高速柴油机连杆胀断工艺设计说明书

目录
摘要Ⅲ
AbstractⅣ
第一章绪论1
1.1 前言1
1.2 国内外发动机连杆工艺进展现状和进展趋势3 1.3 连杆工艺研究方向和研究的关键问题3
第二章连杆零件的分析5
2.1 连杆的结构功能分析5
2.2 连杆的要紧技术要求6
第三章连杆零件机械加工工艺规程的编制7
3.1 生产纲领的确定7
3.2 连杆的工艺分析8
3.3 连杆的材料选择与毛坯的制造方法8
3.3.1连杆的材料选择8
3.3.2 C70S6钢的成分和力学性能10
3.3.3 毛坯的制造方法11
3.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定13
3.5 指定工序定位基准的选择13
3.6 加工工艺时期的划分和加工顺序的安排15
3.7 连杆加工工艺过程的拟定16
3.8填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡16 第四章指定工序的工装设计17
4.1 机床夹具设计的差不多要求17
4.2 专用夹具设计步骤17
4.3激光开应力槽工装设计19
4.3.1 应力槽的设计19
4.3.2 设备的选择与改装20
4.3.3 拟定定位方案20
4.4胀断工装设计21
4.4.1 设备选择21
4.4.2拟定定位方案21
4.4.3夹具使用讲明21
4.4.4 胀断参数的计算 23
总结24
参考文献25
致谢26
105系列高速柴油机连杆工艺总体方案及指定工装设计
摘要
连杆是柴油发动机的要紧部件之一，它决定着发动机的性能和运行的稳定性。

随着科学技术的进展与进步，连杆的制造被注入了现代化的加工手段。

“胀断工艺”成为了连杆工艺中的又一新名词。

连杆胀断工艺的应用，使连杆在加工质量、生产率和生产成本等诸多方面都发生了显著变化，柴油发动机的性能得到了进一步提升。

本文以柴油机连杆制造工艺的总体方案为要紧研究内容，以连杆的胀断工艺为要紧研究方向。

总体方案涉及从连杆材料的选择到加工为成品的全部工艺过程。

方案特不对胀断工艺的原理及过程做了深入浅出的论述，并在认真分析连杆技术要求、广泛查阅相关文献的基础
之上，制定出了一条差不多适于连杆实际生产的新型工艺方案和路线。

同时，笔者还重点设计了“激光开应力槽”、“胀断”两工序的夹具和工艺装备。

关键词：柴油机连杆，工艺方案，胀断工装
The General Planning of 105 Series High Speed Diesel Engine Products’ Connecting Rod’s Processing Technic
and the designated Design of Clamping Device
Abstract
Linkage of the diesel engine is one of the main parts of its decision to the engine performance and the stability. With the scientific and technological development and progress of the link was injected into a modern manufacturing processing methods. "Expansion of off" has become a link in the process of yet another new term. Linkage bulging off the application process so that the link in the processing quality, productivity and production costs, and so have undergone significant changes, the diesel engine has been further enhance performance.
Diesel link this to the overall manufacturing process for major research programme, to link the expansion of off the main research directions. Linkage of the overall plan from the choice of materials to finished products for processing all the process. Special programmes on the principle of expansion off course and had to learn to do the exposition and careful analysis of technical requirements of connecting rod, widely accessible on
the basis of relevant literature, worked out a basic link suitable for the actual production of new programmes and Line. At the same time, the author also focused on the design of the "open laser stress trough," "bulging off" the two processes of the fixture and process equipment.
Key words :Diesel engine,Technology of process, Clamping device of the splitting
第一章绪论
1.1 前言
连杆在发动机中作为改变力的传递方向和方式最重要的零部件之一，用于各种发动机上，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，将作用于活塞的气体膨胀压力的直线运动传给曲轴转变为旋转运动（图1.1）。

在工作过程中，其承受着较高的周期性冲击力、惯性力、压缩应力、纵向弯曲应力、拉应力、动载荷等，因此要求连杆重量要轻，必须有较高的强度、韧性和疲劳性能。

图1.1 连杆动力转化图
发动机的可靠性在专门大程度上取决于连杆的可靠程度，在连杆的总成可靠性的因素之中分合面质量与定位关系是要紧因素，因此解决好连杆体与连杆盖之间的定位问题，能够降低连杆的生产成本，提高发动机的可靠性。

但由于连杆的外形比较复杂、容易变形、刚性差，尺寸精度、位置精度以及表面质量等要求较高，在制造上具有一定难度。

而其连杆制造技术的好坏直接阻碍着连杆的使用性能和经济性能以及一个企业的生存和进展，随着生产技术的进展，传统的制造技术慢慢不能适应现在生产的要求。

先后在国外专门多连杆生产厂家提出了“胀断技术”（又涨断技术或裂解技术），国内少部分连杆生产厂家也已采纳该技术。

据相关文章介绍，发动机连杆胀断加工技术是目前国际上连杆生产的最新技术，随着连杆生产技术的进展，连杆体与盖的分离不再采纳铣、锯或拉这类传统切削加工方法，而是采纳了最新的胀断技术。

该技术是以整体加工代替分体加工，用切口(用机械方法或激光技术等方
法制造预裂纹) 断裂，使大端连杆盖从连杆体移去，使连杆体与盖的
分离达到理想的脆性断裂，并能专门容易达到其连杆使用性能要求的
一门先进技术(图1.2)。

图 1.2 胀断过程示意简图采纳胀断工艺有如下优点：1.简化了连杆及连杆盖的设计要求；2.
采纳连杆胀断工艺后，连杆与连杆盖的分离面是最完全的啮合，因此
其无需再进行机加工，省略了分离面的磨削加工；3.连杆体与连杆盖
装配时无需额外的精确定位，如螺栓孔定位（或定位环孔），只需螺栓拉紧即可，如此省去了螺栓孔的精加工（如铰或镗）。

与传统连杆加工方法相比，胀断工艺的优势专门大：减少了加工工序、节约精加工设备、节约刀具磨损、节材料和能源、降低生产成本等，连杆胀断加工技术还可提高连杆承载能力、抗剪能力、杆和盖的定位精度及装配质量，对提高发动机生产技术水平和整机性能具有专门重要作用。

综上所述，以体现自己大学四年来所学理论知识与实际生产联系的综合，锻炼自己的独立考虑、自我创新的意识和能力为目的，在采纳胀断技术的基础上，探究和制定出一条能提高连杆的质量和减少连杆制造成本，并差不多适应实际生产的方案，故选择该课题作为本次毕业设计的题目。

1.2 国内外发动机连杆工艺进展现状和进展趋势
在毛坯材料方面：国内传统工艺连杆毛坯材料一般采纳42CrMo 、35CrMo 、40MnVB、45CrMnB、40Cr 、 40CrMnB S40C等调质钢和S43CVS1
(进口) 、35MnV、40MnS等非调质钢。

康明斯生产线采纳调质钢毛坯40MnBH(GB5216-85),1995年全面转用非调质钢材料毛坯38MnV。

60年代中期粉末热锻技术开始进展起来，从80年代以来粉末冶金注射成型（PIM）成功的得到应用，大多数连杆制造中使用的中碳钢和低合金钢逐步由新钢种和粉末冶金的锻造材料所代替。

而德国发动机系统和零部件的专家MahleGmbH公司先后推出了C70S6BY钢、36MnVS4BY钢、70MnVS4BY钢等可用于胀断的材料。

在加工工艺方面：国内外连杆生产方式大致有：锻造、铸造、粉末冶金等，进入90年代后，90%以上的连杆制造都采纳了模锻工艺；传统锻造有将连杆体和盖分开锻造、连杆整体锻造两种，连杆体与连杆盖分离方式一般采取锯断、铣断等工艺。

国外专门多连杆生产厂家提出关于连杆体与盖分离最新工艺是使
用断裂分开，即胀断工艺（又涨断工艺或裂解工艺），该工艺是用切口(用机械方法或用激光等方法制造预裂纹, 国内常用的裂解槽加工
方法有机械拉削、线切割，国外采纳水刀和激光加工)，形成应力集中，主动施加垂直预定断裂面载荷进行引裂，在几乎不发生变形的情况之下，在缺口处规则脆性断裂，实现连杆体与连杆盖的无屑断裂剖分，
使大端连杆盖从连杆体移去。

国内部分汽车厂及设备制造厂如一汽—大众、上海大众和上海通用等都采纳了该技术。

1.3 连杆工艺研究方向和研究的关键问题
本设计的目的要紧是制定一条适合胀断工艺的工艺方案，差不多需要解决以下问题：
首先是要确定毛坯的材料以及其毛坯的制造方法。

目前,绝大多数连杆是由需要淬火和回火的中碳钢和低合金钢通过锻造加工制造的，但正不断由新钢种和粉末冶金的锻造材料所代替。

胀断连杆要求其材料塑性变形小、强度好、脆性适中、工艺性好，即在保证连杆强韧综合性能指标的前提下，限制连杆的韧性指标，使断口呈现脆性断裂特征。

而可用于连杆裂解的材料要紧有粉末烧结材料、高碳钢、球墨铸铁、可锻铸铁。

应用比较广泛的材料是粉末烧结材料和高碳钢。

提到粉末冶金，粉末冶金是利用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，通过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。

对粉末冶金零件工业提出的要紧要求是降低成本、改进使用性能、减轻零件重量及爱护环境。

对其零件的使用。