2022年7II型柴油机连杆制造及铣大小孔工装设计.docx
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1、精品学习资源郑州科技学院专科毕业设计 论文)题目 175II 型柴油机连杆制造及铣大小孔工装设计同学姓名专业班级学号所 在 系指导老师完成时间摘要连杆是柴油机的主要传动件之一,本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计;连杆的尺寸精度、外形精度以及位置精度的要求都很高,而连杆的刚性比较差,简洁产生变形,因此在支配工艺过程时,就需要把各主要表面的粗精加工工序分开;逐步削减加工余量、切削力及内应力的作用,并修正加工后欢迎下载精品学习资源的变形,就能最终达到零件的技术要求; 关键词: 连杆;变形;加工工艺;夹具设计AbstractDiesel engine connecting rod is one
2、of the main transmission parts, this paper discusses the processing technology of connecting rod and fixture design. Linkage of the dimensional accuracy, shape accuracy and position accuracy requirements are high, while the rigid rod is rather poor, prone to deformation, and the arrangement process,
3、 you need to the main surface of the separation of rough finishing process. To gradually reduce the machining allowance, cutting force and the role of internal stress and deformation of the amendment after processing can be achieved by parts of the欢迎下载精品学习资源technical requirements of.Key Words:Connec
4、ting rod; deformation;Processing;Fixture Design1 连杆的结构特点及主要技术条件分析1.1 概述连杆是柴油机的主要传动部件之一,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;连杆在工作中承担焦急剧变化的动载荷;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;为了削减磨损和便于修理,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;连杆小头用活欢迎下载精品学习资源塞销与活塞连接;小
5、头孔内压入青铜衬套,以削减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;1.2 连杆的结构分析零件结构的工艺性,是指所设计的零件在能满意使用要求的前提下制造的可行性和经济性;所谓良好的工艺性,第一是这种结构便于加工,即在同样的生产条件下能够采纳简便和经济的方法加工出来,此外,零件仍适应生产类型和详细生产条件的要求;“连杆”零件为杆类零件,其结构特点:1)大小头端面对称分布在连杆中截面的两侧;2)精度要求高3)加工部位多4)其加工面主要是两端面面和大小头孔连杆是拖拉机发动机中的主要传力部件之一,其大小经活塞销与活塞连接,大头与曲轴颈相连接,燃烧室中受压缩的油气混合气体经点火燃烧后急剧膨胀
6、,以很大的力传给曲轴,推动曲轴旋转;连杆部件一般有连杆体、连杆盖和螺栓等所组成;在发动机工作过程中,连杆要承担膨胀气体的作用,连杆除应具有足够的强度和刚度外,仍应尽量减小连杆自身的重量,以减小惯性力的欢迎下载精品学习资源作用;连杆杆身一般都采纳从大头到小头逐步变小的工字型截面外形;为了减小磨损和便于修理,在连杆小头孔中压入青铜衬套,大头孔内衬有具有钢制基底的耐磨巴氏合金轴瓦;为了保证发动机运转平稳,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),发动机工作是依靠曲轴的高 速转动,把汽缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔
7、内,以润滑连杆小头铜衬套与活塞销之间的摇摆运动副,连杆所承担的是冲击动载荷,因此要求连杆质量小,强度高;1.3 连杆的主要技术要求1.3.1 大小头孔的精度为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能亲密协作,削减冲击的不良影响和便于传热,大头孔与小头的衬套孔尺寸公差均为IT6 ;大头孔表面粗糙度 Ra0.8 m , 衬 套孔表面 粗糙度 Ra0.4 m ,大 头孔的 圆度公差为0.005mm,圆柱度公差为 0.01mm;小头压衬套的底孔的圆度公差为0.007mm, 圆柱度公差为 0.015mm,小头衬套孔的圆度公差为0.004mm,圆柱度公差为0.008mm;1.3.2. 大小头孔轴心线在两个
8、相互垂直方向的平行度两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在气缸中倾斜,从而造成气缸壁磨损不匀称,同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损,所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度要求较高;而两孔轴心线用垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不匀称磨损影响较小,因而其公差值较大;此处规定为:两孔轴心线子在连杆轴线方向的平行度在100mm 长度上公差为 0.3mm;在垂直于连杆轴线方向的平行度在 100mm 长度上公差为 0.06mm;1.3.3. 大小头孔的中心距大小头孔的中心距影响到气缸的压缩比,即影响到柴油机的效率,所以规定了比较高的要求: 1800.05mm;1.3.4. 大头孔两端面对大头孔轴心线
9、的垂直度大小头孔两端面对大头孔轴心线在垂直度影响到轴瓦的安装和磨损;同欢迎下载精品学习资源时,这个垂直度在加工过程中将影响到加工小头孔两端面时定位精度,所以对它也提出了肯定的要求:大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度在100mm 长度上公差为 0.1mm;1.3.5. 有关螺栓孔的技术要求连杆在工作过程中承担焦急剧变化的动载荷,这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上;因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求 外,对于安装这个两个螺栓的螺栓孔及端面也提出了肯定的要求:螺栓孔按公差等级 IT8 和表面粗糙度 Ra3.2m;两螺栓孔在相互垂直的两个方向的平行度在 100mm 长度上公差为 0
10、.15mm;螺栓孔两端面对螺栓孔轴心线的圆跳动在100mm 长度上公差为 0.2mm;1.3.6. 有关结合面的技术要求在连杆受动载荷时,结合面的歪斜使连杆盖以及连杆体沿着结合面产生相对错位,使曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良,从而产生不匀称磨损;结合面的平面度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度,因而也影响到螺栓的受力情形和曲轴、轴瓦的磨损;此处规定:结合面对大头孔端面的垂直度在100mm 长度上公差为 0.2mm,结合面的平面度公差为 0.01mm;1.4 毛坯的确定毛坯的挑选应从生产批量的大小,非加工面的技术要求,零件的材料、结构、外形、尺寸、重量技术要求等方面综合考虑;通常情形下,主
11、要以生产类型来打算;正确挑选制坯方式可以使整个工艺过程经济合理,故应仔细的挑选并要加以论述;1.4.1 毛坯的材料零件为连杆,工作时需要承担交变载荷及冲击性载荷,因此选用45 钢来作为零件,材料毛坯应为锻件;45 钢 一般为中碳的优质碳素结构刚与合金结构钢,主要用于制造承担很大变动载荷与冲击载荷或各种复合应力的零件如机器中传递动力的轴、连杆、齿轮等);这类零件要求钢材具有较高的综合力学性能,即强度、硬度、塑性、韧性有良好的协作;欢迎下载精品学习资源1.4.2 制坯方法的确定毛坯的挑选有两种:使毛坯外形与尺寸和零件接近;使毛坯的外形尺寸与零件相差较大;这影响着毛坯的制造费用及劳动量,与机械加工费
12、用及劳动量;为节约能源与金属材料,随着毛坯制造专业化生产的进展,制坯方法的确定应取向前种方法;1)零件的材料及其机械性能的要求,在绝大多数情形下,就基本上确定了毛坯的种类:“连杆”零件设计时选用材料为45 钢,硬度 HB 不小于 226-271,就只能用锻造的方法制造毛坯; 模锻)2)毛坯种类的挑选打算于零件的材料、外形、生产性质以及在生产中获得的可能性;材料为45 钢,杆类零件,大批生产,综合考虑挑选毛坯为模锻件;模锻件是由毛坯经加热后在锻模中锻制而成,因而能使其轮廓尺寸接近于零件的尺寸,加工余量及材料消耗均大大削减由于模锻件的尺寸比较精确,它有可能免去以后的机械加工模锻件的成本较自由锻件低
13、自由锻件是由金属经加热后用手工锻或用锻锤锻压成型,使外形与零件的轮廓相近似,不相宜中批生产)其制造过程远较自由锻造的过程为短,所要求的工人技术娴熟程度也较低,但设备价格较贵,因而适用于同类零件产量较大的生产中;3)生产纲领:对制坯方法的挑选有打算性影响;各种毛坯的制坯方法只能在肯定的生产纲领条件下才使经济的可行的;生产批量大时,应挑选精度和生产率都比较高的制坯方法,用于制坯的费用,可由材料消耗的削减和机加工费用的降低来补偿;4) 现有生产条件:结合详细条件,考虑现场制坯的实际工艺水平、才能、设备状况及外界的可能性和经济性;1.4.3 毛坯的加工余量机械加工中毛坯尺寸与完工零件尺寸之差,称为毛坯
14、的加工余量零件的表面如无须机械加工,就该表面上即无须加工余量);加工余量的大小,取决于加工过程中各个工步应切除的金属层的总和,以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸之间的偏差数值;在机械加工的各个工步中;所切除的金属层厚度用符号Zm欢迎下载精品学习资源来代表;假如不考虑全部其它因素,就总余量的大小将为Zm如用符号 Z1、Z2、Zm 来代表各个公步或工序间的余量大小,就Zm= Z1+ Z2+ Z3+ +Zm+a式中 a 毛坯外尺寸的下差或内尺寸的上差;数值 Z1、Z2、Zm 取决于完成各个工步的条件,如安装零件的精确度和工具的特性等;但是,其中Z1 的值,亦即第一个粗切削工步的加工余量,仍取决于毛坯需要加
15、工处的表面层状况;由于表面层不平度差别较大,有时甚至 会有相当大的表面凹陷;此外,表面的金属层往往不同于表皮内部的金属;在铸铁件上,有较内部为硬的外壳 白口铁);锻件的外皮有氧化层和脱碳层;由此可知,表面层外皮)是有缺陷的,它的特点是有较高的硬度;假如刀具的刀刃切在表面层,将使刀具加速磨损;因此刀具切入金属层的厚度应大于表面层的厚度;各种毛坯的表面层厚度自由锻件模锻件铸件碳钢 1.52 4碳钢 1 0.5灰铸铁合金钢合金钢铸钢1 42 5“加工余量的公差”既是最大加工余量与最小加工余量之差;当确定加工余量的尺寸时,必需考虑到毛坯公差的大小;欢迎下载精品学习资源第 2 章 制定机械加工工艺过程及
16、工艺简卡2.1 工艺规程的挑选因素零件的加工工艺规程是一系列不同工序的组合,由于生产规模和详细情形不同,对同一零件的加工工序综合可能有很多方案,应依据生产条件,采纳其中工序最完善和最经济的方案;工艺规模应依据以下基本因素来挑选:生产规模是打算生产类型的基本因素,亦即是设备,工装,机械化和自动化程度等的挑选依据连杆零件属于中批量的生产类型;制造零件所需要的坯料和型材的外形,尺寸和精度;零件材料的性质 硬度,可加工性,热处理在工艺路线中的排序先后等), 它是热处理工序和选用设备及切削用量的依据45 钢, HB=226-271;零件制造的精度,包括尺寸公差,形位公差以及零件图上所指定的或技术条件中所
17、补充指定的要求;零件的表面粗糙度打算该表面最终的类别及相应中间工序和粗加工工序的加工方法类别和次数的主要因素 最终加工方法中间加工方法粗加工方法); 即最终加工方法及从毛坯至成品的加工路线,即加工方案;)特殊的限制条件,例如工厂的设备及用具的条件;编制的工艺规程在即定的条件下获得正确的技术经济成效;2.2 机械加工工艺规程的制订制订机械加工工艺规程的原始资料主要是产品图纸,生产纲领,现场加工设备及生产条件等,有了这些原始材料并有生产纲领制定了生产类型和生产组织形式之后,即可着手机械加工工艺规程的制订,其内容如下:1)分析被加工零件;2)挑选毛坯;3)设计工艺过程:包括划分工艺过程的组成,挑选定
18、位基准,挑选零件欢迎下载精品学习资源表面的加工方法,支配加工次序和组合工序等;4)工序设计:包括挑选机床和工艺设备确定加工余量及运算工时定额等;5)编制工艺文件;2.3 加工阶段的划分在拟订工艺路线时,正确的处理粗、精加工工序的支配是很重要的;在大批大量生产时,粗、精加工分开;零件的加工质量高时,工艺过程应分阶段;一般分为粗加工、半精加工、精加工,当加工精度及表面质量要求特殊高时,精加工阶段后,仍可增加光整加工和超精密加工阶段;应指出,按零件的功用和技术要求,可按零件各工作面分为主要表面和次要表面,而划分加工阶段是对整个工艺过程而言的,应以工件的主要表面来分析,不应以个别表面或个别加工工序来判
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