1、<p><b>　　1前 言</b></p><p>　　跨入二十一世紀(jì)，加入世界貿(mào)易組織，當(dāng)前的中國(guó)作為一個(gè)社會(huì)持續(xù)進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)的楷模，隨時(shí)迎接著世人或挑剔，或羨慕的眼光。我們和祖國(guó)一起站在新世紀(jì)的起點(diǎn)，面對(duì)著迎面而來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，除了要不斷豐富自己的知識(shí)和才干，更要看清當(dāng)前世界發(fā)展的形勢(shì)。國(guó)家經(jīng)濟(jì)政治要強(qiáng)大，必須有強(qiáng)有力的重工業(yè)作為支撐。于是，振興東北老工業(yè)基地便成了

2、一個(gè)擺在我們眼前的鮮明目標(biāo)。</p><p>　　我只是一個(gè)普通的學(xué)生，還沒有任何實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，要說馬上就能夠運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)做什么高深的研究設(shè)計(jì)是不可能的，但是我想這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的重點(diǎn)不是看我這次設(shè)計(jì)的高瞻遠(yuǎn)矚性，因?yàn)楫吘棺约航?jīng)驗(yàn)以及知識(shí)非常有限，做出來的結(jié)果不可能盡善盡美；重點(diǎn)是要我們學(xué)會(huì)利用校內(nèi)的大量資源和所能接觸到的書籍、媒體，更系統(tǒng)地掌握學(xué)習(xí)和研究問題的方法，利用畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)鍛煉自己分析問題與解決問題

3、的能力，了解工作的大致程序，也能初步積累工程技術(shù)人員需要必備的經(jīng)驗(yàn)，以便為日后離開校園的學(xué)習(xí)和工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而以我們現(xiàn)在的程度需要付出更多的努力才能真正成為一名機(jī)械領(lǐng)域的有用之才。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月，主要完成的任務(wù)有：在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上，制定出合理的柴油機(jī)連桿加工工藝；選擇其中一道工序——銑螺栓座面，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)；進(jìn)行說明書的編寫工作。在工序編排的過程中，充分考慮多方面影響因素、結(jié)合中

4、國(guó)機(jī)械行業(yè)現(xiàn)行的技術(shù)及裝備條件；在夾具設(shè)計(jì)過程中使用了當(dāng)前普遍使用的AutoCAD。</p><p>　　中國(guó)現(xiàn)在處于飛速發(fā)展和向世界市場(chǎng)全面進(jìn)軍的階段，需要國(guó)人都能以飽滿的熱情投入到自己的崗位中去。二十一世紀(jì)這個(gè)知識(shí)時(shí)代，各個(gè)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，歸根結(jié)蒂是經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)。一個(gè)國(guó)家只要綜合國(guó)力強(qiáng)大，則其他事業(yè)也隨之繁榮，因?yàn)檎问菫榻?jīng)濟(jì)服務(wù)，只要經(jīng)濟(jì)真正繁榮，那么國(guó)家也就能真正找到適合我國(guó)國(guó)情的政治方略。而通過歷史

5、可以清晰看到，每當(dāng)一個(gè)朝代經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的時(shí)候，那么這時(shí)也是文化走向繁榮的轉(zhuǎn)唳點(diǎn)。總之，衷心希望中國(guó)的機(jī)械行業(yè)能蒸蒸日上，引領(lǐng)世界的機(jī)械事業(yè)共同前進(jìn)。</p><p><b>　　2緒論 概述</b></p><p>　　2.1柴油機(jī)發(fā)展概況</p><p>　　從18世紀(jì)末19世紀(jì)初的工業(yè)革命的一團(tuán)蒸汽發(fā)展為至今的柴油機(jī)，可謂歷程坎坷，浸有數(shù)

6、代科學(xué)家及工程師的心血，而至今仍在發(fā)展中。</p><p>　　工業(yè)革命是以蒸汽機(jī)的發(fā)明為標(biāo)志的，因?yàn)樗侨祟惞I(yè)發(fā)展的一個(gè)里程碑，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力來源的質(zhì)的飛躍。蒸汽機(jī)時(shí)代，設(shè)置鍋爐，將燃料置于其內(nèi)燃燒以產(chǎn)生蒸汽，再將蒸汽導(dǎo)入蒸汽機(jī)中作機(jī)械功。這種設(shè)計(jì)，因?yàn)橛绣仩t的存在，所以整個(gè)裝置體積龐大，燃料效率低。人們就試想將燃料直接加入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部而進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換——這就產(chǎn)生了內(nèi)燃機(jī)。</p><p>　

7、　內(nèi)燃機(jī)，是在機(jī)器內(nèi)部進(jìn)行燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)，相對(duì)于外部燃燒的蒸汽機(jī)來說，而稱為內(nèi)燃機(jī)。1878年，鄂圖（Otto）［1］繼承前人成果，成功研制了以煤氣為燃料、電火花點(diǎn)燃的四沖程內(nèi)燃機(jī)——成為發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程的里程碑。不久，有人提出利用氣缸內(nèi)壓縮空氣的高溫度，去點(diǎn)燃噴射而入的燃料——壓燃式內(nèi)燃機(jī)。</p><p>　　柴油機(jī)的發(fā)明者是德國(guó)工程師魯?shù)婪?#183;迪塞爾［2］，他于1897年左右首先制成了柴油機(jī)，即向氣缸內(nèi)

8、充入空氣，并將其壓縮到溫度高于燃料的自燃點(diǎn)，隨后將燃料噴入汽缸內(nèi)自燃并推動(dòng)活塞做功。目前，柴油機(jī)的發(fā)展日趨完善，由于它的熱效率高、適應(yīng)性好、功率范圍廣，已廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸及國(guó)防各個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)代工程機(jī)械也多以柴油機(jī)為動(dòng)力源。因此，柴油機(jī)工業(yè)的發(fā)展，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)都具有十分重要的意義。</p><p>　　1926年，瑞士的阿爾弗雷德·約·貝西設(shè)計(jì)了利用廢氣能量來壓縮進(jìn)氣的廢氣渦輪

9、增壓器，并用于柴油機(jī)。增壓柴油機(jī)的功率大幅度增加，其經(jīng)濟(jì)性也大大提高。目前，增壓已成為柴油機(jī)的重要發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　20世紀(jì)70年代初，由于石油危機(jī)導(dǎo)致原油價(jià)格成倍增長(zhǎng)，引起對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的重視。為了減少內(nèi)燃機(jī)對(duì)日益短缺的石油基燃料的依賴，各國(guó)正在加緊進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)代用燃料的研究工作，以逐步減少汽油和柴油的用量。</p><p>　　目前，柴油機(jī)正朝著提高單機(jī)功率，降低油耗、

10、污染和噪聲以及提高工作可靠性和延長(zhǎng)使用壽命的方向不斷發(fā)展。</p><p>　　本次課題研究的CA4-98柴油機(jī)屬于載重汽車用柴油機(jī)的一種，這類柴油機(jī)的設(shè)計(jì)方面，下列趨向值得注意。</p><p>　　1．采用V型結(jié)構(gòu) 由于在中汽車噸位的日益增大和車速的普遍提高，載重汽車用柴油機(jī)的功率也不斷增加，從而發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)就增多。一般六缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)均為直列式，也是這類柴油機(jī)的主要形式。由于V型結(jié)構(gòu)

11、綜合了尺寸小和平衡好的優(yōu)點(diǎn)，六缸以上的柴油機(jī)多采用V型。</p><p><b>　　2．提高轉(zhuǎn)速 </b></p><p>　　3．采用廢氣渦輪低增壓 多數(shù)汽車用柴油機(jī)采用低增壓，發(fā)動(dòng)機(jī)不需要在結(jié)構(gòu)上做大的改變，就可以得到增壓和非增壓兩種機(jī)型，使用相同的曲軸傳動(dòng)系統(tǒng)，而不致影響非增壓機(jī)型的摩擦損失和燃油消耗率，因此，采用低增壓是簡(jiǎn)化柴油機(jī)系列的一個(gè)良好途徑。&l

12、t;/p><p>　　4．廢氣凈化和降低噪聲 柴油機(jī)排氣中的有害成分有氮氧化物NOx、未燃碳?xì)浠衔颒C、一氧化碳CO、二氧化硫SO2和碳煙等。由于降低NOx比降低其他有害氣體更為昆南，因此，當(dāng)前廢氣凈化的主攻方向是降低NOx。目前，降低NOx的方法有推遲噴油定時(shí)、改變?nèi)紵绞?、采用廢氣再循環(huán)法、改變進(jìn)氣條件、使用還原催化劑等。隨著柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的提高和升功率的增大，噪聲也相應(yīng)加大了。發(fā)動(dòng)機(jī)的總的噪聲輻射與發(fā)動(dòng)機(jī)零部件

13、的噪聲傳送性能及發(fā)動(dòng)機(jī)外表面的設(shè)計(jì)有關(guān)。因此，噪聲的輻射可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的設(shè)計(jì)而得到改善。</p><p>　　四沖程柴油機(jī)工作原理</p><p><b>　　柴油機(jī)參數(shù)選擇</b></p><p>　　噴油壓力：10—15MPa</p><p>　　壓縮比：16---22</p><p>

14、　　壓縮終了空氣壓力：3.5—4.5MPa 發(fā)火后6---9MPa</p><p>　　溫度：750---1000K 發(fā)火后：2000---2500K </p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　柴油機(jī)是一種壓燃式的內(nèi)燃機(jī)，柴油燃料在氣缸中燃燒，從而產(chǎn)生高溫高壓的氣體，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)由曲軸對(duì)外做功

15、，從而完成燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、熱能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換。</p><p>　　圖1 氣缸及其附件簡(jiǎn)圖</p><p>　　Figure1 Cylinder and accessories</p><p>　　柴油機(jī)的燃油要經(jīng)過與空氣混合燃燒才能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｒ谷加腿紵?，有空氣僅僅是燃燒的條件之一，還必須使混合氣具有一定的溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞在缸內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)，將

16、空氣吸進(jìn)氣缸內(nèi)，此時(shí)空氣的溫度很低。活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，將空氣迅速壓縮，空氣的溫度和壓力都上升，并達(dá)到足夠使柴油燃燒的溫度。此時(shí)再將燃油以霧化狀態(tài)噴入，燃油立即在高溫高壓的空氣中燃燒。燃油燃燒后放出大量的熱能，使燃?xì)獾膲毫?、溫度急劇增高，在氣缸中膨脹，通過活塞推動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外做功。膨脹終了即活塞做功行程終了，活塞將作過功的廢氣排出。所有工作循環(huán)結(jié)束，發(fā)動(dòng)機(jī)做好準(zhǔn)備，以便新鮮空氣再次進(jìn)入。</p><p>　　綜上

17、所述，柴油機(jī)每作一次功，都必須經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、膨脹作功、排氣等四個(gè)過程，這四個(gè)過程稱為一個(gè)工作循環(huán)。循環(huán)不斷進(jìn)行，柴油機(jī)即能連續(xù)的工作。</p><p>　　在結(jié)構(gòu)上，柴油機(jī)工作循環(huán)中的進(jìn)氣、壓縮、膨脹作功和排氣等過程都是通過活塞、連桿、曲柄、配氣系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)等部件相互配合來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)</p><p>　　四行程汽油機(jī)的

18、每個(gè)工作循環(huán)均經(jīng)過如下四個(gè)行程，如圖2所示</p><p><b>　　1．進(jìn)氣行程</b></p><p>　　這一行程的任務(wù)是使氣缸充滿新鮮空氣，行程開始時(shí)，活塞由上止點(diǎn)往下移動(dòng)，進(jìn)氣門1打開，排氣門2關(guān)閉。由于活塞下行，氣缸容積增大，氣缸壓力降到大氣壓力以下，依靠氣缸內(nèi)外的壓差作用，新鮮空氣不斷地進(jìn)入氣缸。在進(jìn)氣過程的大部分時(shí)間里，氣缸的壓力低于大氣壓力，其值約

19、為80-95kPa（0.8-0.95kgf/cm2）。由于進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力，故進(jìn)氣終了時(shí)氣缸壓力略低于大氣壓，約為78-88kPa；新鮮空氣在進(jìn)氣過程中受氣缸壁和活塞頂?shù)雀邷丶募訜幔⑴c上一循環(huán)高溫殘余廢氣混合，所以進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體溫度約為320-340K。</p><p><b>　　2．壓縮行程</b></p><p>　　這一行程的任務(wù)是將進(jìn)氣行程吸入氣缸

20、中的新鮮空氣進(jìn)行壓縮以使之達(dá)到足夠的溫度和壓力，為柴油的燃燒創(chuàng)造條件。當(dāng)活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b時(shí)，進(jìn)氣門1關(guān)閉，空氣開始被壓縮。隨著活塞上行，氣缸容積不斷減小，空氣的壓力和溫度不斷升高，壓縮終了時(shí)，缸內(nèi)氣體壓力達(dá)到2940-4900kPa；溫度達(dá)到770-970K。</p><p><b>　　3．工作行程</b></p><p>　　當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)稍前，即壓縮過程后

21、期，柴油經(jīng)噴油器3以霧狀噴入氣缸，并與氣缸中高溫高壓的空氣混合形成可燃混合氣，由于此時(shí)空氣溫度超過了柴油的著火點(diǎn)，所以柴油在噴入的同時(shí)就自行著火迅速燃燒。此時(shí)進(jìn)、排氣門是關(guān)閉的，氣缸內(nèi)的壓力和溫度由于燃燒而急劇上升，最高壓力達(dá)到5880-8820kPa；最高溫度達(dá)到1770-2770K。在上止點(diǎn)后某一時(shí)刻（點(diǎn)d），燃燒基本結(jié)束。高溫高壓氣體膨脹，將活塞推向下止點(diǎn)，并通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功，從而實(shí)現(xiàn)了熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。隨著活塞下行，

22、氣缸內(nèi)容積不斷增大，氣體的溫度不斷降低，到e點(diǎn)，膨脹做功能結(jié)束，作功終了時(shí)，壓力降為290-390kPa，溫度降為1070-1170K。</p><p><b>　　4．排氣行程</b></p><p>　　這一行程的任務(wù)是將作過功的廢氣排出氣缸外。因?yàn)闅埩粼跉飧變?nèi)的廢氣是影響下一個(gè)工作循環(huán)充氣質(zhì)量的一個(gè)重要因素，所以廢氣排的越干凈越好。當(dāng)活塞越過下止點(diǎn)開始上行時(shí)，氣

23、缸壓力已降低，可以減少活塞上行時(shí)的背壓，活塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的廢氣在活塞的作用下排出氣缸。排氣終了時(shí)缸內(nèi)廢氣壓力仍高于大氣壓力，約為103-123kPa，溫度約為570-970K。</p><p>　　綜上所述，四沖程柴油機(jī)有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1）．一個(gè)工作循環(huán)是在曲軸回轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)內(nèi)完成。</p><p>　　2）．在曲軸回轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)過程中進(jìn)氣門、排氣

24、門和噴油器均只啟閉一次。</p><p>　　3）．每個(gè)循環(huán)中之有工作行程對(duì)外做功，其余三個(gè)行程都是為工作行程做準(zhǔn)備，都需要外界供給能量。</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　3.1柴油機(jī)參數(shù)說明</p><p>　　表1 CA4-98柴油機(jī)參數(shù)</p><p>

25、;　　Table1 CA4-98Diesel engine parameters</p><p>　　3.2柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用</p><p>　　曲柄連桿機(jī)構(gòu)是將往復(fù)活塞是內(nèi)燃機(jī)燃料的化學(xué)能通過燃燒放出熱能，在轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要結(jié)構(gòu)，它由活塞組、連桿組和飛輪組三個(gè)部分組成。其主要任務(wù)是通過這套機(jī)構(gòu)把活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)連桿的擺動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并對(duì)外作功；

26、同時(shí)，通過燃油燃燒時(shí)加在活塞頂上的燃?xì)饬?，?jīng)連桿傳給曲軸使曲軸獲得轉(zhuǎn)矩，對(duì)外輸出功率。</p><p>　　3.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件</p><p>　　內(nèi)燃機(jī)是一種熱力機(jī)械，在熱功轉(zhuǎn)換的過程中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)要受到很高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。</p><p>　　機(jī)械負(fù)荷主要是指作用在機(jī)構(gòu)上的燃?xì)饬?，以及由機(jī)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力，此外還有裝配時(shí)擰緊螺

27、栓等引起的裝配力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件間摩擦力。現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的最高燃燒壓力對(duì)自然吸氣的為5-9MPa，而增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可高達(dá)12-18MPa。工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一般是2000r/min左右，小型發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速則為4000-6000r/min，其慣性力的大小以幾乎與燃?xì)饬Σ幌嗌舷?。這些力直接作用于活塞、活塞檔、連桿、曲軸和軸承上。</p><p>　　熱負(fù)荷有兩個(gè)含意，一是曲柄連桿機(jī)構(gòu)中與高溫燃?xì)庵苯咏佑|的那些零件，如活塞頂部、第一

28、道活塞環(huán)等，由于零件溫度很高，造成材料強(qiáng)度、硬度下降，燒損，間隙破壞以及在高溫下潤(rùn)滑油變質(zhì)引起的零件磨損、膠結(jié)、密封破壞等；二是由于受熱零件（如活塞）形狀復(fù)雜和冷卻狀況的差異而造成溫差所引起的熱應(yīng)力，使零件破壞（如活塞熱烈等）。</p><p>　　3.4連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求</p><p>　　3.4.1連桿組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)連桿組通常由

29、連桿體、連桿大頭蓋、連桿螺栓（及螺母）、連桿大頭軸瓦等零件組成。如圖3所示</p><p>　　連桿組在工作中要把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并作用在活塞組上的力傳給曲軸，所以它要承受氣體壓力、活塞組往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力、連桿組自身擺動(dòng)產(chǎn)生的慣性力，連干大頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生慣性力，以及連桿螺栓擰緊連桿大頭蓋時(shí)的預(yù)緊力等。所以，連桿組是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中受力狀況最為復(fù)雜的一個(gè)組件。此外，連桿小頭襯套與活塞銷，連桿軸瓦與曲柄銷

30、所構(gòu)成的兩對(duì)軸承摩擦副，也是在極為嚴(yán)酷的條件下工作的。</p><p>　　由于連桿組受力情況復(fù)雜，所以要求它們具有足夠的強(qiáng)度和剛度，否則將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。</p><p>　　3.4.2連桿的技術(shù)要求</p><p><b>　　技術(shù)要求如下：</b></p><p>　　1、為使連桿大小頭運(yùn)動(dòng)副之間配合良好，大頭孔

31、尺寸公差取為IT5，表面粗糙度Ra不大于0.4μm；小頭孔尺寸取為IT6，表面粗糙度Ra不大于1.6μm。同時(shí)對(duì)他們的圓柱度亦相應(yīng)地規(guī)定了嚴(yán)格地要求。</p><p>　　2、大小頭孔的中心距影響到氣缸的壓縮比，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，因此兩孔中心尺寸公差等級(jí)應(yīng)不低于IT8。大小頭孔中心線在兩個(gè)相垂直的方向上的平行度誤差會(huì)使活塞在氣缸中傾斜，致缸壁磨損不均，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，同時(shí)也使曲軸的連桿軸頸磨損加劇。一般

32、規(guī)定兩孔軸線在連桿軸線平面內(nèi)的平行度公差不低于7級(jí)，在垂直于該平面內(nèi)的平行度公差不低于8級(jí)。</p><p>　　3、連桿大小頭兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度誤差過大，將加劇連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩端面的磨損，甚至引起燒傷，一般規(guī)定其垂直度公差等級(jí)不低于9級(jí)。</p><p>　　4、兩螺栓孔軸線對(duì)大頭接合面的垂直度為0.02/100mm，否則會(huì)使連桿螺栓受力情況惡化，以致體蓋結(jié)合不好

33、，軸瓦與曲軸軸頸產(chǎn)生不均勻磨損。</p><p>　　5、為保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對(duì)連桿小頭質(zhì)量和大頭質(zhì)量差別分別給予較嚴(yán)格規(guī)定：允差±1.5～3g。</p><p><b>　　具體如圖所示：</b></p><p>　　圖4 連桿毛坯圖-1</p><p>　　Figure4 Blank. Connecti

34、ng-1</p><p>　　圖5 連桿毛坯圖-2</p><p>　　Figure5 Blank. Connecting-2</p><p><b>　　圖6 局部放大圖</b></p><p>　　Figure6 Partial enlargement</p><p><b>　

35、　4 工藝路線的擬定</b></p><p>　　4.1 年產(chǎn)量和批量的確定</p><p>　　4.1.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)</p><p>　　生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)需要從產(chǎn)品（成品即柴油機(jī)）的生產(chǎn)綱領(lǐng)出發(fā)。這里柴油機(jī)的年生產(chǎn)量是5萬臺(tái)，由于柴油機(jī)為六缸，故連桿年生產(chǎn)量應(yīng)為5×4＝20萬件。</

36、p><p>　　計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)需用下式：N＝N×n×(1+α) ×(1+β) (公式1)</p><p>　　這里：N —— 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)</p><p>　　N —— 產(chǎn)品年生產(chǎn)綱領(lǐng)（5萬件）</p><p>　　n —— 每一產(chǎn)品中連桿數(shù)（4）</p><p&

37、gt;　　α —— 連桿備品率 （2％）</p><p>　　β —— 連桿平均廢品率 （2％）</p><p>　　所以 N＝5×4×1.02×1.02＝20.8萬件/年</p><p>　　月生產(chǎn)量＝年生產(chǎn)量÷12月＝20.8萬÷12月＝1.73萬件/月</p><p>　　日生產(chǎn)量（兩班

38、制）＝月生產(chǎn)量÷25.5天＝680件/天</p><p><b>　　4.1.2生產(chǎn)類型</b></p><p>　　機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)和類型取決于既定的產(chǎn)品類型及其年產(chǎn)量。根據(jù)車間所生產(chǎn)零件的重量，機(jī)械加工車間分為輕型、中型、重型和特重型四種。按產(chǎn)量，機(jī)械加工車間可分為單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn)、和大批大量生產(chǎn)四種性質(zhì)。</p><p>

39、;　　表2輕型（100Kg以下）零件的生產(chǎn)性質(zhì)</p><p>　　Table2 100Kg of light (under) produce properties</p><p>　　故4-98型連桿的生產(chǎn)類別為大批生產(chǎn)。</p><p>　　4.1.3平均流水節(jié)拍</p><p>　　根據(jù)我國(guó)情況，機(jī)械加工車間和裝配車間的工作制度按兩班制

40、來計(jì)算。全年工作日數(shù)，按306天計(jì)算（即全年日歷天數(shù)扣除星期天和例假日數(shù)）。工人年時(shí)基數(shù)，即工人全年實(shí)際工作時(shí)數(shù)，要從306天全部工時(shí)中扣除一定的缺勤時(shí)間。通常，工作工作時(shí)間損失率約以8％計(jì)算。下表（2.2）為設(shè)備、工作位置和工人的年時(shí)基數(shù)。</p><p>　　表3 連桿機(jī)械加工年時(shí)基數(shù)</p><p>　　Table3 In mechanical processing base of

41、 connecting rod</p><p><b>　　(公式2)</b></p><p>　　其中：η—損失系數(shù)</p><p>　　η—工作時(shí)間內(nèi)設(shè)備修理方面損失</p><p>　　η—工人缺勤和自然需要方面損失</p><p><b>　　η—清理設(shè)備時(shí)損失</b&g

42、t;</p><p>　　η—工人休息方面損失</p><p>　　4-98型連桿的平均流水節(jié)拍</p><p>　　4.1.4批量的確定及生產(chǎn)間隔期</p><p>　　在一個(gè)零件的總加工時(shí)間，及最長(zhǎng)工序時(shí)間確定的情況下，批量和生產(chǎn)間隔期越長(zhǎng)，生產(chǎn)率高，但是資金周轉(zhuǎn)慢，批量越大，生產(chǎn)間隔期短，資金周轉(zhuǎn)快，但是生產(chǎn)率低，所以要同時(shí)兼顧兩者。&

43、lt;/p><p><b>　　(公式3)</b></p><p>　　批量的確定，除了考慮生產(chǎn)間隔期外，還要考慮車間毛坯倉庫面積的限制，考慮毛坯貯存期。最小批量大于半個(gè)班，選批量為3000件。已知一個(gè)零件總的加工時(shí)間為17分（各道工序定額時(shí)間之和），最長(zhǎng)工序時(shí)間為鉆小頭孔工序。所以，</p><p><b>　　4.2毛坯的選擇<

44、/b></p><p>　　由于連桿在工作承受多向交變載荷作用，要求具有很高的強(qiáng)度和剛度，因此連桿材料一般都用高強(qiáng)度碳鋼或合金鋼（如35＃，45＃，40Cr等）并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理以改善切削性能，提高抗沖擊能力。考慮到本柴油機(jī)連桿為重要調(diào)質(zhì)件，故選用40Cr。</p><p><b>　　表4</b></p><p><b>　　Tab

45、le 4</b></p><p>　　選用40Cr的主要原因是，40Cr的強(qiáng)度比同樣含碳量的缸高20％～30％，同時(shí)具有良好的塑性和韌性。連桿的硬度要求為HB223～280，在同一副連桿上的硬度差應(yīng)不大于40個(gè)單位。金屬宏觀組織方面，其纖維方向應(yīng)沿著連桿中心線并與連桿外形相符，并且沒有漩渦狀和中斷現(xiàn)象。不允許有疏松、氣泡、分層、裂紋及夾灰。連桿的顯微組織應(yīng)有均勻的索氏體細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)，鐵素體只允許呈細(xì)小夾

46、雜狀存在。連桿的不加工表面應(yīng)光潔，不允許有飛刺、裂紋、結(jié)疤、分層及氧化皮等，經(jīng)過修正的痕跡則應(yīng)具有圓滑的過渡。連桿不允許用焊補(bǔ)的方法來修正缺陷。</p><p>　　大批大量生產(chǎn)鋼制連桿時(shí)多采用模鍛法制造毛坯。連桿毛坯形式有兩種：一種是體蓋分開鍛造，另一種是體蓋鍛成一體。整體鍛造的毛坯，需在以后的機(jī)械加工中將其切開。為保證切開后粗鏜孔余量均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對(duì)于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛

47、造設(shè)備動(dòng)力大，金屬纖維被切斷等問題。但由于該方式具有原材料損耗少、鍛造工時(shí)少、模具少、管理方式等優(yōu)點(diǎn)，故得以廣泛應(yīng)用。本工藝亦采用該方式鍛造毛坯。</p><p>　　連桿鍛件必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等全面檢查，方能進(jìn)入機(jī)械加工生產(chǎn)線。</p><p>　　4.3定位基準(zhǔn)的分析</p><p>　　4.3.1連桿加工工藝特點(diǎn)及分析</p>

48、;<p>　　連桿作為柴油機(jī)重要組件之一，在與曲軸配合的同時(shí)帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)燃油的壓燃。其形狀復(fù)雜，不宜定位和夾緊；剛度差，易變形；另外它也是發(fā)動(dòng)機(jī)精密部件之一，尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求都很高，加工精度不易保證。因此在工藝過程中必須注意以下幾個(gè)問題：</p><p>　　1．盡量減少毛坯的加工余量，從而降低切削力對(duì)工件的變形影響。</p><p

49、>　　2．與缸體、曲軸等零件相比，連桿每車件數(shù)要多好幾倍，故生產(chǎn)節(jié)拍短，需采用許多高生產(chǎn)率設(shè)備來滿足要求。</p><p>　　3．連桿本身剛性較差，在外力作用下易變形，從而影響加工精度。</p><p>　　故必須正確確定夾緊力大小、方向及著力點(diǎn)。夾緊力應(yīng)盡量作用在連桿大小頭孔端面上并垂直于端面。盡量避免直接作用于桿身上，如需將夾緊力作用于桿身時(shí)，應(yīng)使夾緊力作用于剛性好的那個(gè)方向上

50、，即連桿水平方向上，并采用雙向浮動(dòng)夾緊。</p><p>　　4．毛坯雖經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，仍會(huì)存在殘余內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于整體模鍛件而言，毛坯在加工中尚須將體蓋切開，體蓋裝配成連桿總成后還要繼續(xù)加工，由于內(nèi)應(yīng)力重新分布而產(chǎn)生的變形不可忽視。為消除或減小內(nèi)應(yīng)力變形對(duì)連桿加工的影響，重要表面應(yīng)進(jìn)行多次加工，在粗、精加工之間穿插一些其他工序，使內(nèi)應(yīng)力有充足時(shí)間進(jìn)行重新分布，促使變形及早發(fā)生，以便及早修正，保證最終達(dá)到連桿的各項(xiàng)技術(shù)要

51、求。</p><p>　　5．由于連桿主要表面的尺寸精度、形狀精度及表面粗糙度要求都很高，因此就需要采用許多高精度機(jī)床及工裝來為其服務(wù)。</p><p>　　6．探傷和去毛刺技術(shù)須妥善解決。探傷應(yīng)貫穿與整個(gè)加工過程始末，去毛刺是為了便于裝配和維持必要的配合精度。</p><p>　　4.3.2連桿機(jī)械加工定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　由

52、以上分析可知連桿的形狀復(fù)雜、剛度較差，因此加工過程中刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系及位置關(guān)系十分重要，因此對(duì)于加工過程中工件的定位基準(zhǔn)的選擇就決定著工件最后的加工效果。連桿的加工面主要有大小頭及其兩端面；桿體與大頭蓋結(jié)合面；螺栓定位孔等。分析如下：</p><p><b>　　1． 基準(zhǔn)選擇原則</b></p><p>　　1） 粗基準(zhǔn)選用原則</p><

53、;p>　　A 保證零件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度；</p><p>　　B 合理分配加工余量；</p><p><b>　　C 便于裝夾；</b></p><p>　　D 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用。</p><p>　　2） 精基準(zhǔn)選用原則</p><p>　　A 基準(zhǔn)重合原則—

54、—盡可能使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)重合；</p><p>　　B 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則——盡可能選擇同一精基準(zhǔn)加工工件盡可能多的表面；</p><p>　　C 互為基準(zhǔn)原則——兩個(gè)位置精度要求較高的表面互為基準(zhǔn)；</p><p>　　D 自為基準(zhǔn)原則——對(duì)加工余量小而均勻的表面以加工面自身為基準(zhǔn)。</p><p><b>　　2. 具體分析<

55、;/b></p><p><b>　　1） 粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　在柴油機(jī)連桿的機(jī)械加工中，選擇連桿毛坯鍛件的分型面為粗基準(zhǔn)對(duì)首道工序連桿兩端面進(jìn)行粗加工時(shí)，所以選取毛坯分型面為粗基準(zhǔn)，是為了保證兩端面的平行度，同時(shí)也滿足粗基準(zhǔn)合理分配加工余量的選用原則。</p><p><b>　　2） 精基準(zhǔn)的選擇<

56、;/b></p><p>　　由于連桿兩端面的加工是第一道工序，兩端面加工完畢即確定了連桿后序機(jī)械加工的一個(gè)精基準(zhǔn)。而連桿的第二個(gè)端面是以第一個(gè)端面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位加工的，這樣，兩個(gè)端面的平行精度就能得到良好的保證，而連桿上的大部分加工表面都與連桿端面有相對(duì)的形狀、位置精度要求。因此，選擇連桿的端面為統(tǒng)一基準(zhǔn)時(shí)的一個(gè)精基準(zhǔn)。</p><p>　　加工好小頭孔和連桿定位面以后，分別與連桿

57、的端面、小頭孔、定位面為第一、第二、第三基準(zhǔn)為以后的工序定位，成為連桿機(jī)械加工的統(tǒng)一基準(zhǔn)，對(duì)各工序進(jìn)行定位。</p><p>　　4.4工藝路線的擬定</p><p>　　4.4.1工藝路線的分析</p><p>　　1） 機(jī)加工工序的安排原則</p><p><b>　　1 先基準(zhǔn)后其它</b></p>

58、<p><b>　　2 先粗后精</b></p><p><b>　　3 先面后孔</b></p><p><b>　　4 先主后次</b></p><p>　　2） 擬定的最終工藝路線（方案一）</p><p><b>　　零 鍛造&

59、lt;/b></p><p>　　一 毛坯檢查</p><p>　　二 熱處理</p><p><b>　　三 拋丸</b></p><p>　　四 磁力探傷</p><p>　　五 粗銑兩端面</p><p>　　六

60、 鉆鏜小頭孔</p><p>　　七 小頭孔倒角</p><p>　　八 粗磨兩端面</p><p><b>　　九 退磁</b></p><p>　　十 硬度檢測(cè)</p><p><b>　　十一 車定位</b><

61、;/p><p>　　十二 一次粗鏜大頭孔上半圓</p><p>　　十三 一次粗鏜大頭孔下半圓</p><p>　　十四 二次粗鏜大頭孔上半圓</p><p>　　十五 二次粗鏜大頭孔下半圓</p><p>　　十六 去鏜半圓飛刺</p><p>　　十七 銑小端

62、油孔面</p><p>　　十八 粗銑蓋螺栓面</p><p>　　十九 體蓋打字</p><p>　　二十 精銑蓋螺栓面</p><p><b>　　二十一 體蓋銑開</b></p><p><b>　　二十二 磨分開面</b></p>

63、<p>　　二十三 銑體蓋螺栓座面</p><p>　　二十四 鉆體蓋螺栓孔、定位孔</p><p>　　二十五 鏜鉸體蓋定位孔</p><p>　　二十六 精鏜體蓋定位孔</p><p>　　二十七 螺栓孔倒角</p><p><b>　　二十八 一次清洗</b></

64、p><p><b>　　二十九 體蓋組立</b></p><p>　　三十 精磨兩端面</p><p>　　三十一 半精鏜大頭孔</p><p>　　三十二 大頭孔兩端倒角</p><p>　　三十三 半精鏜大小頭孔</p><p>　　三十四 精鏜大小頭孔&l

65、t;/p><p>　　三十五 小頭孔襯套壓入</p><p>　　三十六 鉆油孔、倒角</p><p>　　三十七 銑小頭斜面</p><p>　　三十八 襯套孔倒角</p><p><b>　　三十九 去飛刺</b></p><p>　　四十 珩磨大頭孔<

66、;/p><p><b>　　四十一 鏜襯套孔</b></p><p><b>　　四十二 二次清洗</b></p><p><b>　　四十三 綜合檢測(cè)</b></p><p>　　四十四 重量分組/打字</p><p><b>　　四十五

67、 體蓋卸開</b></p><p>　　四十六 銑體蓋止推槽</p><p><b>　　四十七 去毛刺</b></p><p><b>　　四十八 最終清洗</b></p><p><b>　　四十九 終檢</b></p><p>

68、;　　3） 擬定的最終工藝路線（方案二）</p><p><b>　　零 鍛造</b></p><p>　　一 毛坯檢查</p><p>　　二 熱處理</p><p><b>　　三 拋丸</b></p><p>　　四 磁

69、力探傷</p><p>　　五 粗銑兩端面</p><p>　　六 粗磨兩端面</p><p>　　七 鉆鏜小頭孔</p><p>　　八 小頭孔倒角</p><p><b>　　九 退磁</b></p><p>　　十

70、 硬度檢測(cè)</p><p><b>　　十一 車定位</b></p><p>　　十二 一次粗鏜大頭孔上半圓</p><p>　　十三 一次粗鏜大頭孔下半圓</p><p>　　十四 二次粗鏜大頭孔上半圓</p><p>　　十五 二次粗鏜大頭孔下半圓</

71、p><p>　　十六 去鏜半圓飛刺</p><p>　　十七 銑小端油孔面</p><p>　　十八 粗銑蓋螺栓面</p><p>　　十九 體蓋打字</p><p>　　二十 精銑蓋螺栓面</p><p><b>　　二十一 體蓋銑開</b>&

72、lt;/p><p><b>　　二十二 磨分開面</b></p><p>　　二十三 銑體螺栓座面</p><p>　　二十四 鉆體蓋螺栓孔、定位孔</p><p>　　二十五 擴(kuò)鉸體蓋定位孔</p><p>　　二十六 鏜鉸體蓋定位孔</p><p>　　二十七

73、精鏜體蓋定位孔</p><p>　　二十八 螺栓孔倒角</p><p><b>　　二十九 一次清洗</b></p><p>　　三十 體蓋組立</p><p>　　三十一 精磨兩端面</p><p>　　三十二 半精鏜大頭孔</p><p>　　三十三 大

74、頭孔兩端倒角</p><p>　　三十四 半精鏜大小頭孔</p><p>　　三十五 精鏜大小頭孔</p><p>　　三十六 小頭孔襯套壓入</p><p>　　三十七 鉆油孔、倒角</p><p>　　三十八 銑小頭斜面</p><p>　　三十九 襯套孔倒角</p>

75、<p><b>　　四十 去飛刺</b></p><p>　　四十一 珩磨大頭孔</p><p><b>　　四十二 鏜襯套孔</b></p><p><b>　　四十三 二次清洗</b></p><p><b>　　四十四 綜合檢測(cè)<

76、;/b></p><p>　　四十五 重量分組/打字</p><p><b>　　四十六 體蓋卸開</b></p><p>　　四十七 銑體蓋止推槽</p><p><b>　　四十八 去毛刺</b></p><p><b>　　四十九 最終清洗&l

77、t;/b></p><p><b>　　五十 終檢</b></p><p>　　4） 方案比較（方案二）</p><p>　　下面列舉方案二與方案一的不同之處，并分析最終選取一的原因：</p><p><b>　　六 粗磨兩端面</b></p><p>　　分析：

78、本工序是將方案一中第八工序提到前面。優(yōu)點(diǎn)是：縮短了生產(chǎn)節(jié)拍，加工工序集中。缺點(diǎn)是：忽略了實(shí)效處理，又可能導(dǎo)致加工表面失去原有精度。另外，采用先磨端面后鉆小頭孔的順序，會(huì)使后續(xù)的鉆小頭孔一序產(chǎn)生的毛刺殘留在已加工的端面表面，從而導(dǎo)致了后面以系列定位的偏差。影響整個(gè)連桿的加工精度。而把磨兩端面一序放到鉆鏜小頭孔工序后面，則可避免上述問題的產(chǎn)生，使往后的加工工序得到精確的定位。</p><p>　　由比較來看，選擇了方

79、案一的安排。</p><p>　　二十三 銑體螺栓座面</p><p>　　分析：本工序與方案一的區(qū)別是取消了對(duì)蓋螺栓座面的再次精銑。優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)化了加工步驟；缺點(diǎn)是：連桿體蓋分開后分開面又經(jīng)過磨削作用，無法保證蓋螺栓座面與分開面的精度要求。</p><p>　　二十五 擴(kuò)鉸體蓋定位孔</p><p>　　分析：優(yōu)點(diǎn)：工序集中。缺點(diǎn)：鉆、擴(kuò)、鉸

80、孔雖然是孔加工的順序方法，但擴(kuò)、鉸孔的步驟均無法糾正鉆孔留下的尺寸形狀誤差。惟有鏜孔可以糾正誤差，保證尺寸形狀精度要求。使下一序精鏜定位孔的加工余量均勻。</p><p>　　綜上所述，最后確定方案一為最終方案。</p><p>　　從上面可以看出，以先基準(zhǔn)后其他的工序安排原則，首先加工出連桿的第一基準(zhǔn)——連桿端面；然后加工第二基準(zhǔn)——連桿小頭孔；再次是連桿加工的第三基準(zhǔn)——連桿定位面。而

81、當(dāng)這些重要的定位面加工完畢后，連桿的后序加工便以它們作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，對(duì)連桿進(jìn)行定位。</p><p>　　連桿的最終工序安排中先將連桿的端面加工完畢，然后按照連桿加工面的重要程度對(duì)連桿的各孔進(jìn)行加工。縱觀連桿加工工藝安排，符合了機(jī)械加工工序安排的原則。</p><p>　　5）熱處理工序及表面處理工序的安排</p><p>　　為了改善工件材料切削性能，安排熱處理工序

82、。</p><p>　　1. 鍛造加工后，安排調(diào)質(zhì)處理，作用是使工件具有良好的綜合機(jī)械性能。</p><p>　　2. 粗加工前安排拋丸處理，目的是使金屬內(nèi)部的空氣和孔隙變小，增加剛度和強(qiáng)度。</p><p>　　3. 在鏜孔粗加工工序后，以及加工終了后，要安排去處表面飛刺，以保證工件的后續(xù)加工精度和總體質(zhì)量。</p><p><b&g

83、t;　　6）其它工序的安排</b></p><p>　　1 為了保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需要在以下場(chǎng)合安排檢驗(yàn)：</p><p>　　A 加工前安排毛坯檢驗(yàn)</p><p>　　B 端面粗加工完畢后，安排硬度檢測(cè)</p><p>　　C 最終工序銑止推槽前，安排綜合檢測(cè)</p><p>　　

84、D 連桿全部加工完畢后，安排最終檢測(cè)</p><p>　　2 為防止毛坯件有缺陷造成產(chǎn)品報(bào)廢，工件加工前需進(jìn)行毛坯檢查和磁力探傷。</p><p>　　3 使用磁力吸盤進(jìn)行定位后，安排退磁</p><p>　　4 在體蓋重新組合加工和最終檢測(cè)前應(yīng)安排清洗。</p><p>　　7）典型工序加工方法說明</p><p

85、><b>　　1 銑削</b></p><p><b>　　連桿兩端面的銑削</b></p><p>　　連桿兩端面作為連桿后續(xù)加工中的基準(zhǔn)面，要首先進(jìn)行加工。然后以其為基準(zhǔn)加工其他重要表面。</p><p>　　在大量生產(chǎn)中，連桿兩端面的加工一般是在圓臺(tái)銑床上進(jìn)行。采用端面銑刀，實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給。切削力很大，所以對(duì)機(jī)

86、床系統(tǒng)的剛度要求很高。連桿的剛度不高，所以為了減少金屬內(nèi)應(yīng)力和切削力造成的扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形，在選擇基準(zhǔn)面時(shí)應(yīng)當(dāng)以鍛造中心線為基準(zhǔn)。以后的精加工應(yīng)該遵從互為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行。如下圖所示。</p><p>　　圖7 連桿端面加工簡(jiǎn)圖</p><p>　　Figure7 Connecting rod surface processing</p><p>　　連桿體蓋螺栓

87、座面的銑削</p><p>　　連桿的加工過程分成了前后三個(gè)階段。分別是毛坯的整體加工、體蓋切開后的分體加工和體蓋重新組立后的整體加工。</p><p>　　由于連桿螺栓孔相對(duì)兩端面，大小頭孔中心線都有位置精度要求，而連桿螺栓是否能正直的把緊又與螺栓座面的精度息息相關(guān)。</p><p>　　加工時(shí)，連桿蓋螺栓座面與體螺栓座面是分別加工的。其中連桿蓋螺栓座面加工了三次

88、，體螺栓座面只加工一次。由于連桿體蓋進(jìn)行分開時(shí)，需要連桿蓋螺栓座面作為定位基準(zhǔn)，所以，在此之前，連桿蓋螺栓座面就需經(jīng)過粗、精兩次銑削加工。</p><p>　　連桿蓋螺栓座面的加工一般在萬能升降臺(tái)銑床上進(jìn)行。使用Ym052可轉(zhuǎn)位兩面刃銑刀進(jìn)行銑削加工。當(dāng)連桿體蓋分開后，由于分開面分開時(shí)的加工誤差和接下來對(duì)其進(jìn)行的磨削加工造成的誤差。所以在加工連桿體螺栓座面時(shí)，其配對(duì)連桿蓋螺栓座面也應(yīng)該一起加工。</p>

89、;<p>　　C. 連桿體蓋的銑削分開</p><p>　　連桿的銑削分開是在臥式切斷專用機(jī)床上，使用鋸片銑刀進(jìn)行加工的。加工時(shí)分別以連桿端面作為第一基準(zhǔn)，小頭孔作為第二基準(zhǔn)，定位面作為第三基準(zhǔn)。</p><p><b>　　2 磨削</b></p><p>　　在連桿的加工過程中，需要磨削的表面并不多，但精度要求都比較高。首

90、先是連桿兩端面粗加工后需要對(duì)其進(jìn)行磨削。其主要目的是提高連桿兩端面表面粗糙度，以便以后工序的精確定位。由于連桿兩端面的粗加工進(jìn)給量很大，加工后表面粗糙度極低，而連桿兩端面又是后續(xù)加工時(shí)的重要精基準(zhǔn)之一，所以為了保證后續(xù)加工的精確定位，需要對(duì)連桿兩端面進(jìn)行磨削加工。表面粗糙度達(dá)到Ra3.2。</p><p>　　其次是在連桿體蓋分開后，要對(duì)銑開的體蓋分開面進(jìn)行磨削加工。連桿在分體加工連桿體蓋定位孔、螺栓孔時(shí)，體蓋的

91、分開面便成了定位夾緊時(shí)的重要基準(zhǔn)平面，因此，要求其有比較好的表面精度。加工后表面粗糙度達(dá)到Ra1.6。</p><p>　　在連桿體蓋中心組立加工時(shí)，需要再一次對(duì)連桿的兩端面進(jìn)行磨削加工。一方面是由于第一次的磨削加工只要求表面粗糙度達(dá)到Ra3.2，距離零件實(shí)際要求的粗糙度還有一段差距，需要進(jìn)一步精加工；另一方面，由于連桿經(jīng)歷了體蓋分開的分體加工過程，雖然體蓋仍然是嚴(yán)格的按照成組加工的方法進(jìn)行加工，但難免在加工和組

92、立時(shí)產(chǎn)生偏差，使精度走失。所以，體改組立以后要立即對(duì)連桿的兩端面進(jìn)行磨削加工，加工后要求表面粗糙度達(dá)到Ra0.8。</p><p>　　最后一個(gè)重要的磨削表面是大頭孔的珩磨。由于連桿大頭孔是與柴油機(jī)曲軸相配合的孔，是整個(gè)連桿上最重要的加工表面，精度要求非常高。加工次數(shù)也最多。所以，在最后要對(duì)其進(jìn)行自定位珩磨以提高精度和光潔度。</p><p>　　3 連桿上孔的加工</p>

93、<p>　　作為柴油機(jī)動(dòng)力部分的主要零件，連桿上需要加工的孔并不算多，只由連桿的大、小頭孔以及定位孔、螺栓孔，但其加工程序和加工工藝卻并不簡(jiǎn)單。連桿大小頭孔的加工主要是通過鏜孔實(shí)現(xiàn)，但由于連桿小頭孔毛坯件很多時(shí)候?yàn)殄懺烀た?，所以在鏜孔之前，一般安排一道鉆通小頭孔的工序加以輔助加工。大頭孔前后共經(jīng)歷5次不同程度的鏜孔加工。小頭孔經(jīng)過4次鏜孔加工。連桿定位孔、螺栓孔的加工相對(duì)簡(jiǎn)單，但其中定位孔也是經(jīng)過多次鉆、鏜孔加工才最終達(dá)到精

94、度要求。</p><p>　　4.5工藝卡片的填寫</p><p>　　在擬定工藝路線時(shí)，必須同時(shí)確定各工序所采用的機(jī)床，刀具，輔助設(shè)備及工藝裝備，切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設(shè)計(jì)。機(jī)床和工裝的選擇應(yīng)盡量做到合理，經(jīng)濟(jì)，使之與被加工零件的生產(chǎn)類型，加工精度和零件的形狀尺寸相適應(yīng)。</p><p>　　4.5.1機(jī)床的選擇</p><p>　

95、　1 機(jī)床的加工規(guī)格范圍應(yīng)與零件的外部形狀，尺寸相適應(yīng)。</p><p>　　2 機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)</p><p>　　3 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)盡量選用生產(chǎn)率高的專用機(jī)床，組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床。</p><p>　　4 機(jī)床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有條件相適應(yīng)。做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用，并盡量做到設(shè)備負(fù)荷平衡。&l

96、t;/p><p>　　連桿的尺寸雖然不大，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，又是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力機(jī)構(gòu)的重要組件，加工精度較高，因此在加工中部分設(shè)備使用數(shù)控機(jī)床。連桿屬于批量生產(chǎn)，流水作業(yè) ，但自動(dòng)化程度不高，所以，一部分工序也采用了通用機(jī)床和專用機(jī)床。</p><p>　　4.5.2刀具的選擇</p><p>　　刀具的選擇也包括刀具的類型，構(gòu)造和材料的選擇，主要應(yīng)根據(jù)加工方法、工序應(yīng)達(dá)到的加

97、工精度、粗糙度、工件的材料形狀、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等因素加以考慮，原則上盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)采用各種高生產(chǎn)率的專用刀具。</p><p>　　本工藝中車、銑工序都采用YT類硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金石制造高速切削刀具的主要材料，其硬度高、耐磨性和耐熱性好，具有一定的使用強(qiáng)度。缺點(diǎn)是韌性差，性脆，但是這些缺點(diǎn)，可以通過刃磨合理的幾何參數(shù)來彌補(bǔ)。所以，目前硬質(zhì)合金是一種應(yīng)用廣泛的刀具材料。主要有YT5、YT15、YT30

98、，隨著數(shù)字的增大，TiC的含量增大，TiC越多，韌性越差，但耐熱性與耐磨性提高。所以在粗加工的時(shí)候用YT5，半精加工的時(shí)候用YT15，精加工的時(shí)候用YT30。</p><p>　　所以由粗加工、半精加工、精加工的工藝安排順序考慮，我們分別選用YT30、YT15、YT5的刀具。他們的耐磨性增加、切速增加、進(jìn)給量降低。</p><p>　　本工藝磨削時(shí)采用磨具—砂輪，它的性能主要取決于磨料、結(jié)

99、合劑、粒度、硬度、組織及砂輪的形狀和尺寸。</p><p>　　4.5.3夾具的選擇</p><p>　　正確設(shè)計(jì)和使用夾具，對(duì)保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍既減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有重要意義。同時(shí)，使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問題等。具體情況見后面的夾具設(shè)計(jì)部分。</p><p>　　4.5.4刀具尺寸的確定</

100、p><p>　　加工面的尺寸作為確定刀具的形狀大小，和計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間的前提十分重要。加工面的長(zhǎng)度和切入超出用來計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間，加工面的直徑和寬度，用來選擇刀具。這里，我們把沿刀具進(jìn)給的方向規(guī)定為長(zhǎng)度，而把垂直于刀具進(jìn)給的方向規(guī)定為寬度。對(duì)于加工件為圓面時(shí)，寬度和長(zhǎng)度相等。</p><p>　　例如：如圖8可知：由寬度決定刀具的直徑大于工件的直徑，便于刀具一次行程完成全部銑削。由長(zhǎng)度和加工時(shí)的切入超

101、出長(zhǎng)度相加求和得到的計(jì)算長(zhǎng)度來計(jì)算機(jī)動(dòng)時(shí)間。 </p><p>　　對(duì)于其它工序如車、磨工件外圓表面時(shí)，直徑為被加工面加工前的尺寸，長(zhǎng)度為沿工件進(jìn)給方向的尺寸。</p><p>　　切入超出的具體情況的規(guī)定在后面的“機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算”中在詳細(xì)進(jìn)行討論。</p><p>　　4.5.5毛坯余量及加工余量的確定</p><p>

102、;<b>　　1.毛坯余量的確定</b></p><p>　　機(jī)械加工中毛坯尺寸與其零件尺寸之差稱為毛坯余量，加工余量的大小取決于各加工過程中各個(gè)工序應(yīng)切除的金屬層的總和，以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸間的偏差值。</p><p>　　總余量取決于完成各個(gè)工步的條件，如安裝零件的精確度和工具的特性等。但是，其中的值，即第一個(gè)粗切削工步的加工余量還取決于毛坯需要加工處的表

103、面層狀況，因?yàn)楸砻鎸悠矫娑炔顒e較大，有時(shí)甚至?xí)邢喈?dāng)大的表面凹陷。</p><p>　　此外，表面的金屬層往往不同與表皮內(nèi)部的金屬，在鍛件表面層有氧化層和脫碳層，由此可知，表面層是有缺陷的，它的特點(diǎn)是，有較高的硬度。如果刀具的刀刃切在表面層，將使刀具加速磨損。</p><p>　　曲軸屬于復(fù)雜軸類零件，生產(chǎn)批量性質(zhì)屬于大批生產(chǎn)，故為了提高毛坯質(zhì)量及生產(chǎn)效率，我們采用模鍛的方法。查表可知：&

104、lt;/p><p><b>　　表5毛坯余量</b></p><p>　　Table5 Blank allowance</p><p><b>　　2.加工余量的確定</b></p><p>　　完成某一道工序所需切除的材料層的厚度稱為工序余量。從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程中所切除的材料層厚度稱為總余量，

105、加工余量的確定通常有三種方法：</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法：這是工藝人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。所有加工余量一般偏大。</p><p>　　查表修正法：以生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究的資料制成的表格為依據(jù)，應(yīng)用時(shí)再結(jié)合加工實(shí)際情況進(jìn)行修正。</p><p>　　分析計(jì)算法：根據(jù)一定的試驗(yàn)資料和計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，這樣確定的余量比較經(jīng)濟(jì)合理，因受切削條件的改變和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不全所限，應(yīng)

106、用較少。</p><p><b>　　經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法舉例：</b></p><p>　　根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)今的生產(chǎn)綱領(lǐng)和工藝安排，確定加工余量，以連桿加工的粗銑兩端面為例，此道工序?yàn)榇旨庸?，精度要求又不高，根?jù)以往經(jīng)驗(yàn)，切削用量可較其他工序大，因此，加工余量定為3mm。</p><p><b>　　查表法舉例:</b><

107、/p><p><b>　　車削加工</b></p><p>　　表6車削加工加工余量</p><p>　　Table6 Turning machining allowance</p><p><b>　　磨削加工</b></p><p>　　表7磨削加工加工余量</p>

108、;<p>　　Table7 Grinding machining allowance</p><p>　　根據(jù)連桿加工的精度要求，結(jié)合上表，分別以車定位面和磨連桿兩端面為例，確定加工余量，分別為0.9mm和3.5mm。</p><p>　　4.5.6切削用量的確定</p><p>　　正確的選用切削用量對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高切削效率和經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用

109、，其基本原則是：首先選擇一個(gè)盡可能大的切深,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f，最后，在刀具耐用度和機(jī)床功率允許條件下選擇一個(gè)合理的切削速度v。</p><p>　　1．切深的選擇。應(yīng)根據(jù)工件的加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。粗加工時(shí)，除留下半精加工、精加工的余量之后的余量來確定的量，往往采用逐漸減小的方法逐步提高加工精度和表層質(zhì)量。對(duì)于加工外圓，是指半徑余量。</p><p>　　2．進(jìn)給量f的確

110、定。在粗加工時(shí)，f的選擇主要考慮工藝系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度。工藝系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度好時(shí)，f可大一些：反之，f就要小一點(diǎn)。</p><p>　　3．切速v的選擇。V主要根據(jù)工件材料和刀具性質(zhì)來確定。在和f都確定的情況下，所選切速應(yīng)有合理的刀具耐用度。尤其車端面時(shí)，切速是一個(gè)變值，其最大值應(yīng)比車外圓時(shí)適當(dāng)提高。</p><p>　　切削用量的選擇也有查表法、計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法三種，下面將這三種方法一一列舉：&

111、lt;/p><p>　　A 計(jì)算法舉例（第一道工序：粗銑兩端面）：</p><p>　　根據(jù)前面的加工余量的分析，粗加工是去除半精加工和精加工的加工余量，本工序的加工余量=3，工件材料為40Cr；刀具：直徑為315，齒數(shù)z=40，材料30CrMnSiNiA，每齒進(jìn)給量為0.1，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=7.81mm/r，ae=96。</p><p>　　查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)

112、》P1113 表14-47</p><p><b>　　表8</b></p><p><b>　　Table 8</b></p><p>　　其中，T—刀具耐用度（分）</p><p><b>　　—切深（mm）</b></p><p>　　f—進(jìn)給量（

113、mm/r）</p><p><b>　　表9刀具耐用度T</b></p><p>　　Table 9 Cutter</p><p>　　帶入公式，算得v=496.3m/min</p><p>　　v確定了之后，就可以通過公式確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n，然后就可以進(jìn)行機(jī)床的選擇和設(shè)計(jì)。但是，這里應(yīng)該注意到的一點(diǎn)是，對(duì)于專用機(jī)床而言

114、，n計(jì)算確定后就直接可以實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于通用機(jī)床則不能把求出的n直接實(shí)現(xiàn)出來，而需要進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)算，看是否在通用機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)內(nèi)。如果達(dá)不到計(jì)算出來的理論數(shù)值，就要選擇鄰近的n來代替，從而在反推出其它切削用量的值。</p><p>　　該道工序是專用機(jī)床，帶入公式算得n=501.5</p><p>　　B 查表法舉例：（第十七道工序：銑小端油孔面）</p><p>

115、;　　《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》查表14-71</p><p><b>　　表10 進(jìn)給量</b></p><p>　　Table 10 Feeding </p><p><b>　　切深 =2</b></p><p>　　刀盤直徑 d=120</p><p>　　

116、進(jìn)給量 f=0.9</p><p>　　切速 v=261.1</p><p>　　C 經(jīng)驗(yàn)法(第三十六道工序，鉆連桿小頭油孔，參考一汽大柴工藝)</p><p>　　刀具麻花鉆，進(jìn)給量f=0.1，機(jī)床轉(zhuǎn)速n=800，每分進(jìn)給量為80mm,切入與超出為2，所以計(jì)算尺寸為12，速度是20m/min。</p><p>　　4.5.7有效

117、功率的計(jì)算</p><p>　　A 計(jì)算法仍以第一道工序?yàn)槔?lt;/p><p><b>　　功率的計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　(公式4)</b></p><p>　　參數(shù)同前，帶入公式計(jì)算得P=8.0KW</p><p><b>　　B 查表法：

118、</b></p><p><b>　　(公式5)</b></p><p>　　其中—機(jī)床的傳動(dòng)效率,本工藝全部取為80%。</p><p><b>　　—切削有效功率</b></p><p><b>　　—機(jī)床電機(jī)功率</b></p><p>

119、;　　4.5.8零件加工時(shí)間的計(jì)算</p><p>　　單件工時(shí)定額有下列部分組成：</p><p><b>　　(公式6)</b></p><p><b>　　(公式7)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—基本時(shí)