机电系机电一体化专业毕业设计
1.1.3 孔加工
（1）大头孔 扩、粗镗、精镗达尺寸Ф102 mm，Ra0.8 （2）小头孔 钻、扩、粗镗、精镗达尺寸Ф55 mm，Ra0.8 （3）钻、扩、铰螺栓孔M18mm, Ra值为12.5
1.1.4 技术要求分析
连杆上需要进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及两端面，连杆与杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要求如下： ⑴为了使连杆大、小头运动副之间配合良好，大头孔的尺寸公差等级取为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.5um；小头孔的尺寸公差等级约取为IT5(加工后再按0.0025mm间隔分组),表面粗糙度Ra应不大于0.5um。 ⑵大、小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，进而影响发动机的效率，两孔中心距的尺寸公差等级应不低于IT9.大、小头孔中心线在两个相互垂直的方向上的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，致使汽缸壁磨损不均匀，缩短 发动机的使用寿命，同时也使曲轴的连杆颈磨损加剧。若称大、小头孔理想中心线所在的公共平面为连杆轴线平面，一般规定两孔轴线在连杆轴线平面内的平行度公差等级应不低于IT7，在垂直于连杆轴线平面内的平行度公差等级应不低于8级。
⑶连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度误差过大，将加剧连杆大头两端面与曲轴连杆颈两端面之间的磨损，甚至引起烧伤，一般规定其垂直度公差等级应不低于9级。
⑷连杆大、小头两端面间距离的基本尺寸相同，但技术要求是不同的。大头两端面间的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8um；小头两
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端面间的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3um。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中，这给连杆的加工带来许多方便。 ⑸为了保证发动机的运转平稳，对连杆小头（约占连杆全长2/3）质量差和大头（约占连杆全长1/3）质量差给以较严格的规定。 1.2 毛坯的确定
毛坯的选择应从生产批量的大小，非加工面的技术要求，零件的材料、结构、形状、尺寸、重量技术要求等方面综合考虑。通常情况下，主要以生产类型来决定。正确选择制坯方式可以使整个工艺过程经济合理，故应认真的选择并要加以论述。
1.2.1 有关设计条件的说明 汽车连杆零件属于大批量生产。
大批量生产的工艺特点：⑴零件的互换性：具有广泛的互换性，少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法；⑵毛坯的制造方法和加工余量：广泛采用金属模机器造型、模锻或其他高效方法，毛坯精度高，加工余量小；⑶机床设备及布置形式：广泛采用高效专用机床及自动机床，按流水线和自动线排列设备；⑷工艺工装：广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置，靠调整法达到精度要求；⑸对工人技术要求：对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求低；⑹工艺文件：要有工艺过程卡和工序卡，关键工序要调整卡和检验卡；⑺成本：较低。
1.2.2. 毛坯的材料
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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，因此连杆材料要采用高强度的碳钢或合金钢，可用来制作连杆的材料有45钢、55钢、40cr、40MnB等，此连杆要求大批量生产，毛坯材料选用锻件。
45钢----一般为中碳的优质碳素结构刚与合金结构钢，主要用于制造承受很大变动载荷与冲击载荷或各种复合应力的零件（如机器中传递动力的轴、连杆、齿轮等）。这类零件要求钢材具有较高的综合力学性能，即强度、硬度、塑性、韧性有良好的配合。连杆需要承受多向交变载荷的作用，对材料的综合力学性能要求高，45钢可以满足这一要求，最终选定45钢作为毛坯材料。
1.2.3 制坯方法的确定
连杆的特殊作用要求机械性能应大于或等于
抗拉强度 ?b?735Mpa 屈服极限 ?s?539Mpa 冲击韧性 ?ka?588J/cm2
毛坯的选择有两种：使毛坯形状与尺寸和零件接近；使毛坯的形状尺寸与零件相差较大。
这影响着毛坯的制造费用及劳动量，与机械加工费用及劳动量。为节省能源与金属材料，随着毛坯制造专业化生产的发展，制坯方法的确定应取向前种方法。其中前种方法又有模锻和铸造两种毛坯制造形式最常用，考虑到零件工作的场所和综合力学性能要求，毛坯选用模锻的方式进行生产
连杆锻坯形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另外一种是将体和盖锻成一体。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，需将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻
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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，分体锻造能够减少一定的工序，加工效率高。故最终选用分体锻造的方式制造毛坯。
锻造的工艺过程如下：将棒料在炉中加热至1140-1200℃，现在锟锻机上通过四个型槽进行锟锻制坯，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。为了改善毛坯的切削加工性能，锻造好的连杆毛坯需要进行调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，减少毛坯的内应力。为了提高毛坯的精度，连杆毛坯还需进行热校正。 此外， 连杆的显微组织在连杆小头“工”字形截面检验，应符合NJ24-86《曲轴技术条件》附录中的1-4级。连杆的纵剖面的金属宏观组织，其纤维方向应沿着连杆中心线，并与外形相符，不得间断。
连杆经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查合格后就可以进入机械加工生产线了。
1.3 连杆工件的定位基准和定位方案分析
连杆外形较复杂而刚性较差，它的技术要求很高，恰当地选择继续加工中的定位基准是能否保证连杆技术要求的重要问题之一。
在连杆的实际加工过程中，一般都对连杆进行完全定位，即按六点定位原理来限制连杆的六个自由度。多数情况下，选用连杆的大、小头端面作为主要定位基准，使零件的支撑面积大、定位稳定、装夹方便。同时选择小头孔和大头连杆体的外侧面作为一般定为基准，从而限制了连杆的六个自由度。选用连杆端面和小头孔作为定位基准，不仅便于在加工过程中实现基准统一，更重要的是使连杆的重要技术要求（如大、小头孔之间的中心距要求，大、小头孔
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中心线在两个互相垂直方向上的平行度要求，端面与大头孔中心线的垂直度要求，两端面间的距离要求等）在加工过程中实现基准重合，以减小定位误差。 对于一些要求高或加工中不易保证的技术要求，在精加工时也可以采用自为基准的原则进行加工（小头孔尺寸精度和形状精度的保证），或采用互为基准的原则进行加工（如大、小头孔中心距精度的保证），由机床精度直接保证（如大、小头孔中心距要求可在双轴镗床上一次安装同时加工出大、小孔来直接保证）。
按照“先加工基准后加工其它面”的加工原则，作为连杆主要定位基准的两端面的加工，一般都是安排在工艺过程最初工序进行，即以未加工过的第一个端面在、为粗基准定位，加工第二个端面，紧接着以已加工过的第二个端面做基准，定位加工第一个端面。显然第一个端面的精度要比第二个端面高，在以后的加工中，用第一个端面做精基准最好。但由于连杆外形的对称性，后续工序操作者不易分清哪个端面是第一个端面，为此连杆体和连杆盖的零件图上特意设计出一个加工和装配用的工艺标记，并在连杆工艺规程中，规定无工艺标记的一侧的端面为主要定位精基准，在后续的各加工工序中尽可能地用它来定位。 1.4加工经济精度与加工工序安排
1.4.1加工经济精度
各种加工方法（车、铣、刨、磨、钻、镗、铰等）所能达到的加工精度和表面粗糙度，都应该满足图纸设计要求。精度不是越高越好，满足要求就行了，因为生产中控制生产成本对企业是很重要的，加工精度提得愈高，表面粗糙度减小得愈小，则所耗费的时间与成本也会愈大。在实际的生产中应在满足
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