捷达发动机连杆加工工艺设计及夹具设计【4张CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】

摘  要

连杆是柴油机的主要传动件之一，其在发动机中的地位是显而易见的。它是发动机传递动力的主要运动件，在机体中做复杂的平面运动，连杆小头随活塞作上下往复运动；连杆大头随曲轴作高速回转运动；连杆杆身在大、小头孔运动的合成下作复杂的摆动。连杆在承受往复的惯性力之外，还要承受高压气体的压力，在气体的压力和惯性力合成下形成交变载荷，这就要求连杆具有耐疲劳、抗冲击，并具备足够的强度、刚度和较好的韧性。

本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。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，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。

关键词: 连杆；加工余量；精度；变形；加工工艺；夹具设计

ABSTRACT

The connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, its status is obvious in engine. It is the main accessory of movement which can transmit the engine’s power. It can do the complex movement in the plane, the small connecting rod run the up and down with the piston；the big connecting rod is rolling in high speed with crankshaft; the connecting rod’s do the complex swing with the big and small connecting rod’s movement. Beside it is stood by the reciprocating inertia force, also under great pressure and gas pressure, the gas pressure and inertia synthesis alternating load, formed under the requires connecting rod fatigue resistance, impact resistance, and possess enough intensity, stiffness and good toughness.

This text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .

Keyword: Connecting rod；Deformation；Machining allowance；Precision；Processing technology；Design of clamping device

目  录

摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ

第 1 章 绪论……………………………………………………………………………1

1.1课题研究现状、选题目的和意义……………………………………………………1

1.2国内外研究状况和和相关领域中已有的研究成果………………………………3

1.3设计的主要内容………………………………………………………………………4

第 2 章 汽车连杆加工工艺………………………………………………………4

  2.1 连杆的结构特点 ………………………………………………………………4

  2.2 连杆的主要技术要求 …………………………………………………………5

    2.2.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度 …………………………………6

     2.2.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 ………………6

    2.2.3 大、小头孔中心距 ………………………………………………………6

    2.2.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度………………………6

    2.2.5 大、小头孔两端面的技术要求…………………………………………6

    2.2.6 螺栓孔的技术要求 ………………………………………………………6

    2.2.7 有关结合面的技术要求…………………………………………………7

2.3 连杆的材料和毛坯  …………………………………………………………7

   2.4 连杆的机械加工工艺过程 …………………………………………………8

   2.5 连杆的机械加工工艺过程分析………………………………………………11

     2.5.1 工艺工程的安排 …………………………………………………………11

     2.5.2 定位精准的选择 …………………………………………………………11

     2.5.3 确定合理的夹紧方法……………………………………………………13

     2.5.4 连杆两端面的加工 ………………………………………………………13

     2.5.5 连杆大、小头孔的加工 …………………………………………………13

     2.5.6 连杆螺栓孔的加工 ………………………………………………………14

     2.5.7 连杆体与连杆盖的铣开工序……………………………………………14

     2.5.8 大头侧面的加工 …………………………………………………………14

   2.6 连杆加工工艺设计应考虑的问题……………………………………………14

     2.6.1 工序安排  …………………………………………………………………14

     2.6.2 定位基准  …………………………………………………………………14

     2.6.3 夹具使用  …………………………………………………………………14

   2.7 切削用量的选择原则 …………………………………………………………15

     2.7.1 粗加工时切削用量的选择原则 ………………………………………15

     2.7.2 精加工时切削用量的选择原则 ………………………………………16

   2.8 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 …………………………16

     2.8.1 确定加工余量 ……………………………………………………………16

 2.8.2 确定工序尺寸及其公差…………………………………………………17

   2.9 计算工艺尺寸链 ………………………………………………………………18

 2.9.1 连杆盖的卡瓦槽的计算…………………………………………………18

 2.9.2 连杆体的卡瓦槽的计算…………………………………………………19

   2.10 工时定额的计算 ……………………………………………………………21

 2.10.1 铣连杆大、小头平面 …………………………………………………21

 2.10.2 粗磨大、小头平面 ………………………………………………………21

 2.10.3 加工小头孔 ……………………………………………………………21

 2.10.4 铣大头侧面 ……………………………………………………………22

 2.10.5 扩大头孔 …………………………………………………………………23

 2.10.6 铣开连杆体和盖…………………………………………………………23

 2.10.7 加工连杆体 ……………………………………………………………24

 2.10.8 铣、磨连杆盖结合面 …………………………………………………26

 2.10.9 铣、钻、镗连杆总成体…………………………………………………28

 2.10.10 粗镗大头孔……………………………………………………………29

 2.10.11 大头孔两端倒角 ………………………………………………………30

 2.10.12 精磨大、小头两平面 …………………………………………………30

 2.10.13 半精镗大头孔及精镗小头孔 ………………………………………30

 2.10.14 精镗大头孔 ……………………………………………………………31

 2.10.15 钻小头油孔 ……………………………………………………………31

 2.10.16小头孔两端倒角 ……………………………………………………31

 2.10.17 镗小头孔衬套 …………………………………………………………32

 2.10.18 衍磨大头孔 ……………………………………………………………32

 2.11 连杆的检验 ……………………………………………………………………32

 2.11.1 观察外表缺陷及观察表面粗糙度……………………………………32

 2.11.2 连杆大头孔圆柱度的检验 ……………………………………………32

 2.11.3 连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验 ……………33

 2.11.4 连杆大、小头孔平行度的检验 ………………………………………33

 2.11.5 连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验…………………………………33

2.12 本章小结 ………………………………………………………………………33

第 3 章 夹具设计 ……………………………………………………………………34

   3.1 铣剖分面夹具的设计 …………………………………………………………34

  3.1.1 问题的提出 ………………………………………………………………34

  3.1.2 夹具设计 …………………………………………………………………34

3.2 扩大头孔夹具的设计 …………………………………………………………36

  3.2.1 问题的指出 ………………………………………………………………36

  3.2.2 夹具设计 …………………………………………………………………37

3.3 本章小结 ………………………………………………………………………39

第 4 章 基于Pro/E的零件设计与制造 ……………………………………39

4.1 CAD/CAM技术的形成与发展 …………………………………………………40

4.2 Pro/E软件的特点及主要功能 ……………………………………………40

4.3整体外形设计 …………………………………………………………………40

4.4 本章小结 ……………………………………………………………………………50

结论 …………………………………………………………………………………………51

参考文献……………………………………………………………………………………52

致谢 …………………………………………………………………………………………53

附录…………………………………………………………………………………………………54

第 1 章 绪  论

1.1课题研究现状、选题目的和意义

汽车工业是国民经济的支柱产业，在社会进步和经济发展中起着举足轻重的作用。在现代社会中，汽车工业不仅能为人类提供数量最多及适宜的交通运输工具，而且还能带动相关工业的发展，促进整个社会的繁荣。目前全世界的汽车总产量已经超过6400万辆，在工业发达国家中汽车工业的产值已占其国民经济总产值的8%以上，占其整个机械制造业产值的30%。汽车工业在100多年的发展过程中，经历激烈的国际市场竞争与兼并改组世界能源危机及第三次工业革命的冲击，依然发展势头强劲，并呈现出两种迥然不同的发展模式。一种是美、日、欧洲等主要工业发达国家发展汽车工业的模式：资本高度集中垄断，利用其高科技优势自主开发产品，频繁换型，采取大批量规模经营的生产方式，同时将产品输出转变为资本输出，以多种合作方式跨国经营，使汽车的生产趋于国际化。另一种是一些新兴工业发达国家发展中国家发展汽车工业的模式：采用优惠政策引进外资及先进的技术与装备，先期进口散件进行装车，之后逐步提高汽车零件的国产化率，进而达到零部件自给，最终形成自成体系的汽车工业。第二种模式中，韩国和西班牙先获得了成功经验，之后巴西、中国和墨西哥亦采用了这种模式使各自国家的汽车工业获得了快速发展。