【正文】 最后，向所有在我本科學習階段關心和幫助過我的老師表示衷心的感謝。其次還要感謝成都理工大學核自院機械系的各位老師。致 謝在本文結束之際，首先要向我的導師胡波表示衷心的感謝。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時能承受一部分切削力。（1）、定位方案的設計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。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合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。且其技術要求很高，所以適當?shù)倪x擇機械加工中的定位基準,是能否保證連桿技術要求的重要問題之一。擴小頭孔夾具體圖如下：圖 31 擴小頭孔夾具體圖裝夾時先用一個錐形假銷對小頭孔進行定位，推動小頭端V形塊先對小頭孔端外圓進形定位裝夾，然后在推動大頭端V形塊對中夾緊，最后抽掉圓錐銷后即可加工小頭孔。由于本工序主要是粗加工小頭孔，所以只對夾具的定位穩(wěn)定性進行計算，及夾緊力和鉆削力的計算。在擴小頭孔之前，連桿的兩個端面，既小頭孔及大頭孔的兩側面已經(jīng)進行了精銑工序具有很高的表面精度,因此擴鉸小頭孔定位時采用連桿端面和小頭孔定位，連桿兩端采用以 V 形塊進行對中定位。) l2=3mm 基本時間 tj=L/fm2=(+3+3)/(250)= min 鉸小頭孔 選用鉆床 Z3080根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表 —81 選取數(shù)據(jù)鉸刀直徑 D = mm 切削速度 V = m/s切削深度 ap = mm 進給量 f = mm/r則主軸轉速 n = 1000v/?D = 140 r/min根據(jù)表 —31 按機床選取 n = 200 r/min則實際切削速度 V = Dn/（100060） = m/s 鉸削工時為： 按表 —7l= mm l1 = (kr=15176。由此可見，精加工時選用較小的吃刀深度 ap和進給量 f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度 V，以保證加工精度和表面質量，同時滿足生產(chǎn)率的要求。進給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質量下降。因此，選擇精加工的切削用量時應先考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高生產(chǎn)效率。3．切削速度的選擇：粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。2．進給量的選擇：粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。金屬切除率可以用下式計算：Zw ≈ 式中：Z w單位時間內(nèi)的金屬切除量（mm 3/s）V 切削速度（m/s）f 進給量（mm/r）ap切削深度（mm） 提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。因此，在剖分面銑開以后再經(jīng)過磨削加工。 連桿體與連桿蓋的銑開工序剖分面（亦稱結合面）的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證。精銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。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，然后進行精鏜大頭孔的工序。加工時以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。而之后采用精磨工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。在精鏜大小頭孔時，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。在加工連桿的夾具中，應注意夾緊力的作用方向和著力點的選擇。具體的辦法是，如圖（1—5）所示：在安裝工件時，注意將成套編號標記的一面不與夾具的定位元件接觸（在設計夾具時亦作相應的考慮）。一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產(chǎn)生變形。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個階段：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。方案二螺栓孔的加工不是一次成形需要重復裝夾，工藝設計不合理。因為端面的面積大，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同時可以消除基準不重合誤差。表 21 粉末鍛造后毛坯的參數(shù)參數(shù) 粉末鍛造尺寸波動(每 l00mm)mm 177。而粉末鍛造首先是省去了切邊、大、小頭沖孔、熱校正、冷精壓工序。3．鍛件精度高由于鍛造的加熱溫度較低，且又在防氧化的保護氣氛中進行，沒有氧化皮，故可以獲得較高尺寸精度和較低表面粗糙度的鍛件，制件表面在高壓下受到模具型腔光滑表面的熨平、光澤。從國外長期生產(chǎn)實踐證明，發(fā)動機連桿用粉末鍛造工藝代替普通模鍛，據(jù)統(tǒng)計資料可得如下明顯的優(yōu)點：1．成形性能高由于粉體顆粒較細，倒入模具型腔時，象流體一樣充填型腔各處，成形性能極高，所以對各種形狀復雜的鍛件都能順利成形。若模鍛溫度過低，在連桿表層的殘留微孔隙增多，則使連桿的密度下降；若停留時間過長，則連桿內(nèi)部易被氧化。然后，將燒結體移入無氧化性氣氛的保溫爐(約1000℃)中進行保溫。毛坯的生產(chǎn)工序如下：1．配料及混料：將低合金鋼粉，經(jīng)配料計算和準確稱取粉重后，置于混料機內(nèi)混和30min左右，至分布均勻。更重要的是，由于粉末鍛造采用粉末坯料的稱量法，使每根連桿得到同一重量，因此，連桿聯(lián)接曲軸旋轉時，明顯減輕了動平衡所引起的影響。粉末鍛造技術是常規(guī)的粉末冶金工藝和精密鍛造有機結合而發(fā)展起來的一項頗具有市場、競爭力的少、無切削金屬加工方法，以金屬粉末為原料，經(jīng)過預成形壓制，在保護氣氛中進行加熱燒結及作為鍛造毛坯，然后在壓力機上一次鍛造成形和實現(xiàn)無飛邊精密模鍛，獲得了與普通模鍛件相同密度、形狀復雜的精密鍛件。規(guī)定：螺栓孔按 IT8 級公差等級和表面粗糙度 Ra 應不大于 加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為 mm。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許多方便。 mm。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為 mm，素線平行度公差為 。因此，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。斷裂剖分工藝的應用，大大簡化了連桿的生產(chǎn)工藝流程。為了保證發(fā)動機運轉平衡，同一發(fā)動機中各連桿的質量不能相差太大。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術要求。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。連桿小頭用活塞銷與活塞連接?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。傳統(tǒng)的連桿生產(chǎn)工藝流程一般需 14 道切削加工工序，而應用斷裂剖分工藝，只需 6 道切削加工工序就夠了。反映連桿精度的參數(shù)主要有 5 個：（1）連桿大端中心面和小端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）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較?。欢鴥煽纵S心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級應不低于 IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在 100 mm 長度上公差為 mm）。在前面已經(jīng)說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。在連桿受動載荷時，對口面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結合不良，從而產(chǎn)生不均勻磨損。它既有粉末冶金成形性能較好的優(yōu)點，又發(fā)揮鍛造變形有效地改變金屬材料組織和性能作用的特點，使粉末冶金和鍛造工藝在生產(chǎn)上取得了新的突破，特別適宜大批量生產(chǎn)高強度、形狀復雜的結構零件，因此在各工業(yè)部門中有較大推廣應用的發(fā)展前途。粉末鍛造工藝是一種可以精減工藝、減少公害和節(jié)約資源的合乎時代要求的技術，是一項跨世紀的先進的高新技術。2．壓預成形坯：在壓制機上將粉料壓制成連桿預成形坯。4．閉式模鍛：圖 21 粉末鍛造過程示意圖為了節(jié)約能源，將粉末預成形壓坯直接從保溫爐內(nèi)送人壓力機模具中進行閉式模鍛。這兩種情況都能導致連桿的沖擊韌性和疲勞強度降低。毛坯對零件的材料利用率已達100％ ，即不留任何的金屬加工余量及輔料。4． 材料利用率高由于合理的制坯技術，再在較低溫度下進行無飛邊、無余量的精密閉式模鍛，大大提高了材料利用率，從普通模鍛的材料利用率50％左右增加到95％以上。7．產(chǎn)品成本低與普通模鍛加工方法相比，首先因為加工精度高，可以大幅度地節(jié)省機械加工，提高材料利用率，對節(jié)省工時和降低成本有很大的經(jīng)濟效果。零件重量波動％ 177。一般的連桿工藝路線是：拉大小頭兩端面——粗磨大小頭兩端面——拉連桿大小頭側定位面——拉連桿蓋兩端面及桿兩端面倒角——拉小頭兩斜面——粗拉螺栓座面，拉配對打字面、去重凸臺面及蓋定位側面——粗鏜桿身下半圓、倒角及小頭孔——粗鏜桿身上半圓、小頭孔及大小頭孔倒角——精銑螺栓座面——銑斷桿、蓋——小頭孔兩斜端面上倒角——加工螺栓孔——拉桿、蓋結合面及倒角——去配對桿蓋毛刺——清洗配對桿蓋——檢測配對桿蓋結合面精度——人工裝配——扭緊螺栓——打印桿蓋配對標記號——精磨連桿桿身兩端面——粗鏜大頭孔及兩側倒角——半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔——檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度——壓入小頭孔襯套——稱重去重——精鏜大頭孔、小頭襯套孔——清洗——最終檢查——成品防銹。兩個方案的鉆階梯油孔可以安排在小頭孔壓入襯套之后，這樣襯套可以省去鉆孔工藝節(jié)約成本。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準備精基準；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括為合裝做準備的螺栓孔和結合面的加工，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技術要求的加工，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。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。 定位基準的選擇在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。在銑兩端面的夾具中，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，很少或不會影響端面的平面度。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側面夾緊。精磨在 M7130 型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產(chǎn)率低一些，但精度較高。小頭孔在粗鏜后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到 IT6 級公差等級，然后壓入襯套，再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔。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。精銑時為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直度，使用兩工位夾具。為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差 ，并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度，除夾具本身要保證精度外，鋸片的安裝精度的影響也很大。 切削用量的選擇原則正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟性，保證加工質量，具有重要的作用。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。1．切削深度的選擇：粗加工時切削深度應根據(jù)工件的加工