连杆加工工艺分析模板.doc

编号：XH03JW033-11/0厦门海洋职业技术学院毕 业 设 计 （论 文）题目:连杆加工工艺分析 系 别： 机电工程 班 级： 数控5051 姓 名： 蔡晓芳 学 号： 指导老师： 郭春梅 二零一零 年三 月 十日连杆加工工艺分析内容摘要：在现代各个生产部门中所使用机械，即使是多个多样，其结构、用途和性能也个不相同，但多种不一样机械切用可能有相同运动系统，即含有相同机构。比如蒸汽机、内染机、火塞泵和曲轴冲床等不一样机械，她们关键组成全部有曲柄滑块机构。连杆机构是由若干个杆状构件、销轴、滑块、导轨等组成。本文关键介绍连杆功用和结构、连杆工艺特点。关键词：一、连杆机构结构和形式1、构件形式连杆机构构件大多制成杆状，但依据受力和结构等需要，并不一定全部做成杆状，常见形式为；（1）杆状，它结构简单，加工方便，通常在杆长（运动）尺寸R胶大时采取。（2）盘状，有时它本身就是一个皮带轮或齿轮，在圆盘上距轴心R处装上销轴，方便和其它构件组成回转副，尺寸R为杆长。这种回转体质量均匀分布，故盘状结构能比杆转更适于较高转速，常见做曲柄或摆杆。（3）桁架和箱形梁，当构件较长或受力较大，采取整体式杆件不经济或制造困难是可采取这种结果形式。（4）曲轴，结构简单，和它主成运动副构件可做成整体式，但因为悬臂，强度及杆度较差。当工作载荷和尺寸较大，或曲柄安置在转动轴中间部分时，此形式在内燃机、压缩机等机械中常常采取，曲柄在中间轴劲处和连杆相连，连杆必需部分为连杆体和连杆盖，然后用螺栓将其拧紧。2、运动副形式（1）回转副，可利用滑动轴承或滚动轴承组成回转副。滑动轴承结构简单，但轴承间隙会影响构件运动性质，当构件和运动副较多时，间隙引发积累误差必增大。如采取滚动轴承作回转副，则磨檫损失小，运动副间隙小，开启灵敏，但专配复杂，两构件接头处颈向尺寸较大，可用滚针轴承处理着一矛盾。 （2）移动副，组成移动副两构件和多种导路形式。带有调整板T型导路：圆柱形导路：带有侧板棱柱形导路：V型导路：可调整带有燕尾形组合导路：滚 珠滚柱导路：带有滚柱滚柱导路。 二、连杆结构、材料和关键技术要求连杆是较细长变截面非圆形杆件，其杆身截面从大头到小头逐步变小，以适应在工作承受急剧改变动截荷。中等尺寸或大型连杆是由连杆体和连杆盖两部分组成，连杆体和连杆盖用螺栓和螺母和曲轴主轴劲装置在一起，而尺寸较小连杆（如摩托车发动机用连杆）多数为整体结构。图1-1所表示为柴油机连杆零件图。为了降低磨损和磨损后便于修理，在连杆小头孔中压入青铜衬套，大头孔中装有薄壁巴氏合金轴瓦。图1-1 一些油机连杆零件图连杆材料通常采取45钢或40Cr、45Mn2等优质钢或合金钢。现在越来越多采取球墨铸铁，其毛坯用模锻制造。连杆体和盖能够分开铸造，也可整体铸造，取决于毛坯尺寸及铸造毛坯设备能力。菜油机连杆关键技术条件如表1-1所表示 表1-1 连杆零件关键技术要求技术要求数值目标大、小头孔精度尺寸公差等级IT7IT6圆度、圆柱度0.0040.006mm确保和轴瓦良好配合大、小头孔粗糙度大小孔：0.40.8um;结合面:0.8um;大小孔端面:1.66.3um确保配合精度、内磨性两孔中心距0.030.05mm汽缸压缩比及动力特征两孔轴线在相互垂直方向平行度连杆轴线平面内平行度:0.020.04:100垂直连杆轴线平面内平行度:0.040.06:100使汽缸壁磨损均匀和曲轴颈边缘降低磨损大头孔两端面对其轴线垂直度(0.1:100)降低曲轴劲边缘磨损两螺孔(定位孔)位置精度在两个垂直方向上平行度为0.020.04:100对结合面垂直度为0.10.2:100确保正常承载能力和大头孔轴曲轴颈良好配合连杆组内各连杆质量差2降低惯性力,确保运转平稳三、连杆机械加工工艺过程连杆尺寸精度、形状精度和位置精度要求全部较高。总体来讲，连杆是杆状零件，刚度较差，加工中受力易产生变形。批量生产连杆加工工艺过程如表1-2所表示几合件加工工艺过程见表1-3表1-2连杆及连杆盖加工工艺过程连杆体连杆盖序号工序内容定位基准序号工序内容定位基准机床设备1模锻1模锻2调质2调质3磁性探伤3磁性探伤4粗、精铣两平面大，小头端面4粗、精铣两平面端接合面立式三工位双头回转台铣床5磨两平面端面5磨两平面端面平面磨床6钻、扩、铰小头孔及倒角大、小端面，小头工艺凸台外廓多工位专业机床7粗、精铣工艺凸台及结合面大头端面，大、小头孔（一面双销）6粗、精铣结合面端肩胛面双头回转铣床8连杆体两件粗镗大头孔，倒角大、小头端面，小头孔，工艺凸台7连杆盖两件粗樘孔，倒角肩胛面螺钉孔外侧多工位专用机床9磨结合面大、小头端面，小头孔，工艺凸台，8磨削结合面肩胛面平面磨床10钻、铰定位孔小头孔及端面工艺凸9钻、铰定位孔端面，大头孔壁卧式多工位专机11和连杆盖配钻、攻螺纹定位孔结合面10配钻、扩沉头孔定位孔结合面12清洗11清洗表1-3 连杆合件加工工艺过程序号工作内容定位基准设备1杆和盖对号，清洗装配定位销2磨大头孔两端面大、小头端面平面磨床3半精镗大头孔及孔口倒角大、小头端面，小头孔工艺凸台4精镗大、小头孔大头端面，小头孔工艺凸台金刚镗床5钻小油孔及孔外口倒角大、小头端面；大、小头孔台式钻床6珩磨大头孔自为基准卧式珩磨机7小头孔内压火塞销衬套大小端面及小头孔（假销定位）油压机8铣小头两端面小、大头孔端面一般铣床9精镗小头衬套大、小头孔（假销）金刚镗床10拆分连杆盖11铣轴瓦定位槽12对号，装配13退磁14检验连杆关键加工表面为大、小头孔、两端面、连杆盖和连杆体结合面和螺栓孔等次要表面为油孔、锁口槽、工艺凸台、称重去重、检验、清洗和和去毛刺等工序。四、连杆加工工艺过程分析1工艺过程安排 连杆加工次序大致以下：粗铣精磨上下端面钻、扩、铰小头孔粗精铣工艺凸台及结合面两件连杆半圆孔和拼镗大头孔磨结合面钻铰定位孔配钻、攻螺栓孔合件联结磨削合件两端面半精镗大头孔精镗大、小头孔钻小油孔、倒角珩磨大头孔压装小头孔衬套铣小头孔端面精镗小头孔衬套拆分合件并配对编号铣轴瓦定位槽对号装配退磁、清洗检验。 连杆小头孔压入衬套后常以金刚镗孔作为最终加工。大头孔常以珩磨或冷挤压作为底孔最终加工。 整个过程表现出“先粗后精”、“先面后孔”、“先基准面后其它面”、“先关键面后次要面”工艺次序。2定位基准选择连杆加工中可供定位基准面表面有：大头孔、小头孔、大小头孔两侧面等。这些表面在加工过程中不停转换基准，有粗到精逐步形成。比如表1-2中，工序4粗精洗平面基准是毛坯底平面，采取固定及活动V形块各一个对小头外廓和大头一侧定位并夹紧；工序4中反转工件粗精铣其次已铣削端面为精基准；大头两侧面在大量生产时以两侧自定心定位，中小批生产为简化夹具可取一侧定位；镗大孔时定位基准为一平面、小头孔和大头孔一侧面；而镗小头孔时可选一平面、大头孔和小头孔外圆等。表1-3中，小头孔压装衬套和精镗衬套内孔时全部采取了假削定位，即以加工孔本身定位自位基准，确保加工余量均匀，假削定位是指定位销和孔定位并在夹紧工件后拆除定位销，不妨碍加工。连杆加工粗基准选择，要确保其对称性和孔壁厚均匀。3确定合理夹紧方法 连杆相对刚性较差，要十分注意夹紧力大小、方向及着力点选择。4连杆两端面加工 假如毛坯精度高，能够不经粗铣而直接粗磨。精磨工序应安排在精加工大小头孔之前，以确保孔和端面相互垂直度要求。5连杆大小孔加工 大小头孔加工既要确保孔本身精度、表面粗糙度要求，还要确保相互位置和孔孔和端面垂直度要求。小头底孔径由钻孔、扩、铰孔及倒角等工序完成。青铜衬套，再以衬套内孔定位，在金刚镗床上精镗内孔。大头孔半精镗、精镗、珩磨工序全部是在合装后进行。6连杆工艺特点 (1)连杆体和盖厚度不一样，改善了加工工艺性。连杆盖厚度为31mm，比连杆杆厚度单边小3.8mm，盖两端面精度产品要求不高，可一次加工而成。 因为加工面小，冷却条件好，使加工振动和磨削烧伤不易产生。 连杆杆和盖装配后不存在端面不一致问题，故连杆两端面精磨不需要在装配后进行，可在螺栓孔加工之前。 螺栓孔、轴瓦对端面位置精度可由加工精度直接确保，而不会受精磨加工精度影响。 (2)连杆小头两端面由斜面和一段窄平面组成。这种楔形结构设计可增大其承压面积，以提升活塞强度和刚性。 在加工方面，和通常连杆相比，增加了斜面加工和小头孔两斜面上倒角工序；用提升零件定位及压头导向精度来避免衬套压偏现象发生，但却增加了压衬套工序加工难度。 (3)带止口斜结合面。连杆结合面结构种类较多，有平切口和斜切口，还有键槽形、锯齿形和带止口。该连杆为带止口斜结合面.精加工基准采取了无间隙定位方法，在产品设计出定位基准面。在连杆杆和总成加工中，采取杆端面、小头顶面和侧面、大头侧面加工定位方法；在螺栓孔至止口斜结合面加工工序连杆盖加工中，采取了以其端面、螺栓两座面、一螺栓座面侧面加工定位方法。这种反复定位精度高且稳定可靠定位、夹紧方法，可使零件变形小，操作方便，能通用于从粗加工到精加工中各道工序。因为定位基准统一，使各工序中定位点大小及位置也保持相同。这些全部为稳定工艺、确保加工精度提供了良好条件。7、连杆用材料通常有以下6种,1.中碳钢 2.中碳合金钢 3.铸铁(分可锻铸铁和球墨铸) 4.粉末冶金 5.非调质钢 6涨断连杆。连杆是柴油机关键部件，不仅要有高抗拉、压强度和高疲惫强度，而且要有足够刚性和韧性。通常连杆是以调质状态在发动机里服役，其寿命首先取决于调质工艺质量，硬度应在HB207289(因不一样柴油机型号而异)；第三，应经磁力探伤确保无裂纹.连杆常见材料有以下多个，45号钢（中碳钢）、40Cr、42Cr（中碳合金钢）、40CrMo和采取可锻铸铁GTS65 和/或球墨铸铁GGG70 （多用于汽油机）等，连杆材料调质热处理很关键，其寿命首先取决于调质工艺质量，即它金相必需是14级晶粒度细回火索氏体(可有少许托氏体和极少许铁素体)；小型汽油机连杆多采取可锻铁或球铁，前者硬度应于210-260HBS，抗拉强度不低于619MPa；后者硬度240-280HBS，抗拉强度不低于690MPa。铸铁材料连杆通常也要经过表面喷丸等技术处理。冶金粉末铸造工艺在欧美国家30年代就已经应用于实际生产，随之技术不停改善，冶金粉末零件成为了一个新兴金属零件成形工艺。常见材料HS150TM及HS160TM,粉锻连杆力学性能和疲惫性能和锻钢连杆相同，高强度粉锻连杆抗拉强度可达1000MPa以上.非调质钢连杆材料比如35MnVS,49MnVS3,30SiMnVS6等等，而涨断是一个处理连杆加工工艺。不再一一赘述。五、连杆检验 连杆加工工序多，中间又插入热处理工序，所以需经数次中间检验，最终检验项目和其它零件一样，包含尺寸精度、形状精度和位置精度和表面粗糙度检验，只不过连杆一些要求较高而已。 因为装配要求，大小头孔要按尺寸分组，连杆位置精度要在检具上进行，如大小头孔轴心线在两个相互垂直方向上平行度。在大小头孔中穿入心轴，大头心轴放在等高垫铁上，使大头心轴和平板平行。将连杆至于直立位置时，在小头心轴上距离为100mm处测量高度读数差，即为大小头孔在连杆轴心线方向平行度误差值；工件置于水平位置时，一样方法测得出来读数差，即为大小头孔在垂直连杆轴心线方向平行度误差值。连杆还要进行探伤检验其内在质量。五、结论经过具体叙述了连杆机构结构和形式、连杆结构、材料和关键技术要求、连杆机械加工工艺过程、连杆加工工艺过程分析、连杆检验等问题。让我全方面了解连杆，正确了解连杆加工工艺过程、连杆材料选择、连杆加工等问题，尽可能降低由操作不慎等其它人为原因带来无须要损失。七参考文件1 朱派龙 孙永红机械制造工艺装配高等教育出版社.72 李洋 孙晋 范翠香 电动机使用和维修 人民邮电出版社.63 许晓峰电机及拖动 高等教育出版社.74 王益全电动机原理和实用技术 科学出版社.75 胡岩 武建文 许德成 等小型电动机现代实用技术机械工业出版社 .56 邱敏艳 电机和控制 电子工业出版社 .57 张勇 电机拖动和控制 机械工业出版社 .8