则：曲轴主轴颈中心线和连杆轴颈中心线的平行度为???0.03mm，连杆大头中心线与小头中心线的平行度????????mm，活塞销孔与活塞中性线的垂直度???????? mm。
第五章 典型零件的分析
一、活塞的分析
1. 活塞的功用
活塞的三维模型如图5-1所示，活塞是曲柄连杆机构的主要部件，在气缸内作往复运动。压缩过程气缸内活塞左腔的压力低于大气压力Pa，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，排气过程，当气缸内的压力高于输出空气管道内的压力P后排气阀打开空气排出。活塞在压缩行程终了时，气缸内的压缩空气被急剧压
缩，缸内的气压达到最大，产生强大 图5-1 活塞三维图 的压强，再者，在产生强大的压强的同时，还会伴随着很大的热量，虽然不及发动机活塞那么大但还是会对活塞产生很大的影响。
活塞有头部、裙部和顶部三部分组成，空压机活塞的顶部为平顶式活塞；活塞环的主要功能是保证气缸内的气缸的工作的密封性，以及将产生的热量传递给空压机的缸体。它的高度主要取决于必须安装活塞环的数量；活塞油环一下的部分。必须保证在正常的工作条件下活塞与气缸内壁之间自上而下的间隙均匀。活塞群内部有一止口它是专为加工活塞在加工过程中设机的辅助精基准面；销座位于活塞裙部内，且有厚筋与活塞顶相连，其作用是保证吧作用于曲轴上的力可靠地传递给活塞。
16 2. 活塞的加工表面及技术要求 （1）尺寸要求：
a.由装配图时活塞销与活塞的配合为小间隙配合Φ15H7/h6，活塞销孔尺寸为。 b.为保证装配时活塞与缸体顶部的间隙，活塞顶部到活塞销孔的尺寸为mm。 （2）行为公差的要求：
a.环槽侧面对活塞裙部轴心线的垂直度不超过 0.0025mm
b.环槽两侧面对活塞裙部的轴心线圆跳动量不超过0.025mm，全部槽侧面的粗糙度要求为Ra1.6mm
c.销孔的圆柱度要求为0.08mm，表面粗超度Ra0.8mm，
d.销孔轴线对裙部外圆的垂直度的要求为0.05mm，销孔的同轴度要求为0.05mm,这些参数超差会使活塞销与活塞孔配合不正常，破坏活塞、活塞销、连杆的正确安装位置，不能保证正常的磨损和润滑。
e.岸环槽底对活塞裙部轴线的径向跳动最大允许差为0.025mm 全部槽底的粗超度为Ra3.2mm 3. 活塞的毛坯的选择
活塞的材料除少数采用铸铁外，大部分采用导热系数高，热膨胀系数较低的硅铝合金。为了增加其刚性、隔热性和避免早期磨损，也有在其头部或裙部铸有钢护圈，这类活塞称为双金属活塞。 4. 基准的选择
1) 粗基准的选择：由于毛坯精度较高，所以毛坯的外表面，内圈及顶面可直接作为粗基准，如粗车外圆、环槽、顶部、裙部及端面。
2) 精基准的选择：活塞属薄壁筒形零件，径向刚度很差，而主要表面尺寸精度及个主要表面之间的位置精度要求又较高，所以在产品设计时就针对活塞的结构特点，设计了专供加工时定位用的辅助精基准——止口内孔及端面。
3) 在回油槽、外圆、环槽、顶面等加工时，就采用了该精基准定位。这不仅符合“基准统一”和“工序集中”原则，而且便于轴向夹紧，可采用一套夹具即可。但以此作为精基准不仅不符合“基准重合”原则，而且还为此增加了工序和设备。由于活塞销孔沿活塞轴线方向位置尺寸的设计基准是顶面，所以精镗削孔时以顶面为轴向定位基准，而止口的精加工以顶面为定位基准，这样可以减少因基准不
17 重合而产生的定位误差。
4) 在钻、扩销孔时采用了以销座外端作为角向定位基面。这是因为若采用销孔自定位，定位元件不易布置，夹具结构复杂。而由于活塞毛坯精度较高，以此作角定位可以满足加工要求。 在镗、滚挤销孔时，以销孔为角向定位基准，遵循了“自为基准”原则，使加工余量均匀，容易保证精度要求 5. 加工工艺的选择
锻造——铣浇冒口——时效处理——粗车止口——粗镗销孔——粗车外圆及顶面——钻直油孔——精车止口——粗车切环槽——半精车外圆——去毛刺——精车头部裙部——精切环槽——精镗销孔——精车顶面——车燃烧室——车锁环槽——终检
二、连杆的分析
1. 连杆的功用
连杆三维图如图5-2所示，连杆是活塞式空压机主要的传动机构之一，它将活塞与曲轴连接起来，把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动可逆的转化为曲轴的回转运动，以输出功率。
连杆大头孔套在曲轴的连 图5-2 连杆合件三维图
杆轴颈，与曲轴相连，大头孔设计成两半，然后用连杆螺栓连接。连杆小头与活塞销相连，小头顶部有油孔，以便使曲轴转动时飞溅的润滑油能流到活塞销的表面上，起到润滑作用。为了减少惯性力，连杆材料选用铝合金，连杆杆身部位的金属重量应当减少，并且要有一定的刚度，因此杆身采用工字型断面。连杆的杆身部位是不加工的，在毛坯制造时，杆身的一侧做出定位标记，作为加工及装配基准。
连杆在工作中主要承受以下三种载荷：第一：活塞顶部的膨胀气体压力（连
18 杆受压）；第二：活塞连杆组的往复运动惯性力（连杆受拉）；第三：连杆告诉摆动时产生的横向惯性力（连杆受弯曲应力）。
为了保证工作时连杆的螺栓、杆身或大端盖等危险点不发生断裂，将其设计成如零件图所示的结构。该结构不仅重量轻、刚度大，而且有足够的疲劳强度和冲击韧性。
2. 连杆的加工表面及技术要求
第一、大小端孔的精度：为了使大端孔与曲轴、小端孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热，大端孔尺寸选择八级精度，小端孔尺寸选择七级精度。因此根据[1]附录可以选择大端孔尺寸为R17.5mm ，小端孔尺寸为R5mm ，大端孔表面粗糙度应根据[1]表5-1选择Ra=1.6，小端孔表面粗糙度应根据[1]表5-2选择Ra=1.6，大小端孔的圆柱度公差要求较高，根据[1] 选择圆柱度公差为0.03 。
第二、由于上下端面要做为精加工基准，因此必须保证其表面粗糙度根据[1]表5-2选择Ra=1.6 ，从而保证后期精加工的加工精度；两螺栓孔的中心距为43mm。
第三、大端需要先切开，然后必须进行接合面加工，接合面加工时需要保证接合面的平面度和表面粗糙度就可以进行很好的结合。根据[1]可以选择平面度公差0.03mm，表面粗糙度可以选择Ra=3.2。
第四、为了保证大端结合面的结合程度，因此应该保证较高的连杆螺栓孔的中心线对缸盖体结合面的垂直度，根据[1]应选择0.03 。
第五、连杆螺栓的预紧力要求：连杆螺栓装配时的预紧力如果过小，工作时一旦脱开，则変载荷能迅速导致螺栓断裂，因此必须要求有较大的预紧力。
第六、倒角要求，大端孔倒角半径为2mm ，小端孔倒角半径为1mm ，在小端顶部油孔的倒角2mm为 。
第七、连杆体是楔形，靠近大端处的宽度为4mm ，靠近小端处的宽度为4mm ，长度可以根据大小端中心距确定。
第八、大端孔外围宽度为46mm ，小端孔外围的宽度为26mm ，大小端的厚度为22mm ，连杆体的厚度为18mm 。
第九、螺栓选择的直径为8mm ，长度为32mm ，根据[2]选择螺栓的型号
19 为A型M8。 3. 连杆的毛坯的选择
连杆大小头都有相关的配合尺寸，且与曲轴和活塞有相对运动摩擦较严重，所以应选择耐磨性能较好的材料，从拆装观察可知为铝合金的铸件。同时也满足惯性力较小的要求。此连杆毛坯形成：将连杆和连杆盖铸成一体，在加工过程中再切开或者采用胀断工艺将其胀开。 4. 基准的选择
选择粗基准的原则：1）连杆大小端孔圆柱面及两端面应与杆身纵向中心线对称；2）连杆大小端孔圆柱面及两端面应有足够而且尽量均匀的加工余量；3）连杆大小端外形分别与大小端孔中心线对称；4）保证作为精基准的端面有较好的表面质量。
因此第一道工序为粗磨两平面，为保证两平面有均匀的加工余量，采用互为基准。在加工连杆小端孔时以其外表面定位。
精基准的选择：由于大小端端面面积较大、精度高、定位准确、夹紧可靠，因此加工时选择一个制定的端面和小端孔以及大端孔处指定的一个侧面作为精基准。
5. 加工工艺的选择
连杆加工工艺如表5-1所示
表5-1连杆主要工序表
工序号 工序名称 使用设备 1 粗磨两端面 平面磨床 2 钻小头孔 立式钻床 3 切断 切断铣床 4 拉连杆大端接合面半圆面 拉床 5 粗磨结合面 双头立轴圆台平面磨床 6 钻扩铰螺栓孔及钻小端油孔 组合机床 7 精磨两平面 双头立轴圆台平面磨床 8 粗镗大小端孔 金刚镗床 9 倒角 铣床
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