毕业设计：连杆的工艺及工装设计

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1、第一章零件的分析绪论连杆的生产属于机械制造工业的一个范畴，而机械制造工业是国民经济中一个十分重要的产业，它为国民经济各部门科学研究、国防建设和人民生活提供各种技术装备，在社会主义建设事业中起着中流砥柱的作用。从农业机械到工业机械，从轻工业机械到重工业机械，从航空航天设备到机车车辆、汽车、船舶等设备，从机械产品到电子电器、仪表产品等，都必须有机械及其制造。连杆是很多些设备中所不可缺少的，它广泛运用于汽车、压缩机中，其作用是把活塞和曲轴连接起来，使活塞的往复直线运动变为曲轴的冋转运动，以输岀动力。在设计连杆加工时，要合理选择加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩提高加工精度，来提连杆加工精度，

2、保证加工质量。因此，我们应该深刻地了解连杆的机械制造工艺过程,从而才能更好地制造出连杆产品。本设计是为西南地区大中型企业的生产而做，年产量为5万件。1.1连杆的功用连杆是活塞式压缩机运动机构中的一个重要零件。它的大头通过轴瓦与曲柄的曲轴销相连，小头通过衬套，十字头销（或活塞销）与十字头（或活塞销）相连，从而将曲柄的旋转运动变为十字头或活塞的直线往复运动。在其中，连杆在空间作转动与平移合成的平面运动，沿杆身轴线交替地传递很大的拉伸或压缩力，所以它受到的是反复作用的交变应力。1・2连杆的结构特点连杆通常由大头，小头及杆身三部分组成。连杆小头为整体结构，内孔压入青铜衬套，以减少小头与活塞销的磨损

3、，同时也便于修理和更换。连杆大头为剖分式结构，内孔装有轴瓦，轴瓦有厚壁和薄壁两种形式，当用厚壁轴瓦时，必须在连杆大头的剖分面上加一组垫片，以补偿轴瓦磨损及调整轴瓦与曲柄销之间的配合间隙；当用薄壁瓦时，因无垫片故连接刚度较高，但薄壁瓦木身的刚度较小，受力后易产生变形，其变形大小取决于连杆打头孔的加工精度，因此，在使用薄壁瓦时，应提高连杆大头孔的尺寸精度,形状精度和位置精度。1.3连杆裂纹主要原因剖析连杆是柴油机、压缩机等的主要零件，所选用的材质为45#钢。在传统制造工艺中,连杆体和盖的制造依赖两种方法：1)连杆体和盖整体锻造一锯切分离一接触面机加工一装配。2)连杆体一盖分别锻造一接触面机加工

4、一装配。釆用上述两种工艺，不仅需对连杆体和盖的联接面进行铳削和磨削，并且在该联接面上还要钻较螺栓定位孔和攻螺纹孔，或者切制端面齿，钻较定位销孔和钻螺栓孔等，以便将来能使连杆体一盖实现精确合装。为此，需要较多的加工机床，经过十儿道工序，耗费大量的加工工时。针对连杆传统制造工艺中的缺点，为了降低制造费用和工时，提高配合精度，连杆断裂剖分工艺被提出，并首先于80年代中，由Alfling公司在德国中请专利。其后，有关研究不断在美、德获得进展。进入90年代，该工艺在工业发达国家进入实际应用生产阶段。适用的毛坏由最初的粉末锻造连杆，发展到中高碳钢锻造连杆，使用的厂家覆盖了美国三大汽车公司，以及德国奔驰

5、、宝马等著名企业。目前国内应用该技术的厂家是一汽大众发动机厂，引进德国技术装备，适用于每缸五气门新型发动机连杆。它的工艺流程为：锻造成型一正火一粗加工一调质处理一精加工一组装。要保证连杆的使用性能，要求它具有较高的强度，较好的耐磨性，足够的塑性、韧性以及相应的抗疲劳性等。多年实践表明，通过调质处理，可以满足以上的要求。因为调质处理可以细化晶粒，获得均匀的具有一定弥散度和综合机械性能的细密球状珠光体—回火索氏体。然而，连杆在调质过程中，有时产生裂纹，其废品率最多可达12%,裂纹的位置分别在小头部、杆侧面、槽内圆角处。为了保证连杆的质量，下面从热处理工艺的选择、钢的原材料、断裂剖分工艺以及断裂

6、剖分机理等儿个方面进行剖析。1.3.1技术要求(1)化学成份c：0.42〜0.50%；Si:0.17〜0.37%;Mn:0.50〜0.80%;PW0.04%;SW0.04%；CrWO.25%;NiW0.25%(2)机械性能HB217^293(3)金相组织为较均匀的索氏体，允许有少量断续、网状分布的铁素体。1.3.2热处理工艺参数的影响在现实生产中，选择连杆的调质工艺如图1所示。图14h钢连杆调质工艺曲线(1)加热温度45#钢是低淬透性钢，且由于它的MS点较高，淬火后，组织应力很大。而且，淬火时片状马氏体也占了相当的数量，所以，很容易淬裂。如果热处理不当，极易有裂纹产生。但是，淬火开裂的原因

7、是多种多样的，过热是主要原因之一，所以选择淬火温度很主要。制定淬火加热规范的主要依据是材料的AC3点温度。我们将《热处理手册》第四分册中各中碳钢的AC3点联成曲线，即AC3线如图2所示。我们乂选用了35钢、40钢、45钢、50钢、55钢加热，5〜10%盐水淬火做试验，然后用金相法结合硬度值确定相应钢种的AC3温度，见图2。从图2中看出：含碳量从0.45〜0.50%范围内出现了一个陡降的低谷，最低点在0.48%C处。此时，