連桿加工工藝分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上編號(hào)：XH03JW033-11/0廈門(mén)海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文）題目:連桿加工工藝分析 系 別： 機(jī)電工程 班 級(jí)： 數(shù)控5051 姓 名： 蔡曉芳 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 郭春梅 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(gè)生產(chǎn)部門(mén)中所使用的機(jī)械，雖然是多種多樣，其構(gòu)造、用途和性能也個(gè)不相同，但各種不同的機(jī)械切用可能有相同的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，即具有相同的機(jī)構(gòu)。例如蒸汽機(jī)、內(nèi)染機(jī)、火塞泵和曲軸沖床等不同機(jī)械，他們的主要組成都有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)桿狀構(gòu)件、銷(xiāo)軸、滑塊、導(dǎo)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(diǎn)。關(guān)鍵詞：

2、一、連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和形式1、構(gòu)件的形式連桿機(jī)構(gòu)的構(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(jiàn)的形式為；（1）桿狀，它的構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工方便，一般在桿長(zhǎng)（運(yùn)動(dòng)）尺寸R膠大時(shí)采用。（2）盤(pán)狀，有時(shí)它本身就是一個(gè)皮帶輪或齒輪，在圓盤(pán)上距軸心R處裝上銷(xiāo)軸，以便和其他構(gòu)件組成回轉(zhuǎn)副，尺寸R為桿長(zhǎng)。這種回轉(zhuǎn)體的質(zhì)量均勻分布，故盤(pán)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(dāng)構(gòu)件較長(zhǎng)或受力較大，采用整體式桿件不經(jīng)濟(jì)或制造困難是可采用這種結(jié)果形式。（4）曲軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與它主成運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件可做成整體式的，但由于懸臂，強(qiáng)度及桿度較差。當(dāng)工作載荷和尺寸較大，或曲柄安

3、置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中間部分時(shí)，此形式在內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)等機(jī)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(yùn)動(dòng)副的形式（1）回轉(zhuǎn)副，可利用滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承組成回轉(zhuǎn)副?；瑒?dòng)軸承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但軸承間隙會(huì)影響構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，當(dāng)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副較多時(shí)，間隙引起的積累誤差必增大。如采用滾動(dòng)軸承作回轉(zhuǎn)副，則磨檫損失小，運(yùn)動(dòng)副間隙小，啟動(dòng)靈敏，但專(zhuān)配復(fù)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(dòng)副，組成移動(dòng)副的兩構(gòu)件和各種導(dǎo)路的形式。帶有調(diào)整板的T型導(dǎo)路：圓柱形導(dǎo)路：帶有側(cè)板棱柱形導(dǎo)路：V型導(dǎo)路：可調(diào)整的帶有燕尾形的組合導(dǎo)路：滾 珠的滾柱導(dǎo)路：

4、帶有滾柱的滾柱導(dǎo)路。 二、連桿的結(jié)構(gòu)、材料與主要技術(shù)要求連桿是較細(xì)長(zhǎng)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(yīng)在工作承受的急劇變化的動(dòng)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用連桿）多數(shù)為整體結(jié)構(gòu)。圖1-1所示為柴油機(jī)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1-1 某些油機(jī)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(lái)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(kāi)鍛造，也可整體

5、鍛造，取決于毛坯尺寸及鍛造毛坯的設(shè)備能力。菜油機(jī)的連桿主要技術(shù)條件如表1-1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(jí)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?xún)煽字行木?.030.05mm汽缸的壓縮比及動(dòng)力特性?xún)煽纵S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(duì)其軸線的垂直度(0.1:100)減

6、少曲軸勁邊緣的磨損兩螺孔(定位孔)的位置精度在兩個(gè)垂直方向上的平行度為0.020.04:100對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)三、連桿的機(jī)械加工工藝過(guò)程連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度的要求都較高?？傮w來(lái)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(guò)程如表1-2所示幾合件加工工藝過(guò)程見(jiàn)表1-3表1-2連桿及連桿蓋加工工藝過(guò)程連桿體連桿蓋序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)機(jī)床設(shè)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

7、端接合面立式三工位雙頭回轉(zhuǎn)臺(tái)銑床5磨兩平面端面5磨兩平面端面平面磨床6鉆、擴(kuò)、鉸小頭孔及倒角大、小端面，小頭工藝凸臺(tái)外廓多工位專(zhuān)業(yè)機(jī)床7粗、精銑工藝凸臺(tái)及結(jié)合面大頭端面，大、小頭孔（一面雙銷(xiāo)）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(tái)7連桿蓋兩件粗樘孔，倒角肩胛面螺釘孔外側(cè)多工位專(zhuān)用機(jī)床9磨結(jié)合面大、小頭端面，小頭孔，工藝凸臺(tái)，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(zhuān)機(jī)11與連桿蓋配鉆、攻螺紋定位孔結(jié)合面10配鉆、擴(kuò)沉頭孔定位孔結(jié)合面12清洗11清洗表1-3 連桿合件加工工藝過(guò)程序號(hào)

8、工作內(nèi)容定位基準(zhǔn)設(shè)備1桿與蓋對(duì)號(hào)，清洗裝配定位銷(xiāo)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(tái)4精鏜大、小頭孔大頭端面，小頭孔工藝凸臺(tái)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(tái)式鉆床6珩磨大頭孔自為基準(zhǔn)臥式珩磨機(jī)7小頭孔內(nèi)壓火塞銷(xiāo)襯套大小端面及小頭孔（假銷(xiāo)定位）油壓機(jī)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(xiāo)）金剛鏜床10拆分連桿蓋11銑軸瓦定位槽12對(duì)號(hào)，裝配13退磁14檢驗(yàn)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(tái)、稱(chēng)重去重、檢驗(yàn)、清洗和和去毛刺等工

9、序。四、連桿加工工藝過(guò)程分析1工藝過(guò)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(kuò)、鉸小頭孔粗精銑工藝凸臺(tái)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(duì)編號(hào)銑軸瓦定位槽對(duì)號(hào)裝配退磁、清洗檢驗(yàn)。 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(gè)過(guò)程體現(xiàn)出“先粗后精”、“先面后孔”、“先基準(zhǔn)面后其他面”、“先主要面后次要面”的工藝順序。2定位基準(zhǔn)的選擇連桿加工中可供定位基準(zhǔn)面的表面有：大頭孔、小頭孔

10、、大小頭孔兩側(cè)面等。這些表面在加工過(guò)程中不斷的轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，有粗到精逐步形成。例如表1-2中，工序4粗精洗平面的基準(zhǔn)是毛坯底平面，采用固定及活動(dòng)V形塊各一個(gè)對(duì)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(zhǔn)；大頭兩側(cè)面在大量生產(chǎn)時(shí)以?xún)蓚?cè)自定心定位，中小批生產(chǎn)為簡(jiǎn)化夾具可取一側(cè)定位；鏜大孔時(shí)的定位基準(zhǔn)為一平面、小頭孔和大頭孔一側(cè)面；而鏜小頭孔時(shí)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(shí)都采用了假削定位，即以加工孔自身定位自位基準(zhǔn)，保證加工余量均勻，假削定位是指定位銷(xiāo)與孔定位并在夾緊工件后拆除定位銷(xiāo)，不妨礙加工。連桿加工粗基準(zhǔn)選擇，要保證

11、其對(duì)稱(chēng)性和孔壁厚均勻。3確定合理的夾緊方法 連桿相對(duì)剛性較差，要十分注意夾緊力的大小、方向及著力點(diǎn)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(yīng)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(kuò)、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(jìn)行。6連桿的工藝特點(diǎn) (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(dòng)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(wèn)題，故連桿兩端面的精磨不需要在裝配后進(jìn)行，可在螺栓孔加工之前。 螺栓孔、軸瓦對(duì)端面的位置精度可由加工精度直接保證，而不會(huì)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(shè)計(jì)可增大其承壓面積，以提高活塞的強(qiáng)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(dǎo)向精度來(lái)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(lèi)較多，有平切口和

13、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(zhǔn)采用了無(wú)間隙定位方法，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)出定位基準(zhǔn)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(fù)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(zhǔn)統(tǒng)一，使各工序中定位點(diǎn)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(分可鍛鑄鐵和球

14、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(jī)的重要部件，不但要有高的抗拉、壓強(qiáng)度和高的疲勞強(qiáng)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(dòng)機(jī)里服役，其壽命首先取決于調(diào)質(zhì)工藝質(zhì)量，硬度應(yīng)在HB207289(因不同柴油機(jī)型號(hào)而異)；第三，應(yīng)經(jīng)磁力探傷確保無(wú)裂紋.連桿常用的材料有以下幾種，45號(hào)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(jī)）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(jí)晶粒度的細(xì)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(jī)連

15、桿多采用可鍛鐵或者球鐵，前者硬度應(yīng)于210-260HBS，抗拉強(qiáng)度不低于619MPa；后者硬度240-280HBS，抗拉強(qiáng)度不低于690MPa。鑄鐵材料連桿一般也要經(jīng)過(guò)表面噴丸等技術(shù)處理。冶金粉末鍛造工藝在歐美國(guó)家30年代就已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，隨之技術(shù)的不斷改進(jìn)，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(xué)性能以及疲勞性能與鍛鋼連桿相似，高強(qiáng)度的粉鍛連桿抗拉強(qiáng)度可達(dá)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(yàn) 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(yàn)，最終檢查項(xiàng)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(yàn)，只不過(guò)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(jìn)行，如大小頭孔軸心線在兩個(gè)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(shí)，在小頭心軸上距離為100mm處測(cè)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(shí)，同樣方法測(cè)得出來(lái)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(jìn)行探傷檢查其內(nèi)在質(zhì)量。五、結(jié)論通過(guò)詳細(xì)闡述了連桿機(jī)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(jī)械加工工藝過(guò)程、連桿加工工藝過(guò)程分析、連桿的檢驗(yàn)等問(wèn)題。讓我全面的了解連桿，正確了解連桿的加工工藝過(guò)程、連桿材料的