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1、连杆件加工工艺设计扬州职业大学设计题目：连杆件的加工及工装设计系 别： 机械工程系专 业： 机械制造及自动化班 级： 07机械（1）班姓 名： 丁 聪 聪学 号： 0701010107指导教师： 傅 锦完成时间： 2010-4-23目录 摘要4第一章 连杆加工工艺51.1 连杆的结构特点51.2 连杆的主要技术要求51.2.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度61.2.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度61.2.3 大、小头孔中心距61.2.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度61.2.5 大、小头孔两端面的技术要求61.2.6 螺栓孔的技术要求71.2.7 有关结合面的技术要
2、求71.3连杆的材料和毛坯71.4连杆的机械加工工艺过程91.5 连杆的机械加工工艺过程分析111.5.1 工艺过程的安排111.5.2 定位基准的选择111.5.3 确定合理的夹紧方法121.5.4 连杆两端面的加工131.5.5 连杆大、小头孔的加工131.5.6 连杆螺栓孔的加工131.5.7 连杆体与连杆盖的铣开工序131.5.8 大头侧面的加工141.6 连杆加工工艺设计应考虑的问题141.6.1工序安排141.6.2定位基准141.6.3夹具使用141.7 切削用量的选择原则141.7.1 粗加工时切削用量的选择原则141.7.2 精加工时切削用量的选择原则151.8 确定各工序的
3、加工余量、计算工序尺寸及公差161.8.1 确定加工余量161.8.2 确定工序尺寸及其公差171.9 计算工艺尺寸链171.9.1 连杆盖的卡瓦槽的计算171.9.2 连杆体的卡瓦槽的计算191.10 工时定额的计算201.10.1 铣连杆大小头平面201.10.2 粗磨大小头平面201.10.3 加工小头孔201.10.4 铣大头两侧面211.10.5、扩大头孔221.10.6 铣开连杆体和盖221.10.7 加工连杆体221.10.8 铣、磨连杆盖结合面241.10.9 铣、钻、镗连杆总成体261.10.10 粗镗大头孔281.10.11 大头孔两端倒角281.10.12精磨大小头两平面
4、281.10.13 半精镗大头孔及精镗小头孔281.10.14精镗大头孔291.10.16 小头孔两端倒角291.10.17 镗小头孔衬套301.10.18 珩磨大头孔301.11 连杆的检验301.11.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度301.11.2 连杆大头孔圆柱度的检验301.11.3 连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验311.11.4 连杆大小头孔平行度的检验311.11.5 连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验31第二章 夹具设计322.1 铣剖分面夹具设计322.1.1问题的指出322.1.2 夹具设计321) 定位基准的选择322) 夹紧方案323) 夹具体设计324) 切
5、削力及夹紧力的计算325) 定位误差分析33 6）夹具结构校验332.2 扩大头孔夹具342.2.1 问题的指出342.2.2 夹具设计341) 定位基准的选择342) 夹紧方案343) 夹具体设计344) 切削力及夹紧力的计算355) 定位误差分析36 6）夹具校验36第三章 CAM加工及程序 3.1 CAM加工截图36 1）图形生成39结束语：40参考文献:41致谢42摘 要连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐
6、步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。关键词: 连杆 变形 加工工艺 夹具设计Pick toThe main transmission link is one of a diesel engine, the paper mainly discusses the process and connecting fixture design. The connecting the dimension precision, accuracy and precision of the shape of requirements are very high,
7、 but the connecting rod of rigid, easily, so in the arrangement of deformation process, the major surface coarse finishing processes. Gradually reduce limits.but, cutting force and effect of stress, and the deformation after processing, can finally reached the technical requirements of the parts.Key
8、words: deformation processing fixture design第一章 连杆加工工艺1.1 连杆的结构特点连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜
9、衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔(或油槽)，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气
10、缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有5个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。1.2 连杆的主要技术要求连杆上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓
11、定位孔等。连杆总成的主要技术要求（图1-1）如下。连杆图（11）1.2.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.4m；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于3.2m。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025 mm，素线平行度公差为0.04/100 mm。1.2.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，
12、所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.06 mm。1.2.3 大、小头孔中心距大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：2100.05 mm。1.2.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9
13、（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在100 mm长度上公差为0.08 mm）。1.2.5 大、小头孔两端面的技术要求连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8m, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3m。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。1.2.6 螺栓孔的技术要求在前面已经说过，连杆在工作过程中受到急剧的动载
14、荷的作用。这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按IT8级公差等级和表面粗糙度Ra应不大于6.3m加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25 mm。1.2.7 有关结合面的技术要求在连杆受动载荷时，接合面的歪斜使连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位，影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。对于本连杆，要求结合面的平面度的公差为0.025 mm。1.3连杆的材料和毛坯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，连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如45钢、55钢、40Cr、40CrMnB等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连
