性的关键部件及薄弱环节。国产第４代内燃机车，应具有可靠性、维修性及模块化设计。
连杆简介及连杆加工工艺分析
图1-1活塞连杆组
连杆是将活塞的往复运动转变成曲轴旋转运动的中间构件。
连杆由连杆小头，杆身，连杆大头三部分组成。连杆小头承受着活塞组产生的往复惯性力;杆身承受着气缸内燃机气压力所产生的压应力以及往复惯性力产生的拉应力，由制造误差产生的杆身断面偏移也会在杆身上形成附加弯曲应力；连杆大头承受着往复惯性力和不包括连杆盖在内的连杆离心惯性力。 对连杆的基本要求是：
（1）连杆小头应具有足够的强度和刚度，并使连杆小头轴承比压控制在合理范围内；
（2）杆身应具有足够的疲劳强度，尽可能小的质量，良好的锻造工艺性； （3）连杆大头应具有足够的刚度，以减小运转时的变形，防止轴承热熔接。连焊轴承应具有足够的承载面积；
（4）连杆螺栓应具有足够的疲劳强度和一定的超转速工作能力。 本论文主要研究大内容主要有：
（1） 确定加工连杆的生产纲领及生产类型；
（2） 确定连杆的毛坯材料及尺寸，确定毛坯加工余量； （3） 设计连杆加工工艺；
（4） 确定部分重要工序所用的工艺装备和设备； （5） 计算部分重要工序的切削用量和基本时间； （6） 设计重要工序所用的夹具。
第2章 连杆加工工艺规程
机械加工工艺规程简介
1）机械加工工艺规程是组织车间生产的主要技术文件。机械加工工艺规程是车间中一切从事生产的人员都要严格、认真贯彻执行的工艺技术文件，按照它组织生产，就能做到个工序科学的衔接，实现优质、高产和低消耗。
2）机械加工工艺规程是生产准备和计划调度的主要依据。有了机械加工工艺规程，在产品投入生产之前就可以根据它进行一系列的准备工作，如原材料和毛坯的供应，机床的调整，专用工艺装备（如专用夹具、刀具和量具）的设计制造，生产作业计划的编排，劳动力的组织，以及生产成本的核算等。有了机械加工工艺规程，就可以制所生产产品的进度计划和相应的调度计划，使生产均衡、顺利的进行。
3）机械加工工艺规程是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件。在新建或扩建工厂、车间时，只有根据机械加工工艺规程和生产纲领，才能准确确定生产所需机床的种类和数量，工厂和车间的面积，机床的平面布置，生产工人的工种、等级、数量，以及个辅助部门的安排等。
制定机械加工工艺规程的原始资料主要是产品图样、生产纲领、生产类型、现场加工设备及生产条件等。设计机械加工工艺规程的程序一般为：
1）分析加工零件的工艺性。主要包括审查零件结构的工艺性及了解零件的各项技术要求，分析产品的装配图和零件的工作图，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确被加工零件在产品中的位置和作用等。
2）熟悉和确定毛坯 3）拟定加工工艺路线 4）工序设计 5)编制工艺文件
计算产品生产纲领，确定生产类型
180C柴油机的连杆。该产品年产量为150台，设其备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制定该活塞的机械加工工艺规程。 N=Qn(1+α%+β%)
=150(1+10%+1%) =166件/年
连杆的年产量为166件，现已知该产品属于轻型机械，根据《机械制造工艺设计简明手册》表生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为中批生产。
审查零件图样工艺性
连杆零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。
选择毛坯
连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如45钢、55钢、40Cr、40CrMnB等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。
连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成—体。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题，但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。
目前我国有些生产连杆的工厂，采用了连杆辊锻工艺。图（1-2）为连杆辊锻示意图．毛坯加热后，通过上锻辊模具2和下锻辊模具4的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连杆锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。
图2-1连杆辊锻示意图
图2-2给出了连杆的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至1140～1200C0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图2-2，然后在锻压机上进行预锻和终锻，再在压床上冲连杆大头孔并切除飞边见图2-2。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆的毛坯尚需进行热校正。
连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。
图2-2连杆辊锻制坯示意图
工艺过程设计
在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，如图（1—5）所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不
图2-3连杆的定位方向
与夹具的定位元件接触（在设计夹具时亦作相应的考虑）。在精镗小头孔（及精镗小头衬套孔）时，也用小头孔（及衬套孔）作为基面，这时将定位销做成活动的称“假销”。当连杆用小头孔（及衬套孔）定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进行加工。
为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头孔前，粗磨端面，在精镗大、小头孔前，精磨端面。
由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序对于铰后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。
在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差，则对加
工精度会有很大影响。因此，第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，在精加工主要表面开始前，先粗铣两个端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面
和端部夹紧，粗铣一个端面后，翻身以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯面不平整，连杆的刚性差，定位夹紧时工件可能变形，粗铣后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。另一方面是以连杆的大头外形及连杆身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度较好的平面。同时，由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。
连杆的主要加工部位是大小头端面，大小头孔。次要加工部位是各种螺纹孔及倒角。除机械加工外，还有调质处理、划螺纹孔线、探伤等。另外在机械加工过程后还安排了钳工倒角去毛刺、并对连杆进行喷丸处理，为连杆的组装做好准备。 （一）加工阶段的划分
连杆机械加工工艺过程
连杆的机械加工工艺过程大致可以分为：加工基准面——粗钻铣大小头平面及大小头孔——调质处理——半精钻铣大小头平面及大小头孔——分离连杆和连杆盖——精铣基准面并进行磨削——钻、铰、锪各种孔——精钻铣大小头平面及小头孔和大头轴瓦——研磨重要孔的支撑面——钳工倒角、去毛刺——探伤后钳工清洗组装。
连杆的大小头平面及大小头孔的技术要求都很严格，所以对于这些端面安排了：粗铣——半精铣——精车铣。对于180C柴油机连杆进行粗加工时，以大小头两端面作为精基准，所以先粗加工大小头端面，然后再加工其他各主要表面。各种孔的加工集中在连杆与连杆盖连接处，所以将各种孔加工完之后再精铣大小头端面，以保证重要加工表面不被破坏或划伤。
连杆盖机械加工工艺过程
连杆盖的机械加工工艺过程大致可以分为：半精铣对接面——划孔线——车孔——精铣对接面——钻铰各孔——磨螺钉面——修正圆角——钳工组装——划瓦槽——铣瓦槽——钳工组装。
对于连杆盖进行粗加工时，以连杆盖一侧的一端面作为粗基准，然后以对接端面作为精基准，加工其他的重要表面。 （二）工序安排
在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度：
（1）连杆本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作用下容易变形。
柴油机连杆加工工艺设计说明书
