毕业设计--连杆

摘要

本文主要论述了柴油机连杆的加工工艺及其夹具设计。在X5032立式铣床上采用200端铣刀同时铣削连杆的两端面，所加工的连杆为模锻毛坯，且大小端等高，要求同时铣削二件连杆，保证铣一端面其厚度尺寸为30.5，铣另一端面保证厚度尺寸为27.5，铣削时需采用双件双工位铣夹具，并以连杆的端面、大头外圆、小头外圆为定位基准，且在两个不同的工位上采用不同的定位元件，以保证定位可靠。并且由于两件同时加工，所以在装夹工件时应同时装夹，便于操作，夹紧可靠，利于加工。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。

关键字：柴油机;连杆;加工工艺

目录

摘要 (1)

绪论 (3)

第一章．连杆的基本设计 (4)

1.1连杆的材料和毛坯 (6)

1.2连杆的结构特点 (7)

1.3连杆的主要技术要求 (8)

1.3.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度 (9)

1.3.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 (9)

1.3.3大、小头孔中心距 (9)

1.3.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 (9)

1.3.5大、小头孔两端面的技术要求 (9)

1.3.6螺栓孔的技术要求 (9)

1.3.7有关结合面的技术要求 (10)

第二章连杆加工工艺的总体分析.........................................................................

2.1连杆的机械加工工艺过程分析 (9)

2.1.1确定毛坯的制造形式 (9)

2.1.2工艺路线的拟定................................................. 错误!未定义书签。

2.1.3基准的选择......................................................... 错误!未定义书签。

2.2连杆的检验 (13)

2.2.1观察外表缺陷及目测表面粗糙度 (13)

2.2.2连杆大头孔圆柱度的检验 (13)

2.2.3连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验 (13)

2.2.4连杆大小头孔平行度的检验 (13)

2.2.5连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验 (14)

第三章．夹具的设计 ............................................................. 错误!未定义书签。

3.1工艺分析对夹具提出的要求 (15)

3.2工件的的定位基面的确定.......................................... 错误!未定义书签。

3.3二种方案比较.............................................................. 错误!未定义书签。

3.4夹具的结构方案的确定于评比 (19)

3.5计算及精度分析 (20)

3.6结构优缺点分析 (24)

3.7零件工作图的说明 (24)

3.8切削力及夹紧力的计算 (24)

参考文献: (28)

致谢 (29)

绪论

近百年来，柴油机因其功率范围大、效率高、能耗低，在各型民用船舶和中小型舰艇推进装置中确立了其主导地位。新材料、新工艺、新技术的不断开发使用，为柴油机注入了新的活力，使其在动力机械，尤其在船舶动力方面依然发挥着无法替代的作用。据统计，在2000吨以上的船舶中，柴油机作为动力的超过95％，预计这一情况仍将持续下去。受油价的影响，以及一些柴油机的缺点（比如烟度和噪声）被一一克服，现在在乘用车市场，柴油动力开始渐渐显示其独特魅力。

但是，由于受各种因素的影响，我国的柴油机研究还是落后于世界先进水平。经历多年的市场实践，国内柴油发动机生产企业已不再满足于凭借引进产品获得市场上的暂时领先，而认识到核心技术是最关键的，只有通过引进、消化、吸收的途径，自己掌握了核心技术，企业才会有发展后劲并获得可持续发展的条件。随着我国造船事业的进一步发展，作为船舶配套中最重要的一个环节，柴油机技术的发展瓶颈已日益凸显。因此，必须研发具有我国自主知识产权的柴油机，以提高我国船舶制造的国产率。

发动机是船舶的心脏，而发动机连杆则是承受强烈冲击力和动态应力最高的动力学负荷部件，其在工作中承受着急剧变化的动载荷，再加上连杆的高频摆动产生的惯性力,会使连杆杆身发生形变，轻则会影响曲柄连杆机构的正常工作,使机械效率下降。重则会破坏活塞的密封性能，使排放恶化，甚至造成活塞拉缸、拉瓦，使发动机无法正常工作。因此对其刚度和强度提出了很高的要求。

以往，连杆的的制造以铸造法和锻造法为主；20世纪80年代以来，由于采用粉末锻造法大批量生产的粉锻连杆具有力学性能优、尺寸精度高、质量较轻及质量偏差很小等特点，因而相继在发达国家快速发展，逐渐取代铸造和锻造连杆。而高密度烧结法制造连杆也快速发展，并具有良好的力学性能。

本文主要介绍了柴油机连杆加工的加工工序、夹具及定位方式、工步划分和加工方法。

第一章连杆的基本设计

1.1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杆是一个很有发展前途的制造方法。

连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。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。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，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，但由于整体锻造的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，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。

目前我国有些生产连杆的工厂，采用了连杆辊锻工艺。毛坯加热后，通过上锻辊模具和下锻辊模具的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连杆锻件，在表面质量、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。

连杆的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至1140～1200C0，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)。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索