機械課程畢業(yè)設(shè)計--普通發(fā)動機連桿的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

1、<p>　　山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p><b>　　機械工程系</b></p><p>　　2009屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計</p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務(wù)</b></p><p><b>　

2、　書</b></p><p>　　二O一二 年 六 月</p><p>　　山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文</p><p>　　題目：普通發(fā)動機連桿的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工藝及夾具和大

3、部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這是我們在畢業(yè)前對所學(xué)課程的一次深入的全面的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，更是一次畢業(yè)總結(jié)。因此，畢業(yè)設(shè)計在這三年的學(xué)習(xí)中占有十分重要的地位，要求每位畢業(yè)生都能發(fā)揮所能，搞好自己的設(shè)計，給自己的學(xué)業(yè)劃上一個圓滿的句號。</p><p>　　2011年年前，我開始了畢業(yè)實習(xí)。主要是機械加工。實習(xí)期間，我十分重視對自己能力的提高，經(jīng)常向經(jīng)驗豐富的師傅提問和

4、請教，從他們身上學(xué)到很多技術(shù)經(jīng)驗，為自己以后的工作及學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)；也為畢業(yè)設(shè)計的積累了一些實際經(jīng)驗。 </p><p>　　我十分重視這次畢業(yè)設(shè)計，并希望通過這次設(shè)計對自己今后將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為回廠后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于個人能力有限，設(shè)計中難免有許多不足之處。希望各位指導(dǎo)老師給予批評指正，我也會在以

5、后的工作中嚴格要求自己，不斷提升自己的專業(yè)技能。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　制造業(yè)是將可用資源、能源和信息技術(shù)通過 制造過程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費品的行業(yè)、人類的生產(chǎn)工具、消費產(chǎn)品、科研產(chǎn)品、武器裝備等。沒有哪一樣能離開制造業(yè)、沒有哪一樣的進步能離開制造業(yè)的進步。這些產(chǎn)品都是由制造業(yè)提供的，可以說制造業(yè)是國民

6、經(jīng)濟的裝備部、是國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的核心、是工業(yè)的心臟、是國民經(jīng)濟和綜合國力的支柱產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　制造過程是制造產(chǎn)業(yè)的基本行為、是將制造資源轉(zhuǎn)變?yōu)橛行呜敻换虍a(chǎn)品的過程。制造過程涉及到國民經(jīng)濟的大量行業(yè)。如機械、電子、化工、食品、軍工、航空、航天等。因此，制造業(yè)對國民經(jīng)濟有顯著的帶動作用。</p><p>　　機械制造的主要任務(wù)就是機械產(chǎn)品的決策、設(shè)計、加工、裝配、銷售、售后服務(wù)及后繼

7、處理，其中包括對半成品零件的加工技術(shù)、加工工藝的研究及其工藝裝備的設(shè)計制造、機械制造業(yè)擔(dān)負著為國民經(jīng)濟建設(shè)提供生產(chǎn)裝備的重任、為國民經(jīng)濟行業(yè)提供各種生產(chǎn)手段。其帶動性強、涉及面廣、產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的高低直接決定著國民經(jīng)濟其他產(chǎn)業(yè)競爭力的強弱、以及今后運行的質(zhì)量和效益。</p><p>　　廣義而言，制造技術(shù)是按照人們所需目的，運用主觀掌握的知識和技能、操作可以利用的客觀物質(zhì)工具和采用有效的方法、使原材料轉(zhuǎn)化為物質(zhì)產(chǎn)品

8、的過程所施行的手段的總和。制造技術(shù)與投資和熟練勞動力一起將創(chuàng)造新的企業(yè)、新的市場和新的就業(yè)。制造技術(shù)是制造業(yè)的支柱。而制造業(yè)又是工業(yè)的基石，所以說制造技術(shù)是一個國家經(jīng)濟持續(xù)增長的根本動力。</p><p>　　關(guān)鍵詞：制造業(yè) 支柱產(chǎn)業(yè) 帶動作用 基石</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>

9、　　摘要</b></p><p>　　前言…………………………………………………………………...I</p><p>　　1.零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析……………………………………………1</p><p>　　1.1連桿的結(jié)構(gòu)特點…………………………………………………..1</p><p>　　1.2連桿的結(jié)構(gòu)工藝性…………………………

10、……………………..1</p><p>　　1.3連桿的技術(shù)要求…………………………………………………..1</p><p>　　1.4毛坯的選擇………………………………………………………..2</p><p>　　2.零件的工藝過程及分析…………………………………………….2</p><p>　　2.1定位基準的選擇………………………………

11、…………………...2</p><p>　　2.2加工順序的確定…………………………………………………...3</p><p>　　2.3擬定工藝路線……………………………………………………...3</p><p>　　2.4確定工藝過程………………………………………………………6</p><p>　　2.5連桿機械加工余量、工序尺寸及公差的

12、確定……………………7</p><p>　　3.專用夾具的設(shè)計……………………………………………………...9</p><p>　　3.1定位方案的設(shè)計…………………………………………………….10</p><p>　　3.2夾緊方案的設(shè)計…………………………………………………….10</p><p>　　3.3其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計……………………

13、……………………………….10</p><p>　　3.4夾具體的設(shè)計……………………………………………………….11</p><p>　　4.連桿加工技術(shù)展望...............................................................................11</p><p>　　5.總結(jié)……………………

14、……………………………………………...13</p><p>　　6.致謝…………………………………………………………………...14</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　1.零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析</p>

15、<p>　　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，又受曲軸的驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。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。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。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。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

16、的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更換。</p><p>　　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。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

17、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。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？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)。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。</p><p>　　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

18、動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。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。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。</p><p>　　1.1連桿的結(jié)構(gòu)特點</p>

19、<p>　　連桿由大頭、小頭和桿身等部分組成。大頭為分開式結(jié)構(gòu)，連桿體與連桿蓋用螺栓連接。大頭孔和小頭孔內(nèi)分別安裝軸瓦和襯套。為了減輕重量并保證連桿體具有足夠的強度和剛度，連桿的桿身截面多為工字形，其外表不需要機械加工。連桿的大頭和小頭端面，通常都與桿身對稱。有些連桿在結(jié)構(gòu)上設(shè)計有工藝凸臺、中心孔等，作為機械加工時的輔助基準。</p><p>　　1.2連桿的結(jié)構(gòu)工藝性</p><p

20、>　　連桿的結(jié)構(gòu)形式，直接影響到機械加工工藝的可靠性和經(jīng)濟性。影響連桿結(jié)構(gòu)工藝性的因素除應(yīng)考慮一般的結(jié)構(gòu)工藝性外，還要考慮以下幾點：</p><p>　　① 連桿蓋和連桿體的連接方式 連桿蓋和連桿體的定位方式，有連桿螺栓、套</p><p>　　筒、齒形定位和凸肩定位4種。</p><p>　?、?連桿的大小頭的厚度 考慮到加工時的定位和加工時的傳輸?shù)龋B桿大

21、、小</p><p><b>　　頭的厚度應(yīng)相等。</b></p><p>　?、?連桿桿身油孔的大小和深度 由于活塞銷與連桿小頭襯套之間需要進行潤</p><p>　　滑，為此連桿桿身鉆有油孔。但為了使?jié)櫥蛷倪B桿大頭沿油孔通向小頭襯</p><p>　　套，油孔一般為Φ4-Φ8㎜的深孔,加工困難。為了避免深孔加工，汽

22、車發(fā)動</p><p>　　機連桿可改為重力潤滑，則只在連桿小頭銑槽或鉆孔就可</p><p>　　1.3連桿的技術(shù)要求</p><p>　　①.此件為整體模鍛成型，在加工中先將連桿切開，再重新組裝，鏜削大頭孔，其外形可不再加工。</p><p>　?、?連桿大頭孔圓柱度公差為0.005㎜。</p><p>　?、?連

23、桿大小頭孔平行度公差為0.06/100㎜。</p><p>　　④.連桿大頭孔兩側(cè)面對大頭孔中心線的垂直度公差為0.1/100㎜。</p><p>　　⑤.連桿體分割面、連桿上蓋分割面對連接連桿螺釘孔的垂直度公差為0.25/100㎜。</p><p>　?、?連桿體分割面、連桿上蓋分割面對大頭孔軸線位置度公差為0.125㎜。</p><p>

24、　?、?連桿體、連桿上蓋對大頭孔中心線的對稱度公差為0.25㎜。</p><p>　?、?熱處理后硬度28-32HRC.</p><p><b>　?、?材料45鋼.</b></p><p><b>　　1.4毛坯的選擇</b></p><p>　　連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的

25、強度。因此，連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。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，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。</p><p>　　連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求

26、，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。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。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成—體。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。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少

27、、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？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。</p><p>　　目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠，采用了連桿輥鍛工藝。圖（1-2）為連桿輥鍛示意圖．毛坯加熱后，通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽，毛壞產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產(chǎn)的連桿鍛件，在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達

28、到模鍛水平，并且設(shè)備簡單，勞動條件好，生產(chǎn)率較高，便于實現(xiàn)機械化、自動化，適于在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。</p><p>　　圖（1-2）連桿輥鍛示意圖</p><p>　　圖(1-3)、圖(1-4)給出了連桿的鍛造工藝過程，將棒料在爐中加熱至1140～1200C0，先在輥鍛機上通過四個型槽進行輥鍛制坯見圖(1-3)，然后在鍛壓機上進行預(yù)鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并

29、切除飛邊見圖(1-4)。鍛好后的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內(nèi)應(yīng)力。為了提高毛坯精度，連桿的毛坯尚需進行熱校正。</p><p>　　連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查，方能進入機械加工生產(chǎn)線。</p><p>　　1.5 連桿的機械加工工藝過程分析</p><p>　　1.5.1 工藝過程的安

30、排</p><p>　　在連桿加工中有兩個主要因素影響加工精度：</p><p>　　（1）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。</p><p>　?。?）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力重新分布。</p><p>　　因此，在安排工藝進程時，就要把各主要表面的粗、精加工工序

31、分開，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。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。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。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術(shù)條件。</p><p>　　各主要表面的工序安排如下：</p><p&

32、gt;　?。?）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨</p><p>　　（2）小頭孔：鉆孔、擴孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜</p><p>　?。?）大頭孔：擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨</p><p>　　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。</p><p>　　1.5.2 定位基準的選擇</p&g

33、t;<p>　　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。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。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(shè)計夾具時亦作相應(yīng)的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔

34、）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”。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。</p><p>　　為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。</p><p>　　圖（1-5）連桿的定位方向 </p><p>　　由于用小

35、頭孔和大頭孔外側(cè)面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。</p><p>　　在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加</p><p>　　工精度會有很大影響。因此，第一道工

36、序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗銑兩個端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復(fù)變形，影響后

37、續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。</p><p>　　1.5.3 確定合理的夾緊方法</p><p>　　既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點的選

38、擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。在加工連桿的夾具中，可以看出設(shè)計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在粗銑兩端面的夾具中，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。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。</p><p>　　在加工大小頭孔工序中，主要

39、夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。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。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形。</p><p>　　1.5.4 連桿兩端面的加工</p><p>　　采用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，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

40、，提高孔的加工精度。粗磨在轉(zhuǎn)盤磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。這種方法的生產(chǎn)率較高。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。</p><p>　　1.4　連桿的機械加工工藝過程</p><p>　　由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機械加工帶來了很多困難，

41、必須充分的重視。</p><p>　　連桿材料一般采用45鋼或40Cr、45Mn2等優(yōu)質(zhì)鋼或合金鋼，近年來也有采用球墨鑄鐵的。其毛坯多用鍛造，可將連桿體和連桿蓋分開鍛造，也可整體鍛造，主要取決與鍛造毛坯的設(shè)備能力。鍛造可用自由鍛或模鍛，但模鍛與自由鍛相比，模鍛的尺寸和精度比較高，機械加工余量小，材料的利用率高，鍛件內(nèi)部流線分布合理，操作方便，勞動強度低，生產(chǎn)率高。查表可得毛坯的單面加工余量為2.5㎜?？纱_定連桿毛

42、坯兩面厚度為：38+2×2.5=43㎜；寬度為：99+2×2.5=104㎜。其毛坯圖如下：</p><p>　　結(jié)合本實際，連桿生產(chǎn)綱領(lǐng)為4000件/年，屬中批生產(chǎn)，決定其材料用45鋼，整體模鍛成型。</p><p>　　2.零件的工藝過程及分析</p><p>　　2.1定位基準的選擇</p><p>　　在零件的加工中

43、，定位基準的選擇合理與否，不僅影響加工表面的位置精度，而且對于零件各表面的加工順序也有很大影響。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準，這時的基準一是保證加工表面有足夠而且均勻的余量和各待加工表面有足夠的余量；二是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度，隨著加工的進一步進行，應(yīng)選擇已加工面作為定位基準。如：加工前先對連桿兩端面粗銑，以為鉆大小頭孔留下粗基準，隨著加工的進一步進行，大頭孔精鏜前，精銑兩端面，為大小頭孔精鏜留下

44、精基準；大頭孔珩磨前對其兩側(cè)面磨削，以提供更精確的基準，保證其內(nèi)孔的中心線與兩端面的垂直度要求。</p><p>　　加工中可作為基準的面有：上下兩端面、大小頭內(nèi)孔、大頭孔兩側(cè)面，這些表面在加工中不斷轉(zhuǎn)換，由粗到精，逐步形成。</p><p>　　2.2加工順序的確定</p><p>　　2.2.1兩大平面的加工</p><p>　　由零件圖

45、紙要求，最終的表面粗糙度為0.8；其毛坯單面加工余量為2.5㎜，結(jié)合其批量生產(chǎn)，確定其加工工序為：模鍛——精銑——磨削。并將磨削安排在熱處理及精加工大小頭孔前，以提高孔的加工定位精度。加工后表面粗糙度值可達Ra0.2—0.8，精度等級為IT7級，符合圖紙要求。</p><p>　　2.2.2大小頭孔的加工</p><p>　　連桿大小頭孔加工是連桿機械加工的重要工序。在保證其本身的精度、粗

46、糙度要求的前提下，還要保證其相互位置和與端面的垂直度要求。</p><p>　　由于用小頭孔作為定位基準較多，所以其加工安排的早，小頭孔作為定位基面，它經(jīng)過了鉆、擴、半精鏜三道工序。鉆小頭孔以其外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外形的對稱性較好。</p><p>　　小頭孔經(jīng)過鉆、擴、半精鏜，在兩端面磨削后與大頭孔同時進行精鏜，這樣可以保證大小頭孔軸心的距離公差和位置精度要求。</p

47、><p>　　大頭孔經(jīng)過鉆——粗鏜——半精鏜——精鏜——金剛鏜三道工序后達到IT6級公差，表面粗糙度為Ra0.05-0.4。</p><p>　　2.2.3連桿螺栓孔的加工</p><p>　　連桿螺栓孔經(jīng)過鉆、擴、絞工序，加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面的外圓定位。為了兩螺栓孔在兩個互相垂直方向的平行度，在擴和絞兩個公步用上下雙導(dǎo)向?qū)住?lt;/p>&

48、lt;p><b>　　2.3擬定工藝路線</b></p><p>　　加工前對毛坯進行正火處理，以消除過熱組織或形變強化組織，細化晶粒，提高鍛件的力學(xué)性能，改善其切削加工性能。</p><p>　　2. 銑 精銑連桿兩大平面至，加工中多翻轉(zhuǎn)幾次，以消除平面翹曲。</p><p>　　3. 鉆、擴 以一端面及小頭孔外圓定位，鉆小頭孔至Φ25

49、，擴至Φ</p><p>　　4. 鏜 以上道工序同樣的基準，半精鏜小頭孔至</p><p>　　5. 鉆 以基面及小孔定位，鉆大頭孔至</p><p>　　6. 銑 以工件一側(cè)面及大頭孔定位，裝夾工件銑連桿兩側(cè)面尺寸99㎜，保證對稱，次平面為后續(xù)工序用基準面。</p><p>　　7. 鏜 以工件一端面、一側(cè)面及小頭孔定位，加緊工件，粗鏜大

50、頭孔至</p><p>　　8. 鏜 以上道工序同樣的基準，半精鏜大頭孔至</p><p>　　9. 銑 以工件一端面、一側(cè)面及小頭孔定位，加緊工件銑螺栓孔兩端面</p><p>　　10.鉆、擴、絞兩螺栓孔 以工件一端面、一側(cè)面及小頭孔定位，加緊工件，鉆螺栓孔至，擴至，絞至，保證中心距82±0.175</p><p>　　11.熱

51、處理 工件兩端面調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　12.磨 在磁力吸盤上兩端面互為基準磨兩端面至</p><p>　　13.鏜 以工件一端面、一側(cè)面及小頭孔定位，加緊工件，精鏜大頭孔至 </p><p>　　14.鏜 以工件一端面、一側(cè)面及大頭孔定位，加緊工件，精鏜小頭孔至，保證大小頭中心距為190±0.05㎜。</p>&

52、lt;p>　　15.切開 以工件一端面、一側(cè)面及大頭孔定位，加緊工件，切開連桿蓋與連桿體，并分別對連桿蓋及連桿體打標記字頭。</p><p>　　16.磨 以端面和一側(cè)面（99㎜）定位，裝夾工件，磨連桿蓋分割面，保證總高度48㎜。</p><p>　　17.磨 以端面、一側(cè)面及小頭孔定位，夾緊工件，磨連桿體分割面，保證尺寸。</p><p>　　18.用專用

53、螺釘將連桿體與連桿蓋組裝成連桿組件。</p><p>　　19.鏜 以端面、一側(cè)面及小頭孔定位，夾緊工件，用金剛鏜鏜削大頭孔至 </p><p>　　20.拆開連桿體與上蓋。</p><p>　　21.以基面及分割面定位裝夾工件，銑連桿上蓋×8㎜斜槽。</p><p>　　22. 以基面及分割面定位裝夾工件，銑連桿體×8㎜

54、斜槽。</p><p>　　23.鉆連桿體大頭油孔Φ5㎜、Φ1.5㎜。</p><p>　　24.小頭油孔Φ4㎜、Φ8㎜。</p><p>　　25.鉗工按規(guī)定質(zhì)量稱重去重。</p><p>　　26.檢驗各部尺寸及精度。</p><p>　　連桿最終檢驗項目和其它零件一樣，包括尺寸精度，形狀精度和位置精度以及表面粗糙

55、度的檢驗，只不過連桿某些要求較高而已。</p><p>　　由于裝配的要求，大小頭孔要按尺寸分組，連桿的位置精度測量要在檢具上進行。如大頭孔軸心線在兩個相互垂直方向上的平行度，可采用如下圖示的方法進行。在大頭孔中塞入心軸擱在等高墊鐵上，使大頭心軸與平板平行。將連桿置于直立位置時（a）,在小頭孔心軸上距離為100mm處測量高度的讀數(shù)差，即為大小頭孔在連桿軸心線方向的平行度誤差值；工件置于水平位置時（b）同樣方法測出

56、來的讀數(shù)差值，即為大小孔在垂直連桿軸心線方向的平行度誤差值。連桿還要進行探傷檢查其內(nèi)在質(zhì)量。</p><p>　　連桿大小頭孔在兩個相互垂直方向平行度的檢驗</p><p><b>　　25.清洗吹干。</b></p><p><b>　　26.包裝入庫。</b></p><p><b>

57、　　2.4確定工藝過程</b></p><p><b>　　1）熱處理</b></p><p><b>　　2）精銑兩大平面</b></p><p><b>　　3）鉆小頭孔</b></p><p><b>　　4）粗鏜小頭孔</b></

58、p><p><b>　　5）鉆大頭孔</b></p><p><b>　　6）銑連桿兩側(cè)面</b></p><p><b>　　7）粗鏜大頭孔</b></p><p><b>　　8）半精鏜大頭孔</b></p><p><b&g

59、t;　　9）銑螺栓孔兩端面</b></p><p>　　10）鉆、擴、絞兩螺栓孔</p><p>　　11）工件兩端面熱處理</p><p><b>　　12）磨兩端面</b></p><p><b>　　13）精鏜大頭孔</b></p><p><b>

60、;　　14）精鏜小頭孔</b></p><p><b>　　15）拆開并打標記</b></p><p>　　16）磨連桿蓋分割面</p><p>　　17）磨連桿體分割面</p><p><b>　　18）組裝</b></p><p><b>　　19）

61、金剛鏜大頭孔</b></p><p><b>　　20）拆</b></p><p>　　21）銑連桿上蓋斜槽</p><p><b>　　22）銑連桿體斜槽</b></p><p><b>　　23）鉆連桿蓋油孔</b></p><p>&l

62、t;b>　　24）鉆連桿體油孔</b></p><p><b>　　25）稱重去重</b></p><p><b>　　26）終檢</b></p><p><b>　　27）清洗入庫</b></p><p>　　2.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定<

63、/p><p>　　加工余量是指加工過程中的加工表面切去的材料層厚度，主要分為工序余量和加工總余量兩種。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差，即在一道工序中從某一加工表面切除的材料層厚度；加工總余量是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計尺寸之差，加工總余量等于各工序余糧之和。</p><p>　　加工余量的大小對于零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本均有較大影響。加工余量過大，不僅增加機械加工的勞動量，降低了生產(chǎn)

64、率，而且增加材料、工具和電力等的消耗，加工成本增高。但加工余量過小，又不能保證消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此，應(yīng)當合理的確定加工余量。</p><p>　　工件從毛坯加工至成品的過程中，要經(jīng)過多道工序，每道工序都將得到相應(yīng)的工序尺寸。工序尺寸是指某一個工序加工達到的尺寸，其公差即為工序尺寸公差，各個工序的加工余量確定后，即可確定工序尺寸及其公差。制定合理的工序尺寸及其公差是確保加工工藝規(guī)程、加

65、工精度和加工質(zhì)量的重要內(nèi)容。</p><p>　　確定加工余量的方法有三種，即：經(jīng)驗估算法、查表修正法、分析計算法。用查表法確定工件各部位余量、工序尺寸及公差如下：</p><p>　　2.5.1兩大平面加工余量及工序尺寸的確定</p><p>　　2.5.2大頭孔加工余量的確定</p><p>　　2.5.3小頭孔加工余量的確定</p

66、><p>　　2.5.4連桿螺釘孔加工余量的確定</p><p><b>　　3.專用夾具的設(shè)計</b></p><p>　　在機械加工中，為了迅速、準確地確定工件在機床上的位置，進行正確地確定工件與機床、刀具的相對位置關(guān)系，并在加工中始終保持這個正確位置的工藝裝備稱為機床夾具。機床夾具由定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對刀元件及其他元件或裝

67、置組成。它可以保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率，改善工人的勞動條件，降低對工人的技術(shù)要求，降低生產(chǎn)成本及擴大機床的工藝范圍。</p><p>　　專用夾具是針對某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的機床夾具。這類夾具專用性強，操作迅速方便，其優(yōu)點是在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中可獲得較高的加工精度和生產(chǎn)率，對工人的技術(shù)水平要求也相對較低。由于專用夾具的針對性極端，只能適用產(chǎn)品相對穩(wěn)定的大批量生

68、產(chǎn)中。</p><p>　　前面已對連桿的加工工藝過程作了敘述和分析，以下將針對加工連桿的兩側(cè)面，保證設(shè)計尺寸99㎜，設(shè)計一套專用夾具。</p><p>　　3.1定位方案的設(shè)計</p><p>　　選用一大平面、大頭孔和小頭孔外圓作為定位基準，定位方案如圖所示（附圖）。大平面限制工件、、三個方向的自由度，圓柱銷與V型塊共同限制、、，再用一開口墊圈壓住大頭孔外圓，此

69、處雖然為過定位（又限制工件的），但為了使加工安全，保證設(shè)計尺寸，是有必要的。 </p><p>　　3.2夾緊方案的設(shè)計</p><p>　　連桿桿身方向由一圓柱銷來定位、一活動V型塊頂緊，圓柱銷上設(shè)一螺栓用一開口墊圈壓住大頭孔以防止銑削過程中振動。</p><p>　　3.3其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　夾具通常是單件生產(chǎn)，且制

70、造周期很短。為了保證工件的加工要求，很多夾具要有較高的制造精度。企業(yè)的工具車間有多種加工設(shè)備，例如加工孔系的坐標鏜床，加工復(fù)雜形面的萬能銑床、精密車床和各種磨床等，都具有較好的加工性能和加工精度。夾具制造中，除了生產(chǎn)方式與一般產(chǎn)品不同外，在應(yīng)用互換性原則方面也有一定的限制，以保證夾具的制造精度。</p><p>　　結(jié)合本夾具實際，由于活動V型塊需頻繁移動，為了保證加工工件兩側(cè)面與大頭孔表面垂直度，故設(shè)兩導(dǎo)向滑快

71、來限定V型塊的活動。</p><p><b>　　3.4夾具體的設(shè)計</b></p><p>　　夾具體的類型有：鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體、型材夾具體、裝配夾具體。其上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一個整體，因此，夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及機床的連接。此外，夾具體應(yīng)有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性、足夠的強度和剛度、結(jié)構(gòu)工藝性要好、排屑方便、在

72、機床上安裝穩(wěn)定可靠。</p><p>　　本夾具體采用焊接結(jié)構(gòu)，夾具體通過T型螺釘與工作臺連接，主要工作面上的圓柱銷與夾具體采用過渡配合，底面用雙螺母緊固妨松，并用6塊筋板提高夾具體的剛度。</p><p>　　4.連桿加工技術(shù)展望</p><p><b>　　4.1連桿的材料</b></p><p>　　近年來，非調(diào)質(zhì)

73、鋼作為在傳統(tǒng)材料基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個新品種，得到廣泛的應(yīng)用。該材料對鍛造工藝而言，省去了調(diào)質(zhì)處理工藝，避免了熱處理裂紋，節(jié)省了大量能源。從加工方面看，由于通過添加S、Ca等元素，明顯地改善了切削性能，斷屑容易，排屑流暢，刀具壽命大大提高。</p><p>　　4.2連桿撐斷加工新工藝　　連桿撐斷工藝的基本原理是：在連桿大頭孔的剖分面上，加工一個V型凹槽，在該凹槽處施加一個撐開的力，由于在V形凹槽處形成應(yīng)力集中，

74、而將連桿體和連桿蓋撐開，斷口沿V形凹槽準確斷裂，其斷裂面的特性可使連桿體和連桿蓋在裝配時處于最佳吻合狀態(tài)。　　采用撐斷工藝將連桿斷開以后，結(jié)合面不再進行任何加工。斷面雖然比較粗糙，但合上以后斷口吻合良好，連桿體和蓋會得到良好的定位，可以不必象傳統(tǒng)連桿那樣采用定位螺栓、定位銷、齒形等定位方式，大大降低了成本。其優(yōu)點如下：　(1) 減少了加工工序數(shù)(無結(jié)合面的銑削、磨削及拉削)，使連桿的加工變得更簡單，可節(jié)省機床投資和機床占地面積；　

75、(2) 由于結(jié)合面的特殊開口，使蓋的定位準確，可保證連桿在使用過程中的精度，而不需要定位螺栓(只需普通螺栓)，并省去了螺母；　(3) 連桿毛坯大頭孔為圓形，不象傳統(tǒng)工藝那樣為橢圓形，節(jié)省了金屬材料和模具費用，使連桿大頭孔的粗加工變得更為簡單；　(4) 節(jié)省了操作人員；　(5) 降低了生產(chǎn)線運行費用?！　】梢灶A(yù)見，材料的塑性變形及斷裂方向的精確控制將是在今后推廣應(yīng)用中著重研究解決的課題。</p><p>　

76、　雖然連桿加工本身所包括的工藝內(nèi)容并不復(fù)雜，但由于材質(zhì)、外形尺寸以及要求的加工精度，經(jīng)常給加工帶來不少困難。鍛造毛坯的精度及剛性差、孔加工的精度低、連續(xù)帶狀切屑的斷屑、平面加工的毛刺、因夾壓和內(nèi)應(yīng)力的重新分布而產(chǎn)生的幾何變形等，是加工工藝長期以來需要研究和解決的主要技術(shù)問題。隨著新型刀具材料的不斷出現(xiàn)，促進了刀具材料、加工工藝的相互替代及生產(chǎn)流程的變革；隨著高效加工工藝的出現(xiàn)，更合理和更經(jīng)濟地安排零件的加工工藝及生產(chǎn)流程便成為可能。同時

77、也應(yīng)該看到，先進的制造技術(shù)仍需通過精細的工作不斷地完成善和提高。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　緊張的設(shè)計工作就要結(jié)束了，這次畢業(yè)設(shè)計是在完成三年學(xué)業(yè)和多次實習(xí)的基礎(chǔ)上完成的，它涉及的知識面比較廣泛，持續(xù)時間也比較長，工作任務(wù)量也相對較大，對知識的應(yīng)用也比較靈活，全面，是對我們所學(xué)的一次綜合性檢驗和練兵。</p>

78、<p>　　通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我不但學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的知識，以前所學(xué)的得到了鞏固，充實和應(yīng)用，更重要的是了解了一個比較陌生，可以說是一個全新的領(lǐng)域，對我而言，使我對機械加工產(chǎn)生了濃厚的興趣。</p><p>　　在設(shè)計過程中，我學(xué)會了如何熟練應(yīng)用手邊的資料，如何快界，簡便，準確的查找所需的數(shù)據(jù)和圖表等，也使我體會到作為一個設(shè)計人員，在進行機械設(shè)計時，必須全面考慮結(jié)構(gòu)，材料的強度，剛度，工藝性，配

79、合等問題，而且還要考慮結(jié)構(gòu)的合理性，簡潔實用和整體方案的經(jīng)濟可行性。</p><p>　　通過這次設(shè)計，我在計算技能，利用水平，熟悉資料及有關(guān)標準方面得到了提高，尤其難能可貴的是，我在設(shè)計中所表現(xiàn)出來的吃苦精神，獨立思考，獨立鉆研的工作作風(fēng)讓我十分滿意。我相信，只要這樣的堅持做下去，是一定能勝任將來的實際工作的。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我進一步地了解了所學(xué)過的理論知識，并具體運用了這些知識，培養(yǎng)了我調(diào)查研究、查閱技術(shù)

80、文獻、收集資料的能力，不僅深化了我曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識，還擴大了我的視野，增長了技術(shù)經(jīng)驗，提高了進行理論分析的能力，設(shè)計、計算、工藝編制及繪圖的能力。</p><p>　　同時，我對工藝人員所從事的工作有了親身的體驗，學(xué)會了查閱圖表、資料、相關(guān)手冊等工具書。通過實例對工藝規(guī)程的編制和切削用量的選擇計算等做了一次練習(xí)。</p><p>　　除此之外，在設(shè)計思想上也感受頗深，做為一名工藝編制及

81、設(shè)計人員，在設(shè)計和編制過程中，必須做到求實、嚴謹、負責(zé)和積極創(chuàng)新的精神。實事求是這不僅是一句至理名言，而且對于一個設(shè)計和編制工藝人員來說也是至關(guān)重要的。我在設(shè)計開始的時候就由于沒有全面仔細的分析問題，導(dǎo)致工藝路線出現(xiàn)嚴重錯誤，經(jīng)過改正錯誤后，我一直以認真，求實為原則，完成此次設(shè)計。</p><p>　　總之，通過這次設(shè)計，使我受益匪淺，為我今后的學(xué)習(xí)工作打下一個堅實而良好的基礎(chǔ)。</p><p

82、><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是在劉立新等幾位導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師高尚的品德、嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)和高度的責(zé)任心深深影響著我。導(dǎo)師們的諄諄教誨在幫助我完成畢業(yè)設(shè)計的同時，更讓我懂得了做人、處事要養(yǎng)成一種嚴謹、靈通的作風(fēng)，這將成為我人生的一筆寶貴的精神財富。在此，向指導(dǎo)本人進行畢業(yè)設(shè)計的導(dǎo)師們表示真誠的感謝和崇高的敬意！</p><p&

83、gt;　　由于本次畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)校和實習(xí)崗位上逐步完成的，周圍的同學(xué)、公司的師傅及同事都給予了很大的幫助，在此也向他們表示深深的感謝！</p><p>　　最后，我還要感謝一直在背后默默支持我完成學(xué)業(yè)的父母及親友，是他們的無私奉獻和巨大支持使得我的學(xué)業(yè)得以順利完成，向他們表示真摯的謝意！ </p><p>　　12年3月17日 </p><p><

84、b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.《汽車制造工藝學(xué)》韓英淳主編 人民交通出版社</p><p>　　2.《典型零件機械加工生產(chǎn)實例》陳宏鈞、方向明、馬素敏等編</p><p><b>　　機械工業(yè)出版社</b></p><p>　　3.《機械制造工藝與機床夾具》第二版 劉守勇主編&l

85、t;/p><p><b>　　機械工業(yè)出版社</b></p><p>　　4.《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》艾興、李益民主編</p><p><b>　　機械工業(yè)出版社</b></p><p>　　5.《機械制造工藝與夾具》蘭建設(shè)主編 </p>&l