【正文】 .............................. 32 精鏜小頭孔 ....................................................................................... 32 連桿加工尺寸鏈的計算 ............................................................................... 32 連桿大頭孔的工序尺寸 ..................................................................... 32 連桿小頭加工工序尺寸 ..................................................................... 33 第七章 連桿夾具設(shè)計 ......................................................................34 連桿夾具設(shè)計目的 ....................................................................................... 34 夾具的組成 .................................................................................................. 34 定位元件 ............................................................................................. 34 夾緊裝置 ............................................................................................. 34 對刀元件 ............................................................................................. 34 夾具體 ................................................................................................. 34 夾具設(shè)計 ....................................................................................................... 34 定位基準(zhǔn)的選擇 ................................................................................. 34 定位元件的選擇 ................................................................................. 35 夾緊力裝置的設(shè)計 ....................................................................................... 36 確定夾緊力的作用點(diǎn)和作用方向 ..................................................... 36 結(jié) 論 ..........................................................................................37 致 謝 ..........................................................................................38 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................39 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 1 第一章 緒 論 連桿是柴油機(jī)的主要傳動構(gòu)件之一，其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S的回轉(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。 連桿工作的穩(wěn)定性、可靠性對柴油機(jī)的整機(jī)質(zhì) 量至關(guān)重要，質(zhì)量輕、精度高的連桿，有助于降低柴油機(jī)的能耗和噪聲。連桿在工作過程中承受著很高的周期性沖擊力、慣性力和彎曲力。連桿的制造質(zhì)量接影響到發(fā)動機(jī)的性能和可靠性，這就要求連桿應(yīng)具有高的強(qiáng)度、韌性和耐疲勞性能，以及很高的重量精度。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機(jī)趨于輕量化、結(jié)構(gòu)簡單化，連桿制造技術(shù)和下藝也隨之發(fā)生了很大的變化。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 目前，連桿生產(chǎn)中有模鑄工藝、模鍛工藝、粉末鍛造工藝、常規(guī)粉末冶金工藝、粉末熱擠壓一鍛造工藝、碳纖維強(qiáng)化工藝等。由于模鍛成形具有接近最終產(chǎn)品的幾何形狀和尺寸 精度，并同時改善其組織，能獲得更高的力學(xué)性能；模鍛鋼連桿的疲勞強(qiáng)度和可靠性高，適用于負(fù)荷大、轉(zhuǎn)速高的汽油和柴油發(fā)動機(jī)，因此，在連桿制造中占據(jù)主導(dǎo)地位。 近年來汽車零部件設(shè)計與生產(chǎn)過程的高質(zhì)量、高效率、低成本、低能耗已成為提高產(chǎn)品競爭力的唯一途徑，拘泥于傳統(tǒng)、落后加工技術(shù)的生產(chǎn)模式已難以適應(yīng)市場的變化 , 加工技術(shù)的變革成為必然的發(fā)展趨勢。許多新工藝打破常規(guī)，以構(gòu)思新穎、操作經(jīng)濟(jì)、效益顯著為特點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生，滿足了現(xiàn)代企業(yè)的要求。連桿裂解工藝是國際上九十年代初研究發(fā)展起來的一種連桿加工最新技術(shù)， 是對連桿傳統(tǒng)機(jī)械加 工技術(shù)的重大變革 目前，模鍛和模鑄連桿的主、重要地位，正面臨著粉末鍛造鋼連桿和粉末一次燒結(jié)鋼連桿成形工藝的挑戰(zhàn)。就國內(nèi)現(xiàn)狀而言，粉末冶金鍛造工業(yè)雖然有西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 了一定的發(fā)展，但要提供大批量和高質(zhì)量的粉末冶金鍛件還不成熟。而且涉及設(shè)備更新、技術(shù)改進(jìn)等方面費(fèi)用問題，在今后一個，長的時期內(nèi)，國產(chǎn)連桿生產(chǎn)還將以模鍛工藝為主。 國內(nèi)柴油機(jī)連桿市場狀況 目前，各國內(nèi)燃機(jī)制造業(yè)對連桿的加工都非常重視，我國除各大汽車廠及內(nèi)燃機(jī)制造廠外，經(jīng) “八五 ”技術(shù)改造，已形成幾家批量較大的連桿專業(yè)生產(chǎn)廠，但仍無法滿足日益發(fā)展的汽車及內(nèi)燃機(jī)制 造業(yè)對連桿的批量及精度要求。為緩解這種矛盾，應(yīng)瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水平制定我國大批量連桿生產(chǎn)工藝，方能使我國的連桿工藝水平迎頭趕上先進(jìn)的工業(yè)國家。中國的汽車年產(chǎn)量已達(dá)八百多萬輛，連桿需求量在七千萬件以上。 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 發(fā)動機(jī) 是一種將自然界某種能量直接轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并帶動某些機(jī)械進(jìn)行工作的機(jī)器。內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)是將其他能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；發(fā)動機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。 其中的熱能是由燃料燃燒所產(chǎn)生，柴油機(jī)是發(fā)動機(jī)的一種，其特點(diǎn)是將柴油和空氣混合后直接輸入機(jī)器內(nèi)部，燃燒產(chǎn)生熱能，通過膨脹是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 連桿 的作用是把柴油機(jī)內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的熱能作用的活塞頂上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，就是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)構(gòu)，以便向機(jī)械輸出機(jī)械能。因此連桿實(shí)在高壓下做變速運(yùn)動，它在工作中承受力的情況是相當(dāng)復(fù)雜的 ：有氣體的作用力，欲動質(zhì)量的慣性力，摩擦力，擠壓力，外界阻力，曲軸與活塞的壓力。 氣體作用力：發(fā)動機(jī)的循環(huán)工作運(yùn)動分為 4 個行程，在每個工作循環(huán)的四個行程中，氣體的壓力是始終存在的，但是在個行程中，進(jìn)氣行程和排氣行程氣體的壓力是比較小的，對連桿的性能影響不是很大，但是壓縮行程和做功行程則是對連桿的受力的急劇變換，所以連桿在運(yùn)動 中承受交變力的變換，對連桿的疲勞強(qiáng)度和剛度就有了較高的要求。 往復(fù)性慣性力和離心力：對于往復(fù)運(yùn)動的物體，當(dāng)運(yùn)動的方向和速度發(fā)生變化是，就要產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動慣性力 ；而物體圍繞某一中心運(yùn)動是就要產(chǎn)生離心力，這兩種是連桿在運(yùn)動中會產(chǎn)生的，連桿隨著活塞做四行程運(yùn)動，其受力必然受到活塞的影響。由于是連接活塞和曲軸，也會同時受到曲軸慣性力的影響。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 由于連桿是連接曲軸和活塞的重要部件，在運(yùn)動承急劇變化的交變載荷，為了方便連桿的拆卸，將連桿分為兩個部分，連桿蓋和連桿桿身，兩部分有螺栓連接。連桿是連接曲軸和活塞，所以連桿大小頭孔 的精度將直接影響連桿柴油機(jī)運(yùn)動的效率，所以連桿的大小頭孔具有很高的精度要求。由于連桿是高速急劇運(yùn)轉(zhuǎn)的，其磨損較高， 為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有 村套 。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)襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進(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，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：（ 1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿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。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 第二 章 連桿的主要技術(shù)要求 材料選擇 表 21 連桿材料選用表 材料名稱 材料牌號 標(biāo)準(zhǔn)號 碳鋼 3 45 GB/T 6991999 合金鋼 40Gr、 35GrMo、 42GrMo、 18Gr2Ni4WA GB/T 30771999 (1) 允許采用性能不低于表 1 規(guī)定且已經(jīng)證明同樣適用的其他材料。 (2) 用于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不大于 300 r/min 的連桿宜采用自由鍛形式形成毛坯件， 其總鍛造比應(yīng)不小于 3；柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大于 300 r/min 的連桿宜采用模鍛形式形成毛坯件，其總鍛造比一般應(yīng)不小于 6。 (3) 材料內(nèi)部不應(yīng)有裂紋、折疊、夾雜、氣孔等缺陷。連桿鍛件的纖維組織應(yīng)沿連 桿長度方向伸展，不允許有嚴(yán)重扭曲和折斷。 表面質(zhì)量 (1) 連桿表面不應(yīng)有毛刺、碰傷等缺陷。 (2) 模鍛連桿不加工表面不應(yīng)有裂紋、折痕、結(jié)疤、氧化皮及因金屬未充滿鍛模而產(chǎn)生的缺陷。連桿桿身部位不應(yīng)有切邊拉傷，分模面飛邊高度應(yīng)不大于 ，不應(yīng)有總數(shù)多于兩個、深度大于截面基本尺寸 3％的凹坑，且同一橫截面上不應(yīng)存在兩個凹坑，凹坑應(yīng)與桿身表面圓滑過渡。 (3) 用于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不大于 300 r/min 的連桿，其表面可在公差范圍內(nèi)采取修補(bǔ)工藝進(jìn)行修補(bǔ)，但不允許采用焊補(bǔ)，經(jīng)修補(bǔ)的部位應(yīng)圓滑過渡 。用于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大于 300 r/min 的連桿，其表面不允許修復(fù)。 (4) 連桿表面不應(yīng)存在橫向磁痕，大、小端孔內(nèi)表面離邊緣 10mm 范圍內(nèi)不應(yīng)有長度大于 1mm 的磁痕。 西 南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 (5) 連桿主要部分的表面粗糙度應(yīng)不低于表 2 的規(guī)定。 表 22 連桿主要部分表面粗糙度值 單位為微米 序號 名稱 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 300 300~1000 1000 1 連桿大端孔 Ra 2 連桿小端孔 Ra(未加襯套 ) 3 連桿大端孔兩端面 Ra 端面定位： 端面不定位： 4 連桿大端孔分開面 Ra 5 連桿螺栓孔支撐面 Ra (6) 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大于 1000r/min 的連桿表面應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化處理。 (1) 連桿熱處理方法見表 3?；鼗饻囟葢?yīng)不低于 580℃。 表 23 不同材料的連桿應(yīng)進(jìn)行的熱處理方法 材料名稱 熱處理方式 碳鋼 正火、或正火 +回火、或淬火 +回火 合金鋼 淬火 +會回 (2) 連桿最終熱處理后的機(jī)械性能宜不低于表 4 的規(guī)定。同一連桿的硬度差應(yīng)不大于 30HBS。 表 24 熱處 理后連桿機(jī)械性能要求 材料名稱 拉抗強(qiáng)度N/mm 屈服強(qiáng)度N/mm 伸長率 % 端面收縮率 % 沖擊功 J 硬度 正火或正火 +回火HBS 淬火 +回火HBS 碳鋼 440 220 24 50 30 125~160 48