連桿機構(gòu)加工工藝分析設計 [當文網(wǎng)提供].doc

1、畢 業(yè) 設 計 （論 文）題目:連桿加工工藝分析 系 別： 班 級: 姓 名： 學 號: 指導教師： 二零一零 年三 月 十日連桿加工工藝分析內(nèi)容摘要:      在現(xiàn)代的各個生產(chǎn)部門中所使用的機械，雖然是多種多樣，其構(gòu)造、用途和性能也個不相同，但各種不同的機械切用可能有相同的運動系統(tǒng)，即具有相同的機構(gòu).例如蒸汽機、內(nèi)染機、火塞泵和曲軸沖床等不同機械，他們的主要組成都有曲柄滑塊機構(gòu)。連桿機構(gòu)是由若干個桿狀構(gòu)件、銷軸、滑塊、導軌等組成。本文主要介紹連桿的功用與結(jié)構(gòu)、連桿的工藝特點。關(guān)鍵詞：一、連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和形式1、構(gòu)件的形式連桿機構(gòu)的

2、構(gòu)件大多制成桿狀，但根據(jù)受力和結(jié)構(gòu)等需要，并不一定都做成桿狀，常見的形式為;（1）桿狀，它的構(gòu)造簡單，加工方便，一般在桿長(運動）尺寸R膠大時采用。（2）盤狀，有時它本身就是一個皮帶輪或齒輪，在圓盤上距軸心R處裝上銷軸，以便和其他構(gòu)件組成回轉(zhuǎn)副,尺寸R為桿長.這種回轉(zhuǎn)體的質(zhì)量均勻分布，故盤狀結(jié)構(gòu)能比桿轉(zhuǎn)的更適于較高的轉(zhuǎn)速,常用做曲柄或擺桿。（3）桁架和箱形梁，當構(gòu)件較長或受力較大，采用整體式桿件不經(jīng)濟或制造困難是可采用這種結(jié)果形式。（4）曲軸，結(jié)構(gòu)簡單,與它主成運動副的構(gòu)件可做成整體式的，但由于懸臂，強度及桿度較差.當工作載荷和尺寸較大，或曲柄安置在轉(zhuǎn)動軸的中間部分時,此形式在內(nèi)燃機、壓縮機等

3、機械中經(jīng)常采用，曲柄在中間軸勁處與連桿相連,連桿必須部分為連桿體和連桿蓋，然后用螺栓將其擰緊。2、運動副的形式(1）回轉(zhuǎn)副,可利用滑動軸承或滾動軸承組成回轉(zhuǎn)副。滑動軸承的結(jié)構(gòu)簡單，但軸承間隙會影響構(gòu)件的運動性質(zhì)，當構(gòu)件和運動副較多時，間隙引起的積累誤差必增大。如采用滾動軸承作回轉(zhuǎn)副，則磨檫損失小，運動副間隙小，啟動靈敏,但專配復雜，兩構(gòu)件接頭處的頸向尺寸較大，可用滾針軸承解決著一矛盾。 （2）移動副,組成移動副的兩構(gòu)件和各種導路的形式。帶有調(diào)整板的T型導路：圓柱形導路:帶有側(cè)板棱柱形導路：V型導路：可調(diào)整的帶有燕尾形的組合導路：滾 珠的滾柱導路：帶有滾柱的滾柱導路. 二、連桿的結(jié)構(gòu)、材料與主要

4、技術(shù)要求連桿是較細長的變截面非圓形桿件，其桿身截面從大頭到小頭逐步變小，以適應在工作承受的急劇變化的動截荷。中等尺寸或大型連桿是由連桿體和連桿蓋兩部分組成，連桿體與連桿蓋用螺栓和螺母與曲軸主軸勁裝置在一起，而尺寸較小的連桿(如摩托車發(fā)動機用連桿）多數(shù)為整體結(jié)構(gòu)。圖11所示為柴油機的連桿零件圖。為了減少磨損和磨損后便于修理，在連桿小頭孔中壓入青銅襯套，大頭孔中裝有薄壁巴氏合金軸瓦。圖11 某些油機的連桿零件圖連桿材料一般采用45鋼或40Cr、45Mn2等優(yōu)質(zhì)鋼或合金鋼。如今越來越多采用球墨鑄鐵，其毛坯用模鍛制造。連桿體和蓋可以分開鍛造，也可整體鍛造，取決于毛坯尺寸及鍛造毛坯的設備能力。菜油機的連

5、桿主要技術(shù)條件如表11所示 表1-1 連桿零件的主要技術(shù)要求技術(shù)要求數(shù)值目的大、小頭孔精度尺寸公差等級IT7IT6圓度、圓柱度0。0040.006mm保證與軸瓦的良好配合大、小頭孔粗糙度大小孔：0。40.8um;結(jié)合面：0。8um；大小孔端面:1.66。3um保證配合精度、內(nèi)磨性兩孔中心距±0.03±0.05mm汽缸的壓縮比及動力特性兩孔軸線在互相垂直方向的平行度連桿軸線平面內(nèi)的平行度：0。020。04：100垂直連桿軸線平面內(nèi)的平行度:0.040.06:100使汽缸壁磨損均勻與曲軸頸邊緣減少磨損大頭孔兩端面對其軸線的垂直度（0。1:100）減少曲軸勁邊緣的磨損兩螺孔(定位

6、孔)的位置精度在兩個垂直方向上的平行度為0.020.04：100對結(jié)合面的垂直度為0。10.2:100保證正常承載能力和大頭孔軸曲軸頸的良好配合連桿組內(nèi)各連桿的質(zhì)量差±2減少慣性力,保證運轉(zhuǎn)平穩(wěn)三、連桿的機械加工工藝過程連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度的要求都較高。總體來講，連桿是桿狀零件，剛度較差，加工中受力易產(chǎn)生變形。批量生產(chǎn)連桿加工工藝過程如表12所示幾合件加工工藝過程見表1-3表1-2連桿及連桿蓋加工工藝過程連桿體連桿蓋序號工序內(nèi)容定位基準序號工序內(nèi)容定位基準機床設備1模鍛1模鍛2調(diào)質(zhì)2調(diào)質(zhì)3磁性探傷3磁性探傷4粗、精銑兩平面大，小頭端面4粗、精銑兩平面端接合面立式三工位雙

7、頭回轉(zhuǎn)臺銑床5磨兩平面端面5磨兩平面端面平面磨床6鉆、擴、鉸小頭孔及倒角大、小端面，小頭工藝凸臺外廓多工位專業(yè)機床7粗、精銑工藝凸臺及結(jié)合面大頭端面,大、小頭孔（一面雙銷）6粗、精銑結(jié)合面端肩胛面雙頭回轉(zhuǎn)銑床8連桿體兩件粗鏜大頭孔，倒角大、小頭端面，小頭孔，工藝凸臺7連桿蓋兩件粗樘孔，倒角肩胛面螺釘孔外側(cè)多工位專用機床9磨結(jié)合面大、小頭端面，小頭孔，工藝凸臺,8磨削結(jié)合面肩胛面平面磨床10鉆、鉸定位孔小頭孔及端面工藝凸9鉆、鉸定位孔端面，大頭孔壁臥式多工位專機11與連桿蓋配鉆、攻螺紋定位孔結(jié)合面10配鉆、擴沉頭孔定位孔結(jié)合面12清洗11清洗表13 連桿合件加工工藝過程序號工作內(nèi)容定位基準設備1

8、桿與蓋對號,清洗裝配定位銷2磨大頭孔兩端面大、小頭端面平面磨床3半精鏜大頭孔及孔口倒角大、小頭端面，小頭孔工藝凸臺4精鏜大、小頭孔大頭端面，小頭孔工藝凸臺金剛鏜床5鉆小油孔及孔外口倒角大、小頭端面；大、小頭孔臺式鉆床6珩磨大頭孔自為基準臥式珩磨機7小頭孔內(nèi)壓火塞銷襯套大小端面及小頭孔（假銷定位）油壓機8銑小頭兩端面小、大頭孔端面普通銑床9精鏜小頭襯套大、小頭孔(假銷）金剛鏜床10拆分連桿蓋11銑軸瓦定位槽12對號，裝配13退磁14檢驗連桿的主要加工表面為大、小頭孔、兩端面、連桿蓋與連桿體的結(jié)合面和螺栓孔等次要表面為油孔、鎖口槽、工藝凸臺、稱重去重、檢驗、清洗和和去毛刺等工序.四、連桿加工工藝過

9、程分析1工藝過程的安排 連桿的加工順序大致如下：粗銑精磨上下端面-鉆、擴、鉸小頭孔粗精銑工藝凸臺及結(jié)合面-兩件連桿半圓孔和拼鏜大頭孔磨結(jié)合面-鉆鉸定位孔配鉆、攻螺栓孔合件聯(lián)結(jié)磨削合件兩端面-半精鏜大頭孔-精鏜大、小頭孔鉆小油孔、倒角珩磨大頭孔-壓裝小頭孔襯套銑小頭孔端面精鏜小頭孔襯套拆分合件并配對編號銑軸瓦定位槽-對號裝配-退磁、清洗檢驗。 連桿小頭孔壓入襯套后常以金剛鏜孔作為最后加工。大頭孔常以珩磨或冷擠壓作為底孔的最后加工。 整個過程體現(xiàn)出“先粗后精”、“先面后孔”、“先基準面后其他面"、“先主要面后次要面”的工藝順序.2定位基準的選擇連桿加工中可供定位基準面的表面有：大頭孔、小

10、頭孔、大小頭孔兩側(cè)面等。這些表面在加工過程中不斷的轉(zhuǎn)換基準,有粗到精逐步形成。例如表12中，工序4粗精洗平面的基準是毛坯底平面，采用固定及活動V形塊各一個對小頭外廓和大頭一側(cè)定位并夾緊；工序4中反轉(zhuǎn)工件粗精銑另一方面已銑削端面為精基準；大頭兩側(cè)面在大量生產(chǎn)時以兩側(cè)自定心定位，中小批生產(chǎn)為簡化夾具可取一側(cè)定位；鏜大孔時的定位基準為一平面、小頭孔和大頭孔一側(cè)面；而鏜小頭孔時可選一平面、大頭孔和小頭孔外圓等。表1-3中，小頭孔壓裝襯套和精鏜襯套內(nèi)孔時都采用了假削定位，即以加工孔自身定位自位基準，保證加工余量均勻，假削定位是指定位銷與孔定位并在夾緊工件后拆除定位銷，不妨礙加工.連桿加工粗基準選擇,要保

11、證其對稱性和孔壁厚均勻.3確定合理的夾緊方法 連桿相對剛性較差，要十分注意夾緊力的大小、方向及著力點的選擇。4連桿兩端面加工 如果毛坯精度高，可以不經(jīng)粗銑而直接粗磨.精磨工序應安排在精加工大小頭孔之前,以保證孔與端面的相互垂直度要求。5連桿大小孔的加工 大小頭孔加工既要保證孔本身的精度、表面粗糙度要求，還要保證相互位置和孔孔與端面垂直度要求.小頭底孔徑由鉆孔、擴、鉸孔及倒角等工序完成.青銅襯套，再以襯套內(nèi)孔定位，在金剛鏜床上精鏜內(nèi)孔。大頭孔的半精鏜、精鏜、珩磨工序都是在合裝后進行。6連桿的工藝特點 (1）連桿體和蓋厚度不一樣，改善了加工工藝性。連桿蓋厚度為31mm,比連桿桿厚度單邊小3.8mm

12、，蓋兩端面精度產(chǎn)品要求不高，可一次加工而成。 由于加工面小，冷卻條件好，使加工振動和磨削燒傷不易產(chǎn)生。 連桿桿和蓋裝配后不存在端面不一致的問題,故連桿兩端面的精磨不需要在裝配后進行，可在螺栓孔加工之前。 螺栓孔、軸瓦對端面的位置精度可由加工精度直接保證,而不會受精磨加工精度的影響. （2)連桿小頭兩端面由斜面和一段窄平面組成。這種楔形結(jié)構(gòu)的設計可增大其承壓面積,以提高活塞的強度和剛性。 在加工方面,與一般連桿相比，增加了斜面加工和小頭孔兩斜面上倒角工序；用提高零件定位及壓頭導向精度來避免襯套壓偏現(xiàn)象的發(fā)生,但卻增加了壓襯套工序加工的難度。 （3)帶止口斜結(jié)合面。連桿結(jié)合面結(jié)構(gòu)種類較多,有平切口

13、和斜切口，還有鍵槽形、鋸齒形和帶止口的。該連桿為帶止口斜結(jié)合面。精加工基準采用了無間隙定位方法,在產(chǎn)品設計出定位基準面。在連桿桿和總成的加工中，采用桿端面、小頭頂面和側(cè)面、大頭側(cè)面的加工定位方式；在螺栓孔至止口斜結(jié)合面加工工序的連桿蓋加工中，采用了以其端面、螺栓兩座面、一螺栓座面的側(cè)面的加工定位方法。這種重復定位精度高且穩(wěn)定可靠的定位、夾緊方法，可使零件變形小，操作方便,能通用于從粗加工到精加工中的各道工序。由于定位基準統(tǒng)一，使各工序中定位點的大小及位置也保持相同。這些都為穩(wěn)定工藝、保證加工精度提供了良好的條件.7、連桿用的材料一般有以下6種,1。中碳鋼 2。中碳合金鋼 3。鑄鐵(分可鍛鑄鐵和

14、球墨鑄) 4.粉末冶金 5。非調(diào)質(zhì)鋼 6漲斷連桿.連桿是柴油機的重要部件，不但要有高的抗拉、壓強度和高的疲勞強度，而且要有足夠的剛性和韌性。通常連桿是以調(diào)質(zhì)狀態(tài)在發(fā)動機里服役，其壽命首先取決于調(diào)質(zhì)工藝質(zhì)量,硬度應在HB207289（因不同柴油機型號而異）;第三，應經(jīng)磁力探傷確保無裂紋.連桿常用的材料有以下幾種,45號鋼（中碳鋼）、40Cr、42Cr（中碳合金鋼）、40CrMo以及采用可鍛鑄鐵GTS65 和/或球墨鑄鐵GGG70 （多用于汽油機）等，連桿材料的調(diào)質(zhì)熱處理非常重要，其壽命首先取決于調(diào)質(zhì)工藝質(zhì)量，即它的金相必須是14級晶粒度的細的回火索氏體(可有少量托氏體和極少量鐵素體）;小型汽油機

15、連桿多采用可鍛鐵或者球鐵，前者硬度應于210260HBS，抗拉強度不低于619MPa；后者硬度240-280HBS，抗拉強度不低于690MPa。鑄鐵材料連桿一般也要經(jīng)過表面噴丸等技術(shù)處理。冶金粉末鍛造工藝在歐美國家30年代就已經(jīng)應用于實際生產(chǎn)，隨之技術(shù)的不斷改進,冶金粉末零件成為了一種新興的金屬零件成形工藝。常用材料HS150TM及HS160TM,粉鍛連桿的力學性能以及疲勞性能與鍛鋼連桿相似，高強度的粉鍛連桿抗拉強度可達1000MPa以上.非調(diào)質(zhì)鋼連桿材料例如35MnVS,49MnVS3,30SiMnVS6等等，而漲斷是一種處理連桿的加工工藝。不再一一贅述。五、連桿的檢驗 連桿加工工序多，中間

16、又插入熱處理工序，因而需經(jīng)多次中間檢驗，最終檢查項目和其他零件一樣,包括尺寸精度、形狀精度和位置精度以及表面粗糙度檢驗，只不過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,連桿的位置精度要在檢具上進行，如大小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向上的平行度。在大小頭孔中穿入心軸，大頭的心軸放在等高墊鐵上，使大頭心軸與平板平行。將連桿至于直立位置時，在小頭心軸上距離為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，同樣方法測得出來的讀數(shù)差,即為大小頭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。五、結(jié)論通過詳細闡述了連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和形式、連桿的結(jié)構(gòu)、材料與主要技術(shù)要求、連桿的機械加工工藝過程、連桿加工工藝過程分析、連桿的檢驗等問題。讓我全面的了解連桿,正確了解連桿的加工工藝過程、連桿材