连杆螺钉课程设计

连杆螺钉课程设计一、零件图的分析（一）、零件的作用连杆螺钉是柴油机中的重要零件之一。其主要用来紧固连杆大头和连杆盖，在柴油机工作时，连杆螺钉承受着活塞组的往复惯性力和连杆组的旋转惯性力，这样的功能决定了它既是传力构件，又是运动件，这就要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。因此，不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力，须综合材料选用、结构设计、热处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性。（二）、零件图样分析1）连杆螺钉定位部分φ340016.0mm的表面粗糙度值为Ra0.8μm，圆度公差为0.008mm，圆柱度公差为0.008mm。2）螺纹M30×2的精度为6g，表面粗糙度值为Ra3.2μm。3）螺纹头部支撑面，即靠近φ30mm杆径一端，对φ340016.0mm轴心线垂直度公差为0.015mm。4）连杆螺钉螺纹部分与定位基准φ340016.0mm轴心线的同轴度公差为φ0.04mm。5）连杆螺钉体承受交变载荷作用，不允许材料有裂纹，夹渣等影响螺纹及整体强度的缺陷存在，因此，对每一根螺钉都要进行梯粉探伤检验。6）调质处理28~32HRC。二、工艺规程设计（一）、工艺分析1）连杆螺钉在整个连杆组件中是非常重要的零件，其承受交变载荷作用，易产生疲劳断裂，所以本身要有较高的强度，在结构上，各变径的地方均以圆角过渡，以减少应力集中。在定位尺寸φ340016.0mm两边均为φ30mm尺寸，主要是为了装配方便。在φ45mm圆柱头部分铣一平面（尺寸42mm），是为了防止在拧紧螺钉时转动。2）毛坯材料为40Cr锻件，根据加工数量的不同，可以采用自由锻或模锻，锻造后要进行正火。锻造的目的是为了改善材料的性能。下料尺寸为φ60mm×125mm，是为了保证有一定的锻造比，以防止金属烧损，并保证有足够的毛坯用料量。3）图样要求的调质处理应安排在粗加工后进行，为了保证调质变形后的加工余量，粗加工时就留有3mm的加工余量。4）连杆螺钉上不允许留有中心孔，在锻造时就留下工艺留量，两边留有φ25mm×7.5mm工艺凸台，中心孔钻在凸台上，中心孔为A2.5。5）M30×2-6g螺纹的加工，不宜采用板牙套螺纹的方法（因为这种方法达不到精度要求）。应采用螺纹车刀，车削螺纹。6）热处理时，要注意连杆螺钉的码放、不允许交叉放置，以减小连杆螺钉的变形。7）为保证连杆螺钉头部支撑面（即靠近φ30mm杆径一端）对连杆螺钉轴心线的垂直度要求，在磨削φ340016.0mm外圆时，一定要用砂轮靠端面的方法，加工出支撑面来，磨削前应先修整砂轮，保证砂轮的圆角及垂直度。8)对连杆螺钉头部支撑面(即靠近φ30mm杆径一端)对中心线垂直度的检验，可采用专用检具配合涂色法检查图2-5。专用检具与连杆螺钉φ340016.0mm相配的孔径应按工作实际公差分段配作。检验时将连杆螺钉支撑面涂色后与专用工具端面进行对研，当连杆螺钉头部支撑面与检具端面的接触面在90%以上时为合格。图2-5连杆螺钉垂直度检具技术要求1、φ34mm尺寸分为三个尺寸段，φ34013.0005.0mm、φ34005.0010.0mm、φ34010.0025.0mm2、热处理56~62HRC。3、材料GCr15。9）连杆螺钉M30×2-6g螺纹部分对φ340016.0mm定位直径的同轴度的检验，可采用专用检具图2-6和标准V形块配合进行。技术要求1、调质处理28~32HRC。2、材料40Cr。专用检具特点是采用1:100的锥度螺纹套。要求螺纹套的外径与内螺纹中心线的同轴度公差在零件同轴度误差1/2范围内，以消除中径加工的误差。检查方法是先将连杆螺钉与锥度螺纹套旋合在一起，以连杆螺钉φ340016.0mm为定位基准，放在V形块上(V形块放在标准平板上)，然后转动连杆螺钉，同时用百分表检测锥度螺纹套外径的跳动量，其百分表读数为误差值(图2-7)。图2-7连杆螺钉同轴度检验方法（二）、制定工艺路线连杆螺钉的加工工艺路线一般是先进行外形的加工，再进行孔、槽等加工。连杆的加工包括各侧面和端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，其加工可按下面工艺路线进行。又因为此零件要求批量生产，所以工序安排要求较集中以提高生产率。除此之外，还应该考虑经济成果，以便使生产成本尽量下降。1、工艺路线方案一：工序一：下料，棒料尺寸为φ60mm×125mm工序二：锻造，自由锻造成形，锻件尺寸：连杆螺钉头部为φ52mm×27mm部为φ41m×183mm，零件总长为210mm（留有工艺余量）工序三：正火处理工序四：调质处理28~32HRC工序五：划毛坏两端中心孔线，照顾各部分加工余量工序六：钻两端中心孔A2.5，也可以在车床上加工工序七：粗车，夹φ37mm外圆，车另一端毛坯外圆φ52mm至φ48mm工序八：粗车，以φ52mm×27mm定位夹紧（毛坯尺寸），顶尖顶紧另一端中心孔，以毛坯外圆找正，将毛坯外圆φ41mm车至φ37mm，长度185mm工序九：精车，修研两中心孔。夹紧φ48mm（工艺过程尺寸），顶紧别一端中心孔，车工艺凸台（中心孔处）外圆尺寸至φ25mm，长7.5mm，车φ37mm外圆至φ35mm，长178.5mm工序十：精车，夹φ35mm(垫上铜皮)，车工艺凸台（中心孔部分）φ25mm×7.5mm，尺寸φ48mm车至图样尺寸φ45mm，倒角1×45°工序十一：精车，以两中心孔定位，卡环夹紧φ45mm外圆，按图样车连杆螺钉各部尺寸至图样要求，其中φ340016.0mm处留磨量0.5mm，保证连杆螺钉头部φ45mm长15.1mm总长190mm，螺纹一端长出部分车至φ25mm，车螺纹部分至φ3025.015.0mm工序十二：以两中心孔定位装夹，磨φ34.5mm尺寸至图样要求φ340016.0mm，同时磨削φ45mm右端面，保证尺寸15mm工序十三：夹紧φ340016.0mm外圆（垫上铜皮），并以外圆找正，车螺纹M30-6g，倒角1×45°工序十四：用V形块或组合夹具装夹工作，铣φ45mm处42mm尺寸为（42±0.1mm）工序十五：用专用钻模或组合夹具装夹工件，钻2×φ6mm孔（以（42±0.1）mm尺寸定位）工序十六：用V形块或组合夹具装夹工作，铣螺纹一端中心孔工艺凸台，与螺纹端面平齐即可。注意不可碰伤螺纹部分工序十七：用V形块或组合夹具装夹工作，铣另一端工艺凸台，与φ45mm端面平齐即可。注意不可碰伤倒角部分工序十八：按图样要求检验各部，并进行磁粉探伤检查工序十九：涂防锈油、包装入库2、工艺路线方案二：工序一：下料，棒料尺寸为φ60mm×125mm工序二：锻造，自由锻造成形，锻件尺寸：连杆螺钉头部为φ52mm×27mm，杆部分为φ41m×183mm，零件总长为210mm（留有工艺余量）工序三：正火处理工序四：划毛坏两端中心孔线，照顾各部分加工余量工序五：钻两端中心孔A2.5，也可以在车床上加工工序六：粗车，以φ52mm×27mm定位夹紧（毛坯尺寸），顶尖顶紧另一端中心孔，以毛坯外圆找正，将毛坯外圆φ41mm车至φ37mm，长度185mm工序七：粗车，夹φ37mm外圆，车另一端毛坯外圆φ52mm至φ48mm工序八：调质处理28~32HRC工序九：精车，修研两中心孔。夹紧φ48mm（工艺过程尺寸），顶紧别一端中心孔，车工艺凸台（中心孔处）外圆尺寸至φ25mm，长7.5mm，车φ37mm外圆至φ35mm，长178.5mm工序十：精车，夹φ35mm(垫上铜皮)，车工艺凸台（中心孔部分）φ25mm×7.5m，尺寸φ48mm车至图样尺寸φ45mm，倒角1×45°工序十一：精车，以两中心孔定位，卡环夹紧φ45mm外圆，按图样车连杆螺钉各部尺寸至图样要求，其中φ340016.0mm处留磨量0.5mm，保证连杆螺钉头部φ45mm长15.1mm总长190mm，螺纹一端长出部分车至φ25mm，车螺纹部分至φ3025.015.0mm工序十二：精车，夹紧φ34.5mm外圆（垫上铜皮），并以外圆找正，车螺纹M30-6g，倒角1×45°工序十三：以两中心孔定位装夹，磨φ34.5mm尺寸至图样要求φ340016.0mm，同时磨削φ45mm右端面，保证尺寸15mm工序十四：用V形块或组合夹具装夹工作，铣螺纹一端中心孔工艺凸台，与螺纹端面平齐即可。注意不可碰伤螺纹部分工序十五：用V形块或组合夹具装夹工作，铣另一端工艺凸台，与φ45mm端面平齐即可。注意不可碰伤倒角部分工序十六：用V形块或组合夹具装夹工作，铣φ45mm处42mm尺寸为（42±0.1mm）（为以下工序中用）工序十七：用专用钻模或组合夹具装夹工件，钻2×φ6mm孔（以（42±0.1）mm尺寸定位）工序十八：按图样要求检验各部，并进行磁粉探伤检查工序十九：涂防锈油、包装入库3、工艺方案的比较与分析：方案一是先进行调质处理再进行毛坯尺寸加工，加工过程中先进行粗车，再根据尺寸要求将定位尺寸进行磨削。接着进行其它尺寸的处理，最后加工时先进行铣φ45mm处的42mm尺寸（42±0.1mm）以及钻2×φ6mm孔，之后再铣两端的工艺凸台，最后检验，入库。这种做法，本想先进行定位尺寸的加工，以使之后的尺寸加工更加准确，但这样会导致之后的加工使磨削变得毫无意义，粗糙度更无法保证。而且，在进行凸台处理与平面铣削和钻孔加工时，其顺序有些不太合理。方案二则与方案一有所区别，是先进行毛坯尺寸加工再进行调质处理，其次在粗精车时，先车出工艺凸台，通过中心孔的定位，按图样车连杆螺钉各部尺寸至图样要求（其中φ34mm处留磨量0.5mm），接着夹紧φ34.5mm外圆，车图示螺纹及倒角，之后再进行φ34.5mm外圆和φ45mm右端面的磨削。最后加工时先铣削两端的工艺凸台，之后再进行铣φ45mm处的42mm尺寸（42±0.1mm）以及2×φ6mm钻孔，最后检验，入库。从以上两种工艺加工路线分析中可知：工艺路线方案二比较好。因为它更清晰具体地说明了该工件的加工所需步骤路线，它的加工路线更为精确，加工顺序更为精细合理，能够更好地达到所要求的加工标准。因此，最后确定的加工路线为方案二，即如下表2—3的加工工艺过程卡：表2-3连杆螺钉机械加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容工艺装备1下料棒料φ60mm×125mm锯床2锻造自由锻造成形，锻件尺寸：连杆螺钉头部为φ52mm×27mm，杆部为φ41mm×183mm，零件总长为210mm（留有工艺余量）锻3热处理正火处理热4划线划毛坏两端中心孔线，照顾各部分加工余量5钻钻两端中心孔A2.5，也可以在车床上加工C6206粗车以φ52mm×27mm定位夹紧（毛坯尺寸），顶尖顶紧另一端中心孔，以毛坯外圆找正，将毛坯外圆φ41mm车至φ37mm，长度185mmC6207粗车夹φ37mm外圆，车另一端毛坯外圆φ52mm至φ48mmC6208热处理调质处理28~32HRC热9精车修研两中心孔。夹紧φ48mm（工艺过程尺寸），顶紧别一端中心孔，车工艺凸台（中心孔处）外圆尺寸至φ25mm，长7.5mm，车φ37mm外圆至φ35mm，长178.5mmC62010精车夹φ35mm(垫上铜皮)，车工艺凸台（中心孔部分）φ25mm×7.5mm，尺寸φ48mm车至图样尺寸φ45mm，倒角1×45°。C62011精车以两中心孔定位，卡环夹紧φ45mm外圆，按图样车连杆螺钉各部尺寸至图样要求，其中φ340016.0mm处留磨量0.5mm，保证连杆螺钉头部φ45mm长15.1mm总长190mm，螺纹一端长出部分车至C620φ25mm，车螺纹部分至φ3025.015.0mm12精车夹紧φ34.5mm外圆（垫上铜皮），并以外圆找正，车螺纹M30-6g，倒角1×45°。C620、环规13磨以两中心孔定位装夹，磨φ34.5mm尺寸至图样要求φ340016.0mm，同时磨削φ45mm右端面，保证尺寸15mm磨床M142014铣用V形块或组合夹具装夹工作，铣螺纹一端中心孔工艺凸台，与螺纹端面平齐即可。注意不可碰伤螺纹部分X62W、专用工装或组合夹具15铣用V形块或组合夹具装夹工作，铣另一端工艺凸台，与φ45mm端面