【正文】 ， 為了保證精基準(zhǔn)的精度，在柴油機連桿加工工藝的開始階段應(yīng)該先加工連桿的基準(zhǔn)即在機械加工生產(chǎn)線的前 幾道工序 (第一步粗銑連桿的大小頭孔的兩端面，第二步精銑大小頭孔兩端面，第三部鉆、擴(kuò)小頭孔，第四步，銑大頭孔的兩側(cè)面 )就 安排對這組定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工， 并且安排粗銑精銑，鉆擴(kuò)等加工工序，是要求對這組基準(zhǔn)達(dá)到一定的精度，方便后續(xù)加工的定位。 2)對于基準(zhǔn)面得選擇，應(yīng)該 遵循基準(zhǔn)選擇得原則，選擇面積較大的面作為精基準(zhǔn)平面，具體的對于連桿精基準(zhǔn)面得選擇則是選擇大頭孔和小頭孔的端面作為精基準(zhǔn)面，這樣遵循了先面后孔的原則，同時參照加工工藝過程，大小頭孔的端面在各加工階段總是先于其他面的加工而且大小頭孔端面的加工便于裝夾，這樣能夠保證大小頭孔端面的精度要求，也保證了后續(xù)加工個面得加工精度要求?？紤]連桿是模鍛件，加工余量較大，并且連桿的大小頭孔端面，連桿大頭孔兩側(cè)面，大小頭孔，連桿桿身和連桿蓋之間的分開面是不可能一次性加工出來，連桿各個面是在不同的機床，經(jīng)過多道工序，多次裝夾 多次反復(fù)的加工 而加工完成的，因此在加工的時候要避免過多的裝換基準(zhǔn)， 做到盡量的使用同一個基準(zhǔn)，對于選擇得精基準(zhǔn)要求能夠保證大部分的工序是使用的同以基準(zhǔn)，這樣保證連桿各個面之間位置精度。 精基準(zhǔn)的選擇 對于精基準(zhǔn)的選擇，要求精基準(zhǔn)能夠保證加工的精度，同時方便裝夾工件，對于大批量的加工，精基準(zhǔn)的選擇還要考慮產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)性，對于連西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 18 桿精基準(zhǔn)的選擇還要要求保證連桿的加工精度要求和各面、孔的位置要 求。對于銑連桿大端兩側(cè)面同樣面臨著這樣的問題，由于連桿是模鍛件，大端孔是由模鍛出來的，本身有了一定的位置，對于西兩側(cè)面則是要用大端孔的中心軸，怎樣是大端孔的中心軸進(jìn)行定位，是保證大端孔兩側(cè)面對稱的關(guān)鍵。 小孔中心的位置確定，是后續(xù)加工的保證，怎樣保證小孔位置的對稱，是加工的難點，只有小孔處于連桿小孔的中心，才能保證銑兩側(cè)面的對稱，才能確定連桿的大小頭孔的中心距。 為了滿足上述的幾點要求， 對連桿的粗加工的夾具要求進(jìn)行不同的定位，保證對粗基準(zhǔn)的選擇，例如，對連桿大頭孔兩端面的粗銑選擇不同的夾具，（ 1）由于連桿是模鍛件，第一次粗銑大頭孔端面采用的是 V 型塊夾具，不以一端面定位， 用 V 型塊 懸空對大頭孔一端面進(jìn)行加工，這樣可以比以一端面定位進(jìn)行加工，提高了連桿粗加工的精度，為保證另一面的加工提供基礎(chǔ)，同時保證了孔加工的定位。一般地，選擇連桿的粗基準(zhǔn)時，應(yīng)滿足以下幾點要求： （ 1） 遵循先面后孔的原則，先粗銑大小頭孔兩端面，選擇大小頭孔 端面為粗基準(zhǔn)，因此，連桿大小頭孔的兩端面應(yīng)該有足夠的加工余量，以保證對大小頭孔的加工，消除內(nèi)應(yīng)力 ； 同時為確定后續(xù)加工選擇的精基準(zhǔn)提供基礎(chǔ)。這樣就使各工序中的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。 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(cè)的外表面作為另一基面。 （ 1）選擇精基準(zhǔn)原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)不變原則；互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則；自為基準(zhǔn)的原則；應(yīng)能是工件裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡單。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 精基準(zhǔn)：以加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)又分為精基準(zhǔn) 、粗定位基準(zhǔn)和輔助定位基準(zhǔn)。 大小頭孔兩側(cè)面：粗銑、精銑。 小頭孔：鉆、擴(kuò)、粗鏜、精鏜、衍磨。逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，逐步修正加工后的變形，這樣才能達(dá)到零件的精度要求。 （ 2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削是將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力重新分布。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。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。 150 39 衍磨 衍磨大小頭孔套筒 25 10m/min 40 去刺 41 清洗 42 中檢 檢查大小頭孔的精度，尺寸 43 鉆 鉆連桿大小頭油孔 44 鉗 按規(guī)定值去重 45 清洗 46 終檢 47 入庫 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。 第二步：以剛剛精磨的一面定位，精磨另一平面 24 25mm/st 34 中檢 大小頭孔兩端面精度 35 鏜 精鏜大小頭孔。 60m/min 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 27 擴(kuò) 第一步：擴(kuò)兩螺栓孔至212mm 第二步：擴(kuò)兩螺栓擴(kuò)至 213mm第三步 。 第二步：鉆 2Φ 10mm 螺栓孔。兩分開面各保留加工余量 60 23 磨 以基面和連桿兩側(cè)面和小頭孔定位，磨連桿體和連桿蓋。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 20 銑 以基面，小頭孔和大端一側(cè)面定位，切切開工件，標(biāo)記連桿桿身和連桿蓋。 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 切削用量 背 吃刀量 /mm 切削速度/(m/min) 進(jìn)給量 1 鍛造 模鍛坯料 2 鍛造 模鍛成形，切邊 3 熱處理 退火 +調(diào)質(zhì)處理 4 噴丸 去表面氧化層 5 磁力探 傷 檢查鍛造裂痕和熱處理裂 紋 6 退磁 7 清理 清除毛刺、飛邊、涂漆?？傊鞯姆N類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切 開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。根據(jù)生產(chǎn)綱西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。 而熱模鍛壓力機精鍛連桿毛坯則不存在上述問題 ， 并且在機械加工生產(chǎn)線可以磨代銑 ， 取消銑削工藝更好地保證兩端面的平面度及相互位置精度 。以上兩種鍛造形式所獲得的連桿毛坯質(zhì)量相差很大 。 目前連桿毛坯主要有兩種形式，一種是先進(jìn)的熱模 鍛壓力機精鍛工藝另一種為模鍛錘普通鍛造工藝。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。 因此連桿材料 選擇有較高的要求， 一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如 45 鋼、 55 鋼、 40Cr、 40CrMnB 等。是以后面以小頭孔和小頭孔的圓柱面進(jìn)行定位，提高加工精度，和加工速度。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 第三 章 連桿毛坯的選擇 連桿的整體為模 鍛成形，在加工中先將連桿切開，再重新組裝，鏜削大小頭孔，其外形 不在加工，連桿的大頭孔是模鍛確定的孔，所以加工時不需要在對大頭孔進(jìn)行鉆削工序，可以減少后續(xù)工序。 (3)連桿各主要部分的形位公差應(yīng)不大于表 25 的規(guī)定值。 mm；柴油機轉(zhuǎn)速大于 300r/min 的連桿大、小端孔的中心距偏差應(yīng)不大于177。 表 24 熱處 理后連桿機械性能要求 材料名稱 拉抗強度N/mm 屈服強度N/mm 伸長率 % 端面收縮率 % 沖擊功 J 硬度 正火或正火 +回火HBS 淬火 +回火HBS 碳鋼 440 220 24 50 30 125~160 480 240 22 45 135~175 520 260 21 25 150~185 560 280 20 40 160~200 600 300 18 18 175~215 合金鋼 600 360 50 40 175~215 700 420 16 45 32 205~245 800 480 14 40 235~275 900 630 13 27 260~320 1000 700 12 35 25 290~365 注：硬度值僅供參考 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 加工精度 (1) 連桿大、小端孔孔徑的尺寸精度應(yīng)不低于 IT 6。 表 23 不同材料的連桿應(yīng)進(jìn)行的熱處理方法 材料名稱 熱處理方式 碳鋼 正火、或正火 +回火、或淬火 +回火 合金鋼 淬火 +會回 (2) 連桿最終熱處理后的機械性能宜不低于表 4 的規(guī)定。 (1) 連桿熱處理方法見表 3。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 (5) 連桿主要部分的表面粗糙度應(yīng)不低于表 2 的規(guī)定。用于柴油機轉(zhuǎn)速大于 300 r/min 的連桿，其表面不允許修復(fù)。連桿桿身部位不應(yīng)有切邊拉傷，分模面飛邊高度應(yīng)不大于 ，不應(yīng)有總數(shù)多于兩個、深度大于截面基本尺寸 3％的凹坑，且同一橫截面上不應(yīng)存在兩個凹坑，凹坑應(yīng)與桿身表面圓滑過渡。 表面質(zhì)量 (1) 連桿表面不應(yīng)有毛刺、碰傷等缺陷。 (3) 材料內(nèi)部不應(yīng)有裂紋、折疊、夾雜、氣孔等缺陷。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 第二 章 連桿的主要技術(shù)要求 材料選擇 表 21 連桿材料選用表 材料名稱 材料牌號 標(biāo)準(zhǔn)號 碳鋼 3 45 GB/T 6991999 合金鋼 40Gr、 35GrMo、 42GrMo、 18Gr2Ni4WA GB/T 30771999 (1) 允許采用性能不低于表 1 規(guī)定且已經(jīng)證明同樣適用的其他材料。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。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔 (或油槽 )，發(fā)動機工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運動副。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。小頭孔內(nèi)襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。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。由于連桿是高速急劇運轉(zhuǎn)的，其磨損較高， 為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有 村套 。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 由于連桿是連接曲軸和活塞的重要部件，在運動承急劇變化的交變載荷，為了方便連桿的拆卸，將連桿分為兩個部分，連桿蓋和連桿桿身，兩部分有螺栓連接。 往復(fù)性慣性力和離心力：對于往復(fù)運動的物體，當(dāng)運動的方向和速度發(fā)生變化是，就要產(chǎn)生往復(fù)運動慣性力 ；而物體圍繞某一中心運動是就要產(chǎn)生離心力，這兩種是連桿在運動中會產(chǎn)生的，連桿隨著活塞做四行程運動，其受力必然受到活塞的影響。因此連桿實在高壓下做變速運動，它在工作中承受力的情況是相當(dāng)復(fù)雜的 ：有氣體的作用力，欲動質(zhì)量的慣性力，摩擦力，擠壓力，外界阻力，曲軸與活塞的壓力。 其中的熱能是由燃料燃燒所產(chǎn)生，柴油機是發(fā)動機的一種，其特點是將柴油和空氣混合后直接輸入機器內(nèi)部，燃燒產(chǎn)生熱能，通過膨脹是熱能轉(zhuǎn)化為機械能。 連桿的結(jié)構(gòu)特點 發(fā)動機 是一種將自然界某種能量直接轉(zhuǎn)換為機械能，并帶動某些機械進(jìn)行工作的機器。為緩解這種矛盾，應(yīng)瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平制定我國大批量連桿生產(chǎn)工藝，方能使我國的連桿工藝水平迎頭趕上先進(jìn)的工業(yè)國家。而且涉及設(shè)備更新、技術(shù)改進(jìn)等方面費用問題，在今后一個，長的時期內(nèi)，國產(chǎn)連桿生產(chǎn)還將以模鍛工藝為主。連桿裂解工藝是國際上九十年代初研究發(fā)展起來的一種連桿加工最新技術(shù)， 是對連桿傳統(tǒng)機械加 工技術(shù)的重大變革 目前，模鍛和模鑄連桿的主、重要地位，正面臨著粉末鍛造鋼連桿和粉末一次燒結(jié)鋼連桿成形工藝的挑戰(zhàn)。 近年來汽車零部件設(shè)計與生產(chǎn)過程的高質(zhì)量、高效率、低成本、低能耗已成為提高產(chǎn)品競爭力的唯一途徑，拘泥于傳統(tǒng)、落后加工技術(shù)的生產(chǎn)模式已難以適應(yīng)市場的變化 , 加工技術(shù)的變革成為必然的發(fā)展趨勢。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 目前，連桿生產(chǎn)中有模鑄工藝、模鍛工藝、粉末鍛造工藝、常規(guī)粉末冶金工藝、粉末熱擠壓一鍛造工藝、碳纖維強化工藝等。連桿的制造質(zhì)量接影響到發(fā)動機的性能和可靠性，這就要求連桿應(yīng)具有高的強度、韌性和耐疲勞性能，以及很高的重量精度。 連桿工作的穩(wěn)定性、可靠性對柴油機的整機質(zhì) 量至關(guān)重要，質(zhì)量輕、精度高的連桿，有助于降低柴油機的能耗和噪聲。 fixture design. 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 III 目 錄 第一章 緒 論 ................................................................................ 1 概述 .....................................................................................