机械制造精品课件：第6章　机械加工工艺规程的制订.ppt

1、第6章 机械加工工艺规程的制订,6.1 基本概念 6.2 机械加工工艺规程制订的原则、步骤及原始资料 6.3 零件的工艺分析 6.4 毛坯的选择 6.5 定位基准的选择 6.6 工艺路线的拟定 6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差 6.8 机床及工艺装备的选择 6.9 工艺尺寸链 6.10 工艺过程的生产率和经济性 6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,6.1 基本概念,6.1.1 生产过程和工艺系统 1.生产过程 2.工艺系统,图6-1 机械加工工艺系统图,6.1 基本概念,6.1.2 机械加工工艺过程及其组成 1.工序,图6-2 小轴零件图,6.1 基本概念,表6-1 小轴加工工艺

2、过程(小批生产),6.1 基本概念,表6-1 小轴加工工艺过程(小批生产),6.1 基本概念,表6-1 小轴加工工艺过程(小批生产),6.1 基本概念,表6-1 小轴加工工艺过程(小批生产),6.1 基本概念,2.工步与复合工步,图6-3 底座零件的孔加工工序,图6-4 转塔自动车床的不同工步,3.进给,图6-5 复合工步,6.1 基本概念,图6-6 进给,4.安装 5.工位,6.1 基本概念,图6-7 多工位加工,6.1.3 生产纲领与生产类型,6.1 基本概念,1.生产纲领 2.生产类型的划分 3.节拍,表6-2 划分生产类型的参考数据,6.1 基本概念,(1)单件生产 工厂的产品品种不固

3、定，每一品种的产品数量很少，工厂大多数工作地点的加工对象经常改变。 (2)大量生产 工厂的产品品种固定，每种产品数量很大，工厂内大多数工作地点的加工对象固定不变。 (3)成批生产 工厂的产品品种基本固定，但数量少，品种较多，需要周期地轮换生产，工厂内大多数工作地点的加工对象是周期性地变换。,6.1 基本概念,表6-3 各种生产类型的工艺特点,6.1 基本概念,表6-3 各种生产类型的工艺特点,6.1 基本概念,6.1.4 机械加工工艺规程 1.常用工艺文件的种类 (1)机械加工工艺过程卡片 这种卡片简称过程卡或路线卡。,6.1 基本概念,表6-4 机械加工工艺过程卡片,6.1 基本概念,表6-

4、4 机械加工工艺过程卡片,6.1 基本概念,表6-4 机械加工工艺过程卡片,6.1 基本概念,(2)机械加工工艺卡片 它以工序为基本单元，较详细地说明零件的机械加工工艺过程，其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。 (3)机械加工工序卡片 它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件，见表6-5，多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。,6.1 基本概念,表6-5 机械加工工序卡片,6.1 基本概念,表6-5 机械加工工序卡片,6.1 基本概念,表6-5 机械加工工序卡片,6.1 基本概念,2.工艺规程的作用 1)工艺规程是指导生产的主要技术文件。 2

5、)工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据。 3)工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料。,6.2 机械加工工艺规程制订的原则、步骤及原始资料,6.2.1 制订机械加工工艺规程的原则 1.技术上的先进性 2.经济上的合理性 3.良好的劳动条件 6.2.2 制订机械加工工艺规程的原始资料 1)产品的装配图和零件图。 2)产品的生产纲领。 3)产品验收的质量标准。 4)毛坯生产和供应条件。 5)现场的生产条件。 6)有关的技术标准。 7)国内外工艺技术的发展情况。,6.2 机械加工工艺规程制订的原则、步骤及原始资料,8)其他各种技术资料。 6.2.3 制订机械加工工艺规程的步骤 1)熟悉设计工艺规

6、程所需的资料，其中重点为分析零件图和产品的装配图。 2)选择毛坯形式及其制造方法。 3)选择定位基准。 4)确定工艺路线(主要包括加工方法的选择，加工阶段的划分，加工顺序的安排)。 5)确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差。 6)确定各工序的加工设备、刀具、夹具、量具及其他辅助工具。 7)确定切削用量和工时定额。 8)确定各主要工序的技术检验要求及检验方法。,6.2 机械加工工艺规程制订的原则、步骤及原始资料,9)工艺方案的技术经济分析。 10)填写工艺文件。,图6-8 汽车板弹簧与 吊耳的配合简图,6.3 零件的工艺分析,6.3.1 分析、审查产品的零件图和装配图 1)审查零件图的视图、尺寸

7、、公差和技术条件等是否完整。 2)审查各项技术要求是否合理。 3)审查零件材料及热处理选用是否合适。,图6-9 方头销简图,6.3 零件的工艺分析,表6-6 零件机械加工结构工艺性的对比,6.3.2 零件的结构工艺性分析,6.3 零件的工艺分析,表6-6 零件机械加工结构工艺性的对比,6.3 零件的工艺分析,表6-6 零件机械加工结构工艺性的对比,6.3 零件的工艺分析,图6-10 零件结构工艺性和生产类型的关系,6.4 毛坯的选择,6.4.1 毛坯的种类 6.4.2 毛坯种类的选择 1.零件材料的工艺特性,d6z横排1.eps,6.4 毛坯的选择,2.生产纲领的大小 3.零件的形状和尺寸 4

8、.现有的生产条件 6.4.3 毛坯形状和尺寸,图6-11 具有工艺凸台的毛坯 A加工面 B工艺凸台面 C定位面,6.4 毛坯的选择,图6-12 车床开合螺母外壳简图,6.5 定位基准的选择,6.5.1 基准的概念及分类 1.设计基准 2.工艺基准 (1)装配基准 在零件或部件装配时用以确定它在部件或机器中相对位置的基准。,图6-13 柴油机机体图,6.5 定位基准的选择,图6-14 轴套零件,(2)测量基准 用以测量工件已加工表面所依据的基准。,6.5 定位基准的选择,(3)工序基准 在工序图中用以确定被加工表面位置所依据的基准。 (4)定位基准 用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基

9、准。,图6-15 工序基准示例,6.5 定位基准的选择,图6-16 齿轮的加工,6.5.2 定位基准的选择,6.5 定位基准的选择,1.粗基准的选择 1)若工件中有不加工表面，则选取该不加工表面为粗基准；若不加工表面较多，则应选取其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。,图6-17 选择不同粗基准时不同加工结果 1外圆 2内孔,6.5 定位基准的选择,图6-18 阶梯轴粗基准的错误选择,2)若工件所有表面都需加工，在选择粗基准时，应考虑合理分配备加工表面的加工余量。,6.5 定位基准的选择, 应以余量最小的表面作为粗基准，以保证各表面都有足够的加工余量。如图6-18所示的锻轴毛坯大

10、小端外圆的偏心达5mm，若以大端外圆为粗基准，则小端外圆可能无法加工出来，所以应选加工余量较小的小端外圆作粗基准。 选择零件上重要表面作粗基准。图6-19所示为床身导轨加工，先以导轨面A作为粗基准来加工床脚的底面B，如图6-19a所示；然后再以底面B作为精基准来加工导轨面A，如图6-19b所示，这样才能保证床身的重要表面导轨面加工时所切去的金属层尽可能薄且均匀，以便保留组织紧密、耐磨的金属表层。,6.5 定位基准的选择,图6-19 床身加工, 选择零件上那些平整的、足够大的表面作粗基准，以使零件表面上总的金属切削量减少。例如上例中以导轨面作粗基准就符合此原则。,6.5 定位基准的选择,图6-2

11、0 重复使用粗基准 引起同轴度误差,6.5 定位基准的选择,3)选择毛坯上平整光滑的表面(不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷)作为粗基准，以使定位准确，夹紧可靠。 4)粗基准应尽量避免重复使用，原则上只使用一次。 2.精基准的选择 (1)基准重合原则 直接选用设计基准为定位基准，称为基准重合原则。,图6-21 设计基准与定位基准,6.5 定位基准的选择,(2)基准统一原则 同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，称为基准统一原则。 (3)自为基准原则 精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，加工时就以加工表面本身作为精基准，这称自为基准原则。 (4)互为基准原则 为使各加工表面间有较高的位置精

12、度，或使加工表面具有均匀的加工余量，有时可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法，这称互为基准原则。,图6-22 按加工表面本身找正加工 1表座 2百分表 3床身 4垫铁,6.5 定位基准的选择,图6-23 以齿面定位加工孔 1卡盘 2滚柱 3齿轮,6.5 定位基准的选择,图6-24 活塞加工的辅助基准,3.辅助基准的选择,6.6 工艺路线的拟定,表6-8 常用加工方法的经济精度和表面粗糙度,6.6.1 加工方法的选择 1.各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度,6.6 工艺路线的拟定,表6-8 常用加工方法的经济精度和表面粗糙度,6.6 工艺路线的拟定,表6-8 常用加工方法的经济精度和

13、表面粗糙度,6.6 工艺路线的拟定,2.工件材料的性质 3.工件的结构形状和尺寸 4.生产率和经济性的要求 6.6.2 加工阶段的划分 1.粗加工阶段 2.半精加工阶段 3.精加工阶段 4.光整加工阶段 1)可保证加工质量。 2)可合理使用机床设备。 3)便于安排热处理工序。 4)有利于及早发现毛坯的缺陷。,6.6 工艺路线的拟定,6.6.3 工序的集中与分散 1)可减少工件的装夹次数。 2)便于采用高效的专用设备和工艺装备，生产效率高。 3)工序数目少，可减少机床数量，相应地减少了工人人数及生产所需的面积，并可简化生产组织与计划安排。 4)专用设备和工艺装备比较复杂，因此生产准备周期较长，调

14、整和维修也较麻烦，产品变换困难。 1)由于每台机床完成比较少的加工内容，所以机床、工具、夹具结构简单，调整方便，对工人的技术水平要求低。 2)便于选择更合理的切削用量。 3)所需设备及工人人数多，生产周期长，生产所需面积大，运输量也较大。,6.6 工艺路线的拟定,6.6.4 工序顺序的安排 1.机械加工顺序的安排 (1)基面先行 作为其他表面加工的精基准，一般应安排在工艺过程一开始就进行加工。 (2)先主后次 零件的主要工作表面(一般是指加工精度和表面质量要求高的表面)、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中可能出现的缺陷。 (3)先粗后精 一个零件的切削加工过程，总是先进行粗加工，再进行半精

15、加工，最后是精加工和光整加工。 (4)先面后孔 箱体、支架等类零件上具有轮廓尺寸远比其他表面尺寸为大的平面，用它作定位基面稳定可靠，故一般先加工以作精基准，供加工孔和其他表面时使用。,6.6 工艺路线的拟定,(5)配套加工 有些表面的最后精加工安排在部装或总装过程中进行，以保证较高的配合精度。 2.热处理工序的安排 (1)预备热处理 它包括退火、正火、调质等。 (2)消除残余应力处理 常用的有人工时效、退火等，一般安排在粗、精加工之间进行。 (3)最终热处理 常安排在精加工前后，目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性。 3.辅助工序的安排 1)零件从一个车间转到另一车间前后。 2)重要工序之后

16、。 3)零件全部加工结束之后。,6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,6.7.1 加工余量的确定 1.加工余量的概念 (1)单边余量 平面加工的余量是非对称的，故属单边余量。,图6-25 基本余量、最大余量与最小余量,6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,图6-26 双边余量,(2)双边余量 对于回转表面(外圆和孔)，其加工余量为双边余量，如图6-26所示。,6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,图6-27 表面缺陷层,2.影响加工余量的因素,6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,表6-9 各种加工方法的及值(单位：m),1)上道工序留下的表面粗糙度Ha及表面缺陷层Da。,6.7 确定加工余量

17、、工序尺寸及公差,表6-9 各种加工方法的及值(单位：m),6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,2)上道工序的尺寸公差Ta。 3)工件各表面相互位置的空间偏差a。,图6-28 轴的弯曲对加工余量的影响,6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,图6-29 安装误差对加工余量的影响,4)本工序加工时的安装误差b。,6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,3.确定加工余量的方法 (1)计算法 按上述公式计算所得到的加工余量是最经济合理的，但由于难以获得齐全可靠的数据资料，故一般用得较少。 (2)经验估计法 即凭经验确定加工余量。 (3)查表修正法 实际生产中常用的方法是将长期生产实践和试验研究所积累的

18、大量数据列成表格，以便应用时直接查找，同时还应根据实际加工情况予以修正。 6.7.2 工序尺寸及公差的确定 1.基准重合时工序尺寸及其公差的确定,6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,图6-30 加工余量、工序尺寸及公差分布,2.基准不重合时工序尺寸及其公差的确定,6.7 确定加工余量、工序尺寸及公差,表6-10 工序尺寸及公差的计算(单位：mm),6.8 机床及工艺装备的选择,6.8.1 机床的选择 1)机床的主要规格尺寸应与工件的外廓尺寸和加工表面的有关尺寸相适应。 2)机床的精度要与工序要求的加工精度相适应。 3)机床的生产率应与零件的生产纲领相适应。 4)尽量利用现有的机床设备。 6.

19、8.2 工艺装备的选择 (1)夹具的选择 单件小批生产时，优先考虑采用作为机床附件的各种通用夹具，如卡盘、回转工作台、平口钳等，也可租用组合夹具；大批大量生产时，应根据工序要求设计专用高效夹具；多品种的中批生产可采用可调夹具或成组夹具。,6.8 机床及工艺装备的选择,(2)刀具的选择 在选择刀具时主要考虑加工内容、工件材料、加工精度、表面粗糙度、生产率、经济性及所选用的机床的性能等因素。 (3)量具的选择 主要根据生产类型及加工精度加以选择。,6.9 工艺尺寸链,6.9.1 尺寸链的基本概念 1.尺寸链的定义与基本术语 (1)尺寸链的定义 在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸所形成封闭

20、的尺寸组，称为尺寸链，如图6-31b所示。,图6-31 加工尺寸链示例,6.9 工艺尺寸链,(2)尺寸链的基本术语 1)环。 2)封闭环。 3)组成环。 4)增环。,图6-32 增、减环的简易判别,6.9 工艺尺寸链,5)减环。 2.尺寸链分类 (1)按环的几何特征区分 1)长度尺寸链。 2)角度尺寸链。,图6-33 角度尺寸链,6.9 工艺尺寸链,(2)按尺寸链的应用场合区分 1)装配尺寸链。 2)零件尺寸链。 3)工艺尺寸链。 (3)按环在空间的位置区分 其可分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链，其中以直线尺寸链应用最为广泛。 6.9.2 尺寸链计算的基本公式 1.极值法 (1)各环基本

21、尺寸之间的关系 (2)各环极限尺寸之间的关系 (3)各环上、下偏差之间的关系 (4)各环公差之间的关系,(5)组成环平均公差Tav,6.9 工艺尺寸链,表6-11 计算封闭环的竖式表,6.9 工艺尺寸链,2.概率法 (1)各环公差之间的关系 若各组成环的误差都按正态分布，则其封闭环的误差也是正态分布。 (2)各环算术平均值之间的关系,图6-34 对称分布,6.9 工艺尺寸链,图6-35 非对称分布,6.9 工艺尺寸链,图6-36 定位基准与设计基准不 重合时的尺寸换算,6.9 工艺尺寸链,6.9.3 几种工艺尺寸链的分析和计算 1.基准不重合时的尺寸换算 (1)定位基准与设计基准不重合时的尺寸

22、换算 例6-1 图6-36所示为一设计图样的简图及相应的零件尺寸链。A、B两平面已在上一工序中加工好，且保证了工序尺寸为5-0.016mm的要求。本工序中采用B面定位来加工C面，调整机床时需按尺寸A2进行(见图6-36c)。C面的设计基准是A面，与其定位基准B面不重合，故需进行尺寸换算。 1)确定封闭环。 2)查明组成环。 3)绘制尺寸链图及判别增、减环工艺尺寸链。 4)计算工序尺寸及其偏差。,6.9 工艺尺寸链,5)验算。 (2)测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算 例6-2 如图6-37所示的套筒零件，设计尺寸如图6-37a所示。加工时，测量尺寸,图6-37 测量基准的换算,6.9 工艺尺

23、寸链,2.多工序尺寸换算,图6-38 余量校核,6.9 工艺尺寸链,(1)余量校核 例6-3 如图6-38a所示的小轴，其轴向尺寸的加工过程为： 1)车端面A。 2)车台肩面B保证尺寸49.0mm。 3)车端面C保证总长8-0.2mm。 4)热处理。 5)钻中心孔。 6)磨台肩面B以保证尺寸3-0.14mm。,6.9 工艺尺寸链,表6-12 表格法求(单位：mm),6.9 工艺尺寸链,表6-13 表格法求(单位：mm),6.9 工艺尺寸链,(2)中间工序尺寸及其偏差的换算 例6-4 图6-39a所示为孔及键槽加工时的尺寸计算示意图。有关孔及键槽的加工顺序如下：,图6-39 孔及键槽加工的工艺尺

24、寸链,6.9 工艺尺寸链,1)镗孔至39.0mm。 2)插键槽，工序尺寸为A。 3)热处理。 4)磨孔至40mm，同时保证40mm。 (3)靠火花磨削时的尺寸换算 靠火花磨削，是指在磨削端面时，将磨床工作台纵向移动，使工件加工面靠到砂轮的端面，根据产生火花的多少凭经验判断大约磨去多少余量，从而估计能够得到的工序尺寸的一种磨削方法。 例6-5 图6-40a 所示为靠火花磨削汽车变速箱第一轴端面的有关工序。 1)精车端面。 2)磨端面B。,6.9 工艺尺寸链,图6-40 靠火花磨端面时的工艺尺寸链,(4)为保证渗碳或渗氮层深度所进行的尺寸换算,6.9 工艺尺寸链,例6-6 图6-41a所示为某轴颈

25、衬套，内孔14 0mm的表面需经渗氮处理，渗氮层深度要求为0.30.5mm(即单边0. 0mm，双边为0. 0mm)。,图6-41 保证渗氮深度的尺寸计算,6.9 工艺尺寸链,1)初磨孔至144.7 0mm，Ra0.8m。 2)渗氮。 3)终磨孔至14 0mm，Ra0.8m，并保证渗氮层深度0.30.5mm。 (5)由多尺寸保证而进行的尺寸换算 所谓多尺寸保证，是指加工一个表面时，同时要求保证几个位置尺寸，其实质是并联尺寸链中公共环的求解和计算。,图6-42 多尺寸保证的工艺尺寸换算,6.9 工艺尺寸链,例6-7 图6-42a所示的阶梯轴，图中尺寸为设计尺寸。其轴向尺寸的加工过程为： 1)精车

26、端面A(A面留磨削余量Z=0.3mm)，以A面为基准，精车B面，中间工序尺寸为A1。 2)以B面为基准精车C面，工序尺寸为A2。 3)磨A面达到图样设计尺寸要求。,6.9 工艺尺寸链,表6-14 表格法求Z(单位：mm),6.10 工艺过程的生产率和经济性,6.10.1 时间定额 1.基本时间Tb 2.辅助时间Ta 3.布置工作地时间TS 4.休息和生理需要时间T 6.10.2 工艺过程的技术经济分析 1.工艺成本 2.工艺成本与年产量的关系,图6-43 单件工艺成本与年产量的关系,6.10 工艺过程的生产率和经济性,图6-44 全年工艺成本与年产量的关系,3.工艺成本的评比,6.10 工艺过

27、程的生产率和经济性,1)若两种工艺方案的基本投资相近或都采用现有设备时，则工艺成本即可作为衡量各方案经济性的重要依据。 若两种工艺方案只有少数工序不同，可对这些不同工序的单件工艺成本进行比较。当年产量N为一定时，有 当两种工艺方案有较多的工序不同时，可对该零件的全年工艺成本进行比较。两方案全年工艺成本分别为,图6-45 两种方案单件工艺成本比较,6.10 工艺过程的生产率和经济性,图6-46 两种工艺方案全年工艺成本比较,2)若两种工艺方案的基本投资相差较大时，,6.10 工艺过程的生产率和经济性,必须考虑不同方案的基本投资差额的回收期限。 回收期应小于所用设备的使用年限。 回收期应小于市场对

28、该产品的需要年限。 回收期应小于国家规定的标准回收年限。 4.相对技术经济指标 6.10.3 提高机械加工劳动生产率的途径 1.缩短单件时间 (1)缩短基本时间 1)提高切削用量。 2)减少工作行程。,6.10 工艺过程的生产率和经济性,图6-47 减少切削行程长度的方法 a)车外圆 b)镗孔 c)转塔车床上加工外圆、内孔 d)、e)端铣 f)平面磨削,6.10 工艺过程的生产率和经济性,(2)缩短辅助时间 随着基本时间的减少，辅助时间在单件时间中所占比重越来越大，这时应采取措施缩短辅助时间。 1)直接缩短辅助时间。,图6-48 多工位连续加工,6.10 工艺过程的生产率和经济性,2)间接缩短

29、辅助时间。 (3)缩短布置工作时间 常用的技术措施有：提高刀具或砂轮的寿命以减少换刀的次数；采用刀具尺寸的线(机)外预调和各种快速换刀、自动换刀装置，有效地缩短换刀时间。 (4)缩短准备与终结时间 准备与终结时间主要是消耗在刀具、夹具和辅具的安装、调整以及机床的调整上。,图6-49 双工位铣夹具,6.10 工艺过程的生产率和经济性,图6-50 快速换刀装置,2.采用先进工艺方法,6.10 工艺过程的生产率和经济性,(1)先进的毛坯制造方法 在毛坯制造中采用粉末冶金、压力铸造、精密铸造、精密锻造、冷挤压、热挤压等新工艺，能有效地提高毛坯的精度，减少机械加工量并节约原材料。 (2)采用特种加工 对

30、于特硬、特脆、特韧材料及一些复杂型面，采用特种加工能极大地提高生产率。 (3)采用高效加工方法 在大批大量生产中用拉削、滚压加工代替铣削、铰削和磨削；成批生产中用精刨、精磨或金刚镗代替刮研等都可提高生产率。 (4)采用少无切削工艺代替常规切削加工方法 目前，常用的少无切削工艺有冷轧、辊锻、辗压、冷挤等。 3.进行高效及自动化加工,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,6.11.1 发动机连杆传统工艺 1.连杆的功用和结构特点,图6-51 连杆零件图,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,2.连杆主要加工表面和技术要求 (1)大、小头孔的精度 为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活

31、塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热，大头孔尺寸为7 +0.00mm，小头孔尺寸为4+0025mm，大头孔及小头衬套孔表面粗糙度均为Ra1.6m，大头孔的圆柱度公差为0.008mm，小头衬套孔的圆柱度公差为0.00125mm，且采用分组装配。 (2)大、小头孔轴线在两个互相垂直方向的平行度 两孔轴线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，增加活塞与气缸的摩擦力，从而造成气缸壁磨损加剧。 (3)大、小头孔的中心距 大、小头孔的中心距会影响气缸的压缩比，所以对其要求较高，为(1900.05)mm。,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,(4)大头孔两端面对大头孔轴线的垂直度

32、 此参数影响轴瓦的安装和磨损，要求为0.03mm。 (5)连杆螺栓孔 螺栓孔中心线对盖体接合面与螺栓及螺母座面的不垂直，会增加连杆螺栓的弯曲变形和扭转变形，并影响螺栓伸长量而削弱螺栓强度。 (6)连杆螺栓预紧力要求 连杆螺栓装配时的预紧力如果过小，工作时一旦脱开，则交变载荷能迅速导致螺栓断裂。 (7)对连杆质量的要求 为了保证发动机运转平稳，连杆大、小头质量和整台发动机上的一组连杆的质量按图样的规定严格要求。 3.连杆的材料与毛坯,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,图6-52 连杆毛坯图,4.连杆的工艺特点,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,(1)粗基准的选择,图6-5

33、3 粗磨两平面,图6-54 钻小端孔自定心夹具,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,(2)精基准的选择 由于大、小端端面面积大、精度高、定位准确、夹紧可靠，所以加工过程中，大部分工序选用连杆没有凸起标记一侧的端面(消除三个自由度)和小端孔(消除两个自由度)以及大端孔(消除一个自由度)作为精基准。 (3)加工阶段的划分 1)连杆体、盖组合前基准面的加工。 2)连杆体、盖组合后的加工。 3)精加工大、小头孔。 (4)主要表面加工方法的选定 (5)工艺过程 某型号连杆的主要加工工序见表6-15。,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-15 某型号连杆主要加工工序,6.11 典

34、型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-15 某型号连杆主要加工工序,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-15 某型号连杆主要加工工序,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,6.11.2 连杆的涨断工艺,图6-55 涨断工艺连杆零件图,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,图6-56 涨断工艺连杆毛坯图,1.连杆涨断工艺优点,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,(1)大头孔的粗加工 传统工艺要在切断后对大头孔进行粗拉，或者在切断前将它加工成椭圆形(或者毛坯为椭圆形)，所以要在2个工位上进行粗加工，而且因为是断续加工，振动大、刀具磨损快、刀具消耗大。,图

35、6-57 上图为采用涨断工艺的连杆毛坯， 大头孔为圆形；下图为传统工艺的连杆 毛坯，大头孔为椭圆形,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,图6-58 上图为拉削加工分离的连杆体/盖； 下图为激光涨断加工的连杆体/盖,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,(2)连杆体/盖分离方法 传统工艺采用拉断(或铣断、锯断)法，而涨断工艺是在螺栓孔加工之后涨断。 (3)接合面的加工,图6-59 左图为拉削加工分离连杆体/盖接合面； 中图为激光涨断加工连杆体/盖接合面； 右图为拉削加工分离杆体/盖后进行 加工定位销孔以及磨削加工 后的接合面,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,(4)

36、螺栓孔加工 涨断工艺加工的连杆体/盖的装配定位是以涨断断面作定位，而传统工艺加工的连杆体/盖的装配定位靠两个螺栓孔中的定位孔和螺栓的定位部分配合来定位，所以对螺栓孔和螺栓的精度要求都很高。 (5)激光加工涨断槽 连杆分离面涨断工艺要考虑涨断槽的加工工艺。 (6)涨断并清洁断面 通过直接进料驱动装置使连杆到达指定的涨断装置处。,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,(7)螺栓装配 该工位是通过带振动式储料器的螺栓进料装置、分离装置以及带导管和气嘴的进料器，将螺栓进料、安装，并用安装在齿条式安装支架及液压驱动垂直滑台上的快速BOSCH拧紧机进行预拧紧，当拧紧至某一设定力矩处时，通过设有等待

37、功能的装置松开螺栓，清理接合面，最后拧紧螺栓至要求。 (8)压装和精整衬套 此工位具备衬套自动进料功能，包括料架(电气和机械连动控制)的振动式储料器的存储能力(约半个班次)，还具备分料、输送及自动定向的功能。 2.连杆总成涨断工艺流程,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-16 某型号连杆涨断加工工艺,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-16 某型号连杆涨断加工工艺,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-16 某型号连杆涨断加工工艺,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-16 某型号连杆涨断加工工艺,6.11 典型零件(发动机连杆)先进

38、制造工艺,表6-16 某型号连杆涨断加工工艺,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,3.连杆涨断主要装备,图6-60 涨断主机 1夹紧液压缸 2大头孔定位套 3侧导向 4楔形推力销 5背压复位液压缸 6连杆,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,图6-61 涨断连杆爆口缺陷,4.连杆断裂剖分工艺分析 (1)断裂剖分的工艺过程 在用粉末冶金法压制成形连杆的预成形件时，在大头内侧两边各成形一个V形切口，这个切口要相当尖锐。,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,图6-62 断裂切口锻造前后的变化,(2)断裂表面的特征 断裂剖分的连杆，,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制

39、造工艺,其杆身与端盖能否很好对中，断裂表面的粗糙度是关键，光滑表面在装配过程中可能会使端盖不对中。,表6-17 断裂表面的特征测定结果,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,(3)断裂剖分工艺技术的经济效益 采用断裂剖分工艺时，可消除常规锻钢连杆生产中的下列切削加工作业，从而节省大量切削加工费用。,图6-63 2Cu5C与3Cu5C粉末锻造材料断裂表面的结构,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,1)用拉削将端盖与杆身分开。 2)磨削接合面。 3)精镗螺栓孔(调节螺栓头座)。 4)不再需要使用校正针与轴套或校正螺钉。,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-18 现用锻钢与C70钢的力学性能对比,6.11 典型零件(发动机连杆)先进制造工艺,表6-18 现用锻钢与C70钢的力学性能对比,为用Basquin方程：Sf=Sf(2Nf)b计算的耐久极限(Nf=106周)。,