畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-連桿零件設(shè)計(jì).doc

蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）蘇州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院論文（設(shè)計(jì)）題目： 連桿零件設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： 樊 琳職稱： 副教授類別： 畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 論文(設(shè)計(jì))類型： 應(yīng)用型專業(yè)： 班級(jí)： 是否隸屬科研項(xiàng)目： 1論文（設(shè)計(jì)）的主要任務(wù)及目標(biāo)連桿是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的一個(gè)十分重要的零（部）件，它連接活塞和曲軸，傳遞力和轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，提供動(dòng)力源。連桿設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成零件從毛坯到成品的整個(gè)過(guò)程。設(shè)計(jì)連桿零件的目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)連桿零件。2. 論文（設(shè)計(jì)）的主要內(nèi)容 在查閱資料及調(diào)研基礎(chǔ)上確定設(shè)計(jì)連桿的主要內(nèi)容從零件結(jié)構(gòu)分析、材料的選擇、零件圖的制作、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)、機(jī)械加工的確定、工裝設(shè)計(jì)、工時(shí)的計(jì)算、裝配和零件修復(fù)等。3論文（設(shè)計(jì)）的基本要求綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，具體地說(shuō)，應(yīng)培養(yǎng)以下幾個(gè)方面的業(yè)務(wù)能力：綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基本理論與查閱文獻(xiàn)、論文和資料的能力，其中包括提高閱讀外文資料的能力。進(jìn)行方案論證、分析比較和設(shè)計(jì)計(jì)算的能力。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及cad繪圖的能力。進(jìn)行技術(shù)總結(jié)、撰寫論文的能力。4主要參考文獻(xiàn) 機(jī)械加工工藝師手冊(cè)； 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)； 機(jī)械制造工藝與夾具； 機(jī)械工程材料成形及應(yīng)用；5進(jìn)度安排論文（設(shè)計(jì)）各階段任務(wù)起 止 日 期1動(dòng)員，熟悉課題及參觀10.15 10.222查閱資料、方案設(shè)計(jì)及繪制草圖10.23 11.53主要零件計(jì)算和裝配圖設(shè)計(jì)11.6 11.254部件圖、零件圖設(shè)計(jì)11.26 12.95數(shù)據(jù)、說(shuō)明書整理和答辯12.10 12.186 注：1. 此表一式三份，學(xué)院、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份 2. 類別是指畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)，類型指應(yīng)用型、理論研究型和其他。前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝及夾具和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這是我們?cè)诋厴I(yè)前對(duì)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(shí)踐的訓(xùn)練，更是一次畢業(yè)總結(jié)。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)，給自己的學(xué)業(yè)劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)。我也十分重視這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，并希望通過(guò)這次設(shè)計(jì)對(duì)自己今后將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。由于個(gè)人能力有限，設(shè)計(jì)中難免有許多不足之處。希望各位指導(dǎo)老師給與批評(píng)指正，我也會(huì)在以后的工作中嚴(yán)格要求自己，努力提高自己的專業(yè)技能。摘 要機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的部門之一，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水平和國(guó)防實(shí)力。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的程度，而機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度，產(chǎn)品性能和質(zhì)量的好壞取決于制造過(guò)程中工藝水平的高低。連桿作為傳遞力的主要部件廣泛應(yīng)用于各類動(dòng)力機(jī)車上，是各類柴油機(jī)或汽油機(jī)的重要部件。連桿在傳遞力的過(guò)程中，承受著很高的周期性沖擊力、慣性力和彎曲力。這就要求連桿應(yīng)具有高的強(qiáng)度、韌性和疲勞性能。同時(shí)，因其是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的運(yùn)動(dòng)部件，故要求很高的重量精度。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，連桿的需要量在不斷的增加，也出現(xiàn)了許多不同的加工制造工藝。關(guān)鍵字：機(jī)械制造、機(jī)械制造裝備、連桿、加工工藝目 錄緒 論(6)1零件的結(jié)構(gòu)工藝分析(6)1.1 零件的作用及保護(hù)措施(6)1.2 毛胚材料的選用、制造并繪制毛配圖(7)1.3 連桿工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)(10)1.4 零件的工藝過(guò)程分析(15)1.5 工藝方案的確定(16)1.6 機(jī)械加工余量、切削用量、工序尺寸的確定(17)1.7工序工時(shí)定額的計(jì)算(20)2連桿機(jī)械加工技術(shù)近期發(fā)展(23)3連桿的修復(fù)(25)4工裝設(shè)計(jì)(26)5總結(jié)(32)6致謝(33)7參考文獻(xiàn)(34)8附錄(35)緒 論機(jī)械制造工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)最重要的部門之一，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水平和國(guó)防實(shí)力。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的程度，而機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度，產(chǎn)品性能和質(zhì)量的好壞取決于制造過(guò)程中工藝水平的高低。將設(shè)計(jì)圖樣轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，離不開機(jī)械制造工藝與夾具，因而它是機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)，是生產(chǎn)高科技產(chǎn)品的保障。離開了它，就不能開發(fā)制造出先進(jìn)的產(chǎn)品和保證產(chǎn)品質(zhì)量，不能提高生產(chǎn)率、降低成本和縮短生產(chǎn)周期，機(jī)械制造工藝技術(shù)是在人類生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生并不斷發(fā)展的。機(jī)械制造工藝的內(nèi)容極其廣泛，它包括零件的毛胚制造、機(jī)械加工及熱處理和產(chǎn)品的裝配等。連桿作為傳遞力的主要部件廣泛應(yīng)用于各類動(dòng)力機(jī)車上，是各類柴油機(jī)或汽油機(jī)的重要部件。連桿在傳遞力的過(guò)程中，承受著很高的周期性沖擊力、慣性力和彎曲力。這就要求連桿應(yīng)具有高的強(qiáng)度、韌性和疲勞性能。同時(shí)，因其是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的運(yùn)動(dòng)部件，故要求很高的重量精度。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，連桿的需要量在不斷的增加，也出現(xiàn)了許多不同的加工制造工藝。如何制定一套合理的加工工藝是我這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。1.零件的結(jié)構(gòu)工藝分析1.1零件的作用及保護(hù)措施1.1.1零件的作用連桿是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的一個(gè)十分重要的零（部）件，它連接活塞和曲軸，傳遞力和轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，提供動(dòng)力源。連桿是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件。它的作用是連接曲軸和活塞，把作用在活塞頂面的膨脹氣體所做的功傳給曲軸，推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，從而將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又受曲軸的驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮汽缸里面的氣體。1.1.2零件的結(jié)構(gòu)連桿是一種變截面非園形細(xì)長(zhǎng)桿件，其桿身截面從大頭到小頭逐步變小，以適應(yīng)在工作中承受急劇變化的動(dòng)載荷。連桿是由連桿蓋和連桿體兩部分組成的，連桿蓋和連桿體用螺栓和螺母與曲軸主軸頸裝備在一起。附錄1是4125a型柴油發(fā)電機(jī)的連桿組合件圖。為了減少磨損和磨損后便于維修，在連桿小頭沖壓入青銅襯套，大頭孔中裝有薄壁金屬軸瓦。1.2毛坯材料的選用、制造并繪制毛坯圖1.2.1毛坯材料的選用連桿材料一般采用45綱或者40cr、45mn2等優(yōu)質(zhì)鋼或合金鋼。表1 45鋼、40cr和45mn2化學(xué)成分（摘自gb/t699-1999）牌 號(hào)材料內(nèi)所含化學(xué)成份（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%csimnpscrni45鋼0.420.500.170.370.500.800.0350.0350.0250.02540cr0.370.440.170.370.500.800.801.145mn20.420.490.170.371.401.80表2 45鋼、40cr和45mn2力學(xué)性能（摘自gb/t699-1999）牌 號(hào)熱處理屈服點(diǎn)/mpa抗拉強(qiáng)度/mpa伸長(zhǎng)率/%斷面收縮率/%沖擊吸收功/j45鋼正火35560016403940cr淬火-回火9807859454745mn2淬火-回火88573594547文獻(xiàn)機(jī)械工程材料成型及應(yīng)用中指出：45鋼屬于優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼（中碳鋼），具有一定的塑性和韌性，較高的強(qiáng)度，切削性良好。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，用于制造受力較大要求強(qiáng)度、塑性和韌性都較高的機(jī)械零件，如機(jī)床齒輪、主軸、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、絲杠等，應(yīng)用廣泛。綜上，此次設(shè)計(jì)連桿材料選用45鋼，毛坯尺寸精度要求為it11it12。1.2.2材料的可鍛性可鍛性是指金屬在受到鍛壓后，可改變自己的形狀而又不產(chǎn)生破裂的性能。碳鋼隨含碳量的增加可鍛性下降。45鋼的碳含量在0.420.50之間，其熱鍛工藝特性：塑性高，變形抗力比較低，鍛造溫度范圍高。模鍛件經(jīng)修整后一般還需要用過(guò)熱處理，鍛件熱處理常采用正火（或退火），以消除過(guò)熱組織或形變強(qiáng)化組織，細(xì)化晶粒，改善切削性能，提高鍛件的力學(xué)性能。1.2.3毛坯的種類及制造方法連桿是較細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓形桿件，其桿身截面從大頭到小頭逐步變小，因此，其毛坯采用模鍛制造?？紤]其生產(chǎn)類型、經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)工藝性，整體鍛造較好。毛坯為整體鍛造，其外形精度高，省材料，簡(jiǎn)化工藝，便于組織生產(chǎn)，加工和運(yùn)輸。文獻(xiàn)機(jī)械工程材料成形及應(yīng)用中指出：模鍛是使金屬坯料在沖壓力作用下，在鍛模模腔內(nèi)變形從而獲得鍛件的工藝方法，在鍛造工程中，由于金屬塑性變形的結(jié)果，使毛坯金屬獲得較細(xì)的晶粒，同時(shí)能壓合組織內(nèi)部的缺陷，因而提高的金屬的力學(xué)性能和使用中的可靠性，一般可使強(qiáng)度提高20%、韌性提高一倍左右。因此，凡承受重載荷、動(dòng)載荷、高壓力的零件多采用鍛件做毛坯。與自由鍛相比：模鍛鍛件的尺寸精度比較高，機(jī)械加工余量小，材料利用率高?？梢藻懺煨螤钶^復(fù)雜的鍛件，鍛件內(nèi)部流線分布合理，適用于中小型鍛件的大批量生產(chǎn)。1.2.4毛坯尺寸的確定連桿是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的一個(gè)重要的零件，確定其材料為45鋼。由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)為細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓形桿件，生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，所以毛坯選用模鍛整體鍛造成型。由文獻(xiàn)公差配合與測(cè)量技術(shù)可查，該種鍛件的尺寸公差等級(jí)ct為it11it12級(jí)。故取ct為it11級(jí)?？捎貌楸矸▉?lái)確定各表明的總余量，但是由于用查表法所確定的總余量與生產(chǎn)實(shí)際情況有些差距，故還應(yīng)根據(jù)工廠具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。現(xiàn)將調(diào)整后的毛坯尺寸及公差如表3所示：表3 連桿毛坯主要尺寸及公差（mm）主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差ct大頭孔徑912891小頭孔徑552511大頭端面高603651小頭端面高443501大頭側(cè)面寬度12031252連桿長(zhǎng)度470104802 由此，即可繪制出零件的毛坯圖（見(jiàn)附錄2）。1.2.5鍛件的技術(shù)要求（1）熱處理：調(diào)質(zhì)217289hbs（2）連桿桿身壁厚不大于2mm，r42.5處的定位面上不允許有凸臺(tái)（3）錯(cuò)差：縱向不大于1mm，橫向不大于0.75mm（4）桿體彎曲不大于1mm1.3連桿工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)1.3.1零件圖（見(jiàn)附錄1）1.3.2零件的主要技術(shù)條件及要求連桿作為傳遞力的主要部件廣泛應(yīng)用于各類動(dòng)力機(jī)上，是各類柴油機(jī)或汽油機(jī)的重要的部件。連桿在傳遞力的過(guò)程中，承受這很高的周期性沖擊力、慣性力和彎曲力。這就要求連桿應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、韌性和疲勞性能。同時(shí)，因其是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的運(yùn)動(dòng)部件，故要求很高的重量精度。1.連桿小頭孔襯套底孔尺寸公差為it7級(jí)，粗糙度ra1.6，圓柱度公差為0.015mm，小頭孔襯套尺寸公差為it6級(jí)，粗糙度ra0.4，圓柱度公差為0.005mm。為了保證與活塞銷的精密裝配間隙，小頭襯套孔在加工后，以每組間隔為0.0025mm分組，便于分組裝配，保證良好的配合。文獻(xiàn)機(jī)械工藝制造與夾具中指出：分組裝配法是將相關(guān)尺寸公差放大若干倍，使其尺寸能夠按經(jīng)濟(jì)精度加工，然后按零件的實(shí)際加工尺寸分為若干組，各對(duì)應(yīng)組進(jìn)行裝配，以達(dá)到裝配精度要求。因同組零件具有互換性，也稱此法為分組互換法。這種方法在大批量生產(chǎn)中可降低零件的加工精度，而不降低裝配精度，使用于成批、大量、生產(chǎn)中組成環(huán)數(shù)少而裝配精度要求高的部件裝配。2.連桿大頭孔鑲有薄壁剖分軸瓦，底孔尺寸公差為it6級(jí)，粗糙度ra0.8，圓柱度公差為0.012mm。3.連桿小頭孔及小頭銅套孔中心線對(duì)大頭孔中心線的平行度在垂直面內(nèi)的平行度公差為0.04mm；其在水平面內(nèi)的平行度公差為0.06mm。4.大小頭孔間距尺寸極限偏差為0.05mm。5.連桿大頭孔兩端面對(duì)連桿大頭孔中心線的垂直度公差為0.1mm，ra3.2。6.兩螺孔（定位孔）中心線對(duì)連桿大頭孔剖分面的垂直度公差為0.15mm，用兩個(gè)尺寸為的檢驗(yàn)心軸插入連桿體和連桿蓋的孔時(shí)，剖分面的間隙應(yīng)小于0.05，目的為保證正常承載能力和大頭孔軸瓦與曲軸頸的良好配合。7.為保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對(duì)于連桿的重量及裝于同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中的一組連桿重量都有要求，連桿組內(nèi)的質(zhì)量差為2%。對(duì)連桿大頭重量和小頭重量都分別規(guī)定、涂色分組，供選擇裝配。1.3.3零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程及工藝方案連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度的要求都很高，但剛度又較差容易產(chǎn)生變形。連桿的主要加工表面為大小頭、大小頭孔兩端面、連桿蓋與連桿體的接合面和螺栓孔等，次要加工表面為油孔、鎖口槽、供作工藝基準(zhǔn)的工藝凸臺(tái)等。還有稱重、去重、檢驗(yàn)、清洗和去毛刺等工序。其中檢驗(yàn)是主要的輔助工序，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。（1）加工工藝過(guò)程的安排連桿的加工順序大致如下：粗磨（銑）上下斷面鉆、拉小頭孔銑大孔兩側(cè)面切開磨接合面配對(duì)加工螺栓孔專配合件精加工合件大小孔光整加工稱重去重檢驗(yàn)，標(biāo)記分組成品入庫(kù)連桿小頭孔壓入襯套后常以金剛鏜孔作為最后精加工工序，大頭孔常以研磨作為底孔的最后精加工工序。（2）加工工藝方案的擬定為保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須制定合理的加工工藝路線。工藝路線方案一：335.粗銑連桿大、小頭兩端面10.擴(kuò)連桿小頭孔15.連桿小頭孔倒角20.拉削連桿小頭孔25.銑連桿大頭定位凸臺(tái)和連桿小頭凸臺(tái)30.粗?jǐn)U、半精擴(kuò)連桿大頭孔35.鉆擴(kuò)鉸連桿兩個(gè)螺栓孔40.自連桿上切下連桿蓋45.擴(kuò)連桿螺栓孔50.磨連桿大頭剖分平面55.鍃連桿體上裝螺栓的凸臺(tái)60.擴(kuò)連桿螺栓孔65.在連桿體和連桿蓋的螺栓孔上倒角70.鉆連桿體上兩個(gè)定位銷孔75.拉連桿兩個(gè)螺栓孔80.鍃連桿上裝螺栓的頭部和裝螺母的支撐平面85.鉆潤(rùn)滑油孔90.去毛刺并清洗95.檢驗(yàn)100.裝配連桿和連桿蓋105.磨連桿大頭端平面110.半精鏜連桿大頭孔115.連桿大頭孔倒角120.車連桿大頭側(cè)面的凸臺(tái)125.擰緊螺母，打字，去毛刺130.金剛鏜連桿大頭孔135.研磨連桿大頭孔140.金剛鏜連桿小頭孔145. 去毛刺，清洗，吹凈油孔150.檢驗(yàn)155.壓入套筒160.連桿小頭銑3.5圓弧槽165.金剛鏜連桿小頭銅套孔170.清洗，吹凈油孔175.檢驗(yàn)180.拆開連桿和連桿蓋185.銑連桿和連桿蓋上的軸瓦槽及16孔壁的口190.清理，去毛刺192.清洗，吹凈，稱重200.檢驗(yàn)205.連桿體和連桿配對(duì)并裝配210.成品防銹入庫(kù)工藝路線方案二：5.粗銑連桿大、小頭兩端面10.擴(kuò)連桿小頭孔15.連桿小頭孔倒角20.拉削連桿小頭孔25.銑連桿大頭定位凸臺(tái)和連桿小頭凸臺(tái)30.自連桿上切下連桿蓋35.鍃連桿體上裝螺栓的凸臺(tái)40.磨連桿大頭剖分平面45. 粗?jǐn)U，半精擴(kuò)連桿大頭孔50.鉆孔絞連桿兩個(gè)螺栓孔55.鍃連桿體上裝螺栓的凸臺(tái)60.擴(kuò)連桿螺栓孔65.在連桿體和連桿蓋的螺栓孔上倒角70.鉆連桿體上兩個(gè)定位銷孔75.拉連桿兩個(gè)螺栓孔80.鍃連桿上裝螺栓的頭部和裝螺母的支撐平面85.鉆潤(rùn)滑油孔90.去毛刺并清洗95.檢驗(yàn)100.裝配連桿和連桿蓋105.磨連桿大頭端平面110.半精鏜連桿大頭孔115.連桿大頭孔倒角120.車連桿大頭側(cè)面的凸臺(tái)125.擰緊螺母，打字，去毛刺130.金剛鏜連桿大頭孔135.研磨連桿大頭孔140.金剛鏜連桿小頭孔145.去毛刺，清洗，吹凈油孔150.檢驗(yàn)155.壓入套筒160.連桿小頭銑3.5圓弧槽165.金剛鏜連桿小頭銅套孔170.清洗，吹凈油孔175.檢驗(yàn)180.拆開連桿和連桿蓋185.銑連桿和連桿蓋上的軸瓦槽及16孔壁的口190.清理，去毛刺192.清洗，吹凈，稱重200.檢驗(yàn)205.連桿體和連桿配對(duì)并裝配210.成品防銹入庫(kù)工藝路線方案三：5.磨連桿大小頭兩端面10.擴(kuò)連桿小頭孔15.連桿小頭孔倒角20.拉削連桿小頭孔25.銑連桿大頭定位凸臺(tái)和連桿小頭凸臺(tái)30.粗?jǐn)U，半精擴(kuò)連桿大頭孔35.自連桿上切下連桿蓋40.鍃連桿體上裝螺栓的凸臺(tái)45.磨連桿大頭剖分平面50.鉆擴(kuò)絞連桿兩個(gè)螺栓的凸臺(tái)55.鍃連桿體上裝螺栓的凸臺(tái)60.擴(kuò)連桿螺栓孔65.在連桿體和連桿蓋的螺栓孔上倒角70. 鉆連桿體上兩個(gè)定位銷孔75.拉連桿兩個(gè)螺栓孔80.鍃連桿上裝螺栓的頭部和裝螺母的支撐平面85.鉆潤(rùn)滑油孔90.去毛刺并清洗95.檢驗(yàn)100.裝配連桿和連桿蓋105.磨連桿大頭端平面110.半精鏜連桿大頭孔115.連桿大頭孔倒角120.車連桿大頭側(cè)面的凸臺(tái)125.擰緊螺母，打字，去毛刺130.金剛鏜連桿大頭孔135.研磨連桿大頭孔140.金剛鏜連桿小頭孔145.去毛刺，清洗，吹凈油孔150.檢驗(yàn)155.壓入套筒160.連桿小頭銑3.5圓弧槽165.金剛鏜連桿小頭銅套孔170.清洗，吹凈油孔175.檢驗(yàn)180.拆開連桿和連桿蓋185.銑連桿和連桿蓋上的軸瓦槽及16孔壁的口190.清理，去毛刺192.清洗，吹凈，稱重200.檢驗(yàn)205.連桿體和連桿配對(duì)并裝配210.成品防銹入庫(kù)1.4零件的工藝過(guò)程分析1.4.1定位基準(zhǔn)的選擇加工中可供作定位基準(zhǔn)面的表面有：大頭孔、小頭孔、上下兩端面、大小頭孔兩側(cè)面連桿體和連桿蓋的結(jié)合面等。這些表面在加工過(guò)程中不斷地轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，由粗到精，逐步形成。如工藝路線方案三中：工序5中粗磨平面的基準(zhǔn)面是毛坯底平面，小頭外圓和大頭一側(cè)；工序10中仍然采用平面為基準(zhǔn)，但此時(shí)平面為精基準(zhǔn)；大頭兩側(cè)面以兩側(cè)自定心定位；鏜大頭孔時(shí)的定位基準(zhǔn)為一平面，小頭孔和大頭孔一側(cè)面；而鏜小頭孔是可選一平面，大頭孔和小頭孔外圓等。連桿加工中精基準(zhǔn)的選擇，要保證其對(duì)稱性和孔的壁厚均勻。如工藝路線方案二中：工序10擴(kuò)小頭孔時(shí)，鉆模是以小頭外圓定位，來(lái)保證孔與外圓的同軸度，使壁厚均勻，符合技術(shù)要求。1.4.2連桿的檢驗(yàn)連桿加工工序長(zhǎng)，中間又插入質(zhì)檢處理工序，因而需經(jīng)過(guò)多次中間檢驗(yàn)、最終檢驗(yàn)項(xiàng)目和其他零件一樣，包括尺寸精度，形狀精度和位置精度以及表面粗糙度的檢驗(yàn)，只不過(guò)連桿某些要求較高而已。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(cè)量要在檢具上進(jìn)行。如大頭孔軸心線在兩個(gè)相互垂直方向上的平行度，可采用附錄3所示的方法進(jìn)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(shí)（a），在小頭孔心軸上距離為100mm處測(cè)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(shí)（b）同樣的方法測(cè)出來(lái)的讀數(shù)差值，即為大小頭孔在垂直連桿軸心線方向的平行度誤差值。因連桿在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的重要作用，故連桿還要進(jìn)行探傷檢查其內(nèi)在質(zhì)量。1.4.3加工設(shè)備及工藝準(zhǔn)備的選擇機(jī)床設(shè)備與工藝裝備是零件加工的物質(zhì)基礎(chǔ)。是加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要保障。為了合理的選擇加工設(shè)備和工藝裝備，必須對(duì)各種機(jī)床的規(guī)格、性能、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和工藝裝備的種類、精度、規(guī)格、可靠性等進(jìn)行詳細(xì)的了解?？偟脑瓌t是根據(jù)零件的生產(chǎn)類型與加工要求，使所選擇的加工設(shè)備及工藝裝備既能保證加工質(zhì)量，又經(jīng)濟(jì)合理。連桿屬于大批量生產(chǎn)產(chǎn)品，加工技術(shù)要求較為嚴(yán)格，尺寸公差精度要求高，應(yīng)多采用高效專用機(jī)床、組合機(jī)床流水線與隨機(jī)專用夾具，并考慮工序集中原則，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)中指出：組合機(jī)床是按系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化原則設(shè)計(jì)的通用部件，以及按被加工工件形狀和加工工藝要求而設(shè)計(jì)的專用部件所組成的高效專用機(jī)床。專用組合機(jī)床可實(shí)現(xiàn)多刀切削，自動(dòng)化程度較高，生產(chǎn)效率也較高，加工精度穩(wěn)定，制造成本低。1.5工藝方案的確定1.5.1連桿兩端面的加工如果毛坯精度高，可以不經(jīng)過(guò)粗銑而直接粗磨。精磨工序應(yīng)該安排在精加工大小孔之前，以保證與端面的相互垂直度要求。粗磨和精磨應(yīng)該在不同的機(jī)床上進(jìn)行。如工藝路線方案三中：工序1是在雙軸立式平面磨床上進(jìn)行兩頭孔端面的精磨工序（見(jiàn)附錄3）。磨床上有兩根主軸，分別裝有高速旋轉(zhuǎn)的砂輪1和2，砂輪2比砂輪1低些，可分別調(diào)整磨削深度，磨削連桿的不同端面。所以，1、2工位的定位基面是不等的，第2工位比第1工位高，其高出量就是一端面的加工余量。毛坯精度一般不高，而且毛坯的切削量也比較大，故應(yīng)以銑削為主，粗精銑加工可選在同一機(jī)床，而選用不同轉(zhuǎn)速和切削量盡享；又因磨削加工切削量小而本批次連桿為大批量生產(chǎn)，為滿足加工的時(shí)間要求選用銑加工，粗精度在同一臺(tái)機(jī)床上加工可減少二次裝夾造成的定位誤差，提高尺寸精度。1.5.2連桿大小頭孔的加工大小頭孔加工既要保證本身的精度、表面粗糙度要求，還要保證相互位置和孔與端面垂直度要求。小頭底孔徑由擴(kuò)孔、倒角、拉孔三道工序而成。擴(kuò)孔用外圓定位、心夾具，以保證壁厚的均勻。小頭孔經(jīng)倒角后在立式拉床上拉孔，然后壓入青銅襯套，再以襯套內(nèi)孔定位，在金剛鏜床上精鏜內(nèi)孔。工藝路線方案三中：工序170加工過(guò)程中定位夾緊方式為鏜孔前大頭孔以內(nèi)漲心軸定位，小孔插入菱形假銷，并使端面緊貼支撐面后將工件夾緊，抽出假銷進(jìn)行精鏜小頭襯套孔。大頭孔經(jīng)切開后，這時(shí)連桿體和連桿蓋的圓弧均不成半圓，故在工藝方案路線二中：工序30精銑連桿體和連桿蓋的側(cè)面。此后，大頭孔的粗鏜，精鏜，研磨工序都是在配套合裝后進(jìn)行的。1.5.3螺栓孔的加工對(duì)于整體鍛造的連桿，螺栓孔的加工是在切開之后，接合面經(jīng)精加工后進(jìn)行的。這樣易于保證螺栓孔與接合面的垂直精度。因其精度要求較高，一般需要經(jīng)鉆擴(kuò)絞拉等加工工序，工藝路線方案二中在工序安排上分兩個(gè)階段，第一階段是在連桿體和連桿蓋分開狀況下的加工（工序50工序70）；第二階段是在連桿體和連桿蓋合裝后的加工（工序80）。1.5.4連桿加工工藝方案的確定通過(guò)對(duì)零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程的分析，同時(shí)對(duì)兩個(gè)工藝路線方案進(jìn)行比較，考慮工廠的具體條件等因素，如設(shè)備、能否借用工裝夾具、量具等。本次設(shè)計(jì)選擇工藝路線方案二對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工。根據(jù)工藝路線方案二制定出詳細(xì)的機(jī)械加工工藝規(guī)程，如下：毛坯為整體模鍛件，清理后進(jìn)行調(diào)制處理，以消除鍛件在鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，改善機(jī)械加工性能，達(dá)到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車間進(jìn)行加工。機(jī)械加工工藝過(guò)程卡、機(jī)械加工工序卡參見(jiàn)連桿加工工藝規(guī)程。1.6機(jī)械加工余量、切削用量、工序尺寸的確定1.6.1粗銑連桿大小兩端平面該工序選用四軸龍門銑床對(duì)連桿大小兩端面進(jìn)行粗銑。粗銑平面的基準(zhǔn)面是：小頭外圓和大頭一側(cè)。銑大頭平面至尺寸，磨第二面至尺寸，表面粗糙度到ra12.5，保證大頭端面在背對(duì)標(biāo)記號(hào)的一面相差尺寸8.50.3。1.6.2擴(kuò)、拉小頭孔該孔先由高速鋼鉆頭擴(kuò)出底孔后，再由園空拉刀拉削。在加工過(guò)程中擴(kuò)孔用外圓定心夾具，保證小頭孔壁厚均勻，孔經(jīng)倒角后在立式拉床上拉孔。擴(kuò)孔：工序尺寸及公差為拉孔：工序尺寸及公差為由毛坯尺寸公差和本工序的加工尺寸，計(jì)算可得擴(kuò)削余量為2mm，拉削余量為1.2mm。由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表28-10，取鉆孔時(shí)的進(jìn)給量；鉆削深度；由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表32-01，可得拉削時(shí)切削厚度為0.01mm，拉削速度；由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表28-13，取擴(kuò)孔時(shí)的切削速度；由此計(jì)算出轉(zhuǎn)速為：按鉆床的實(shí)際轉(zhuǎn)速取：,則實(shí)際切削速度為：由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表28-14，軸向力為11085n；轉(zhuǎn)矩為156.96nm，功率為2.68kw。1.6.3粗、半精鏜大頭孔該工序采用金剛鏜床對(duì)連桿大頭孔進(jìn)行加工，加工時(shí)為提高孔加工精度和表面質(zhì)量，應(yīng)采用較小的切削深度和進(jìn)給量，同時(shí)提高切削速度?？色@得較高的精度尺寸（0.0030.005mm）和很高的表面質(zhì)量（表面粗糙度一般為ra=0.161.25）。使用硬質(zhì)合金刀yt30對(duì)大頭孔進(jìn)行鏜削。加工中應(yīng)保證孔間距及孔徑的尺寸公差，孔內(nèi)表面質(zhì)量?？讖匠叽纾捍昼M900.1mm；精鏜mm兩孔中心距：3300.1mm經(jīng)尺寸計(jì)算可知，鏜孔時(shí)的加工余量為0.1mm由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表29-15，取鏜孔時(shí)的切削用量為：鏜刀進(jìn)給量為；鏜削深度為0.2mm；切削速度為。由以上數(shù)據(jù)可利用公式計(jì)算出鏜削時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速。實(shí)際生產(chǎn)中參照機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速具體設(shè)定。1.6.4切斷整體鍛件該工序選用雙面臥式組合銑床對(duì)整體鍛件進(jìn)行切斷加工，加工過(guò)程中由大頭側(cè)面定位基準(zhǔn)，選用高速鋼鋸片切斷刀加工工件。由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表30-14，已知鍛件厚度約為60mm，選取切斷銑刀厚度為35mm，銑刀直徑為200mm（可切斷厚度為84mm），每齒進(jìn)給量；由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表30-23，取銑削速度；1.6.5鍃連桿體和連桿蓋的接合面該工序選用平面磨床對(duì)連桿體和連桿蓋的兩側(cè)接合面進(jìn)行拉削加工，工序余量為0.65mm。磨削：連桿蓋高度mm；由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表32-1，可得拉削時(shí)切削厚度為0.01mm，拉削速度；1.6.7螺栓孔的加工該工序采用六工位組合機(jī)床對(duì)連桿體和連桿蓋的螺栓孔進(jìn)行精加工，選用12h7、14h7、15、16.5h7的高速鋼鉆頭，yt14.5拉刀，15.7h7mm的機(jī)用絞刀對(duì)尺寸要求不同的孔進(jìn)行加工：第一工位：將連桿體和連桿蓋在夾具中定位并夾緊（標(biāo)記向上）放在工作臺(tái)上指定位置；第二工位：擴(kuò)連桿蓋上螺栓孔mm 深度27mm0.5m；第三工位：同時(shí)鉆通兩個(gè)孔；第四工位：同時(shí)擴(kuò)兩個(gè)孔mm；第五工位：鉸14.5的兩個(gè)孔第六工位：鉸的兩個(gè)孔由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表28-16，取螺栓孔加工的切削用量為：進(jìn)給量；切削速度為：。由此可計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速，可取機(jī)床實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速。實(shí)際生產(chǎn)中參照機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速具體設(shè)定。1.6.8精鏜小頭青銅襯套孔該工序采用金剛鏜床對(duì)連桿小頭青銅襯套孔進(jìn)行精鏜加工，以大頭孔中心軸定位，保證兩孔中心間距，小頭青銅襯套孔的最終尺寸公差為：mm，表面粗糙度ra=0.4。同時(shí)保證小頭青銅襯套孔的圓柱度為0.005mm；小頭青銅襯套孔與大頭孔中心軸線的平行度在100mm的長(zhǎng)度上誤差不大于0.04mm；小頭青銅襯套孔中心軸線與小頭孔端面的垂直度為0.01mm。經(jīng)尺寸計(jì)算可知，鏜孔時(shí)的加工余量為0.1mm。由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表29-15，取鏜孔時(shí)的切削用量為：鏜刀進(jìn)給量為；鏜削深度為0.2mm；切削速度為：。由以上數(shù)據(jù)可利用公式計(jì)算出鏜削時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速。實(shí)際生產(chǎn)中參照機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速具體設(shè)定。1.7工序工時(shí)定額的計(jì)算工時(shí)定額是指在一定的生產(chǎn)條件下規(guī)定一件產(chǎn)品或完成一道工序所需要消耗的時(shí)間。它是安排生產(chǎn)計(jì)劃、進(jìn)行成本核算、考核工人完成任務(wù)情況的主要依據(jù)。制定合理的工時(shí)定額是調(diào)動(dòng)工人積極性的重要手段，可以促進(jìn)工人技術(shù)水平的提高，從而不斷提高生產(chǎn)效率。零件機(jī)械加工工序的工時(shí)定額，在使用中應(yīng)定期修訂，以使其保持平均先進(jìn)水平。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選定工序路線中的一道工序進(jìn)行工時(shí)計(jì)算，下面對(duì)工序10擴(kuò)連桿小頭孔通孔進(jìn)行工時(shí)定額計(jì)算。1.7.1基本時(shí)間基本時(shí)間是直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所需消耗的時(shí)間，對(duì)機(jī)械加工而言是指從工件切除材料層所消耗的時(shí)間?；緯r(shí)間可按公式求得：由文獻(xiàn)表28-42，得鉆孔工序基本時(shí)間的計(jì)算公式為：式中：；?。?所以：1.7.2輔助時(shí)間輔助時(shí)間是為了實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，這些輔助時(shí)間包括：裝夾和卸下工件、開動(dòng)和停止機(jī)床、改變切削用量、進(jìn)退刀具、測(cè)量工件尺寸等。由文獻(xiàn)表28-43，取開停機(jī)床：0.015min升降鉆桿：0.015min主軸運(yùn)轉(zhuǎn)：0.02min消除切屑：0.04min測(cè)量工件：0.10min裝卸工件：1.0min所以輔助時(shí)間：1.7.3作業(yè)時(shí)間基本時(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱為工序作業(yè)時(shí)間，即直接用于制造產(chǎn)品或零部件所需要消耗的時(shí)間。1.7.4布置工作場(chǎng)地時(shí)間布置工作場(chǎng)地時(shí)間是為了使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時(shí)間。布置工作地時(shí)間可以按照工序作業(yè)時(shí)間的倍（一般=2%7%）來(lái)估算。由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)取=5%，則1.7.5休息和生理需要時(shí)間休息和生理需要時(shí)間是工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理上需要所消耗的時(shí)間。它可按工序時(shí)間的倍（一般=2%4%）來(lái)估算。由文獻(xiàn)取=3%，則1.7.6準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間對(duì)于成批生產(chǎn)還要考慮準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間，準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間是工人為了生產(chǎn)一批成形產(chǎn)品和零部件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。這些工作包括：熟悉工藝文件、安裝工藝設(shè)備、調(diào)整機(jī)床、首件檢驗(yàn)、歸還工藝裝備和清點(diǎn)并送交成品等。準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間對(duì)一批零件只有一次，工作批量n越大，則分?jǐn)偯恳患ぜ系倪@部分時(shí)間越少。由文獻(xiàn)機(jī)械制造工藝和夾具表28-43，取部分時(shí)間為：簡(jiǎn)單件：26min深度定位：0.3min使用鉆模：6min由設(shè)計(jì)者給定零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件，則：1.7.7單件工時(shí)基本時(shí)間、輔助時(shí)間、布置工作地時(shí)間及休息和生理需要時(shí)間四部分的時(shí)間之和稱為單件工時(shí)。因此，單件工時(shí)為：綜上時(shí)間，成批生產(chǎn)的單件工時(shí)為：在大量生產(chǎn)時(shí)，每個(gè)工作地點(diǎn)完成的一道工序，一般不需要考慮準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間。2零件機(jī)械加工技術(shù)近期發(fā)展2.1連桿的鍛造工藝連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)里面的一種重要的零件，一般為鍛件，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的年需求量大約在5000萬(wàn)只左右，目前國(guó)內(nèi)有上百家鍛造廠擁有連桿生產(chǎn)線，專業(yè)連桿廠也有幾十家。由于連桿屬于精密級(jí)鍛件，因此生產(chǎn)設(shè)備主要以鍛壓機(jī)、螺旋壓力機(jī)，高速電液錘為主，也有相當(dāng)多的廠家使用摩擦壓力機(jī)。連桿屬于大批量需求產(chǎn)品，因此，一些專業(yè)的連桿生產(chǎn)線生產(chǎn)率極高，達(dá)到300件/天。對(duì)于連桿精度判斷標(biāo)準(zhǔn)主要有外形公差和重量公差等，如厚度公差一般在0.50.9之間，重量公差一般在1.5%3%之間。材質(zhì)主要有：1）調(diào)質(zhì)鋼，如42crmo、35crmo、45等；2）非調(diào)質(zhì)鋼，如c70s6（一種裂解材料）等；3）鋁合金材質(zhì)；4）粉末冶金材質(zhì)等。按照成型方式主要有：粉末冶金成型、壓力機(jī)成型、輥鍛成型、閉塞成型、輥壓成型等。其中絕大多數(shù)廠家是以壓力機(jī)成型為主，其工藝流程主要有以下幾種：1)下料加熱制坯輥鍛壓扁預(yù)鍛終鍛切邊沖孔熱校正熱處理強(qiáng)化噴丸精壓機(jī)加工成品2)下料加熱制坯輥鍛成型輥鍛熱精整切邊沖孔熱校正熱處理強(qiáng)化噴丸精壓機(jī)加工成品機(jī)加工成品3)粉末冶金鐵粉燒結(jié)成型熱處理強(qiáng)化噴丸機(jī)加工成品4)下料加熱制坯輥鍛輥壓成型熱精整切邊沖孔熱校正熱處理強(qiáng)化噴丸精壓機(jī)加工成品機(jī)加工成品5)下料加熱鍥橫軋制坯壓扁預(yù)鍛終鍛切邊沖孔熱校正熱處理強(qiáng)化噴丸精壓機(jī)加工成品6)下料加熱制坯輥鍛壓扁預(yù)鍛終鍛切邊沖孔熱校正熱處理強(qiáng)化噴丸精壓機(jī)加工成品目前，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)鋼連桿成型工藝的挑戰(zhàn)。就國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀而言，粉末冶金鍛造工業(yè)雖然有了一定的發(fā)展，但是要提供大批量和高質(zhì)量的粉末冶金鍛件還不成熟，而且涉及設(shè)備更新、技術(shù)改進(jìn)等方面費(fèi)用問(wèn)題，在今后一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，國(guó)產(chǎn)連桿生產(chǎn)還將以模鍛工藝為主。2.2連桿的斷裂剖分工藝斷裂剖分工藝是一種為了部件裝配的需要，將一整體件通過(guò)沖擊的方法而斷裂剖分為兩個(gè)構(gòu)件的新工藝。這種工藝與傳統(tǒng)切削剖分的工藝或構(gòu)件通過(guò)單個(gè)制造的方法相比，其突出的優(yōu)點(diǎn)是剖分的兩個(gè)構(gòu)件不需要加工剖分面而可以直接進(jìn)行盒裝，并且有可重復(fù)的極高定位精度和承載能力，以及構(gòu)件的生產(chǎn)只需要較少的加工工序，從而顯著節(jié)約設(shè)備投資和降低生產(chǎn)成本。這種新工藝具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中高精度的關(guān)鍵零件，由連桿體、連桿蓋共同組成。在傳統(tǒng)制造工藝中，連桿體和蓋都依賴兩種方法：1）連桿體和蓋整體鍛造鋸切分離接觸面機(jī)加工裝配。2）連桿體蓋分別鍛造接觸面機(jī)加工裝配。采用上述兩種工藝，不僅需要對(duì)連桿體和蓋的聯(lián)接面進(jìn)行銑削和磨削，并且在該連接面上還要鉆鉸螺栓定位孔和攻螺紋孔，或者切制端面齒，鉆鉸定位銷孔和鉆螺栓孔等，以便將來(lái)能使連桿體和蓋實(shí)現(xiàn)精確合裝。為此，需要較多的加工機(jī)床，經(jīng)過(guò)十幾道工序，消耗大量的加工工時(shí)。針對(duì)連桿傳統(tǒng)制造工藝中的缺點(diǎn)，為了降低制造費(fèi)用和工時(shí)，提高配合精度，連桿斷裂剖分工藝被提出，并首先于80年代中，由alfling公司在德國(guó)申請(qǐng)專利。進(jìn)入90年代，該工藝在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用生產(chǎn)階段。適用的毛坯由最初的粉末鍛造連桿，發(fā)展到中高碳鋼鍛造連桿。根據(jù)斷裂剖分工藝的要求，鍛造的連桿毛坯，在實(shí)施斷裂剖分之前，先粗鏜連桿大頭孔、鉆螺栓孔，以及在大頭孔預(yù)定斷裂處切出兩個(gè)對(duì)稱布置的三角溝槽（此三角溝槽也可以在鍛造連桿毛坯時(shí)做出），為應(yīng)力集中點(diǎn)，見(jiàn)附錄4。這樣安排，一方面，連桿在斷裂剖分后，就可在下一工位接著進(jìn)行連桿體和連桿頂蓋的合裝，另一方面，由于加工出螺栓孔，可減少連桿的斷面截面積，由此降低連桿斷裂剖分時(shí)所需的沖擊力。隨后，將連桿大頭孔套裝到一臺(tái)進(jìn)行斷裂剖分的裝置的兩個(gè)半芯軸上，并將連桿進(jìn)行定位和夾緊。然后利用沖擊力，將用來(lái)脹裂連桿的鍥插入上述半芯軸中，此時(shí)在鍥的沖擊下，連桿的大頭孔在溝槽處被斷裂剖分為連桿體和連桿蓋。連桿在斷裂剖分后進(jìn)行合裝，此時(shí)在大頭孔上所測(cè)得的非圓度約達(dá)到40.非圓度變大是由于在斷裂剖分時(shí)連桿產(chǎn)生一定的變形所致。孔再經(jīng)精加工，這時(shí)孔的非圓度減少到約3。接著，連桿經(jīng)多次拆卸和合裝，此時(shí)孔的非圓度則穩(wěn)定保持在4左右，此非圓度與精加工后直接測(cè)量得的非圓度只有1左右的變化，這表明，采用斷裂剖分工藝保證連桿體和其頂蓋合裝的可重復(fù)的高精度。這種新工藝，使分離后的連桿體和連桿蓋能直接在斷裂面處自然精確的合裝，無(wú)需加工配合面，達(dá)到了減少加工工序和減少加工機(jī)床的目的。此外，除連桿剖分面具有較高的配合精度外，還由于其剖分面接觸面是凹凸不平的，大大提高了接觸面積，從而提高了連桿承載能力。3零件的修復(fù)連桿是承載較復(fù)雜作用力的重要部件。連桿螺栓是該部件的重要部件，一旦發(fā)生故障，可能導(dǎo)致設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。連桿常見(jiàn)的故障有：連桿大端變形、螺紋孔及其端面磨損、小頭孔磨損、潤(rùn)滑油孔堵塞等，出現(xiàn)這些現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)修復(fù)。連桿大端變形的修復(fù)：連桿大端變形如附錄4所示，產(chǎn)生大端變形的主要原因是：大端薄壁瓦口余面高度過(guò)大，使用厚壁瓦的連桿大端面兩側(cè)墊片厚度不一致或安裝不正確。在上述狀態(tài)下，擰緊連桿螺栓后便產(chǎn)生大端變形，螺栓孔的精度也隨之降低。因此，在修復(fù)大端孔時(shí)應(yīng)同時(shí)檢修螺栓孔。3.1修復(fù)大頭孔將連桿體和連桿蓋的兩接合面磨去少許，使接合面垂直于連桿體的中心線，然后把連桿蓋組裝到連桿體上。在保證大小孔中心距尺寸精度的前提下，重新鏜大頭孔、研磨達(dá)到規(guī)定尺寸及精度。3.2檢修兩螺栓孔如兩螺栓孔的圓度、圓柱度、平行度和孔端面對(duì)其軸線的垂直度不符合規(guī)定的技術(shù)要求，則應(yīng)鏜孔或者鉸孔修復(fù)，修復(fù)時(shí)，孔的端面可以人工修復(fù)以達(dá)到精度要求。按修復(fù)后孔的實(shí)際尺寸配制新的連接螺栓。3.3潤(rùn)滑油孔堵塞4125a型柴油機(jī)連桿在連接使用一段時(shí)間后，連桿軸頸中的潤(rùn)滑油孔會(huì)因油泥過(guò)多而堵塞，造成油路不同，引起機(jī)械故障。修理方法：在每次大修時(shí)清理堵塞在連桿軸頸潤(rùn)滑油孔中的油泥。4零件機(jī)械加工過(guò)程中的工裝的設(shè)計(jì)在機(jī)械加工中，為了迅捷，準(zhǔn)確地確定工件在機(jī)床上的位置，進(jìn)行正確的確定工件于機(jī)床、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，并在加工中始終保持這個(gè)正確位置的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。機(jī)床夾具由定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對(duì)刀元件及其他元件或裝置組成。它可以保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善工人的勞動(dòng)條件，降低對(duì)工人的技術(shù)要求，降低生產(chǎn)成本及擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。專用夾具是針對(duì)某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的機(jī)床夾具。這類夾具專用性強(qiáng)，操作迅速方便，其優(yōu)點(diǎn)是在產(chǎn)品相對(duì)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(duì)工人的技術(shù)水平要求也相對(duì)較低。由于專用夾具的針對(duì)性極強(qiáng)，只能適用產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中。前面已對(duì)連桿零件的結(jié)構(gòu)工藝性及零件的技術(shù)要求進(jìn)行了分析，并確定了零件的機(jī)械加工工藝路線，制定了詳細(xì)的加工工藝規(guī)程。下面將從制定的工藝路線中選擇一道工序，對(duì)其加工中所需要的工藝裝備進(jìn)行設(shè)計(jì)。工序165 精鏜小頭青銅襯套孔mm的鏜孔夾具連桿的相對(duì)剛性較差，應(yīng)十分注意夾緊力的大小、方向及著力點(diǎn)的選擇。鏜小頭青銅襯套孔既要保證孔本身的精度、表面粗糙度要求，還要保證互相位置和孔與端面的垂直度要求。小頭底孔由鉆孔、倒角、拉孔三道工序而成，小頭孔經(jīng)拉孔后在壓力機(jī)上加壓壓入青銅襯套，最后在金剛鏜床上對(duì)小頭孔內(nèi)的青銅襯套孔進(jìn)行精鏜加工，達(dá)到技術(shù)要求的尺寸公差。小頭孔尺寸的變化：mm（擴(kuò)）mm（拉）mm（壓入青銅襯套）mm（精鏜）小頭青銅襯套孔最終加工技術(shù)要求：孔徑為mm；孔軸線對(duì)端面的垂直度允許差為每100mm長(zhǎng)度上不大于0.04mm；兩孔軸線保證在同一個(gè)平面上，其平行度允許差為每100mm長(zhǎng)度不大于0.06mm；兩孔間距尺寸公差為3300.05mm；孔內(nèi)表面要求圓柱度公差不大于0.05mm。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)能力及狀況確定：加工余量為0.25mm；鏜刀進(jìn)給量為；鏜削深度為0.2mm；切削速度為；鏜削是的主軸轉(zhuǎn)速。4.1設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)思想加工中可供定位基準(zhǔn)面的表面有：大頭孔、小頭孔、上下斷面、大小頭孔兩側(cè)連桿體與連桿蓋的接合面等。這些表面在加工過(guò)程中不斷地轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，由粗到精，逐步形成，而鏜小頭孔可選一平面、大頭孔和小頭孔外圓等。工件以一面兩孔定位。定位夾緊方式為：鏜孔前，小頭青銅襯套孔插入菱形假銷并使端面緊貼支撐面后，大頭孔以內(nèi)漲心軸（材料為硬鋁合金）定位，然后將工件夾緊，最后抽出菱形假銷，精鏜小頭青銅襯套孔。夾具在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到了螺旋鉤形壓板夾緊機(jī)構(gòu)和斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)配合使用定位夾緊工件。該夾具中設(shè)計(jì)使用了兩種螺栓：tr20x8(p4)-7h 梯形螺紋螺栓；m8x1.25lh-6h 緊固螺紋螺栓。鏜小頭青銅襯套孔夾具如附錄5所示。由文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)可知：夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造，而且螺栓是由平面斜鍥纏繞在圓柱表面形成的。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力計(jì)算、自鎖性能等與斜鍥相似，且螺旋線長(zhǎng)、升角小。所以，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程大，是應(yīng)用最為廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)在夾具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較廣，一般情況下是與其他機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用。增加系數(shù)（增力比）是指夾緊力與原始作用力之比，是衡量夾緊機(jī)構(gòu)的重要指標(biāo)。升角也是衡量夾緊機(jī)構(gòu)的重要指標(biāo)，在選擇升角時(shí)，必須同時(shí)考慮機(jī)構(gòu)的增力、夾緊行程和自鎖三方面的問(wèn)題。為保證自鎖和具有適當(dāng)?shù)膴A緊行程，一般升角不得大于12。斜鍥升角大的用來(lái)使機(jī)構(gòu)迅速趨近工件，而斜鍥升角小的用來(lái)夾緊工件。鏜小頭孔夾具采用基準(zhǔn)重合原則，選用大頭孔軸線和小頭孔端面為定位基準(zhǔn)，其中，大頭孔內(nèi)漲心軸限制工件的；菱形假銷限制工件的；鉤形壓塊限制工件的。由于菱形假銷只能起到臨時(shí)定位的作用，所以，夾具不存在過(guò)定位和重復(fù)定位現(xiàn)象。撤去菱形假銷后鉤形壓塊限制了工件的，和內(nèi)漲心軸共同限制工件的六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)了工件的合理定位。4.2夾具的結(jié)構(gòu)工藝夾具通常是單件生產(chǎn)，制造周期很短，具有較高的制造精度，夾具制造過(guò)程中，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。對(duì)于與加工尺寸直接有關(guān)的且精度較高的部位，在夾具制造時(shí)常用調(diào)整法和修配法來(lái)保證夾具的精度。為了使夾具的裝配、測(cè)量具有良好的工藝性，應(yīng)遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，以?shī)A具體的基面為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，便于裝配和測(cè)量，保證夾具的制造精度和加工工件的尺寸精度。夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一個(gè)整體，因此夾具體的形狀及尺寸取決于家具商的各種裝置的布置及與機(jī)床的連接。此外，夾具體還應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)