发动机连杆加工工艺及造型讲解

毕业设计说明书

发动机连杆工艺设计及结构造型

学号********

姓名王松

班级机电124

专业机电一体化技术

系部机电技术学院

指导老师张帆

完成时间2014 年9 月8 日至2015 年4月10 日

目录

引言 (1)

第1章发动机连杆的分析 (2)

1.1 发动机连杆的介绍 (2)

第2章发动机连杆的加工工艺 (4)

2.1发动机连杆加工工艺规程 (4)

2.2发动机连杆的技术要求 (4)

2.3发动机连杆零件图分析 (5)

2.4连杆的材料和毛坯 (9)

2.5确定加工方法 (10)

2.6制定工艺路线 (11)

2.7确定加工余量 (11)

2.8切削用量的选择 (13)

2.9切削深度的选择 (13)

2.10进给量的选择 (13)

2.11切削速度的选择 (13)

2.12加工工序表见下表 (14)

第3章发动机连杆的三维造型 (15)

3.1发动机连杆的造型 (15)

3.2发动机连杆造型的步骤 (15)

3.3发动机连杆的装配 (24)

结束语 (28)

参考文献 (29)

引言

随着汽车工业制造技术的发展，对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆的强度、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的材料及制造技术的研究都非常重视。“小体积、大功率、低油耗”的高性能发动机对连杆提出更新、更高的要求：

(1)作为高速运动件重量要轻，减小惯性力，降低能耗和噪声；

(2)强度、刚度要高，并且要有较高的韧性；

(3)连杆比要大，连杆要短。

这就意味着对连杆的设计和加工有着更高的要求。其一，杆身有足够的刚度可以预防工作时发生弯曲变形；其二，连杆的大端和连杆盖有足够的刚度，以防大端变形时连杆螺栓承受附加的弯曲应力和大端失圆，使轴承润滑破坏。同时，还要求连杆组具有足够的疲劳强度和冲击韧性。

第1章发动机连杆的分析

1.1 发动机连杆的介绍

发动机连杆是发动机的最核心传动部件，及连杆链接主动和从动部件传递运动零件。例如在往复活塞式传动机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆体为钢件，它的主体部分的截面形状大多为工性和圆形，大小端有孔，轴孔内装有轴承来减小摩擦提高使用寿命。柴油机连杆是发动机最重要的部件。活塞和曲轴的作用是把往复直线运动转化成会回运动来输出功率。

因而在加工设计之初，先进行CAD和UG的绘图设计，确定外形及轮廓尺寸。在安排加工工艺的过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。慢慢减少切削的余量、来达到消除或减少切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就一定能达到加工工艺要求的精度要求。

1.2发动机连杆的结构特点

连杆工作中，除承受燃料燃烧产生的压力，还要承受横向和径向的惯性力。所以柴油的连杆是在复杂的应力状态下做工的。因此柴油机要求的尺寸和位置精度的很高，而且柴油连杆的结构的刚性较差，很容易产生冲击形变。它的运动中动载荷急剧变化，运动中产生的惯性力使连杆体高频振动,就会使刚性部件的连杆体产生变形，会影响连杆的工作效率即减少它的传动动力，还会磨损活塞的密封圈，让润滑油外泄和灰尘进入影响旋转精度，可能造成活塞拉瓦、拉缸，使发动机无法正常工作。因此对连杆抗振性、刚性及强度提出了很高的要求。

图 1.1 发动机连杆

连杆的作用是传递活塞与曲轴间的作用力,并将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动,连杆应保证足够的强度和刚度。

发动机连杆为模锻件，由连杆小头、杆身和连杆大头三部分组成。连杆大头是分开的，一半为连杆盖，另一半与杆身为一体，通过连杆螺栓连接起来。连杆大头孔内分别装有轴瓦。由于连杆体与连杆盖的结合面是与大、小头孔中心连线倾斜，故称为斜剖式连杆。连杆小头装有青铜衬套，通过活塞销与活塞连接。连杆大头是可分开式，内装半圆形轴瓦，大头与曲轴连杆轴连。

（1）连杆小头连杆小头与活塞销连接呈浮式结构，发动机工作时活塞销与连杆小头可以相对自由转动，因此沿销的长度方向和圆周方向的磨损比较均匀。为提高摩擦副的耐磨性，连杆小头内孔压入青铜衬套。青铜衬套分为两段，分别从小头的两端压入。小头的顶上有一个集油孔，当曲轴旋转时，激溅起来的机油甩到活塞内腔的顶部，冷却活塞后，落下一部分通过集油孔聚集并流入连杆的小头内孔润滑活塞销。

（2）杆身发动机为了在最小质量时最大的强度和刚度，连杆杆身断面加工成“工”字形。

图1.2 发动机连杆

第2章发动机连杆的加工工艺

2.1发动机连杆加工工艺规程

1）机械加工工艺规程是组织车间生产的重要技术文件。机械加工工艺规程是车间中一切从事生产的人员都要认真、严格贯彻执行的工艺技术文件，按照它组织生产，就能做到个工序科学的承接，实现优秀、高产量和低消耗。

2）机械加工工艺规程是生产准备和计划调度的主要依据。有了机械加工工艺规程，就可以制所生产产品的进度计划和相应的调度计划，使生产均衡、顺利的进行。

2.2发动机连杆的技术要求

连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，来输出动力。因此，柴油机连杆的加工精度和加工工艺性将直接影响柴油机的工作性能，而加工工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。

反映连杆精度的参数主要有5个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。

2.2.1柴油机连杆部件工艺要求

（1）小孔直径Φ55连杆头处要有足够的抗振强度和刚度，并使连杆小头轴承承受的径向压力控制在合理的范围内；

（2）杆身应具有足够的疲劳强度，尽可能小的质量，良好的锻造工艺性；

（3）大孔直径Φ102连杆头处要有足够的刚度，以减小运动时的变形，防止轴承过热熔接。连焊轴承应具有足够的承载面积；

（4）连杆螺栓应具有足够的疲劳强度和一定的超转速工作能力。