　　　连杆是内燃机的主要传动件之一，正文主要论述了连杆的加工工艺及夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少连杆加工余量、切削力及内应力的作用，以及修正加工后的变形，最后就能达到连杆的技术要求。连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为大头两侧面及螺栓座面等。

　　　在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度：

　　　（1）连杆本身的刚度比较低，在外力（夹紧力、切削力）的作用下容易变形。

　　　（2）连杆是模锻件，孔的加工余量较大，切削时将产生较大的残余内应力，并引起内应力重新分布。

　　　通过对内燃机连杆的机械加工工艺及对粗加工大头孔夹具和铣结合面夹具的设计，主要归纳为以下两个方面：

第一方面：连杆件外形较复杂，而刚性较差。其技术要求很高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证连杆技术要求的重要问题之一。在连杆的实际加工过程中，选用连杆的大小头端面及小头孔作为主要定位基面，同时选用大头孔两侧面作为一般定位基准。为保证小头孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准的加工原则；保证大小头孔的中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。第二方面：关于夹具的设计方法及其步骤。

关键词：连杆；变形；加工工艺；夹具设计

摘要III

ABSTRACTIV

目录V

1 绪论1

1.1 本课题的研究内容和意义1

1.2 国内外的发展概况1

1.3 本课题应达到的要求3

2 连杆的分析4

2.1 连杆的作用4

2.2 连杆的机械分析4

2.3 连杆的结构特点4

2.4连杆的主要技术要求5

2.4.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度5

2.4.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度5

2.4.3 大、小头孔中心距5

2.4.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度5

2.4.5 大、小头孔两端面的技术要求5

2.4.6 有关结合面的技术要求5

2.5 连杆的材料和毛坯分析5

3 连杆的加工工艺规程的制定7

3.1 加工工艺的基本概念7

3.2 选择定位基准7

3.3 确定加工余量8

3.4 拟订机械加工工艺路线8

3.5 连杆工艺计算10

3.5.1 粗铣两平面10

3.5.2 粗磨两平面11

3.5.3 钻小头小孔13

3.5.4 粗镗小头孔14

3.5.5 车大头外圆15

3.5.6 粗镗大头孔17

3.5.7 粗铣螺栓孔端平面17

3.5.8 精铣螺栓孔端平面17

3.5.9 铣开连杆大头18

3.5.10 精铣体盖分开面18

3.5.11 钻扩铰螺栓孔18

3.5.12 精磨体盖分开面20

3.5.13 精磨两端平面21

3.5.14 精镗小头孔21

3.5.15 粗镗大头孔22

3.5.16 精镗大头孔22

3.5.17 精镗小头孔22

4 夹具设计23

4.1 机床夹具的分类22

4.2 工件的加工工艺分析23

4.3 确定定位方案23

4.4 夹具的机构设计24

4.5 夹具的使用26

5 结论与展望28

6 致谢29

7.参考文献30

1 绪论

1.1 本课题的研究内容和意义

　　　本课题研究的内容是：K2500内燃机车发动机NDS5主连杆工艺规程设计和系列夹具设计，其中包括了工艺流程的设计、工序的编写、系列夹具的设计，并有相关计算和说明书。

　　　连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，连杆体与连杆盖为连杆小头、杆身和连杆大头。连杆小头用来安装活塞销，以链接活塞。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。一般做成分开式，与杆身切开的一半称为连杆盖，二者靠连杆螺栓链接为一题。连杆轴瓦安装在连杆大头孔座中，与曲轴上的连杆轴颈装和在一起，是发动机中最重要的配合副之一。常用的减磨合金主要有白合金、铜铅合金和铝基合金。

　　　不难看出，连杆对于内燃机来说是不可或缺并且起到关键性作用的零件。所以本课题的研究对于生产出优秀耐用的连杆起到至关重要的作用。同时对内燃机的安全性也起到关键作用。

1.2 国内外的发展概况

　　　从80年代以来粉末冶金注射成型(PIM)成功的得到应用,大多数连杆制造使用中碳钢和低合金钢。国内传统工艺连杆毛坯材料一般采用 42CrMo,35CrMo,40MnVB,45CrMnB,40Cr,40CrMnBS40C等调质钢和S43CVS1(进口),35MnV,40MnS等非调质钢。康明斯生产线采用调质钢毛坯40MnBH(GB5216-85),1995年全面转用非调质钢材料毛坯38MnV。在加工工艺方面:国内外连杆生产方式大致有:锻造,铸造,粉末冶金等,进入90年代后,90%以上的连杆制造都采用了模锻工艺。

　　　中国汽车产业在“十五”期间发生了天翻地覆的变化，汽车产量5年翻了一番多，汽车市场由卖方市场转为买方市场，一举由2001年的世界第七大汽车生产国跃升为世界第三大汽车生产国和消费国。

　　　随着汽车产业的快速发展，对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要，因此国内外各大汽车公司对发动机连杆用材料及制造技术的研究都非常重视。

　　十五期间，国内企业普遍采取裂解连杆体和连杆盖分界面技术，可以大幅度地减少机械加工工序，由此开发了高强度低韧性的高碳非调质钢和粉末冶金锻件，以满足工艺的需要。中国在调质钢应用方面与国外差距不大，但在锻造技术方面与国外比还有一些差距。

表1-1 中国发动机连杆材料及热处理硬度

材料热处理硬度

45调质229-255HBS

55余热淬火226-271HBS

40Cr调质229-269HBS

40MnB调质223-262HBS

53CaS调质229-269HBS

45Mn2调质229-269HBS

42CrMo调质28-2HRCHBS

　　　国外连杆毛坯的加热大多采用电加热或感应加热，加热时间短，加热温度控制稳定，采用辊锻制坯，液压模锻成形，锻件尺寸精度高，避免了锻件表面的脱碳。国内多数连杆生产厂采用的是空气锤制坯，蒸汽锤成形，连杆锻件普遍存在的问题是尺寸精度差、锻件表面状态不好、锻件表面脱碳严重等问题。

　　　“十一五”期间，国内很多企业与外国合资采用裂解连杆大头接合面（裂解法）的生产技术。设计出强度均在900MPa以上的发动机连杆，代表企业有一汽与德国合资生产的捷达轿车发动机连杆、上海与德国合资生产的桑塔纳轿车发动机连杆、一汽技术引进的道依兹柴油机连杆和开发的CA6DL系列柴油机连杆。

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内燃机连杆加工工艺及夹具设计【镗孔夹具】.gif

内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目内燃机连杆加工工艺及夹具设计 2、专题二、课题来源及选题依据课题来源于生产实际。内燃机行业是我国机械工业中跨行业、跨部门最多的一个行业，内燃机是汽车、工程机械、农业机械、船舶、内燃机车、内燃发电设备、地质石油钻机、军用、各种通用机械等产品的配套动力，是各种配套产品的“心脏”。因此，内燃机行业的发展，对我国工业、交通运输、农业、国防建设，以及人民生活都有十分重大的影响。工艺是机械产品设计、制造过程中的重要组成部分。工艺设计的好坏直接影响产品的最终制造质量和整个生产系统的优化状况。三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1通过该设计使学生熟悉零件加工工艺设计和夹具设计的一般思路。 2使学生掌握一般零件加工工艺设计和夹具设计的方法和技巧。 3通过设计巩固机械制图、金属材料、机械设计基础、机械制造工艺等课程的知识。 4完成连杆零件工艺设计、主要部件的参数计算及标准件的选用。 5.机械加工工艺过程卡片及工序卡1套 6.完成夹具零、部件图8张以上。 7.完成夹具总装图1张。 8.撰写毕业说明书一份。计算正确完整，文字简洁通顺，书写整齐清晰。论文中所引用的公式和数据应注明出处。论文字数不少于1.5万字。 9. 内燃机连杆毛坯图、零件图及技术要求见图纸。四、接受任务学生：机械91 班姓名五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研

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