● 承德民族职业技术学院机电系 王晶梅
摘 要:简介连杆的组成,功用,锻造和主要加工工艺,并与到承德曲轴连杆厂的实际工序相联系,对连杆加工工艺及定位有感性认识。
关键词:连杆大头;连杆两端面加工;整体锻造;光整加工
中图分类号:TH133 文献标识码:A 文章编号:1009-04(2002)04-013-02
连杆加工是机械制造工艺中的一种典型零件加工。我校机制专业的毕业设计多次到承德市曲轴连杆厂实习,参观连杆车间的工艺流程及装夹、定位,把它作为毕业设计的课题之一。并请厂里工程师为我们做指导,把课上的理论学习与工厂的实践相结合,在工艺、机床、夹具、测量方面有一个综合提高。采用电脑CAD绘图,为以后毕业走上工作岗位打下一个良好的基础。作为一名参加实习并参与指导设计的老师,我也从中学到了不少知识。
连杆由连杆大头、杆身和连杆小头三部分组成。连杆大头是分开的,一半为连杆盖,另一半与杆身为一体,通过连杆螺栓连起来。连杆大头孔内分别装有轴瓦,由于连杆体与连杆盖的接合面是与大小头孔的中心联线垂直,故称为直剖式连杆。有些连杆大头结构粗大,为了使连杆在装卸时能从气缸孔内通过,采用斜剖式结构,即接合面与大、小头孔轴线形成一定的角度。我们在工厂中分别见到了这两种类型的连杆。
连杆是活塞式发动机的重要零件之一,其大头孔与曲轴连接,小头孔通过活塞销和活塞连接,将作用于活塞的气体膨胀压力传给曲轴,又受曲轴驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆承受的是高交变载荷,气体的压力在杆身内产生很大的压缩应力和纵向弯曲应力。由活塞和连杆重量引起的惯性力,使连杆承受拉应力,所以连杆承受的是冲击性质的动载荷,因此要求连杆重量轻,强度要好。
连杆材料一般采用45钢或40cr,45M n2等优质钢或合金钢。钢制连杆都用模锻制造毛坯。它的锻造工艺有两种方案,将连杆体和盖分开锻造,连杆体和盖整体锻造。
从锻造后材料的组织来看,分开锻造的连杆盖金属纤维是连续的,因此具有较高的强度,而整体锻造的连杆,铣切后,连杆盖的金属纤维是断裂的,因而削弱了强度。整体锻造要增加切开连杆的工序,但整体锻造可以提高材料利用率,减少结合面的加工余量。加工时装夹也较方便。工厂中连杆的材料是40cr,调质处理,整体锻造,只需要一套锻模,一次便可锻成,也有利于组织和管理生产。锻造时表面冷却速度快,对内产生压应力,表面应力是平衡的,但铣分开面后应力不平衡,易变形,所以要增加校力这一工序。
曲轴连杆厂的连杆加工属于大批量生产,而连杆刚性差,因此工艺路线多为工序分散,大部分工序用高生产率的组合机床和专用机床,并广泛地使用气动、液动夹具,以提高生产率。我们在车间首先看到的是连杆毛坯件,它的大头孔是椭圆的,沿椭圆短轴铣分开面,去掉加工余量,正好是一个圆与曲轴相配合,毛坯锻造后要进行磁场探伤,检验裂纹,并校直保证直线度。在车间,我们看到过程卡把工序排为40多个,主要分为粗加工,半精加工和精加工三个阶段。
首先进行两端面加工。连杆的两端面是连杆加工过程中最主要的定位基准面,而且在许多工序中使用,所以应先加工它,且随着工艺过程的进行要逐渐精化其基准,以提高其定位精度。我们在车间看到铣两端时,为保证两端面对称于杆身轴线,以杆身定位,在专用铣床上装两把硬质合金端铣刀盘,工件装夹在回转工作台上作低速回转进给运动,加工完一个面,转过180°再加工另一端面。然
承德民族职业技术学院 2002年第4期JOURNAL OF CHEN GDE VOCA T I O NAL AND TECHN I CAL COLL EGE FOR NA T I O NAL IT IES NO.4,2002
13后采用双端面磨床进行磨削,以保证两端面的平行度和高的生产率。
连杆大小头端面对称分布在杆身的两侧,由于大小头孔厚度不等,所以大头端面与同侧小头端面不在一个平面上,用这样不等高面作定位基准,必定会产生定位误差。因大小头厚度公差要求不高,工厂在制定工艺时采用最经济的方法加工成一样厚度。这样,以任一端面、小头孔及工艺凸台作为大部分工序的统一定位基准,有利于保证连杆的加工精度,而且端面面积大,定位也比较稳定。
连杆大小头孔的加工是连杆加工中的关键工序,尤其大头孔的加工是连杆各部位加工中要求最高的部位,直接影响连杆成品的质量。
一般先加工小头孔,因尺寸小,锻坯上不锻出预孔,所以小头孔首道工序为钻削加工,加工方案多为:钻—扩(拉)—镗(铰),采用有三个爪的浮动夹板,自动定心夹紧,它的锥度和小头锥度相同,并用大孔心轴定位,避免转动。然后加工大头孔,一般都会锻出预孔,所以加工方案为粗镗—半精镗—精镗。采用整体锻造大头孔在半精镗之后将连杆身盖铣开,并以分开面定位钻螺纹出孔,斜剖式结构连杆刚性不足,设计时加浮动支撑,然后合钻扩,攻螺孔保证同轴度,修正螺纹孔时,可用铣刀扩孔,不用钻头,以消除向下的力。这一工序主要保证螺纹孔的垂直度,可将垂直度转化为平行度进行检验。
组装后精镗大小头孔,在专用双轴镗床上同时进行。大小头孔的光整加工是保证孔的尺寸,形状精度和表面粗糙度不可缺少的工序。大孔的衍磨是一种有切屑的加工,去掉波峰,提高孔的圆柱度,小孔的滚压则是一种无切屑的加工,把波峰压下去,降低表面粗糙度。
连杆本身刚度比较低,易变形,所以在安排工艺时应把各主要面粗、精加工工序分开,这样,粗加工产生的变形在半精加工中得到修正,半精加工产生的变形在精加工中得到修正,最后达到零件的技术要求。 ○
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摘 要:本文通过介绍作者在大学
物理实验课程改革中所做的一些探
索,阐述了如何提高实验课程的教学
作用。
关键词:物理实验;实验教学;提
高
中图分类号:G2
文献标识码:A
文章编号:1009-04(2002)04
-014-02
Abstract:T h is paper introduces
som e research on refo r m ing the physi2
cal experi m ent of the university and
also illustrates how to increase the ac2
ti on of physical experi m ent.
Key words:physical experi m ent;
experi m ent teach ing;increase
0、引言
大学物理实验课程是工科院校为
系统训练和培养大学生实验方法与技
能以及科学素质与实践能力而开设的
一门基础性实验课程。由于过去工科
院校对大学物理实验教学缺乏足够的
重视和支持,认为这一课程已经形成
了固定的教育教学模式,无须再对它
的教学状况有什么较大的调整和改
进,因而这就导致了大学物理实验课
程的教学工作局面长期以来一直处于
僵持状态,而且始终缺乏现代感和时
代气息。因此,随着现代教育的不断发
展,科技水平的不断提高,为使大学物
理实验课程的教学能够满足于现实对
大学生教育和培养的实际需要,就必
须改变过去那种长期一贯制的教学模
式。
根据多年来的实际教学工作经
验,我们觉得,要改变过去大学物理实
验课程的教学状况,当前急需在更换
陈旧的实验教学仪器设备和充实新的
教学内容的基础上,建立和完善具有
现代实验气息的新的实验教学模式。
只有这样,大学物理实验课程才能在
实际教学中发挥出应有的作用。
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