连杆加工工艺

任务7连杆零件加工1、教学目标最终目标：会连杆零件的加工。促成目标：1、能分析连杆零件的结构工艺性；2、会拟定连杆零件的加工工艺路线3、会合理选择夹紧着力点；3、牢记安全文明生产规范要求。2、工作任务按拟定工艺完成图9所示连杆类零件加工。图7-1连杆3、相关实践知识连杆是活塞式发动机的重要零件，其大头孔和曲轴连接，小头孔通过活塞销和活塞连接，将作用于活塞的气体膨胀压力传给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆承受的是高交变载荷，气体的压力在杆身内产生很大的压缩应力和纵向弯曲应力，由活塞和连杆重量引趄的。惯性力，使连杆承受拉应力。所以连杆承受的是冲击性质的动载荷。因此要求连杆重量轻、强度要好3.1选择机床和工件安装方式连杆加工的加工表面为大小头孔，两端面，连杆盖与连杆体的接合面和螺栓等。次要表面为油孔、锁口槽、供作工工艺基准的工艺凸台等。还有称重去重、检验、清洗和去毛刺等工序。连杆的加工工序多，采用多种加工方法，主要有：磨削，钻削，拉削，镗削等。各种加零件名称：连杆材料：45，40cr生产纲领：大批。工刀具前面已有介绍，这里不再重复。下面，我们主要介绍加工中所采用的机床。3.1.1连杆加工中所采用的机床连杆加工中，主要采用了以下几种机床，分别是：双轴立式平面磨床、立式六轴钻床、立式内拉床，双面卧式组合铣床，双面卧式钻孔组合机床，金刚镗床。其中双轴立式平面磨床的型号是：M77；立式六轴钻床的型号是：Z2；立式内拉床的型号是：L51；立式外拉床的型号是：L71；双面卧式组合铣床的型号是：双面卧式钻孔组合机床：金刚镗床的型号是：T70有关机床代码的编号规则如下：符号意义：“○”为大写的汉语拼音字母；“□”为阿拉伯数字；“（）”无内容时可不表示，若有内容，则不带括号；“◎”为大写的汉语拼音字母、或阿拉伯数字、或两者兼而有之。（1）类别代号机床的类别分为十二大类，分别用汉语拼音的第一个字母大写表示，位于型号的首位，表示各类机床的名称。各类机床代号见表7-1。（2）特性代号特性代号是表示机床所具有的特殊性能，用大写汉语拼音字母表示，位于类别代号之后。特性代号分为通用特性代号、结构特性代号。1）通用特性代号当某类机床除有普通型外，还具有某些通用待性时，可用表2-2所列代号表示。例如：“CK”表示数控机床；“MBG”表示半自动高精度磨床。类型代号特性代号组别系别代号主参数第二参数重大改进顺序号其他特征代号表7-1类别代号若某类型机床没有普通型，虽具有某种通用特性但不表示出来。例如：“C1107”表示单轴纵切自动车床，最大车削直径7mm；“CM1107”表示精密单轴纵切自动车床（Z不表示出来）。2）结构特性代号为区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用结构特性代号表示。结构特性代号也用拼音字母大写，但无统一规定。注意不要使用通用特性的代号来表示结构特性。3）组别、系别代号用二位阿拉伯数字表示某类机床具体产品名称．位于类代号或特性代号之后。每类机床按其结构性能及使用范围划分若干个系，同一系机床的基本结构和布局型式相同。机床的类、组划分详见配套教材表。4）主参数机床主参数表示机床规格的大小，用主参数折算值（即主参数×折算系数，通常折算系数为1／10或1／100）或实际值表示，一般用二位阿拉伯数字表示，位于组别、系别代号之后。5）第二主参数第二主参数一般指主轴数、最大跨距、最大工件长度、工作台面长度等。第二主参数也用折算值表示，位于型号主参数代号之后，并用“×”分开，读作“乘”。6）重大改进顺序号当机床的结构和性能有重大改进和提高，并而按新产品重新设计、试制和鉴定时，可按A、B、C……汉语拼音字母的顺序选用，加在型号的尾部，以示区别于原机床型号。7）其他特性代号如同一型号机床的变型代号，是其他特性代号中常用的一种。某些机床根据不同的加工需要，在基本型号机床的基础上，仅改变机床的部分性能结构时．则在基型机床型号之后加1、2、3……变型代号，表示在机床型号的尾部，并用“／”分开，读作“之”，以区别于原机床型号。3.1.2工件的安装连杆的安装通常采用组合定位，一般是采用内孔，底面与凸台侧面进行定位。如图7-2所示。3.2拟定加工工艺（2课时）图7-1为一连杆零件，工件材料为表7-2特性代号图7-2连杆夹具45，生产纲领为大批生产。3.2.1分析连杆的结构和技术要求（1）结构连杆是较细长的变截面非圆形杆件，其杆身截面从大头到小头逐步变小，以适应在工作中承受的急剧变化的动载荷。连杆是由连杆大头、杆身和连杆小头三部分组成，连杆大头是分开的，一半与杆身为一体，一半为连杆盖，连杆盖用螺栓和螺母与曲轴主轴颈装配在一起。为了减少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。为方便加工连杆，可以在连杆的大头侧面或小头侧面设置工艺凸台或工艺侧面。（2）连杆的主要技术要求技术要求项目具体要求或数值满足的主要性能大、小头孔精度尺寸公差IT6级，圆度、柱度0.004～0.006保证与轴瓦的良好配合两孔中心距±0.03~0.05气缸的压缩比两孔轴线在同一个平面内在连杆轴线平面内：0.02~0.04：100在垂直连杆轴线平面内：0.04~0.06：100减少气缸壁和曲轴颈磨损大孔两端对轴线的垂直度0.1:100减少曲轴颈边缘磨损两螺孔子（定位孔）的位置精度在两个垂直方向上的平行度：0.02~0.04/100对结合面的垂直度：0.1~0.3/100保证正常承载和轴颈与轴瓦的良好配合同一组内的重量差±2%保证运转平稳（3）连杆的工艺特点：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。由于加工面小，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的问题，故连杆两端面的精磨不需要在装配后进行，可在螺栓孔加工之前。螺栓孔、轴瓦对端面的位置精度可由加工精度直接保证，而不会受精磨加工精度的影响。2)连杆小头两端面由斜面和一段窄平面组成。这种楔形结构的设计可增大其承压面积，以提高活塞的强度和刚性。在加工方面，与一般连杆相比，增加了斜面加工和小头孔两斜面上倒角工序；用提高零件定位及压头导向精度来避免衬套压偏现象的发生，但却增加了压衬套工序加工的难度。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、锯齿形和带止口的。从使用性能上看，重复定位精度高，在拧紧螺钉时，可自动滑移消除止口间隙。从工艺性上看，定位可靠，连杆成品经拆装后大头孔径圆度变化小。由于连杆由多面组成且结构复杂，精度要求较高，所以加工难度增大；结合面和螺孔不垂直，呈72°角，螺栓孔只好在切断工序后、拉结合面工序前加工。螺栓孔和结合面分别先后加工，为达到互换性装配要求，加工精度相应提高。3.2.2明确毛坯状况连杆材料一般采用45钢或40Cr、45Mn2等优质钢或合金钢，近年来也有采用球墨铸铁的。钢制连杆都用模锻制造毛坯。连杆毛坯的锻造工艺有两种方案：将连杆体和盖分开锻造；连杆体和盖整体锻造。整体锻造或分开锻造的选择决定于锻造设备的能力，显然整体锻造需要有大的锻造设备。3.2.3拟定工艺路线；连杆的尺寸精度、形状精度和位置精度的要求都很高，但刚度又较差，容易产生变形。连杆的主要加工表面为大小头孔、两端面、连杆盖与连杆体的接合面和螺栓等。次要表面为油孔、锁口槽、供作工艺基准的工艺凸台等。还有称重去重、检验、清洗和去毛刺等工序。（1）加工阶段的划分和加工顺序的安排连杆本身的刚度比较低，在外力作用下容易变形；连杆是模锻件，孔的加工余量较大，切削加工时易产生残余应力。因此，在安排工艺过程时，应把各主要表面的粗、精加工工序分开。这样，粗加工产生的变形就可以在半精加工中得到修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中得到修正，最后达到零件的技术要求，同时在工序安排上先加工定位基准。连杆工艺过程可分为以下三个阶段。１）粗加工阶段粗加工阶段也是连杆体和盖合并前的加工阶段：主要是基准面的加工，包括辅助基准面加工；准备连杆体及盖合并所进行的加工，如两者对口面的铣、磨等。２）半精加工阶段半精加工阶段也是连杆体和盖合并后的加工，如精磨两平面，半精楼大头孔及孔口倒角等。总之，是为精加工大、小头孔作准备的阶段。３）精加工阶段精加工阶段主要是最终保证连杆主要表面——大、小头孔全部达到图纸要求的阶段，如珩磨大头孔、精镗小头轴承孔等。（2）定位及夹紧1）粗基准的选择粗基准的正确选择和初定位夹具的合理设计是加工工艺中至关重要的问题。在拉连杆大小头侧定位面时，采用连杆的基准端面及小头毛坯外圆三点和大头毛坯外圆二点粗基准定位方式。这样保证了大小头孔和盖上各加工面加工余量均匀，保证了连杆大头称重去重均匀，保证了零件总成最终形状及位置。图7-3为加工两端面粗基准定位夹紧，图7-4为加工连杆大、小头定位基准面粗基准定位夹紧。2）精加工基准采用了无间隙定位方法，在产品设计出定位基准面。在连杆杆和总成的加工中(见图7-5)，采用杆端面、小头顶面和侧面、大头侧面的加工定位方式；在螺栓孔至止口斜结合面加工工序的连杆盖加工中(见图7-6)，采用了以其端面、螺栓两座面、一螺栓座面的侧面的加工定位方法。这种重复定位精度高且稳定可靠的定位、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的各道工序。由于定位基准统一，使各工序中定位点的大小及位置也保持相同。这些都为稳定工艺、保证加工精度提供了良好的条件。图7-3加工两端面粗基准定位夹紧图7-4加工连杆大小头定位基准面粗基准定位夹紧图7-5连杆杆和总成加工定位示意图位夹紧图7-6连杆盖加工定位示意（3）连杆加工的工艺流程连杆的加工顺序大致如下：粗磨上下端面——钻、拉小头孔——拉侧面——切开——拉半圆孔、接合面、螺栓孔——配对加工螺栓孔——装成合件——精加工合件——大小头孔光整加工一去重分组、检验。还有另一种常用的工艺流程是：拉大小头两端面——粗磨大小头两端面→拉连杆大小头侧定位面→拉连杆盖两端面及杆两端面倒角→拉小头两斜面→粗拉螺栓座面，拉配对打字面、去重凸台面及盖定位侧面→粗镗杆身下半圆、倒角及小头孔→粗镗杆身上半圆、小头孔及大小头孔倒角→清洗零件→零件探伤、退磁→精铣螺栓座面及圆弧→铣断杆、盖→小头孔两斜端面上倒角→精磨连杆杆身两端面→加工螺栓孔→拉杆、盖结合面及倒角→去配对杆盖毛刺→清洗配对杆盖→检测配对杆盖结合面精度→人工装配→扭紧螺栓→打印杆盖配对标记号→粗镗大头孔及两侧倒角→半精镗大头孔及精镗小头衬套底孔→检查大头孔及精镗小头衬套底孔精度→压入小头孔衬套→称重去重→精镗大头孔、小头衬套孔→清洗→最终检查→成品防锈。3.2.4选择设备工装双轴立式平面磨床的型号是：M7740立式六轴钻床的型号是：Z232；立式内拉床的型号是：L5120；立式外拉床的型号是：L5110；金刚镗床的型号是：T70323.2.5填写工艺卡片如表7-3所示表7-3加工工艺卡3.3阶梯轴加工实践教师按工艺卡工艺示范后，学生分组完成加工任务。4、相关理论知识4.1夹紧力着点的选择；夹紧力的作用点：夹紧件与工件接触的面积（1）（1）夹紧力应落在支承元件的支承面内，（2）（2）夹紧力作用点应落在刚性好的部位上。（3）（3）夹紧力作用点应仅可能传近被加工表面，减少翻转力矩，4.2多工位加工机床与夹具组合机床是由通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工序、多面、多工位同时加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削等精加工工序。与一般机床相比，组合机床具有加工效率高，自动化程度高，通用化程度高，加工质量稳定，设计制造周期短，价格便宜，改装方便等一系列的优点。（1）回转输送：通过工作台的回转分度，将装在工作台上的工件顺次送往各工位进行加工。动力部件可以立式、卧式或倾斜式安装。用于各种复杂形状的孔及面。通常只从一个方向进行。通常设有单独的上下料的工位。如图7-10图7-7夹紧力的作用点图7-8夹紧力的作用点图7-9