連桿蓋的機械加工工藝探討范文

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《流體傳動與控制》2017年第4期

摘要：隨著現在社會經濟的發展，汽車成了人類不可或缺的一代步工具，汽車是由一個個或大或小的零件拼湊組成，而發動機可以說是汽車的心臟。而連桿在發動機中充當著重要的角色。汽車在高速行駛的過程中，連桿受到很高強度的沖擊力和扭矩。這就要求連桿的矩要高強度、高韌性和較好的疲勞性能，連桿是內燃機重要的傳動零件。文章針對連桿的組成部分連桿蓋的機械加工工藝規程及車夾具的設計作相關討論。

關鍵詞：連桿蓋；工藝；機械加工；誤差

在現代社會，各式各樣的汽車隨處可見，已然深入人們的生活當中。汽是由一個個或大或小的零件拼湊組成，發動機是汽車的心臟，而連桿在發動機中充當著重要的角色。汽車在高速行駛的過程中，連桿受到很高強度的沖擊力和扭矩。這就要求連桿的矩要高強度、高韌性和較好的疲勞性能。而本次課題研究的連桿蓋是連桿的重要組合部件之一。同樣要求連桿蓋具有較高的強度和精度。在實際生產過程中，為了保證部件的高效生產，要求每道工序都必須合理。這樣才能既保證生產率又能夠保證每個產品都是合格優質的

1機械加工工藝規程作用

在實際生活中，機械加工工藝規程的基本作用主要體現在以下三點：（1）能作為指導生產的主要技術文件：依據工藝理論和必要工藝試驗制定合理適合的加工工藝規程。在按照工藝規程進行生產，既可以保證生產產品的高質量，還能夠達到良好的經濟效益，從而提高生產效率。（2）生產組織和管理工作的基本依據：通過工藝規程所包含的內容可以看出，在生產管理過程中，零件生產前的所需的材料和毛坯的選擇，工藝加工裝備的確定以及準備，調整機床的功率負載，設計和制造專用的工藝裝備，編排生產作業計劃，計算生產成本等，都是以工藝規程作為最根本的依據。（3）新建或擴建工廠的基本材料：工廠在新建或者擴建的時候，確定必需的生產機器和其他的設備的規格，以及車間的面積、機械設備的安放位置和布局等都只能通過工藝規程才能夠確定。工藝規程在機械制造中扮演著重要的角色。因此工藝規程的制定是機械制造中最關鍵的技術文件之一。

2連桿蓋結構

連桿是處于發動機上曲柄連桿機構中，其大頭孔與曲柄連接，為了將活塞的直線往復循環運動變為曲軸的旋轉運動并且輸出動力，所以小頭孔與活塞通過活塞銷連接。連桿體和連桿蓋是連桿機構中重要的零件，在實際情況中連桿是承受著沖擊動態載荷，因此要求連桿的質量要輕、強度要求要高、剛度足夠強。連桿大頭為分開式結構，連桿蓋是通過舌頂和舌槽來定位的，并且使用螺栓連接。大頭孔和小頭孔都安裝有軸瓦和襯套。為了減輕連桿體的質量并且保證連桿體具有足夠的強度和剛度，連桿體的桿身形狀采用工字形，且連桿體表面不需要機械加工。通過連桿體大頭和小頭端面與連桿體對稱結構可知，連桿蓋的大、小頭結構具有對稱性。

3連桿鍛造鍛造

連桿毛坯的工藝可以分為以下兩種方式：第一種方式是整體鍛造，即將連桿體和連桿蓋作為一個整體進行鍛造；第二種方式是分開鍛造，即分開連桿體和連桿蓋，各自互不干擾，單獨鍛造。分析鍛造后材料的組織上來看，分開鍛造的連桿蓋金屬纖維是連續并且完整的，因此選擇這樣的毛坯經過加工產出的連桿蓋具有較好的強度，所以一般采用的鍛造毛坯的工藝方案是分開鍛造。而整體鍛造的連桿，連桿蓋與連桿體分開后，連桿蓋的金屬纖維是斷裂的，并且不完整，這就減小了連桿蓋的強度。但是整體鍛造仍有其不可磨滅的優點：①它可極大的提高材料利用率；②它能減少連桿體與連桿蓋結合面的加工余量；③在加工工件時，裝夾也較其他方式更為方便；④整體鍛造是一套完整的鍛模，這樣可以一次性就完成鍛造，有利于產品的管理和組織。熱處理：熱處理是一種將材料在固態狀態下，通過高溫加熱、保溫以及冷卻的方式，來獲得需求的組織和性能的加工工藝。本次設計采用熱處理新工藝，它是利用鍛造之后的余熱淬火，然后高溫回火調。這種方法使得熱處理后的工件擁有優質且綜合機械性能，并且這種處理方式使得材料的疲勞強度增強，同時還能節約大量的能源，不僅環保也間接的獲取一定的經濟效益。

4連桿工序加工順序

根據先對基準面進行加工，后對其它表面進行加工的原則。首先安排加工用作精基準的表面，然后以精基準表面進行定位，加工其他表面。連桿蓋機械加工順序的安排：首先是車兩端面然后磨兩端面。提高精基準的質量有利于保證后續加工工序。根據先加工面，后加工孔的原則。第一步要對連桿蓋的兩端面、舌頂面等表面進行加工，其次對連桿蓋的螺栓孔及倒螺栓孔口角進行加工。依據先對主表面經過后對次表面進行加工（即先粗加工后精加工）的原則。首先要連桿蓋的兩端面、舌頂面的精基準面的表面進行加工，其次是對次表面穿插進行加工。

5計算切削用量

選擇確定切削用量的步驟為：先選擇確定背吃刀量ap，然后再選擇合適的進給量f，最后根據進給量和背吃刀量確定切削速度vc。

5.1背吃刀量ap（背吃刀量）的選擇與確定

就粗加工來說，其工序的加工余量小，且均為相對均勻的。當加工系統剛性足夠時，即可一次性加工成功。本課題的設計是根據粗加工條件，可以將其一次性切割到要求的工藝尺寸。所以取背吃刀量為1.8mm。

5.2f（進給量）的選擇與確定

行粗加工或者半精加工時，生產率和進給量是成正比的關系，若選擇的進給量不合適，定會對刀具造成較大的損壞，從而損壞刀具。最后根據已有工件的材料材質，查看《切削用量手冊》，確定選取進給量為0.1mm/min。

5.3切削速度vc的選擇與確定確定

ap（背吃刀量）和f（進給量）后，根據刀具壽命T來確定切削速度vc。當背吃刀量和進給量選定后，在此基礎上可以選出切削速度。經查閱《金屬切削手冊》，工件材料為合金結構鋼且經過熱處理，工序為粗加工。一般粗車時，背吃刀量ap和進給量f均較大，故選擇較低的切削速度。通過公式可以確定切削速度，也可以通過查表確定切削速度。

6選擇加工方法以及加工經濟精度的確認

選擇符合質量標準的加工機械設備、工藝設施和符合標準技術等級的加工工人，沒有增加加工時間，這是最為理想的加工條件，在此條件下經濟加工精度可以保證工件的表面粗糙度和加工精度。而加工的方法是根據零件表面、材料和加工精度以及生產率的要求，考慮實際情況的工藝條件，經濟加工精度等因素綜合來選擇。依據工件各加工部位表面粗糙度的原則要求，可將兩側定位面直接銑削到最終尺寸，這樣是符合加工經濟精度；舌頂面需要分步驟來進行，首先對其進行粗銑、再進行半精銑和精銑，直至得到最終尺寸，來滿足或者達到加工經濟精度的要求；因大部分工序的精基準選擇的是兩端面，根據工藝需求提高兩端面精度要求，兩端面經過銑削和磨削到最終尺寸。螺栓孔的加工選擇在鏜床上進行，其加工經濟精度選擇為IT12，可以一次性鉆孔到最終尺寸。螺栓臺子面的加工在車床上進行，其加工經濟精度為IT12，粗車到最終尺寸。倒螺栓孔口角是在鉆床上進行的，加工經濟精度為IT12。

7結束語

汽車發動機連桿有著非常必要性的作用，而連桿蓋兩端面位置誤差要求比較高，機械加工第一道工序是車兩端面和磨兩端面，符合基準先行的原則，后續工序加工其他的表面，文章的設計思路對后期實踐工作有一定參考意義。

參考文獻：

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作者：陳玉和 單位：中國葛洲壩集團機械船舶有限公司