柴油機(jī)連桿的工藝設(shè)計(jì)

第1章柴油機(jī)連桿分析柴油機(jī)連桿零件的作用連桿大頭是分開的，一半與桿身為一體，一半為柴油機(jī)連桿蓋，柴油機(jī)連桿蓋<1.證柴油機(jī)連桿在工作過程中平穩(wěn)不刮曲軸和軸瓦；第二個(gè)就是保證兩個(gè)端面的平行度，以及兩端面中心線與兩孔中心線之間的垂直度，用于保證工作中不會刮傷曲軸平衡塊，可以減少噪聲，保持平穩(wěn)；第三個(gè)要保證的是柴油機(jī)連桿體和蓋的分和面之間的配合和吻合，以保證大頭孔的圓柱度，以免刮傷軸瓦；第四要確保大小頭孔中心線之間的距離，如果其得不到保證，將保證不了發(fā)動機(jī)在工作時(shí)的氣體壓縮比等。零件的工藝分析零件的工藝分析由零件圖可知：可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：首先柴油機(jī)連桿的加工表面如下：以端面互為基準(zhǔn)加工的兩端面。以小頭孔為中心的加工有：鉆兩個(gè)Φ4M121.柴油機(jī)連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。其余技術(shù)參數(shù)如下表：表1技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求項(xiàng)目具體要求或數(shù)值滿足的主要性能大、小頭孔的橢圓度，錐橢圓度保證與襯套、軸瓦的良好度錐度配合兩孔中心距氣缸氣體的壓縮比兩孔軸線在同一個(gè)平面在柴油機(jī)連桿軸線平面減少氣缸壁和曲軸頸磨內(nèi)內(nèi)，在垂直柴油機(jī)連桿 損軸線平面內(nèi)：大孔兩端面對軸線的垂減少曲軸頸邊緣磨損直度兩螺孔中心線（定位孔）在兩個(gè)在45方向上的平 保證正常承載和軸頸與的位置精度行度對結(jié)合面的垂直 軸瓦的良好配合度：第2章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定生產(chǎn)綱領(lǐng)的確定零件生產(chǎn)綱領(lǐng)計(jì)算:N=Qn(1+α%)(1+β%) 式子中N……零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年；Q……產(chǎn)品的年生產(chǎn)量（臺/年；n……每臺產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺；α%……備品率；β%……廢品率。61051000010%，機(jī)械加工廢品率選擇為%，每臺產(chǎn)品中1N=Qn(1+α%)(1+β%)10000 件/年10000大量生產(chǎn)的工藝特征：法和調(diào)整法。坯精度高，加工余量小。排列設(shè)備。調(diào)整法達(dá)到精度要求。低。工藝文件：有工藝過程卡或工序卡，關(guān)鍵工序要調(diào)整卡和檢驗(yàn)卡。成本：較低。生產(chǎn)率：高。工人勞動條件：較好。柴油機(jī)連桿的材料選擇與毛坯的制造方法柴油機(jī)連桿的材料選擇柴油機(jī)連桿的材料選擇與毛坯的制造方法柴油機(jī)連桿的材料選擇HBS288?HBS269?后來為了減低成本研發(fā)了非調(diào)質(zhì)能，省去了淬火和高溫回火，從而降低了成本。后來為了減少機(jī)加工，更進(jìn)一工。而且粉末冶金柴油機(jī)連桿的質(zhì)量公差小，更適合用于發(fā)動機(jī)柴油機(jī)連桿是含%左右的尚碳鋼。45減輕柴油機(jī)連桿的重量一直都是柴油機(jī)連桿制造上討論的一個(gè)主題，如果采重量增加15%?30%，這樣使得柴油機(jī)連桿得重量有了很大的增加，那么發(fā)動機(jī)連桿，就必須重新設(shè)計(jì)柴油機(jī)連桿的形狀結(jié)構(gòu)，以減輕柴油機(jī)連桿的重量。綜上所述，考慮了各種因素，并經(jīng)過組內(nèi)成員的共同討論，最后決定采用45鋼作為本次設(shè)計(jì)中柴油機(jī)連桿的材料。454545：C%，Mn%，S%，P：900MPa?1050520MPa，10%Mn材料的強(qiáng)度。45CMnMnSMnSFeSMnS，的貝氏體；另外FeSMnSMnS三倍的含量。45鋼的力學(xué)性能：表2極限抗拉強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度伸長率壓縮屈服強(qiáng)度剪切強(qiáng)度/MPa /MPa（%）/MPa/MPa990 58014610655毛坯的制造方法10000,尺寸不是很大，再者為了保證它的尺寸精度、加工精度，故選擇模鍛。模鍛柴油機(jī)連桿性能的合格就是保證柴油機(jī)連桿達(dá)到理想的脆性斷裂的因素。45S機(jī)械加工余量及毛坯尺寸公差確定鍛件公差等級由于功用和技術(shù)要求，公差等級為一般精度。材質(zhì)系數(shù)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于%的碳素鋼。故該鍛件材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級。鍛件分模線形狀零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。確定鍛件尺寸公差和機(jī)械加工余量：表3加工表面小頭孔上下端面

零件尺寸 機(jī)械加工余4

毛坯尺寸37大頭孔上下端面小頭孔

2 3714 39根據(jù)模鍛的基本要求，在零件的基本尺寸上加上加工余量24mm，所以在加工多數(shù)表面在基本尺寸的基礎(chǔ)上單面加2mm，一些特殊表面如螺釘座面上加2mm，側(cè)面工藝凸臺加工精度不是很高，在其表面加1mm。指定工序定位基準(zhǔn)的選擇工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗基準(zhǔn)；利用已加工表面作為定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)。其基準(zhǔn)的選擇也是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)之中的重要問題之一，定位基準(zhǔn)的選擇合理與否，將直接影響所制訂的零件加工工藝規(guī)程的質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)，往往會增加工序，或使工藝路線不合理，或使夾具設(shè)計(jì)困難，甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求，造成零件報(bào)廢等情況。粗、精基準(zhǔn)具體選擇時(shí)參考下列原則：精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則：(1)“基準(zhǔn)重合〃原則為了較容易地獲得加工表面對其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對位置精度要求，應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn)。這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則。如果加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，則會增大定位誤差。(2則。采用"基準(zhǔn)統(tǒng)一〃原則可減少工裝設(shè)計(jì)制造的費(fèi)用，提高生產(chǎn)率，并可避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所造成的誤差。（3）“自為基準(zhǔn)〃原則當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而削床身導(dǎo)軌面時(shí)，就以床身導(dǎo)軌面作為定位基準(zhǔn)。柴油機(jī)連桿加工工藝過程的擬定柴油機(jī)連桿加工工藝過程的擬定方案如下：銑兩平面（）→鏜小頭孔→粗鏜大頭孔→車大頭外圓→打成套編碼→粗銑螺栓孔平面→精銑→→清洗→最后檢驗(yàn)29本達(dá)到要求。連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題工序安排工序安排（1)連桿的剛度比較低，在（2)連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)會產(chǎn)生較大定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)精基準(zhǔn)：以桿身對稱面定位，便于保證對稱度的要求，而且采用雙面銑，可使部分切削力抵消。統(tǒng)一精基準(zhǔn)：以大小頭端面，小頭孔、大頭孔一側(cè)面定位。因?yàn)槎嗣娴拿娣e大，定位穩(wěn)定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。夾具使用夾具使用位裝夾后，再抽出定位銷進(jìn)行加工。7（4個(gè)。長銷定位目的就在于保證垂直度。但由于重復(fù)定位裝御有困難，因此要求頂出工件的裝置。切削用量的選擇原則切削用量的選擇原則正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟(jì)性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。確定加工余量確定加工余量用查表法確定機(jī)械加工余量：平面加工的工序余量（mm）表4毛坯粗銑

單面余量 經(jīng)濟(jì)精度IT12

工序尺寸3735 ）

表面粗糙度精銑 IT10磨 IT8

） 34 ）33大頭孔各工序尺寸及其公差5工序名稱 工序基本余量

工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸

最小極限尺寸 表面糙度珩磨精鏜半精鏜二次粗鏜一次粗鏜

H6H8H11H12H12

Φ53ΦΦΦΦ

Φ53ΦΦΦΦ小頭孔各工序尺寸及其公差表6工序名稱 工序基余量

工序經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度精鏜 H8 Φ33 Φ33粗鏜 2 H9 Φ30 Φ30擴(kuò) 2 H10 Φ26 Φ26鉆 鉆至Φ20 H Φ22 Φ切削用量及工時(shí)計(jì)算工序1銑（粗銑、精銑）銑兩平面，保證尺寸：工步1粗銑上平面，精銑上平面背吃刀量：粗銑 = 精銑 =進(jìn)給量：X51高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量取z切削速度，由工序采用銑刀 =80mm z=10 =z= min查表 取 160r/min實(shí)際切削速度 min160r/min,工作臺每分鐘進(jìn)給量mm/min128mm/min查表得機(jī)床進(jìn)給量125mm/min由面銑刀對稱銑平面，主偏角90查表銑小孔端面：銑大孔：工步2工序2 粗磨二孔端面，保證尺寸選擇砂輪，見《工藝手冊》磨料選擇表 結(jié)果WA46KV6P切削用量選擇砂輪轉(zhuǎn)速 軸向進(jìn)給量工件速度徑向進(jìn)給量切削工時(shí)，當(dāng)加工小孔端面一個(gè)表面時(shí)當(dāng)加工大孔端時(shí)則加工大小孔端面兩面時(shí)工序3退磁工序4鉆、擴(kuò)小頭孔鉆至Φ22 擴(kuò)至Φ26鉆孔Φ22mm確定進(jìn)給量f:根據(jù)《切削手冊》表當(dāng)鋼的Φ22mm時(shí) 本零件在加工孔時(shí)為低剛度零件，進(jìn)給量應(yīng)乘則Z535切削速度查表得則取實(shí)際切削速度切削工時(shí)：擴(kuò)孔Φ26擴(kuò)孔切削用量f取f取主軸轉(zhuǎn)速切削工時(shí)工序5倒角2 雙面，采取90 锪鉆，為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同。所以n 68r/min手動進(jìn)工序6粗鏜小頭孔，鏜后直徑Φ30，選用機(jī)床T740金剛鏜床粗鏜孔至Φ30，單邊余量Z=4mm一次鏜去全部余量進(jìn)給量f=r

ap＝知v鏜床切削速度=100m/minvnw=

TID

=1061r/min因?yàn)闊o級調(diào)速取nw=1061r/min-I1::1如m33+3+4壞；；；1061XO1；；；。一37min工序7粗鏜大頭孔至Φ6粗鏜兩次，單邊余量ap=1.8rrmt1 =

1-t-11+11凡f

=Q_37mintm=Zt1 =0.74min工序8車大頭外圓切削深度：單邊余量Z=可一次切除進(jìn)給量：f=r計(jì)算切削速度

kv=116m/min切削工時(shí)：t

I+11+12nf

=0.17min工序9打成套編號工序10粗銑螺栓孔平面fz=0.08mm/齒切削速度

V=27rn/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀

盲＝801ml z：：＂則n:s=107r/min采用X51立式銑床 取nw=100r/min實(shí)際切削速度：V

TTd.1000

=25.1m/minnw=100r/mi

每分鐘進(jìn)給量fm=fzznw=80叨min查表，取

fm=80叩min切削工時(shí)：I1=I2=4=18.，怎1 =,;-=.mintm；；；牡1；；；1.24min工序11精銑同工序10比：：1.24min工序12鉆，鉸兩螺栓孔根據(jù)Z535機(jī)床說明書取f=r,V=20rn/minns=

()ov r/min=”[l==530r/min ＂胃min=55_96111ll I1=2 I2=3t1：：

1-1-11+11壓f

X：:.min鉸工步：

知；；； .m ；；； 知譏in f=.叩r1000V 1000X14ns=

nd..= T'IX1

=371rr/minZ535鉆床 取轉(zhuǎn)

"：： 400r/min

nd．八1000＝

TIX12X的01000

=15m/minI+I1+12 71.Oot2=＝

fo 8X400n工序13中間檢驗(yàn)工序14半精、精鏜大頭孔 至Φ半精鏜

和；；； 精鏜 ap=1.工序15珩磨大頭孔工序16中間檢驗(yàn)工序17鉆小頭油孔 鉆Φ4mm锪Φ8mm深至3mmf：：。晌r 乍nTTdns=1000V=397r/minTTd

取"：：400r/min 5鄴m/min锪孔：

-m I：：1rrmt1 =

I+11介1

=05min tm=2t1=1min工序18去毛刺工序19壓入軸套工序20精鏜襯套孔單邊余量Z=11'1111 ap=叩 于＝n=1016r/minV=nTID=93r/min．I=I1=3mm 12=4．t1=

I-1-11-1-l2~f

=0_min工序21中間檢驗(yàn)工序22車小頭二端面及孔口倒角切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取則實(shí)際切削速度工序23銑開工序24锪螺栓孔口倒角工序25鉆連桿蓋定位銷孔工序26鉆連桿體定位銷孔工序27去全部毛刺工序28清洗工序29最后檢驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)

第三章專用鉆擴(kuò)孔夾具設(shè)計(jì)4Z535型立式銑床，大批生產(chǎn)類型。工序尺寸和技術(shù)要求鉆孔Φ22，擴(kuò)孔Φ26，表面粗糙度 μm生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。擬定鉆床夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖確定工件定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置分析工序簡圖可知孔O為，中心線間距離為 ，從基準(zhǔn)的重合原則和定位穩(wěn)定可靠出發(fā)選擇端面為主要定位基準(zhǔn)面大頭孔為另一定位準(zhǔn)面。定位元件采用定位銷定位定位銷與定位孔配合，限制四個(gè)自由度，又端面用螺母通過開口墊圈壓緊，實(shí)現(xiàn)工件完全定位。定位孔與定位銷配合尺寸取定位銷尺寸的設(shè)計(jì)輔助支撐釘襯套與夾具體配合性質(zhì)一般選H7/r6支撐釘與襯套配合性質(zhì)選E7/r6活動V形塊 A55JB/相配件d為M20設(shè)計(jì)夾緊裝置螺釘AM20 80JB/帶肩六角螺母 JB/T墊圈A20 50JB/T確定導(dǎo)向方案，設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置可換鉆套22F7 30K6 25JB/T26F7 42K6 25JB/T襯套A30 42JB/T排屑空間（）d 夾具體設(shè)計(jì)

＝20mm鑄造，材料HT200工藝性好，吸振性好，壁厚25mm活動V形塊導(dǎo)板：：：5mm ：：n ：：m們n呻A=A1=咖 =