高速柴油机连杆胀断工艺设计说明书样本.doc

目录摘要Abstract第一章绪论11.1 序言11.2 中国外发动机连杆工艺发展现实状况和发展趋势31.3 连杆工艺研究方向和研究关键问题3第二章连杆零件分析52.1 连杆结构功效分析52.2 连杆关键技术要求6第三章连杆零件机械加工工艺规程编制73.1 生产纲领确实定73.2 连杆工艺分析83.3 连杆材料选择和毛坯制造方法83.3.1连杆材料选择83.3.2 C70S6钢成份和力学性能103.3.3 毛坯制造方法113.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定133.5 指定工序定位基准选择133.6 加工工艺阶段划分和加工次序安排153.7 连杆加工工艺过程确实定163.8填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡16第四章指定工序工装设计174.1 机床夹具设计基础要求174.2 专用夹具设计步骤174.3激光开应力槽工装设计194.3.1 应力槽设计194.3.2 设备选择和改装204.3.3 确定定位方案204.4胀断工装设计214.4.1 设备选择214.4.2确定定位方案214.4.3夹具使用说明214.4.4 胀断参数计算 23总结24参考文件25致谢26105系列高速柴油机连杆工艺总体方案及指定工装设计摘要连杆是柴油发动机关键部件之一，它决定着发动机性能和运行稳定性。伴随科学技术发展和进步，连杆制造被注入了现代化加工手段。“胀断工艺”成为了连杆工艺中又一新名词。连杆胀断工艺应用，使连杆在加工质量、生产率和生产成本等很多方面全部发生了显著改变，柴油发动机性能得到了深入提升。本文以柴油机连杆制造工艺总体方案为关键研究内容，以连杆胀断工艺为关键研究方向。总体方案包含从连杆材料选择到加工为成品全部工艺过程。方案尤其对胀断工艺原理及过程做了深入浅出叙述，并在认真分析连杆技术要求、广泛查阅相关文件基础之上，制订出了一条基础适于连杆实际生产新型工艺方案和路线。同时，笔者还关键设计了“激光开应力槽”、“胀断”两工序夹具和工艺装备。关键词：柴油机连杆，工艺方案，胀断工装The General Planning of 105 Series High Speed Diesel Engine Products Connecting Rods Processing Technic and the designated Design of Clamping DeviceAbstractLinkage of the diesel engine is one of the main parts of its decision to the engine performance and the stability. With the scientific and technological development and progress of the link was injected into a modern manufacturing processing methods. Expansion of off has become a link in the process of yet another new term. Linkage bulging off the application process so that the link in the processing quality, productivity and production costs, and so have undergone significant changes, the diesel engine has been further enhance performance. Diesel link this to the overall manufacturing process for major research programme, to link the expansion of off the main research directions. Linkage of the overall plan from the choice of materials to finished products for processing all the process. Special programmes on the principle of expansion off course and had to learn to do the exposition and careful analysis of technical requirements of connecting rod, widely accessible on the basis of relevant literature, worked out a basic link suitable for the actual production of new programmes and Line. At the same time, the author also focused on the design of the open laser stress trough, bulging off the two processes of the fixture and process equipment.Key words : Diesel engine,Technology of process, Clamping device of the splitting第一章 绪论1.1 序言连杆在发动机中作为改变力传输方向和方法最关键零部件之一，用于多种发动机上，其大头孔和曲轴连接，小头孔经过活塞销和活塞连接，将作用于活塞气体膨胀压力直线运动传给曲轴转变为旋转运动（图1.1）。在工作过程中，其承受着较高周期性冲击力、惯性力、压缩应力、纵向弯曲应力、拉应力、动载荷等，所以要求连杆重量要轻，必需有较高强度、韧性和疲惫性能。图1.1 连杆动力转化图发动机可靠性在很大程度上取决于连杆可靠程度，在连杆总成可靠性原因之中分合面质量和定位关系是关键原因，所以处理好连杆体和连杆盖之间定位问题，能够降低连杆生产成本，提升发动机可靠性。但因为连杆外形比较复杂、轻易变形、刚性差，尺寸精度、位置精度和表面质量等要求较高，在制造上含有一定难度。而其连杆制造技术好坏直接影响着连杆使用性能和经济性能和一个企业生存和发展，伴随生产技术发展，传统制造技术逐步不能适应现在生产要求。前后在国外很多连杆生产厂家提出了“胀断技术”（又涨断技术或裂解技术），中国少部分连杆生产厂家也已采取该技术。据相关文章介绍，发动机连杆胀断加工技术是现在国际上连杆生产最新技术，伴随连杆生产技术发展，连杆体和盖分离不再采取铣、锯或拉这类传统切削加工方法，而是采取了最新胀断技术。该技术是以整体加工替换分体加工，用切口(用机械方法或激光技术等方法制造预裂纹) 断裂，使大端连杆盖从连杆体移去，使连杆体和盖分离达成理想脆性断裂，并能很轻易达成其连杆使用性能要求一门优异技术(图1.2)。图 1.2 胀断过程示意简图采取胀断工艺有以下优点：1.简化了连杆及连杆盖设计要求；2.采取连杆胀断工艺后，连杆和连杆盖分离面是最完全啮合，所以其无需再进行机加工，省略了分离面磨削加工；3.连杆体和连杆盖装配时无需额外正确定位，如螺栓孔定位（或定位环孔），只需螺栓拉紧即可，这么省去了螺栓孔精加工（如铰或镗）。和传统连杆加工方法相比，胀断工艺优势很大：降低了加工工序、节省精加工设备、节省刀具磨损、节材料和能源、降低生产成本等，连杆胀断加工技术还可提升连杆承载能力、抗剪能力、杆和盖定位精度及装配质量，对提升发动机生产技术水平和整机性能含有很关键作用。总而言之，以表现自己大学四年来所学理论知识和实际生产联络综合，锻炼自己独立思索、自我创新意识和能力为目标，在采取胀断技术基础上，探索和制订出一条能提升连杆质量和降低连杆制造成本，并基础适应实际生产方案，故选择该课题作为此次毕业设计题目。1.2 中国外发动机连杆工艺发展现实状况和发展趋势在毛坯材料方面：中国传统工艺连杆毛坯材料通常采取42CrMo 、35CrMo 、40MnVB、45CrMnB、40Cr 、 40CrMnB S40C等调质钢和S43CVS1 (进口) 、35MnV、40MnS等非调质钢。康明斯生产线采取调质钢毛坯40MnBH(GB5216-85),1995年全方面转用非调质钢材料毛坯38MnV。60年代中期粉末热锻技术开始发展起来，从80年代以来粉末冶金注射成型（PIM）成功得到应用，大多数连杆制造中使用中碳钢和低合金钢逐步由新钢种和粉末冶金铸造材料所替换。而德国发动机系统和零部件教授MahleGmbH企业前后推出了C70S6BY钢、36MnVS4BY钢、 70MnVS4BY钢等可用于胀断材料。在加工工艺方面：中国外连杆生产方法大致有：铸造、铸造、粉末冶金等，进入90年代后，90%以上连杆制造全部采取了模锻工艺；传统铸造有将连杆体和盖分开铸造、连杆整体铸造两种，连杆体和连杆盖分离方法通常采取锯断、铣断等工艺。国外很多连杆生产厂家提出相关连杆体和盖分离最新工艺是使用断裂分开，即胀断工艺（又涨断工艺或裂解工艺），该工艺是用切口(用机械方法或用激光等方法制造预裂纹, 中国常见裂解槽加工方法有机械拉削、线切割，国外采取水刀和激光加工)，形成应力集中，主动施加垂直预定断裂面载荷进行引裂，在几乎不发生变形情况之下，在缺口处规则脆性断裂，实现连杆体和连杆盖无屑断裂剖分，使大端连杆盖从连杆体移去。中国部分汽车厂及设备制造厂如一汽大众、上海大众和上海通用等全部采取了该技术。1.3 连杆工艺研究方向和研究关键问题本设计目标关键是制订一条适合胀断工艺工艺方案，基础需要处理以下问题：首先是要确定毛坯材料和其毛坯制造方法。现在,绝大多数连杆是由需要淬火和回火中碳钢和低合金钢经过铸造加工制造，但正不停由新钢种和粉末冶金铸造材料所替换。胀断连杆要求其材料塑性变形小、强度好、脆性适中、工艺性好，即在确保连杆强韧综合性能指标前提下，限制连杆韧性指标，使断口展现脆性断裂特征。而可用于连杆裂解材料关键有粉末烧结材料、高碳钢、球墨铸铁、可锻铸铁。应用比较广泛材料是粉末烧结材料和高碳钢。提到粉末冶金，粉末冶金是利用金属粉末（或金属粉末和非金属粉末混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合和多种类型制品工艺技术。对粉末冶金零件工业提出关键要求是降低成本、改善使用性能、减轻零件重量及保护环境。对其零件使用性能而言,关键在于开发高强度、高精度材料，耐热、耐磨材料及高性能材料。在胀断加工工序之中，其胀断加工技术关键有三道关键关键工序，即加工初始应力槽、胀断、装配螺栓等。初始应力槽设计关键问题：1.胀断槽位置设计；2.胀断应力槽几何尺寸设计；3.胀断槽加工方法等。胀断槽（应力槽）位置确实定在一定程度上反应了断裂方向，断裂方向必需和螺钉安装方向垂直，假如说不能正确在这个角度和位置上断裂话，不仅在安装时候会产生很大难度，也极难确保大头孔圆柱度。所以合理设计胀断应力槽，是有效提升缺口效应和应力集中系数、降低胀断力、提升断裂效率和质量关键原因，胀断应力槽目标就是制造缺口效应，提供给力集中，为胀断提供条件，并确保其断裂发生在在设定位置。胀断槽形状关键有机械加工而成“V”型槽和激光加工矩形槽，其参数关键有张角、曲率半径、槽深、槽长等。而胀断槽加工方法选择也是至关关键，采取什么样加工方法才最合理、最能达成要求，而且最节省制造成本等全部是必需要考虑问题。胀断关键处理问题是：怎样关键设备选择和其夹具设计。设备选择，在没有现有设备前提之下，应该怎样选择其设备，选择什么设备，或怎样选择现有其它设备进行改装，在胀断时是否能真正达成所谓脆性断裂等，和在选定设备基础上怎样来设计其工装等全部是有待去思索和处理问题。相关螺栓装配，在装配螺栓过程中必需确保裂解后连杆杆身和连杆盖完全啮合、不错位。为预防错位或施加扭矩不一致，应同时进行两侧螺栓装配，装配螺栓需要进行螺栓预装配及定扭矩装配。第二章 连杆零件分析2.1 连杆结构功效分析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，以适应在工作中承受急剧改变动载荷。其形状也比较复杂，很多表面并不轻易加工，不管是在其工作过程之中还是在加工过程中也很轻易产生变形。连杆由连杆大头、杆身和连杆小头三部分组成，连杆大头是分开，二分之一和杆身为一体，二分之一为连杆盖，连杆盖用螺栓和螺母和曲轴主轴颈装配在一起。为了降低磨损和磨损后便于修理，在连杆小头孔中压人青铜材套，大头孔中装有薄壁金属轴瓦（图2.1）。图2.1 衬套、轴瓦位置示意图连杆是将活塞上下直线运动转化为曲轴旋转运动关键部件，所以要求要求有较高强度、韧性和疲惫性能之外，对发动机连杆还有较高位置精度和尺寸形状精度要求和表面质量要求。基础要求如：连杆杆身不垂直度0.5，小头、大头两端面对称面和杆身对应对称面之间偏移0.6，杆身横向对称面对大小头孔中心偏移1.首先必需确保大头中心孔中心线和小头孔中心线之间平行度，这么才能确保连杆在工作过程中平稳不刮曲轴和轴瓦；第二个就是确保两个端面平行度，和两端面中心线和两孔中心线之间垂直度，用于确保工作中不会刮伤曲轴平衡块，能够降低噪声，保持平稳；第三个要确保是连杆体和盖分和面之间配合和吻合，以确保大头孔圆柱度，以免刮伤轴瓦；第四要确保大小头孔中心线之间距离，假如其得不到确保，将确保不了发动机在工作时气体压缩比等。2.2 连杆关键技术要求连杆精度参数关键有五个：1.连杆大端中心面和小端中心面相对于连杆身中心面对称；2.连杆大小头空中心距尺寸精度；3.连杆大小头孔平行度；4.连杆大小头孔 尺寸精度、形状精度；5.连杆大头螺栓孔和接合面垂直度。其它技术参数以下表：表2.1技术要求项目具体要求或数值满足关键性能大、小头孔椭圆度，锥度椭圆度0.012锥度0.014确保和衬套、轴瓦良好配合两孔中心距0.030.05气缸气体压缩比两孔轴线在同一个平面内在连杆轴线平面内：0.03在垂直连杆轴线平面内：0.06降低气缸壁和曲轴颈磨损大孔两端面对轴线垂直度0.015降低曲轴颈边缘磨损两螺孔中心线（定位孔）位置精度在两个在45方向上平行度：0.020.04对结合面垂直度0.015确保正常承载和轴颈和轴瓦良好配合同一组内重量差30g确保运转平稳第三章 连杆零件机械加工工艺规程编制3.1 生产纲领确实定生产纲领大小对生产组织和零件加工工艺过程起着关键作用，它决定了各工序所需专业化和自动化程度，和所选择工艺方法和工艺装备。零件生产纲领计算:N=Qn（1+%）（1+%）式中 N零件年生产纲领（件/年）;Q产品年产量（台/年）; n每台产品中,该零件数量(件/台);%备品率;%废品率。 依据教材中生产纲领和生产类型及产品大小和复杂程度关系，确定其生产类型。图3.1为某产品上一个连杆零件。该连杆用于6105柴油机，年产量为1000台。设其备品率为10%，采取胀断技术后，其废品率几乎为零，所以机械加工废品率选择为0.1%，每台产品中该零件数量为6件 N=Qn（1+%）（1+%） =10006（1+10%）（1+0.1%） = 6666件/年连杆零件年产量为6666件，现已知该产品属于中型机械，依据生产类型和生产纲领关系查阅参考文件 ，确定其生产类型为大量生产。图3-1 连杆零件图大量生产工艺特征：（1） 零件交换性：含有广泛交换性，少数装配精度较高处，采取分组装配法和调整法。（2） 毛坯制造方法和加工余：广泛采取金属模机器造型，通常采取模锻。毛坯精度高，加工余量小。（3） 机床设备及其部署形式：广泛采取专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。（4） 工艺装备：广泛采取高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法达成精度要求。（5） 对工人技术要求：对调整工技术水平要求高，对操作工技术水平要求较低。（6） 工艺文件：有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡。（7） 成本：较低。（8） 生产率：高。（9） 工人劳动条件：很好。3.2 连杆工艺分析首先连杆加工表面以下：（1）以端面互为基准加工两端面，尺寸为，以其中一加工端面为基准小头孔，大头孔。（2）以小头孔为中心加工有：钻两个4油孔，铣连杆体卡挖槽，加工侧面工艺凸台。（3）以大头孔为中心加工表面有：加工连杆盖卡挖槽，加工M12螺栓孔，和12.5连杆盖上螺钉光孔。3.3 连杆材料选择和毛坯制造方法3.3.1连杆材料选择考虑到在该工艺方案中采取胀断工艺，那么选择材料也是很关键。在过去其发动机连杆多采取中碳钢或中碳合金钢，经过淬火和高温回火处理，处理后通常硬度在HBS288HBS269之间.以后为了减低成本研发了非调质钢并用和生产，在铸造后空冷，经过析出强化得到和淬火高温回火一样力学性能，省去了淬火和高温回火，从而降低了成本。以后为了降低机加工，更深入降低成本，于是开发了用粉末冶金方法来制造连杆，大大降低了机加工。而且粉末冶金连杆质量公差小，更适适用于发动机连杆是制造。美国就广泛利用粉末冶金方法来生产连杆。在20世纪90年代中叶，钢厂和汽车厂合作开发了裂解连杆用钢，实际上它是一个含0.7%左右高碳钢。能用于胀断连杆关键材料为粉末烧结材料、高碳微合金非调质钢、球墨铸铁和可锻铸铁，其中C70S6 高碳微合金非调质钢和粉末烧结材料应用最广。那么在这种情况之下该怎样来选择材料呢？在粉末冶金和C70S6之间做出一个选择。据相关资料报道，中国粉末冶金行业和国外相比有以下差距：（）产品水平低 在产品精度方面，少数企业尺寸精度可达is078级，形位公差可达89级，和国外水平相比低12级，但通常企业约相差23级。在产品质量方面，最大问题是质量不够稳定，产品内在重量和外观质量全部有较大差距。而且高级粉末冶金零件中国还没有措施生产出来，即使生产出来，也是质量很差，所以很多高级粉末冶金零件还需要进口。（2）工艺装备落后在粉末冶金设备方面，关键是经过企业引进，购置国外粉末成形压机、烧结炉、模具加工和测试设备及消化吸收、改造设备使用来提升产品质量。粉末冶金行业除少数企业引进了国外优异专用压机外，大多数企业仍采取通用压机、生产效率低、质量不稳定，因为压机功效少，不能生产复杂结构件，后续加工量较大。在烧结炉方面也如此，多数企业仍采取性能较差设备、能耗大、效率低、炉温均匀性差，质量不稳定。现在，中国虽有少数设备制造企业在生产粉末冶金专用设备，但在性能及质量可靠性上和国外优异设备相比仍有较大差距，还不能完全满足企业要求。另外，模具、模架设计制造力量较弱，现在中国还没有形成一个专业生产粉末冶金模具、模架企业，这造成粉末冶金新产品开发速度较慢，不能满足需要。（3）买方市场下产需矛盾 受粉末冶金企业技术、设备及规模等诸方面影响，现在情况是，低级产品多、生产过剩、市场竞争猛烈，纷纷降低促销，严重影响整个行业经济效益，而高级产品上不去虽有市场，能够胜任厂家太少，市场供不应求，不能满足主机配套要求。 （4）科研跟不上产品发展需要 粉末冶金制品技术含量高，是技术密集型产品。大量共性技术和新材料、新产品需要进行试验。如模具、模架设计和制造、高性能、复杂结构件成形工艺、后续处理工艺、粉末热锻、温压、注射成形等工艺研究等。因为企业技术力量微弱及忙于应付日常生产、经营等工作，无力研究，而研究单位科研经费担心，自顾还有问题，这种局面严重影响着粉末冶金技术提升和发展。 （5）出口产品创汇方面 粉末冶金制品企业关键为中国主机配套，能够出口创汇企业较少。（6）企业技术经济效益和国外同类企业相比差距较大和粉末冶金连杆相比，C70S6钢在成本和使用性能上全部含有一定优越性，首先铸造后空冷不需要热处理，胀断后连杆和连杆盖接触面不无需机械加工，省去了机械加工费用，装配后连杆体和连杆盖裂解面能紧密地接触并相互锁定，使其不产生错位和移动，提升了和曲轴零件配合，同时也提升了曲轴刚度，大大地改善了发动机性能。减轻连杆重量一直全部是连杆制造上讨论一个专题，假如采取粉末冶金技术，在不改变连杆形状结构前提之下会造成连杆重量增加15%30%，这么使得连杆得重量有了很大增加，那么发动机重量也会在一定程度增加，会影响其使用性能。假如用粉末冶金制造连杆，就必需重新设计连杆形状结构，以减轻连杆重量。总而言之，考虑了多种原因，并经过组内组员共同讨论，最终决定采取C70S6钢作为此次设计中连杆材料。3.3.2 C70S6钢成份和力学性能C70S6 材料中关键各化学成份质量百分比分别为：C为0. 72 % ，Mn为0. 5 % ，S为0. 06 % ， P为0. 009 % ，V为0. 04 %；其金相组织为珠光体加断续铁素体，抗拉强度为：900MPa1 050 MPa，屈服极限为520 MPa，最大延伸率为10 %。其中Mn作为强化项而存在，用以提升材料强度。胀断工艺要求连杆裂解后塑性变形最小，又要确保材料有良好可切削加工性能。C70S6为高碳钢，含C量提升后，便增加了钢材淬透性能，假如保持含Mn量不变，连杆铸造空冷后硬度会提升，而且金相组织中可能会出现贝氏体，恶化可切削加工性能，须经过合适路径降低含Mn量。为了改善可切削加工性，提升了含S量，钢中Mn和S亲和力大于Fe和S亲和力，优先形成MnS，从而降低钢塑性，预防金相组织中可能会出现贝氏体；另外FeS会引发钢“热脆”，促进了裂解时断裂。Mn和S结合时含Mn量又不能过低，最少要高于S三 倍含量。C70S6材料力学性能:表3.1极限抗拉强度/MPa屈服强度/MPa伸长率（%）压缩屈服强度/MPa剪切强度/MPa990580146106553.3.3 毛坯制造方法因为连杆在发动机工作中要承受交变载荷和冲击性载荷，一次应选择铸造，以使金属纤维尽可能不被切断，确保连杆可靠地工作。而且该零件年产量是6000，已经达成了大量生产水平，要求其生产率比较高，零件尺寸不是很大，再者为了确保它尺寸精度、加工精度，故选择模锻。胀断工艺要求连杆锻件在胀断过程之中不能有过大塑性变形，所以模锻连杆性能合格就是确保连杆达成理想脆性断裂原因。用于胀断工艺C70S6系列高碳非调质钢，它成份特点是低硅，低锰及添加了微量合金元素钒和易切削S元素，范围窄，纯度高。胀断连杆工艺现有模锻工艺关键有以下三种：（1）辊锻（楔横轧）制坯热模锻生产线 工艺：下料加热辊锻成型（预锻，终锻）切边冲孔热校正BY处理喷丸处理探伤处理精压处理。 设备配置：下料机（带锯机）中频感应加热炉（300KW)辊锻机（460型）热模锻压力机（25000KN）闭式单点压力机BY控冷设备喷丸机探伤机精压机 该生产线比较优异，以载货车连杆为主导产品，其采取了中频感应加热，辊锻或楔模轧制坯，在中国被广泛采取。这种生产线便于实现自动化生产，含有噪声小，劳动环境好等优点。可生产多种类型发动机连杆。（2)辊锻（楔横轧）制坯锤上模锻生产线 工艺：下料加热辊锻成型（预锻，终锻）切边冲孔热校正BY处理喷丸处理探伤处理精压处理。 设备配置：下料机（带锯机或棒料剪切机床）中频感应加热炉（300KW）辊锻机（370型）液压精锻锤（2550KJ）开式压力机（1000KN）BY控冷设备抛丸机（6001200kg/h)荧光探伤机600WE型）电动螺旋压力机（400KW） 该生产线关键轿车连杆为主，锻件厚度公差基础在0.2mm以内，错差在0.4mm以内，切边模具没有氮气缸，可使模锻件定位后再切边，切边变性很小，精压尺寸精度能够控制在0.1mm以内（3）辊锻制坯摩擦压力机模锻（高能螺旋压力机）生产线 工艺：下料加热辊锻预锻终锻切边冲压热校正BY处理抛丸处理探伤处理精压处理。 设备配置：下料机（带锯机）中频感应加热炉（250W)辊锻机（460型）摩擦压力机（630t）摩擦压力机（1000t）闭式单点压力机（250t）摩擦压力机。 该生产线以柴油机连杆为主，在摩擦压力机上进行预锻、终锻、热校正，其工艺过程较为稳定，生产效率也比较高，适合中小型企业。依据所生产连杆类型和实际情况，故选择第三种模锻方法，即辊锻制坯摩擦压力机模锻（高能螺旋压力机）生产线用于胀断连杆制造模锻过程中应注意以下多个问题：a.因为模锻胀断连杆采取C70S6高碳非调质钢材料，其中加热温度较高（12201290C），需注意生产节拍控制，确保热校正和去毛刺温度不低于950C。b.经过控冷设备来调整锻件在空气之中冷却速度，以确保锻件力学性能和纤维组织符合工艺要求。屈服强度不低于550MPa,断裂拉伸率不低于10%，断裂收缩率不低于20%。该工序直接影响着胀断连杆断裂效果，所以应该注意。c.大头断裂部分硬度测量在280310HBS，冷校正零件其硬度检验前应去掉表面硬化层。d.金相组织式样应该从连杆体纵向取样，组织为珠光体铁素体组织，铁素体含量应约为10%。e.全部零件必需100%经过纵横磁化，进行磁粉探伤，检验表面裂纹。3.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定依据模锻基础要求，在零件基础尺寸上加上加工余量24mm，所以在加工多数表面在基础尺寸基础上单面加2mm，部分特殊表面如螺钉座面上加2mm，侧面工艺凸台加工精度不是很高，在其表面加1mm。（图3.2，具体尺寸请查阅105高速柴油机连杆毛坯图图纸）图3.2 连杆毛坯图激光加工工序加工余量及工序尺寸将会在工装设计胀断槽设计中作具体叙述；胀断加工工序基础没有加工余量。剩下加工工序加工余量由组内其它组员负责。3.5 指定工序定位基准选择定位基准有粗基准和精基准之分。在加工起始工序中，只能用毛坯还未曾加工过表面作为定位基准，则该表面称为粗基准；利用已加工表面作为定位基准，则称为精基准。其基准选择也是工艺规程设计之中关键问题之一，定位基准选择合理是否，将直接影响所制订零件加工工艺规程质量。基准选择不妥，往往会增加工序，或使工艺路线不合理，或使夹具设计困难，甚至达不到零件加工精度（尤其是位置精度）要求，造成零件报废等情况。选择粗基按时关键考虑两个问题：一是确保加工表面和非加工表面之间相互位置精度要求；二是合理分配各加工面加工余量。粗、精基准具体选择时参考下列标准： （1） 对于同时含有加工表面和不加工表面零件，为了确保不加工表面和加工表面之间位置精度，应选择非加工表面作为粗基准。（2） 对于含有较多加工表面工件，选择粗基按时，应考虑合理分配各加工表面加工余量。（3） 粗基准应避免反复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大定位误差。精基准选择应从确保零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准通常应考虑以下标准： （1） “基准重合”标准 为了较轻易地取得加工表面对其设计基准相对位置精度要求，应选择加工表面设计基准为其定位基准。这一标准称为基准重合标准 。假如加工表面设计基准和定位基准不重合，则会增大定位误差。（2 ）“基准统一”标准 当工件以某一组精基准定位能够比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采取此组精基准定位，这就是“基准统一”标准。采取“基准统一”标准可降低工装设计制造费用，提升生产率，并可避免因基准转换所造成误差。 （3） “自为基准”标准 当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”标准。比如磨削床身导轨面时，就以床身导轨面作为定位基准。（4） “互为基准”标准 为了取得均匀加工余量或较高位置精度，可采取互为基准反复加工标准。 （5 ）精基准选择应确保工件定位正确、夹紧可靠、操作方便。在该设计中大部分工序由组内其它同学做，现在介绍一下我做两道工序基准选择：（1）激光开应力槽加工工序：以第二端面，小头孔作为定位基准（图3.3），在定位时，小头孔一个定位销，侧面一个支承钉，加上一个端面，达成完美定位，限制了5个自由度。图3.3 激光开应力槽工序基准示意图（2）胀断加工工序基准、定位和激光开应力槽加工工序一样（图3.4）。图3.4 胀断加工工序基准示意图3.6 加工工艺阶段划分和加工次序安排粗加工阶段：粗磨连杆两端面，粗、半精镗大小头孔，磨搭子面工艺凸台，枪钻螺纹底孔，铰螺钉光孔，攻丝；锪螺钉座面、倒角，激光开槽、作标识，胀断，铣卡瓦槽，压衬套，钻油孔。首先要加工其它表面就必需先加工出精基准，端面加工必需安排所以必需安排在第一，接着再在以端面为基准基础之上加工其它面或其它精基准，那么接下来要安排就是粗镗大小头孔，粗磨搭子面，这么精基准就基础出来了。那么在精加工之前必需把全部粗加工全部做完，紧接着粗加工工序全部在这么部分基准上进行加工了。精加工阶段：精磨两端面，精镗大小头孔，珩磨大头孔，小头铣落差。在连杆加工过程之中，其辅助工艺（去毛刺，倒角，清洗等）必需贯穿整个工艺过程，所以说必需在其中安排辅助工序。在连杆胀断之前安排一道磁力探伤，在锪螺钉座面、倒角以后安排了去毛刺、清洗，胀断以后要立即用螺钉套住连杆体和盖，以免错位，连杆总装时时必需要求清理连杆结合面之间尘屑，最终还要来一道清洗。3.7 连杆加工工艺过程确实定经组内组员共同探讨和评选（其它方案略），最终得出最优方案以下：粗磨第一端面粗磨第二端面磁力探伤及去磁粗、半精镗大、小头孔粗磨搭子面工艺凸台枪钻螺纹底孔，铰螺钉光孔，攻丝锪螺钉座面、倒角去毛刺、清洗激光开槽、作标识胀断铣卡瓦槽连杆体、盖装配压衬套钻油孔精磨第一端面精磨第二端面精镗大、小头孔珩磨大头孔小头铣落差倒角、去毛刺称重、去重清洗终检一共23道工序，从连杆使用性能基础要求来看，该工艺方案能基础达成要求。3.8填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡工艺过程综合卡片。简明写明各道工序，作为生产管理使用。工艺卡片。具体说明整个工艺过程，除写明工序内容外，还应填写工序所采取切削用量和工装设备名称、代号等。工序卡片。用于指导工人进行生产更为具体工艺文件，在大批量生产关键零件关键工序才使用。（1）简图可按百分比缩小，用尽可能少投影视图表示。简图也能够只画出和加工部位相关局部视图，除加工面、定位面夹紧面、关键轮廓面，其它线条可省略，以必需、明了为度。（2）被加工表面用粗实线（或红线）表示，其它均用细实线。应标明本工序工序尺寸，公差及粗糙度要求。（3）定位、夹紧表面应以要求符号标明。工艺文件详见附件机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片第四章 指定工序工装设计4.1 机床夹具设计基础要求1.确保工件加工精度专用夹具应有合理定位方案，标注适宜尺寸、公差和技术要求，并进行必需精度分析，确保夹具能满足工件加工精度要求。2.提升生产效率应依据工件生产批量大小设计不一样复杂程度高效夹具，以缩短辅助时间，提升生产效率。3.工艺性好 专用夹具结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专用夹具制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配确保时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置合适调整间隙，采取可修磨垫片等。4.使用性好专用夹具操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必需时可设置排屑结构。5.经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应依据生产纲领对夹具方案进行必需经济分析，以提升夹具在生产中经济效益。4.2 专用夹具设计步骤1.明确设计任务和搜集设计资料夹具设计第一步是在已知生产纲领前提下，研究被加工零件零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容关键是了解工件结构特点、材料；确定本工序加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用机床、刀具、量具等。其次是依据设计任务搜集相关资料，如机床技术参数，夹具零部件国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可搜集部分同类夹具设计图样，并了解该厂工装制造水平，以供参考。2.拟订夹具结构方案和绘制夹具草图1） 确定工件定位方案，设计定位装置。2） 确定工件夹紧方案，设计夹紧装置。3） 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。4） 确定夹具和机床连接方法，设计连接元件及安装基面。5） 确定和设计其它装置及元件结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。6） 确定夹具体结构形式及夹具在机床上安装方法。7） 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。3.进行必需分析计算工件加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置夹具，需计算夹紧力。当有多个夹具方案时，可进行经济分析，选择经济效益较高方案。4.审查方案和改善设计夹具草图画出后，应征求相关人员意见，并送相关部门审查，然后依据依据她们意见对夹具方案作深入修改。5.绘制夹具装配总图夹具总装配图应按国家制图标准绘制。绘图百分比尽可能采取11。主视图按夹具面对操作者方向绘制。总图应把夹具工作原理、个种装置结构及其相互关系表示清楚。夹具装配图绘制方法以下：1）用双点划线将工件外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图适宜位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上线条。2）依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。3）标注必需尺寸、公差和技术要求。4）编制夹具明细表及标题栏。6.绘制夹具零件图夹具中非标准零件均要画零件图，并按夹具总图要求，确定零件尺寸、公差及技术要求。4.3激光开应力槽工装设计4.3.1 应力槽设计应力槽开位置应该是在和螺钉中心孔成90方向上，距离螺钉座面30mm地方。应力槽关键有机械加工和激光加工两种加工方法,应力槽形状关键也有两种：一个是利用机械加工方法加工出来“V”型槽，另一个是利用激光加工出来矩形槽（图4.1）。图4.1 两种方法加工应力槽中国常见裂解槽加工方法有机械拉削、线切割，而美国RA YCON 、德国AL FIN G 和MAUSER 等企业采取水刀和激光加工。利用机械加工“V”型槽，因为C70S6BY材料屈服强度较低，硬度较高，在加工过程中其刀具轻易磨损，刀尖会变钝、变