1、目錄目錄1第1章 緒論31.1相關技術3機械制造工業(yè)的作用和發(fā)展方向3機械制造過程及機械制造系統(tǒng)4信息時代的機械制造工業(yè)51.2機車柴油機簡介6柴油機概述6機車柴油機簡介71.3連桿簡介及連桿加工工藝分析91.3.1連桿的作用91.3.2連桿機械分析91.3.3本設計的主要內容10第2章 連桿加工工藝規(guī)程102.1機械加工工藝規(guī)程簡介11機械加工工藝規(guī)程的作用11機械加工工藝規(guī)程的制定程序112.2計算產品生產綱領，確定生產類型122.3審查零件圖樣工藝性122.4選擇毛坯122.5工藝過程設計13定位基準的選擇13加工階段的劃分與工序順序的安排14制定工藝路線162.6 確定毛坯加工余量及毛

2、坯尺寸19確定計算連桿機械加工余量的方法192.6.2 設計毛坯圖192.7 部分重要工序設計20選擇部分重要工序介紹20確定部分重要工序工序尺寸22確定切削用量及基本時間23第3章 夾具設計343.1機床夾具的分類、基本組成及功能353.1 .1機床夾具的分類35機床夾具的基本組成35機床專用夾具的主要功能35機床專用夾具設計的基本要求363.2 12V180C 系列柴油機連桿銑剖分面夾具設計36問題的指出363.2.2 夾具設計373.3 12V180C系列柴油機連桿精鏜小頭孔夾具設計383.3.1 問題的指出393.3.2 夾具設計39總結40參考文獻40第1章 緒論1.1 相關技術 在

3、國名經濟的各個領域，各個行業(yè)中廣泛應用著的大量的機床、機器、儀器及工具等，這些工藝裝備都是由機械制造工業(yè)提供的。機械工業(yè)的主要任務就是圍繞各種工程材料的加工要求，研究其加工工藝并設計和制造各種工藝裝備，機械制造工業(yè)是國民經濟各部門的裝備部，它不僅為傳統(tǒng)產業(yè)的改造提供現代化的設備，同時也是計算機、通信等新興產業(yè)的基礎。機械制造工業(yè)的作用和發(fā)展方向 機械制造業(yè)的興衰直接影響和制約了工業(yè)、農業(yè)、交通、航天、信息和國防各部門的生產技術和整體水平，進而影響著一個國家的綜合生產實力。2001年中國工程院組織了25名院士和40多位專家對中國制造業(yè)的現狀、作用、地位及發(fā)展趨勢和對策進行了調查研究，寫出了新世紀

4、如何提高和發(fā)展我國制造業(yè)的研究報告，其中之處：處于工業(yè)中心的制造業(yè)，特別是裝備制造業(yè)，是國民經濟持續(xù)發(fā)展的基礎，是工業(yè)化、現代化建設的發(fā)電機和動力源，是在國際競爭中取勝的法寶，是技術進步的主要舞臺，是提高人均收入的財源、國防安全的保證，是發(fā)展現代文明的物質基礎。 當代的機械制造業(yè)正沿著三個主要的方向發(fā)展： 加工技術向高度信息化、自動化、智能化方向發(fā)展，信息技術、智能制造技術、數控技術、柔性制造技術、計算機集成制造技術以及敏捷制造等先進制造技術都在改造傳統(tǒng)制造業(yè)并迅速向前發(fā)展。 加工技術向高精度發(fā)展，出現超精密工程以及納米材料及加工、納米測量等納米技術。 機械加工的工藝方法進一步完善與開拓，傳統(tǒng)

5、的切削與磨削技術仍在不斷發(fā)展，各種特種加工方法也在不斷開拓新的工藝可能性與新的技術，如快速成形、激光加工、電加工和射流加工等。同時，機械制造中的計算與測量技術、機械產品的裝配技術、工況監(jiān)測與故障診斷技術、機械設備性能試驗技術、機械產品的可靠性保證與質量控制技術、仿生制造技術、微型制造設備技術、網絡制造技術、人工智能在機械制造中的應用以及考慮到環(huán)境保護的綠色制造技術等均有重大的進展。 機械制造過程及機械制造系統(tǒng)（1）機械產品生產過程與機械制造過程在現代化的制造工業(yè)中，機械產品的生產過程是一個大的系統(tǒng)工程。該過程根據內容的不同可分為三個階段：第一階段是產品的決策階段;第二階段是產品的設計和研究階段

6、；第三階段是產品的制造階段。原材料的運輸和保管、生產設備、毛坯準備、機械加工、裝配與調試、質量檢驗、成品包裝等不同的工作構成了一個原材料轉變?yōu)楫a品的過程，這也是通常所說的產品制造階段。這一過程又可細分為三個部分：運輸、保管、準備、包裝、檢驗等，成為輔助過程;毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配等直接改變毛坯或者零件的形狀尺寸、材料性能的過程，為生產工藝過程或者工藝過程；生產工藝過程中的機械加工、裝配調試等，成為機械制造（工藝）過程。（2）機械加工工藝系與機械制造工藝機械加工工作是產品機械制造過程中的主要內容。機械加工主要是指通過金屬切削方法改變毛坯的形狀、尺寸的過程。隨著加工技術的發(fā)展，加工材料的

7、方法有很多，比如電火花加工、激光加工、電解加工以及快速成型法等新的特種加工方法，但由于成本以及條件的限制，目前主要應用的仍然是用金屬切削刀具來進行切削的方法。與機械制造技術、計算機技術、信息技術的發(fā)展相適應，以及為了能更有效的對機械制造過程進行控制，大幅度的提高加工質量和加工效率，人們在機械加工工藝系統(tǒng)的基礎上又提出了機械制造系統(tǒng)的概念。綜上所述，無論是傳統(tǒng)的機械加工工藝系統(tǒng)，還是先進的機械制造系統(tǒng)，其基本組成都是機床和刀具，并由作為加工、裝配過程信息管理基礎的機械制造工藝聯(lián)系而成，可見，切削原理及刀具。金屬切削機床及機械制造工藝學等基本理論及相關知識形成了機床制造技術的基礎 信息時代的機械制

8、造工業(yè) 在信息時代，隨著社會的進步、技術的發(fā)展以及全球市場競爭的加劇，人類對制造的要求不斷更新和提高，制造過程和活動變得愈加復雜，制造所用時間的減少和交貨時間的提前，制造所需成本的降低和質量的提高，制造產品的多樣化和個性化，制造商和用戶之間的信息交流都是現代制造業(yè)要面對和迅速解決的問題。制造所用設備、材料、信息、人員理念以及制造過程的組織和管理，不但自身要求適應這一變化，而且相互之間形成相互密切關聯(lián)的整體。這就要求既要在硬件上形成先進的輔助的現代制造系統(tǒng)，也要通過信息交流形成制造系統(tǒng)的理論和技術。 首先，通過電子計算機技術、自動化技術、信息技術以及仿真加工技術、納米加工技術、特種加工技術，并借

9、助CAD/技術、柔性制造技術生產大量高度自動化、高度柔性化、高效率、高精密度的各種數控機床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)、自動裝配線、工業(yè)機器人等先進的以信息技術驅動的制造工作母機。 其次，提升和突出信息在制造系統(tǒng)中的作用和地位。制造系統(tǒng)的三要素：物質、能量和信息，其中的物質部分即加工設備、被加工材料。物質和能量兩者在傳統(tǒng)制造系統(tǒng)中曾占據主導地位，受到重視、研究、開發(fā)和利用，隨著社會生產的發(fā)展，信息這一要素正在迅速上升成為制造系統(tǒng)中的主導因素。能量驅動型和信息驅動型是傳統(tǒng)制造和現代制造的顯著區(qū)別特征。現代產品使用價值，產品的信息量則影響了其交換價值。 現代農業(yè)、工業(yè)、服務業(yè)和國防等一切部門所需要的各

10、種高技術含量裝備的設計、制造和批量生產都要靠先進的現代制造業(yè)。而實現工、農、服務業(yè)的機械化、自動化、信息化和智能化也是現代制造也面臨的光榮而艱巨的任務。12機車柴油機簡介1.2.1 柴油機概述(1).柴油機是一種動力機械，它以柴油為燃料，將柴油燃燒而產生的熱能轉化為機械能。柴油機廣泛應用在工農業(yè)、交通運輸、國防及人民日常生活中。柴油機的型式很多，一般可按下述幾種方式分類：按工作方式二沖程，四沖程；按汽缸數單缸，多缸；按汽缸直徑95、105、135(mm)等。柴油的特點是自燃溫度低，所以柴油發(fā)動機無需要火花塞之類的點火裝置，它采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃測試，這時再噴

11、入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒。從性能上說，國內傳統(tǒng)柴油機一直給人以體積笨重、振動噪聲大以及排放污染嚴重的印象，因此國產轎車基本都采用汽油發(fā)動機，然而近年來，國外知名車商開始將一些最新的柴油機技術引入到中國，大大改善了國人對柴油機的偏見，譬如一汽大眾剛剛推出寶來TDI柴油發(fā)動機，其環(huán)保性、動力性以及平順性都不遜于汽油機，同時又具有柴油機特有的巨大扭力和超低油耗，市場前景十分看好。2）.柴油機結構及工作原理 (1)結構：柴油機由燃燒室組件、動力傳遞組件、機體和主軸承、配氣機構、燃油系統(tǒng)和調速器、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動系統(tǒng)構成。 (2)工作原理：柴油機工作時，一般分為吸氣、壓縮、爆

12、發(fā)、排氣等步驟。開始時，活塞從上止點下行到下止點，將新鮮空氣吸入氣缸，然后從下止點上行到上止點，將吸入的氣體壓縮，使其壓力及溫度升高。當接近上止點時，氣體溫度已超過柴油燃點，此時由噴油嘴將柴油噴入迅速燃燒，高溫高壓燃氣推動活塞下行做功。之后，活塞再次從下止點上行，將廢氣排出氣缸，完成一個循環(huán)。活塞往復不停地工作，帶動連桿使曲軸轉動，就從曲軸上把動能傳輸出來。1.2.2機車柴油機簡介1）機車柴油機概述機車柴油機（locomotive diesel engine）是指用于內燃機車、內燃車組或內燃動車的柴油機。機車柴油機具有高功率強化柴油機的典型特征,一般為四沖程V型機,以12缸、16缸最為普遍,也

13、有直列式6、8、10缸的。柴油機的寬度和高度受鐵路機車車輛限界標準的限制，機車的允許軸重對柴油機重量也有一定的限制。現代機車柴油機不斷提高增壓度（見內燃機增壓），同時加大氣缸排量。大功率柴油機的單機功率已達5000千瓦，平均有效壓力為1.32.0兆帕，燃料消耗率為200225克/（千瓦·時）。柴油機的附件,如冷卻水散熱器、風扇和空氣濾清器等均布置在機車廂內，機油濾清器、機油換熱器一般也布置在機車廂內。柴油機幾乎都采用電起動方式,只有個別的采用空氣起動。調速系統(tǒng)大多采用液壓全速調速器,并裝有超速停機、油壓保護和超溫卸載等自動安全保護裝置。2）對機車柴油機的性能要求 機車在鐵路上運行時線

14、路狀況不時變化，又需要按計劃時間運行，因而要求機車柴油機的轉速和功率在相當寬的范圍內變化。從運行工況的時間比例來看，部分負荷約占50，空轉占40左右，而標定工況的使用時間很少。鐵路分布地區(qū)廣泛，列車運行時的自然環(huán)境條件也在改變，這就要求柴油機具有廣泛的適應能力。對機車柴油機的性能要求是:不僅在標定工況下,而且更重要的是在部分負荷和空轉時燃油和機油的消耗量小，經濟性應與機車牽引特性相適應；有一個經濟性最好的最低空載穩(wěn)定轉速；性能指標隨環(huán)境條件的變化小；噪聲低，排氣煙塵和有害成分少；冷機或熱機均能連續(xù)可靠起動，一般在+5氣溫時，起動時間不超過10秒。2）機車柴油機在中國的發(fā)展歷程柴油機發(fā)明后,屢經

15、研究試圖將柴油機用于鐵路牽引。1913年，瑞典最先制造了以55千瓦(75馬力)柴油機為動力的第一臺電力傳動內燃動車。但在1950年以前，鐵路車輛的牽引動力主要仍是蒸汽機車。50年代，內燃機車因有較好的能源利用率,可以改善列車牽引經濟性,而獲得了廣泛的應用,并逐步取代了蒸汽機車。到80年代初,世界上內燃機車已占機車總數的2/3。中國于1958年自行制造內燃機車, 長辛店機車車輛廠制成了國產第一臺內燃機車-建設型直流電力傳動調車內燃機車。機車裝有2臺B2-300型柴油機，總裝車功率為2×300馬力，最高速度80km/h。該機車基本上是按從匈牙利進口的ND1型內燃機車仿造試制的。1969年

16、、1970年和1977年，四方廠、戚墅堰廠和資陽內燃機車廠（以下簡稱資陽廠）先后制造了6臺4500馬力等級的東方紅4型貨運液力傳動內燃機車。機車裝用2臺16V200ZL型柴油機，最高速度100km/h。1970年,四方廠開始生產援助坦-贊鐵路和越南等國的裝用12V180ZJ型柴油機的1000馬力的DFH1、3、4、5、型和2000馬力的DFH2型液力傳動內燃機車，總數達163臺。這是最早走出國門的國產內燃機車。本文所研究就是12V180ZJ型柴油機氣缸蓋的加工工藝過程。1999年8月，戚墅堰廠和浦鎮(zhèn)車輛廠合作，制成了M+9T雙+M編組的新曙光號電力傳動雙層內燃車組。媒介動力車（機車）裝用1臺1

17、2V280ZJ型柴油機，車組總功率為2×3750馬力，席位1140個，最高速度180km/h，試驗時達到190.4km/h。其他工廠的內燃動車，也正在試制、開發(fā)當中。內燃動車組的發(fā)展，不僅提高了鐵路在國內運輸市場的競爭能力，還提高了在國際市場上的競爭能力，也為21世紀初葉我國鐵路客運提供了新的運輸工具。3）機車柴油機發(fā)展方向機車柴油機發(fā)展重點是在機車車輛限界和機車軸重允許的條件下不斷提高功率，一個重要的趨勢是采用低壓縮比與二級增壓相配合的方法提高功率；提高可靠性和耐久性以延長柴油機壽命;提高經濟性,特別是改善部分負荷、過渡工況和空轉時的經濟性；應用電子技術實現運行工況優(yōu)化和故障自動監(jiān)

18、控；降低噪聲和減少排氣中的有害成分，防止污染；改善機車用柴油機增壓器的跟隨性等。內燃機車可靠性與可維修性設計也是國外大功率內燃機車的一個發(fā)展方向。經驗表明，大功率交流傳動內燃機車無故障運行能力要比傳統(tǒng)的直流傳動內燃機車大左右。可靠性提高除通過結構方面的改進外，一個顯著的特點是叫可靠性技術的應用。提高內燃機車可靠性問題不只是通過對薄弱零件改進來解決，而且要將可靠性技術貫穿于內燃機車設計、試驗、制造、使用維修和管理等各個環(huán)節(jié)中，形成一個系統(tǒng)工程。在設計中除采用概率統(tǒng)計方法，把影響應力和強度的各因素視為隨機變量運用可靠性理論保證所設計的零部件具有規(guī)定的可靠度外，還要進行可靠性規(guī)劃與設計，主要包括“建

19、立可靠性模型”；將系統(tǒng)可靠性指標分配給各級組成部分，進行“可靠性分配”；根據設計方案進行“可靠性預測”；按照設計方案進行“故障模式、影響及危害性分析（）”及“故障樹分析（）”等，找出影響可靠性、安全性的關鍵部件及薄弱環(huán)節(jié)。國產第代內燃機車，應具有可靠性、維修性及模塊化設計。1.3連桿簡介及連桿加工工藝分析 1.3.1連桿的作用圖1-1活塞連桿組 連桿是將活塞的往復運動轉變成曲軸旋轉運動的中間構件。 1.3.2連桿機械分析 連桿是內燃機的重要運動部件之一，它連接活塞與曲軸，把作用于活塞頂面的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復直線運動變成曲軸的回轉運動，以輸出功率。工作時連桿承受大小、方向為周期性

20、變化的動載荷。在做工沖程，燃氣壓力在連桿軸線上的分力為壓縮應力；在進氣沖程上止點，活塞組和連桿本身的慣性力在橫斷面內造成拉伸應力；擺動時的橫向慣性力造成橫向彎曲應力。綜上所述，可以概括為：l 汽缸內的燃氣壓力（連桿受壓縮）l 活塞連桿組的往復運動慣性力（連桿受拉伸）l 連桿高速擺動時產生的橫向慣性力。連桿所售的交變力值在很寬的范圍內急劇變化，彎曲應力引起彎曲變形，常見疲勞破壞如下:l 連桿小頭與桿身圓弧過度處產生裂紋。l 大頭桿身與螺栓平面直角處產生應力集中。l 連桿螺栓斷裂。因此，要求連桿的重量輕且有足夠的強度、足夠的疲勞強度和沖擊韌性。連桿由連桿體和連桿蓋兩部分組成。桿身為工字型斷面，大頭

21、孔用連桿螺栓和螺母與曲柄頸裝配在一起，孔內裝有薄壁軸瓦。鋼制瓦背內表面澆有一層耐磨合金，大頭結合面為平切口，由凸肩定位。小頭孔內壓入青銅襯套，小頭、大頭與桿身采用較大圓弧過度。1.3.3本設計的主要內容本設計中，主要完成的內容包括兩大塊：工藝路線的制定、計算和夾具的設計。而圍繞這兩大塊又有若干工作需要完成，如畫圖、翻譯、填寫卡片，還包括撰寫設計說明書等。 上述工作大概可以分為四個方面：l 查閱相關資料，分析工作的運動條件，零件加工的要求，如尺寸精度、行位精度、熱處理等，確定零件的材料。l 制定工藝路線，查相關手冊，對要求加工的部位進行工藝計算，確定機床型號，并對機床功率進行驗算。l 夾具設計，

22、確定夾具的組成形式、具體結構，畫夾具裝配圖、夾具零件圖、工件裝配圖、工件圖、工件毛坯圖，寫夾具說明書。l 填寫工藝過程表、工序表，撰寫設計說明書。第2章 連桿加工工藝規(guī)程2.1機械加工工藝規(guī)程簡介機械加工工藝規(guī)程的作用1）機械加工工藝規(guī)程是組織車間生產的主要技術文件。機械加工工藝規(guī)程是車間中一切從事生產的人員都要嚴格、認真貫徹執(zhí)行的工藝技術文件，按照它組織生產，就能做到個工序科學的銜接，實現優(yōu)質、高產和低消耗。2）機械加工工藝規(guī)程是生產準備和計劃調度的主要依據。有了機械加工工藝規(guī)程，在產品投入生產之前就可以根據它進行一系列的準備工作，如原材料和毛坯的供應，機床的調整，專用工藝裝備（如專用夾具、

23、刀具和量具）的設計制造，生產作業(yè)計劃的編排，勞動力的組織，以及生產成本的核算等。有了機械加工工藝規(guī)程，就可以制所生產產品的進度計劃和相應的調度計劃，使生產均衡、順利的進行。3）機械加工工藝規(guī)程是新建或擴建工廠、車間的基本技術文件。在新建或擴建工廠、車間時，只有根據機械加工工藝規(guī)程和生產綱領，才能準確確定生產所需機床的種類和數量，工廠和車間的面積，機床的平面布置，生產工人的工種、等級、數量，以及個輔助部門的安排等。機械加工工藝規(guī)程的制定程序制定機械加工工藝規(guī)程的原始資料主要是產品圖樣、生產綱領、生產類型、現場加工設備及生產條件等。設計機械加工工藝規(guī)程的程序一般為：1）分析加工零件的工藝性。主要包

24、括審查零件結構的工藝性及了解零件的各項技術要求，分析產品的裝配圖和零件的工作圖，熟悉該產品的用途、性能及工作條件，明確被加工零件在產品中的位置和作用等。2）熟悉和確定毛坯3）擬定加工工藝路線4）工序設計5)編制工藝文件2.2計算產品生產綱領，確定生產類型 180C柴油機的連桿。該產品年產量為150臺，設其備品率為10%，機械加工廢品率為1%，現制定該活塞的機械加工工藝規(guī)程。 N=Qn(1+%+%) =150(1+10%+1%) =166件/年連桿的年產量為166件，現已知該產品屬于輕型機械，根據機械加工工藝手冊表5.2-1生產類型的劃分，166>150500，可確定其生產類型為中批生產。

25、2.3審查零件圖樣工藝性 連桿零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。2.4選擇毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現和應用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據生產類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現有生產條件及采用先進的毛

26、坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據生產綱領為大量生產，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式。總之，毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產成本降低，性能提高。2.5工藝過程設計 定位基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選

27、擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。因此，工件在加工過程中的定位、測量等問題需要被重點考慮。（1）粗基準的選擇 在選用粗基準時要考慮如何保證各個加工面有足夠的余量，如何保證各個表面間的相互位置精度。因此選擇粗基準時，應遵循以下幾個原則：對于不需要全部加工表面的零件，應使用始終不加工的表面作為粗基準，以保證不加工表面與加工表面之間的相互位置要求。選擇毛坯余量最小的表面作為粗基準選擇零件上重要基準面作為粗基準選擇零件上加工面積大，形狀復雜的表面作為粗基準，以使定位準確、加緊可靠，夾具結構簡

28、單、操作方便。粗基準在同一尺寸方向上通常只能使用一次，不應重復使用，以免產生不必要的定位誤差。（2）精基準的選擇 精基準的選擇應使工件的定位誤差較小，能保證工件的加工精度，同時還應使加工過程操作方便，夾具結構簡單。選擇時應遵循以下原則： 基準重合 盡量選擇被加工表面的設計基準或工序基準作為定位基準，避免基準不重合而產生的定位誤差。 一次安裝的原則 一次安裝又稱為基準統(tǒng)一原則。基準統(tǒng)一或者一次安裝和有關工序所使用的夾具結構大體上統(tǒng)一，降低了工序設計和制造成本。同時多數表面采用同一基準進行加工，避免因基準轉換帶來的誤差。 互為基準原則 當某些表面相互位置精度要求較高時，這些表面又可以互為基準反復加

29、工，不斷提高定位基準的精度，保證這些表面之間的位置精度。 自為基準原則 對于精度要求很高的表面，如果加工時要求其余量很小而均勻時，可以以加工表面本身作為定位基準，以保證加工質量和提高生產效率。 根據以上原則，結合連桿的具體的結構，確定基準如下：在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。與夾具的定位元件接觸（在設計夾具時亦作相應的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（及

30、襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。由于用小頭孔和大頭孔外側面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔，這些工序對于鉸后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加工精度會有很大影響。因此，第一道

31、工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗銑兩個端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗銑就是關鍵工序。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復變形，影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到

32、平面度較好的平面。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。加工階段的劃分與工序順序的安排連桿的主要加工部位是大小頭端面，大小頭孔。次要加工部位是各種螺紋孔及倒角。除機械加工外，還有調質處理、劃螺紋孔線、探傷等。另外在機械加工過程后還安排了鉗工倒角去毛刺、并對連桿進行噴丸處理，為連桿的組裝做好準備。加工階段的劃分與工序順序的安排（一） 加工階段的劃分連桿機械加工工藝過程連桿的機械加工工藝過程大致可以分為：加工基準面粗鉆銑大小頭平面及大小頭孔調質處理半精鉆銑大小頭平面及大小頭孔分離連桿和連桿蓋精銑基準面并進行磨削鉆、鉸、锪各種孔精鉆銑大小頭平面及小頭孔和大頭軸瓦研磨重要孔的支撐面

33、鉗工倒角、去毛刺探傷后鉗工清洗組裝。連桿的大小頭平面及大小頭孔的技術要求都很嚴格，所以對于這些端面安排了：粗銑半精銑精銑。對于180C柴油機連桿進行粗加工時，以大小頭兩端面作為精基準，所以先粗加工大小頭端面，然后再加工其他各主要表面。各種孔的加工集中在連桿與連桿蓋連接處，所以將各種孔加工完之后再精銑大小頭端面，以保證重要加工表面不被破壞或劃傷。連桿蓋機械加工工藝過程連桿蓋的機械加工工藝過程大致可以分為：半精銑對接面劃孔線車孔精銑對接面鉆鉸各孔磨螺釘面修正圓角鉗工組裝劃瓦槽銑瓦槽鉗工組裝。對于連桿蓋進行粗加工時，以連桿蓋一側的一端面作為粗基準，然后以對接端面作為精基準，加工其他的重要表面。（二）

34、工序安排 在連桿加工中有兩個主要因素影響加工精度：（1）連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。（2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時將產生較大的殘余內應力，并引起內應力重新分布。因此，在安排工藝進程時，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產生變形。粗、精加工分開后，粗加工產生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內應力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術條件。各主

35、要表面的工序安排如下：（1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨（2）小頭孔：擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、壓入襯套后再精鏜（3）大頭孔：擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。制定工藝路線 制定工藝路線即工序設計，其主要內容包括機床與工藝裝備的選擇、加工余量的確定、工序尺寸的確定、切削用量的確定、時間定額的確定等。在此先確定工藝路線，再在后面詳細論述機床與工藝裝備的選擇、加工余量的確定、工序尺寸的確定、切削用量的確定、時間定額的確定等內容。 制定柴油機連桿加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使其能夠合理保證氣缸蓋的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要

36、求。在小批量生產的生產綱領下，可以考慮廣泛采用技術水平較高的數控機床及加工中心，并盡量使工序集中來提高生產率，除此之外，還應當綜合考慮零件特點和技術要求、工藝設備與裝備的具體使用條件及經濟因素等，可初步確定其加工工藝路線為： 制定180C柴油機連桿工藝路線的出發(fā)點，應當使連桿的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理保證，在中批生產的生產條件下，可以考慮采用通用夾具和部分專用夾具等，并盡量使工序集中來提高生產率，除此之外，還應當考慮經濟因素，以降低生產成本。 因此，經過綜合考慮，最終確定180C柴油機連桿加工工藝過程如下表2-1；連桿蓋的加工工藝過程如下表2-2：表2-1 180C柴油機

37、連桿加工工藝過程序號工序名稱定位基準1銑大小頭兩端面（先標記朝上）基面、小頭孔側面、大頭孔凸塊2擴連桿小頭孔（標記朝上）基面、小頭孔側面、側面3小頭孔兩端倒角基面、小頭孔側面、側面4粗鏜及半精鏜小頭孔基面、大頭孔、側面5拉大頭孔去重凸塊及兩側面基面、小頭孔、大頭孔6切開連桿體和蓋大頭孔端面、側面、小頭孔7擴大頭孔（標記朝下）基面、小頭孔、大頭孔側面8拉小頭孔去重凸塊基面、小頭孔、大頭孔側面9拉兩側面、半圓面和結合面基面、小頭孔、大頭孔10粗惚連桿體兩螺栓座面基面、小頭孔、大頭孔側面11銑軸瓦鎖扣槽（標記朝里）基面、小頭孔、大頭孔側面12鉆大頭階梯油孔基面、小頭孔、大頭孔側面13精銑螺栓座面基面

38、、小頭孔、大頭孔側面14粗銑結合面基面、小頭孔、大頭孔側面15拉兩側面、半圓面和結合面連桿蓋的平面和側面和凸塊斷面16粗銑螺母座面連桿蓋平面、大頭孔、側面17銑軸瓦鎖口槽連桿蓋平面、結合面、側面18精銑結合面小頭孔、基面、側面19精銑連桿蓋上螺母座面基面、小頭孔、大頭孔側面20從連桿蓋方向鉆、擴、鉸螺紋孔（成對裝卸）基面、小頭孔、大頭孔側面21從連桿體方向擴螺栓孔，孔口倒角基面、小頭孔、大頭孔側面22裝配連桿體和蓋（標記同向）23擴大頭孔基面、小頭孔、側面24大頭孔兩端倒角基面、小頭孔、大頭孔側面25半精磨大小頭兩端面(先標記朝上)基面、小頭孔側面、凸塊26精磨大小頭兩端面（先標記朝上）基面、

39、小頭孔側面、凸塊27粗鏜大頭孔基面、小頭孔、大頭孔側面28半精鏜大頭孔及精鏜小頭孔基面、小頭孔、大頭孔側面29稱大小頭重量30銑大小頭多余重量基面、小頭孔、大頭孔31鉆小頭油孔基面、小頭孔、大頭孔側面32鉸小頭孔內油孔毛刺基面、小頭孔、大頭孔側面33小頭孔兩端倒角34小頭兩端壓銅襯套35擠壓小頭孔基面、小頭孔36銅襯套兩端倒角37精鏜大頭孔和小頭襯套孔基面、小頭孔、大頭孔側面38按需要程度去全部毛刺39終檢（尺寸分組）40校正26確定毛坯加工余量及毛坯尺寸確定計算連桿機械加工余量的方法鋼質鍛模件的機械加工余量按JB3835-85確定，根據估算的鍛件質量、加工精度及鍛件形狀復雜系數，由機械制造工

40、藝簡明手冊表2.2-25可查得除孔以外各內外表面的加工余量。孔的加工余量由機械制造工藝簡明手冊表2.2-24查得。表中余量值為單面余量。（1）鍛件質量 根據零件成品質量估算鍛件質量為13.52kg（2）加工精度 零件表面均為精加工和磨削加工精度 （3）機械加工余量 用查表法確定機械加工余量：（根據機械加工工藝手冊第一卷 表3.225 表3.226 表4.1-17） 1）平面加工的工序余量（mm） 表2-2小頭孔平面加工的工序余量（mm）單面加工方法單面余量經濟精度工序尺寸表面粗糙度毛坯7412.5粗銑1IT12()72()12.5精銑0.6IT10()70.8()3.2粗磨0.3IT8()70

41、.2()1.6 精磨0.1IT7()70()0.8 設計毛坯圖（一）確定毛坯尺寸公差連桿的鍛件質量13.52kg，形狀復雜系數S2，42CrMoA中合金元素含量大于3.0%，按機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-11，鍛件的材質系數為M2，采取平直分模線，鍛件為精密精度等級，則毛坯的公差可從機械加工工藝手冊表3.1-43，3.1-56和3.1-57查得。連桿毛坯的尺寸公差如表2-3。毛坯的同軸度誤差允許值為1.0mm，殘留飛邊為1.0mm。 毛坯圖如下圖2-1 表2-3 連桿（鍛件）尺寸公差（mm）零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸偏差773 711372.6 131.863 2 67702 7417

42、9.52.5 184.5圖2-1連桿毛坯圖2.7 部分重要工序設計選擇部分重要工序介紹 （一）連桿兩端面的加工采用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在轉盤磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。這種方法的生產率較高。精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產率低一些，但精度較高。（二）連桿大、小頭孔的加工連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質量有較大的影響。小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經過了鉆、擴、鉸三道工序。鉆時以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓

43、的同軸度誤差較小。小頭孔在擴、粗鏜、半精鏜之后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到IT6級公差等級，然后壓入襯套，再以襯套內孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的內孔與外圓存在同軸度誤差，這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。大頭孔經過擴、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達到IT6級公差等級。表面粗糙度Ra 為0.4m，大頭孔的加工方法是在銑開工序后，將連桿與連桿體組合在一起，然后進行精鏜大頭孔的工序。這樣，在銑開以后可能產生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。（三）連桿螺栓孔的加工連桿的螺栓孔經過鉆、擴、鉸工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側面定位。為了使兩

44、螺栓孔在兩個互相垂直方向平行度保持在公差范圍內，在擴和鉸兩個工步中用上下雙導向套導向。從而達到所需要的技術要求。（四）連桿體與連桿蓋的銑開工序剖分面（亦稱結合面）的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證。為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差0.03mm ，并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度，除夾具本身要保證精度外，鋸片的安裝精度的影響也很大。如果鋸片的端面圓跳動不超過0.02 mm,則銑開的剖分面能達到圖紙的要求，否則可能超差。但剖分面本身的平面度、粗糙度對連桿蓋、連桿體裝配后的結合強度有較大的影響。因此，在剖分面銑開以后再經過磨削加工。（五）大頭側面的加工以基面

45、及小頭孔定位，它用一個圓銷（小頭孔）。裝夾工件銑兩側面至尺寸，保證對稱（此對稱平面為工藝用基準面）。確定部分重要工序工序尺寸確定工序尺寸的一般方法是由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注。當無基準轉換時，同一表面多次加工的工序尺寸與工序（或工步）的加工余量有關，當基準不重合時，工序尺寸應用工序尺寸鏈解算。確定各主要面的工序尺寸圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關。前面根據有關資料已經查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應將總加工余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟加工精度確定。1）、大頭孔各工序尺寸及其

46、公差（鑄造出來的大頭孔為131 mm）工序名稱工序基本余量工序經濟精度工序尺寸表面粗糙度擴孔4H12135.812.5一次粗鏜0.5136.312.5二次粗鏜0.5136.86.3半精鏜0.1136.91.6精鏜0.11371.62）、小頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的小頭孔為71mm）工序名稱工序基本余量工序經濟精度工序尺寸最小極限尺寸表面粗糙度一次粗鏜4757512.5二次粗鏜1.676.676.612.5半精鏜0.276.876.86.3精鏜0.177771.6確定切削用量及基本時間（1）銑連桿大小頭平面選用X53K機床，P=10KW根據機械加工工藝手冊表10-39，選取40 mm的

47、立銑刀 ，材料為高速鋼， 銑刀齒數Z = 6 切削深度ap = 3 mm查機械加工工藝手冊表14-69，取=0.1mm/z,查機械加工工藝手冊表14-67，有 V=41.49m/min則主軸轉速n = 1000v/D = 330 r/min根據表3.131 按機床選取n = 315 r/min則實際切削速度V = Dn/1000 =39.56m/min驗證功率：查金屬機械加工工藝人員手冊表14-67知P=式中-系數，=3.36；d= 銑刀直徑，mm;-切削深度，mm;-每齒進給量，mm;-銑削寬度，mm;z-銑刀齒數；n-主軸轉速，r/min.計算得P=2.09kw，機床選擇滿足要求（2）粗磨

48、大小頭平面查金屬機械加工工藝人員手冊表2.4-14，磨料選棕剛玉，查表2-8，選臥式矩臺平面磨床 MG7120。其主要參數為：可磨削最大工件尺寸（長×寬×高）為200mm×630mm×320mm,砂輪尺寸（外徑×寬×內徑）為250mm×25mm×75mm，砂輪軸轉速 1500r/min,3000r/mm（轉速為兩級），總功率為5.6kw。根據機械制造工藝設計手冊表2.417選取數據切削深度ap = 0.5mm 單行程磨削深度進給量= 0.033 mm/行程則主軸轉速n = 1000v/D = 158.8 r/min

49、根據表3.148 按機床選取n = 100 r/min則實際磨削速度V = Dn/1000 = 12 m/s 驗算功率：查金屬機械加工工藝人員手冊知，查表14-130得到=0.82，=0.8因此=3.96（KW）<5.6(KW)機床選擇滿足要求（3）銑大頭兩側面 選用銑床X6142，P=11KW根據金屬機械加工工藝人員手冊表10-39選直徑D = 50 mm的立銑刀，材料為高速鋼，銑刀齒數Z =6，根據金屬機械加工工藝人員手冊表14-67，有 V=38.4 m/min切削深度ap = 4 mm = 0.10 mm/z則主軸轉速n = 1000v/D =244.74r/min根據表3.17

50、4 按機床選取n=250r/min則實際切削速度V = Dn/1000 = 39.25 m/minP=1.97KW，所以所選機床滿足要求（4）粗鏜大頭孔 選用鏜床T68，主軸18級轉速，轉速范圍201000r/min,主軸功率P=5.5KW根據機械制造工藝設計手冊表2.466選擇鏜通孔類鏜刀，材料為YT15銑刀直徑D = 50mm 進給量f = 0.20 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm 查金屬機械加工工藝人員手冊表14-51，加工材料為42Gr，加工條件為加切削液，取v=10m/min,孔徑d=136.3mm,則據公式（2-2）求得 n = 1000v/d= 84r/min 查切削用

51、量簡明手冊表2-2，選取n =80r/min則實際切削速度V = dn/1000= 33.912 m/min （5）銑開連桿體和蓋 選用銑床X5020AS, P=7.5KW根據金屬機械加工工藝人員手冊表10-39選取數據鋸片銑刀直徑D = 80 mm 寬度L=3mm 材料為高速鋼 切削速度V = 20.4 m/min 銑刀齒數Z = 40切削深度ap = 2 mm af = 0.08 mm/z 則主軸轉速n = 1000v/D = 81.2 r/min根據表3.174 按機床選取n=120 r/min則實際切削速度V = Dn/1000 = 30.14m/min驗證功率：據公式（2-5） P=

52、0.17(KW)式中-系數，=3.36.機床滿足要求。（6）加工連桿體 1)粗銑結合面 選用銑床X62W根據金屬機械加工工藝人員手冊表2.474（84）選取銑刀直徑D = 40mm，材料為高速鋼，齒數Z=6，=3mm查金屬機械加工工藝人員手冊表14-69，取=0.12mm/z，據公式（2-1）求V=式中-系數，=60.5。查金屬機械加工工藝人員手冊表14-79，=，近似得：t=90min, =1mm,得v=21.4m/min,據公式（2-2）求得n = 1000v/D=90.87r/min根據表3.174 按機床選取n = 94 r/min則實際切削速度V = Dn/（1000×60） = 22.137m/min驗算功