【正文】 粗、精銑兩端平面 一端平面，兩孔 立式銑床 X53 K 壓板加緊 10 粗磨兩端平面 端平面互為基準(zhǔn) 平面磨床 M7350 磁力吸盤(pán) 15 鉆小頭孔 端平面，小頭外圓找正 鉆床 Z3080 鉆夾具 20 小頭孔倒角 端 平面，小頭外圓 立式銑床 壓板 25 粗鏜小頭孔 端平面，小頭外圓 鏜床 鏜夾具 30 車大頭外圓 小頭孔，端平面 車床 車夾具 35 粗鏜大頭孔 端平面，大頭側(cè)面 專用鏜床 T68 鏜夾具 40 半精鏜大小頭孔 端平面， 鏜床 鏜夾具 45 粗銑螺栓孔端平面 臥式銑床 銑夾具 50 精銑螺栓孔端平面 臥式銑床 銑夾具 55 切開(kāi)連桿體與連桿蓋 60 銑連桿大頭分開(kāi)面 統(tǒng)一原則 銑床 銑夾具 65 粗銑連桿蓋結(jié)合面 連桿蓋：端平面，螺栓孔 平面 銑床 銑夾具 70 鉆、擴(kuò)、鉸兩螺 栓孔，定位孔 端平面，螺栓孔平面 立式鉆床 鉆模 75 精銑結(jié)合面 同工序 11 臥式銑床 80 精磨兩端平面 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14 頁(yè) 共 35 頁(yè) 續(xù)表 32 工序號(hào) 工序內(nèi)容 基準(zhǔn)及技術(shù)條件 設(shè)備 夾具 85 精鏜小頭孔 端平面，連桿大頭孔 90 精鏜大小頭孔，銅套孔 端平面，連桿小頭孔 鏜床 T2115 95 鉆小頭油孔 鉆床 100 倒角，壓入銅套 壓床 105 滾壓銅套孔 110 珩磨大頭孔 珩磨機(jī)床 115 檢驗(yàn)、探傷 120 入庫(kù) 確定各工序的加工余量、計(jì)算 工序尺寸及公差 確定加工余量的方法主要有三種：計(jì)算法、查表法和經(jīng)驗(yàn)法。 （ 2）選擇加工槽所用量具，選用分度值為 ，測(cè)量范圍為（ 0～ 150mm）。本零件屬大量生產(chǎn)，一般均采用量具，選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量具的測(cè)量方法選擇極限誤差選擇。我們知道 合格 的產(chǎn)品是有一個(gè)度量 范圍 的。由于復(fù)合刀具往往可以替代好多把常規(guī)刀具，并且往往是在工件的一次裝夾下和刀具的一次工作行程中完成多道工序的加工，因此可以減少換刀次數(shù)，消除工件或刀具的重復(fù)定位誤差，從而可顯著減少輔助時(shí)間、提高加工精度和減少測(cè)量過(guò)程 [22]。在選擇時(shí)應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn) 刀具，必要時(shí)可采用復(fù)合刀具。 工藝裝備的選擇 機(jī)床選擇 （ 1）機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)； （ 2）機(jī)床的精度與工序要求的精度相適應(yīng)； （ 3）機(jī)床的生產(chǎn)率與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)； （ 4）還應(yīng)與現(xiàn)有設(shè)備條件相適應(yīng)（設(shè)備類型，規(guī)格及精度狀況，設(shè)備負(fù)荷狀況及設(shè)備分布排列情況等）。 （ 4） 連桿體與連桿蓋的銑開(kāi)工序 ：桿蓋結(jié)合面的表面粗糙度為 ，采用粗銑→精銑及可以達(dá)到精度要求。 （ 3） 連桿螺栓孔的加工 ：螺栓孔的精度等級(jí) IT7，采用鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸工中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 12 頁(yè) 共 35 頁(yè) 藝從而可以符合螺栓孔的技術(shù)要求。由以上兩種的方法進(jìn)行比較后得出以下的工序過(guò)程： ○ 1 連桿小頭孔的工序安排：鉆小頭孔→粗鏜→半精鏜→精鏜。大頭采用珩磨加工 工藝 [21]。大小頭孔的半精鏜在金剛鏜床加工。第一種方法：大頭孔的粗加工在連續(xù)式拉床加工，小頭孔的粗加工采用鉆、擴(kuò)加工，設(shè)備為組合機(jī)床。 （ 2） 連桿大、小頭孔的加工 ： 連桿大小頭孔的加工是連桿加工過(guò)程中關(guān)鍵的工序，尤其是大頭孔的加工是連桿各部位加工中要求最高的部位，直接影響連桿成品的質(zhì)量。將精磨放在精加工小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的幾個(gè)精度。對(duì)于連桿兩端面的的技術(shù)要求和表面粗糙度也可以確定連桿兩端面的加工方法。 加工經(jīng)濟(jì)精度和加工方法的選擇 所謂加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度。這樣可以保證兩端面的厚度和兩端面的平行度，并使作為精基準(zhǔn)的端面有較好的表面質(zhì)量。在毛坯制造時(shí)往往在桿身的一側(cè)做出定位標(biāo)記 (凸起球中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) 共 35 頁(yè) 面 )，以大、小頭端面定位時(shí)就能區(qū)別兩個(gè)端面。 （ 2）精基準(zhǔn)的選擇原則： ○ 1 基準(zhǔn)重合原則； ○ 2 基準(zhǔn)單一原則； ○ 3 互為基準(zhǔn)原則； ○ 4 自為基準(zhǔn)原則。定位基準(zhǔn)還可進(jìn)一步的分為：粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)，另外還有附加基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)的選擇 在加工時(shí)用于定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。而連桿的加工屬于大批量生產(chǎn)加工，因此工藝路線多為工序分散，大部分工序用高生產(chǎn)率的組合機(jī)床和專用機(jī)床。 （ 3）連桿主要工序的安排 在連桿的加工中主要有兩個(gè)因素影響加工精度：一是連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。但是也要視具體情況而定，當(dāng)次要表面的加工勞動(dòng)強(qiáng)度較大時(shí)，為了減少由于加工主要表面產(chǎn)生廢品造成工時(shí)損失，主要表面的精加工工序也可安排在次要表面加工之 前進(jìn)行； ○ 4 先面后孔：由于連桿的端平面的尺寸較大，用它定位比較穩(wěn)定，因此選此平中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 35 頁(yè) 面作為精加工基準(zhǔn)，先加工端平面，然后以端平面定位加工孔，有利于保證孔的加工精度。 連桿工藝過(guò)程分析 工序的安排 （ 1）機(jī)械加工工序的安排 ○ 1 先基面后其它：選作精加工基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過(guò)程的一開(kāi)始，以便為后 續(xù)工序的加工提供精加工基準(zhǔn)； ○ 2 先粗后精：整個(gè)零件的加工工序，應(yīng)是粗加工工序在前，相繼為半精加工、精加工及光整加工工序； ○ 3 先主后次：先加工零件主要工作面及裝配基準(zhǔn)面，然后加工次要表面。 （ 5）結(jié)合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。 （ 4）連桿在工作過(guò)程中受到急劇的動(dòng)載荷作用，這一動(dòng)載荷又傳遞到兩岸體和連桿蓋的兩個(gè)螺栓及螺母上。 （ 2）大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，所以規(guī)定了比較高的要求： 124 ? mm 。本課題研究的連桿的技術(shù)參數(shù)如下表 31： 表 31連桿的主要技術(shù)要求 材料 45Mn 桿身斷面 工字型端面 切口形式 平切口 大小頭孔中心距 ?? mm 大頭孔 孔徑 ?? mm 加工精度 6IT 表面粗糙度 m? 圓柱度 小頭孔 孔徑 ??? mm 加工精度 5IT 表面粗糙度 m? 圓柱度 兩端面 兩端面距離 0 ? mm 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 共 35 頁(yè) 連桿各部位的技術(shù)要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響 （ 1）大小頭孔的軸中心線在連桿軸線方向的平行度誤差會(huì)使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時(shí)使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以在連桿軸線方向的平行度公差較小。所以有以上理論基礎(chǔ)，本設(shè)計(jì)過(guò)程采用整體模鍛的毛坯連桿 [15]。但整體鍛造可以提高材料的利用率，加工時(shí)裝夾也比較方便。整體鍛造或分開(kāi)鍛造的能力取決與鍛造設(shè)備的能力，整體鍛造需要有較大的鍛造設(shè)備。連桿零件并不復(fù)雜，因此毛坯可以與零件的形狀盡量接近。 (5)對(duì)工人的技術(shù)要求：對(duì)調(diào)整工的技術(shù)水平要求較高，對(duì)操作工的技術(shù)水平要求較低。 (3)機(jī)床設(shè)備及其布置形式：廣泛采用有效專用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床，按流水線和自動(dòng)排列設(shè)備。大量生產(chǎn)類型的特征如下： (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，采用分組裝配和調(diào)整法。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算： %)1% ) (1( baQnN ??? N — 生產(chǎn)綱領(lǐng) Q — 生產(chǎn)臺(tái)數(shù) n — 零件數(shù)量 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 7 頁(yè) 共 35 頁(yè) %a — 備品率 %b — 廢品率 根 據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型及產(chǎn)品大小和復(fù)雜程度的關(guān)系，確定其生產(chǎn)類型。它不僅強(qiáng)度、硬度較高，其兼有較好的塑性和韌性，即它的綜合性能優(yōu)良 [20]。本課題研究的連桿體、連桿蓋的材料都為 45Mn，連桿螺栓采用 40Mn。連桿螺栓通常用優(yōu)質(zhì)合金鋼 45Cr 或 35CrMo 制造。連桿螺栓承受交變載荷，在加工方面要精細(xì)加工過(guò)度圓角，消除應(yīng)力集中，以提高抗疲勞強(qiáng)度 [19]。鋼質(zhì)瓦背內(nèi)表面澆有一層耐磨合金；大頭接合面多為平切口，為便于從氣缸中裝卸。連桿桿身一般都采用從大頭刀小頭逐步變小的工字型截面形狀，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡。連桿小頭的形狀取決于活塞銷的尺寸及其與 連桿小頭的連接方式，小頭孔內(nèi)壓入青銅套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損。連桿在工作中承受著急劇變化的動(dòng)載荷。 （ 6）其他元件及裝置 如動(dòng)力裝置的操作系統(tǒng)等。 （ 4）連接元件 連接元件可把各種元件連接連在一起并固定在機(jī)床上，如銑床夾具的定位鍵。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 5 頁(yè) 共 35 頁(yè) （ 2）加緊裝置 將工件加緊，以保證在加工時(shí)保持所限制的自由度。 機(jī)床夾具的組成 通常，夾具的組成部分如下： （ 1）定位裝置 定位裝置包括定位元件及其組合 ，其作用是確定工件在夾具中的位置，常用的定位元件有支承釘、定位銷、 V型塊等。若按使用夾具的機(jī)床來(lái)劃分，則分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、齒輪加工機(jī)床夾具、組合機(jī)床夾具等。 機(jī)床夾具的分類 機(jī)床夾具的種類和形式很多，可以按照不同的方法進(jìn)行分類。使用夾具可以有效地保證加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)效率，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 機(jī)床夾具 機(jī)床夾具是零件在機(jī)床上加工時(shí)用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種工藝裝備。 （ 9）確定時(shí)間定額。 （ 7）確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸呢和公差。 （ 5）確定滿足各工序要求的工藝設(shè)備。 （ 2）工藝審查 審查圖紙上的尺寸，視圖和技術(shù)要求是否完整，正確，統(tǒng)一；找出主要技術(shù)要中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 4 頁(yè) 共 35 頁(yè) 求和分析關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題；審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。因此，工藝規(guī)程是指導(dǎo)工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理的主要技術(shù)文件，典型的工藝規(guī)程能縮短工廠的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。它是在具體生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過(guò)程和操作方法。 工藝規(guī)程 工藝規(guī)程的概念和作用 規(guī)定產(chǎn)品或零件部件制造過(guò)程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。在加工表面（或裝配時(shí)的連接表面）和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。安裝是指將工件在機(jī)床上或夾具中定位、加緊的過(guò)程。毛坯一次通過(guò)這些工序就成為成品。采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程（以下簡(jiǎn)稱工藝過(guò)程）。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 3 頁(yè) 共 35 頁(yè) 2 工藝規(guī)程與機(jī)床夾具 工藝過(guò)程及 其組成 改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程稱為工藝過(guò)程。 （ 2）通過(guò)審查連桿零件的圖紙，分析連桿零件的結(jié)構(gòu)工藝性，確定其加工工藝路線，選擇滿足各工序要求的工藝裝備。 課題研究的內(nèi)容 本課題在零件工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析典型的連桿加工工藝方法與夾具原理，完成連桿的工藝和端面銑夾具設(shè)計(jì)。隨著機(jī)床制造業(yè)的迅猛發(fā)展，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，柔性裝備加工參數(shù)已今非昔比，生產(chǎn)節(jié)拍愈來(lái)愈短。夾具最早出現(xiàn)在 18世紀(jì)后期。采用這種工藝之后即使連桿蓋、桿結(jié)合面精確相接，而且也減少了加工工序數(shù) [11]。就我們國(guó)家而言 ， 粉末冶金鍛造工業(yè)雖然有了一定的發(fā)展 ， 但要提供大批量和高質(zhì)量的粉末冶金鍛件還不 成熟 [10]。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 我國(guó)除各大汽車廠及內(nèi)燃機(jī)制造廠外，經(jīng)“八五”技術(shù)改造，已經(jīng)形成幾家批中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 2 頁(yè) 共 35 頁(yè) 量較大的連桿專業(yè)生產(chǎn)廠，但仍無(wú)法滿足日益發(fā)展的汽車及內(nèi)燃機(jī)制造業(yè)對(duì)連桿的批量及精度要求 [9]。 自 20 世紀(jì) 70 年代以后，隨著 NC 機(jī)床和加工中心在生產(chǎn)中的普遍使用，柔性成為現(xiàn)代制造業(yè)的主要發(fā)展之一。國(guó)外連桿的加工工藝，已經(jīng)越來(lái)越多的采用自動(dòng)線生產(chǎn)。許多新工藝打破常規(guī)，以構(gòu)思新穎、效益顯著為特點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生，滿足了現(xiàn)代企 業(yè)的要求 [5]。 近年來(lái)，機(jī)械工業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)零部件及其設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的高質(zhì)量、高效率、低成本、低能耗的要求已成為提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的唯一途徑。它們是機(jī)床和工件之間的聯(lián)接裝置 ， 使工件相對(duì)與機(jī)車或刀具獲得正確的位置。零件在工藝規(guī) 程制定以后，就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。 工藝是生產(chǎn)中最活躍的因素，既是構(gòu)思和想法，又是實(shí)在的方法和手段。連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)構(gòu)件之一，其作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力 [2]。中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 I 頁(yè) 共 II 頁(yè) 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 選題的目的和意義 ...............................................