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1、 目录 目 录绪 论1第1章 连杆的介绍31.1 连杆的作用31.2 连杆的材料31.3 连杆的结构及特点31.4 连杆盖与连杆体的配合41.5 连杆大头与连杆轴承41.6 连杆毛坯4第2章 连杆的制造工艺52.1 连杆结构52.2 连杆的制造工艺过程分析52.2.1 连杆的主要技术要求52.2.2 连杆的材料和毛坯62.2.3 连杆的机械加工工艺过程62.3 连杆加工工艺设计应考虑的问题72.3.1 工序安排72.3.2 定位基准72.3.3 夹具使用及夹紧方法82.3.4 确定加工余量82.4 连杆加工工艺过程92.4.1 连杆两端面的加工92.4.2 连杆大头孔的加工92.4.3 连杆小
2、头孔的加工102.4.4 螺栓孔加工102.4.5 结合面的加工102.4.6 定位凸台的加工102.4.7 贴合面的加工112.4.8 定位锁口槽（定位舌）的加工112.4.9 钳工加工11第3章 连杆加工设备布置173.1 机械加工设备布置应注意的问题173.2 制造系统中生产物流设计与设备布局173.3 机械加工设备布置综述18第4章 与连杆配合使用的零件214.1 连杆轴瓦214.2 连杆螺栓21第5章 连杆的检验235.1 连杆的检验阶段235.2 连杆检验类型235.3 连杆盖的检验235.4 连杆体的检验245.5 连杆的检验245.6 分组入库24结 论25致 谢27参考文献2
3、9I 绪论 绪 论 毕业设计是我们在学校的最后的一门课程，也是对四年所学内容一次综合的应用。本毕业设计可以很好的锻炼自己，为毕业后就业做好准备。 本课题是一个典型零件，也是发动机内重要零件。在设计中要求运用所学的知识，以培养锻炼自己独立思考能力，以及创新能力。 近代，随着科学技术的迅猛发展和市场需求的变化及竞争的激烈，传统的制造技术发展到了一个崭新的阶段，传统的制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理与技术成果，并将综合应用于整个生命周期成为“市场制造市场”的大生产制造系统，其目的是以满足市场（用户）的要求作为战略决策的核心。现代发动机连杆制造技术的发展呈现出高效、节能、环保、节约的趋
4、势, 导致汽油发动机主关键零件连杆制造不断涌现出新材料与新工艺。连杆是活塞式发动机的重要零件，其大头孔和曲轴连接，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趄的。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。在设计中机械加工工艺的制定，掌握了制造理论，即工艺的共性和具体的工艺实践知识（典型零件加工与加工方法），即工艺的个性，并使二者有机地结合在一起，培养主管产品工艺的初步能力，强调了装配工艺的基础
5、知识，从保证产品质量出发，分析装配工艺以及装配和机械加工的关系；紧紧围绕质量、生产率和经济性三者的辨证关系分析问题，确定出最佳的工艺方案。希望通过这次设计对自己将来从事的工作进行一次适应性的训练，在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为以后走向工作岗位打下一个良好的基础。由于水平有限，设计中的缺点和错误在所难免，恳请老师批评指正。15 连杆的介绍第1章 连杆的介绍1.1 连杆的作用连杆是汽车发动机的主要零件之一，其作用是将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。连杆在工作中要承受活塞销传来的气体压力，活塞连杆组往复运动的惯性力和连杆大头绕曲旋转产生的旋转惯性
6、力的作用，且连杆本身又是一个较长的杆体，因此要求连杆要有足够的强度、刚度、重量要尽量轻。1.2 连杆的材料连杆一般采用45、40Cr等中碳钢（如上海桑塔纳发动机连杆）或中碳合金钢（如二汽富康发动机连杆）经模锻或锟锻制成，也有少数用球墨铸铁制成。为提高疲劳强度常进行表面喷丸处理。对于小型发动机的连杆则常用高强度铝合金。1.3 连杆的结构及特点连杆可分为连杆小头、杆身和连杆大头三部分。连杆小头用来安装活塞销以连接活塞，在全浮式连接的连杆小头孔内压有减磨的青铜衬套或铁基粉末冶金衬套。为润滑衬套，在连杆小头和衬套上一般铣有积存飞溅润滑油的油槽或油孔。有时，在连杆杆身内钻有纵向的压力油通道，以对小头进行
7、压力润滑。连杆杆身多采用“工”字形断面，从而在质量尽可能小的情况下提高了其抗弯强度。连杆的大头与曲轴的连杆轴颈相连。为便于安装，通常将连杆大头做成部分式的，上半部与杆身一体，下半部即为连杆盖，二者通过连杆螺栓配合。连杆大头孔表面的粗糙度值要求较小，以便连杆轴承装入后能很好地贴合传热。连杆大头的切口形式有两种。连杆大头沿着杆身轴线垂直的方向切开，称为直切口连杆，多用于汽油机。有些发动机的连杆大头尺寸较大，为了维修拆装时任将其从气缸中抽出，将连杆大头沿与连杆杆身轴线成(常用45)的方向切开，即为斜切口连杆。此外，斜切口连杆若配以较理想的切口定位，还能减轻连杆螺栓的受理，多用于柴油机。1.4 连杆盖
8、与连杆体的配合直切口连杆的切口面多数为平面，由杆身与连杆盖分别加工而成。由于现代技术与工艺的选择，连杆锻成整体毛坯，用冷胀的方法将杆身与连杆盖分开。这样的切口面将不再是平面，而是不规则的像山峦式的犬牙交错的表面，可提高杆身与连杆盖的定位精度。一汽捷达轿车五气门发动机便采用此结构。斜切口连杆在往复惯性力的作用下受拉时，在切口方向作用有较大的横向力，因此要有定位装置以使螺栓免受附加的剪切应力。连杆大头的两部分用连杆螺栓紧固在一起，连杆螺栓不但受拉伸并承受交变的冲击性载荷。通常采用绕性螺栓，用优质合金钢（40Cr、35CrMo等）锻制而成。为保证工作可靠，常采用锁止装置，如开口销、双螺母、自锁螺母等
9、。1.5 连杆大头与连杆轴承连杆轴承装在连杆大头孔内，用以保护连杆轴颈（曲柄销）及连杆大头孔。现代汽车发动机用的连杆轴承是由钢背和减磨层组成的分成两半的薄壁轴承。钢背由厚mm的低碳钢带制成，既有足够的强度以轴受近乎冲击性的载荷，又有一定的刚度以便与轴承孔良好地贴合。减磨层由厚mm的薄层减磨合金制成，减磨合金具有保持油膜、减少摩擦阻力和易于磨合的作用。连杆轴承的背面应有很高的粗糙度。在自由状态下，轴承的曲率半径和周长都略大于连杆大头孔的曲率半径和周长，装入后，能使其紧贴在大头孔壁上，以利散热和防止润滑油从轴承背面流失。在两个轴承的剖分面上均制有定位凸键，以防止连杆轴承在工作中发生转动或横向移动；
10、在其内表面加工有油槽以储油，保证可靠的润滑。有的连杆大头连同轴瓦还钻有mm小油孔，从中喷出机油以加强配气凸轮与汽缸壁的激测润滑。1.6 连杆毛坯毛坯的种类很多，常用的有铸件、锻件、焊接件、型材件和粉末冶金件等。对于锻件毛坯，其组织致密，可以获得符合零件受力要求的流线组织，故力学性能较高。又是为使钢中的碳化物细化和均匀分布，即使毛坯形状简单，也需锻造而不直接采用型材。但自由锻件精度低，加工余量大。模锻生产率高，锻件的加工余量小，可获得形状复杂的锻件，但设备、模具费用高，适用于大量生产。本次加工连杆毛坯由模锻而成。 连杆的制造工艺第2章 连杆的制造工艺2.1 连杆结构连杆由大头、小头和杆身等部分组
11、成。大头为分开式结构，连杆体与连杆盖用螺栓连接。大头孔和小头孔内分别安装轴瓦和衬套。为了减轻重量，且使连杆具有足够的强度和刚度，连杆杆身的截面多为“工”字形。2.2 连杆的制造工艺过程分析2.2.1 连杆的主要技术要求(1) 大、小头孔的尺寸精度、形状精度要求 连杆大头孔尺寸（未装轴瓦），其尺寸公差不低于IT8，表面 粗糙度Ra的值不大于0.63um，圆柱度公差等级不低于4级。 连杆小头孔尺寸，未装衬套前其尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra的值不大于5um，压入衬套后经加工其尺寸公差不低于IT5，表面粗糙度Ra的值不大于0.63um，圆柱度公差等级不低于2级。(2) 大、小头孔两端面 大头孔
12、两端面与曲轴轴承座端面配合，其精度影响到安装和磨损。其尺寸，厚度方向尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra的值不大于1.25um。 小头孔两端面与活塞配合。其尺寸，厚度方向尺寸公差不低于IT8，表面粗糙度Ra的值不大于10um。 大头孔两端面对大头孔内圆柱面的垂直度偏差不大于100:0.1。(3) 大、小头孔中心距及孔的中心线的平行度和平面度 大、小头孔中心距尺寸为：mm，中心线平行度偏差不大于100:0.03，两端孔中心线平面度偏差不大于100:0.06。(4) 连杆盖与连杆体结合面的技术要求 结合面除要保证相关尺寸外，其表面粗糙度Ra的值不大于2.5um。(5) 连杆连接螺栓孔的技术要求 连
13、杆在工作过程中，受到急剧的动载荷作用，这一作用又传递到连杆体和连杆盖的两个连接螺栓上，因此，除了对螺栓及螺母提出较高的技术要求外，对螺栓孔及两个螺栓孔的贴合面也有一定的技术要求。贴合面与结合面距离尺寸公差不低于IT8，贴合面表面粗糙度Ra的值不大于10um，螺栓孔内表面粗糙度Ra的值不大于20um，尺寸公差不低于IT8。(6) 小头油槽、大头阶梯油孔及连杆杆身的技术要求 小头油槽其槽内表面粗糙度Ra的值不大于20um。 大头阶梯油孔内表面粗糙度Ra的值不大于20um。 连杆杆身外表面不进行机械加工。 其他技术要求均按照图纸要求执行。2.2.2 连杆的材料和毛坯 本次加工的连杆材料采用40Cr。
14、 用模锻制造毛坯，连杆盖和连杆体整体锻造。 毛坯模锻后应正火并校直。 毛坯要经过调质热处理（去应力）。其规范为： （1）升温，880，保温90分钟； （2）淬火，在浓度为的聚乙烯醇水溶液中进行，淬火硬度HRC50。 （3）回火，升温580，保温120分钟，在空气中冷却。 （4）退火，油浴去应力退火，油浴时间不少于10分钟。 （5）检查，检查机械性能及变性量，使其符合要求。 本连杆毛坯采用整体精密模锻工艺，连杆小头孔不予锻出，其目的是为了减小在钻削小头孔时刀头偏离现象带来加工难度。连杆大头孔结构为椭圆状，其目的是为连杆盖切离后，连杆大头孔因铣削缩短了连杆盖之前的实际距离，使其接近圆以减小工作强度。2.2.3 连杆的机械加工工艺过程 准备毛坯阶段；包括：毛坯的热处理、毛坯初期粗加工、毛坯的检验。 机加工阶段；包括：粗、精铣连杆大、小平面；钻、扩、半精镗小头孔；粗、精铣定位凸台；铣开连杆体与连杆盖；锪螺栓贴合面；铣、磨连杆体与连杆盖结合面；钻、扩、铰螺栓孔；半精镗大头孔；铣小头孔油槽；钻大头孔阶梯油孔；铣连杆体与连杆盖大头孔内侧的定位锁口槽；磨连杆两平面；研磨大头孔；精镗小头孔；小头孔压入衬套；
