发动机连杆加工工艺分析与设计-75Ⅱ型柴油机连杆【通过答辩毕业论文+CAD图纸】
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1 (2005) 368378a of 989. It is to be by as et 3 N r 2005 +15088316092; +H. 1. of of of of by 985, y 1 of as a of et 2 is a in to a in a in to of a In 3is a 1. a at of by is of of to a In a to on is An if it be to to 005 100 d, 1609, 4 004; in 004; 0 004Y. of a at 4a be as 5 s on to ys is q*, at a is to be is gi(as 1)as : To be be a ; i 1;2; .; n, (1)n is of q z0;y0;f0;of of q y N Y. 1 (2005) 368378 369(2)of as by q. (3). be if q. (2) to :9=; 6. (3). If is is at of is by If is at be of a be to 6a be to Z O X Y Z O (x0,y0,1. to N of is no on to a to is by it is as to is to If is is of a to or A to of a is of is to of L:As 3, n; i 1;2; .; n; n be as : : : :2637et 7 to a to It et 8 an to of L( of to of It X of r of as (4) (5) (6)l is an of 6 6 6 46 Y. 1 (2005) 368378370WL: : : :7) n 6; is is n be of n n of to N Y. 1 (2005) 368378 371n n of n to of is to be to on of in n a s 2. Y (a1,b1,2,b2,(x1,y1,(x2,y2,(ai,bi,(xi,yi,(3. A N V X 0. (9) q. 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Y. 1 (2005) 3683783745 a of in as 1: 0, 1, 00, 896, ,0, 1, 00, 1060, ,0, 1, 00, 1010, , 977, , 977, , 1034, of 1 0 515:000:896001 0378: 1:06000 1 0 612:00:01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 960 866:6257998 :2466 0:093626666666643777777775,o6 is It is of ve of 1is L; N 10378:001:06000 1 0 612: :01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 96 866:6257998 :2466 0:of :8768 607 665 21:3716 0:49953:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 is on ve is as 5. 10 (H. Y. 1 (2005) 368378 375:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 o ve to ,1:876860766521:37160:499526666666643777777775551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 0266666666437777777750; 13; 432; 706; 0: ; 13; 432; 706; 0:04a by of a 0, a To to of 1in . of if a 1in . is an To an an N Y. 1 (2005) 36837837614wof It an locat夹具定位规划 中 完整性评估和修订 验室，机械工程学系，伍斯特理工学院研究院， 100 路，伍斯特，硕士 01609，美国 2004年 9月 14日收稿 ;2004年 11 月 9日修订 ;2004年 11 月 10日 发表 摘 要 几何约束是夹具设计中最重要的考虑因素之一。确定位置的解析拟订已发达。然而，如何分析和修改 在 实际夹具设计实践过程中的一个非确定性的定位计划尚未深入研究。在本文中，提出了一种方法来描述 在限制 约束下的重点夹具系统的几何约束状态。 一种限制 约束 下 状态，如果它存在，可以识别给定定位计划。可以自动识别工件的 所有 限制 约束下约束状态的提案。这有助于改善逆差定位计划，并为修订提供指引，以最终实现确定性的定位。 关键词：夹具设计 ;几何约束 ;确定性定位 ;限制 约束 ;过约束 夹具是用 于 制造 工业进 行工件牢固 定 位的一种机制。在零件加工过程中规划一个关键的第一步，夹具设计需要，以确保定位精度和三维工件的精度。 3一般情况下，是最广泛使用的指导原则发展的位置计划。 一个加工夹具定位方案必须满足一些要求。最基本的要求是，必须提供工件确定的位置。 这种观点指出 ，定位计划生产 的 确定位置，工件不能移动，而至少有一个定位不会失去联系。这一直是夹具设计的最根本的准则之一，许多研究人员关于几何约束状态的研究 表明 ，工件在任何定位计划分为以下三个类别： 1、 良好的约束（确定性）：工件在一个独特的位置 进行配合 ，工件表面 与 6个定位器取得联系。 2、 限制 约束 ：不完全约束工件的自由度。 3、 过约束：工件自由度超过 6定位的制约。 在 1985年 ,浅田 1提出了满秩为准则雅可比矩阵的约束方程 ,基于分析形成了调研后 ,确定定位。周等 2在 1989年制定了在确定性定位问题上使用螺旋理论。结果表明 ,定位矩阵的定位需要压力满秩达到确定的位置。该方法的确定通过无数的研究。王等 3考虑定位工件的接触的影响，而采用点接触面积。他们介绍了接触矩阵，并指出，两个接触的机构不应该有平等的，但在接触点曲率相反。卡尔森 4认为，可能没有足够的应用，如一些不是非棱柱的表面或相对误差近似 的 非小线性。他提出一个二阶泰勒展开，其中也考虑到定位误差相互作用。马林和费雷拉 5应用周 对 3定若干按照规则的规划。尽管众多的位置上的确定分析研究 很 少注意非确定性分析的位置。 在浅田的拟定方案中 ,他们 假设工件夹具元件和点之间的联络无阻力。理想的位置 q*,而应放置工件表面和分片，可微函数是 图 1)。 表面函数定义为 :gi(q*)=0是确定的 ,应该有一个独一无二的解决方案为下列所有定位方程组。 gi(q)=0,i=1,2,.,n (1) 其中 向 ,代表了工件的定位和方向。 只有考虑到目标位置 q*附近在 处 : 浅田表明 (2) 阵式所示 （ 3）。确定定位 如果雅可比矩阵满秩，可满足要求。 (2)只有 q=q*一个解决办法 (3) 在 1个 3 ，一个约束方程的雅可比矩阵的 满 秩 的 约束状态如表1所示。如果 定位 是小于 6，工件是 限制约束 的，即存在至少有一个工件 自由 定位议案不 受 限制的。如果矩阵满秩，但定位 大于 6定位，工件 是 过约束，这表明存在至少一个定位等 ;而几何约束工件被删除不影响的状态。 找出一个模型除了3以建立基准框架提取等效 的定位点。胡等 6已经发展出一种系统的方法 ,对这个用途。因此 ,这则能适用于所有的定位方案。 图 1 表 1 等级 数量的定位 地位 6 等 7遵循这些方法和他们实施制定的几何约束分析模块其自动化的计算机辅助夹具设计的核查制度。他们 的 也可以分析工件的位移和灵敏度定位错误。 熊等人 8提出的等级检查方法的定位矩阵 附件 )。他们还介绍了左 /右边的定位矩阵广义逆理论 ,分析了工件的几何误差。结果表明 ,定位及发展方向误差 X 和位置误差 X=r, (4) X=(1r, (5) X=1 r+(1 , (6) 是 任意一个向量。 他们还介绍了从这些矩阵的几个指标，评价定位配置，其次是通过约束非线性规划的优化。然而，他们的研究分析，不涉及非确定性定位的修订。目前，还没有就如何处理与提供确定的位置 的 夹具设计系统的研究。 如果不确定性的位置达到夹具系统设计的 要求 ，设计师知道约束状态是什么，以如何改善设计是 非常 重要的 条件 。如果夹具系统是过度约束， 是理想定位需要的 不必要的 信息 。而下约束时，所有有关知识约束工件的议案，可以引导设计师选择额外的定位或 使得 修改定位计划更有效。的总体战略定位计划表征几何约束的状态描述图 2。 在本文中 ,定位矩阵秩的几何约束的施加评价状态 (见附件为获得的定位矩阵 )。确定需要六个定位器定位提供矩阵的满秩定位 如图 3所示 ,在给定的定位器数量 n,定位法向量 ai,bi,定位的位置 xi,yi,每一个定位器 ,i=1,2,.,n,n*6定位矩阵可以确定如下 : （ 7） 当等级 （ =6， n=6时，是工件良好约束。 当等级（ =6， n6时 ;是工件过约束。 这意味着（ 不必要的定位在定位方案上。工件将不存在限制（ 位器。这种状态的数学表示方法 ,那就是（ 定位向量矩阵 ,可表示为线性组合的其他六行向量。 图 2 几何约束状态描述 图 3一个简化的定位方案。 定位方案，提供了确定性的位置。发达国家的算法使用下列方法确定不必要的定位： 1、找到所有的（ 合定位 的。 2、为每个组合 ,从（ 位器确定定位方案。 3、重新计算矩阵秩的定位为左六个定位器。 4、如果等级不变 ,被删除的 (位器是负责过约束状态。 这种方法可能会产生多种解决方案，并要求设计师来决定哪一套不必要的定位应该被删除 以 最佳定位性能。 当等级（ 6,工件的 限制 约束。 参考文献 1 , B.。自动重构夹具的柔性装配夹具的运动学分析。 机器人 6 2 C， ， M。加工装置的自动配置的数学方法分析和综合。反 英工业 1989;111:299 3 Y, , M.。 夹具运动学分析的基础上充分接触刚体模型。 学与工程 2003;125： 316 4 S。刚性零件的装夹和定位计划的二次灵敏度分析 “。 制造业 2001年科学与工程 ;123（ 3）： 462 5 , 制造业 科学与工程 2001年 ;123:708 6 士论文中，伍斯特理工学院 ;2001年。 7 , , , 会 2:350 8 Y, H, 士顿：爱思唯尔 ;2005年。 毕业设计（论文）任务书 课题名称 发动机 连杆 加工工艺分析与设计 系 别 机电控制工程系 专业 /班级 机械制造与自动化 06级 (1)班 学生姓名 钱威 学 号 3069123145 指导教师 吴明明 单位 /职称 浙工大浙西分校 /副教授 课题来源 企业生产 任务 成果形式 论文 所属岗位 工艺员 一、毕业设计（论文）课题的主要内容、任务和目标、基本要求等： 1、课题研究的主要内容 杆零件是发动机中的重要元件，它 的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动 ,并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲 轴 。本课题结合学生的将来的职业岗位，主要是要求学生对该类零件主要技术要求进行分析、进行零件加工工艺设计 毛坯的选择、零件各表面终加工方法及加工路线、零件加工路线的选择、设备、工装的选择、工序尺寸的确定、工艺文件的填写（工艺过程卡、工序卡） 。 2、任务和目标 通过 本课题的工作，实现如下的工作任务 ： 1）对 连杆 零件主要技术要求进行分析； 2）完成 连杆 零件加工工艺设计 3） 完成 连杆 零件机械 加工 工序 片 的编制 ； 目标： 学生通过本毕业设计， 能提出自己的应用心得（包括实际应用中解决问题的方法）或可能的创新点； 可巩固、深 化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练学生分析问题和解决问题的能力，进一步提高学生的设计、计算、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。 3、基本要求 1）完成毕业顶岗实习周记 12 篇（每周 1 篇），毕业顶岗实习报告鉴定表一份、开题报告一份（ 2000 字 左右） ， 相关技术应用论文一篇（ 5000 字以上）。 2）设计（论文）的写作规范： （ 1）封面。（ 2）摘要：主要说明该课题主要研究内容及关键词。（ 3）目录。（ 4）正文：所选课题的需求分析，方案论证，方案设计，以及所实现的功能，在设计过程中遇到问题所采用的策略等。（ 5）部分重要程序的源代码。（ 6）参考文献。（ 7）论文要求用 纸打印，并装订成册，形成书目结构。（ 8）论文书写要求语言精练，简洁，表达力求准确。 二、实践要求： 该课题要求学生在企业金工车间的加工工艺管理岗位上顶岗实习 12 周，了解车间工艺管理员的工作职责，熟悉车间常规零件的加工工艺过程及其特点，初步具有工艺规程的编制能力，完成顶岗实习周记，在周记中能详细介绍每周的工作任务及工作中遇到的问题和解决方法 等。 三、进度安排 第一阶段 （第 5 学期 16） 第 16、 17 周：查阅相关文献资料， 完成开题报告 ； 第 18、 19 周： 完成 发动机 连杆 零件 加工工艺路线的设计 ； 第二阶段（第 6 学期 1 ） 第 1 周： 完成发动机 连杆 零件的机械加工工序卡片一套 ； 第 2 周： 比较与总结，提出自己的应用心得（包括实际应用中解决问题的方法）或可能的创新点 ； 第 3，毕业顶岗实习 ； 第 15 周：整理设计说明书，绘制并打印必要的零件图（ 备答辩 ； 第 16 周：答辩。 四、推荐的主要参考资料 1陈明主编， 机械制造工艺学 M. 机械工业出版社 , 2 3陈宏钧主编， 实用机械加工工艺手册（第 2 版） M. 机械工业出版社 , 4王茂元主编，机械制造技术 . M2005 指导教师签名 年 月 日 专业负责人签名 年 月 日 （注：课题来 源填企业生产（管理）任务、产品开发、创新设计、科研课题 等。 ） 发动机连杆加工工艺分析与设计 摘 要 因为连杆是活塞式发动机和压缩机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，又收曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。连杆承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小，强度高。所以在安排工艺过程时，按照 “先基准后一般 ”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面。 由于连杆既是传力零件 ， 又是运动件 ， 不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力 ， 须综合材料选用、结构设计。在对 其设计中我们先对连杆 工艺 过程 分析，联系实际通过对其具体设计的了解进行连杆机械加工工艺过程分析及其一些机械加工余量 、工序尺寸的确定。 关键词 ： 发动机 ， 连杆 ， 定位基面 ， 工艺 设计 目 录 第一章 发动机的概述 . 1 动机的定义 . 1 动机的发展历史 . 1 动机的分类 . 2 动机的总体结构 . 2 第二章 连杆的分析 . 3 杆的作用 . 3 杆的结构特点 . 3 杆的工艺分析 . 4 第三章 连杆工艺规程设计 . 7 定连杆的 材料和毛坯 . 7 杆的机械加工工艺过程 . 7 杆的机械加工工艺过程的夹紧方法 . 8 第四章 连杆机械加工工艺过程分析 . 9 . 9 杆主要加工表面的工序安排 . 9 杆机械加工工艺路线 . 10 第五章 机械加工余量、工序尺寸的确定 . 12 头孔两端面的加工余量及工序尺寸 . 12 头孔端面加工余量及工序尺寸 . 12 头孔的加工余量及工序尺寸 . 12 头孔的加工余量及工序尺寸 . 13 栓孔加工余量及工序尺寸 . 13 头油孔加工余量及工序 尺 寸 . 13 杆盖定位销孔加工余量及工序尺寸 . 14 头油孔加工余量及工序尺寸 . 14 定切削用量及工时 . 14 艺卡片的制订 . 15 谢 辞 . 29 参考资料 . 30 附录 . 31 1 第一章 发动机的 概述 动机的定义 发动机，又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。（把电能转化为机器能的称谓电动机）有时它既适用于动力发生装置 ， 也可指包括动力装置的整个机器 ， 比如汽油发动机 ，航空发动机。 动机的发展历史 发动机最 早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。随着科技的进步，人们不断地研制出不同用途多种类型的发动机，但是，不管哪种发动机，它的基本前提都是要以某种燃料燃烧来产生动力。 所谓外燃机，就是说它的燃料在发动机的外部燃烧，发动机将这种燃烧产生的热能转化成动能，瓦特发明的蒸汽机就是一种典型的外燃机，当大量的煤燃烧产生热能把水加热成大量的水蒸汽时，高压便产生了，然后这种高压又推动机械做功，从而完成了热能向动能的转变。 此外还有燃气轮机，这种发动机的工作特点是燃烧产生高压 燃气，利用燃气的高压推动燃气轮机的叶片旋转，从而输出动力。燃气轮机使用范围很广，但由于很难精细地调节输出的功率，所以汽车和摩托车很少使用燃气轮机，只有部分赛车装用过燃气轮机。 人类的智慧是无穷无尽的，各种新型的发动机不断地被研制出来，但是，出于安全操控的需要，到目前为止，我们可爱的摩托车还只有一种选择 往复式发动机。 2 动机的分类 （ 1） 按使用燃料分：汽油机、柴 油机等。 （ 2） 按工作循环分：四冲程发动机、二冲程发动机。 （ 3） 按气门位置分：顶置气门式发动机、侧置气门式发动机。 （ 4） 按气缸排列分： 直列式发动机、 v 型发动机。 （ 5） 按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机。 动机的总体结构 发动机的 两大机构：曲柄连杆机构、配气机构。 发动机的 五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系 3 第 二 章 连杆的分析 杆的作用 将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动 ,并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。所以 ， 连杆除上下运动外 ,还左右摆动作复杂的平面运动。连杆工作时 ，主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷 ， 要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。同时 ， 由于 连杆既是传力零件 ， 又是运动件 ， 不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力 ， 须综合材料选用、结构设计。 杆的 结构特点 图 2连杆的结构图 连杆由连杆及连杆盖两部分组成。连杆体与连杆盖上的大头孔用螺母和螺栓与曲轴装配在一起。 如图 275型柴油机连杆 的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦以刚质为母体，其内表面浇有一层耐磨合金。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头有活塞销于活塞连接。小头孔内4 压入青铜 衬套，一减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。 连杆是柴油机的主要零件之一。它把作用于活塞顶面的膨胀气体的压力传给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体，工作中承受着急剧变化的动载荷。 杆的工艺分析 各类连杆主要技术条件基于类似，仅在数值上有差别。下面具体介绍 175型柴油机连杆的主要技术条件。 (1)大小头孔的精度 为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热，大头孔于小头 的 衬套 孔尺寸公差均为 大头孔表面粗糙度 m, 衬套孔表面粗糙度 m。大头孔的圆度公差为 柱度公差为 头 压衬套的底孔的圆度公差为 头衬套孔的圆度公差为 柱度公差为 （ 2）大小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，从而造成气缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈 产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度要求较高；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨 损影响较小，因而其公差 值较大。此处规定为：两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度在 100度公差为 垂直于连杆轴线方向的平行度在 100度上公差为 （ 3）大小头孔的中心距 大小头孔的中心距影响到气缸的压缩比，即影响到柴油机的效率，所以规定了比较高的要求： 180 （ 4）大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度 大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度影响到轴瓦的安装和磨损；同时，这个垂直度在加工过程中将影响到加工小头孔两端面时的定位精度，所以对它也提5 出了一定的要求：大头孔两 端面对大头孔轴心线的垂直度在 100 （ 5）有关螺栓孔的技术要求 连杆在工作过程中承受着急剧变化的动载荷，这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个 动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求：螺栓孔按公差等级 表面粗糙度 m；两螺栓孔在互相垂直的两个方向的平行度在 100度上公差为 栓孔两端面对螺栓孔轴心线的圆跳动在 100度上公差为 （ 6）有关结合面的技术要求 在连杆受动 载荷时，结合面的歪斜使连杆盖及连杆体沿着结合 面产生相对错位，使曲轴的连杆劲和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平面度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。此处规定：结合面对大头孔端面的垂直度在 100度上公差为 合面的平面度公差为 连杆的结构形式，直接影响机械加工工艺的可靠性和经济性。影响连杆结构工艺性的因素，主要有以下几方面。 （ 1） 连杆盖和连杆体的连接方式 连杆盖和连杆体的定位方式，主要有连杆螺栓、套筒、齿形和 凸肩四种方式。用连杆螺栓和螺栓孔的尺寸公差都较小，螺栓孔尺寸公差一般为 面粗糙度 m；用齿形或凸肩定位，定位精度高，接合稳定性好，制造工艺也较简单，连杆螺栓孔为自由尺寸，接合面上的齿形或凸肩可采用拉削方法加工，适用于大批大量生产；成批生产时，可用铣削方法加工。 （ 2） 连杆大、小头厚度 考虑到加工时的定位、加工中的输送等要求，连杆大、小一般采用相等厚度。对于不等厚度的连杆，为了加工定位和夹紧的方便，也常在工艺过程中先按等厚度加工，最后再将连杆小大头加工至所需尺寸。 （ 3） 连杆杆身油孔的大小和深度 活塞削 与连杆小头衬套孔之间需进行润滑，很多发动机连杆采用压力润滑。为此，在连杆杆身钻有油孔，润滑油从连杆大头沿油孔向小头衬套，油孔一般为6 4 8深孔。由于深孔加工困难，有些连杆以阶梯孔代替小直径通孔，从而改善了工艺性。也可以改变润滑方式，以避免深孔加工。 7 第 三 章 连杆工艺规程设计 定 连杆的材料和毛坯 汽车发动机连杆的材料一般采用 45 钢（或 4035经调质处理，以提高其强度及 抗冲击能力。我国有些工厂也有用球墨铸铁制造连杆的。 钢制连杆一般采用锻造。在单件小批生产时，采用自由 锻造或简单的胎模进行锻造； 由于我们这次要进行的是 在大批大量生产 ，所以我们 采用模锻。模锻一般分两个工序进行，即初锻和终锻，通常在切边后进行热较正。中、小型的连杆，其大、小头的端面常进行精压，以提高毛坯精度。 模锻生产率高，但需要较大的锻造设备。 在本课题中连杆设计我们 采用 45钢 ， 钢制连杆采用锻造 来完成。 杆的机械加工工艺过程 连杆的尺寸精度、加工表面形状精度以及位置精度的要求都很高， 但刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须予以充分的重视 。 孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外圆面作为另一基面。端面的面积大，定位比较稳定；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距，并可达到基准统一，减少定位误差。在安装工件时 ，注意将成套编号标记的一面不与夹具的定位元件接触。在精镗小头孔时也用小头孔及衬套孔作为基面，这时将定位销做成活动的。当连杆用小头孔及衬套孔定位并夹紧后，从小头孔中抽出假销，进行加工。 3. 4 连杆的机械加工工艺过程的夹紧方法 8 既然连杆是一个刚性比较 差的工 件 ，就应该十分注意夹紧力的大小、作用的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形而影响加工精度。例如：在粗铣而端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力作用的方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，即使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平行度。夹紧力通过工作直接作用在定位元件上，可避免工作产生弯曲或扭转变形。 又例如 ：在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端面上，并由定位元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镗大小头孔时，只以大头端面定位，并且只大头这一 端。小头一端以假销定位后，用辅助支承在一侧面托信，用螺钉在另一侧面夹紧。小对一端不在端面上定位夹紧，避免可能产生的变形。 9 第 四 章 连杆机械加工工艺过程分析 在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度： （ 1） 连杆本身的刚度比较低，在外力（切削力，夹紧力）的作用下容易变形； （ 2） 连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力，并引起内应力的重新分布 ； 因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分工。这样，粗加工生产的变形 就可以在半精加工中得 到修正；半精加工中生产的变形可以在精加工中得到修正，最后达到零件的技术要求。 各主要表面的工序安排如下： （ 1） 两端面：粗铣、粗磨、半精磨、精磨； （ 2） 小头孔：钻孔、扩孔、拉孔、精镗，压入衬套后再精镗； （ 3） 大头孔：粗镗、半精镗、精镗； （ 4） 螺栓孔：钻孔、扩孔、铰孔。 一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。 杆主要加工表面的工序安排 连杆的主要加工表面为大、小头孔、端面、连杆盖与连杆体的接合面和连杆螺栓孔；次要加工表面为油孔、锁口槽等。此外，还有检验、清洗、去毛刺等工序。 大头孔的加工顺序一 般为： 大头孔的加工顺序一般为：粗镗 半精镗 金刚镗 珩 磨。为了保证主要表面的加工精度和表面粗糙的要求，连杆在机械机械加工时，粗加工 、精加工和光整加工工序分阶段进行。 由于连杆刚度较差，在确定夹紧力的作用点时，应使连杆在夹紧力与切削力的作用下产生的变形最小。有时，为了减小变形和消除内应力对加工精度的影响，10 增加了一些辅助工序，如在金刚镗大头孔之前，将连接连杆盖与连杆体的螺栓松开，使大头孔在粗加工后产生的变形，而在精镗工序中消除。在连续式拉床组成的连杆拉削自动线上，也采取松开连杆的方法，使其变形后再在下一工序中得 到修正。 根据连杆的结构特点及机械加工的要求，各表面的加工顺序大致可归纳为：加工大 、 小头端面；加工基准孔（小头孔）和工艺凸台；粗 、 半精加工主要表面（包括大头孔 、 接合面及螺栓孔等）；把连杆盖和连杆体装配在一起；精加工连杆总成；校正连杆总重量；对大 、 小头孔进行精加工和光整加工。 杆机械加工工艺路线 在进行大量的工艺分析之后，制定出大批大量生产连杆的加工工艺路线： （ 1） 锻造 （ 2） 铣两平面 （ 3） 粗磨两平面 （ 4） 退磁 （ 5） 钻扩小头孔 （ 6） 锪小头孔口倒角 （ 7） 拉小头孔 （ 8） 粗镗大头孔 （ 9） 车大头外圆 （ 10） 打成套编号 （ 11） 粗铣螺栓孔平面 （ 12） 精铣螺栓孔平面 （ 13） 钻 扩 铰两螺栓孔 （ 14） 中间检验 （ 15） 半精磨两平面 （ 16） 退磁 （ 17） 半精镗大头孔 11 （ 18） 精镗小头孔 （ 19） 中间检测 （ 20） 钻小头油孔 （ 21） 去毛刺 （ 22） 压入衬套 （ 23） 铣开 （ 24） 去全部毛刺 （ 25） 螺栓孔口的倒角 （ 26） 钻连杆盖定位销孔 （ 27） 钻连杆体定位销孔 （ 28） 装配连杆体和连杆盖 （ 29） 精磨两平面 （ 30） 精镗衬套孔及大头孔 （ 31） 精 细 镗 大头孔 （ 32） 中间检验 （ 33） 车小头两端面及孔口倒角 （ 34） 去全部毛刺 （ 35） 清洗 （ 36） 最后检验 12 第 五 章 机械加工余量、工序尺寸的确定 头孔 两端面的加工余量及工序尺寸： 175型柴油机 的材料采用 45 钢 ，生产类型为大批大量生产，采用 模锻 方式。 根据上述原始资料及加工工艺， 分别确定的各加工表面的机械加工余量、工序尺寸。 确定 大头孔两端面的加工余量及工序尺寸 如下表 5 表 5头孔两端面的加工余量及工序尺寸 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及 公 差 粗铣 24 磨 精磨 磨 头孔端面 加工余量及工序尺寸： 确定 小头孔端面加工余量及工序尺寸 如下表 5 表 5头孔端面加工余量及工序尺 寸 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及公差 粗铣 24 磨 精磨 T 8 磨 T 7 铣落差 4T 7 290 头孔的加工余量及工序尺寸： 确定 小头孔的加工余量及工序尺寸 如下表 5 表 5头孔的加工余量及工序尺寸 13 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及 公 差 钻孔 30 30+0 扩孔 2 32 拉孔 精镗 头孔的加工余量及工序尺寸： 确定 大头孔的加工余量及工序尺寸 如下表 5 表 5头孔的加工余量及工序尺寸 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及 公 差 粗镗 5 半精镗 2 精镗 1 栓孔加工余量及工序尺寸： 确定 螺栓孔加工余量及工序尺寸 如下表 5 表 5栓孔加工余量及工序尺寸 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及公差 钻孔 5 0 扩孔 T 9 0 铰孔 T 8 12+0 头油孔加工余量及工序尺寸： 确定 小头油孔加工余量及工序尺寸如下表 5 表 5头油孔加工余量及工序尺寸 14 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及公差 钻孔 4 4+0 杆盖定位销孔加工余量及工序尺寸： 确定 连杆盖定位销孔加工余量及工序尺寸 如下表 5 表 5杆盖定位销孔加工余量及工序尺寸 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及公差 钻孔 3 3+0 头油孔加工余量及工序尺 寸： 确定 小头油孔加工余量及工序尺寸 如下表 5 表 8：小头油孔加工余量及工序尺寸 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及公差 钻孔 0 定 切削用量 及 工 时 钻孔 32+0 利用 32+0 的钻头对 30孔进行扩钻。根据有关手册的规定，扩钻的切削用量可以根据钻孔的切削用量选取 f=（ f 钻 =（ mm/r） 根据机床说明书，选取 f=r V=(1/21/3)V 钻 =（ 1/21/3） 12=64(mm/则主轴 转速为 n=4r/按孔机床说明书取 8r/ 实际切削速度为 V= 000= 37 68/1000=7.9(m/切削工时： l=l=6mm l=35 +3） /8 孔 采用刀具： 用扩孔 钻。 进给量： f=（ (切削手册表 =mm/r) 查机床说明书，取 f=r 机床主轴转速：取 n=68r/其切削速度 v=动工时 l=l=3l=31=（ +3） /8 艺卡片的制订 175 连杆零件 工艺 过程 卡片如下 表 5 表 5 175型柴油机连杆 机械加工 工艺过程卡 机械加工工艺过程综合卡片 产品名称 零件名称 材 料 某 柴 油 机 厂 75型柴油机 连 杆 45 钢 序号 工序名称 技术条件及检查要求 工 序 简 图 设备 夹具 1 锻造 按连杆锻造工艺进行 双面铣专铣夹具 16 2 粗铣两平面 铣到尺寸 343 粗磨两平面 磨完一面后，翻身，磨另一面，保证尺寸 6磁力吸盘 4 退磁 5 钻、扩小头孔 钻至 30， 扩至 32+0 钻 ? 3 0 扩 ? 32+ 0 . 20滑柱式钻模 17 6 锪小头孔口倒角 一面锪好后，锪另一面 4 5 237 拉小头孔 拉刀 8 粗镗大头孔 粗 镗至 45 大小头孔中心距保证 180 80 0 . 0 . 5+镗孔专用机床 镗夹具 18 9 车大头外圆 车大头外圆直径至 618车夹具 10 打成套编号 11 粗铣螺栓孔平面 先在工位铣一个螺栓孔的两端面，再翻身在工位铣另一个螺栓孔的两端面 380 . 4 82 7 . 4 856 . 9 6 0 . 3 9 6 0 . 3 42 9 . 4 82 7 . 4 8工作工作铣夹具，三面刃铣刀 19 12 精铣螺栓孔平面 先在工位铣一个螺栓孔的两端面，再翻身在工位铣另一个螺栓孔的两端面 编号标记5 6 . 9 6 0 . . 9 6 0 . 1380 作铣夹具三面刃铣刀 13 钻、扩、铰两螺栓孔 钻 铰 12 1） 两螺栓孔距离 59 ） 螺栓孔轴心线与大头孔端面距离 ） 两孔的平行度在 100度上公差为 ） 端面 G 对 螺栓孔的圆跳动在1009钻模 14 中间检验 1） 尺寸检验： 59 板 通用20 12 180 0 0 2）两 K 孔在两个互相垂直方向的平行度在 100 上 公 ） G 面对 K 孔的圆跳动在 100 上 公 差 具 15 半精磨两平面 磨完一面后翻身磨另一面保证尺寸 80 . 83磁力吸盘 16 退磁 退磁机 21 17 半精镗大头孔 按图示位置装夹，大头孔直径镗至 52+0 大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度在100度上公差为 号标记3镗孔专用机床 镗夹具 18 精镗小头孔 按图示装夹，加工到下列尺寸及技术条件：小头孔直径， 33 +0 (1)柱度公差为 2)大小头孔的轴心线在连杆轴线方向平行度在长度在 100度上公差为 3)大小头孔的轴心线在垂直连杆轴线方向的平行度在 100度上公差为 号标记3镗夹具 22 19 中间检测 1) 尺寸检测， 180 33+0 52+0 ） 小头孔圆度公差为 柱度公差为 ） 大小头孔轴心线在连杆轴线方向平行度在 100 上 公 差 ） 大小头孔轴心线在垂直与连杆轴线方向的平行度在 100度上公差为 ） 面对大头孔轴心线的垂直度在 100度上公差为 验台 通用量，位置偏差检验夹具 23 20 钻小头油孔 按图示位置装夹，钻 4，磨 8 深 3 编号标记台钻 钻模 21 去毛刺 去小头孔内毛刺 22 压入衬套 连杆与衬套油孔轴心线的同轴 度公差为 1压机 23 铣开 先在工位铣开连杆的一边，在翻身在工位铣开连杆的另一边。 （ 1） F 面对两面 的 垂 直 度 在100度上公差为 2） F 面的平面度公差为 3铣夹具 24 去全部毛刺 24 25 螺栓孔口的倒角 倒角 45 5 4 5 台钻 钻夹具 26 钻连杆盖定位销孔 钻 4个 3深 5的定位销孔。 (1)销孔之间的距离为 63 20 2)销孔对连杆盖剖分面的中心距离为 0 台钻 钻夹具 27 钻连杆体定位销孔 钻 4 个 5的定位销孔 (1)销孔之间的距离为 63 20 2)销孔对连杆体制分面的中心线面 离 为 10 台钻 钻夹具 25 28 装配连杆体和连杆盖 扭力扳手 工艺螺栓工艺垫片 29 精磨两平面 保持尺寸 磁力吸盘 30 精镗衬套孔及大头孔 1） 镗后衬套直径 28 ，大头孔直径 2） 衬套的圆度公差为 柱度公差为 ） 大头孔的圆度公差为 柱公差为 ） 衬套孔对大头孔的轴心线在连杆轴线方向的平行28+镗夹具 26 度在 100度上公差为 ） 衬套孔对大头孔的轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度在 100 上 公 差 ） 大小头孔距离 180 1 精细镗大头孔 53 镗夹具 32 中间检验 1） 尺寸检验 8 3 45 28 180
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