連桿加工工藝規(guī)程及小頭孔粗鏜工序夾具設(shè)計課程設(shè)計

1、汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書系部： 機(jī)械與汽車工程系 班級： 機(jī)械1215班 學(xué)號：6-10一、設(shè)計題目：連桿加工工藝規(guī)程及小頭孔粗鏜工序夾具設(shè)計二、主要內(nèi)容：1毛坯選擇；2連桿加工工藝路線制定；3小頭孔粗鏜工序具體內(nèi)容確定；4小頭孔粗鏜工序夾具設(shè)計；5. 確定生產(chǎn)類型（產(chǎn)量可自己確定或直接設(shè)定生產(chǎn)類型）。三、具體要求及應(yīng)提交的材料1填寫工藝過程卡時，除小頭孔粗鏜工序，其它工序機(jī)床確定名稱，夾具確定類型，刀具與量具也確定名稱；2工藝路線制定因是同一個零件，必須獨立完成；3同組夾具結(jié)構(gòu)必須有差異；4必須按時完成、設(shè)計說明書按規(guī)定格式書寫；5完成應(yīng)提交的材料：設(shè)計說明書一份、夾具裝配總圖一張、連桿

2、體零件圖一張、工藝過程卡片及小頭孔粗鏜工序卡片各一份；夾具零件圖紙一張。6不校核設(shè)計能力，若要校核自己確定年產(chǎn)量（中批或大批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)）。四、主要技術(shù)路線提示1確定生產(chǎn)類型(設(shè)定為中批或大批量生產(chǎn))，對零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖；2確定毛坯種類及制造方法；3擬訂零件機(jī)械加工工藝過程，選擇各工序的加工設(shè)備和工藝裝備(刀具、夾具、量具、輔具)，確定小頭孔粗鏜工序及相關(guān)加工余量和工序尺寸，計算小頭孔粗鏜工序的切削用量和工時定額；4夾具設(shè)計必須滿足dT/3。五、進(jìn)度安排（設(shè)計共兩周10天）1準(zhǔn)備一天（課程設(shè)計工藝講解、畫圖工具準(zhǔn)備、借閱相關(guān)工具書和資料等）；2畫零件圖一天；3制定工藝路線兩天；4確

3、定小頭孔粗鏜工序具體內(nèi)容一天；5夾具設(shè)計及完成總裝圖三天；6完成設(shè)計說明書兩天。六、推薦參考資料(不少于3篇)1王寶璽主編. 汽車制造工藝學(xué)（第3版）. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2008.2王棟主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書. 機(jī)械工業(yè)出版社2010.3王凡主編. 實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2008.4崇凱主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2007.5. 孫麗媛主編.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo). 冶金工業(yè)出版社. 2002.目 錄序言 1一、課程設(shè)計目的2二、生產(chǎn)綱要及零件說明 2三、零件說明 3四、連桿的材料和綜合生產(chǎn)工序 4五、連桿的技術(shù)要求

4、5六、機(jī)械加工工藝路線 6七、加工余量、計算工序尺寸及公差 7八、切削用量和工時定額 8九、小頭孔粗鏜工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計 8十、課程設(shè)計總結(jié) 11參考文獻(xiàn) 13序 言汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)習(xí)完大學(xué)階段的汽車類基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課程之后的一個綜合的課程設(shè)計，它是將設(shè)計和制造知識有機(jī)的結(jié)合，并融合現(xiàn)階段汽車制造業(yè)的實際生產(chǎn)情況和較先進(jìn)成熟的制造技術(shù)的應(yīng)用，而進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，通過本課程的訓(xùn)練，將有助于我們對所學(xué)知識的理解，并為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)以及今后的工作打下一定的基礎(chǔ)。對于本人來說，希望能通過本次課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，學(xué)會將所學(xué)理論知識和工藝課程實習(xí)所得的實踐知識結(jié)合起來，并應(yīng)用

5、于解決實際問題之中，從而鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；同時，又希望能超越目前工廠的實際生產(chǎn)工藝，而將有利于加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率提高的新技術(shù)和新工藝應(yīng)用到機(jī)器零件的制造中，為改善我國的汽車制造業(yè)相對落后的局面探索可能的途徑。但由于所學(xué)知識和實踐的時間以及深度有限，本設(shè)計中會有許多不足，希望各位老師能給予指正。一、課程設(shè)計目的 汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計是機(jī)械專業(yè)學(xué)生學(xué)完汽車制造工藝學(xué)后，進(jìn)行的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。通過本課程設(shè)計使學(xué)生在下述各方而得到訓(xùn)練: 1.運用汽車制造工藝學(xué)課程中的基本理論解決零件在加工中的

6、定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定、機(jī)床、工具、量具的選擇等問題，以保證零件的加工質(zhì)量。 2.通過設(shè)計，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理、能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 3.學(xué)會使用手冊及圖表資料。培養(yǎng)查閱各種資料的能力，同時掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料。二生產(chǎn)綱要發(fā)動機(jī)連桿零件，年產(chǎn)量為30000件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機(jī)械，根據(jù)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻(xiàn)，確定其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。大批量生產(chǎn)的工藝特征：（1）零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處，采用分組裝配法和調(diào)整法。毛坯的制造方法和加工余量：廣泛采用金屬模機(jī)器造型，模鍛或其他商效方法。

7、毛坯精度高，加工余量小。（2）機(jī)床設(shè)備及其布置形式：廣泛采用商效專用機(jī)床及自動機(jī)床，按流水線和自動排列設(shè)備。（3）工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復(fù)合刀具，專用量具或自動檢驗裝置，靠調(diào)整法達(dá)到精度要求。（4）對工人的技術(shù)要求：對調(diào)整工的技術(shù)水平要求高，對操作工的技術(shù)水平要求較低。（5）工藝文件：有工藝過程卡或工序卡，關(guān)鍵工序要調(diào)整卡和檢驗卡。（6）成本：較低。（7）生產(chǎn)率：高。三. 零件說明連桿是汽車發(fā)動機(jī)中的主要傳動部件之一，它把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大

8、頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。在發(fā)動機(jī)工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。為了保證發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)平衡，同一發(fā)動機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。零件要求總結(jié)：足夠

9、的強(qiáng)度，剛度，較好的抗沖擊能力，盡量小的自身質(zhì)量。四連桿的材料和綜合生產(chǎn)工序鍛壓件是汽車零件制造業(yè)中常用的一種毛坯。它是材料塑性變形的結(jié)果，因此晶粒較細(xì)，力學(xué)性能較好，強(qiáng)度較高，耐沖擊性、抗疲勞性好。模鍛是制造鍛壓件的一種方法，模鍛有生產(chǎn)效率高，模鍛件尺寸相對精確，加工余量小，節(jié)省材料，操作簡單等特點。適合大批量生產(chǎn)，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，有效降低成本，但需要較大的鍛造設(shè)備。由于零件是大批量生產(chǎn)故選用模鍛制造連桿毛坯。連桿的材料選用35CrMo。35CrMo是中淬透性調(diào)制鋼，其主要化學(xué)成分為：0.320.40%C, 0.400.70%Mn, 0.200.40%Si, 0.801.10%Cr, 0

10、.150.25%Mo。35CrMo的淬透性較好，調(diào)質(zhì)后綜合力學(xué)性能較好，能夠承受較大載荷，還能承受一定的沖擊。毛坯的與零件的綜合生產(chǎn)工序：1. 下料。2. 鍛造：使用模鍛鍛造零件毛坯，毛坯的各個加工面的余量為4mm3. 退火：使用低溫退火，消除鍛造時的殘余應(yīng)力，降低硬度改善切削性能。減輕淬火時變形開裂的傾向為最終熱處理做準(zhǔn)備。把毛坯隨爐緩慢(100150/h)加熱到500650,保溫一段時間后隨爐緩慢(50100/h)冷卻到200300。4.粗機(jī)加工。5.調(diào)制處理：把毛坯加熱到850左右保溫，然后放入油中冷卻淬火。再采用500650的高溫回火處理。6.精機(jī)加工。五連桿的技術(shù)要求1.連桿的小頭孔

11、的尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra0.80um，圓柱度公差等級不低于7級。2.連桿大頭孔公差等級為IT6，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.8m；圓柱度公差等級不低于6級。3連桿小頭孔對大頭孔軸線的平行度：在大、小頭孔軸所決定的平面的平行方向上，平行度公差值不應(yīng)大于100：0.03；垂直于上述平面的方向上，平行度公差應(yīng)不大于100：0.06。4.連桿大、小頭孔中心距的極限偏差通常為0.05mm；連桿大頭兩端面對連桿大頭孔軸線的垂直度公差不低于8級。兩端面表面粗糙度Ra值不大于1.25um。5.在前面已經(jīng)說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上

12、。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術(shù)要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定：螺栓孔按IT8級公差等級和表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3m加工；6.在連桿受動載荷時，對口面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良，從而產(chǎn)生不均勻磨損。結(jié)合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結(jié)合面的平面度的公差為0.025 mm。六 連桿的機(jī)械加工工藝路線0、鍛造5、退火處理10、粗銑兩平面15、粗磨兩平面20、鉆小頭孔25、粗鏜小頭孔30、車大頭外圓35、粗鏜大頭孔40、粗

13、銑螺栓孔端平面45、調(diào)質(zhì)處理50、精銑螺栓孔端平面55、對準(zhǔn)中心線的位置，銑開連桿大頭60、精銑體蓋分開面65、鉆擴(kuò)鉸兩螺栓孔70、精磨體，蓋分開面75、精磨兩平面80、精鏜小頭孔85、精鏜大頭孔90、小頭壓入襯套95、清洗100、最終檢驗七. 小頭孔粗鏜工序的相關(guān)加工余量，工序尺寸和公差（根據(jù)文獻(xiàn)3切削加工簡明實用手冊表8-21）工序前尺寸 40 mm小頭孔標(biāo)注尺寸 43+0.027 mm加工余量 2 mm加工公差 工序尺寸 42 mm八小頭孔粗鏜工序的切削用量和工時定額（根據(jù)文獻(xiàn)4實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表8-15,8-25）背吃刀量ap =2 mm切削速度V = 0.46 m/s進(jìn)給量f

14、 = 0.20 mm/r 工額定時：主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 n = 800r/min，實際切削速度v=Dn/（100060）=1.76 m/s鏜削工時 L = 40mm L1 = 3 mm L2 = 3 mm 基本時間Tj= 4*(L+L1+L2) / (f*n) = 1.6 min九小頭孔粗鏜工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計（1）基準(zhǔn)選擇 在本工序之前小頭孔已經(jīng)進(jìn)行了擴(kuò)鉸孔。此夾具裝夾工件時先使用假銷跟對小頭孔進(jìn)行定位，保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差。連桿的兩個端面在之前也精加工完畢，端面跟支承板的精確貼合保證了小頭孔軸線跟端面的垂直度。（2）夾具零件的設(shè)計 由于粗鏜小頭孔采用的是T740金剛鏜床，軸要選擇

15、好。（3）夾具體的設(shè)計 夾具體是將夾具零件和機(jī)床連接的一個重要元件，其尺寸是根據(jù)機(jī)床工作合和要被加工的連桿及其毛坯的夾具零件尺寸共同決定的，其中夾其體的壁厚為30mn。根據(jù)機(jī)床工作臺T型槽尺寸。夾具低面與機(jī)床采用定位鍵定位。 定位銷和大頭孔定位平而必須用螺釘固定在垂直的壁上。為了使壁更加牢固，在壁的另一側(cè)為一個肋板，所以低面與壁的表面粗糙度也要達(dá)到很高的要求（4）切削力及夾緊力的計算 由于夾具的大頭孔有突臺定位，故不需要計算轉(zhuǎn)矩，只計算加工時的徑向力跟軸向力。本工序是鏜孔，使用硬質(zhì)合金鏜刀，由現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計表4-18的計算公式得鏜時的徑向切削力：Fp = 2383ap0.9f0.6vc-0.

16、3Kp = 2380 * 20.9* 0.20.6 * 1.76-0.3 * 1.876= 2838.77 N鏜時的軸向切削力：Ff = 3326apf0.5vc-0.4Kp = 3326 * 2 * 0.20.5 * 1.76-0.4 * 1.75= 4190.76 N 徑向夾緊力為個螺栓的點接觸夾緊力，軸向夾緊力為單個螺栓的面接觸夾緊力。由現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計表4-23得鏜時的徑向夾緊力：5000N鏜時的軸向夾緊力：3800N（5）定位誤差分析 加工時采用的定位基準(zhǔn)為連桿兩端面及小頭孔，對小頭孔進(jìn)行粗鏜。設(shè)計基準(zhǔn)為小頭孔軸線，此工序以假銷對小頭孔進(jìn)行定位所以不存在基準(zhǔn)不重合誤差。所以定位誤差

17、Dw=D+d+min=D+0+0=0.033mm課程設(shè)計總結(jié)通過為期三周的汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計中對連桿加工工藝規(guī)程及小頭孔粗鏜工序夾具設(shè)計的設(shè)計，使我學(xué)到了許多有關(guān)機(jī)械加工的知識,主要歸納為以下兩個方面：第一方面：連桿件外形較復(fù)雜，而剛性較差。且其技術(shù)要求很高，所以適當(dāng)?shù)倪x擇機(jī)械加工中的定位基準(zhǔn),是能否保證連桿技術(shù)要求的重要問題之一。在連桿的實際加工過程中，選用連桿的大小頭端面及小頭孔作為主要定位基面，同時選用大頭孔兩側(cè)面作為一般定位基準(zhǔn)。為保證小頭孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準(zhǔn)的加工原則；保證大小頭孔的中心距精度要求，可采用互為基準(zhǔn)原則加工。對于加工主要表面，按照“先基準(zhǔn)后一般”的加

18、工原則。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。連桿機(jī)械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。連桿加工路線按連桿的分合可以分為三個階段：第一個階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二個階段為連桿體和蓋的切開加工；第三個階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第二方面：主要是關(guān)于夾具的設(shè)計方法及其步驟。（1）定位方案的設(shè)計：主要確定工件的定位基準(zhǔn)及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的選用等。（2）導(dǎo)向及對刀裝置的設(shè)計：由于本設(shè)計主要設(shè)計的是擴(kuò)大頭孔夾具和銑結(jié)合面夾具，所以主要考慮的是選用

19、鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。（3）夾緊裝置的設(shè)計：針對連桿的加工特點及加工的批量，對連桿的夾緊裝置應(yīng)滿足裝卸工件方便、迅速的特點，所以一般都采用自動夾緊裝置。（4）夾具體設(shè)計：連桿的結(jié)構(gòu)特點是比較小，設(shè)計時應(yīng)注意夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。（5）定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應(yīng)該進(jìn)行定位誤差和穩(wěn)定性的計算，以及設(shè)計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。（6）繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。在此要感謝我們的指導(dǎo)老師對我們

20、悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我們的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn)1汽車制造工藝學(xué)，曾東健主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年。2工程材料，徐自立等主編，華中科技大學(xué)出版社，2003

21、年。3切削加工簡明實用手冊，黃如林主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年。4實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊，王凡，機(jī)械工藝出版社，2008年5現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計，吳拓主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年6機(jī)械制圖，大連理工大學(xué)工程圖教研室編，高等教育出版社，2007年機(jī)械與汽車工程專業(yè)機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片工序名稱粗鏜小頭孔工序號35零件名稱連桿零件號1零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度型 號重 量45鋼HRC50設(shè) 備夾 具名 稱輔 助工 具名 稱型 號鏜床T740專用夾具安 裝工 步安裝及工步說明刀 具量 具走 刀長 度走 刀次 數(shù)切 削 深 度進(jìn)給量主 軸轉(zhuǎn) 速切 削速 度基 本工 時1粗鏜小頭孔鏜通孔類鏜刀游標(biāo)卡尺4.521.250.2809.553.28設(shè) 計 者華亞建指 導(dǎo) 教 師黃能會共 1 頁第 1 頁 機(jī)械與汽車工程專業(yè)機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片零件號零 件