柴油機(jī)連桿工藝工裝設(shè)計(jì)

1、 摘 要本文主要論述了柴油機(jī)連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。因?yàn)檫B桿是活塞式發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)的主要零件之一，其大頭孔與曲軸連接，小頭孔通過活塞銷與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳送給曲軸，又收曲軸驅(qū)動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿承受的是沖擊動載荷，因此要求連桿質(zhì)量小，強(qiáng)度高。所以在安排工藝過程時(shí)，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加工原則。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及螺栓孔定位面。 在夾具設(shè)計(jì)方面也要針對連桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較小，設(shè)計(jì)應(yīng)時(shí)應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小等，最終就能達(dá)到零件的理想要求！關(guān)鍵詞: 連桿 變形 加工工藝 夾具設(shè)計(jì)AbstractThe di

2、esel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist

3、 pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensi

4、ty is high. Therefore when arranging procedure for, according to first the criterion queen-like treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connectin

5、g rod body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likel

6、y to reach a part ultimately demands!Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc198824458 摘 要 PAGEREF _Toc198824458 h 1 HYPERLINK l _Toc198824459 Abstract PAGEREF _Toc198824459 h 1 HYPERLINK l _Toc198824460 第一章 柴油機(jī)連桿的加工工藝

7、PAGEREF _Toc198824460 h 3 HYPERLINK l _Toc198824461 1.1 柴油機(jī)連桿的用途及其特點(diǎn) PAGEREF _Toc198824461 h 3 HYPERLINK l _Toc198824462 1.2連桿的的材料及毛坯制造 PAGEREF _Toc198824462 h 4 HYPERLINK l _Toc198824463 1.3連桿的加工工藝過程 PAGEREF _Toc198824463 h 6 HYPERLINK l _Toc198824464 1.4 連桿的加工工藝過程分析 PAGEREF _Toc198824464 h 7 HYPER

8、LINK l _Toc198824465 1.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 PAGEREF _Toc198824465 h 7 HYPERLINK l _Toc198824466 1.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排 PAGEREF _Toc198824466 h 8 HYPERLINK l _Toc198824467 1.4.3 確定合理的夾緊方法 PAGEREF _Toc198824467 h 8 HYPERLINK l _Toc198824468 1.4.4 連桿主要面的加工方法 PAGEREF _Toc198824468 h 9 HYPERLINK l _Toc198824469 1.

9、4.5 連桿主要孔的加工方法 PAGEREF _Toc198824469 h 9 HYPERLINK l _Toc198824470 1.4.6 連桿體與連桿蓋的銑開工序 PAGEREF _Toc198824470 h 10 HYPERLINK l _Toc198824471 1.5夾具使用 PAGEREF _Toc198824471 h 10 HYPERLINK l _Toc198824472 1.6 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 PAGEREF _Toc198824472 h 10 HYPERLINK l _Toc198824473 1.6.1 確定加工余量 PAGEREF _

10、Toc198824473 h 10 HYPERLINK l _Toc198824474 1.6.2確定工序尺寸及其公差 PAGEREF _Toc198824474 h 11 HYPERLINK l _Toc198824475 1.7 各項(xiàng)加工數(shù)據(jù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc198824475 h 12 HYPERLINK l _Toc198824476 1.8 連桿的檢驗(yàn) PAGEREF _Toc198824476 h 19 HYPERLINK l _Toc198824477 1.8.1 觀察外表缺陷及目測表面粗糙度 PAGEREF _Toc198824477 h 19 HYPERLINK

11、 l _Toc198824478 1.8.2 檢查主要表面的尺寸精度 PAGEREF _Toc198824478 h 19 HYPERLINK l _Toc198824479 1.8.3檢驗(yàn)主要表面的位置精度 PAGEREF _Toc198824479 h 20 HYPERLINK l _Toc198824480 1.8.4 連桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗(yàn) PAGEREF _Toc198824480 h 20 HYPERLINK l _Toc198824481 第二章 工裝設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc198824481 h 20 HYPERLINK l _Toc198824482 2.1 銑

12、削分面夾具設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc198824482 h 20 HYPERLINK l _Toc198824483 2.1.1夾具的問題注意 PAGEREF _Toc198824483 h 20 HYPERLINK l _Toc198824484 2.1.2 夾具設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc198824484 h 21 HYPERLINK l _Toc198824485 2.2 擴(kuò)大頭孔夾具 PAGEREF _Toc198824485 h 23 HYPERLINK l _Toc198824486 2.2.1 夾具的注意問題 PAGEREF _Toc198824486 h 23 HYPE

13、RLINK l _Toc198824487 2.2.2 夾具設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc198824487 h 23 HYPERLINK l _Toc198824488 參考文獻(xiàn): PAGEREF _Toc198824488 h 26 HYPERLINK l _Toc198824489 致 謝 PAGEREF _Toc198824489 h 26第一章 柴油機(jī)連桿的加工工藝1.1 柴油機(jī)連桿的用途及其特點(diǎn)連桿是發(fā)動機(jī)中的主要傳動部件之一，它在柴油機(jī)中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部

14、分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時(shí)便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。在發(fā)動機(jī)工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太

15、大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運(yùn)動副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個(gè)：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿

16、桿身中心面的對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。1.2連桿的的材料及毛坯制造連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。因此，連桿材料一般采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強(qiáng)度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個(gè)很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，

17、可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機(jī)械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時(shí)少、模具少等優(yōu)點(diǎn)，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊?，毛坯的種類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低

18、，性能提高。目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠，采用了連桿輥鍛工藝。圖（1-2）為連桿輥鍛示意圖毛坯加熱后，通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽，毛壞產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產(chǎn)的連桿鍛件，在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機(jī)械強(qiáng)度等方面都可達(dá)到模鍛水平，并且設(shè)備簡單，勞動條件好，生產(chǎn)率較高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，適于在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。圖（1-2）連桿輥鍛示意圖圖(1-3)、圖(1-4)給出了連桿的鍛造工藝過程，將棒料在爐中加熱至11401200C0，先在輥鍛機(jī)上通過四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯見圖(1-3)，然后在鍛壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，再在壓床上沖連

19、桿大頭孔并切除飛邊見圖(1-4)。鍛好后的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細(xì)致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內(nèi)應(yīng)力。為了提高毛坯精度，連桿的毛坯尚需進(jìn)行熱校正。連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查，方能進(jìn)入機(jī)械加工生產(chǎn)線。1.3連桿的加工工藝過程由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機(jī)械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。(連桿機(jī)械加工工藝過程見加工工藝卡片)連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽

20、、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個(gè)階段：第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面

21、的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。1.4 連桿的加工工藝過程分析1.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇在連桿機(jī)械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖（15）所示：在安裝工件時(shí)，注意將成套編號標(biāo)記的一面不附錄資料：不需要的可以自行刪除液壓缸焊接工藝規(guī)范 目的和適用范圍本規(guī)范規(guī)定了液壓缸焊接件的技術(shù)要求及檢驗(yàn)規(guī)則。本規(guī)范適用于我公司所有液壓缸焊接件的CO

22、2/MAG氣體保護(hù)焊及焊條手工電弧焊接。對有特殊要求的，可參照此規(guī)范或按相關(guān)技術(shù)協(xié)議執(zhí)行。本規(guī)范引用如下標(biāo)準(zhǔn) GB/T 985 氣焊、手工電弧焊焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸GB/T 3323-2005 鋼溶化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級GB/T 6417.1-2005 金屬溶化焊焊縫缺陷分類及說明GB/T 8110 氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲GB/T 12469-1990 焊接質(zhì)量保證鋼熔化焊接頭的要求和缺陷分級GB/T 15830-1995 鋼制管道對接環(huán)焊用技術(shù)條件JB/T 6046 碳鋼、低合金鋼焊接構(gòu)件縫超聲波探傷方法和檢驗(yàn)結(jié)果的分級JB/T 5943-1991 工程

23、機(jī)械 焊接件通焊后熱處理方法XYG8-10 抽樣檢查方法技術(shù)要求3.1. 液壓缸焊接件的制造應(yīng)符合經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件和本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定3.2.CO2鋼瓶的使用要求 常溫（20 C50C）下瓶裝液態(tài)CO2壓力應(yīng)在5MPa以上，瓶中壓力小于1MPa時(shí)不得再繼續(xù)使用，不用時(shí)鋼瓶應(yīng)放完余氣以備再次充裝。3.3. 焊接件材料和焊接材料3.3.1 用于焊接件的材料鋼號、規(guī)格尺寸等應(yīng)符合圖樣要求，檢驗(yàn)合格后方可使用。常用鋼號為Q235、20、35、45、27SiMn。3.3.2 用于焊接的材料和焊接材料進(jìn)廠時(shí)應(yīng)按材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，檢驗(yàn)合格后方可使用。3.3.3 焊接材料選用應(yīng)按工藝技術(shù)文件的規(guī)定，凡

24、技術(shù)文件中未明確規(guī)定焊條、焊絲型號時(shí)，焊條型號為E5016；焊絲型號為ER50-6，如需高強(qiáng)度焊絲時(shí)應(yīng)選用HO8Mn2SiMoA.焊絲應(yīng)符合GB/T 8110標(biāo)準(zhǔn)。3.3.4 焊條在施焊前必須烘干，烘干后的焊條在一天內(nèi)使用，超過一天，必須重新烘干，烘干次數(shù)不得超過三次。3.4 焊前要求3.4.1 全部零件須檢驗(yàn)合格后，方可組裝。3.4.2 組裝焊接零件的焊縫坡口形式與尺寸及焊縫間隙應(yīng)符合經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件。設(shè)計(jì)編制工藝要求符合GB/T 985的規(guī)定。3.4.3 CO2或混合保護(hù)氣體焊前必須放水提純。3.4.4 焊接前需將距焊縫邊緣（不小于10mm）范圍內(nèi)焊接結(jié)構(gòu)表面上的鐵銹、油

25、、油漬、塵土等雜物除凈，并去除潮濕。焊絲、焊條無缺損及油污。3.4.5 液壓缸用油管、芯管、缸體等過油腔體施焊前，必須對管內(nèi)外表面進(jìn)行酸洗、磷化或噴砂處理除銹。3.4.6 焊前預(yù)熱處理凡公稱尺寸200mm的45#鋼材料必須進(jìn)行焊道預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為200C250C。特殊要求除外。3.5 焊接要求3.5.1 定位焊采用的焊接規(guī)范應(yīng)與正式焊接時(shí)相同3.5.2 首次采用焊接的新牌號鋼材、新焊條、新焊絲的焊接工藝、新的焊接方法等，必須在正式施焊前做出工藝評定，評定合格后方能施焊。3.5.3 禁止在非焊縫區(qū)引弧，焊接工藝參數(shù)應(yīng)符合工藝要求。3.5.4 在焊接過程中對粗糙度要求Ra3.2以上的表面應(yīng)加以

26、保護(hù)。3.5.5 對圖樣及工藝規(guī)程中焊接表示不明確的零件不得焊接，經(jīng)技術(shù)部門相關(guān)人員解釋后方可施焊。3.6 焊后要求3.6.1 焊后應(yīng)去除焊瘤、焊漬、保證焊縫表面的平整，對于未清理焊縫的工件視為不合格品。3.6.2 沒有特殊要求的焊縫不得打掉余高。3.6.3 除特殊部位需要焊后低溫?zé)崽幚淼牧慵垂に囈髤?shù)焊后熱處理，其余需要焊后熱處理的焊接件應(yīng)符合JB/T 6046標(biāo)準(zhǔn)。3.6.4 對有油口、接頭座、油管、螺紋等的焊接件，應(yīng)特別注意避免磕碰，按相應(yīng)的防護(hù)工藝規(guī)范加以保護(hù)。3.6.5 焊接接頭缺陷根據(jù)GB/T 6417.1-2005標(biāo)準(zhǔn)，將焊接缺陷分為六大類來判斷：裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合

27、和未焊透、形狀缺陷、其他缺陷。根據(jù)GB/T 3323-2005標(biāo)準(zhǔn)中，按缺陷的性質(zhì)、缺陷的尺寸及數(shù)量將焊縫質(zhì)量分為、共四級（質(zhì)量依次降低），按規(guī)定我廠液壓缸焊接件的焊縫質(zhì)量等級為不低于級。3.6.6 液壓缸常見焊接形式的焊縫收弧位置見表1的要求。3.6.7 外部形狀缺陷應(yīng)符合表2的要求。3.6.8 焊縫的內(nèi)部缺陷應(yīng)符合表3的要求。3.6.9 有密封性要求的液壓缸零件焊縫，不得有滲漏。3.6.10 焊后按要求打上焊工的印記。檢驗(yàn)規(guī)則4.1 焊接件的質(zhì)量應(yīng)按圖樣、工藝文件及本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。4.2 焊縫的外部幾何形狀用量具或樣板逐件檢驗(yàn)，焊縫收弧位置應(yīng)符合表1的規(guī)定，外部形狀缺陷應(yīng)按表2逐件進(jìn)行檢驗(yàn)。4.3 焊縫的內(nèi)部缺陷按XYG8-10抽樣檢查方法進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，應(yīng)符合表3的規(guī)定。4.4 密封檢驗(yàn)、探傷及機(jī)械性能檢驗(yàn)按圖樣、相關(guān)技術(shù)文件或定貨技術(shù)要求中的規(guī)定進(jìn)行。4.5 規(guī)定公稱尺寸200mm的缸筒、法蘭及活塞桿上環(huán)形焊縫按工藝要求檢查表面產(chǎn)生的氣孔、裂紋，可用表面著色法檢驗(yàn)。4.6 規(guī)定公稱尺寸