具的組成 因此夾具要起到上述作用，一般需要幾個部分的組成。 定位元件 它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置。如定位銷、支撐板。 夾緊裝置 用于夾緊工件的裝置，在切削是工件在夾具中保持既定位置。 對刀元件 用于確定夾具與刀具的相對位置。 夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。 定位基準的選擇 由于 是連桿精銑夾具的設(shè)計，之前連桿已經(jīng)經(jīng)過粗銑，鉆、擴孔，有了精準的定位基準，所以選擇連桿大小頭孔端面，大小頭孔，和大頭孔一側(cè)面作為定位基準，此基準與連桿選擇得精基準一致及工序基準與定位基準一致，不存在基準不重合誤差，可可以有效的減少定位誤差。 西 南科技大學本科生畢業(yè)論文 35 圖 71 圖 72 定位元件的選擇 （ 1） 大小頭孔端面定位元件的選擇： 大頭孔端面相對面積較大，采用支撐釘進行定位，由于大小頭孔表面已經(jīng)進行過粗銑，所以選