【正文】 ...........................................................................35致謝 ......................................................................................................36附件 1 ...................................................................................................37附件 2 ...................................................................................................62青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書0第 1 章 緒論 機車柴油機簡介 柴油機概述(1).柴油機是一種動力機械，它以柴油為燃料，將柴油燃燒而產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能。柴油機的型式很多，一般可按下述幾種方式分類：①按工作方式——二沖程，四沖程；②按汽缸數(shù)——單缸，多缸；③按汽缸直徑——910135(mm)等。從性能上說，國內(nèi)傳統(tǒng)柴油機一直給人以體積笨重、振動噪聲大以及排放污染嚴重的印象，因此國產(chǎn)轎車基本都采用汽油發(fā)動機，然而近年來，國外知名車商開始將一些最新的柴油機技術引入到中國，大大改善了國人對柴油機的偏見，譬如一汽大眾剛剛推出寶來 TDI 柴油發(fā)動機，其環(huán)保性、動力性以及平順性都不遜于汽油機，同時又具有柴油機特有的巨大扭力和超低油耗，市場前景十分看好。 (2)工作原理：柴油機工作時，一般分為吸氣、壓縮、爆發(fā)、排氣等步驟。當接近上止點時，氣體溫度已超過柴油燃點，此時由噴油嘴將柴油噴入迅速燃燒，高溫高壓燃氣推動活塞下行做功?；钊鶑筒煌５毓ぷ鳎瑤舆B桿使曲軸轉(zhuǎn)動，就從曲軸上把動能傳輸出來。機車柴油機具有高功率強化柴油機的典型特征,一般為四沖程 V 型機,以 12缸、16 缸最為普遍,也有直列式 10 缸的。現(xiàn)代機車柴油機不斷提高增壓度（見內(nèi)燃機增壓），同時加大氣缸排量。 時）。柴油機幾乎都采用電起動方式,只有個別的采用空氣起動。2）對機車柴油機的性能要求 機車在鐵路上運行時線路狀況不時變化，又需要按計劃時間運行，因而要求機車柴油機的轉(zhuǎn)速和功率在相當寬的范圍內(nèi)變化。鐵路分布地區(qū)廣泛，列車運行時的自然環(huán)境條件也在改變，這就要求柴油機具有廣泛的適應能力。2）機車柴油機在中國的發(fā)展歷程柴油機發(fā)明后,屢經(jīng)研究試圖將柴油機用于鐵路牽引。但在 1950 年以前，鐵路車輛的牽引動力主要仍是蒸汽機車。到 80 年代初,世界上內(nèi)燃機車已占機車總數(shù)的 2/3。機車裝有 2 臺 B2300 型柴油機，總裝車功青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書2率為 2300 馬力，最高速度 80km/h。1969 年、1970 年和 1977 年，四方廠、戚墅堰廠和資陽內(nèi)燃機車廠（以下簡稱資陽廠）先后制造了 6 臺 4500 馬力等級的東方紅 4 型貨運液力傳動內(nèi)燃機車。1970 年,四方廠開始生產(chǎn)援助坦贊鐵路和越南等國的裝用 12V180ZJ 型柴油機的 1000 馬力的 DFH型和 2022 馬力的 DFH2 型液力傳動內(nèi)燃機車，總數(shù)達 163 臺。本文所研究就是 12V180ZJ 型柴油機氣缸蓋的加工工藝過程。媒介動力車（機車）裝用 1 臺 12V280ZJ 型柴油機，車組總功率為 23750 馬力，席位 1140 個，最高速度 180km/h，試驗時達到 。內(nèi)燃動車組的發(fā)展，不僅提高了鐵路在國內(nèi)運輸市場的競爭能力，還提高了在國際市場上的競爭能力，也為 21 世紀初葉我國鐵路客運提供了新的運輸工具。提高經(jīng)濟性,特別是改善部分負荷、過渡工況和空轉(zhuǎn)時的經(jīng)濟性；應用電子技術實現(xiàn)運行工況優(yōu)化和故障自動監(jiān)控；降低噪聲和減少排氣中的有害成分，防止污染；改善機車用柴油機增壓器的跟隨性等。經(jīng)驗表明，大功率交流傳動內(nèi)燃機車無故障運行能力要比傳統(tǒng)的直流傳動內(nèi)燃機車大４０％左右。提高內(nèi)燃機車可靠性問題不只是通過對薄弱零件改進來解決，而且要將可靠性技術貫穿于內(nèi)燃機車設計、試驗、制造、使用維修和管理等各個環(huán)節(jié)中，形成一個系統(tǒng)工程。國產(chǎn)第４代內(nèi)燃機車，應具有可靠性、維修性及模塊化設計。 連桿機械加工工藝技術關鍵分析 連桿由連桿小頭，桿身，連桿大頭三部分組成。桿身承受著氣缸內(nèi)燃機氣壓力所產(chǎn)生的壓應力以及往復慣性力產(chǎn)生的拉應力，由制造誤差產(chǎn)生的桿身斷面偏移也會在桿身上形成附加彎曲應力；連桿大頭承受著往復慣性力和不包括連桿蓋在內(nèi)的連桿離心慣性力。連焊軸承應具有足夠的承載面積； （4）連桿螺栓應具有足夠的疲勞強度和一定的超轉(zhuǎn)速工作能力。青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書5第 2 章 連桿加工工藝規(guī)程 機械加工工藝規(guī)程簡介 機械加工工藝規(guī)程的作用1）機械加工工藝規(guī)程是組織車間生產(chǎn)的主要技術文件。2）機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備和計劃調(diào)度的主要依據(jù)。有了機械加工工藝規(guī)程，就可以制所生產(chǎn)產(chǎn)品的進度計劃和相應的調(diào)度計劃，使生產(chǎn)均衡、順利的進行。在新建或擴建工廠、車間時，只有根據(jù)機械加工工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領，才能準確確定生產(chǎn)所需機床的種類和數(shù)量，工廠和車間的面積，機床的平面布置，生產(chǎn)工人的工種、等級、數(shù)量，以及個輔助部門的安排等。設計機械加工工藝規(guī)程的程序一般為：1）分析加工零件的工藝性。2）熟悉和確定毛坯3）擬定加工工藝路線4）工序設計5)編制工藝文件 計算產(chǎn)品生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型 180C 柴油機的連桿。 N=Qn(1+α%+β%) =150(1+10%+1%) =166 件 /年連桿的年產(chǎn)量為 166 件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機械，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領的關系，可確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 選擇毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。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。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機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。總之，毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。圖（12）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。輥鍛需經(jīng)多次逐漸青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書7成形。鍛好后的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內(nèi)應力。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，方能進入機械加工生產(chǎn)線。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。具體的辦法是，如圖（1—5）所示：在安裝工件時，注意將成套編號標記的一面不圖 23 連桿的定位方向與夾具的定位元件接觸（在設計夾具時亦作相應的考慮） 。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。由于用小頭孔和大頭孔外側(cè)面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加工精度會有很大影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗銑兩個端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。在粗銑中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個毛坯面。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。次要加工部位是各種螺紋孔及倒角。另外在機械加工過程后還安排了鉗工倒角去毛刺、并對連桿進行噴丸處理，為連桿的組裝做好準備。連桿的大小頭平面及大小頭孔的技術要求都很嚴格，所以對于這些端面安排了：粗銑——半精銑——精車銑。各種孔的加工集中在連桿與連桿蓋連接處，所以將各種孔加工完之后再精銑大小頭端面，以保證重要加工表面不被破壞或劃傷。對于連桿蓋進行粗加工時，以連桿蓋一側(cè)的一端面作為粗基準，然后以對接端面作為精基準，加工其他的重要表面。青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書10（2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應力，并引起內(nèi)應力重新分布。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產(chǎn)生變形。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術條件。 制定工藝路線 制定工藝路線即工序設計，其主要內(nèi)容包括機床與工藝裝備的選擇、加工余量的確定、工序尺寸的確定、切削用量的確定、時間定額的確定等。 制定柴油機連桿加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使其能夠合理保證氣缸蓋的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求。 因此，經(jīng)過綜合考慮，最終確定 180C 柴油機連桿加工工藝過程如下表 21；連桿蓋的加工工藝過程如下表 22：表 21 180C 柴油機連桿加工工藝過程青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書11序號 工序名稱 定位基準1 銑一步大平面及小平面 大小頭平面2 銑二步大平面 大小頭平面3 銑二步小頭平面 大小頭平面4 鉆小頭孔 66?大小頭平面5 銑小頭孔至 （上偏差+） 大小頭平面6 銑工藝面 94177。 基面和一側(cè)面8 粗鏜大頭孔 134 基面和一側(cè)面以及小頭孔9 銑落刀槽 14（兩側(cè)）?基面和一側(cè)面10 銑工字型副板11 精銑外形 基面和一側(cè)面12 精銑蓋頂面及螺釘面13 鋸開14 半精銑對接面15 鉆擴鉸各孔，攻絲16 精銑一步大平面 基面和一側(cè)面17 精銑另一大平面及小平面 基面和一側(cè)面18 精銑另一小頭平面 基面和一側(cè)面19 半精鏜大小孔 基面和一側(cè)面以及大小頭孔20 銑兩面肋 基面和一側(cè)面21 銑 R25,R58 基面和一側(cè)面22 銑 R75 基面和一側(cè)面23 車 （） ，車 185??24 車大端 156， 165 及 14825 磨兩平面 基面和一側(cè)面青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書1226 精鏜大小頭孔 基面和一側(cè)面以及大小頭孔27 銑瓦槽 基面和一側(cè)面以及小頭孔28 鉆 2 6 油孔?29 銑 7176?？椎募庸び嗔坑伞稒C械制造工藝簡明手冊》表 查得。（1）鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品質(zhì)量估算鍛件質(zhì)量為 （2）加工精度 零件表面均為精加工和磨削加工精度 2F （3）機械加工余量 用查表法確定機械加工余量：（根據(jù)《機械加工工藝手冊》第一卷 表 —25 表 —26 表 —27） 1）平面加工的工序余量（mm） 表 22 平面加工的工序余量（mm）單面加工方法 單面余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸 表面粗糙度毛坯 72 粗銑 IT12( )320.?69( )320.?精銑 IT10( )( )粗磨 IT8( )5.?( )5.? 精磨 IT7( )( )? 則連桿兩端面總的加工余量為：青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書13A 總 = 21???ni=（A 粗銑 +A 精銑 +A 粗磨 +A 精磨 ） 2?=（+++） 2= mm05.? 2）連桿鑄造出來的總的厚度為 H=67+ =72+ mm05.?05.? 設計毛坯圖（一）確定毛坯尺寸公差連桿的鍛件質(zhì)量 ，形狀復雜系數(shù) S2，42CrMoA 中合金元素含量大于%，按 《機械制造工藝設計簡明手冊》表 ，鍛件的材質(zhì)系數(shù)為 M2，采取平直分模線，鍛件為精密精度等級，則毛坯的公差可從《機械制造工藝設計簡明手冊》表， 查得。毛坯的同軸度誤差允許值為 ，殘留飛邊為。粗磨在轉(zhuǎn)盤磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。精磨在 M7130 型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產(chǎn)率低一些，但精度較高。小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過了鉆、擴、鉸三道工序。小頭孔在鉆、擴、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到 IT6 級公差等級，然后壓入襯套，再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔。大頭孔經(jīng)過擴、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達到 IT6 級公差等級。這樣，在銑開以后可能產(chǎn)生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。從而達到所需要的技術要求。精銑時，為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直，使用兩工位夾具。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。為了保證銑開后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差 ，并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度，除夾具本身要保證精度外，鋸片的安裝精度的影響也很大。但剖分面本身的平面度、粗糙度對連桿蓋、連桿體裝配后的結合強度有較大的影響。（五）大頭側(cè)面的加工以基面及小頭孔定位，它用一個圓銷（小頭孔） 。 確定部分重要工序工序尺寸確定工序尺寸的一般方法是由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注。確定各主要面的工序尺寸圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟加工精度確定