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1、摘要 连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。例如在往复活塞式动力机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其主体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬套或滚针轴承，供装入轴销而构成铰接。连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。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
2、。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。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部分工序夹具设计。制定工艺路线时主要考虑粗、精加工安排、加工方法选择、工序集中与分散、加工顺序等方面的要求。接着确定加工余量、工序尺寸及切削用量，最后设计夹具。本论文介绍了确定加工连杆的生产纲领及生产类型；确定连杆的毛坯材料及尺寸，确定毛坯加工余量；设计连杆加工工艺；确定部分重要工序所用的工艺装备和设备；计算部分重要工序的切削用量和基本时间；设计重要工序所用的夹具。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的工作环境恶劣，刚性比较差，容易产
3、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，才能最后达到零件的技术要求。关键词: 连杆;变形;工作环境;加工工艺;夹具设计前 言本次设计是一次综合性的练兵设计，是对我们三年来所学知识的一次检验，在设计中既巩固了所学的知识，又为走向工作岗位奠定了良好的基础。因而，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步、绝不马虎地完成设计。从而给三年大学生活画上一个完整的句号！毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理论的差异。在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决问题的能力，把我们所学的
4、课本知识与实践结合起来，起到温故知新的作用。本次设计说明书包括方案设计、技术设计、工程图绘制三个阶段。按设计顺序又分为毕业实习、拟定方案、设计分析、编写说明书等。本次设计中，得到了李平老师的细心指导，在此表示衷心的感谢。限于水平，在设计中还存在不少问题，敬请老师予以批评指正。目录摘要I前言.II目录.III第1章 绪论11.1机车柴油机简介11.1.1 柴油机概述11.1.2机车柴油机简介21.2连杆简介及连杆加工工艺分析41.2.1连杆的作用41.2.2连杆机械加工工艺技术关键分析41.2.3论文主要研究内容5第2章 连杆加工工艺规程62.1机械加工工艺规程简介62.1.1机械加工工艺规程的
5、作用62.1.2机械加工工艺规程的制定程序62.2计算产品生产纲领，确定生产类型62.3审查零件图样工艺性72.4选择毛坯72.5工艺过程设计82.5.1定位基准的选择82.5.2加工阶段的划分与工序顺序的安排102.5.3制定工艺路线112.6 确定毛坯加工余量及毛坯尺寸132.6.1确定计算连杆机械加工余量的方法132.6.2 设计毛坯图142.7 部分重要工序设计152.7.1选择部分重要工序介绍152.7.2确定部分重要工序工序尺寸162.7.3确定切削用量及基本时间17第3章 夹具设计283.1机床夹具的分类、基本组成及功能283.1 .1机床夹具的分类283.1.2机床夹具的基本组
6、成283.1.3机床专用夹具的主要功能283.1.4机床专用夹具设计的基本要求293.2 12V180C 系列柴油机连杆铣剖分面夹具设计293.2.1问题的指出293.2.2 夹具设计303.3 12V180C系列柴油机连杆镗大小头孔夹具设计313.3.1 问题的指出323.3.2 夹具设计32结论34参考文献35致谢36第1章 绪论1.1机车柴油机简介1.1.1 柴油机概述(1).柴油机是一种动力机械，它以柴油为燃料，将柴油燃烧而产生的热能转化为机械能。柴油机广泛应用在工农业、交通运输、国防及人民日常生活中。柴油机的型式很多，一般可按下述几种方式分类：按工作方式二冲程，四冲程；按汽缸数单缸，
7、多缸；按汽缸直径95、105、135(mm)等。柴油的特点是自燃温度低，所以柴油发动机无需要火花塞之类的点火装置，它采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃测试，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。从性能上说，国内传统柴油机一直给人以体积笨重、振动噪声大以及排放污染严重的印象，因此国产轿车基本都采用汽油发动机，然而近年来，国外知名车商开始将一些最新的柴油机技术引入到中国，大大改善了国人对柴油机的偏见，譬如一汽大众刚刚推出宝来TDI柴油发动机，其环保性、动力性以及平顺性都不逊于汽油机，同时又具有柴油机特有的巨大扭力和超低油耗，市场前景十分看好。2）.柴油机结构及
8、工作原理 (1)结构：柴油机由燃烧室组件、动力传递组件、机体和主轴承、配气机构、燃油系统和调速器、润滑系统、冷却系统、起动系统构成。 (2)工作原理：柴油机工作时，一般分为吸气、压缩、爆发、排气等步骤。开始时，活塞从上止点下行到下止点，将新鲜空气吸入气缸，然后从下止点上行到上止点，将吸入的气体压缩，使其压力及温度升高。当接近上止点时，气体温度已超过柴油燃点，此时由喷油嘴将柴油喷入迅速燃烧，高温高压燃气推动活塞下行做功。之后，活塞再次从下止点上行，将废气排出气缸，完成一个循环。活塞往复不停地工作，带动连杆使曲轴转动，就从曲轴上把动能传输出来。1.1.2机车柴油机简介1）机车柴油机概述机车柴油机（
9、locomotive diesel engine）是指用于内燃机车、内燃车组或内燃动车的柴油机。机车柴油机具有高功率强化柴油机的典型特征,一般为四冲程V型机,以12缸、16缸最为普遍,也有直列式6、8、10缸的。柴油机的宽度和高度受铁路机车车辆限界标准的限制，机车的允许轴重对柴油机重量也有一定的限制。现代机车柴油机不断提高增压度（见内燃机增压），同时加大气缸排量。大功率柴油机的单机功率已达5000千瓦，平均有效压力为1.32.0兆帕，燃料消耗率为200225克/（千瓦时）。柴油机的附件,如冷却水散热器、风扇和空气滤清器等均布置在机车厢内，机油滤清器、机油换热器一般也布置在机车厢内。柴油机几乎都
10、采用电起动方式,只有个别的采用空气起动。调速系统大多采用液压全速调速器,并装有超速停机、油压保1护和超温卸载等自动安全保护装置。2）对机车柴油机的性能要求 机车在铁路上运行时线路状况不时变化，又需要按计划时间运行，因而要求机车柴油机的转速和功率在相当宽的范围内变化。从运行工况的时间比例来看，部分负荷约占50，空转占40左右，而标定工况的使用时间很少。铁路分布地区广泛，列车运行时的自然环境条件也在改变，这就要求柴油机具有广泛的适应能力。对机车柴油机的性能要求是:不仅在标定工况下,而且更重要的是在部分负荷和空转时燃油和机油的消耗量小，经济性应与机车牵引特性相适应；有一个经济性最好的最低空载稳定转速
11、；性能指标随环境条件的变化小；噪声低，排气烟尘和有害成分少；冷机或热机均能连续可靠起动，一般在+5气温时，起动时间不超过10秒。2）机车柴油机在中国的发展历程柴油机发明后,屡经研究试图将柴油机用于铁路牵引。1913年，瑞典最先制造了以55千瓦(75马力)柴油机为动力的第一台电力传动内燃动车。但在1950年以前，铁路车辆的牵引动力主要仍是蒸汽机车。50年代，内燃机车因有较好的能源利用率,可以改善列车牵引经济性,而获得了广泛的应用,并逐步取代了蒸汽机车。到80年代初,世界上内燃机车已占机车总数的2/3。中国于1958年自行制造内燃机车, 长辛店机车车辆厂制成了国产第一台内燃机车-建设型直流电力传动
12、调车内燃机车。机车装有2台B2-300型柴油机，总装车功率为2300马力，最高速度80km/h。该机车基本上是按从匈牙利进口的ND1型内燃机车仿造试制的。1969年、1970年和1977年，四方厂、戚墅堰厂和资阳内燃机车厂（以下简称资阳厂）先后制造了6台4500马力等级的东方红4型货运液力传动内燃机车。机车装用2台16V200ZL型柴油机，最高速度100km/h。1970年,四方厂开始生产援助坦-赞铁路和越南等国的装用12V180ZJ型柴油机的1000马力的DFH1、3、4、5、型和2000马力的DFH2型液力传动内燃机车，总数达163台。这是最早走出国门的国产内燃机车。本文所研究就是12V1
13、80ZJ型柴油机气缸盖的加工工艺过程。1999年8月，戚墅堰厂和浦镇车辆厂合作，制成了M+9T双+M编组的新曙光号电力传动双层内燃车组。媒介动力车（机车）装用1台12V280ZJ型柴油机，车组总功率为23750马力，席位1140个，最高速度180km/h，试验时达到190.4km/h。其他工厂的内燃动车，也正在试制、开发当中。内燃动车组的发展，不仅提高了铁路在国内运输市场的竞争能力，还提高了在国际市场上的竞争能力，也为21世纪初叶我国铁路客运提供了新的运输工具。3）机车柴油机发展方向机车柴油机发展重点是在机车车辆限界和机车轴重允许的条件下不断提高功率，一个重要的趋势是采用低压缩比与二级增压相配
14、合的方法提高功率；提高可靠性和耐久性以延长柴油机寿命;提高经济性,特别是改善部分负荷、过渡工况和空转时的经济性；应用电子技术实现运行工况优化和故障自动监控；降低噪声和减少排气中的有害成分，防止污染；改善机车用柴油机增压器的跟随性等。内燃机车可靠性与可维修性设计也是国外大功率内燃机车的一个发展方向。经验表明，大功率交流传动内燃机车无故障运行能力要比传统的直流传动内燃机车大左右。可靠性提高除通过结构方面的改进外，一个显著的特点是叫可靠性技术的应用。提高内燃机车可靠性问题不只是通过对薄弱零件改进来解决，而且要将可靠性技术贯穿于内燃机车设计、试验、制造、使用维修和管理等各个环节中，形成一个系统工程。在
15、设计中除采用概率统计方法，把影响应力和强度的各因素视为随机变量运用可靠性理论保证所设计的零部件具有规定的可靠度外，还要进行可靠性规划与设计，主要包括“建立可靠性模型”；将系统可靠性指标分配给各级组成部分，进行“可靠性分配”；根据设计方案进行“可靠性预测”；按照设计方案进行“故障模式、影响及危害性分析（）”及“故障树分析（）”等，找出影响可靠性、安全性的关键部件及薄弱环节。国产第代内燃机车，应具有可靠性、维修性及模块化设计。1.2连杆简介及连杆加工工艺分析 1.2.1连杆的作用图1-1活塞连杆组 连杆是将活塞的往复运动转变成曲轴旋转运动的中间构件。 1.2.2连杆机械加工工艺技术关键分析 连杆由连杆小头，杆身，连杆大头三部分组成。连杆小头承受着活塞组产生的往复惯性力;杆身承受着气缸内燃机气压力所产生的压应力以及往复惯性力产生的拉应力，由制造误差产生的杆身断面偏移
