柴油机连杆工艺工装设计

/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。因为连杆是活塞式发动机和压缩机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接,其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，又收曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体.连杆承受的是冲击动载荷,因此要求连杆质量小，强度高。所以在安排工艺过程时，按照“先基准后一般”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面,较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面。在夹具设计方面也要针对连杆结构特点比较小，设计应时应注意夹具体结构尺寸的大小等，最终就能达到零件的理想要求！关键词:连杆变形加工工艺夹具设计AbｓtractTｈedｉeselcoｎnectinｇrodtｒeaｔinghandiｃrafｔthｅｍainｂodyofabooｋhasbeendisｃusseｄmainlyａnｄtheiｒgrｉpｄｅsｉgn。Ｂecausｅｏftｈecｏnnectingrodiｓoneofｄyadicengineoｆpiｓtonａndmaｉncomprｅsｓioneｎgiｎepａrt，wｈoselargerｅndholeａndcｒanksｈaftlinkup，tｈｅｓmallｈeａdholeｌinｋｓuｐbytｈewriｓtpinａndtｈepｉston，whoseｅffｅｃtｉｓthaｔtｈeｐiｓtongaｓｐreｓsurｅistraｎｓmｉttｅdtoｔhｅcranｋshaｆｔ,collectcrankshaftgasiｎｄrｉvｉｎgbｕｔsetｔiｎgapisｔｏninｍotｉｏntocoｍprｅsｓaｃylｉndｅｒ。Beiｎgthatthｅpoleｂｅａrspoundsaｌivelｏad，rｅquestconnｅctiｎgrodmassisminortｈerefore,theinｔensｉtyｉsｈigh。Ｔhｅｒeforｅwｈｅnarranginｇｐroｃedｕrefｏr,accordingｔo＂firｓtthecritｅrionqueen—ｌike＂treatingpｒincipｌe。Ｔheconｎecｔingrodmainparｔｐrｏcessesasurfacｅbeiｎgthatheadholeａndbotｈｅｎｄsbiｇｏrsmaｌlareweak，moreiｍportantｆayｉngfaceaｎdboltholeｌocａtingsuｒｆaｃeｂeｉnｇtheｃｏnnectingrodbodｙａｎdcｏｖｅｒｔrｅａtｉngoutsidｅ.Alsｏsｈoulｄｂｅcomｐａｒativｅlysmalｌspeｃifiｃallyｆorｃoｎnｅctiｎｇrodstｒucturｅchaｒactｅrisｔicｉntｈｅfielｄofｇrｉｐdesign，ｄesｉgnthａｔｔheｓｉｚｅshouldｐａyａttｅntiontogｒippinｇｔhecｏｎcrｅtestｒucturedimｅｎｓionｏftheseａsｏnwａits,ｔheideａlｂeｉｎｇtｈereforelikelytoreachaｐartｕltimateｌｙdemands！Kｅywｏｒd：ＣonnectiｎｇrodDeforminatｉonProcessｉnｇtechnoｌoｇyDesigｎｏfclampinｇdeviｃe目录ＴOC\ｏ”１－3”\ｈ\ｚ\uHYＰEＲLINＫ\ｌ＂＿Toc1９8824458”摘要ﻩPＡGERＥF_Ｔoc1988２44５8\ｈ1HYＰERＬＩNＫ＼l＂_Toc１98824459＂Abstract PAGEREF＿Toc１98824４５9\h1HYＰERLINK＼l”_Toｃ198824４60＂第一章柴油机连杆的加工工艺ﻩPAGEREＦ＿Ｔoc１98824460\h３ＨYPERLINK＼l＂＿Toc1９８824４6１”1.1柴油机连杆的用途及其特点ﻩPＡＧERＥＦ_Tｏc1９８8２4４６１\ｈ3HYＰERLINK1.3连杆的加工工艺过程 ＰAGERＥF＿Toc1９8824463＼h６HYＰEＲLIＮＫ１.4．1定位基准的选择ﻩPAＧEREＦ＿Toc１9882４465＼h７HＹPEＲLIＮK\l”＿Ｔｏc19882４4６6"1。４.2加工阶段的划分和加工顺序的安排 PＡGEREF＿Tｏc19882４466\h8HYPERLINＫ\ｌ＂_Toc198８２44６7"1。4.3确定合理的夹紧方法 PＡGＥRＥF_Ｔoc198824４６７\h8ＨYPERLINK＼l”_Toc1９８8２4468"1.4.4连杆主要面的加工方法 PAGEREF＿Tｏc１9８824４6８＼h9ＨYＰERLＩNK\l”＿Ｔｏc１9８8２44６9”1.４。5连杆主要孔的加工方法ﻩPAＧEＲEF_Toc198824469＼h９ＨYPERLIＮＫ＼l”_Toｃ1９88244７0”1。4。6连杆体与连杆盖的铣开工序 ＰAＧEREF＿Ｔoｃ198８244７0\h10HYPERLINK＼l＂_Ｔoc198824４71”1。５夹具使用ﻩPAGEREF_Ｔｏc198８2４４71＼h1０_Toc1９8８2４476”1.8连杆的检验ﻩPAGEＲEＦ＿Ｔｏc198824４76＼h１9HYPERＬIＮK\ｌ”＿Tｏc19８824477”1.8。1观察外表缺陷及目测表面粗糙度 ９88２4４7７\h1９HＹPERＬINＫ＼l"_Tｏc1９8８２447８"1。8。2检查主要表面的尺寸精度ﻩPAGEREF＿Ｔｏc１9８824478\h19ＨＹPＥRLINＫ\l”_Tｏc1９88244７9”１.8。3检验主要表面的位置精度ﻩPAGERＥＦ_Ｔｏｃ19882４４79＼h2０HYPEＲLINK\l"_Ｔoc１9８82448０＂1。8．４连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验 PＡGERＥF_Toｃ198８24480＼h２０HYPＥRＬＩNＫ＼l”_Toc１９８82４４81”第二章工装设计 ＰＡＧERＥF_Ｔoc１98８2４481\ｈ20ＨYＰEＲLＩNＫ\l＂_Toｃ１９8824482＂2。１铣削分面夹具设计 PＡGEREＦ_Toc19８8２4482\h20ＨYPＥRLＩNK＼l"＿Toc1988244８3”２.1．1夹具的问题注意ﻩPAGEＲEF_Ｔoｃ198８244８3\h20HYPＥRＬINＫ＼l"_Ｔｏｃ19８824４84”2.1。2夹具设计 ＰAGＥＲEF_Toc1９8824４８4\h21HＹPERＬINＫ2．2扩大头孔夹具ﻩPＡGERＥF_Tｏc19８824４8５\h２3HYPERLINK\ｌ"_Toc1988２4486”２。2。1夹具的注意问题ﻩＰAGEREF_Toc1988２4486\h23ＨYPＥＲＬINＫ\l"_Toｃ１9８82４487＂2。2。2夹具设计ﻩPAGEREF＿Tｏｃ1988２4４87\h２3HYPＥRLINK\l"_Tｏc19８824488＂参考文献:ﻩPAGEＲEF_Toc１9882４4８８\ｈ2６HYPERLＩＮK＼l"_Tｏc1988244８9＂致谢 PＡGＥＲＥF_Ｔoｃ1988２4４89＼ｈ２６第一章柴油机连杆的加工工艺1。1柴油机连杆的用途及其特点连杆是发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中,把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷.连杆由连杆体及连杆盖两部分组成.连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起.为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦.轴瓦有钢质的底，底的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，可以用来补偿轴瓦的磨损.连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套,以减少小头孔与活塞销的磨损，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的作用和惯性力的作用,连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量,以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状.为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此,在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在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的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同）。在连杆小头的顶端设有油孔（或油槽），发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。因此,连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有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的对称度；（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、小头孔尺寸精度、形状精度;（5)连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。1。２连杆的的材料及毛坯制造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。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。图（1-2）连杆辊锻示意图图（1—3）、图（1—４)给出了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,连杆的毛坯尚需进行热校正。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。1.３连杆的加工工艺过程由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高,但是连杆的刚性比较差，容易产生变形,