汽車連桿加工工藝及夾具設(shè)計

1、寧波理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（含文獻綜述、外文翻譯）題 目 汽車連桿加工工藝及夾具設(shè)計design of the machining technology and fixture for automotive connecting rod姓 名 周群峰 學(xué) 號 3070611160 專業(yè)班級 07機制(4)班 指導(dǎo)教師 鄭澤文 分 院 機電與能源分院 開題日期 2011年2月19日 文獻綜述1、汽車連桿概述連桿是汽車發(fā)動機上的關(guān)鍵零部件，也是典型的、重要的、復(fù)雜系數(shù)最高的模鍛件。連桿的制造精度、產(chǎn)品的內(nèi)在和外在質(zhì)量都將直接影響發(fā)動機的整機性能和水平。而連桿在發(fā)動機的高速運轉(zhuǎn)過程中致使連

2、桿內(nèi)部產(chǎn)生高頻交變應(yīng)力，它要承受缸內(nèi)氣體爆破的沖擊壓力和曲軸扭轉(zhuǎn)時的慣性拉力，每個循環(huán)中拉力和壓力兩次交替。當(dāng)汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速為30005000rmin時，其承受力頻率是非常高的。由于連桿是在高速轉(zhuǎn)動的疲勞載荷下工作，因此對連桿的強度要求相當(dāng)高。另外，由于要保持曲軸在高速運轉(zhuǎn)時始終保持平衡狀態(tài)，為此，對連桿的重量公差要求也要控制在一定范圍內(nèi)。由干連桿的鍛造工藝和切削加工過程都是很困難的，為此在鍛造生產(chǎn)和金屬切削加工過程中，很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，而這些問題的發(fā)生，也是由于各種綜合或某個因素造成的，而產(chǎn)生問題的原因又很多，所以長期以來，連桿行業(yè)對連桿的材料、鍛造工藝和金屬切削加工制造工藝一直在不斷地進

3、行革新、改進和研討。同時對在生產(chǎn)制造整個過程中容易出現(xiàn)的問題也在進行著深入的研究，其目的就是既滿足產(chǎn)品技術(shù)性能和使用要求，又能夠降低成本、提高效率和最大程度地增加經(jīng)濟效益2、連桿模鍛件及總成加工現(xiàn)狀與發(fā)展前景近年來，隨著機械工業(yè)尤其是汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，各類系列汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機的需求量愈來愈大，由此而帶來的是發(fā)動機內(nèi)部關(guān)鍵零部件 連桿精鍛件和連桿總成相當(dāng)大的需求和發(fā)展空間。而激烈的市場競爭，要求生產(chǎn)連桿精鍛件和連桿總成的生產(chǎn)廠家必須把生產(chǎn)技術(shù)向著精密、高效、節(jié)材、節(jié)能和生產(chǎn)自動化與專業(yè)化、系列化方向發(fā)展，目的是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品制造精度，降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力和占有率，增加經(jīng)濟

4、效益，并走品牌化道路。另外，由于發(fā)動機類型和檔次的不同，對連桿的精鍛件、連桿金屬切削加工總成有不同的技術(shù)、質(zhì)量要求。隨著各種類型發(fā)動機的設(shè)計水平、使用條件的需要以及制造水平的提高，尤其是發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的提高，動平衡要求的提高，為此對連桿精鍛件的重量公差、尺寸公差、產(chǎn)品精度、表面質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量、力學(xué)性能和所使用的原材料的要求也越來越高，轎車連桿重量公差國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)品重量的23，當(dāng)然，一般內(nèi)燃機的連桿重量公差要求在35范圍內(nèi)。要滿足和適應(yīng)不同連桿模鍛件的生產(chǎn)，就要選擇不同的模鍛生產(chǎn)工藝和方法。與此同時，機械制造加工的方法也在不斷地改變，過去只有金屬切削加工，而現(xiàn)在又增加了裂解(漲斷、撐斷、斷裂

5、刻分)加工新技術(shù)。這種技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)的連桿加工方法，是對傳統(tǒng)連桿加工的一種重大變革，也是連桿金屬切削加工的發(fā)展趨勢。而裂解連桿要求其材料塑性變形小、強度好、脆性適中、工藝性好等等。3、生產(chǎn)過程3.1 下料工藝方法：帶鋸機和棒料剪床下料均被廣泛采用。帶鋸機下料的優(yōu)點是勞動條件好，坯料兩端面平整無缺陷，缺點是生產(chǎn)效率偏低，有鋸口消耗。棒料剪床下料的優(yōu)點是生產(chǎn)效率高、無鋸口消耗，缺點是端部軸向產(chǎn)生壓扁、馬蹄形、心部開裂、端面毛刺和應(yīng)力集中等。3.2 加熱工序(1)工藝方法由于連桿模鍛件質(zhì)量要求高，對加熱質(zhì)量要求也高，同時還為了改變作業(yè)環(huán)境，目前普遍采用中頻感應(yīng)加熱方式，這種方式也易于實現(xiàn)自動

6、化。根據(jù)原材料的不同，加熱溫度有一定的變化。目前常用的40cr、45mn、35mn2等材料的加熱溫度很多廠家基本上規(guī)定在(123020)范圍內(nèi)。德國“脹斷連桿材料及毛坯技術(shù)規(guī)范” 中規(guī)定的熱成形時的鍛壓溫度：鍛壓初始溫度(感應(yīng)加熱)為12201290。熱切飛邊以及熱校正時的溫度大干或等于950c。(2)加熱過程中易出現(xiàn)的問題 一是料溫過高產(chǎn)生過燒；二是坯料溫低。(3)預(yù)防措施 中頻加熱爐需溫度控制裝置，其作用是保證坯料的加熱溫度在規(guī)定范圍內(nèi)， 另外，不易把坯料燒化在爐瞠里，也避免加熱爐的損壞。加熱爐必須具備：高溫、正常溫度、低溫的三個通道，并能自動分料。在加熱爐出fi處，把過熱和低溫的坯料區(qū)分

7、并分別放置。對溫度高和溫度低的坯料的處理：低溫料可直接返回爐后重新使用；高溫料必須進行分選，把過燒的坯料分選排除，其余的料再返回爐后重新投人生產(chǎn)使用。有的廠家還進行拋丸處理后再返回爐后重新投入生產(chǎn)。3.3 輥鍛(1)輥鍛工藝具有材料利用率高，勞動條件好，便于實現(xiàn)機械化和自動化，投資少，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低等特點。輥鍛的作用主要是制坯，進行金屬體積的合理分配，使之與預(yù)鍛模膛相匹配。輥鍛工步在連桿模鍛生產(chǎn)中具有重要作用，是保證連桿鍛件質(zhì)量的第一關(guān)。為此，要高度重視輥鍛制坯工藝的制定和模具設(shè)計。突出強調(diào)的是保證在輥鍛過程中每道輥坯都不出現(xiàn)折迭或毛刺。 (2)輥鍛過程中易出現(xiàn)的問題 桿部出現(xiàn)折迭；各

8、道次輥鍛咬入點不一致，過渡段尺太??；桿部與小頭過渡段，桿部與小頭過渡段出現(xiàn)花瓣形狀；輥坯表面粗糙，凸凹不平，劃傷；輥坯出現(xiàn)麻花狀或局部產(chǎn)生小耳朵；輥鍛模由于壽命較長，經(jīng)過長期使用，必定產(chǎn)生磨損，此時輥坯長度將縮短，分料就會不均勻，中間料增多，而頭部料不足，會影響鍛件的充滿；機械手夾鉗對坯料的夾傷。由于在輥鍛過程中會出現(xiàn)上述的主要問題，必然要造成連桿產(chǎn)品的折迭、折紋和充不滿等缺陷。(3)對輥鍛工序上述常發(fā)生問題采取相應(yīng)對策 在輥鍛模具設(shè)計中要合理確定各道次輥坯的形狀與尺寸；合理分配各道次的延伸系數(shù)，確定理想的型槽系；合理確定各道次的前滑值 前滑；準(zhǔn)確計算各道輥坯截面尺寸和型槽尺寸；提高模具加工水

9、平和模具制造精度，保證設(shè)計尺寸和重復(fù)制造精度；無論是自動輥鍛機還是人工操作，一定要提高和保證縱、橫兩方向的定位精度。尤其是每道次翻轉(zhuǎn)90度。必須要保證。也就是要保證輥鍛機和機械手必須始終處在完好狀態(tài)之中。這一條是相當(dāng)重要的，因為很多廢品和不良品都是因此原因而發(fā)生的。生產(chǎn)過程要勤觀察輥鍛模表面的變化，并要經(jīng)常進行修整，在修整中，要注意各道次的協(xié)調(diào)一致，使用過程中的修磨原則上只是型腔表面的修整，型腔不要發(fā)生很大變化，如需大變化時，應(yīng)進行模具翻新。還要經(jīng)常檢查輥坯質(zhì)量和鍛件質(zhì)量，來驗證輥鍛工序質(zhì)量和輥鍛模的質(zhì)量。在型槽磨損變大后，必須及時調(diào)整輥鍛機輥距，以保證輥坯長度。3.4 模鍛成形(1)熱模鍛壓

10、力機上模鍛工藝特點 由于設(shè)備鋼性好，鍛件精度高，鍛壓機具有滑塊調(diào)節(jié)裝置，可以調(diào)節(jié)滑塊高度，即設(shè)備的閉合高度。設(shè)備有上下頂出裝置，可以減小拔模角斜度。熱模鍛壓力機工作臺面大，能承受較大的偏載，所以，可以進行多模膛鍛造。滑塊行程一定，封閉高度一定。各工步是一次成形，預(yù)鍛模膛的設(shè)計要求高。鍛壓機模具不需要承擊面，為此，模塊小，而且壽命較長。機鍛模是分體的，而各工步可以根據(jù)產(chǎn)品的特點設(shè)計成鑲塊式的，較大幅度的降低了模具材料的消耗。(2)電液錘工藝特點 設(shè)備鋼性好，鍛件精度高，設(shè)備有頂出裝置?？啥啻未驌?，打擊能量可任意設(shè)定?？梢荒６嗉投喙げ侥ｅ?。設(shè)備頻率高，生產(chǎn)效率高。鍛?？稍O(shè)計為鑲塊式。(3)模鍛操

11、作規(guī)范 工作前鍛造模具必須預(yù)熱，預(yù)熱溫度在150 250范圍。每鍛一件必須對模具進行一次潤滑， 目前，潤滑劑多采用水劑石墨潤滑劑。潤滑劑與水的比例為1：51：10，可調(diào)整比例。預(yù)鍛后平移或翻轉(zhuǎn)到終鍛模膛內(nèi)均可。但翻轉(zhuǎn)移動去除氧化皮效果明顯。輥坯未參加變形部分要壓扁，容易定位，并能去除氧化皮，在壓扁的同時，吹去坯料和存在型槽中的殘余氧化皮。大程度保持一致，這樣能夠保證切邊后的鍛件溫度，有利于后續(xù)工序的質(zhì)量控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。(4)選擇模鍛工藝分析和工步簡介模鍛工藝一般設(shè)壓扁、預(yù)鍛、終鍛三個工步。壓扁：因通常采用圓鋼，為此應(yīng)將輥坯壓扁，第一是防止內(nèi)孔的折迭；第二是便于預(yù)鍛的平穩(wěn)擺放。壓扁厚度要根

12、據(jù)連桿的厚度和寬度來確定。另外必須注意的是壓扁時必須把輥坯在輥鍛時出現(xiàn)的小飛刺水平放置，以免出現(xiàn)折迭。預(yù)鍛：將壓扁后的輥坯放置在預(yù)鍛模膛，長度方向應(yīng)覆蓋模膛，防止擺放不正而導(dǎo)致端面缺陷壓入模膛形成折迭或因缺料而造成鍛件充不滿。終鍛：終鍛時，按終熱鍛件圖控制厚度尺寸，熱模鍛壓力機調(diào)整滑塊高度，控制終鍛溫度。電液錘調(diào)整打擊能量，并控制終鍛溫度。 (5)模鍛過程易產(chǎn)生的問題和對策。連桿模鍛件要求鍛件表面不得有裂紋、折迭和氧化皮，錯差、表面缺陷、殘余飛邊高度也都有嚴(yán)格要求。同時有連桿鍛件質(zhì)量公差要求，尤其是轎車連桿對于質(zhì)量公差要求更為嚴(yán)格。而連桿的裂紋、折紋、折迭、殘余飛邊、重量超差是模鍛工序的幾個最

13、容易出現(xiàn)的問題，解決這些問題的具體措施如下：(1)針對不同連桿的模鍛工藝和特點，合理設(shè)計連桿預(yù)熱鍛件、預(yù)鍛模膛，使之和終鍛模膛達到最佳匹配。(2)重視連桿工字形桿部的參數(shù)選取與模膛設(shè)計。(3)合理設(shè)計預(yù)鍛大頭孔劈料凸臺的形狀與尺寸，尤其是只鍛連桿的桿體時(連桿鍛件桿和蓋分開鍛造)，其屬于又i形的鍛件。如預(yù)鍛件劈料設(shè)計不當(dāng)，坯料金屬流動不合理，則在叉口部位容易出現(xiàn)局部充不滿，造成廢品。(4)輥坯大頭輥鍛時在夾鉗中，不參與變形，為此，在模鍛時壓扁，既去除大頭部分的氧化皮，又有利于在預(yù)鍛模膛中的定位。(5)在模具設(shè)計中要充分考慮模具的調(diào)整要方便、可靠。在生產(chǎn)過程中要及時調(diào)整。(6)鍛造模膛要及時修整

14、，拋光并要注意匹配。(7)模具制造時，要提高模具表面粗糙度和制造精度。(8)生產(chǎn)節(jié)拍要相對穩(wěn)定，要控制住終鍛溫度和設(shè)備的打擊力。漲斷連桿必須注意保證切邊后的溫度在900950以上。(9)提高操作者的操作技能和業(yè)務(wù)素質(zhì)，不定期進行培訓(xùn)。(10)注意控制潤滑劑的噴涂量。(11)設(shè)備一定要處于完好狀態(tài)中。設(shè)備導(dǎo)軌間隙大是造成鍛件折紋和錯差、啃傷等缺陷的最主要的直接原因，設(shè)備連擊直接造成鍛打過程中鍛件磕傷。3.5 沖孔 切邊連桿在模鍛成型結(jié)束后都有連皮和飛邊，為了得到合格的鍛件，必須去除飛邊和連皮。連桿鍛件的沖孔和切邊通常在切邊壓力機上進行，均在熱態(tài)下進行，即模鍛成型后利用鍛件的余熱。切邊機須在模鍛生

15、產(chǎn)線之內(nèi)。(1)切邊沖孔的方式復(fù)合切邊模：即切邊沖孔在一套切邊模具內(nèi)一次行程中完成。聯(lián)合切邊沖孔模：在切邊機上的切邊時有兩道工序，第一是切邊，第二是沖孔，即一個連桿鍛件被連續(xù)放在兩個模具中分別進行切邊和沖孔。在連桿鍛壓機全自動生產(chǎn)線中：切邊和沖孔工序均在熱模鍛壓力機上進行的。速度快、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定。(2)切邊沖孔工序常見問題和對策 殘余飛邊不均：是因凸凹模不匹配造成的間隙太大和凹模刃1：1磨損。切邊變形原因和上述原因基本相同。鍛模和切邊模不匹配也是重要原因之一。大小頭都沖孔時易造成大小頭孔的中心距和鍛件中心距有偏差，小頭壁厚差大；連桿小頭產(chǎn)生沖孔變形，小頭孔上下兩面孔徑不一致。對于精度要求高

16、的鍛件，一般小頭是不沖孔的。如果必須在鍛件做出小頭孔，可采用盲孔或鉆床加工方法完成。3.6 連桿鍛造模鍛生產(chǎn)過程中常見質(zhì)量問題連桿鍛造模鍛生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題有：材料裂紋，材料淬透性、力學(xué)性能不合格；加熱溫度范圍大，產(chǎn)生過熱或過燒；輥坯表面質(zhì)量不合格，輥坯出毛邊，有龜裂紋；輥坯幾何形狀不符合設(shè)計尺寸，鍛件錯差、充不滿、氧化坑；鍛件表面有各種類型的折迭和折紋；厚度超差，切邊變形，殘余飛刺超差，硬度超差，金相不合格；重量超差，各種類型的磕、碰傷。4、連桿的機械加工工藝過程連桿的尺寸精度、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，必

17、須充分的重視。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(jié)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(cè)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(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項

18、技術(shù)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。5、參考文獻 1 李洪. 機械加工工藝手冊m. 北京：北京出版社, 19962 liu guojun. journal of materials science & technology powder forging of a motorcycle connecting rodj.journal of materials science & technology. 2002,06(017):17

19、193 趙少汴，藍伙金. 抗疲勞設(shè)計方法與數(shù)據(jù)m. 北京：機械工業(yè)出版社,19974 包雪鵬 袁文等. 發(fā)動機球墨鑄鐵連桿疲勞強度分析j. 汽車技術(shù) 2001,03(009):23-265 j.s.ye, a.yang, y.luo.computer-aid analysis for cracking of 280 connecting rod of 16v280zj diesel locomotive on quenching processj.acta metallurgica sinica(english letters),2004,01(016):4648 6 張國先 汪維新. 淺談鋁

20、質(zhì)材料在發(fā)動機連桿上的應(yīng)用j. 汽車技術(shù)，2001,04(010):17217 董秀琦，朱麗娟消失模鑄造實用技術(shù)m北京：機械工業(yè)出版社，20058 孟少農(nóng). 機械加工工藝手冊m. 北京：機械工業(yè)出版社, 19919 zhang linke,zhu shijian. engine connecting rod bolt safetyj. proceedings of the 2002 international symposium on safety science and technology (2002 issst) part a, 2002.9(3):212310 董秀琦，朱麗娟消失模鑄造

21、實用技術(shù)m北京：機械工業(yè)出版社，200511 孟少農(nóng). 機械加工工藝手冊m. 北京：機械工業(yè)出版社, 199112 于駿一. 典型零件制造工藝m. 北京：機械工業(yè)出版社, 198913 吳拓. 機床夾具設(shè)計m. 北京：機械工業(yè)出版社, 200914 陳日曜. 金屬切削原理m. 北京：機械工業(yè)出版社，2008 開題報告1、選題的依據(jù)及意義連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動機構(gòu)之一，連桿的作用是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動,并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸.所以,連桿除上下運動外,還左右擺動作復(fù)雜的平面運動.連桿工作時,主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷,要求它應(yīng)有足夠的疲勞強度和

22、結(jié)構(gòu)剛度.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。在機械制造工藝中，為了達到保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)效率及降低成本的目的，在工藝過程中，除機床等設(shè)備外還大量使用著各種工藝裝備。它包括夾具、模具、刀具、輔助工具及測量工具等。因此，廣義地說，夾具是一種保證產(chǎn)品質(zhì)量并便利和加速工藝過程的一種工藝裝備。不同的夾具，其結(jié)構(gòu)形式、工作情況、設(shè)計原則都不同，但就其數(shù)量和在生產(chǎn)中所占的地位來說，應(yīng)以機床夾具為首。為此我們提出鉆連桿小頭孔夾具設(shè)計的課題。設(shè)計宗旨是在確保質(zhì)量的前提下，改善加工條件，提高工作效率。機械加工工藝規(guī)程的制員極其重要，工序卡尤為

23、重要，上道序關(guān)系到本道序及后續(xù)工序是否能進行。工藝規(guī)程是工人加工工件的加工要求的指導(dǎo)文件。工藝規(guī)程制定后，夾具的設(shè)計至關(guān)重要。所以要將零件設(shè)計圖樣轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，離不開機械制造工藝與夾具，它是機械制造業(yè)的基礎(chǔ)。2、連桿加工研究現(xiàn)狀2.1連桿的結(jié)構(gòu)與加工現(xiàn)狀連桿加工的主要加工表面為大小頭孔，兩端面，連桿蓋與連桿體的接合面和螺栓孔等。次要表面為油孔、鎖口槽、螺栓孔、供作工工藝基準(zhǔn)的工藝凸臺等。還有稱重去重、檢驗、清洗和去毛刺等工序。連桿的加工工序多，采用多種加工方法，主要有：磨削，鉆削，拉削，鏜削等。連桿加工中，主要采用了以下幾種機床，分別是：雙軸立式平面磨床、立式六軸鉆床、立式內(nèi)拉床，雙面臥式組合銑

24、床，雙面臥式鉆孔組合機床，金剛鏜床。其中雙軸立式平面磨床的型號是：m77；立式六軸鉆床的型號是：z2；立式內(nèi)拉床的型號是：l51；立式外拉床的型號是：l71；雙面臥式組合銑床的型號是：雙面臥式鉆孔組合機床：金剛鏜床的型號是：t70工藝設(shè)計以保證質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)可靠為原則。有的生產(chǎn)線基本上由半自動單機組成，只有螺栓孔的加工和稱重去重采用了自動線。在設(shè)備選型上，立足國內(nèi)，力求經(jīng)濟合理，除半精鏜、精鏜大小頭孔引進德國ex-cell-o公司的精密鏜床外，其余設(shè)備均為國內(nèi)制造。中國連桿產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達工業(yè)國家

25、；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。2.2連桿機械加工工藝過程連桿的尺寸精度、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，必須充分的重視。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(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)

26、以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項技術(shù)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。2.3連桿加工發(fā)展趨勢在吸取國內(nèi)外連桿加工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開始采用諸多新型設(shè)備，形成了自己的工藝特點。如連桿外部平面的加工采用五臺大行程、單溜板、轉(zhuǎn)臺式立式拉床，大小頭毛坯孔的粗加工，采用兩臺大剛性雙面八軸鏜床，切斷采用雙面臥式圓盤銑床，螺栓孔部分的粗、精加工采用十一工

27、位托盤式自動線；帶止口斜結(jié)合面的加工采用一臺臥式大拉床，平衡去重部分采用電子天平八工位稱重去重自動線。機床的設(shè)計力求高精度、大剛性、大流量冷卻、自動排屑、機外換刀。電氣上采用程控、監(jiān)控系統(tǒng)等。3、本課題研究內(nèi)容與方案3.1 研究內(nèi)容：（1）本課題主要研究連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主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(nèi)應(yīng)力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術(shù)要求。（2）原始數(shù)據(jù)：連桿體產(chǎn)品圖一張，生產(chǎn)類型：中批生產(chǎn)。（3）為了提高勞動生產(chǎn)效率，保證

28、加工質(zhì)量，降低勞動強度，要求設(shè)計連桿體的機械加工工藝規(guī)程和連桿體小頭鉆孔夾具一套。3.2 連桿體工藝流程設(shè)計方案：（1）分析產(chǎn)品圖的技術(shù)要求連桿總成圖連桿體工藝過程只研究至連桿體和連桿蓋合裝前的加工。連桿體合裝前要求加工兩個端面、小頭孔、定位塔子面、連桿體與蓋結(jié)合面、螺栓孔等，要求較高的是連桿體與蓋結(jié)合面，兩個端面及小頭孔（用作定位基準(zhǔn)）。（2）工藝流程機械加工工藝沒有固定的套路，零件加工工藝在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量提高勞動生產(chǎn)效率及降低成本?，F(xiàn)初擬定加工路線如下：第一種加工路線：毛坯檢查粗磨兩平面鉆小頭孔拉連桿體大頭兩側(cè)面、結(jié)合面粗銑結(jié)合面粗磨連桿小頭三個定位點粗銑連桿體大頭定位點精磨結(jié)

29、合面鉆油孔螺栓孔加工鉆、擴、鉸螺栓孔粗鏜桿身下半圓、倒角及小頭孔銑打標(biāo)記處拉桿結(jié)合面舌槽檢驗拉舌槽至尺寸第二種加工路線：模鍛坯調(diào)質(zhì)處理酸洗噴丸，深底漆探傷，退磁銑兩平面檢驗?zāi)善矫驺@小頭孔小頭孔口倒角鏜小頭孔銑大頭定位點銑小頭定位點檢驗粗銑舌頂面鏜半邊大頭孔銑打標(biāo)記處至尺寸精銑舌頂面銑槽側(cè)分開面鉆、锪孔，擠壓螺紋粗拉舌槽檢驗拉舌槽至尺寸轉(zhuǎn)至于連桿蓋合裝加工分析：第一種方案連桿體加工的生產(chǎn)效率較高，對加工精度、設(shè)備加工要求和尺寸精度、形狀精度以及位置精度要求較高，因此設(shè)備操作人員技術(shù)要求較高。而第二種方案，它不僅提高加工精度，減少廢品，改善操作的勞動強度，還可滿足中小批量生產(chǎn)效率的要求又可降低生

30、產(chǎn)成本，是中小企業(yè)較好的選擇。對比上面兩種加工方案路線第二種方案更加符合本次設(shè)計要求，所以選擇第二種加工路線。4、實施進度計劃表第一階段：1月初2月中旬，閱讀并收集文獻資料，撰寫報告和文獻綜述的初稿。第二階段：2月中旬3月初，對開題報告和文獻綜述初稿進行修改完善。第三階段：3月初3月中旬，準(zhǔn)備開題報告答辯。第四階段：3月中旬5月中旬，做實驗，得到實驗數(shù)據(jù)。第五階段：5月中旬6月中旬，整理實驗數(shù)據(jù)，撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。5、參考文獻1 王先逵. 機械制造工藝學(xué)m. 北京：機械工業(yè)出版社，19952 孟少農(nóng). 機械加工工藝手冊m. 北京：機械工業(yè)出版社，19923 kou s, jin w, g

31、u z (2001) the new technology and developing trend of ic engine connecting rod manufacturing. ic engine engineeringj,2002,22(1):28314 包雪鵬 袁文等. 發(fā)動機球墨鑄鐵連桿疲勞強度分析j. 汽車技術(shù) 2001,03(009):23-265 林文煥，陳本通. 機床夾具設(shè)計m. 北京：國防工業(yè)出版社，19876 whittaker d (2001). the competitions for automotive connecting rodmarkets. meta

32、l powder reportj 5:32367 楊黎明，黃凱，李恩至等. 機械零件設(shè)計手冊m. 北京：國防工業(yè)出版,19868 樂兌謙. 金屬切削刀具m. 北京：機械工業(yè)出版社，2009，第二版9 robat d (1999). steels for connecting rod forgings with optimum splittabilityj.16th international forging congress, beijing, 26(04):1418 10 孫麗嬡. 機械制造工藝及專用夾具m. 北京：冶金工業(yè)出版社, 200311 zhang kui, zhang yongz

33、hong. balance mechanism design of single cylinder engine based on continuous mass distribution of connecting rodj. transactions of tianjin university, 2009,04(05):121412 王紹俊. 機械制造工藝設(shè)計手冊. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,198113 楊叔子. 機械加工工藝師手冊m. 北京：機械工業(yè)出版社, 200414 weber m (1993). comparison of advanced procedures and e

34、conomicsfor production of connecting rodsj. powder metall int, 26(3):12512815 樂兌謙. 金屬切削刀具m. 北京：機械工業(yè)出版社，2009，第二版外文翻譯汽車發(fā)動機連桿加工技術(shù)摘要：裂解加工是在汽車發(fā)動機連接桿制造領(lǐng)域的一種創(chuàng)新加工技術(shù)。與傳統(tǒng)的方法進行比較,該技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，可減短制造過程,減少設(shè)備和工具投資節(jié)約能源。因此總生產(chǎn)成本大大減少。此外,這項技術(shù)也可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和承載能力。它提供了一個高質(zhì)量、高精度、低成本連桿生產(chǎn)線。該方法引起了廣泛的關(guān)注,目前被應(yīng)用于某些類型的棒制造。這個過程的關(guān)鍵因素,如材料、切

35、口斷裂分裂、分裂條件和斷裂分裂的設(shè)備進行了討論，并進行了詳細(xì)的介紹。關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動機；連桿；裂解；新工藝1、簡介近年來,隨著中國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，國際汽車市場競爭已經(jīng)變得更嚴(yán)重。新的市場條件需要的制造商使用品質(zhì)更高、更高的效率,更低的成本制備技術(shù)，制造汽車零部件等，來提高他們的競爭能力，滿足市場要求。因此,許多新技術(shù)生產(chǎn)被開發(fā)出來。連桿是發(fā)動機的一個重要組成部分，其的加工技術(shù)已取得很大的發(fā)展。斷裂分裂技術(shù)是一種出現(xiàn)在90年代的創(chuàng)新處理技術(shù)。比較傳統(tǒng)的方法，該技術(shù)擁有的優(yōu)勢大大提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，并極大地降低了生產(chǎn)成本和能源消耗問題。因此,該技術(shù)已被廣泛研究與應(yīng)用。一些著名的汽車公司,如

36、美國的福特和克萊斯勒汽車公司，德國和寶馬和奔馳,都采用該技術(shù)來制造連桿。通用、福特、mts系統(tǒng)(美國),alfing和ex-cell-o(德國)等,已成功的研發(fā)該連桿的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線?，F(xiàn)在這項技術(shù)也日趨成熟。它有很低的缺陷比，已應(yīng)用于批量生產(chǎn)一些類型的連桿作為穿杠的用處。2、裂解的技術(shù)原理該技術(shù)加工過程如圖1所示。傳統(tǒng)的方法是一種加工技術(shù),其中連桿大頭末端是個反面/桿銑刀剪除,連桿的是分裂分為兩部分:一頂蓋子和一桿。此技術(shù)存在的兩個主要的要求。(1)這一頂蓋子和桿表面上應(yīng)該具有較高的計算精度,把很多后來的加工工藝，例如 粗磨削和精磨削等,都是必要的。(2)這部分(例如位于螺栓的結(jié)構(gòu)和定位螺紋

37、結(jié)構(gòu)孔都是非常復(fù)雜的,而且螺紋孔要求保持了較高的水平，要求垂直于表面。所有的這些要求，極大地提高加工難度,程序和成本。然而,斷裂分裂的技術(shù),這鐘方法,完美的解決了上述問題。從圖1就可以看出內(nèi)側(cè),棒的底部，兩個對稱的孔大小的切口，都具有相同的尺寸和形狀。首先開始討論,形成裂縫產(chǎn)生的應(yīng)力集中效應(yīng)。然后,把鑰匙交給楔形形狀被吸引到搬往下,最終推動大夾具橫向移動，最終導(dǎo)致連桿末端破碎壓裂。圖1 處理方法從兩個切口開始。最后，這兩個部分分裂，零件在一個特殊的設(shè)備采用螺栓組裝完成之后過程。三維結(jié)構(gòu)特征不均勻的表面從這個過程鐘可以看出，它保證蓋子和桿的完美匹配性,使這兩部分精確定位和組裝。因此,沒有必要機關(guān)

38、節(jié)表面的這一頂帽子和桿和使用研磨加工處理螺紋孔等配件，如采用接縫鏍釘插入或鉸刀螺栓定位。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖.2 螺紋孔加工 圖.3 常規(guī)棒和裂解棒螺栓螺紋孔簡化和整個加工過程也減少了。例如,至于處理螺紋孔而言,傳統(tǒng)方法需要14個程序,但它只需要六分裂步驟，運用斷裂方法(圖2)。據(jù)報道, 裂解的過程可以降低這類產(chǎn)品的生產(chǎn)程序60%,降低設(shè)備和工具投資25%約35%,并降低能源消耗40%。因此總的可降低生產(chǎn)成本較大。棒由傳統(tǒng)方法和阻抗分裂法都顯示在圖3。3、影響裂解的關(guān)鍵因素3.1 材料斷裂分裂棒的材料是影響棒的質(zhì)量的一個重要因素。材料不僅影響的棒的性質(zhì),如硬度、硬度、抗拉、消除疲勞強度,而且直接影響分

39、裂的能力和裂解表面質(zhì)量。該材料適用于分裂，棒應(yīng)該具有以下特點:(1)在斷裂分裂變形??；(2)良好的強度；(3)適當(dāng)?shù)拇喽龋?4)良好的切削加工性能。表1 化學(xué)成分 (%)目前,材料可以用來做裂解棒包括粉末冶金資料,可鍛鑄鐵,球墨鑄鐵和鋼材等。但這是不可能使用傳統(tǒng)的鋼制造裂解棒,因為有太多的延性和塑性變形給裂解造成壓力。塑性變形不允許這一頂蓋子和桿準(zhǔn)確會合。越小的變形越好,來適合對方。材料的化學(xué)成分對延展性具有十分重要的影響。例如,減少錳、氮的含量,提高硅餓的含量將有助于獲得較低的延展性，在生產(chǎn)中,這些材料例如splitasco70和splitasco50(法國),s53cvfs和s50cvs1

40、(日本)和c70s6by(德國)等都研制成功了,他們中的一些已經(jīng)在正式生產(chǎn)中使用棒反對分裂材料c70s6by被用來制造、捷達汽車(在中國一汽大眾的)。它的主要化學(xué)成分見表1。鋼鐵、錳含量低,是在鐵素體延展性差了,增加對材料的切削加工性能。在微觀結(jié)構(gòu)的棒的材料和鐵素體材料。硬度為263310加工而成,其拉伸強度為900到150兆帕,屈服強度是520兆帕和最大的延伸比為10%。3.2 切口斷裂分裂切口是非常重要的斷裂分裂的過程。因為出現(xiàn)裂縫的第一種形式在兩種鉆孔開時,從應(yīng)力集中效應(yīng),然后以徑向壓力的提高使裂縫擴展到連桿大頭末端直至裂解完全。因此,位置,形狀及大小的切口將直接影響分裂的質(zhì)量。兩個切口

41、應(yīng)對稱，形狀與大小要一樣。切口深度影響所需的斷裂分裂的壓力，并進一步影響到孔變形的底部，在捷達汽車棒槽深度分裂斷裂研究了壓力(圖4)。我們可以看出要求裂解隨著壓力降低分裂切口深度。這樣做的目的是斷裂應(yīng)力材料變小量的增加而提高應(yīng)力集中切口深度。但切口深度是有限的，加工津貼后來的操作。實驗結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)那锌谏疃劝粼?.40.6mm。 (沖擊)能量的散失是在斷裂分裂的過程的重要的因素。一個小切口，寬度或切口底部半徑將有效的減少要求。圖4 切口深度所需的破裂壓力的影響壓力對較大的應(yīng)力集中系數(shù)。在生產(chǎn)中,結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)囊?guī)模切口底部寬度或切口半徑為0.4到 0.1。目前,存在幾種方法來處理切口。在拉削方法a是采用數(shù)控拉刀來切切口的，將兩個內(nèi)側(cè)對稱的“v”形切口棒大底洞。該方法有幾個缺點。首先,它很難保持穩(wěn)定的形狀，因為工具會在加工過程中磨損。這樣會提高磨損和切口底部會增加半徑和減少切口深度。所需的分裂的壓力，確定最終的變形增加,因此缺陷比的產(chǎn)品也增加。實驗結(jié)果在圖5表明,該缺陷比的增加會增大切口底部的半徑。其次,拉刀本身就是非常昂貴的，粉磨設(shè)備及專用工具是必要的，因此使鉆頭,及時檢查與地面要避免過度磨損。所有這些都將會增加生產(chǎn)成本。第三,為了增加的使用壽命,減少磨損,大量