精鏜連桿大小端孔夾具設(shè)計摘要連桿是發(fā)動機運動的主要關(guān)鍵件之一，它工作的穩(wěn)定性、可靠性對發(fā)動機的整機質(zhì)量至關(guān)重要，質(zhì)量輕、精度高的連桿，有助于降低發(fā)動機的能耗和噪聲。本文在研究了國外內(nèi)燃機連桿的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國發(fā)動機連桿加工的現(xiàn)狀，以及連桿結(jié)構(gòu)的特點和精度要求，分析了如何對連桿加工基準進行合理選擇；如何確定夾緊力的方向和著力點；如何合理選擇各部位加工方式及工藝流程；給出了各工序加工余量的確定方法；并重點分析了影響連桿加工精度的主要原因。從對發(fā)動機連桿機械加工工藝過程、加工余量和工序尺寸的計算、發(fā)動機連桿的鏜孔質(zhì)量和發(fā)動機連桿脹斷工藝等方面進行了深入的分析和研究，為連桿的生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:變形；鏜孔夾具設(shè)計；連桿；加工工藝；ABSTRACTDieselengineconnectingrodisthekeypieceofsports,itworksthestability,reliabilityiscriticaltothequalityofthedieselenginemachine,lightweight,highprecision,connectingrod,helpreduceenergyconsumptionandenginenoise.Basedonthestudyabroadonthebasisofengineconnectingrods,connectingrodaccordingtothestatusofChinadieselengine,andlinkstructure,characteristicsandaccuracyanalysisofhowthebaselineoftheconnectingrodreasonablechoice；howtodeterminethedirectionofclampingforceandfocus；howtochoosethepartsofprocessingmethodsandprocess；showsthemethodfordeterminingtheallowanceoftheprocedure；andanalyzedtheaccuracyofthemainconnectingrod.Fromthedieselengineconnectingrodmachiningprocess,thecalculationofallowancesandtheprocessdimension,theconnectingrodboredieselengineconnectingrodexpansionofqualityandtechnologyandotheraspectsofoff-depthanalysisandresearch,providedfortheconnectingrodproductiontheoreticalbasis.Keyword:Connectingrod；Deformination；Processingtechnology；Designofclampingdeviceboring目錄1序言.12夾具加工工藝.12.1結(jié)構(gòu)特點.12.2主要技術(shù)要求.22.2.1大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度.22.2.2連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度.32.2.3大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度.22.2.4大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求.22.2.5大、小頭孔中心距.22.3機械加工工藝過程.32.4材料和毛坯.33夾具設(shè)計.43.1注意事項.53.2夾具設(shè)計.53.2.1定位基準的選擇.53.2.2夾緊方案.53.2.3大、小孔夾具體設(shè)計.63.2.4年生產(chǎn)綱領(lǐng).63.2.5工時定額的計算.63.2.6切削力及夾緊力的計算.73.2.7氣缸的選擇和設(shè)計.94結(jié)論.10參考文獻.11致謝.12中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計11序言我們學(xué)完了大學(xué)的基礎(chǔ)課、加工，設(shè)計環(huán)節(jié)的技術(shù)基礎(chǔ)課、各項專業(yè)課之后進行的。這是在進行畢業(yè)設(shè)計之前所必須學(xué)習(xí)的必修課程。并對所學(xué)課程又進行了一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，它在我們四年大學(xué)生活中占有非常重要的地位，本次課程設(shè)計意圖在與培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計機械加工工藝規(guī)程的工程實踐能力，通過這次我將使我們獲得綜合運用所學(xué)全部課程進行機械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力。并綜合當今社會情況，做出自己對機械設(shè)計的理解和設(shè)計方向。在設(shè)計的過程中，遇到非常多的問題，并一一在同學(xué)，老師，網(wǎng)絡(luò)上尋求答案，最終能完成設(shè)計，是得到各位幫助的肯定。這次理論與實際的結(jié)合，大大的提高了我對機械設(shè)計的理解，并對機械設(shè)計有了一次全新的認識。經(jīng)驗上的欠缺，導(dǎo)致設(shè)計方面能力的限制，水平難以達到標準化，其中的許多不足，懇請各位老師給予指正。2夾具加工工藝2.1結(jié)構(gòu)特點連桿是汽車發(fā)動機主要的傳動機構(gòu)之一，它將活塞與曲軸連接起來，把作用于活塞頂部的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)直線運動可逆的轉(zhuǎn)化為曲軸的回轉(zhuǎn)運動，以輸出功率。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，同時便于在磨損后進行修理和更換。在發(fā)動機工作過程中，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)動機運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質(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)。考慮到裝夾、安放、搬運等要求，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)直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響發(fā)動機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。如圖：中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計22.2主要技術(shù)要求該零件為發(fā)動機上的重要組成部分之一，其大頭孔和軸連接，小頭孔通過活塞銷和活塞連接，將作用于活塞的力傳給曲軸，又受曲軸驅(qū)動面帶動活塞。因此該連桿器將受到壓縮壓力，縱向彎曲應(yīng)力和拉應(yīng)力，故要求此連桿有較輕的重量、較高的強度，同時大小頭孔還有較高的耐磨性和互換性。2.2.1連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級應(yīng)不低于IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100mm長度上公差為0.08mm）2.2.2大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但從技術(shù)要求是不同的，大頭兩端面的尺寸公差等級為IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8m,小頭兩端面的尺寸公差等級為IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3m。這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。2.2.3大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級為IT6，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.4m；大頭孔的圓柱度公差為0.012mm，小頭孔公差等級為IT8，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于3.2m。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025mm，素線平行度公差為0.04/100mm2.2.4大、小頭孔中心距中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計3大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：2100.03mm。2.2.5大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較?。欢鴥煽纵S心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100mm長度上公差為0.04mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100mm長度上公差為0.06mm。2.3機械加工工藝過程綜上所述，對于連桿的尺寸精度、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，這就給連桿的機械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。在連桿加工中有兩個主要因素影響加工精度：連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形；還有就是連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力重新分布。因此，在安排工藝進程時，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。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。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)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(shù)條件。各主要表面的工序安排如下：第一步，粗銑、精銑、粗磨、精磨兩端面；第二步，鉆孔、擴孔、鉸孔、精鏜（小頭）、壓入襯套后再精鏜；最后，擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨（大頭孔）。一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。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、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座