發(fā)動機連桿加工工藝過程卡及加工設(shè)備布置(共33頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 目 錄0000111第3章 7778111333344457參考文獻9專心-專注-專業(yè) 緒 論 畢業(yè)設(shè)計是我們在學(xué)校的最后的一門課程，也是對四年所學(xué)內(nèi)容一次綜合的應(yīng)用。本畢業(yè)設(shè)計可以很好的鍛煉自己，為畢業(yè)后就業(yè)做好準(zhǔn)備。 本課題是一個典型零件，也是發(fā)動機內(nèi)重要零件。在設(shè)計中要求運用所學(xué)的知識，以培養(yǎng)鍛煉自己獨立思考能力，以及創(chuàng)新能力。 近代，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和市場需求的變化及競爭的激烈，傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展到了一個嶄新的階段，傳統(tǒng)的制造技術(shù)不斷吸收機械、電子、信息、材料及現(xiàn)代管理與技術(shù)成果，并將綜合應(yīng)用于整個生命周期成為“市場制造市場”的大生產(chǎn)制造系統(tǒng)，其目的是

2、以滿足市場（用戶）的要求作為戰(zhàn)略決策的核心。現(xiàn)代發(fā)動機連桿制造技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出高效、節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約的趨勢, 導(dǎo)致汽油發(fā)動機主關(guān)鍵零件連桿制造不斷涌現(xiàn)出新材料與新工藝。連桿是活塞式發(fā)動機的重要零件，其大頭孔和曲軸連接，小頭孔通過活塞銷和活塞連接，將作用于活塞的氣體膨脹壓力傳給曲軸，又受曲軸驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿承受的是高交變載荷，氣體的壓力在桿身內(nèi)產(chǎn)生很大的壓縮應(yīng)力和縱向彎曲應(yīng)力，由活塞和連桿重量引趄的。慣性力，使連桿承受拉應(yīng)力。所以連桿承受的是沖擊性質(zhì)的動載荷。因此要求連桿重量輕、強度要好。在設(shè)計中機械加工工藝的制定，掌握了制造理論，即工藝的共性和具體的工藝實踐知識（典型零件加

3、工與加工方法），即工藝的個性，并使二者有機地結(jié)合在一起，培養(yǎng)主管產(chǎn)品工藝的初步能力，強調(diào)了裝配工藝的基礎(chǔ)知識，從保證產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)，分析裝配工藝以及裝配和機械加工的關(guān)系；緊緊圍繞質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性三者的辨證關(guān)系分析問題，確定出最佳的工藝方案。希望通過這次設(shè)計對自己將來從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為以后走向工作崗位打下一個良好的基礎(chǔ)。由于水平有限，設(shè)計中的缺點和錯誤在所難免，懇請老師批評指正。第1章 連桿的介紹1.1 連桿的作用連桿是汽車發(fā)動機的主要零件之一，其作用是將活塞承受的力傳給曲軸，推動曲軸轉(zhuǎn)動，變活塞的往復(fù)運動為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。連桿在工作

4、中要承受活塞銷傳來的氣體壓力，活塞連桿組往復(fù)運動的慣性力和連桿大頭繞曲旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力的作用，且連桿本身又是一個較長的桿體，因此要求連桿要有足夠的強度、剛度、重量要盡量輕。1.2 連桿的材料連桿一般采用45、40Cr等中碳鋼（如上海桑塔納發(fā)動機連桿）或中碳合金鋼（如二汽富康發(fā)動機連桿）經(jīng)模鍛或錕鍛制成，也有少數(shù)用球墨鑄鐵制成。為提高疲勞強度常進行表面噴丸處理。對于小型發(fā)動機的連桿則常用高強度鋁合金。1.3 連桿的結(jié)構(gòu)及特點連桿可分為連桿小頭、桿身和連桿大頭三部分。連桿小頭用來安裝活塞銷以連接活塞，在全浮式連接的連桿小頭孔內(nèi)壓有減磨的青銅襯套或鐵基粉末冶金襯套。為潤滑襯套，在連桿小頭和襯套上

5、一般銑有積存飛濺潤滑油的油槽或油孔。有時，在連桿桿身內(nèi)鉆有縱向的壓力油通道，以對小頭進行壓力潤滑。連桿桿身多采用“工”字形斷面，從而在質(zhì)量盡可能小的情況下提高了其抗彎強度。連桿的大頭與曲軸的連桿軸頸相連。為便于安裝，通常將連桿大頭做成部分式的，上半部與桿身一體，下半部即為連桿蓋，二者通過連桿螺栓配合。連桿大頭孔表面的粗糙度值要求較小，以便連桿軸承裝入后能很好地貼合傳熱。連桿大頭的切口形式有兩種。連桿大頭沿著桿身軸線垂直的方向切開，稱為直切口連桿，多用于汽油機。有些發(fā)動機的連桿大頭尺寸較大，為了維修拆裝時任將其從氣缸中抽出，將連桿大頭沿與連桿桿身軸線成(常用45°)的方向切開，即為斜切

6、口連桿。此外，斜切口連桿若配以較理想的切口定位，還能減輕連桿螺栓的受理，多用于柴油機。1.4 連桿蓋與連桿體的配合直切口連桿的切口面多數(shù)為平面，由桿身與連桿蓋分別加工而成。由于現(xiàn)代技術(shù)與工藝的選擇，連桿鍛成整體毛坯，用冷脹的方法將桿身與連桿蓋分開。這樣的切口面將不再是平面，而是不規(guī)則的像山巒式的犬牙交錯的表面，可提高桿身與連桿蓋的定位精度。一汽捷達轎車五氣門發(fā)動機便采用此結(jié)構(gòu)。斜切口連桿在往復(fù)慣性力的作用下受拉時，在切口方向作用有較大的橫向力，因此要有定位裝置以使螺栓免受附加的剪切應(yīng)力。連桿大頭的兩部分用連桿螺栓緊固在一起，連桿螺栓不但受拉伸并承受交變的沖擊性載荷。通常采用繞性螺栓，用優(yōu)質(zhì)合金

7、鋼（40Cr、35CrMo等）鍛制而成。為保證工作可靠，常采用鎖止裝置，如開口銷、雙螺母、自鎖螺母等。1.5 連桿大頭與連桿軸承連桿軸承裝在連桿大頭孔內(nèi)，用以保護連桿軸頸（曲柄銷）及連桿大頭孔?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機用的連桿軸承是由鋼背和減磨層組成的分成兩半的薄壁軸承。鋼背由厚mm的低碳鋼帶制成，既有足夠的強度以軸受近乎沖擊性的載荷，又有一定的剛度以便與軸承孔良好地貼合。減磨層由厚mm的薄層減磨合金制成，減磨合金具有保持油膜、減少摩擦阻力和易于磨合的作用。連桿軸承的背面應(yīng)有很高的粗糙度。在自由狀態(tài)下，軸承的曲率半徑和周長都略大于連桿大頭孔的曲率半徑和周長，裝入后，能使其緊貼在大頭孔壁上，以利散熱和防止

8、潤滑油從軸承背面流失。在兩個軸承的剖分面上均制有定位凸鍵，以防止連桿軸承在工作中發(fā)生轉(zhuǎn)動或橫向移動；在其內(nèi)表面加工有油槽以儲油，保證可靠的潤滑。有的連桿大頭連同軸瓦還鉆有mm小油孔，從中噴出機油以加強配氣凸輪與汽缸壁的激測潤滑。1.6 連桿毛坯毛坯的種類很多，常用的有鑄件、鍛件、焊接件、型材件和粉末冶金件等。對于鍛件毛坯，其組織致密，可以獲得符合零件受力要求的流線組織，故力學(xué)性能較高。又是為使鋼中的碳化物細化和均勻分布，即使毛坯形狀簡單，也需鍛造而不直接采用型材。但自由鍛件精度低，加工余量大。模鍛生產(chǎn)率高，鍛件的加工余量小，可獲得形狀復(fù)雜的鍛件，但設(shè)備、模具費用高，適用于大量生產(chǎn)。本次加工連桿

9、毛坯由模鍛而成。第2章 連桿的制造工藝2.1 連桿結(jié)構(gòu)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，且使連桿具有足夠的強度和剛度，連桿桿身的截面多為“工”字形。2.2 連桿的制造工藝過程分析2.2.1 連桿的主要技術(shù)要求(1) 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度要求 連桿大頭孔尺寸（未裝軸瓦），其尺寸公差不低于IT8，表面 粗糙度Ra的值不大于0.63um，圓柱度公差等級不低于4級。 連桿小頭孔尺寸，未裝襯套前其尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra的值不大于5um，壓入襯套后經(jīng)加工其尺寸公差不低于IT5，表面粗糙度R

10、a的值不大于0.63um，圓柱度公差等級不低于2級。(2) 大、小頭孔兩端面 大頭孔兩端面與曲軸軸承座端面配合，其精度影響到安裝和磨損。其尺寸，厚度方向尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra的值不大于1.25um。 小頭孔兩端面與活塞配合。其尺寸，厚度方向尺寸公差不低于IT8，表面粗糙度Ra的值不大于10um。 大頭孔兩端面對大頭孔內(nèi)圓柱面的垂直度偏差不大于100:0.1。(3) 大、小頭孔中心距及孔的中心線的平行度和平面度 大、小頭孔中心距尺寸為：mm，中心線平行度偏差不大于100:0.03，兩端孔中心線平面度偏差不大于100:0.06。(4) 連桿蓋與連桿體結(jié)合面的技術(shù)要求 結(jié)合面除要保證相

11、關(guān)尺寸外，其表面粗糙度Ra的值不大于2.5um。(5) 連桿連接螺栓孔的技術(shù)要求 連桿在工作過程中，受到急劇的動載荷作用，這一作用又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個連接螺栓上，因此，除了對螺栓及螺母提出較高的技術(shù)要求外，對螺栓孔及兩個螺栓孔的貼合面也有一定的技術(shù)要求。貼合面與結(jié)合面距離尺寸公差不低于IT8，貼合面表面粗糙度Ra的值不大于10um，螺栓孔內(nèi)表面粗糙度Ra的值不大于20um，尺寸公差不低于IT8。(6) 小頭油槽、大頭階梯油孔及連桿桿身的技術(shù)要求 小頭油槽其槽內(nèi)表面粗糙度Ra的值不大于20um。 大頭階梯油孔內(nèi)表面粗糙度Ra的值不大于20um。 連桿桿身外表面不進行機械加工。 其他技術(shù)要

12、求均按照圖紙要求執(zhí)行。2.2.2 連桿的材料和毛坯 本次加工的連桿材料采用40Cr。 用模鍛制造毛坯，連桿蓋和連桿體整體鍛造。 毛坯模鍛后應(yīng)正火并校直。 毛坯要經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理（去應(yīng)力）。其規(guī)范為： （1）升溫，880，保溫90分鐘； （2）淬火，在濃度為的聚乙烯醇水溶液中進行，淬火硬度HRC50。 （3）回火，升溫580，保溫120分鐘，在空氣中冷卻。 （4）退火，油浴去應(yīng)力退火，油浴時間不少于10分鐘。 （5）檢查，檢查機械性能及變性量，使其符合要求。 本連桿毛坯采用整體精密模鍛工藝，連桿小頭孔不予鍛出，其目的是為了減小在鉆削小頭孔時刀頭偏離現(xiàn)象帶來加工難度。連桿大頭孔結(jié)構(gòu)為橢圓狀，其目的是

13、為連桿蓋切離后，連桿大頭孔因銑削縮短了連桿蓋之前的實際距離，使其接近圓以減小工作強度。2.2.3 連桿的機械加工工藝過程 準(zhǔn)備毛坯階段；包括：毛坯的熱處理、毛坯初期粗加工、毛坯的檢驗。 機加工階段；包括：粗、精銑連桿大、小平面；鉆、擴、半精鏜小頭孔；粗、精銑定位凸臺；銑開連桿體與連桿蓋；锪螺栓貼合面；銑、磨連桿體與連桿蓋結(jié)合面；鉆、擴、鉸螺栓孔；半精鏜大頭孔；銑小頭孔油槽；鉆大頭孔階梯油孔；銑連桿體與連桿蓋大頭孔內(nèi)側(cè)的定位鎖口槽；磨連桿兩平面；研磨大頭孔；精鏜小頭孔；小頭孔壓入襯套；精鏜小頭孔；連桿的檢驗。2.3 連桿加工工藝設(shè)計應(yīng)考慮的問題2.3.1 工序安排 連桿本身的剛度比較差，在外力（

14、切削力、夾緊力）的作用下容易變形。 連桿是模鍛件，空的加工余量大，切削時會產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力的重新分布。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。這樣，粗加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中得到修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中得到修正，最后達到零件的技術(shù)要求。 各主要表面的工序安排如下： （1）兩端面：粗銑、精銑、精磨； (2）小頭孔：鉆、擴、半精鏜、精鏜； （3）大頭孔：粗鏜、半精鏜、精磨； (4）螺栓孔：鉆、擴、鉸； （5）結(jié)合面：銑、精銑、磨； （6）定位凸臺：粗銑、精銑； （7）貼合面：锪、精磨。2.3.2 定位基準(zhǔn) 連桿的工藝特點是：外形較復(fù)

15、雜，不易定位；大、小頭是由細長的桿身連接，剛度差，容易變形；尺寸公差、形狀和位置公差要求很嚴，表面粗糙度小。這些都給連桿的機械加工帶來了許多困難。定位基準(zhǔn)的正確選擇對保證加工精度是很重要的。 定位基準(zhǔn)是設(shè)計連桿加工工藝過程的首要問題。基準(zhǔn)又分為粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)選擇是否正確，直接關(guān)系到被加工表面的余量分配和加工表面與不加工表面間的相互位置要求；在加工連桿時，第一道工序是劃桿身各向中心線和大小端兩端面加工線時都是選擇桿身兩側(cè)面為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)主要從經(jīng)濟可靠地保證連桿各加工表面的相互位置精度出發(fā)，要以圖紙上的設(shè)計尺寸作為精基準(zhǔn)，可避免因定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起基準(zhǔn)不重合誤差對該設(shè)計尺寸的

16、影響。例如為保證大頭孔與端面垂直，在加工大、小頭孔時，應(yīng)以一端面為定位基準(zhǔn)。為區(qū)分作為定位基準(zhǔn)的端面，通常在桿身鍛造一定位凸臺，以作標(biāo)記。為保證兩孔位置公差要求，加工一孔時，常以另一孔作為定位基準(zhǔn)，即互為定位基準(zhǔn)。2.3.3 夾具使用及夾緊方法 由于連桿的剛性較差、外形不規(guī)則，在加工中需要設(shè)計專用夾具，配合機床通用夾具，保證連桿在加工過程中具有良好的穩(wěn)定性，進而保證了連桿的加工精度。 在確定夾緊力的大小、作用的方向及著力點時，應(yīng)使連桿在夾緊力與切削力的作用下產(chǎn)生的變形量最小。夾緊力的作用方向應(yīng)朝向工件的主要基準(zhǔn)面，把工件壓向夾具定位面，以保證工件定位的準(zhǔn)確性，并且使工件變形最小。夾緊力的著力點

17、問題是指在夾緊方向的情況下，確定夾緊力著力點的位置和數(shù)目。著力點選擇原則：首先是不應(yīng)破壞工作在定位時已經(jīng)確定的位置。如果著力點選擇不當(dāng)；會使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩。為防止工件切削時的振動，夾緊力的著力點應(yīng)盡可能地靠近加工面，以使切削力對夾緊力作用點的力矩最小。這是由于工件在承受平行于接觸表面的切削力時最容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)動現(xiàn)象，而轉(zhuǎn)動的中心往往正是夾緊力的著力點。2.3.4 確定加工余量 （1）工藝凸臺的加工余量 鍛造加工余量：2.25mm 粗銑加工余量：1.0mm 精銑加工余量：0.2mm （2）小頭孔加工余量 鉆后擴孔加工余量：1.7mm 半精鏜加工余量：1.0mm 精鏜加工余量：0.1mm 總加工余量

18、：2.8mm （3）大頭孔加工余量 粗鏜加工余量：0.1mm 半精鏜加工余量：1.0mm 精鏜加工余量：0.1mm 總加工余量：3.1mm （4）兩端面加工余量 粗銑加工余量：1.0mm 精銑加工余量：0.2mm 精磨加工余量：0.1mm 總加工余量：1.3mm2.4 連桿加工工藝過程 連桿本身的剛度比較低，在外力作用下容易變形；連桿是模鍛件，孔的加工余量較大，切削加工時易產(chǎn)生殘余應(yīng)力。有殘余應(yīng)力存在，就會有變形的傾向。因此在安排工藝過程時，應(yīng)把各主要表面的粗、精加工工序分開。這樣，精加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中得到修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中得到修正，最后達到工件的技術(shù)要求。

19、連桿工藝過程可分為以下三個階段： 一.粗加工階段 粗加工階段也是連桿體和連桿蓋合并前的加工階段：基準(zhǔn)面的加工，包括輔助基準(zhǔn)面的加工；準(zhǔn)備連桿體及連桿蓋合并所進行的加工，如兩者結(jié)合面的銑、磨等。 二.半精加工階段 半精加工階段也是連桿體和連桿蓋合并后的加工，如精磨兩平面，半精鏜大頭孔及孔口倒角等，總之，是為精加工做準(zhǔn)備階段。 三. 精加工階段 精加工階段主要是最終保證連桿主要表面-大、小頭孔全部達到圖紙要求的階段，如精磨大頭孔、精鏜小頭孔襯套等。2.4.1 連桿兩端面的加工 連桿兩端面是連桿機械加工中主要的定位基準(zhǔn)。因此工藝過程中首先加工該表面。在加工過程中依次經(jīng)過工序粗銑、精銑、精磨完成。 粗

20、銑時，由于連桿毛坯精度較高，可以用連桿一端面定位，加工另一端面，在加工過程中應(yīng)支撐連桿腰部，防止桿身發(fā)生扭曲。再以粗銑的端面作為基準(zhǔn)，精銑連桿兩端面，在粗、精銑連桿端面時用立式多軸銑床。在工序22熱處理結(jié)束后，用平面磨床再對連桿兩端面進行精磨，直至達到尺寸精度要求。2.4.2 連桿大頭孔的加工 連桿大頭孔的加工是連桿加工的關(guān)鍵。此連桿為整體式連桿，大頭孔的加工在切開連桿體和連桿蓋后進行加工，其加工工序包括：粗鏜、半精鏜、精磨三個階段。 將連桿體與連桿蓋切開后，經(jīng)過其他工序用連桿螺栓將連桿體與連桿蓋結(jié)合后進行粗鏜、半精鏜加工，運用立式鏜床以小頭孔及端面為基準(zhǔn)定位；經(jīng)過粗加工后，經(jīng)過熱處理檢驗合格

21、后用臥式行星內(nèi)圓磨床對大頭孔進行精磨，并按尺寸要求作孔的倒角，這個過程中應(yīng)用連桿專用夾具對工件以小頭孔和側(cè)面定位。2.4.3 連桿小頭孔的加工 在連桿的端面加工后，接著進行小頭孔的粗加工與精加工，使孔的尺寸精度達到IT7級，以滿足作定位基準(zhǔn)的要求，其加工工序包括：鉆、擴、半精鏜精鏜（壓入襯套）。 連桿毛坯上小頭孔為封閉的，開始加工時運用立式鉆床，以小頭外端面定位在預(yù)留的凹坑處鉆、擴小頭孔，擴孔完成后用立式鏜床半精鏜小頭孔至相關(guān)尺寸。此時小頭孔已可以作為定位基準(zhǔn)。小頭孔用油壓機壓入襯套（應(yīng)保證正確的圓柱形偏差，不得大于0.0025）后，再用立式鏜床對小頭孔進行精鏜，并按要求作倒角，在此過程中保證

22、相應(yīng)的精度要求。2.4.4 螺栓孔加工 連桿體與連桿蓋是用螺栓連接的，其精度要求較高。其加工工序包括：鉆、擴、鉸。 分析圖紙加工要求此處螺栓孔為沉孔，先在指定尺寸位置處用立式鉆床鉆較小孔定位，再用較大鉆頭進行擴孔，最后鉸孔至指定尺寸。先鉸孔至12.2，再鉸沉孔至13，并在孔邊按要求作倒角。在加工螺栓孔過程中應(yīng)用連桿整體夾具一次完成對連桿體與連桿蓋螺栓孔的加工。2.4.5 結(jié)合面的加工 結(jié)合面在連桿蓋和連桿體銑開后產(chǎn)生，是連桿蓋與連桿體配合面，其精度高低直接決定了連桿的品質(zhì)好壞。其加工工序包括：銑、精銑、磨。 在完成定位凸臺的粗、精銑后，用臥式銑床加厚5mm片銑刀自連桿上切下連桿蓋于是就產(chǎn)生了剖

23、分面，即連桿體與連桿蓋的結(jié)合面。運用立式銑床對結(jié)合面進行精銑，并預(yù)留磨量，再用轉(zhuǎn)盤式平面磨床對結(jié)合面進行磨削，并保證相關(guān)技術(shù)要求。2.4.6 定位凸臺的加工 定位凸臺也稱工藝凸臺，在設(shè)計專用夾具及加工過程中作定位基準(zhǔn)之用，連桿定位凸臺加工工序包括：粗銑、精銑。 運用立式銑床對定位凸臺進行粗銑、精銑；使其與連桿兩側(cè)面處于同一平面上。2.4.7 貼合面的加工 連桿蓋與連桿體通過連桿螺栓結(jié)合，螺栓與連桿的配合為與其貼合面的配合，其加工工序包括：锪、精磨。 粗加工階段用立式鉆床（加兩軸轉(zhuǎn)動頭）以結(jié)合面為定位基準(zhǔn)锪貼合面，再用轉(zhuǎn)盤式平面磨床精磨貼合面，并達到相關(guān)技術(shù)要求。 2.4.8 定位鎖口槽（定位舌

24、）的加工 連桿大頭通過連桿軸承與曲軸配合，而連桿軸承上帶有定位凸臺，因此在連桿大頭內(nèi)側(cè)應(yīng)加工定位鎖口槽，定位鎖口槽加工時運用立式銑床一次加工完成。連桿體上大頭孔內(nèi)側(cè)加工時以端面、小頭孔定位；連桿蓋上大頭孔內(nèi)側(cè)加工時以端面、大頭孔定位。2.4.9 鉗工加工 首次加工大頭孔時，鉗工用連桿螺栓按扭矩要求裝配連桿蓋和連桿體，為加工大頭孔作準(zhǔn)備。 銑削小頭孔油槽時，鉗工拆開連桿蓋與連桿體。 銑削定位舌后，鉗工去除全部毛刺，在此過程中應(yīng)保證已加工面不受損傷。 磨削大頭孔前，鉗工用連桿螺栓按扭矩要求再次裝配連桿蓋和連桿體，并在平板檢驗臺上用通用量具進行冷校，直至達到圖紙要求。 在精鏜小頭孔后，鉗工拆開連桿蓋

25、和連桿體，并先去毛刺，再用清洗機清洗連桿，吹凈油孔，擦凈連桿蓋和連桿體。 汽車汽油發(fā)動機連桿的制造工藝過程卡如下 表2-1工序階段工序號工序名稱 工序內(nèi)容車間設(shè)備工裝 說 明 準(zhǔn)備毛坯1鍛模鍛毛坯成形鍛造車間鍛壓機專用鍛模分粗鍛模和細鍛模兩次鍛成2退火油浴去應(yīng)力退火油浴池浴時不低于10分鐘3去飛邊沖、磨去除飛邊砂輪機，沖床專用沖模無毛刺4探傷磁力探傷探傷車間磁力探傷機，去磁機淘汰有裂紋的毛坯 機加工5銑粗、精銑連桿體兩面端 機加車間立式多軸銑床鏜床夾 具分別粗、精銑連桿體兩面端使厚度H=38.6，基面為大小頭的外形，并支承連桿腰部6鉆、擴鉆小頭孔至10，擴孔至32.3立式鉆床小頭外表面定位在預(yù)

26、留凹坑處鉆、擴孔，為鏜孔做準(zhǔn)備7鏜半精鏜小頭孔至30.6立式鏜床鏜床夾 具為大頭孔準(zhǔn)備定位孔8銑定位凸臺粗、精銑定位凸臺，使其與連桿兩側(cè)面處于同一平面上立式銑床銑床夾 具作為設(shè)計專用夾具的定位基準(zhǔn)面之用9銑自連桿體上切下連桿蓋臥式銑床，厚5mm片銑刀小頭孔定位，專用夾具切口與桿身中心線成10锪锪連桿蓋、連桿體與螺栓的貼合面，分別使其與相應(yīng)剖分面尺寸為：27.1、24.1立式鉆床（加兩軸轉(zhuǎn)動頭）連桿蓋與連桿體專用夾具以剖分面為定位基準(zhǔn)11銑精銑剖分面及連桿蓋與連桿體結(jié)合面，并預(yù)留磨量立式銑床連桿蓋與連桿體專用夾具12磨磨削剖分面及連桿蓋和連桿體與螺栓的切合面轉(zhuǎn)盤式平面磨床連桿蓋與連桿體專用夾具加

27、工連桿體剖分面至小頭中心線尺寸為：218.3，至結(jié)合面尺寸為：；加工連桿蓋剖分面至結(jié)合面尺寸為：2713鉆、擴、鉸鉆、擴、鉸螺栓孔；剖分面處螺紋孔兩邊緣去尖角，并作0.5X倒角，貼合面螺栓孔邊緣作同樣倒角立式鉆床連桿蓋與連桿體專用夾具按圖紙要求加工沉孔，兩次完成孔的加工（整體加工） 機加工14鉗工用連桿螺栓裝配連桿蓋和連桿體鉗工車間鉗工臺鉗工夾具及相關(guān)設(shè)備按扭矩要求連接連桿蓋與連桿體15鏜半精鏜大頭孔至64.8機加車間立式鏜床鏜床夾具半精鏜大頭孔至指定尺寸，預(yù)留精磨量16鉗工拆開連桿蓋和連桿體鉗工車間鉗工臺鉗工夾具及相關(guān)設(shè)備17銑削銑削連桿體小頭油槽 機加車間立式銑床連桿體專用夾具以連桿體小頭

28、孔和側(cè)面定位18鉆鉆階梯油孔，加工至尺寸立式銑床連桿體專用夾具以連桿體小頭孔和側(cè)面定位19銑銑削定位舌至給定尺寸立式銑床連桿體專用夾具以平面、大頭孔、小頭孔定位，銑削連桿體定位鎖口槽20銑銑削定位舌至給定尺寸立式銑床連桿蓋專用夾具以平面、大頭孔定位，銑削連桿蓋定位鎖口槽21鉗工去除全部毛刺鉗工車間鉗工臺鉗工通用夾具保證已加工面不受損傷熱處理22熱處理調(diào)質(zhì)熱處理車間加熱爐、油淬池淬火后高溫回火，硬度HB207241 機加工23磨磨連桿兩平面機加車間平面磨床磁力吸盤連桿體兩平面尺寸為：；連桿蓋兩平面尺寸為：24鉗工用連桿螺栓裝配連桿蓋和連桿體 鉗工車間鉗工臺鉗工夾具及相關(guān)設(shè)備按扭矩要求連接連桿蓋與

29、連桿體25校直冷校平板檢驗臺通用量具按圖紙要求校直26磨削磨削大頭孔尺寸：；并作2X倒角 機加車間臥式行星內(nèi)圓磨床連桿體專用夾具以小頭孔和側(cè)面定位27鏜精鏜小頭孔至尺寸：立式鏜床鏜床夾具為壓入襯套做準(zhǔn)備28壓入襯套小頭孔壓入襯套，壓入后擠扎尺寸：油壓機油壓機專用夾具壓入襯套應(yīng)保證正確的圓柱形偏差，不得大于0.002529鏜精鏜小頭襯套孔尺寸至：；并作倒角1X，兩端倒角立式鏜床鏜床夾具保證相應(yīng)精度要求30鉗工拆開連桿蓋與連桿體鉗工車間鉗工臺鉗工夾具及相關(guān)設(shè)備保證已加工面不受損傷31清洗，去毛刺先去毛刺再清洗鉗工臺，清洗機鉗工夾具及相關(guān)設(shè)備先去除加工毛刺，再吹凈油孔，擦凈連桿體和連桿蓋 檢驗分組3

30、2檢驗在指定位置檢驗硬度及其他方面技術(shù)要求 檢驗車間試棒檢驗臺按圖紙要求檢驗33稱重標(biāo)色用天平分別對連桿蓋和連桿體稱重，依相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)色天平按圖紙上顏色分類，用耐油油漆在指定表面上標(biāo)色34分組入庫按相關(guān)要求對連桿分組入庫按質(zhì)量誤差30g分組第3章 連桿加工設(shè)備布置3.1 機械加工設(shè)備布置應(yīng)注意的問題機械設(shè)計及機械制造領(lǐng)域中，各廠房和車間的合理布置以及車間內(nèi)設(shè)施布局問題。布局問題具有廣泛的應(yīng)用背景，布局結(jié)果的好壞對整個行業(yè)生產(chǎn)的合理性、經(jīng)濟性、安全性等都具有重大影響。所謂機械加工設(shè)備布局就是將制造系統(tǒng)重新組織成自治和協(xié)作的機械加工單元，零件和一組機床設(shè)備、操作人員一起構(gòu)成機械加工單元，具有自治性、

31、協(xié)同性、柔性等特征。由于市場需求的不斷變化，從而導(dǎo)致機械加工承擔(dān)的加工任務(wù)也是動態(tài)多變的，這種多變性使得設(shè)備資源和設(shè)備負荷也是動態(tài)變化的。機械加工的引入，可以讓生產(chǎn)制造系統(tǒng)具備可重構(gòu)制造的基礎(chǔ)，從而系統(tǒng)具有柔性，進而提高系統(tǒng)的市場響應(yīng)能力。布局系統(tǒng)就是按照一定的原則，合理地確定車間內(nèi)各機械加工之間的相互位置，從而使它們成為一個有機整體，實現(xiàn)車間的具體功能和任務(wù)。由于機械加工設(shè)備布局決定了以后車間的物流方向和速度，從結(jié)構(gòu)上限定了車間的功能潛力，因此設(shè)備布置是構(gòu)造一個有效車間系統(tǒng)最為重要的環(huán)節(jié)，相同的人員、相同的技術(shù)和設(shè)備，僅僅由于布置方式的不同，生產(chǎn)系統(tǒng)的功能可能可產(chǎn)生天壤之別。高效率的設(shè)備布局

32、作為提高企業(yè)生產(chǎn)效率和效益的手段之一，越來越受到人們重視。3.2 制造系統(tǒng)中生產(chǎn)物流設(shè)計與設(shè)備布局制造系統(tǒng)要完成原材料經(jīng)過運輸、儲存、加工、裝配形成產(chǎn)品，產(chǎn)品又經(jīng)過儲存、運輸，最終到達用戶手中，形成了生產(chǎn)物流。生產(chǎn)物流系統(tǒng)實際是整個機械加工車間設(shè)施布局的一個重要部分，也是要考慮的問題之一。制造系統(tǒng)的設(shè)施形成了工廠的靜態(tài)空間結(jié)構(gòu)-布局，機械加工車間設(shè)施布局的最優(yōu)化實質(zhì)上是考慮了生產(chǎn)物流基礎(chǔ)上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。機械加工車間加工設(shè)備布置實質(zhì)就是對制造資源在空間上密切有機結(jié)合，時間上適當(dāng)連接、減少物料搬運工作量。具體途徑可以概括為以下三點：第一，通過最優(yōu)的工廠布局，建立順暢的物流路線，或者采用加工中

33、心，實現(xiàn)工序集中，減少運輸次數(shù)，縮短物流距離。第二，成組搬運，直接減少搬運次數(shù)。第三，確定最優(yōu)的運輸路線和運輸速度，建立連續(xù)短捷的運輸路線，減少運輸?shù)耐ｎD、路線交叉和倒流現(xiàn)象。開發(fā)系統(tǒng)除按照產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)正確選擇生產(chǎn)工藝和機器設(shè)備外，還進行了物流分析和設(shè)計，因為合理的物流設(shè)計能夠大大提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。3.3 機械加工設(shè)備布置綜述（一）設(shè)備布局設(shè)計的原則為了達到車間設(shè)備布置的目標(biāo)，現(xiàn)代機械加工設(shè)備布置應(yīng)遵循以下原則：第一，減少或消除不必要的作業(yè)，這是提高企業(yè)生產(chǎn)率和降低消耗最有效方法之一。只有在時間上縮短生產(chǎn)周期，空間上減少占地，物料上減少停留、搬運和庫存，才能保證投入的資金最少、生產(chǎn)成

34、本最低。第二，以物流的觀點作為設(shè)施規(guī)劃的出發(fā)點，并貫穿在規(guī)劃設(shè)計的始終。因為生產(chǎn)系統(tǒng)的有效運行依賴于人流、物流、信息的合理化。第三，運用系統(tǒng)的概念。系統(tǒng)分析的方法求得系統(tǒng)的整體優(yōu)化?？傊?，設(shè)備布置設(shè)計就是要綜合考慮各種相關(guān)因素，對生產(chǎn)系統(tǒng)或服務(wù)系統(tǒng)進行分析、規(guī)劃、設(shè)計，使系統(tǒng)資源得到合理配置。 （2） 設(shè)備布局設(shè)計的目標(biāo)機械加工設(shè)備布置的目標(biāo)是以提高工作效率為導(dǎo)向的。以提高工作效率為導(dǎo)向的目標(biāo)是為了高效率地完成生產(chǎn)任務(wù)，包括：第一，使物料運輸成本最小，它要求運輸路線盡可能短，盡量增加生產(chǎn)的連續(xù)性，減少裝卸，防止物料被堵塞和延誤。第二，使系統(tǒng)具有盡可能大的應(yīng)變能力，表現(xiàn)在擴展的余地和高柔性等方面

35、。（3） 機械加工設(shè)備布置的評價機械加工車間機械加工設(shè)備布置系統(tǒng)是一個有機的整體，由相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成，布局設(shè)計總的目標(biāo)是使人力、物力、財力和人流、物流、信息流得到最合理、最經(jīng)濟、最有效的配置和安排，即要確保規(guī)劃的布局系統(tǒng)能以最小的投入獲取最大的效益。其典型目標(biāo)是：簡化加工過程；有效利用設(shè)備、空間、能源和人力資源；最大限度地減少物料搬運；縮短生產(chǎn)周期；力求投資最低；為職工提供方便、舒適、安全和職業(yè)衛(wèi)生的條件。3.4 發(fā)動機連桿加工設(shè)備布置 由機械加工工藝過程可知，連桿加工工藝過程所經(jīng)歷的車間依次為：鍛造車間、探傷車間、機加車間、鉗工車間、機加車間、鉗工車間、機加車間、鉗工車間、熱處理車間、機

36、加車間、鉗工車間、機加車間、鉗工車間、檢驗車間和成品庫房。綜合考慮車間布局依次為：鍛造車間、探傷車間、機加車間、鉗工車間、熱處理車間、檢驗車間、成品庫房。各車間內(nèi)部設(shè)備布置如下：（1） 鍛造車間：鍛壓機、油浴池、沖床、砂輪機。（2） 探傷車間: 磁力探傷機、去磁機。（3） 機加車間：立式銑床、立式鉆床、立式鏜床、臥式銑床、轉(zhuǎn)盤式平面磨床、油壓機、臥式行星內(nèi)圓磨床。（4） 鉗工車間：鉗工臺、平板檢驗臺、清洗機。（5） 熱處理車間：加熱爐、油淬池。（6） 檢驗車間：檢驗臺。（七）成品庫房。第4章 與連桿配合使用的零件4.1 連桿軸瓦 連桿軸瓦分上、下兩個半片。瓦上制有定位凸鍵。 軸瓦材料目前多采用

37、薄壁鋼背軸瓦，在其內(nèi)表面澆鑄有耐磨合金屬。耐磨合金層具有質(zhì)軟、容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不宜磨損等特點。耐磨合金常采用的有巴氏合金、銅鋁合金和高錫鋁合金。標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)表 表4-1 零件號鋼帶厚度120-P連桿軸瓦（減小0.05） 1.45 -0.11120-P軸瓦（減小0.05）-曲軸前主軸承 1.95 -0.13120-P軸瓦（減小0.05）-曲軸中間主軸承 1.95 -0.13120-P軸瓦（減小0.05）-曲軸中主軸承 1.95 -0.13120-P軸瓦（減小0.05）-曲軸后主軸承 1.95 -0.13在拉軸瓦兩接合端前鍍錫，鍍層厚度。4.2 連桿螺栓 連桿螺栓采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，并

38、經(jīng)精加工和熱處理特制而成，損壞后絕不能用其他螺栓來代替。安裝連桿蓋擰緊連桿螺栓螺母時，要用扭力扳手分次交替均勻地擰緊到規(guī)定的扭矩，擰緊后還應(yīng)可靠地鎖緊。本次設(shè)計選用螺栓各參數(shù)如下：標(biāo)準(zhǔn):GB/T 3098.1-2000性能等級：12.9（合金鋼淬火并回火）公稱抗拉強度/Mpa:1200 最小抗拉強度/Mpa:1220維氏硬度HV（F98N）： min:385 max:435布氏硬度HBS（F=30）: min:366 max：414洛氏硬度HRC: min:39 max:44屈服強度：1080保證應(yīng)力：sp/Mpa:970 sp/或sp/:0.88沖擊吸收功/Jmin:15連桿螺栓材料為40M

39、n;采用細牙螺紋，淬火并回火； 連桿螺栓材料 表4-2化學(xué)成分（%）回火溫度/CPSB minminmax maxmaxmax0.280.500.0350.0350.003380第5章 連桿的檢驗 5.1 連桿的檢驗階段連桿在機械加工中要進行三次檢驗。（1） 準(zhǔn)備毛坯階段，對連桿進行磁力探傷，淘汰有裂紋的毛坯。（2） 機加工階段，再對連桿兩平面進行磨削后，用平板檢驗臺對連桿進行校直檢驗。（3） 最終檢驗，完成所有機加工后，對連桿進行檢驗包括硬度、重量、孔中心線的平行度、平面度、圓柱度、垂直度等。5.2 連桿檢驗類型檢驗項目按圖紙上的技術(shù)要求進行，一般分為三大類：（1） 觀察外表缺陷及目測表面粗

40、糙度。（2） 檢驗主要表面的尺寸精度。大、小頭孔的直徑尺寸用內(nèi)徑千分表測量，同時也可測出孔的圓度及圓柱度。（3） 檢驗主要表面的位置精度。大、小頭孔中心線平行度應(yīng)使用專用檢具進行檢驗。5.3 連桿蓋的檢驗 連桿蓋在模鍛階段應(yīng)保證鍛造抽模角。 連桿蓋的全部表面上不得有裂縫、疊縫、碰痕、毛刺、氧化皮及腐蝕現(xiàn)象。連桿蓋上不得有因模鍛未充滿金屬而產(chǎn)生的缺陷，不容許用焊接法修復(fù)連桿蓋。在指定處檢驗硬度，硬度HB。不得有縮孔、氣泡、分層、裂縫及夾渣，連桿蓋成品的金屬顯微組織應(yīng)為均勻的細晶粒的結(jié)構(gòu)，鐵素體僅允許以細微顆粒狀存在。 各表面粗糙度值Ra的檢驗，本工序選用感觸法，感觸法是利用電動輪廓儀測量被測表面

41、的Ra值方法。測量時使觸針以一定速度劃過被測表面，傳感器將觸針隨被檢測表面的微小峰谷的上下移動轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)過傳輸、放大和積分運算處理后，通過顯示器顯示Ra值。其測量范圍一般為Raum。 連桿蓋上螺栓孔尺寸用內(nèi)徑千分表測量。 尺寸檢驗運用游標(biāo)卡尺進行測量。 所有測量以圖紙上要求為準(zhǔn)。5.4 連桿體的檢驗 在模鍛階段除應(yīng)保證與連桿蓋相同的技術(shù)要求外，還應(yīng)保證連桿縱向剖面內(nèi)金屬粗相組織應(yīng)顯示沿著連桿中心線的縱面，金屬纖維方向與連桿外輪廓形狀相互無彎曲及斷裂情況。 表面粗糙度檢驗利用電動輪廓儀測量，尺寸檢驗運用游標(biāo)卡尺進行測量，連桿體上螺栓孔尺寸用內(nèi)徑千分表測量。 連桿小頭孔可用內(nèi)徑千分表測量其

42、尺寸，壓入襯套后保證正確的圓柱形偏差，不得大于0.0025。所有檢驗按圖紙要求執(zhí)行。5.5 連桿的檢驗 連桿蓋與連桿體裝配完成后進行整體檢驗，運用專用檢具進行檢驗。 大頭孔運用內(nèi)徑千分表測量其尺寸，并檢驗圓柱形偏差，保證偏差不得大于0.012。 表面粗糙度檢驗利用電動輪廓儀進行檢驗。 運用專用檢具進行垂直度、平行度、平面度的檢驗。兩端面對于大頭孔圓面的垂直度偏差不得大于100：0.1；連桿兩端孔中心線平行度偏差不得大于100：0.08；連桿兩端孔的中心線位于同一平面上的偏差不大于100：0.2。 所有檢驗標(biāo)準(zhǔn)按圖紙要求執(zhí)行。5.6 分組入庫 連桿體與連桿蓋檢驗后按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)色并分組入庫。連桿按

43、上端及下端重量分組如下表所示：表5-1組別A連桿下端重量（克）B連桿按上端重量（克）標(biāo)志顏色大于1040至1070400至420紅大于1070至1100400至420綠大于1100至1130400至420無按質(zhì)量誤差30g分組。結(jié) 論通過對汽油發(fā)動機連桿的機械加工工藝過程的制定及相關(guān)圖紙的繪制，使我學(xué)到了許多有關(guān)機械加工的知識,主要歸納為以下兩個方面：第一方面：連桿件外形較復(fù)雜，而剛性較差。且其技術(shù)要求很高，所以適當(dāng)?shù)倪x擇機械加工中的定位基準(zhǔn),是能否保證連桿技術(shù)要求的重要問題之一。在連桿的實際加工過程中，選用連桿的大小頭端面及小頭孔作為主要定位基面，同時選用大頭孔兩側(cè)面作為一般定位基準(zhǔn)。為保證小頭孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準(zhǔn)的加工原則；保證大小頭孔的中心距精度要求，可采用互為基準(zhǔn)原則加工。 對于加工主要表面，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加工原則。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)合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。 連桿機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。連桿加工路線按連桿的分合可以分為三個階段：第一個階段為連桿體和蓋切開之前的加工