《发动机连杆零件设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机连杆零件设计（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业论文（设计） 题目 发动机连杆零件设计学生姓名 刘宏达 学号 班 级： 110205 专 业： 机电一体化技术 分 院： 工程技术分院 指导教师： 唐 晖 2013 年 10月 10日目 录摘 要IAbstractII1加工任务分析12零件分析3连杆结构特点3连杆主要技术要求33确定毛坯及其制造方法54工艺设计7定位基面选择7连杆机械加工工艺过程74.3 制定工艺路线94.4 选择加工设备及工艺装备105 加工工序中各尺寸及切削用量计算11确定加工余量11确定工序尺寸及其公差116 工序时间确定13计算加工连杆体时间13计算铣开连杆体和盖时间157连杆专用夹具设计16连杆专用夹具设计主要内
2、容167.2 铣剖分面夹具设计16结 论19致谢21参考文献22摘 要 连杆是柴油机主要传动件之一，本文主要论述了连杆加工工艺及其夹具设计。连杆尺寸精度、形状精度以及位置精度要求都很高，而连杆刚性比较差，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粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力作用，并修正加工后变形，就能最后达到零件技术要求。机械加工工艺是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益技术保障。然而夹具又是制造系统重要部分，工艺对夹具要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。所以
3、对机械加工工艺及夹具设计具有十分重要意义。夹具是数控机床加工过程中必不可少部件，随着CAD技术普及应用越来越广和越来越深入，夹具设计已经从传统手工设计发展到利用二维、三维CAD绘图软件集成设计。同时，为了达到现代机床加工对数控技术提出了更高要求，在数控技术向高速、高效、高精度、模块化、智能化、柔性化和集成化方向发展带动下，现代机床夹具设计技术正朝着高效化、精密化、模块化、智能化、柔性化、集成化、标准化等7个方向发展.关键词 加工工艺夹具设计技术要求位置精度1加工任务分析生产纲领大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要作用，它决定了各工序所需专业化和自动化程度，以及所选用工艺方法和工艺装备。零件
4、生产纲领可按下式计算。N=Qn（1+a%）（1+b%） 根据教材中生产纲领及生产类型及产品大小和复杂程度关系，确定其生产类型。图1-1，为某产品上一个连杆零件。该产品年产量为5000台。设其备品率为25%，机械加工废品率为0.2%，每台产品中该零件数量为1件，现制定该连杆零件机械加工工艺规程。 图1-1 连杆零件工件N=Qn（1+a%）（1+b%）=5000*1*（1+25%）（1+0.2%）=6262.5 件/年连杆零件年产量为6262.5件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型及生产纲领关系查阅参考文献 ，确定其生产类型为大量生产。大量生产工艺特征：零件互换性：具有广泛互换性，少数装配精
5、度较高处，采用分组装配法和调整法。1.毛坯制造方法和加工余：广泛采用金属模机器造型，铸或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。2.机床设备及其布置形式：广泛采用商效专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。3.工艺装备：广泛采用高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法4.对工人技术要求：对调整工技术水平要求高，对操作工技术水平要求较低。2零件分析 2.1连杆结构特点连杆是汽车发动机中主要传动部件之一，它在柴油机中，把作用于活塞顶面膨胀压力传递给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞压缩气缸中气体。连杆在工作中承受着急剧变化动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上大头孔用螺栓
6、和螺母及曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质底，底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，可以用来补偿轴瓦磨损。连杆小头用活塞销及活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔及活塞销磨损，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作用和惯性力作用，连杆除应具有足够强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身质量，以减小惯性力作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆质量不能相差太大，因此，在连杆部件大、小头两端设置了去不平衡质量凸块，以便在
7、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两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头顶端设有油孔(或油槽)，发动机工作时，依靠曲轴高速转动，把气缸体下部润滑油飞溅到小头顶端油孔内，以润滑连杆小头衬套及活塞销之间摆动运动副。连杆作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞往复直线运动变为曲柄回转运动，以输出动力。因此，连杆加工精度将直接影响柴油机性能，而工艺选择又是直接影响精度主要因素。反映连杆精度参数主要有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、
8、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔及接合面垂直度。 2.2连杆主要技术要求（1）加工表面尺寸精度和形状精度。（2）主要加工表面之间相互位置精度。（3）加工表面粗糙度及其他方面表面质量要求。（4）热处理及其他要求。连杆零件图样视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。但基准孔m比较高，需要绞孔。本零件两大小头孔加工并不困难。根据零件技术要求，其大小头孔两中心平行度要求比较高，达0.08mm，因此在加工时应设计一夹具来保证两孔中心平行度要求。另外就是该零件油槽加工，分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻至沟槽之内，即能使油路畅通就行。再就是铣小头孔上十字形通槽，需要设计一夹
9、具来加工。 3确定毛坯及其制造方法连杆在工作中承受多向交变载荷作用，要求具有很高强度。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，粉末冶金零件尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺出现和应用，使粉末冶金件密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金办法制造连杆是一个很有发展前途制造方法。连杆毛坯制造方法选择，主要根据生产类型、材料工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料组织性能要求，零件形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进毛坯制造方法可能性来确定毛坯制造方法。根据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯。连杆模
10、锻形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成体。整体锻造毛坯，需要在以后机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，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，但由于整体锻造连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯一种主要形式。总之，毛坯种类和制造方法选择应使零件总生产成本降低，性能提高。目前我国有些生产连杆工厂，采用了连杆辊锻工艺。图（1-2）为连杆辊锻示意图毛坯加热后，通过上锻辊模具2和下锻辊模具4型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要形状。用辊锻法生产连杆锻件，在表面质
11、量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。图（1-2）连杆辊锻示意图图(1-3)、图(1-4)给出了连杆锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至11401200C0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图(1-3)，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见图(1-4)。锻好后连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆毛坯尚需进行热校正。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等
12、全面检查，方能进入机械加工生产线。 4工艺设计4.1定位基面选择定位基面选择是拟定零件机械加工路线，确定加工方案中首先要做重要工作。基面选择得正确、合理及否，将直接影响工件加工质量和生产率。在选择定位基面时，需要同时考虑以下三个问题：（1）以哪一个表面作为加工时精基面或统一基准，才能保证加工精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行。（2）为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基面。（3）是否有个别工序为了特殊加工要求，需要采用统一基准以外精基面。精基面选择：根据精基面选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能情况下，应尽量选择加工表面设计基准为定位基准。4.2连杆机械加
13、工工艺过程由上述技术条件分析可知，连杆尺寸精度、形状精度以及位置精度要求都很高，但是连杆刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆机械加工带来了很多困难，必须充分重视。连杆机械加工工艺过程如下表(11)所示： 表(11)工序工序名称工序内容工艺装备1铣X52K2粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对称，无标记面称基面。（下同）M73503钻及基面定位，钻、扩、铰小头孔Z30804铣以基面及大、小头孔定位，装夹工件铣尺寸mm两侧面，保证对称（此平面为工艺用基准面）X62W组合机床或专用工装5扩以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔为60mmZ30806铣以基面及大、小头孔定位，装夹工件，切开工件，
14、编号杆身及上盖分别打标记。X62W组合机床或专用工装锯片铣刀厚2mm7铣X62组合夹具或专用工装8磨以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆体和盖结合面M73509铣以基面及结合面定位装夹工件，铣连杆体和盖mm8mm斜槽X62组合夹具或专用工装10锪以基面、结合面和一侧面定位，装夹工件，锪两螺栓座面mm,R11mm,保证尺寸mmX62W11钻钻210mm螺栓孔Z305012扩先扩212mm螺栓孔，再扩213mm深19mm螺栓孔并倒角Z305013铰铰2Z305014钳用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装成连杆组件，其扭力矩为10015镗粗镗大头孔T6 816倒角大头孔两端倒角X62W17磨精磨大小头两端面，保证大端面厚度为mmM713018镗以基面、一侧面定位，半精镗大头孔，精镗小头孔至图纸尺寸，中心距为mm可调双轴镗19镗精镗大头孔至尺寸T211520称重称量不平衡质量弹簧称21钳按规定值去重
