工程機柴油機連桿工藝及其夾具設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 0 240 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 南科技大學本科生畢業論文 6 加工精度 (1) 連桿大、小端孔孔徑的尺寸精度應不低于 IT 6。 (2) 柴油機轉速不大于 300 r/min 的連桿大、小端孔的中心距偏差應不大于177。 mm；柴油機轉速大于 300r/min 的連桿大、小端孔的中心距偏差應不大于177。 。 (3)連桿各主要部分的形位公差應不大于表 25 的規定值。 表 25 連桿各主要部分的形狀和位置精度 單位為毫米 序號 名稱 柴油機轉速 r/min 300 300~1000 1000 1 連桿大小孔端得圓度和圓柱 度 GB/T 11841996 圓度和圓柱度公差等級 7 級 2 連桿大小軸端的平行度 3 連 桿及連桿蓋上螺栓孔支撐面對螺栓孔中心面得垂直度 4 端面（有定位要求的）垂 直度 重量 安裝在同一臺柴油機上的連桿總成的重量偏差應不超過 1％。 西 南科技大學本科生畢業論文 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行鉆削工序，可以減少后續工序。只需要鉆小頭孔，對大頭孔進行定位，以便確定大小頭孔的的中心距，而且，可以方便對后續工序中的加工，因為小頭孔的定位 是鉆床確定，有很高的精度，小頭孔的具體位置、中心軸確定方便后續加工的定位。是以后面以小頭孔和小頭孔的圓柱面進行定位，提高加工精度，和加工速度。 連桿是連接內燃機中重要的動力傳動件，是連接活塞和曲軸的機構， 長期處于惡劣的工作環境，承受周期性氣體沖擊，承受較大的慣性力，這種工作性質就要求連桿必須要耐疲勞，能抗壓，抗沖擊，因為是連接件，所以必須要有很高的耐磨性，有足夠的剛度和強度以及韌性。 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。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和應用，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展前途的制造方法。 目前連桿毛坯主要有兩種形式，一種是先進的熱模 鍛壓力機精鍛工藝另一種為模鍛錘普通鍛造工藝。目前，工業發達國家多采用前者，我國經 “ 七五 ” 及 “ 八五 ”技改后，各大企業也多采用國產或引進熱模鍛壓力機鍛造連桿毛坯。以上兩種鍛造形式所獲得的連桿毛坯質量相差很大 。模鍛錘鍛造的連桿毛坯拔模角度較大 ， 且易產生錯位連桿質量公差也難以控制 ， 毛坯在加工 線上需經粗精二次銑削 。 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 。 連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據生產類型、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，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現有生產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。根據生產綱西 南科技大學本科生畢業論文 8 領為大量生產，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、鍛造工時少、模具少等優點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式。總之，毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產成本降低，性能提高。 西 南科技大學本科生畢業論文 9 第四 章 連桿加工工藝過程 根據柴油機連桿所要求的技術條件，連桿的尺寸精度，形位公差等要求編制連桿加工工藝過程卡 。 工序號 工序名稱 工序內容 切削用量 背 吃刀量 /mm 切削速度/(m/min) 進給量 1 鍛造 模鍛坯料 2 鍛造 模鍛成形，切邊 3 熱處理 退火 +調質處理 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。 8 劃線 畫連桿中心線，大小頭孔中心線（中心距加大 3mm 以留出連桿體與連桿蓋在切開時的加工余量 9 銑 第一步：用兩個 V 型塊夾持連桿大端兩側面，粗銑一平面面加工余量 第二步：以剛加工的一面為基準加工另一面，單面余量 60 10 劃線 重畫大小頭孔線 11 鉆 采用三爪錐型壓塊使小端自動定心，鉆，擴小頭孔至尺寸 Φ 30mm 21 西 南科技大學本科生畢業論文 10 12 銑 第一步：一以面和兩側面為基準，裝夾工件，精銑一平面面加工余量 第二步：以剛加工的一面為基準加工另一面，單面余量 60 13 中檢 檢查小頭孔位置精度和大小 頭端面精度 14 磨 第一步：以一平面平面定位粗磨另一片面，單面加工余量 第二步：以剛加工的平面定位粗磨另一面，單面加工余量 18 60mm/st 15 銑 以基面大小頭孔定位，大頭孔采用可上下浮動的圓錐體自動定位，小頭孔采用園銷定位，精銑大頭孔兩側面至99mm，保證對稱 60 16 精銑 以基面大小頭孔定位，大頭孔采用可上下浮動的圓錐體自動定位，小頭孔采用園銷定位，粗銑大頭孔兩側面至99mm，保證對稱 60 17 擴 以基面，大端一側面和小頭 孔定位擴大頭孔至Φ 80mm 擴孔鉆直徑 60 90 18 去毛刺 19 中檢 檢查大頭孔位置精度，大端 兩側面對稱度。 西 南科技大學本科生畢業論文 11 20 銑 以基面，小頭孔和大端一側面定位，切切開工件，標記連桿桿身和連桿蓋。 60m/min 21 去毛刺 22 銑 以基面和連桿兩側面定位和小頭孔，銑連桿體和連桿蓋，保證徑向深度。兩分開面各保留加工余量 60 23 磨 以基面和連桿兩側面和小頭孔定位，磨連桿體和連桿蓋。兩分開面各保留加工余量 18 20mm/st 24 精磨 以基面和連桿 兩側面定位和小頭孔定位，磨連桿體和連桿蓋 20 20mm/st 25 鉆 第一步：以基面小頭孔和兩側面定位，保證徑向垂直，裝夾工件。 第二步：鉆 2Φ 10mm 螺栓孔。 16m/min 26 锪 以基面，結合面兩側面定位，锪兩螺栓座面 R12mm。 60m/min 西 南科技大學本科生畢業論文 12 27 擴 第一步：擴兩螺栓孔至212mm 第二步：擴兩螺栓擴至 213mm第三步 。鉆螺栓孔深度至 mm 第四步：倒角 45m/min 28 去毛刺 29 清洗 30 中檢 檢查切削面精度，尺寸，螺 栓孔的尺寸精度 31 倒角 大頭孔兩端倒角 32 鏜 以基面和一側面定位，采用可調雙 軸鏜床，半精鏜大小頭孔，加工余量 150 33 磨 第一步：以基面和大小頭孔定位，精密大小頭孔另一平面加工余量 。 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。 150 36 壓套筒 37 擠壓銅 套孔 西 南科技大學本科生畢業論文 13 38 精鏜 精鏜大小頭孔套筒。 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、大頭兩側面及體和蓋上的螺栓座面等。 連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。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。第一階段的加工主要是為其后續加工準備精基準（端面、小頭孔和大頭外側面）；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準備的螺栓孔和結合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要西 南科技大學本科生畢業論文 14 是最終保證連桿各項技術要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。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。 單面加工方法 單面加工余量 表面粗糙度 工序尺寸 精度等級 粗銑 ( )IT 精銑 ( )IT 粗磨 ( )IT 精磨 ( )IT 粗銑 ( )IT 精銑 ( )IT 擴小頭孔 10 25 ( )IT ? 半精鏜小頭孔 ( )H ? 精鏜 ( )H ? 衍磨 IT6 西 南科技大學本科生畢業論文 15 第五 章 連桿機械加工工藝過程分析 工藝過程安排 在連桿加工的中有兩個主要因素影響連桿加工的精度： （ 1）連桿本身的剛度的較低，在外力（切削力，夾緊力）的作用下容易變形。 （ 2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削是將產生較大的殘余內應力，并引起內應力重新分布。 因此，在安排工藝進程時主要把各要表面的粗、精加工工序分開。逐步減少加工余量，切削力及內應力的作用，逐步修正加工后的變形，這樣才能達到零件的精度要求。 各主要表面的加工工序的安排： 大小頭孔平面：粗銑、精銑、粗磨、精磨。 小頭孔：鉆、擴、粗鏜、精鏜、衍磨。 大頭孔：擴、粗鏜、精鏜、衍磨。 大小頭孔兩側面：粗銑、精銑。 定位基準選擇得原則 定位基準選擇得正確與否是關系到工藝路線和夾具結構設計是否合理的主要因素之一，并將影響到工件的加工精度、生產率和加工成本，因此定位基準的選擇是制定工藝規程的主要內容之一。 定位基準又分為精基準 、粗定位基準和輔助定位基準。 粗基準：以從未加工過的表面進行定位的基準稱為粗基準，也就是第一道工序所用 的定位基準，一般粗基準只使用一次。 西 南科技大學本科生畢業論文 16 精基準：以加工過的表面進行定位的基準稱為精基準。 選擇定位基準的主要是為了保證零件加工表面之間及加工表面與為加工表面之間的相互位置精度，因此定位基準的選擇應從有相互位置精度的表面去找。 （ 1）選擇精基準原則：基準重合原則；基準不變原則；互為基準，反復加工的原則；自為基準的原則；應能是工件裝夾穩定可靠、夾具簡單。 （ 2）粗基準的選擇原則：選擇加工余量小而均勻的重要表面為粗基準；選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準；選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為基準； 粗基準一般情況下只允許使用一次。 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一起來，減少了定位誤差。 粗基準的選擇 粗基準選擇是否正確，直接關系到被加工表面的余量分配和加工表面與非加工表面的相互位置要求。一般地，選擇連桿