【正文】 界面內(nèi)造成拉伸應(yīng)力；擺動(dòng)時(shí)的橫向慣性力造成橫向彎曲應(yīng)力。 所以連桿的常見疲勞破壞有： ⑴連桿小頭與桿身圓弧過渡處產(chǎn)生裂紋； ⑵大頭桿身與螺栓平面直角處產(chǎn)生應(yīng)力集中； ⑶連桿螺栓斷裂。 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 連 桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。為了減少慣性力的影響，在保證連桿有足夠的強(qiáng)度和剛度的前提下，要盡可能的減輕其重量，所以連桿采用了從大頭到小頭逐步變小的“工”字型截面形狀。 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(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。反映連桿精度的參數(shù) 主要有 5 個(gè)： （ 1） 連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)連桿桿身中心面的對(duì)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； 內(nèi)燃機(jī)連桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 5 （ 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、小頭孔的尺寸精度、形狀精度 為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱。小頭孔公差等級(jí)為 IT8，表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 m。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在 100 mm 長度上公差為 — mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在 100 mm 長度上公差為 — mm。 mm。 大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求 連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但從技術(shù) 要求是不同的，大頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為 IT9，表面粗糙度 Ra 不大于 m, 小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為 IT12，表面粗糙度 Ra 不大于 m。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。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程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。 連桿 的材 料和毛坯 分析 連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。選擇 45 鋼。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機(jī)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?？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。工藝過程主要分為毛坯制造工藝過程、機(jī)械加工工藝過程和機(jī)械裝配工藝過程，后兩個(gè)過程被稱為機(jī)械制造（工藝）過程。按照規(guī)定的工藝過程組織生產(chǎn)，對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量以及生產(chǎn)成本有著重要的作用。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有勝者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常 進(jìn)行。 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇 在選用粗基準(zhǔn)時(shí)要考慮如何保證各個(gè)加工面有足夠的余量，如何保證各個(gè)表面間的相互位置精度和自身的尺寸精度。 ②選擇毛坯余量最小的表面做粗基準(zhǔn)。 ④選擇零件上加工面積大，形狀復(fù)雜的表面作粗基準(zhǔn)，以使定位準(zhǔn)確、加緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。 （ 2）精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使工件的定位誤差較小，能保證工件的加工精度，同時(shí)還應(yīng)使加工過程操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。 ②一次安裝的原則 一次安裝又稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。同時(shí)多數(shù)表面采用同一基準(zhǔn)進(jìn)行加工，避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶 來的誤差。 ④自為基準(zhǔn)原則 對(duì)于精度要求很高的表面，如果加工時(shí)要求其余量很小而均勻時(shí)，可以以加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。在毛坯制造時(shí)往往在桿身的一側(cè)做出定位標(biāo)記，以大、小頭端面定位時(shí)就能區(qū)別兩個(gè)端面。這樣可以保證兩端面的平行度，并使作為精基準(zhǔn)的端面有良好的表面質(zhì)量。大、小頭孔精加工時(shí)，大、小頭孔互為基準(zhǔn)。正確確定加工余量對(duì)于工廠具有重要的意義 ]4[ 。所以余量過小、過大對(duì)機(jī)械加工都會(huì)帶來不利的影響。一般考慮以下幾個(gè)原則。 ②先粗加工后精加工 整個(gè)零件的加工工序應(yīng)是粗加工在前，然后半精加工、精加工以及以及光整加工。 ③先加工平面，后加工內(nèi)孔 先加工主要平面，后加工次要表面，即作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工。要求高的主要表面的精加工安排在最后進(jìn)行，這樣避免已加工表面在運(yùn)輸過程中的碰傷。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 連桿工藝計(jì)算 加工工藝路線制定完成之后， 為了能達(dá)到加工工藝路線中的要求，有必要對(duì)每個(gè)加工工序進(jìn)行切削用量的計(jì)算，選擇合適的機(jī)床，并在此基礎(chǔ)上編制工藝過程卡、工序卡，使整個(gè)加工過程有章可循，最大限度地節(jié)省費(fèi)用，降低公式，提高生產(chǎn)效率。 粗銑兩平面 （ 1） 工序加工計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1039 ]8[ ，選φ 40mm 的立銑刀，材料為高速鋼，齒數(shù)取 6，取 pa =3mm,查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1469，取 zf =，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1467 ]8[ ，有 zafat dc ezp vv ? 式中 vc —— 系數(shù)， vc =53； d —— 銑刀直徑， mm； t —— 刀具耐用度， min； pa —— 切削深度， mm； zf —— 每齒進(jìn)給量 ， mm/z； ea —— 銑刀寬度， mm； z—— 銑刀齒數(shù)。 則：φ =。 計(jì)算得 P= , 機(jī)床選擇滿足要求。 其中 l =，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 156， 1l =, 2l =，i=3,則 0T =。 （ 4） 小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為立式銑床 X5030ＡＳ，主軸轉(zhuǎn)速ｎ＝ 315r/min，切削速度 u=,進(jìn)給量 f=，切削深度 pa =3mm，機(jī)動(dòng)時(shí)間 0T =，輔助時(shí)間 ?fT 。長179。 630mm179。寬179。 25mm179。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14130，因?yàn)槟ポ唽挾?mb 〈 32mm，選工作臺(tái)單行 程的橫進(jìn)給量 Bf =20mm/行程，選主軸轉(zhuǎn)速為 3000r/min，工件長度估算為 300mm,工件的運(yùn)動(dòng)速度 ?v 取為 12m/min。 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14130，磨輪直徑 md 〈 320mm，淬火鋼，則 1k =. 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14130， blck ?? F 式中 ?F —— 工件磨削表面實(shí)際的總面積， 2mm ； b—— 磨削表面的寬度， mm； l—— 工件在工作臺(tái)上所占的長度， mm。 （ 2）機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間的計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，單行程進(jìn)給的機(jī)動(dòng)時(shí)間為 內(nèi)燃機(jī)連桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 13 zfvfLbhk tbT 10000 ? 式中 L —— 磨削計(jì)算長度， mm； 1l —— 工件磨削面長度 ,mm； b —— 磨削的計(jì)算寬度， mm； h —— 加工余量， mm； k —— 平面磨削系數(shù)， mm； v —— 工件的運(yùn)動(dòng)速度， mm； bf —— 工作臺(tái)單行程的哼進(jìn)給量， mm； tf —— 工作臺(tái)單行程磨削深度進(jìn)給量， mm/行程； z —— 同時(shí)加工的工件數(shù)量。 根據(jù)參考文獻(xiàn)，輔助時(shí)間 fT 按 0T 的 18%計(jì)算，則 ?fT 。 鉆小頭小孔 （ 1） 工序加工計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1022，選φ 38 的椎柄短麻花鉆，刀具材料為高速鋼。 查參考文獻(xiàn)《機(jī)械制 造工藝學(xué)》表 212， min70?t 。 t—— 刀具耐用度， min； f—— 進(jìn)給量， mm/r。 m，最大軸向力 NN 160001? 。(400N?) 其中 l =，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 156， mmlmml , 21 ?? ，則 ?T 。 （ 4） 小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為立式鉆床 Z5130A，主軸轉(zhuǎn)速為 315r/min，切削速度 min/ mv ? ,進(jìn)給量 rmmf /? 切削深度 mmap 19? ，機(jī)動(dòng)時(shí)間 ?T ，輔助時(shí)間 ?fT 。 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 144，選擇刀具的材料為 YT15. 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1016，選擇鏜通孔類鏜刀。 B=12mm， H=12mm， L=150mm,l =60mm， d=12mm。 求得 m in )/(841000 rn d v ?? π 內(nèi)燃機(jī)連桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 15 （ 2）機(jī)床選擇 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 828，選擇鏜床 T68，主軸 18 級(jí)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速范圍20~1000r/min，主軸功率 P=。 其中 mml ? 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 151， 1l =3mm, mml 22? ；查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 154，測(cè)量工具選內(nèi)卡鉗， mml 53? ，進(jìn)給次數(shù) 1?i ，則 ?T 。 （ 4） 小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為 T68，主軸轉(zhuǎn)速為 80r/min，切削速度 v =，進(jìn)給量rmmf /? ，切削深度 mmap ? ，機(jī)動(dòng)時(shí)間 ?T ，輔助時(shí)間 ?fT 。 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 11，由于 C6201 車床的中心高為 200mm，刀桿尺寸mmmmB 2516H ??? ，刀片厚度 。 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 13，選擇帶卷屑槽倒棱的前刀面， ??45rk ， ??? 10rk ， ??60a ，??120γ ， 00?sλ ， mmr ?ε ， ?? 1001γ ， mmbr ? ，卷屑槽尺寸為 mmrbn 5? ， mmwbn 5? ，mmcbn ? 。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 14，在刀桿尺寸為 mmmm 2516 ? ， pa =3mm,以及工件直徑大于 100mm 時(shí)，取 mmf ~? 。 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 121，當(dāng)鋼強(qiáng)度 MPab 810~680?σ ， mmap ? ， rmmf /? ，??45rk ， min/65mre ? 時(shí)，則進(jìn)給力 N1820??fF 。 查《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 12，切削力 fF 的修正系數(shù) roFfk =， sFfk? =， krFfk =，則實(shí)際進(jìn)給力為 NFf 2020? 。 查參考資料《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 19，車刀后刀面最大的磨損量取為 1mm，車刀壽命 T=60min。 根據(jù)車削切削速度的計(jì)算公式 svtpctF ctvtc kkkk?? ?? 式中 tvk ， tFck ， tpck ， svk —— 車削過程使用條件改變時(shí)的修正參數(shù)。 根據(jù) C6201 車床說明書，當(dāng) min/230rn? 時(shí)，車床主軸允許功率 kwPE ? ，所以Ec PP? ，機(jī)床選擇滿足要求。 其中 mml ? ，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 151， mml 31? ， mml 22? ；查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 154，測(cè)量工具選內(nèi)卡鉗， mml 53? ，進(jìn)擊次數(shù) i=1，則 ?T 。 （ 3） 小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為 C6201，主軸轉(zhuǎn)速為 230r/min，切削 速度 min/ m?? ，進(jìn)給量rmmf /? ，切削深度 mmap 3? ，機(jī)動(dòng)時(shí)間 ?T ，輔助時(shí)間 ?fT 。 粗銑螺栓孔端 平面 機(jī)床為臥式銑床 XA6132，主軸轉(zhuǎn)速為 150r/min，切削速度 min/ m?? ，進(jìn)給量zmmf /? ，切削深度 mmap 3? ，機(jī)動(dòng)時(shí)間 ?T ，輔助時(shí)間 ?fT 。 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1469，取 zmmfz /? ，據(jù)公式求 zafat dc ezp v?? 式中 vc —— 系數(shù)， ?vc 。 據(jù)公式求得 m i nm a x ??? ?? z nnz nR? 查《切削用量簡明手冊(cè)》表 22， 選 min/375rn? ，則據(jù)公式求得實(shí)際轉(zhuǎn)速為 m in )/( mdn ?? ?? 驗(yàn)證功率： )( kWznafadcP ezpp ?? ? 式中 ——pc 系數(shù)， ?pc 。 （ 3） 機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間的計(jì)算 據(jù)公式 iT znf lllz 210 ???求 0T ，其中 mml 25? ，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 156，mml ? ， mml ? ， 0?i ，則 ?T 。 （ 4） 小結(jié) 綜上所述，機(jī)床為臥式銑床 XA6132，主軸轉(zhuǎn)速為 375r/min，切削速度 min/ m?? ，進(jìn)給量 zmmf /? ，切削深度 mmap 1? ，機(jī)動(dòng)時(shí)間 ?T ，輔助時(shí)間 ?fT 。 精銑體蓋分開面 機(jī)床為臥式銑床 X5020AS，主軸轉(zhuǎn)速為 500r/min，切削速度 min/ m?? ，進(jìn)給量rmmf /? ，切削深度 mmap 1? ，機(jī)動(dòng)時(shí)間 ?T ，輔助時(shí)間 ?fT 。 （ 2） 擴(kuò)螺栓孔 ①工序加工計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1026，選 ? 的椎柄擴(kuò)孔鉆，刀具材料為高速鋼。 查參考文獻(xiàn)《機(jī)械制造工藝學(xué)》表 212， min45?t 。 m，最大軸向力 NN 16000