德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告

德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告 （201 4 屆）題 目 連桿銑槽專用夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 系 部 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號(hào) 姓 名 論文聯(lián)系 QQ1491882184二一 六 年 十一 月 日2課題研究的目的、意義：在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證加工精度，固定工件，使之占有確定位置以接受加工或檢測(cè)的工藝裝備統(tǒng)稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備 。機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相 對(duì)于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的位置并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用可以歸納這幾個(gè)方面：保證加工精度；提高生產(chǎn)效率、降低成本；擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍；減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。其組成包括定位元件、夾緊裝置、夾具與機(jī)床間的連接元件、對(duì)刀或?qū)蛟?、其他裝置或元件、夾具體。根據(jù)夾具的使用范圍可分為：通用夾具，專用夾具，通用可調(diào)夾具和成組夾具，組合夾具，隨行夾具。在這里我們著重于夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和高效化；并注重綠色設(shè)計(jì)，使操作舒適、敏捷、準(zhǔn)確。這樣有利于縮短生產(chǎn)周期和降低成本，使獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。不同的夾具，無(wú)論其結(jié)構(gòu)形式、工作環(huán)境、設(shè)計(jì)原則等，均不相同，然究其之首位，無(wú)論從生產(chǎn)地位還是數(shù)量而言，機(jī)床夾具當(dāng)屬其首要地位。連桿機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，我們?nèi)粘Ｉ钪杏袃?nèi)燃機(jī)之處均可見(jiàn)其蹤跡。連桿的作用是把活塞與曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 以輸出動(dòng)力，主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性所產(chǎn)生的交變載荷，要求其應(yīng)有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。本課題國(guó)內(nèi)外研究的歷史和現(xiàn)狀（文獻(xiàn)綜述）：連桿的應(yīng)用現(xiàn)如今主要體現(xiàn)在汽車工業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造上，所以，我們從簡(jiǎn)單介紹一下汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)在“十五”期間發(fā)生了天翻地覆的變化，汽車產(chǎn)量 5 年翻了一番多，汽車市場(chǎng)由賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)為買方市場(chǎng)，一舉由 2001 年的世界第七大汽車生產(chǎn)國(guó)躍升為世界第三大汽車生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能及可靠性要求越來(lái)越高，而連桿強(qiáng)度、剛度對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性及可靠性至關(guān)重要，因此國(guó)內(nèi)外各大汽車公司對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿用材料及制造技術(shù)的研究都非常重視。十五期間，國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍采取裂解連桿體和連桿蓋分界面技術(shù)，可以大幅度地減少機(jī)械加工工序，由此開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)度低韌性的高碳非調(diào)質(zhì)鋼和粉末冶金鍛件，以滿足工藝的需要。中國(guó)在調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)用方面與國(guó)外差距不大，但在鍛造技術(shù)方面與國(guó)外比還有一些差距。國(guó)外連桿毛坯的加熱大多采用電加熱或感應(yīng)加熱，加熱時(shí)間短，加熱溫度控制穩(wěn)定，采用輥鍛制坯，液壓模鍛成形，鍛件尺寸精度高，避免了鍛件表面的脫碳。國(guó)內(nèi)多數(shù)連桿生產(chǎn)廠采用的是空氣錘制坯，蒸汽錘成形，連桿鍛件普遍存在的問(wèn)題3是尺寸精度差、鍛件表面狀態(tài)不好、鍛件表面脫碳嚴(yán)重等問(wèn)題中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿行業(yè)多為配套生產(chǎn)，很多連桿生產(chǎn)企業(yè)都為發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)配套生產(chǎn)相關(guān)型號(hào)，2009 年，在全球汽車市場(chǎng)普遍不景氣的情況下，中國(guó)車市逆市上揚(yáng)，在國(guó)家相關(guān)政策的推動(dòng)下，一躍成為全球第一汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。2010 年前 10月，我國(guó)汽車銷量為 1467.70 萬(wàn)臺(tái)，同期上漲也超過(guò) 30%。2009 年，國(guó)家推出 1.6L 排量（含）以下乘用車購(gòu)置稅減半和汽車下鄉(xiāng)政策，共同推動(dòng)了 2010 年汽油機(jī)銷量和輕型柴油機(jī)的銷量。政策對(duì)汽油機(jī)銷售的影響更加明顯，推動(dòng)作用更為突出，使得 2009 年前 11 個(gè)月汽油機(jī)銷量增幅比柴油機(jī)高13.53%。不過(guò)受國(guó)家政策推動(dòng)，國(guó)內(nèi)小排量汽油機(jī)銷量增幅較大，相比之下，轎車柴油機(jī)和其他燃料發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)表現(xiàn)一般，發(fā)展緩慢。發(fā)動(dòng)機(jī)是傳統(tǒng)汽車的核心零部件，而發(fā)動(dòng)機(jī)連桿又為發(fā)動(dòng)機(jī)的重要配件，其產(chǎn)銷量必然與發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)銷量發(fā)展趨勢(shì)保持同步。截止 2010 年 9 月底，我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)銷售總量為 1241.42 萬(wàn)臺(tái)，與上年同期相比增長(zhǎng) 33.43%。伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)及我國(guó)車市的繁榮，連桿作為發(fā)動(dòng)機(jī)的重要配件也必然快速增長(zhǎng)。同時(shí)因?yàn)槠桶l(fā)動(dòng)機(jī)在市場(chǎng)上更受到大家的推崇，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿也必然要比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿在市場(chǎng)上走俏，其配套機(jī)會(huì)會(huì)更強(qiáng)。中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿行業(yè)外部政策環(huán)境良好，2004 年 6 月國(guó)家正式頒布實(shí)施新汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策 。該政策的新政策重點(diǎn)鼓勵(lì)“自主”發(fā)展，并給予稅收支持，同時(shí)強(qiáng)調(diào)企業(yè)集團(tuán)和聯(lián)盟，強(qiáng)化企業(yè)間戰(zhàn)略重組，支持汽車生產(chǎn)企業(yè)以資產(chǎn)重組方式發(fā)展大型汽車企業(yè)集團(tuán)，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，國(guó)家對(duì)汽車行業(yè)的扶持，使我國(guó)汽車市場(chǎng)快速發(fā)展，而作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)主要配件的連桿也在此帶動(dòng)下快速發(fā)展。2009 年國(guó)家推行小排放汽車稅收減半及車輛下鄉(xiāng)政策，對(duì)我國(guó)車市有積極的推動(dòng)作用，尤其是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)小排量車，2009 年年底，出現(xiàn)搶購(gòu)現(xiàn)象。與發(fā)動(dòng)機(jī)息息相關(guān)的連桿在這種大環(huán)境趨勢(shì)下，發(fā)展必然良好。2010 年 10 月中共中央關(guān)于制定“十二五”規(guī)劃的建議，正式提出在“十二五”期間培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),新能源汽車名列七大產(chǎn)業(yè)之中。這意味著,在“十二五”階段，新能源汽車將成為汽車業(yè)發(fā)展的重中之重。連桿作為傳統(tǒng)能源發(fā)動(dòng)機(jī)的重要配件雖然會(huì)受到一定影響，但并不會(huì)很大。因?yàn)樾履茉雌囯m然是大勢(shì)所趨，但也不是一蹴而就的，美國(guó)是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車全球銷量最大的國(guó)家,但混合動(dòng)力電動(dòng)汽車在美國(guó)的汽車銷量占有比例目前還相當(dāng)?shù)?2008 年約占整體汽車銷量的2.4%。中國(guó)雖然會(huì)大力發(fā)展新能源汽車，但是短期內(nèi)該車市場(chǎng)擁有的比例不會(huì)提高。4中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿行業(yè)社會(huì)環(huán)境良好：近年來(lái)石油的價(jià)格上漲了好幾倍，但是汽車消費(fèi)量沒(méi)有停頓下來(lái)，尤其是這兩年，每年以 30%的銷量快速增長(zhǎng)，連桿作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的重要配件必然會(huì)隨著這種快速增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。然而，中國(guó)連桿產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中，許多情況不容樂(lè)觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后。 。 。 ，但是在吸取國(guó)內(nèi)外連桿加工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)始采用諸多新型設(shè)備，形成了自己的工藝特點(diǎn)。如連桿外部平面的加工采用五臺(tái)大行程、單溜板、轉(zhuǎn)臺(tái)式立式拉床，大小頭毛坯孔的粗加工，采用兩臺(tái)大剛性雙面八軸鏜床，切斷采用雙面臥式圓盤銑床，螺栓孔部分的粗、精加工采用十一工位托盤式自動(dòng)線；帶止口斜結(jié)合面的加工采用一臺(tái)臥式大拉床，平衡去重部分采用電子天平八工位稱重去重自動(dòng)線。機(jī)床的設(shè)計(jì)力求高精度、大剛性、大流量冷卻、自動(dòng)排屑、機(jī)外換刀。電氣上采用程控、監(jiān)控系統(tǒng)等，綜上所述，便是學(xué)生所了解的關(guān)于連桿機(jī)構(gòu)的些許情況課題研究的目標(biāo)：（1）使學(xué)生熟練地運(yùn)用在學(xué)校內(nèi)所學(xué)的相關(guān)的專業(yè)課程，用自己的所學(xué)專業(yè)知識(shí)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐設(shè)計(jì)出機(jī)加工過(guò)程中某個(gè)機(jī)械零件的專用機(jī)床夾具，對(duì)自己在校內(nèi)的學(xué)習(xí)有明確的認(rèn)知，了解到自己的不足之處，并加以彌補(bǔ)（2）培養(yǎng)鍛煉我們獨(dú)立編寫技術(shù)手冊(cè)的能力，獨(dú)立編寫萬(wàn)能的機(jī)加工的相關(guān)工序、工藝、獨(dú)立分析和解決加工過(guò)程中的工藝問(wèn)題，能夠根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用所學(xué)原理與方法，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）培養(yǎng)我們使用相關(guān)本工程的技術(shù)手冊(cè)，正確查閱有關(guān)的圖表，學(xué)會(huì)使用各類資源，解決加工中出現(xiàn)的缺陷、難題5課題研究的基本內(nèi)容：圖 1.1 為連桿零件的銑槽工序簡(jiǎn)圖,零件材料為 45#鋼,生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),所用機(jī)床為 X62W 。本工序內(nèi)容銑工件兩端面處的八個(gè)槽,此前連桿的其它部分已經(jīng)加工好,并且兩端面間的平行度公差為 0.03/100。要求設(shè)計(jì)本工序所用的機(jī)床夾具。課題的具體內(nèi)容：1、分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及本工序的加工精度要求。2、擬定工件的定位、夾緊方案及其他輔助裝置的結(jié)構(gòu)方案。3、對(duì)自己設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。內(nèi)容包括：工件加工定位要求：夾具定位方案的優(yōu)化及定位誤差分析計(jì)算，夾具夾緊方案的擬定：夾具的操作性等內(nèi)容。4、繪制夾具裝配圖及主要零件圖。5、設(shè)計(jì)總結(jié)。認(rèn)真作好各階段的總結(jié)，以及最后的綜合總結(jié)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。6課題研究步驟、方法及措施：（一）連桿的結(jié)構(gòu)工藝性分析以及技術(shù)要求：連桿由連桿大頭、桿身。連桿小頭三部分組成。連桿機(jī)械加工的主要內(nèi)容有小端孔、大端孔和與其垂直的兩端平面。以及連桿桿身和螺栓孔。這些表面都要求達(dá)到一定精度。同時(shí)為了提高疲勞強(qiáng)度，要求有較小的表面粗糙度數(shù)值，不允許有細(xì)微的傷痕或裂紋。高速桿桿身要求對(duì)全部非工作表面進(jìn)行噴丸處理，圓角過(guò)渡都應(yīng)拋光。 工件已加工過(guò)的大小頭孔徑分別為 42.6+0.1 0 mm 和 15.3+0.1 0mm，兩孔中心 距為 570.06mm 大、小頭厚度均為 14.3 0 0.1mm。已經(jīng)完成的工件部分精度要求分別為 4530、10+0.2 0、3.2+0.4 0 42.6+0.1 0 570.06、 15+0.1 014.30 -0.1 均在較容易達(dá)到范圍。在加工槽口時(shí)，槽口的寬度由刀具的直接保證，而槽口的寬度和位置則和設(shè)計(jì)的夾具有關(guān)。槽口的位置包括兩方面的要求： （1）槽口的中心面應(yīng)通過(guò) 42.6+0.1 0mm 的中心線，但沒(méi)有在工序圖上提出，說(shuō)明此項(xiàng)要求精度較低，因此可不作重點(diǎn)考慮。 （2）要求槽口的中心面和兩孔中心線所在平面的夾角為 45+30，需要分析與這兩個(gè)要求有關(guān)的夾具精度（二）定位夾緊方案連桿的大端孔有 8 個(gè)槽需要銑削，因?yàn)檫B桿端面已經(jīng)經(jīng)過(guò)精加工。為了消除基準(zhǔn)不重合誤差，定位時(shí)應(yīng)采用一面兩孔的的組合定位方式（一個(gè)大平面和與其垂直的兩個(gè)圓孔），定位元件是一面兩銷。大端孔使用短圓柱銷定位限制 y 軸移動(dòng)和 x 軸移動(dòng)兩個(gè)自由度，小孔菱形銷子定位限制 z 軸移動(dòng)，然后底部采用支承板限制 z 軸移動(dòng)、x 軸轉(zhuǎn)動(dòng)、y 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，限制了 6 個(gè)自由度，是為過(guò)定位（三）夾緊裝置的設(shè)計(jì)：針對(duì)連桿體的加工特點(diǎn)和加工批量，對(duì)連桿體的夾緊裝置應(yīng)滿足于裝卸工件方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以采用手工裝夾最為合適（四）夾具體設(shè)計(jì)：夾具體的作用是將定位以及夾具裝置連接成一體，并能正確的裝夾在機(jī)床上，加工時(shí)能承受一部分的切削應(yīng)力，所以?shī)A具體一般采用鑄鐵材料（五）定位誤差的計(jì)算：因采用了基準(zhǔn)重合原則，誤差較容易計(jì)算。（六）夾緊力的計(jì)算：先計(jì)算切削力，然后根