内燃机连杆工艺规程设计及工艺装备设计

·编号
毕业设计（论文）
题目：内燃机连杆工艺规程设计及
工艺装备设计
学号：
学生姓名：
指导教师：（职称：高级工程师）
（职称：）
诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）内燃机连杆工艺规程设计及工艺装备设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
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。
图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
图1-2：国外部分厂家发动机连杆剖析结果
生产厂家
钢号
相当国内牌号
处理工艺
硬度
日本丰田
S53C
55
正火
229HBS
S55C
55
调质
29-30HRC
S58C
60
锻造控冷
235HBS
波罗乃兹
45
调质
207HBS
太脱拉
45
调质
229-252HBS
斯柯达
40Mn
调质
263-269HBS
福特300
SAE1141
3、生产量 （1500件/年）
4、该厂生产条件状况
三、设计（论文或其他）应达到的要求：
要求：1、工艺规程的制定（工艺过程卡片和工序卡片）
2、夹具设计（总图，主要零件图）
夹具不少于三套
3、设计说明书一份（不少于一万字）
4、外文资料翻译（不少于一万字符）
四、接受任务学生：
五、开始及完成日期：
自2011年11月7日至2012年5月25日
40Mn2
调质
223HBS
1.3本课题应达到的要求
⑴满足零件设计的加工精度；
⑵零件机械加工的工艺过程卡片，各工序的工序卡片；
⑶主要机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图；
⑷设计说明书（不少于一万字）；
必须有相关的计算和说明；
⑸专业外语文献翻译（不少于一万字符）。
2零件的分析
2.1零件的作用
连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力，即是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。所以.连杆除上下运动外.还左右摆动作复杂的平面运动。连杆工作时,主要承受气体压力和往复惯性力所产生的文变载荷,要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。
国内发动机连杆制造企业在锻造加热和锻后控制方面近年已经取得长足的进步，具备了应用非调质钢生产连杆的条件。
国内烧结锻造技术还很落后，专用的粉末冶金压机及烧结炉的应用还不普遍。金属粉末的品种少，质量差且不稳定。另外，烧结保护气体还需进一步地研究改进，这些都影响着国内超高密度粉末冶金零件的发展。
“十一五”期间，国内大多数连杆生产厂家仍沿用传统的连杆加工工艺,其加工精度及加工后装配质量难以控制,生产效率低,制造成本高,是阻碍中国高速、高精度、高性能发动机制造的“技术瓶颈”之一。一汽大众公司耗资亿元以上引进了德国EX-CELL-OMachineTools公司生产的一条连杆裂解自动化生产线,现正用于捷达轿车门多点电控燃油喷射发动机连杆的批量生产；上海大众公司引进德国Alfing公司生产的连杆裂解自动化生产线,用于帕萨特轿车发动机连杆的生产；上海通用公司也引进了连杆裂解自动化生产线,用于粉末锻造连杆的生产。目前国内还有许多家连杆生产企业都在积极准备采用连杆裂解技术对原有的传统连杆生产线进行技术改造。[6]
“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。[3]
裂解法工艺要求连杆锻件在裂解的过程不能有过大的塑性变形，因此对连杆材料的要求是，在保证其强韧综合性能指标的前提下，限制连杆的韧性指标，使其断口呈脆性断裂状态。材料多是从德国进口的C70S6系列高碳非调质钢。[5]
5.2不足之处及展望未来52
1
1.1本课题研究的内容及意义
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。[1]
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国内外发展情况
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。[2]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。[3]
On the other hand, specialized fixture design, this can be a very good improve machining efficiency and productivity will also have certain enhancement, the reduction of labor intensity, more effectively improve product precision, reduce waste. So the stand or fall of fixture design affects the quality of the products quality. In the design of fixture to do practical, reduce cost, be helpful for the production of products, with the least amount of price making the best fixture. According to the existing machine tool has no impact on the precision and productivity products under the premise of the suitable design of the machine tool, special jig to product production.
班级：
学号：
作者姓名：
系机械工程及其自动化专业
毕业设计论文任务书
一、题目及专题：
1、题目内燃机车连杆工艺规程设计和工艺装备设计
２、专题连杆的工艺规程制定、夹具设计
二、课题来源及选题依据
课题来源：戚墅堰机车集团委托无锡特润冶金机械有限公司加工2500马力柴油机车发动机的配件。
依据：1、零件生产用图
2、零件材料
在进行上述设计的同时，绘制出夹具图、零件图，编写了工序卡片。
关键词：机械制造；连杆；夹具；设计
Abstract
This design mainly includes two aspects of content. On one hand, the connecting rod processing process planning and connecting rod of processing operations fixture design. In the analysis of the product characteristics, such as movement and force the situation, the common fatigue damage and structure characteristics. On the basis of the parts processing requirements analysis, with a final determination of blank materials, select the locating datum, and leave the set when machining allowance. Later, work out the parts processing process line. Making the machining process of the part of the route process route concrete parameters calculation, such as cutting the amount of computation, etc. According to the calculation result choose appropriate machine tools.