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1、机电及自动化学院机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：柴油发动机连杆工艺规程设计 姓 名： 黄超群 学 号：1311113011班 级：机电（1）班 届 别： 2013 指导教师： 林碧 2016 年 7月目 录第一章 工艺规程设计 11 连杆功用和受力分析3 12连杆主要技术要求4 13 选择毛坯制造方法61.4拟定零件加工的工艺路线7 141 拟定工艺方案原则7 1.4.2 加工方法的选择8 1.4.3加工顺序的安排8 1.4.4 定位基准的选择9第二章 机械加工工艺卡片的设计 2. 1 工艺方案的拟定11 2. 2 机械加工余量的确定11 2. 3 确定时间定额12 总结14 参考文献1
2、5第一章 工艺规程设计11 连杆功用，受力分析,工艺特点。连杆是发动机的主要零件之一。连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴，从而使得活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。连杆承受活塞销穿来的气体作用力及其本身摆动和活塞组成往复运动是的惯性力，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，拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆在质量尽可能小的情况下，有足够的强度和刚度。如果连杆的刚度不够，则可能产生的后果是：其大头孔失圆，导致连杆大头轴瓦因油膜破坏而烧损；连杆杆身弯曲，造成活塞与气缸偏磨。活塞环漏气和窜油等。连杆一般用中碳钢或合金钢经模锻或锟锻而成，然后经过机械加工和热处理。本次设计的为29
3、5柴油机的连杆，它是有连杆体、连杆盖、定位套、活塞销轴承和螺钉等组成。它的大头孔与曲轴的曲轴颈配合，小头孔与活塞销配合。在小头孔的顶端有一个油孔，依靠飞溅润滑把润滑油注入小头孔内。工作时，连杆小头与销之间有相对转动，因此小头孔中一般压入减摩的青铜衬套。有的连杆在连杆体内钻通一个连接大小头孔的深油孔，把由曲轴颈来的润滑油强制通过深油孔注入小头孔内，但这种深油孔加工较困难，因此不被采用。为了减少惯性力的影响，在保证连杆具有足够的强度的前提下，要尽可能减轻其重量，所以连杆采用了从大头孔到小头孔逐步变小的“工”字型截面形状。连杆大头按剖分面的方向可分为平切口和斜切口两种。平切口连杆的剖分面垂直与连杆轴
4、线。一般汽油机连杆大头尺寸都小于气缸直径。可以采用平切口。柴油机的连杆，由于受力比较大，其打头的尺寸往往超过气缸直径，为使大头能通过气缸。便于拆卸，一般采用斜切口连杆，斜切口连杆的大头剖分面与连杆轴线成3060夹角。 斜切口连杆在工作中受惯性力的拉伸，在切口方向有一个较大的横向分力。因此在斜切口连杆上必须采用可靠的定位措施。斜切口连杆常用的定位方法有：1）止口定位，2）套筒定位，3）锯齿定位。在295柴油机连杆采用的是套筒定位。他是在连杆盖的 每一个螺栓孔中压配一个刚度大，而且剪切强度高的短套筒。他与连杆大头有精度很高的配合间隙，故装拆连杆也很方便。他的缺点是定位套筒的工艺要求高，若孔距不够准
5、确，则可能因为过定位而造成大头孔严重失圆，此外，连杆大头的横向尺寸也必然因此而加大。12连杆主要技术要求连杆机械加工的主要表面有大、小头孔及端面，结合面，工艺凸台面，螺栓孔等。连杆主要精度的技术要求：1.大小头孔的精度为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能紧密的配合，减少冲击的不良影响、便于传热，大头孔的尺寸为70H6（+0.018/0）mm ,小头孔的尺寸为39H7（+0 .027/0）mm，大头孔表面粗糙为Ra=1.6um,小头孔表面粗糙为Ra=1.6um，大头端面的圆柱度公差为0.08mm，小头端面的圆柱度公差为0.06mm。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
6、杆轴线方向的平行度误差，将使活塞在气缸中倾斜，增加活塞与气缸的摩擦力，加剧气缸壁的磨损，缩短柴油机的使用寿命，同时也会造成曲轴的曲轴颈边缘的磨损。在垂直连杆轴线方向上的平行度为100：0.01 5 mm。3大小头孔的中心距由于大小头孔的中心距影响到气缸的压缩比，即影响到发动机的效率，因此，规定了比较高的要求：2100.05 mm。4大头两端面对大头孔轴心线的垂直度大头孔两端面对其轴线垂直度误差也会使曲轴的曲颈产生边缘磨损，所以对它也提出了一定的要求：大头孔端面对大头孔单位轴心线的垂直度为100：0.08 mm，小头孔端面对小头孔单位轴心线的垂直度为100：0.06mm。5两螺栓孔（定位孔）在两
7、个互相垂直方向上的平行度及对结合面的垂直度连杆在工作中受到急剧变化的动载荷作用，这一动载荷又传递到螺栓（螺钉）上，因此除了对螺钉提出高的技术要求外，对螺栓孔（定位孔）也提出了一定的要求。上述平行度和垂直度误差会使连杆体和盖的结合面结合不良，影响螺栓的承载能力，并引起大头孔轴瓦与曲轴的轴颈配合不良，而产生不均匀磨损。6连杆的重量为了保证柴油机的运转平稳，连杆的重量差别不能超过一定的范围。 7连杆螺栓的预紧力的要求连杆螺栓装配时的预紧力很重要，如预紧力过小，螺栓一旦在工作时松开，则变载荷迅速地使螺栓断裂，因此要求连杆螺母有一定的扭紧力矩。8其它技术要求：a) 连杆应经调质处理,硬度为HB22328
8、0同一付连杆上的硬度差不大于40单位,在H处检验。b) 纵剖面金属宏观组织其纤维方向应沿着连杆中心线并与连杆外形相符，不得有环曲及断裂，不允许有裂纹缩松气泡分层及夹渣。c) .显微组织应为均匀的细晶粒结构，铁素体只允许呈细小夹杂物状存在d) 未注锻造拔模斜度不大于7，未标注圆角半径R3毫米e) 锻件毛坯经喷砂处理不加工表面应光洁，不允许有裂缝，折痕结疤，发裂，氧化度等缺陷，不允许用补焊的方法来修补缺陷。f) 螺纹应有完满的形状，不得有裂纹。g) 每付连杆重量对名义重量之偏差不大于10克重，在所指QS处调整大小头重量。h) 去尖角毛刺。i) 连杆应经磁力探伤检验，探伤后作退磁处理。j) 在N处打
9、厂标，7号字体GB126-74在M处打成对标记3.5号字体GB126-74。k) 连杆衬套两端与小头两端面切平，内孔两端倒角0.545，光洁度12.5um。13 选择毛坯制造方法 连杆材料一般采用45钢或40Cr钢，近内来也有采用球墨铸铁。此次材料采用45钢。 因为连杆的生产类型为大批生产。故采用模锻锻造毛坯模锻是由毛坯经加热后在锻模中锻制而成的。因而其轮廓尺寸接近零件的尺寸，加工余量及材料消耗均大大减少。由于模锻件的尺寸比较精确，模锻件有可能免去以后的机械加工。又由于模锻件的成本较自由锻件为低，模锻件制造过程远较自由锻造的过程为短，所要求的工人熟练程度也较低。所以采用模锻锻造连杆毛坯.连杆毛
10、坯的锻造工艺有两种方案：将连杆体和盖分开锻造或整体锻造。采用整体锻造或分开锻造还决定于锻造设备的能力，显然整体锻造需要有大的锻造设备。从锻造后的材料组织来看，分开锻造的连杆盖金属纤维是连续的，因此具有较高的强度，而整体锻造的连杆，经切开后，连杆盖的金属纤维是断裂的，因而削弱了强度。当然整体锻造要增加切开连杆的工序。但是，整体锻造可以提高材料的利用率，减少结合面的加工余量。机械加工的装夹比较方便，而且只需要一套模锻，一次便可锻成，毛坯也只有一只，便于组织和管理生产。所以一般只要不受连杆盖形状和锻造设备的限制，尽可能采用连杆的整体锻造工艺。但是本次加工的零件连杆的连杆盖中间有凹坑，这样就不能采用整
11、体锻造工艺。因为整体锻造时总以杆身的对称面为分模面，此时连杆盖两端的筋就无法锻出，所以必须分开锻造。锻造包括自由锻造、模锻和顶锻，使用于不同的生产批量和毛坯形状尺寸的要求。而不同的锻造方法对零件的结构形状的要求也不同。一般来说应考虑下述各项原则；（1）锻造毛坯形状应简单、对称，避免在柱体部分交贯和主要表面上有不规则的徒台。毛坯形状应允许有水平分模面，最大尺寸在分模面上，以简化锻模的结构。（2）模锻毛坯应有 拔模斜度和圆角，槽和凹口只允许模具运动方向分布，以便于毛坯从模具中取出，防止锻造缺陷并延长模具的使用寿命。（3）毛坯的形状不应引起模具的侧向优点，使得上下错位。（4）零件的壁厚不能太大，因为
12、薄壁冷却较快，会阻止金属的流动，降低模具的寿命。为了保证连杆具有足够的疲劳强度及结构刚度，毛坯需经过模锻、机械加工、调质处理、喷丸强化等；硬度为HB223280 ，同一付连杆上的硬度差不大于40单位毛坯不允许有裂纹、疏松、气泡、分层、气孔等缺陷，连杆的金相显微组织应为均匀的细晶粒结构；不允许有片状的铁素体。且为了保证连杆足够的强度和避免缺陷，要求连杆毛坯100%的的测量硬度和磁性探伤。 1.4拟定零件加工的工艺路线141 拟定工艺方案原则设计机械加工工艺规程应遵循如下原则：a) 必须可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。在设计机械加工工艺规程时，如果发现某一技术要求规定得不适当，只能向有关部
13、门提出建议，不得擅自修改图纸或不按图纸要求去做。b) 在规定的生产纲领和生产批量下，一般要求工艺成本最低。c) 要充分利用现有生产条件，少花钱，多办事。d) 尽量减轻工人的劳动强度，保证生产安全，创造良好，文明的劳动条件。设计机械加工工艺规程的步骤和内容;a) 阅读装配图和零件图 了解产品的用途，性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用。b) 工艺审查 审查图纸上的尺寸，视图和技术条件是否完整，正确，统一；找出主要技术要求和分析关键的技术问题，审查零件的结构工艺性。所谓零件的结构工艺性时指在满足使用要求的前提下，制造盖零件的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大的差异。所谓
14、结果工艺性好，时指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。c) 熟悉毛坯 确定毛坯的主要依据时零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构。工艺人员在设计机械加工工艺规程之前，首先要熟悉毛坯的特点。d) 拟定机械加工工艺路线 这是制定机械加工工艺规程的核心。其主要内容有：选择定位基准，确定加工方法，安排加工顺序，以及安排热处理、检验和其它工序等。机械加工工艺路线的最终确定，一般要通过一定范围的论证，即通过对几条工艺路线的分析与比较，从中选出一条确保加工质量，高效低成本的最佳工艺路线e) 确定满足各工序要求的工艺装备（包括机床，夹具，刀具和量具等等f) 确定各主要工序的技术要求和检验方法。g) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。h) 确定切削用量，目前，在单件小批量生产中，切削用量多由操作者自行决定，机械加工工艺过程卡中一般不做明确规定，在中批，特别是在大批大量生产中，为了保证生产的合理性和节奏均衡，则要求必需规定切削用量，并不得随意改动。i) 确定时间定额。j) 填写工艺文件。1.4.2 加工方法的选择 一般情况下，根据零件的精度（包括尺寸精度，形状精度和位置精度以及表面粗糙度）要求，考虑本车间现有工艺条件，考虑教你跟经济精度的因素选择加工方法，在选择加
