【正文】 來了。激光加工工序的加工余量及工序尺寸將會在脹斷 工藝介紹 中作詳細闡述；脹斷加工工序基本沒有加工余量。 100%通過縱橫磁化，進行磁粉探傷，檢查表面裂紋。 280～ 310HBS，冷校正的零件其硬度檢驗前應(yīng)去掉表面硬化層。屈服強度不低于 550MPa,斷裂拉伸率不低于 10%，斷裂收縮率不低于 20%。 C。 根據(jù)所生產(chǎn)的連桿類型和實際情況，故選擇第 二 種模鍛方式，即 輥鍛（楔橫軋）制坯 —— 錘上模鍛生產(chǎn)線 用于脹斷連桿制造的模鍛過程中應(yīng)注意以下幾個問題： C70S6高碳非調(diào)質(zhì)鋼材料，其 中加熱溫度較高（ 1220～1290176。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 18 設(shè)備配置：下料機（帶鋸機）→中頻感應(yīng)加熱爐（ 250W)→輥鍛機（Φ 460型）→摩擦壓力機（ 630t）→摩擦壓力機（ 1000t）→閉式單點壓力機（ 250t）→摩擦壓力機。 ，錯差在，切邊模具沒有氮氣缸，可使模鍛件定位后再切邊，切邊變性很小，精壓尺寸精度可以控制在177。 （ 2)輥鍛（楔橫軋）制坯 —— 錘上模鍛生產(chǎn)線 工藝：下料→加熱→輥鍛→成型（預(yù)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。這種生產(chǎn)線便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，具有噪聲小，勞動環(huán)境好等優(yōu)點。 加工工藝路線的擬定 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(yù)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。加工連桿時要保證小頭孔的壁厚均勻 ,所以在拉小頭孔時 ,選大、小頭孔的兩個端面作為基準。緊接著以已加工過的端面為基準來加工第二個端面。 對于一些要求高或加工中不易保證的技術(shù)要求 ,在精加工時也可以采用自為基準的原則進行加工 ,或采用互為基準的原則進行加工 ,或由機床精度直接保證。 工藝規(guī)程的定制 定位基準的分析 連桿工藝的基準選擇 連桿件外形復(fù)雜而剛性較差 ,它的技術(shù)要求又很高 ,故恰當(dāng)?shù)剡x擇機械加工中的定位基準是能否保證連桿技術(shù)要求的重要問題之一。 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。 C70S6材料的力學(xué)性能 : 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 16 表 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 /MPa 990 580 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(yīng)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。 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。 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鋼的成分和力學(xué)性能 C70S6 材料中主要各化學(xué)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 %。如果用粉末冶金制造連桿，就必 須重新設(shè)計連桿的形狀結(jié)構(gòu)，以減輕連桿的重量。 （ 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。由于企業(yè)技術(shù)力量薄弱及忙于應(yīng)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。大量的共性技術(shù)和新材料、新產(chǎn)品需要進行試驗。 （ 3）買方市場下的產(chǎn)需矛盾 受粉末冶金企業(yè)技術(shù)、設(shè)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)品上不去雖有市場，能夠勝任的廠家太少，市場供不應(yīng)求，不能滿足主機配套要求。目前，國內(nèi)雖有少數(shù)設(shè)備制造企業(yè)在生產(chǎn)粉末冶金專用設(shè)備，但在性能及質(zhì)量可靠性上與國外先進設(shè)備相比仍有較大差 距，還不能完全滿足企業(yè)的要求。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(fù)雜結(jié)構(gòu)件，后續(xù)加工量較大。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。 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： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 14 （ 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 IT7—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。 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(yīng)用最廣。美國就廣泛的運用粉末冶金的方法來生產(chǎn)連桿。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。 零件材料的選擇 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。 連桿在工作過程中 ，受到急劇的動載荷的作用，這一作用又傳遞到連桿和蓋的兩個連接螺母上。大、小頭孔中心線的扭曲對不均勻磨損的影響較小，一般規(guī)定扭曲度不大于 。 大、小頭孔兩端面與曲軸軸承座端面配合，其精度影響到安裝和磨損，端面厚度公差為 ，它與孔的垂直度誤差為 。 28（未裝銅套） 小頭孔是與活塞銷配合的表面，加工尺寸精度要求為 IT5，圓柱度誤差為 、表面粗糙度 m。加工時根據(jù)尺寸精度選擇合理的機床設(shè)備型號。各部分的精度都要求比較高 ,在加工大、小頭孔時，都有圓柱度和互相的平行度要求，加工時必須加以注意。 第二章 連桿零件的分析 、連桿零件的分析 連桿零件結(jié)構(gòu)分析 本課題設(shè)計的零件 是汽車發(fā)動機連桿（零件圖如圖 ），從零件圖的分析可以知道，零件的表面大都由一系列的規(guī)則的直線和圓弧 組成，因此 選擇通用的加工方法即可。 關(guān)于螺栓裝配，在裝配螺栓過程中必須保證裂解后的連桿桿身與連桿蓋完全嚙合、不錯位。 脹斷主要解決的問題是：如何核心設(shè)備的選擇以 及其夾具的設(shè)計。脹斷槽形狀主要有機械加工而成的“ V”型槽與激光加工的矩形槽，其參數(shù)主要有張角、曲率半徑、槽深、槽長等。脹斷槽（應(yīng)力槽）的位置的確定在一定程度上反應(yīng)了斷裂的方向，斷裂的方向必須與螺釘安裝方向垂直，如果說不能準確的在這個角度和位置上斷裂的話，不但在安裝的時 候會產(chǎn)生很大的難度，也很難保證大頭孔的圓柱度。 在脹斷加工工序之中，其脹斷加工技術(shù)主要有三道關(guān)鍵核心工序，即加工初始應(yīng)力槽、脹斷、裝配螺栓等。 對 粉末冶金零件工業(yè)提出的主要要求是降低成本、改進使用性能、減輕零件重量及保護環(huán)境。應(yīng)用比較廣泛的材料是粉末燒結(jié)材料和高碳鋼。 脹斷連桿要求其材料塑性變形小、強度好、脆性適中、工藝性好，即在保證連桿強韌綜合性能指標的前提下，限制連桿的韌性指標，使斷口呈現(xiàn)脆性斷裂特征。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 10 連桿工藝研究方向和研究的關(guān)鍵問題 本設(shè)計的目的主要是制定一條適合脹斷工藝的工藝方案，基本需要解決以下問題： 首先是要確定毛坯的材料以及其毛坯的制造方法。 國外很多連桿生產(chǎn)廠家提出關(guān)于連桿體與蓋分離最新工藝是使用斷裂分開，即脹斷工藝（又漲斷工藝或裂解工藝），該工藝是用切口 (用機械方法或用激光等方法制造預(yù)裂紋 , 國內(nèi)常用的裂解槽加工方法有機械拉削、線切割，國外采用水刀和激光加工 )，形成應(yīng)力集中，主動施加垂直預(yù)定斷裂面載荷進行引裂，在幾乎不發(fā)生變形的情況之下，在缺口處規(guī)則脆性斷裂，實現(xiàn)連桿體與連桿蓋的無屑斷裂剖分，使大端連桿蓋從連桿體移去。而 德國發(fā)動機系統(tǒng)和零部件的專家 MahleGmbH 公司 先后推出了 C70S6BY 鋼 、 36MnVS4BY 鋼 、 70MnVS4BY 鋼 等可用于脹斷的材料。 康 明 斯 生產(chǎn)線采用 調(diào)質(zhì)鋼毛坯40MnBH(GB521685),1995 年全面轉(zhuǎn)用非調(diào)質(zhì)鋼材料毛坯 38MnV。 綜上所述，以體現(xiàn)自己大學(xué) 三 來所學(xué)理論知識與實際生產(chǎn)聯(lián)系的綜合，鍛煉自己的獨立思考、自我創(chuàng)新的意識和能力為目的，在采用脹斷技術(shù)的基礎(chǔ)上，探索和制定出一條能提高連桿的質(zhì)量和減少連桿制造成本，并基本適應(yīng)實際生產(chǎn)的方案，故選擇該課題作為本次畢業(yè)設(shè)計的題目。 圖 脹斷過程示意簡圖 采用脹斷工藝有如下優(yōu)點： ； 脹斷工藝后，連桿與連桿蓋的分離面是最完全的嚙合，所以其無需再進行機加工，省略了分離面的磨削加工； ，如螺栓孔定位（或定位環(huán)孔），只需螺栓拉緊即可，這樣省去了螺栓孔的精加工（如鉸或鏜） 。 據(jù)相關(guān)文章介紹， 發(fā)動機連桿 脹斷 加工技術(shù)是目前國際上連桿生產(chǎn)的最新技術(shù)， 隨著連桿生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，連桿體與蓋的分離不再采用 銑、鋸或拉這類傳統(tǒng)切削加工方法 ，而是采用了最新的脹斷技術(shù)。而其連桿制造技術(shù)的好壞直接影響著連桿的使用性能和經(jīng)濟性能以及一個企業(yè)的生存和發(fā)展，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的制造技術(shù)漸漸不能適應(yīng)現(xiàn)在生產(chǎn)的要求。 發(fā)動機的可靠性在很大程度上取決于連桿的可靠程度，在連桿的總成可靠性的因素之中分合面質(zhì)量與定位關(guān)系是主要因素，因此解決好連桿體與連桿蓋之間的定位問題，可以降低連桿的生產(chǎn)成本，提高發(fā)動機的可靠性。 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力?？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 )。為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。 在發(fā)動機工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強 度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。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。 加工工藝規(guī)程設(shè)計的目的和意義 連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中，把作用于活塞頂面 的膨脹的壓力傳遞給曲軸，連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。 年生產(chǎn)綱領(lǐng)為 45 萬件。同時，筆者還重點設(shè)計了“脹斷”、“ 銑卡瓦槽”兩工序的夾具和工 藝裝備?？傮w方案涉及從連桿材料的選擇到加工為成品的全部工藝過程。連桿脹斷工藝的應(yīng)用，使連桿在加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本等諸多方面都發(fā)生了顯著變化，汽車發(fā)動機的性能得到了進一步提升。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，連桿的制造被注入了現(xiàn)代化的加工手段。 書寫設(shè)計說明書并整 理資料。 繪制工件零件及重要零件圖。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 0 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械工程系 20xx 屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 二零一四年六月 任 務(wù) 書 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 1 姓名： 田景豪 班級： 機制 1103 專業(yè)： 機械設(shè)計與制造 學(xué)號： 0101110319 設(shè)計題目： 汽車連桿 夾具及工藝畢業(yè)設(shè)計 進度安排： 制定加工工藝，填寫工藝卡。 完成一套專用夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制裝配圖。 填寫工件的加工工藝過程卡及關(guān)鍵工序的工序卡。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 題目： 汽車連桿 桿夾具及工藝畢業(yè)設(shè)計 系別： 機械 工程系 專業(yè)： 機械設(shè)計與制造 班級： 機制 1103 姓名： 田景豪 學(xué)號： 0101110319 指導(dǎo)教師： 余 東 滿 日期： 20xx