柴油机连杆零件毕业设计说明书(2)

柴油机连杆零件毕业设计说明书(完整版)

绪论

绪 论

本课题研究的主要內容是连杆加工工艺过程的编制以及在加工中用到的一些典型夹具的设计。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷﹐所以它的设计和加工的合理性将影响发动机的整体性能。目前国內外主要研究的动态是如何保证连杆的技术条件、机械加工工艺过程的分析改善、材料的选择等。连杆的技术条件有大小头孔精度和大小头孔轴心线的平行度的保证、大小头孔的中心距和大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度的分析以及螺栓孔和连杆与盖头接合面的要求等。由于连杆的尺寸精度、几何形状精度以及相互位置精度的要求都很高,机械加工工艺过程的分析起着非常重要的作用,而它的分析对象主要有如何合理的安排加工工艺过程、定位基面的选择、确定合理的夹紧方法、连杆两端面的加工、连杆大小头孔的加工、连杆螺栓孔的加工连杆体与连杆盖的铣开加工、大头外圆的加工等。材料的选择也非常重要,它直接影响到连杆的刚度、強度、硬度、耐磨性、耐冲击性等方面的性能,這些都是我们需要研究和探讨的。

本课题可以培养我们应用所学知识，独立解决机械加工工艺规程编制和工艺装备设计等方面的能力和绘图能力。通过工艺设计，培养我们分析和编制机械加工工艺的能力，培养我们学会调查研究，收集资料的方法，掌握使用手册、图表及技术资料的技能；培养我们树立正确的设计思想和严谨的工作作风、并鼓励学生勇于创新、大胆采用国内外先进技术和先进工艺。这次的课题研究是对我们综合专业知训的考核,不仅锻炼了我们的分析问题和解决问题的能力,还可以让我们系统地回忆和复习所学的知识,同时也可以让我们的理论知识得到实践的结合,所以这样的课题研究是非常有意义的。同时研究的成果将推动我国机械制造业的进步。

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连杆的工艺分析

1． 连杆的工艺分析 1.1 连杆的工作情况

连杆在发动机的工作行程中将作用于活塞顶部的膨胀气体的压力传给曲轴，在进气、排气和压缩行程时，又受曲轴的驱动而带动活塞。气体的压力在连杆内引起很大的压缩应力和纵向弯曲应力，活塞和连杆本身的惯性力则在连杆横断面上引起拉伸应力和横向弯曲应力，而且这些受力的情况是急剧地改变的，所以连杆工作条件的特征是承受接近于冲击性质的变动负荷。

因此，连杆不但应具有高的疲劳强度，而且本身的重量应尽量减轻，以降低由于连杆本身重量所产生的惯性力。故制造连杆应使用优质钢材和设计合理的结构形式，在制造毛坯时应使金属纤维的方向合适排列。

1.2 连杆的结构特点

连杆一般由连杆盖和连杆体两部分组成。连杆体上有大头，小头和杆身。为了使连杆有足够的强度和刚度而重量又要尽可能轻，所以杆身采用工字形断面。为了减少活塞销和连杆小头孔的磨损及便于在磨损后进行修理，在连杆的小头孔中压入青铜衬套。同样在大头孔内也衬有轴瓦以减轻连杆大头孔与曲轴轴颈之间的摩擦，这种轴瓦是可以互换的。

连杆盖与连杆体的接合面形式主要有两种：一种是斜剖式的，这种连杆的大头外形尺寸较小，装配时能从气缸中通过，装配较方便。另一种是直剖式的，即连杆盖和连杆体的接合面垂直于杆身的轴心线，如解放牌汽车发动机的连杆为直剖式的。连杆盖和连杆体不能互换，因为是装在一起进行最后加工的。有些连杆上有工艺凸台，作为机械加工时的辅助基准。

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连杆的工艺分析

1.3 连杆机械加工的主要技术要求

连杆的主要加工表面有：大小头孔、上下平面、大头盖体结合面以及连杆螺栓孔等。杆身的表面一般不进行机械加工。机械加工的主要技术要求如下： （1）大、小头孔精度：

a、大头孔：大头孔镶有薄壁部分轴瓦，底孔尺寸公差为IT6级，粗糙度Ra0.8。圆度、圆柱度0.01mm 。

b、小头孔：小头衬套底孔尺寸公差为IT7~IT9级，粗糙度Ra1.6。小头衬套孔为IT5级，粗糙度Ra0.4。为了保证与活塞销的精密装配间隙，小头衬套孔在加工后以每组间隔为0.0025mm分组。圆度、圆柱度0.008mm 。

c、大小头孔轴线位于同一平面，其平行度不大于0.06mm，大小头孔间距尺寸公差0.05 mm，大小头孔对端面的垂直度允差每100 mm长度上不大于0.1 mm。

（2）连杆大小头平面：大头表面粗糙度Ra1.6，小头表面粗糙度Ra6.3 （3）两螺孔的平行度为0.15mm/100mm，两螺孔和定位孔对于接合面的垂直度为0.12mm/100mm，接合面对于连杆纵向中心线的不垂直度不得大于0.1mm/100mm。 （4）大头孔止口侧面的平行度为0.015mm/100mm，其对称度0.05mm/100mm。 为保证柴油机正常运转平稳，对于连杆的重量以及装于同一台柴油机中的一组连杆重量都有要求，对连杆大头重量和小头重量都分别规定、涂色分组供选择装配。

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毛坯的确定

2. 毛坯的确定

2.1 生产类型的确定

根据课题任务内容可知，此连杆的生产纲领为10000件/年，每日一班。查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1－4可知，其生产类型属于大批生产。

2.2 材料的选择

为了使发动机结构紧凑，连杆的材料大多采用高强度的精选45钢、40Cr钢等,并经调质处理以改善切削性能和提高抗冲击能力,硬度要求45钢为HB217～293, 40Cr钢为HB223～280。也有采用球墨铸铁的。近年来，由于粉末冶金技术的发展，特别是粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使得机械加工余量在为减少，这样不公提高了机械加工的生产率，也使原材料利用率增加。国此，采用粉末冶金的连杆是很有发展前途的。但在性能能够保证和成本分析的情况下，此连杆的材料采用45钢。

2.3 毛坯种类与方法的确定

机械加工中毛坯的种类很多，如铸件、锻件、型材等。根据生产批量、连杆的结构、连杆的技术条件等可确定，零件承受重载荷、冲击载荷或交变载荷时，其毛坯宜用锻件，锻造方法有自由锻、模锻与胎模锻和精密锻造等几种。由于模锻生产率高、锻件精度高、表面质量好、加工余量小、可锻制较复杂的锻件，所以此零件选用模锻。

2.4 确定毛坯尺寸公差和加工余量

查参考文献[1]表2—10表2—12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素： a公差等级

由连杆的功用和技术要求，确定连杆零件的公差等级为普通级。 b锻件重量

已知45钢的密度为7.8g/cm3，经Pro/E对连杆零件进行三维建模，并执行质量属性分析可知，连杆的质量约为2.0Kg.进一步推算毛坯的质量约为3.1Kg。

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毛坯的确定

图(2－1)

c锻件形状复杂系数

对连杆零件图进行分析，连杆零件的总长334mm，总宽101mm，总高53mm。由此可以大致估算锻件外廓包容体的总长约为340mm，总宽约为107mm，总高约为64mm,由公式2—3和2—5可计算出连杆锻件的形状复杂系数

S＝Mt/MN＝3/(lbhρ)＝3kg/(340mm×107mm×64mm×7.8×10 6kg/mm3)≈3/18.16≈0.165

由于0.165介于0.16和0.32之间，所以该连杆的形状复杂系数属S3级。 d锻件材质系数

由于连杆的材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，所以该锻件的材质系数属M1级。 e锻件分模线形状

根据连杆零件的形位特点，选择零件高度方向的对称平 …… 此处隐藏：2756字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……