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1、 摘 要 连杆加工是机械制造工艺中的一种典型零件加工，本文主要论述了连杆的加工工艺及其镗大头孔夹具设计，目的是希望能在降低产品的生产成本的同时又可以制造出品质优良的产品，在最少的工序或加工时间中制造出满足形状、尺寸、精度及表面粗糙度等要求的产品。因此在安排连杆加工工艺的路线时，就需要将各主要表面的粗精加工工序分开，逐渐减少加工余量，最终达到加工要求。夹具是制造系统的重要组成部分，在这次设计中会涉及到通用夹具、专用夹具等夹具，而本文将详细的论述镗大头孔的专用夹具的设计，主要论述镗大头孔的定位、切削力和夹紧力的计算、夹紧装置的设计、夹具体的设计。本次设计采用连杆盖和连杆体分离锻造，并采用合理的工艺
2、路线，而夹具设计采用一面两销的定位方案，螺旋压板夹紧机构，最终达到要求。关键词：连杆；加工工艺；夹具设计33ABSTRACTThe connecting rod processing is a typical kind of parts processing in manufacturing technology. The main point of the thesis is about the processing techniques of connecting rod and its jig design, which aims at manufacturing good produc
3、ts and reducing the production cost, and all the products can be manufactured to match the right shape, size, accuracy, and surface roughness with the least procedures and time. Therefore in order to reach the process requirement, the main surface roughness process needs to be separated, and then th
4、efinishing allowance can be reduced gradually. Fixture is an important part of manufacturing system. This design involves Universal fixture, Special fixture, and so on. Meanwhile the thesis will discuss about the special fixture design of boring head whole in details, such as positioning, the calcul
5、ation of cutting force and clamping force, the design of clamping device, and the design of fixture. This design adopts separation forging connecting rod cover and body, and using reasonable technology route, the fixture design adopts a two pin positioning scheme, powder tightly on the screw mechani
6、sm, finally achieved.Keywords: connecting rod; processing technology; fixture design目 录摘要IABSTRACTII第一章 绪论11.1连杆的特点11.1.1连杆的组成11.1.2连杆的作用11.1.3主要损坏形式11.2连杆的材料和发展趋势11.2.1传统材料21.2.2新型材料21.2.3 空压机连杆材料展望4第二章 连杆的加工工艺62.1 连杆的结构工艺性分析62.1.1 连杆结构62.1.2 连杆的材料62.1.3 连杆的工艺分析62.2 毛坯的选择62.2.1 确定毛坯的种类62.2.2 确定毛坯的形
7、状72.3 机械加工工艺路线的制定72.3.1 定位基准的选择72.3.2 制定工艺路线82.4 工序设计112.4.1 机床的选择112.4.2 工艺装备的选择122.4.3 量具的选择132.5 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸132.5.1 大头孔的工序尺寸及其公差的确定132.5.2 小头孔的工序尺寸及其公差的确定142.5.3螺栓孔的工序尺寸及其公差的确定142.5.4大头孔端面的工序尺寸及其公差的确定142.5.5 钻小头油孔的工序尺寸及其公差的确定142.6 确定切削用量及基本工时152.6.1 单件时间定额的组成152.6.2 确定工序的切削用量及基本工时15第三章 镗大头
8、孔车床夹具设计253.1 车床夹具的设计要求253.1.1 定位装置的设计253.1.2 夹紧装置的设计253.1.3 夹具与机床的联接253.1.4 机床夹具总体结构253.2 问题的提出253.3 夹具设计253.3.1 确定定位方案，设计定位装置253.3.2 确定夹紧方式以及切削力和夹紧力的计算263.3.3 加工精度的分析283.3.4 配重块的计算293.4 夹具在车床主轴上的安装30第四章 结论31参考文献32致谢33 XXXXX）第1章 绪论1.1连杆的特点1.1.1连杆的组成 连杆一般由连杆体和连杆盖组成。连杆一般中碳钢或合金钢弹压而成。连杆小端与活塞销相连，工作时与销之间有
9、相对运动，小头孔中有寸套（青铜）。在连杆的小端和寸套上钻有小孔（油道），用来润滑小端和活塞销。连杆杆身通常作成工字型断面，以求增加其强度和刚度。在其中间油润滑油道。连杆大头与曲轴的曲柄销相连，大头一般作剖分式的，被分开的部分称为连杆盖，接特制的连杆螺栓紧固在连杆的大头上。连杆盖与连杆大头是组合搪孔，为了防止装配错误，在同一侧有配对记号。大头孔表面有很高的光洁度，以便与连杆轴瓦紧密贴和。连杆大头还铣有定位槽，连杆的大端还有有孔。连杆大头按剖分面可分为平切口和斜切口两种。一般汽油机连杆大头的直径小于气缸的直径，采用平切口；柴油机受力大，其大头直径较大，超过气缸的直径，采用斜切口，一般与连杆轴线成3
10、060夹角。连杆螺栓是经常受交变应力作用的重要零件，安装时，必须牢固可靠，要符合工厂规定的拧紧力矩，分23次拧紧。1.1.2连杆的作用将活塞承受的力传给曲轴，从而使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。连杆承受活塞销传来得气体的作用力以及本身摆动和活塞组往复运动时的惯性力，这些力的大小和方向都是周期性变化的，因此，连杆受到的是压缩、拉升和弯曲等较边载荷。1.1.3主要损坏形式连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的钢性和韧性。统连杆加工工艺中其材料一般采用45钢、40Cr或40MnB等
11、调质钢，硬度更高，因此，以德国汽车企业生产的新型连杆材料如C70S6高碳微合金非调质钢、SPLITASCO系列锻钢、FRACTIM锻钢和S53CV-FS锻钢等(以上均为德国din标准)。合金钢虽具有很高强度，但对应力集中很敏感。所以，在连杆外形、过度圆角等方面需严格要求，还应注意表面加工质量以提高疲劳强度，否则高强度合金钢的应用并不能达到预期果。1.2连杆的材料和发展趋势连杆作为车用空压机能量转换的主要运动部件，承受着较高的周期性冲击力、惯性力和弯曲力，这就要求连杆除具有足够的强度和刚度外，还应具有尽可能小的质量，以适应轻量化设计及空压机性能的要求。1.2.1传统材料1.2.1.1可锻铸铁和球
12、墨铸铁可锻铸铁和球墨铸铁为空压机连杆的传统用材。由于珠光体可锻铸铁连杆成本相对较低，因此较早地被国外所采用，且成功地取代了部分锻钢连杆。此后，随着球铁技术的发展及其在汽车零部件上的广泛应用，珠光体可锻铸铁连杆又被球墨铸铁连杆所替代。但无论是哪种铸铁连杆，在浇铸过程中都易产生夹渣、气孔和疏松等铸造缺陷，这也是造成铸铁连杆失效的主要原因。因此，为确保铸铁连杆的质量，需严控铁水的温度、纯度和化学成分，采取加压排气精炼、强力喷丸处理等特殊工艺和措施。1.2.1.2碳素钢和合金钢碳素钢、合金钢也是空压机连杆的传统用材（如40、45、40Cr钢等）。通常较小排量的空压机采用正火或调质的碳素钢连杆，其硬度可
13、达229269HBS，抗拉强度可达800 N/mm2以上，冲击韧度也在60 J/cm2以上。而较大排量的空压机则采用调质的合金钢连杆，其硬度可达300HBS，抗拉强度可达900 N/mm2以上，冲击韧度也在80 J/cm2以上。这样，可保证其具有足够的强度和塑性，获得良好的综合力学性能，见表1。表1-1空压机连杆材料与性能材料牌号热处理方式硬度HBS40正火229269调质22926945正火229269调质22926940Cr调质2332801.2.2新型材料1.2.2.1非调质结构钢空压机非调质钢连杆多用于排量较大的空压机，其连杆用非调质钢分为微合金非调质结构钢和高碳非调质结构钢两大类。其
14、中，微合金非调质结构钢多采（或托氏体）+铁素体组织，具有很高的疲劳寿命。实测微合金非调质结构钢连杆化学成分见表2。而高碳非调质结构钢为新型高碳钢，可适用于空压机连杆裂解，进而减少了生产工序，节省了能源、降低了成本，同时也避免了热处理过程中产生的淬火裂纹、变形等质量缺陷，保证了产品质量。目前，空压机连杆用高碳非调质结构钢主要有德国的高碳微合金非调质钢C70、C70S6及法国的高碳微合金非调质钢C70E3等，其化学成分见表3，连杆的力学性能见表4。表1-2实测微合金非调质钢连杆化学成分（%）牌号CSiMnPSCrV40MnV0.410.531.460.0240.0370.1950.0838MnV0.370.581.330.0130.0250.1090.0835MnVS0.360.480.130.0180.3590.09表1-3空压机连杆用高碳非调质钢化学成分参考值（%）牌号CSiMnPSCrNiMoVCuAlC700.670.730.150.400.520.720.0450.060.080.200.200.050.030.060.01C70S60.670.730.150.250.450.550.0450.060.070.100.200.200.030.030.040.01表1-4 空压机连杆用高碳非调质钢的力学性能Rp0.2/ Nmm-
