柴油机连杆加工工艺及铣螺栓座面夹具设计毕业论文模板.doc

1前 言
跨入二十一世纪，加入世界贸易组织，目前中国作为一个社会连续进步，经济稳步增加标兵，随时迎接着世人或挑剔，或羡慕眼光。我们和祖国一起站在新世纪起点，面对着迎面而来机遇和挑战，除了要不停丰富自己知识和才能，更要看清目前世界发展形势。国家经济政治要强大，必需有强有力重工业作为支撑。于是，振兴东北老工业基地便成了一个摆在我们眼前鲜明目标。
为响应这一要求，无数工人、技术人员正在辛勤抛洒着汗水，释放着自己智慧，贡献着自己力量。我作为一名吉林农业大学立即毕业本科生，当然也期望能尽微薄之力。鉴于此，在调研一汽大柴二金工车间柴油机连杆机械加工工艺基础上，对柴油机连杆机械加工工艺进行部分分析和研究。
我只是一个一般学生，还没有任何实际经验，要说立即就能够利用自己专业知识做什么高深研究设计是不可能，不过我想这次毕业设计目标关键不是看我这次设计高瞻远瞩性，因为毕竟自己经验和知识很有限，做出来结果不可能尽善尽美；关键是要我们学会利用校内大量资源和所能接触到书籍、媒体，更系统地掌握学习和研究问题方法，利用毕业设计机会锻炼自己分析问题和处理问题能力，了解工作大致程序，也能初步积累工程技术人员需要必备经验，方便为以后离开校园学习和工作打好坚实基础。而以我们现在程度需要付出更多努力才能真正成为一名机械领域有用之才。
这次设计历时三个月，关键完成任务有：在已经有知识基础上，制订出合理柴油机连杆加工工艺；选择其中一道工序——铣螺栓座面，进行夹具设计；进行说明书编写工作。在工序编排过程中，充足考虑多方面影响原因、结合中国机械行业现行技术及装备条件；在夹具设计过程中使用了目前普遍使用AutoCAD。
中国现在处于飞速发展和向世界市场全方面进军阶段，需要国人全部能以饱满热情投入到自己岗位中去。二十一世纪这个知识时代，各个国家竞争异常猛烈，归根结蒂是经济上竞争。一个国家只要综合国力强大，则其它事业也随之繁荣，因为政治是为经济服务，只要经济真正繁荣，那么国家也就能真正找到适合中国国情政治策略。而经过历史能够清楚看到，每当一个朝代经济突飞猛进时候，那么这时也是文化走向繁荣转唳点。总而言之，衷心期望中国机械行业能蒸蒸日上，引领世界机械事业共同前进。

2绪论 概述
2.1柴油机发展概况
从18世纪末19世纪初工业革命一团蒸汽发展为至今柴油机，可谓历程坎坷，浸有数代科学家及工程师心血，而至今仍在发展中。
工业革命是以蒸汽机发明为标志，因为它是人类工业发展一个里程碑，实现了动力起源质飞跃。蒸汽机时代，设置锅炉，将燃料置于其内燃烧以产生蒸汽，再将蒸汽导入蒸汽机中作机械功。这种设计，因为有锅炉存在，所以整个装置体积庞大，燃料效率低。大家就试想将燃料直接加入发动机内部而进行热功转换——这就产生了内燃机。
内燃机，是在机器内部进行燃烧发动机，相对于外部燃烧蒸汽机来说，而称为内燃机。1878年，鄂图（Otto）［1］继承前人结果，成功研制了以煤气为燃料、电火花点燃四冲程内燃机——成为发动机发展历程里程碑。很快，有些人提出利用气缸内压缩空气高温度，去点燃喷射而入燃料——压燃式内燃机。
柴油机发明者是德国工程师鲁道夫·迪塞尔［2］，她于1897年左右首先制成了柴油机，即向气缸内充入空气，并将其压缩到温度高于燃料自燃点，随立即燃料喷入汽缸内自燃并推进活塞做功。现在，柴油机发展日趋完善，因为它热效率高、适应性好、功率范围广，已广泛用于工业、农业、交通运输及国防各个领域，现代工程机械也多以柴油机为动力源。所以，柴油机工业发展，对国民经济和国防建设全部含有十分关键意义。
1926年，瑞士阿尔弗雷德·约·贝西设计了利用废气能量来压缩进气废气涡轮增压器，并用于柴油机。增压柴油机功率大幅度增加，其经济性也大大提升。现在，增压已成为柴油机关键发展趋势。
20世纪70年代初，因为石油危机造成原油价格成倍增加，引发对发动机燃油经济性重视。为了降低内燃机对日益短缺石油基燃料依靠，各国正在加紧进行内燃机代用燃料研究工作，以逐步降低汽油和柴油用量。
现在，柴油机正朝着提升单机功率，降低油耗、污染和噪声和提升工作可靠性和延长使用寿命方向不停发展。
此次课题研究CA4-98柴油机属于载重汽车用柴油机一个，这类柴油机设计方面，下列趋向值得注意。
1．采取V型结构 因为在中汽车吨位日益增大和车速普遍提升，载重汽车用柴油机功率也不停增加，从而发动机缸数就增多。通常六缸以下发动机均为直列式，也是这类柴油机关键形式。因为V型结构综合了尺寸小和平衡好优点，六缸以上柴油机多采取V型。
2．提升转速
3．采取废气涡轮低增压 多数汽车用柴油机采取低增压，发动机不需要在结构上做大改变，就能够得到增压和非增压两种机型，使用相同曲轴传动系统，而不致影响非增压机型摩擦损失和燃油消耗率，所以，采取低增压是简化柴油机系列一个良好路径。
4．废气净化和降低噪声 柴油机排气中有害成份有氮氧化物NOx、未燃碳氢化合物HC、一氧化碳CO、二氧化硫SO2和碳烟等。因为降低NOx比降低其它有害气体更为昆南，所以，目前废气净化主攻方向是降低NOx。现在，降低NOx方法有推迟喷油定时、改变燃烧方法、采取废气再循环法、改变进气条件、使用还原催化剂等。伴随柴油机转速提升和升功率增大，噪声也对应加大了。发动机总噪声辐射和发动机零部件噪声传送性能及发动机外表面设计相关。所以，噪声辐射能够经过发动机零部件设计而得到改善。
四冲程柴油机工作原理
柴油机参数选择
喷油压力：10—15MPa
压缩比：16---22
压缩终了空气压力：3.5—4.5MPa 发怒后6---9MPa
温度：750---1000K 发怒后：---2500K

工作原理

柴油机是一个压燃式内燃机，柴油燃料在气缸中燃烧，从而产生高温高压气体，推进活塞运动，经过曲柄连杆机构由曲轴对外做功，从而完成燃料化学能转化为热能、热能再转化为机械能能量转换。汽缸
活塞
活塞销
连杆
大头盖
曲轴

图1 气缸及其附件简图
Figure1 Cylinder and accessories
柴油机燃油要经过和空气混合燃烧才能转变为热能。要使燃油燃烧，有空气仅仅是燃烧条件之一，还必需使混合气含有一定温度。发动机活塞在缸内向下运动，将空气吸进气缸内，此时空气温度很低。活塞向上运动时，将空气快速压缩，空气温度和压力全部上升，并达成足够使柴油燃烧温度。此时再将燃油以雾化状态喷入，燃油立即在高温高压空气中燃烧。燃油燃烧后放出大量热能，使燃气压力、温度急剧增高，在气缸中膨胀，经过活塞推进曲柄连杆机构对外做功。膨胀终了即活塞做功行程终了，活塞将作过功废气排出。全部工作循环结束，发动机做好准备，方便新鲜空气再次进入。
总而言之，柴油机每作一次功，全部必需经过进气、压缩、膨胀作功、排气等四个过程，这四个过程称为一个工作循环。循环不停进行，柴油机即能连续工作。
在结构上，柴油机工作循环中进气、压缩、膨胀作功和排气等过程全部是经过活塞、连杆、曲柄、配气系统和燃油供给系统等部件相互配合来实现。

四冲程柴油机工作循环
四行程汽油机每个工作循环均经过以下四个行程，图2所表示

图2 四冲程柴油机工作原理
Figure2 The four-stroke engine principle

1．进气行程
这一行程任务是使气缸充满新鲜空气，行程开始时，活塞由上止点往下移动，进气门1打开，排气门2关闭。因为活塞下行，气缸容积增大，气缸压力降到大气压力以下，依靠气缸内外压差作用，新鲜空气不停地进入气缸。在进气过程大部分时间里，气缸压力低于大气压力，其值约为80-95kPa（0.8-0.95kgf/cm2）。因为进气系统阻力，故进气终了时气缸压力略低于大气压，约为78-88kPa；新鲜空气在进气过程中受气缸壁和活塞顶等高温件加热，并和上一循环高温残余废气混合，所以进气终了时气缸内气体温度约为320-340K。
2．压缩行程
这一行程任务是将进气行程吸入气缸中新鲜空气进行压缩以使之达成足够温度和压力，为柴油燃烧发明条件。当活塞从下止点运动到b时，进气门1关闭，空气开始被压缩。伴随活塞上行，气缸容积不停减小，空气压力和温度不停升高，压缩终了时，缸内气体压力达成2940-4900kPa；温度达成770-970K。
3．工作行程
当活塞抵达上止点稍前，即压缩过程后期，柴油经喷油器3以雾状喷入气缸，并和气缸中高温高压空气混合形成可燃混合气，因为此时空气温度超出了柴油着火点，所以柴油在喷入同时就自行着火快速燃烧。此时进、排气门是关闭，气缸内压力和温度因为燃烧而急剧上升，最高压力达成5880-8820kPa；最高温度达成1770-2770K。在上止点后某一时刻（点d），燃烧基础结束。高温高压气体膨胀，将活塞推向下止点，并经过连杆使曲轴旋转对外做功，从而实现了热能向机械能转换。伴随活塞下行，气缸内容积不停增大，气体温度不停降低，到e点，膨胀做功效结束，作功终了时，压力降为290-390kPa，温度降为1070-1170K。
4．排气行程
这一行程任务是将作过功废气排出气缸外。因为残留在气缸内废气是影响下一个工作循环充气质量一个关键原因，所以废气排越洁净越好。当活塞越过下止点开始上行时，气缸压力已降低，能够降低活塞上行时背压，活塞由下止点向上运动，气缸内废气在活塞作用下排出气缸。排气终了时缸内废气压力仍高于大气压力，约为103-123kPa，温度约为570-970K。
总而言之，四冲程柴油机有以下特点：
1）．一个工作循环是在曲轴回转两转内完成。
2）．在曲轴回转两转过程中进气门、排气门和喷油器均只启闭一次。
3）．每个循环中之有工作行程对外做功，其它三个行程全部是为工作行程做准备，全部需要外界供给能量。

3 设计任务书
3.1柴油机参数说明
表1 CA4-98柴油机参数
Table1 CA4-98Diesel engine parameters
柴油机型号
CA4-98
汽缸数
4
缸径
98毫米
行程
120毫米
总排量
3.75升
12小时功率
44马力
12小时功率转速
1500转/分
活塞平均速度
6米/秒
最大扭矩
23.72千克﹒米
最大扭矩转速
1200转/分
12小时功率时平全部有效压力
7千克/平方厘米
12小时功率时燃油消耗率
≤185克/马力小时
压缩比
16:1
喷油次序
1-3-4-2
重量
360千克

3.2柴油机曲柄连杆机构作用
曲柄连杆机构是将往复活塞是内燃机燃料化学能经过燃烧放出热能，在转换为机械能关键结构，它由活塞组、连杆组和飞轮组三个部分组成。其关键任务是经过这套机构把活塞往复直线运动，经连杆摆动变为曲轴旋转运动，从而把热能转换为机械能并对外作功；同时，经过燃油燃烧时加在活塞顶上燃气力，经连杆传给曲轴使曲轴取得转矩，对外输出功率。

3.3曲柄连杆机构工作条件
内燃机是一个热力机械，在热功转换过程中，曲柄连杆机构要受到很高机械负荷和热负荷。
机械负荷关键是指作用在机构上燃气力，和由机构做往复运动和旋转运动所产生惯性力，另外还有装配时拧紧螺栓等引发装配力和相对运动零件间摩擦力。现代发动机最高燃烧压力对自然吸气为5-9MPa，而增压发动机可高达12-18MPa。工程机械发动机转速通常是r/min左右，小型发动机转速则为4000-6000r/min，其惯性力大小以几乎和燃气力不相上下。这些力直接作用于活塞、活塞档、连杆、曲轴和轴承上。
热负荷有两个含意，一是曲柄连杆机构中和高温燃气直接接触那些零件，如活塞顶部、第一道活塞环等，因为零件温度很高，造成材料强度、硬度下降，烧损，间隙破坏和在高温下润滑油变质引发零件磨损、胶结、密封破坏等；二是因为受热零件（如活塞）形状复杂和冷却情况差异而造成温差所引发烧应力，使零件破坏（如活塞热烈等）。

3.4连杆结构特点及技术要求
3.4.1连杆组结构特点

发动机连杆组通常由连杆体、连杆大头盖、连杆螺栓（及螺母）、连杆大头轴瓦等零件组成。图3所表示
连杆组在工作中要把活塞往复运动变为曲轴旋转运动，并作用在活塞组上力传给曲轴，所以它要承受气体压力、活塞组往复运动惯性力、连杆组本身摆动产生惯性力，连干大头旋转运动产生惯性力，和连杆螺栓拧紧连杆大头盖时预紧力等。所以，连杆组是整个发动机中受力情况最为复杂一个组件。另外，连杆小头衬套和活塞销，连杆轴瓦和曲柄销所组成两对轴承摩擦副，也是在极为严酷条件下工作。
图3 连杆示意图
Figure3 Connecting diagram
因为连杆组受力情况复杂，所以要求它们含有足够强度和刚度，不然将会造成严重后果。
3.4.2连杆技术要求
技术要求以下：
1、为使连杆大小头运动副之间配合良好，大头孔尺寸公差取为IT5，表面粗糙度Ra小于0.4μm；小头孔尺寸取为IT6，表面粗糙度Ra小于1.6μm。同时对她们圆柱度亦对应地要求了严格地要求。
2、大小头孔中心距影响到气缸压缩比，进而影响发动机效率，所以两孔中心尺寸公差等级应不低于IT8。大小头孔中心线在两个相垂直方向上平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，致缸壁磨损不均，缩短发动机使用寿命，同时也使曲轴连杆轴颈磨损加剧。通常要求两孔轴线在连杆轴线平面内平行度公差不低于7级，在垂直于该平面内平行度公差不低于8级。
3、连杆大小头两端面对大头孔中心线垂直度误差过大，将加剧连杆大头两端面和曲轴连杆轴颈两端面磨损，甚至引发烧伤，通常要求其垂直度公差等级不低于9级。
4、两螺栓孔轴线对大头接合面垂直度为0.02/100mm，不然会使连杆螺栓受力情况恶化，以致体盖结合不好，轴瓦和曲轴轴颈产生不均匀磨损。
5、为确保发动机运转平稳，对连杆小头质量和大头质量差异分别给较严格要求：允差±1.5～3g。
具体图所表示：

图4 连杆毛坯图-1
Figure4 Blank. Connecting-1

图5 连杆毛坯图-2
Figure5 Blank. Connecting-2

图6 局部放大图
Figure6 Partial enlargement

4 工艺路线确实定
4.1 年产量和批量确实定
4.1.1 生产纲领
生产纲领是指企业在计划期内应该生产产品产量和进度计划。零件生产纲领需要从产品（成品即柴油机）生产纲领出发。这里柴油机年生产量是5万台，因为柴油机为六缸，故连杆年生产量应为5×4＝20万件。
计算年生产纲领需用下式：N＝N×n×(1+α) ×(1+β) (公式1)
这里：N —— 零件生产纲领
N —— 产品年生产纲领（5万件）
n —— 每一产品中连杆数（4）
α —— 连杆备品率 （2％）
β —— 连杆平均废品率 （2％）
所以 N＝5×4×1.02×1.02＝20.8万件/年
月生产量＝年生产量÷12月＝20.8万÷12月＝1.73万件/月
日生产量（两班制）＝月生产量÷25.5天＝680件/天

4.1.2生产类型
机械加工车间生产性质和类型取决于既定产品类型及其年产量。依据车间所生产零件重量，机械加工车间分为轻型、中型、重型和特重型四种。按产量，机械加工车间可分为单件生产、小批生产、和大批大量生产四种性质。

表2轻型（100Kg以下）零件生产性质
Table2 100Kg of light (under) produce properties
生产类型
单间生产
小批生产
中批生产
大批生产
大量生产
年产量
100以下
100～500
500～5000
5000～5万
5万以上
故4-98型连杆生产类别为大批生产。
4.1.3平均流水节拍
依据中国情况，机械加工车间和装配车间工作制度按两班制来计算。整年工作日数，按306天计算（即整年日历天数扣除星期天和例假日数）。工人年时基数，即工人整年实际工作时数，要从306天全部工时中扣除一定缺勤时间。通常，工作工作时间损失率约以8％计算。下表（2.2）为设备、工作位置和工人年时基数。
表3 连杆机械加工年时基数
Table3 In mechanical processing base of connecting rod
内容
工作班次
整年工作日
第一、二班工作时数[h]
整年时间损失
年时基数[h]
工人（女工占25％以下）
2
306
8，8
8
2250
机器设备
2
306
8，8
8
4600
工作位置
2
306
8，8
—
6732

(公式2)
其中： η—损失系数
η—工作时间内设备修理方面损失
η—工人缺勤和自然需要方面损失
η—清理设备时损失
η—工人休息方面损失
4-98型连杆平均流水节拍
4.1.4批量确实定及生产间隔期
在一个零件总加工时间，及最长工序时间确定情况下，批量和生产间隔期越长，生产率高，不过资金周转慢，批量越大，生产间隔期短，资金周转快，不过生产率低，所以要同时兼顾二者。
(公式3)
批量确实定，除了考虑生产间隔期外，还要考虑车间毛坯仓库面积限制，考虑毛坯贮存期。最小批量大于半个班，选批量为3000件。已知一个零件总加工时间为17分（各道工序定额时间之和），最长工序时间为钻小头孔工序。所以，

4.2毛坯选择
因为连杆在工作承受多向交变载荷作用，要求含有很高强度和刚度，所以连杆材料通常全部用高强度碳钢或合金钢（如35＃，45＃，40Cr等）并经调质处理以改善切削性能，提升抗冲击能力。考虑到本柴油机连杆为关键调质件，故选择40Cr。
表4
Table 4

抗拉强度σ (MPa)
冲击韧性a(MPa)
屈服强度σ(J/cm)
40Cr
800
1000
≥60

选择40Cr关键原因是，40Cr强度比一样含碳量缸高20％～30％，同时含有良好塑性和韧性。连杆硬度要求为HB223～280，在同一副连杆上硬度差应小于40个单位。金属宏观组织方面，其纤维方向应沿着连杆中心线并和连杆外形相符，而且没有漩涡状和中止现象。不许可有疏松、气泡、分层、裂纹及夹灰。连杆显微组织应有均匀索氏体细晶粒结构，铁素体只许可呈细小夹杂状存在。连杆不加工表面应光洁，不许可有飞刺、裂纹、结疤、分层及氧化皮等，经过修正痕迹则应含有圆滑过渡。连杆不许可用焊补方法来修正缺点。
大批大量生产钢制连杆时多采取模锻法制造毛坯。连杆毛坯形式有两种：一个是体盖分开铸造，另一个是体盖锻成一体。整体铸造毛坯，需在以后机械加工中将其切开。为确保切开后粗镗孔余量均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体铸造而言，整体铸造存在所需铸造设备动力大，金属纤维被切断等问题。但因为该方法含有原材料损耗少、铸造工时少、模具少、管理方法等优点，故得以广泛应用。本工艺亦采取该方法铸造毛坯。
连杆锻件必需经过外观缺点、内部探伤、毛坯尺寸及质量等全方面检验，方能进入机械加工生产线。
4.3定位基准分析
4.3.1连杆加工工艺特点及分析
连杆作为柴油机关键组件之一，在和曲轴配协议时带动活塞在气缸内往复运动从而实现燃油压燃。其形状复杂，不宜定位和夹紧；刚度差，易变形；另外它也是发动机精密部件之一，尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求全部很高，加工精度不易确保。所以在工艺过程中必需注意以下多个问题：
1．尽可能降低毛坯加工余量，从而降低切削力对工件变形影响。
2．和缸体、曲轴等零件相比，连杆每车件数要多好几倍，故生产节拍短，需采取很多高生产率设备来满足要求。
3．连杆本身刚性较差，在外力作用下易变形，从而影响加工精度。
故必需正确确定夹紧力大小、方向及着力点。夹紧力应尽可能作用在连杆大小头孔端面上并垂直于端面。尽可能避免直接作用于杆身上，如需将夹紧力作用于杆身时，应使夹紧力作用于刚性好那个方向上，即连杆水平方向上，并采取双向浮动夹紧。
4．毛坯虽经调质处理，仍会存在残余内应力。对于整体模锻件而言，毛坯在加工中尚须将体盖切开，体盖装配成连杆总成后还要继续加工，因为内应力重新分布而产生变形不可忽略。为消除或减小内应力变形对连杆加工影响，关键表面应进行数次加工，在粗、精加工之间穿插部分其它工序，使内应力有充足时间进行重新分布，促进变形及早发生，方便及早修正，确保最终达成连杆各项技术要求。
5．因为连杆关键表面尺寸精度、形状精度及表面粗糙度要求全部很高，所以就需要采取很多高精度机床及工装来为其服务。
6．探伤和去毛刺技术须妥善处理。探伤应贯穿和整个加工过程始末，去毛刺是为了便于装配和维持必需配合精度。
4.3.2连杆机械加工定位基准选择
由以上分析可知连杆形状复杂、刚度较差，所以加工过程中刀具和工件相对运动关系及位置关系十分关键，所以对于加工过程中工件定位基准选择就决定着工件最终加工效果。连杆加工面关键有大小头及其两端面；杆体和大头盖结合面；螺栓定位孔等。分析以下：

1． 基准选择标准
1） 粗基准选择标准
A 确保零件加工表面相对于不加工表面含有一定位置精度；
B 合理分配加工余量；
C 便于装夹；
D 粗基准通常不得反复使用。
2） 精基准选择标准
A 基准重合标准——尽可能使设计基准和原始基准重合；
B 统一基准标准——尽可能选择同一精基准加工工件尽可能多表面；
C 互为基准标准——两个位置精度要求较高表面互为基准；
D 自为基准标准——对加工余量小而均匀表面以加工面本身为基准。
2. 具体分析
1） 粗基准选择
在柴油机连杆机械加工中，选择连杆毛坯锻件分型面为粗基准对首道工序连杆两端面进行粗加工时，所以选择毛坯分型面为粗基准，是为了确保两端面平行度，同时也满足粗基准合理分配加工余量选择标准。
2） 精基准选择
因为连杆两端面加工是第一道工序，两端面加工完成即确定了连杆后序机械加工一个精基准。而连杆第二个端面是以第一个端面为基准进行定位加工，这么，两个端面平行精度就能得到良好确保，而连杆上大部分加工表面全部和连杆端面有相正确形状、位置精度要求。所以，选择连杆端面为统一基按时一个精基准。
加工好小头孔和连杆定位面以后，分别和连杆端面、小头孔、定位面为第一、第二、第三基准为以后工序定位，成为连杆机械加工统一基准，对各工序进行定位。

4.4工艺路线确实定
4.4.1工艺路线分析
1） 机加工工序安排标准
1 先基准后其它
2 先粗后精
3 先面后孔
4 先主后次

2） 确定最终工艺路线（方案一）
零 铸造
一 毛坯检验
二 热处理
三 抛丸
四 磁力探伤
五 粗铣两端面
六 钻镗小头孔
七 小头孔倒角
八 粗磨两端面
九 退磁
十 硬度检测
十一 车定位
十二 一次粗镗大头孔上半圆
十三 一次粗镗大头孔下半圆
十四 二次粗镗大头孔上半圆
十五 二次粗镗大头孔下半圆
十六 去镗半圆飞刺
十七 铣小端油孔面
十八 粗铣盖螺栓面
十九 体盖打字
二十 精铣盖螺栓面
二十一 体盖铣开
二十二 磨分开面
二十三 铣体盖螺栓座面
二十四 钻体盖螺栓孔、定位孔
二十五 镗铰体盖定位孔
二十六 精镗体盖定位孔
二十七 螺栓孔倒角
二十八 一次清洗
二十九 体盖组立
三十 精磨两端面
三十一 半精镗大头孔
三十二 大头孔两端倒角
三十三 半精镗大小头孔
三十四 精镗大小头孔
三十五 小头孔衬套压入
三十六 钻油孔、倒角
三十七 铣小头斜面
三十八 衬套孔倒角
三十九 去飞刺
四十 珩磨大头孔
四十一 镗衬套孔
四十二 二次清洗
四十三 综合检测
四十四 重量分组/打字
四十五 体盖卸开
四十六 铣体盖止推槽
四十七 去毛刺
四十八 最终清洗
四十九 终检

3） 确定最终工艺路线（方案二）
零 铸造
一 毛坯检验
二 热处理
三 抛丸
四 磁力探伤
五 粗铣两端面
六 粗磨两端面
七 钻镗小头孔
八 小头孔倒角
九 退磁
十 硬度检测
十一 车定位
十二 一次粗镗大头孔上半圆
十三 一次粗镗大头孔下半圆
十四 二次粗镗大头孔上半圆
十五 二次粗镗大头孔下半圆
十六 去镗半圆飞刺
十七 铣小端油孔面
十八 粗铣盖螺栓面
十九 体盖打字
二十 精铣盖螺栓面
二十一 体盖铣开
二十二 磨分开面
二十三 铣体螺栓座面
二十四 钻体盖螺栓孔、定位孔
二十五 扩铰体盖定位孔
二十六 镗铰体盖定位孔
二十七 精镗体盖定位孔
二十八 螺栓孔倒角
二十九 一次清洗
三十 体盖组立
三十一 精磨两端面
三十二 半精镗大头孔
三十三 大头孔两端倒角
三十四 半精镗大小头孔
三十五 精镗大小头孔
三十六 小头孔衬套压入
三十七 钻油孔、倒角
三十八 铣小头斜面
三十九 衬套孔倒角
四十 去飞刺
四十一 珩磨大头孔
四十二 镗衬套孔
四十三 二次清洗
四十四 综合检测
四十五 重量分组/打字
四十六 体盖卸开
四十七 铣体盖止推槽
四十八 去毛刺
四十九 最终清洗
五十 终检

4） 方案比较（方案二）
下面列举方案二和方案一不一样之处，并分析最终选择一原因：
六 粗磨两端面
分析：本工序是将方案一中第八工序提到前面。优点是：缩短了生产节拍，加工工序集中。缺点是：忽略了实效处理，又可能造成加工表面失去原有精度。另外，采取先磨端面后钻小头孔次序，会使后续钻小头孔一序产生毛刺残留在已加工端面表面，从而造成了后面以系列定位偏差。影响整个连杆加工精度。而把磨两端面一序放到钻镗小头孔工序后面，则可避免上述问题产生，使往后加工工序得到正确定位。
由比较来看，选择了方案一安排。
二十三 铣体螺栓座面
分析：本工序和方案一区分是取消了对盖螺栓座面再次精铣。优点是：简化了加工步骤；缺点是：连杆体盖分开后分开面又经过磨削作用，无法确保盖螺栓座面和分开面精度要求。
二十五 扩铰体盖定位孔
分析：优点：工序集中。缺点：钻、扩、铰孔即使是孔加工次序方法，但扩、铰孔步骤均无法纠正钻孔留下尺寸形状误差。惟有镗孔能够纠正误差，确保尺寸形状精度要求。使下一序精镗定位孔加工余量均匀。
总而言之，最终确定方案一为最终方案。
从上面能够看出，以先基准后其它工序安排标准，首先加工出连杆第一基准——连杆端面；然后加工第二基准——连杆小头孔；再次是连杆加工第三基准——连杆定位面。而当这些关键定位面加工完成后，连杆后序加工便以它们作为统一基准，对连杆进行定位。
连杆最终工序安排中先将连杆端面加工完成，然后根据连杆加工面关键程度对连杆各孔进行加工。纵观连杆加工工艺安排，符合了机械加工工序安排标准。

5）热处理工序及表面处理工序安排
为了改善工件材料切削性能，安排热处理工序。
1. 铸造加工后，安排调质处理，作用是使工件含有良好综合机械性能。
2. 粗加工前安排抛丸处理，目标是使金属内部空气和孔隙变小，增加刚度和强度。
3. 在镗孔粗加工工序后，和加工终了后，要安排去处表面飞刺，以确保工件后续加工精度和总体质量。

6）其它工序安排
1 为了确保零件制造质量，预防产生废品，需要在以下场所安排检验：
A 加工前安排毛坯检验
B 端面粗加工完成后，安排硬度检测
C 最终工序铣止推槽前，安排综合检测
D 连杆全部加工完成后，安排最终检测
2 为预防毛坯件有缺点造成产品报废，工件加工前需进行毛坯检验和磁力探伤。
3 使用磁力吸盘进行定位后，安排退磁
4 在体盖重新组合加工和最终检测前应安排清洗。

7）经典工序加工方法说明
1 铣削
A. 连杆两端面铣削
连杆两端面作为连杆后续加工中基准面，要首优异行加工。然后以其为基准加工其它关键表面。
在大量生产中，连杆两端面加工通常是在圆台铣床上进行。采取端面铣刀，实现横向进给。切削力很大，所以对机床系统刚度要求很高。连杆刚度不高，所以为了降低金属内应力和切削力造成扭转变形和弯曲变形，在选择基准面时应该以铸造中心线为基准。以后精加工应该遵从互为基准标准进行。以下图所表示。

图7 连杆端面加工简图
Figure7 Connecting rod surface processing
B. 连杆体盖螺栓座面铣削
连杆加工过程分成了前后三个阶段。分别是毛坯整体加工、体盖切开后分体加工和体盖重新组立后整体加工。
因为连杆螺栓孔相对两端面，大小头孔中心线全部有位置精度要求，而连杆螺栓是否能正直把紧又和螺栓座面精度息息相关。
加工时，连杆盖螺栓座面和体螺栓座面是分别加工。其中连杆盖螺栓座面加工了三次，体螺栓座面只加工一次。因为连杆体盖进行分开时，需要连杆盖螺栓座面作为定位基准，所以，在此之前，连杆盖螺栓座面就需经过粗、精两次铣削加工。
连杆盖螺栓座面加工通常在万能升降台铣床上进行。使用Ym052可转位两面刃铣刀进行铣削加工。当连杆体盖分开后，因为分开面分开时加工误差和接下来对其进行磨削加工造成误差。所以在加工连杆体螺栓座面时，其配对连杆盖螺栓座面也应该一起加工。

C. 连杆体盖铣削分开
连杆铣削分开是在卧式切断专用机床上，使用锯片铣刀进行加工。加工时分别以连杆端面作为第一基准，小头孔作为第二基准，定位面作为第三基准。

2 磨削
在连杆加工过程中，需要磨削表面并不多，但精度要求全部比较高。首先是连杆两端面粗加工后需要对其进行磨削。其关键目标是提升连杆两端面表面粗糙度，方便以后工序正确定位。因为连杆两端面粗加工进给量很大，加工后表面粗糙度极低，而连杆两端面又是后续加工时关键精基准之一，所以为了确保后续加工正确定位，需要对连杆两端面进行磨削加工。表面粗糙度达成Ra3.2。
其次是在连杆体盖分开后，要对铣开体盖分开面进行磨削加工。连杆在分体加工连杆体盖定位孔、螺栓孔时，体盖分开面便成了定位夹紧时关键基准平面，所以，要求其有比很好表面精度。加工后表面粗糙度达成Ra1.6。
在连杆体盖中心组立加工时，需要再一次对连杆两端面进行磨削加工。首先是因为第一次磨削加工只要求表面粗糙度达成Ra3.2，距离零件实际要求粗糙度还有一段差距，需要深入精加工；其次，因为连杆经历了体盖分开分体加工过程，即使体盖仍然是严格根据成组加工方法进行加工，但难免在加工和组立时产生偏差，使精度走失。所以，体改组立以后要立即对连杆两端面进行磨削加工，加工后要求表面粗糙度达成Ra0.8。
最终一个关键磨削表面是大头孔珩磨。因为连杆大头孔是和柴油机曲轴相配合孔，是整个连杆上最关键加工表面，精度要求很高。加工次数也最多。所以，在最终要对其进行自定位珩磨以提升精度和光洁度。

3 连杆上孔加工
作为柴油机动力部分关键零件，连杆上需要加工孔并不算多，只由连杆大、小头孔和定位孔、螺栓孔，但其加工程序和加工工艺却并不简单。连杆大小头孔加工关键是经过镗孔实现，但因为连杆小头孔毛坯件很多时候为铸造盲孔，所以在镗孔之前，通常安排一道钻通小头孔工序加以辅助加工。大头孔前后共经历5次不一样程度镗孔加工。小头孔经过4次镗孔加工。连杆定位孔、螺栓孔加工相对简单，但其中定位孔也是经过数次钻、镗孔加工才最终达成精度要求。

4.5工艺卡片填写
在确定工艺路线时，必需同时确定各工序所采取机床，刀具，辅助设备及工艺装备，切削用量选择和生产节拍符合设计。机床和工装选择应尽可能做到合理，经济，使之和被加工零件生产类型，加工精度和零件形状尺寸相适应。

4.5.1机床选择
1 机床加工规格范围应和零件外部形状，尺寸相适应。
2 机床精度应和工序要求加工精度相适应
3 机床生产率应和被加工零件生产类型相适应。大批量生产尽可能选择生产率高专用机床，组合机床或自动机床。
4 机床选择应和现有条件相适应。做到尽可能发挥现有设备作用，并尽可能做到设备负荷平衡。
连杆尺寸即使不大，但结构比较复杂，又是发动机动力机构关键组件，加工精度较高，所以在加工中部分设备使用数控机床。连杆属于批量生产，流水作业 ，但自动化程度不高，所以，一部分工序也采取了通用机床和专用机床。
4.5.2刀具选择
刀具选择也包含刀具类型，结构和材料选择，关键应依据加工方法、工序应达成加工精度、粗糙度、工件材料形状、生产率和经济性等原因加以考虑，标准上尽可能采取标准刀具，必需时采取多种高生产率专用刀具。
本工艺中车、铣工序全部采取YT类硬质合金刀具。硬质合金石制造高速切削刀具关键材料，其硬度高、耐磨性和耐热性好，含有一定使用强度。缺点是韧性差，性脆，不过这些缺点，能够经过刃磨合理几何参数来填补。所以，现在硬质合金是一个应用广泛刀具材料。关键有YT5、YT15、YT30，伴随数字增大，TiC含量增大，TiC越多，韧性越差，但耐热性和耐磨性提升。所以在粗加工时候用YT5，半精加工时候用YT15，精加工时候用YT30。
所以由粗加工、半精加工、精加工工艺安排次序考虑，我们分别选择YT30、YT15、YT5刀具。她们耐磨性增加、切速增加、进给量降低。
本工艺磨削时采取磨具—砂轮，它性能关键取决于磨料、结合剂、粒度、硬度、组织及砂轮形状和尺寸。

4.5.3夹具选择
正确设计和使用夹具，对确保加工质量和提升生产效率、扩大机床使用范围既减轻劳动强度全部相关键意义。同时，使用夹具还有利于工人掌握复杂或精密零件加工质量及处理较为复杂工艺问题等。具体情况见后面夹具设计部分。
4.5.4刀具尺寸确实定
加工面尺寸作为确定刀具形状大小，和计算机动时间前提十分关键。加工面长度和切入超出用来计算机动时间，加工面直径和宽度，用来选择刀具。这里，我们把沿刀具进给方向要求为长度，而把垂直于刀具进给方向要求为宽度。对于加工件为圆面时，宽度和长度相等。

图8
Figure8
比如：图8可知：由宽度决定刀具直径大于工件直径，便于刀具一次行程完成全部铣削。由长度和加工时切入超出长度相加求和得到计算长度来计算机动时间。

对于其它工序如车、磨工件外圆表面时，直径为被加工面加工前尺寸，长度为沿工件进给方向尺寸。
切入超出具体情况要求在后面“机动时间计算”中在具体进行讨论。
4.5.5毛坯余量及加工余量确实定
1.毛坯余量确实定
机械加工中毛坯尺寸和其零件尺寸之差称为毛坯余量，加工余量大小取决于各加工过程中各个工序应切除金属层总和，和毛坯尺寸和要求公称尺寸间偏差值。
总余量取决于完成各个工步条件，如安装零件正确度和工具特征等。不过，其中值，即第一个粗切削工步加工余量还取决于毛坯需要加工处表面层情况，因为表面层平面度差异较大，有时甚至会有相当大表面凹陷。
另外，表面金属层往往不一样和表皮内部金属，在锻件表面层有氧化层和脱碳层，由此可知，表面层是有缺点，它特点是，有较高硬度。假如刀具刀刃切在表面层，将使刀具加速磨损。
曲轴属于复杂轴类零件，生产批量性质属于大批生产，