柴油机连杆零件的工艺工装设计及仿真【毕业设计】.doc

1、本科毕业论文（20 届）柴油机连杆零件的工艺工装设计及仿真所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 柴油机连杆零件的工艺工装设计及仿真 1设计的主要任务及目标1)确定连杆的毛坯材料及尺寸，连杆毛坯加工余量2)设计柴油机连杆加工工艺写出工艺卡片3)确定部分重要工序所用的工艺装备和设备4)计算部分重要工序的切削用量和基时间5）设计重要工序所用的夹具，进行三维仿真。2. 设计的基本要求和内容1）根据给定的设

2、计任务书及设计参数，在调研及多方搜集资料及基础上，明确所设计题目及内容，进行该系统总体方案设计，并撰写开题报告一篇。2）分析柴油机连杆的尺寸要求精度要求设计连杆的加工工艺及相应的工装3）设计钻小头孔夹具和钻小头油道孔夹具并进行三维仿真4）撰写毕业设计规程一份。3主要参考文献1戴曙.金属切削机床M.机械工业出版社，19932任正义.机械制造工艺基础M.高等教育出版社 ，20103周光万.机械制造工艺学M.西南交通大学出版社，20104王先奎.机械加工工艺手册J.机械工业出版社，2006.125陆剑中,孙家宁.金属切削原理与刀具M.机械工业出版社，20114. 进度安排设计各阶段名称 起 止 日

3、期1 分析课题要求，拟定开题报告； 2014.1.1-2014.1.312 查找设计题目相关的资料； 2014.2.1-2014.3.103 画出零件图，写出工艺卡片，设计工装及夹具2014.3.10-2014.4.104 重要夹具与零件进行三维仿真 2014.4.10-2014.5.15 整理毕业设计 2014.5.1-2014.6.10柴油机连杆零件的工艺工装设计及仿真摘要：连杆是柴油机的主要传动件之一，本设计主要编制了连杆的加工工艺及其夹具设计。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。

4、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。关键词: 连杆，加工工艺，夹具设计 Design and Movement Simulation of diesel engine connecting rod partsAbstract: The connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of t

5、he connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick fini

6、sh machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally . Keywords: Connecting rod,Processing technology,Fixture DesignI目 录1 前言. 11.1

7、连杆的结构特点 .11.2 连杆生产的工艺方法 .22 柴油机连杆加工工艺规程.32.1 连杆的技术要求 .32.1.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度.32.1.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度.42.1.3 大、小头孔中心距.42.1.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度.42.1.5 大、小头孔两端面的技术要求.42.1.6 螺栓孔的技术要求 .42.1.7 对口面的技术要求 .52.2 连杆的材料和毛坯锻造技术 .52.3 工艺过程设计 .62.3.1 连杆加工的主要问题和工艺措施 .62.3.2 基准的选择 .72.3.3 合理的 加紧 .72.3.4 制定工艺

8、路线 .82.4 切 削用量的选择原则 .112.4.1 粗加工时切削用量的选择原则 .112.4.2 精加工时切 削用量的选择原则.122.5 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 .132.5.1 确定加工余量.132.5.2 确定工序尺寸及其公差.142.6 工时定额 的计算 .152.6.1 铣连杆两侧面.152.6.2 加工小头孔.152.6.2.1 钻小头孔 .152.6.2.2 扩铰小头孔 .16II2.6.3 粗镗 大头孔.162.6.4 精铣螺栓座面 .172.6.5 铣开连杆体 和盖.172.6.6 加工连杆体.182.6.6.1 粗铣连杆体结合面 .182.6.6.2

9、 精铣连杆体结合面 .182.6.7 加工连杆盖.192.7.7.1 粗铣连杆上盖结合面 .192.7.7.2 精铣连杆 上盖结合面 .192.6.8 螺栓孔 .202.6.8.1 钻螺栓孔 .202.6.8.2 扩螺栓孔 .202.6.8.3 铰螺栓孔 .212.6.9 精磨结合面.212.6.10 精磨大头两平面.222.6.11 半精镗大头孔及精镗小头孔.222.6.11.1 半精镗 大头孔 .222.6.11.2 精 镗小 头孔 .232.6.12 大头孔两端倒角 .232.6.13 钻小头油孔.232.6.14 精镗大头孔 .242.6.15 镗小头孔衬套.242.6.16 珩磨大头

10、孔 .252.7 连杆的检验 .252.7.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度.252.7.2 连 杆大头孔圆柱 度的检验.252.7.3 连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验.252.7.4 连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验 .262.7.5 连杆大小头孔平行度的检验.263 夹具设计.27III3.1 钻小 头孔夹具 .273.1.1 问题的指出.273.1.2 夹 具设计.283.2 钻小头油孔夹具 .313.2.1 问题的指出.313.2.2 夹具设计 .32结 论.35参考文献.36致 谢 .38太原工业学院毕业设计11 前言1.1 连杆的结构特点连杆是汽车发动机中的主要传动部件

11、之一，它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。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。为了保证发动机运转平衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的

12、厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔，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摩擦运动副。太原工业学院毕业设计21.2 连杆生产的工艺方法当今全球汽车发动机连杆大批量生产中传统的期造连杆和模锻连杆仍占主导地位,但正面临着其它新制造方法或新工艺、新材料的挑战与竞争： 粉末锻造钢连杆及铝合金连杆与烧结钢连杆以及连杆的裂解剖分工艺都是颇具竞争力新技术, 粉末锻造的工件物理性能及工艺性能优良，从而使经粉末锻造制成的高强度连杆零件的综合性能，特别是冲击韧性及疲劳性能显著提高。断裂剖分工艺的应用，大大简化了连杆的生产工艺流

13、程。传统的连杆生产工艺流程一般需 14 道切削加工工序，而应用断裂剖分工艺，只需 6 道切削加工工序就够了。本设计针对的是大量生产，所以连杆用辊锻制造毛坯。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的等问题，但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少，锻造工时少，磨具少等优点，故用的越来越多，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。粉末锻造的成本大大高于模锻的成本，所以本文选择的是辊锻工艺以减少成本。太原工业

14、学院毕业设计32 柴油机连杆加工工艺规程2.1 连杆的技术要求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，同时又压缩汽缸内气体。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（两个方向上的）；（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。如图 2.1 所示。图 2.1 连杆的技术要求2.1.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度为了使大头孔与曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响。大头孔公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra 应不大于 0.8m；大头孔的圆度公差为 0.005