畢業(yè)設(shè)計(jì)--汽車(chē)連桿夾具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1前 言1</b></p><p>　　2．連桿零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1、連桿零件的分析2</p><p>　　2.1.1 連桿零件結(jié)構(gòu)分析2</p><p>　　2

2、.1.2零件加工表面及其加工要求3</p><p>　　2.1.3 零件材料的選擇5</p><p>　　2.1.4 連桿的技術(shù)要求分析5</p><p>　　2.2確定毛坯類(lèi)型及制造方法6</p><p>　　2.3工藝規(guī)程的定制7</p><p>　　2.3.1定位基準(zhǔn)的分析7</p>

3、<p>　　2.3.2熱處理工序的安排8</p><p>　　2.3.3加工工藝路線(xiàn)的擬定8</p><p>　　2.4確定加工余量及生產(chǎn)設(shè)備10</p><p>　　2.4.1 確定機(jī)械加工余量10</p><p>　　2.4.2選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備13</p><p>　　3專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)

4、14</p><p>　　3.1精銑連桿兩端面的夾具設(shè)計(jì)14</p><p>　　3．1.1銑床夾具定位方案的確定14</p><p>　　3.1.2 銑床夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的確定15</p><p>　　3.1.3銑床夾具對(duì)刀裝置的確定15</p><p>　　3.1.4 銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析15</p&g

5、t;<p><b>　　總結(jié)18</b></p><p><b>　　致謝19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　1前 言</b></p><p>　　連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件之一，

6、它連接活塞和曲軸，把作用于活塞頂面的膨脹氣體的壓力傳給曲軸；將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又受到曲軸的驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮縮氣缸中的氣體。因此，連桿在工作中承受著呈周期交變的壓縮、拉伸及彎曲應(yīng)力，這些交變載荷具有很大的沖擊特性。發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，連桿大頭約以3000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，線(xiàn)速度達(dá)10m/s，所以連桿在工作時(shí)，形成巨大的離心力。由于連桿橫向竄動(dòng)和形位誤差引起連桿受壓時(shí)產(chǎn)生彎曲，是連桿很容易斷裂，斷裂是連桿的主要損傷形式

7、，對(duì)于EQ6100-I型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿，其斷裂率約為0.5/1000。</p><p>　　連桿屬于典型的“雜件”類(lèi)零件，不但精度要求高，形狀復(fù)雜，制造難度大，而且批量大，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量，本篇論文詳細(xì)介紹了其加工方法的擬訂和確立，并對(duì)加工中某工序所采用專(zhuān)用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。從工藝與專(zhuān)用夾具的方向進(jìn)行了一定的探討。</p><p><b>　　制造工藝的發(fā)展情況</b>

8、</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。電火花、電解、超聲波、種新材激光、電子束和離子束加工等工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，提高了更新頻繁的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及

9、加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，大大推進(jìn)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。目前，數(shù)控機(jī)床的工藝功能已由加工循環(huán)控制、加工中心，發(fā)展到適應(yīng)控制。加工循環(huán)控制雖可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)加工工序的自動(dòng)化，但不同的工序中刀具的更換及工件的重新裝夾，仍須人工來(lái)完成。加工中心是一種高度自動(dòng)化的多工序機(jī)床，能自動(dòng)完成刀具的更換，工件的轉(zhuǎn)位和定位，主軸和進(jìn)給量的變換等，使工件在機(jī)床上只安裝一次就能完成全部加工。因此，他可以

10、顯著縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，適應(yīng)控制數(shù)控機(jī)床是一種具有“隨機(jī)應(yīng)變”功能的機(jī)床，他能在加工中，根據(jù)切削條件的變化，自動(dòng)調(diào)整切削條件，是機(jī)床保持最佳狀態(tài)下進(jìn)行加工，因而有效提高加工效率，擴(kuò)大品種，更好的保證了加工質(zhì)量，并達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效率。</p><p>　　近年發(fā)展起來(lái)的以計(jì)算機(jī)為行動(dòng)中心，完成加工、裝卸、運(yùn)輸、管理的柔性制造系統(tǒng)，具有監(jiān)視、診斷、修復(fù)、自動(dòng)轉(zhuǎn)位加工產(chǎn)品的功能，使多品種、中小批量生

11、產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了加工自動(dòng)化，大大促進(jìn)了自動(dòng)化的進(jìn)程，尤其是將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造結(jié)合起來(lái)而形成的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，是加工自動(dòng)化向智能化方向發(fā)展的又一關(guān)鍵性技術(shù)，并進(jìn)一步朝著網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化的方向發(fā)展。</p><p><b>　　夾具的發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理，體現(xiàn)著一個(gè)企業(yè)的工藝技術(shù)水平，夾具設(shè)計(jì)與制造又是制造環(huán)境中的生

12、產(chǎn)準(zhǔn)備周期時(shí)間和加工成本的重要因素，工裝設(shè)計(jì)水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。</p><p>　　夾具設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的一項(xiàng)重要步驟，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)制造時(shí)需大量的工時(shí)消耗和金屬材料的消耗。目前，基于特征參數(shù)化技術(shù)已在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)階段得到廣泛的應(yīng)用，夾具設(shè)計(jì)也必須向標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、參數(shù)化方向發(fā)展。而且，為了適應(yīng)我國(guó)加入WTO后機(jī)電產(chǎn)品的創(chuàng)新能力和盡快機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的全程仿

13、真，快速組合夾具的發(fā)展正是適應(yīng)了這種要求。</p><p>　　夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。</p><p>　　2．連桿零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1、連桿零件的分析</p><p>　　2.1.1

14、連桿零件結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的零件是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿（零件圖如圖1），從零件圖的分析可以知道，零件的表面大都由一系列的規(guī)則的直線(xiàn)和圓弧組成，因此選擇通用的加工方法即可。</p><p><b>　　圖1 連桿零件圖</b></p><p>　　為了減少連桿的慣性力，要求連桿的質(zhì)量要盡可能的輕，所以連桿采用“工字形”截面，以便

15、保證有較高的強(qiáng)度和剛度，又能夠減輕連桿的質(zhì)量。各部分的精度都要求比較高,在加工大、小頭孔時(shí)，都有圓柱度和互相的平行度要求，加工時(shí)必須加以注意。兩端面的加工有垂直度的要求，加工過(guò)程中可考慮設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具來(lái)適合加工需要。加工時(shí)根據(jù)尺寸精度選擇合理的機(jī)床設(shè)備型號(hào)。</p><p>　　2.1.2零件加工表面及其加工要求</p><p><b>　　零件主要加工表面</b>&l

16、t;/p><p>　　零件主要尺寸及精度要求如圖2</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　A.大頭孔Φ56（未裝軸瓦）</p><p>　　大頭孔上要裝軸瓦，通過(guò)瓦與曲軸配合，配合間隙為0.27～0.079mm，為了保證良好的配合精度，減少?zèng)_擊力的影響，大頭孔的加工精度為IT6，圓柱度為0.003，表

17、面粗糙度Ra為0.8μm。</p><p>　　B.小頭孔Φ34（未裝銅套）</p><p>　　小頭孔是與活塞銷(xiāo)配合的表面，加工尺寸精度要求為IT5，圓柱度誤差為0.007、表面粗糙度Ra1.6μm。小頭孔與活塞銷(xiāo)的配合精度要求較高，如果配合間隙過(guò)小，會(huì)影響連桿與活塞銷(xiāo)之間的運(yùn)動(dòng)傳力效果，如果配合間隙過(guò)大，又會(huì)晃動(dòng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)出敲擊聲，考慮到工作后的磨損量0.01mm，因此

18、，安裝時(shí)必須保證連桿小頭孔與活塞銷(xiāo)之間的配合間隙為0.0045～0.0095。</p><p><b>　　C.大小頭孔端面</b></p><p>　　大、小頭孔兩端面與曲軸軸承座端面配合，其精度影響到安裝和磨損，端面厚度公差為0.040mm，它與孔的垂直度誤差為0.05。厚度尺寸為33mm</p><p>　　D.大小頭孔中心距及孔的中心線(xiàn)

19、的平行度和扭曲變</p><p>　　大、小頭孔的中心距影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，即發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，所以規(guī)定了較高的要求，中心距為152+0.025，大、小頭孔的中心線(xiàn)的平行度誤差會(huì)使活塞在汽缸中傾斜，造成汽缸壁磨損不均勻，同時(shí)使曲軸的連桿頸產(chǎn)生邊緣磨損，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，所以規(guī)定平行度公差為0.025/100mm。大、小頭孔中心線(xiàn)的扭曲對(duì)不均勻磨損的影響較小，一般規(guī)定扭曲度不大于0.03/100。這兩項(xiàng)技術(shù)要

20、求，對(duì)于結(jié)構(gòu)剛性較差的連桿來(lái)說(shuō)，加工可能有些困難，但是為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，必須達(dá)到這些要求，加工中應(yīng)特別注意。</p><p><b>　　E.連桿連接螺栓孔</b></p><p>　　連桿在工作過(guò)程中，受到急劇的動(dòng)載荷的作用，這一作用又傳遞到連桿和蓋的兩個(gè)連接螺母上。因此，除了對(duì)螺栓及螺母提出較高的技術(shù)要求外，對(duì)螺栓孔及兩螺栓孔端面也有一定的要求，兩螺栓孔在

21、互相垂直的方向的平行度公差0.03mm，兩螺栓孔與結(jié)合面的垂直度0.03mm，兩螺栓孔的尺寸公差為0.017mm。</p><p>　　2.1.3 零件材料的選擇</p><p>　　連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件，其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其好壞與優(yōu)劣直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能 在工作過(guò)程中，連桿受力較復(fù)雜：一方面承受氣體的壓力和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力所產(chǎn)生的沖擊性拉壓交變載荷；同

22、時(shí)連桿擺動(dòng)產(chǎn)生橫向慣性力，導(dǎo)致其承受彎曲交變載荷。因其較長(zhǎng)，所以要求連桿有足夠的強(qiáng)度和剮度。在滿(mǎn)足要求的前提下，盡量減小自身質(zhì)量，以減少慣性力，保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低工作時(shí)的噪聲和振動(dòng)，因此材料選擇的重要性顯而易見(jiàn)。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題所采用的是40Cr。并作調(diào)質(zhì)處理,使硬度為HB235-277。以提高強(qiáng)度和抗沖擊能力。</p><p>　　40Cr是使用比較廣泛的調(diào)質(zhì)

23、鋼種之一，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合機(jī)械性能；鋼的淬透性較好，但水淬易開(kāi)裂，故宜用水油雙液淬火；有回火脆性；此鋼除調(diào)質(zhì)外還可進(jìn)行氰化和表面淬火處理。冷變形塑性中等；切削加工性尚好。可用做高速度及輕微沖擊負(fù)荷下 工作的受磨損零件，如齒輪、軸套、漲圈、凸輪、轉(zhuǎn)軸以及機(jī)床夾具元件定位器、主軸、滑塊等。適合于做載荷較大的中型零件（如曲軸、連桿等）的材料。</p><p>　　2.1.4 連桿的技術(shù)要求分析</p&g

24、t;<p>　　連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的主要表面為:大,小頭孔及其兩端面,連桿與桿蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術(shù)要求如下:</p><p>　　A、為了使連桿大, 小頭運(yùn)動(dòng)副之間配合良好,大頭孔的尺寸公差等級(jí)取為IT6,表面粗糙度應(yīng)不大于0.8μm。小頭孔的尺寸公差等級(jí)取為IT5,表面粗糙度不大于0.8μm。對(duì)它們的圓柱度也相應(yīng)規(guī)定了嚴(yán)格的要求。連桿大小頭端面間距離的基本尺寸相同,但

25、技術(shù)要求不同。大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面有配合要求,而連桿小頭兩端面與活塞銷(xiāo)孔座內(nèi)檔之間沒(méi)有配合要求。故此,大頭兩端面間的尺寸公差等級(jí)為IT9,表面粗糙度不大于1.6μm;小頭兩端面間的尺寸公差等級(jí)為IT12,表面粗糙度不大于12.5μm。</p><p>　　B、連桿大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比,故兩孔中心距的尺寸公差等級(jí)應(yīng)不低于IT 6。連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線(xiàn)的垂直度誤差過(guò)大,將加劇連桿

26、大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩端面之間的磨損,一般規(guī)定其垂直度公差等級(jí)不低于9級(jí)。</p><p>　　C、為了使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),各缸連桿在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的慣性力應(yīng)大致相同。因此對(duì)連桿大小頭質(zhì)量及總質(zhì)量要求相當(dāng)嚴(yán)格。對(duì)于6缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的6根連桿，要求重量盡量相同，以使其運(yùn)動(dòng)中的慣性相等而互相平衡。所以加工后按大小質(zhì)量分組進(jìn)行裝配。要求連桿重量為1100+30G，同一臺(tái)機(jī)中各連桿總成質(zhì)量差為6G分組要求如下表1：

27、</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　4、大端內(nèi)徑加工要領(lǐng)為：粗加工前裝配擰緊力矩為85.5+5 N.M；松動(dòng)裝配螺栓并打配對(duì)記號(hào)； 精加工前，再擰緊，擰緊力矩為85.5+5N.M。裝配螺栓時(shí)，裝配扭矩85+5N.M，螺紋底面及螺紋部涂機(jī)油。連桿及連桿蓋結(jié)合處去毛吃刺。裝機(jī)時(shí)連桿及連桿蓋打汽缸號(hào)。</p><p>　　

28、: 此外，連桿的毛坯都要求通過(guò)鍛造來(lái)改變金相組織。對(duì)于連桿體和蓋分開(kāi)鍛造的毛坯，鍛造工藝較整體鍛造要簡(jiǎn)單，金屬纖維呈連續(xù)型式，使大頭具有較高的強(qiáng)度，不易產(chǎn)生變形，但分開(kāi)鍛造使材料消耗增加，機(jī)械加工雖然省去了切開(kāi)工序，但結(jié)合面加工余量較大，兩側(cè)平面加工也需要分開(kāi)進(jìn)行，故機(jī)械工藝較整體鍛造復(fù)雜。整體鍛造在切開(kāi)體和蓋的工序之后，金屬纖維呈斷裂狀，強(qiáng)度減弱，加工后變形較大，但比整體鍛造節(jié)省材料，提高了金屬的利用率，生產(chǎn)效率高，便于組織生

29、產(chǎn)，特別適合于大批大量生產(chǎn)。</p><p>　　2.2確定毛坯類(lèi)型及制造方法</p><p>　　正確地選擇毛坯是工藝技術(shù)員應(yīng)該高度重視的問(wèn)題。零件加工過(guò)程中工序的內(nèi)容或工序數(shù)目、材料消耗、熱處理方法、零件制造費(fèi)用等都與毛坯的材料、制造方法、毛坯的誤差及其余量有關(guān)。</p><p>　　機(jī)械加工中常用的毛坯種類(lèi)很多，主要有鑄件、鍛件、型材、焊接件、冷沖壓件、其它（

30、工程材料、粉末冶金等）。</p><p>　　在相同材料的條件下，鍛件的機(jī)械強(qiáng)度和沖擊韌性比鑄件高，對(duì)于承受重載荷、交變載荷和沖擊載荷工作的零件常選用鍛件。</p><p>　　根據(jù)連桿零件本身的生產(chǎn)加工特點(diǎn)選擇毛坯為模鍛件。連桿鍛坯有兩種形式,一種是體和蓋分開(kāi)模鍛,另一種是一體模鍛。整體模鍛的毛坯相對(duì)于分體模鍛而言,雖然有鍛造設(shè)備動(dòng)力大和金屬纖維被切斷等問(wèn)題,但由于整體鍛造的毛坯具有材料

31、損耗少,鍛造工時(shí)少,模具少等優(yōu)點(diǎn),故成為連桿毛坯的一種主要形式。</p><p>　　連桿是一種難以鍛造成形的鍛件，最大截面與最小截面之比很大，桿部細(xì)長(zhǎng)為工字形，厚度尺寸公差較小．所以連桿成型要求有較高的鍛造水平。連桿材料為40Cr。其毛坯鍛造工序過(guò)程為；切料一加熱一道輥鍛制坯一予鍛、終鍛一切邊、沖孔一余熱淬火一回火一拋丸一測(cè)硬一冷校正一探傷一壓印一檢查入庫(kù)。根據(jù)連桿鍛件圖規(guī)定，毛坯錯(cuò)差不大于lmm；表面缺陷深度

32、不太于0.8mm 鍛件殘余飛刺不大于0.8mm；表面拋丸清理；調(diào)質(zhì)硬度為3．7～4.0dHBS；特殊要求：兩端頭部放在同一平面檢查時(shí)，其間隙不大于0.5mm。</p><p><b>　　工藝規(guī)程的定制</b></p><p>　　2.3.1定位基準(zhǔn)的分析</p><p><b>　　連桿工藝的基準(zhǔn)選擇</b></p

33、><p>　　連桿件外形復(fù)雜而剛性較差,它的技術(shù)要求又很高,故恰當(dāng)?shù)剡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(wèn)題之一。</p><p>　　在連桿的實(shí)際加工中,一般都對(duì)連桿進(jìn)行完全定位,多數(shù)情況下,選用連桿大小頭端面作為主要定位基準(zhǔn),使零件的支承面積大,定位穩(wěn)定,裝夾方便。同時(shí)選擇小頭孔和大頭連桿體的外側(cè)面作為一般定位基準(zhǔn),從而限制了連桿的六個(gè)自由度。</p><

34、;p>　　選用連桿的端面和小頭孔作為定位基準(zhǔn),不僅便于在加工中實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一,更重要的是使連桿的重要技術(shù)要求中加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)重合,以減小定位誤差。</p><p>　　對(duì)于一些要求高或加工中不易保證的技術(shù)要求,在精加工時(shí)也可以采用自為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工,或采用互為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工,或由機(jī)床精度直接保證。</p><p>　　在制造連桿毛坯時(shí),在桿身一側(cè)作出定位標(biāo)記, 在對(duì)大小頭端

35、面進(jìn)行粗加工時(shí),選取沒(méi)有凸起標(biāo)記的一側(cè)為粗基準(zhǔn)來(lái)加工。緊接著以已加工過(guò)的端面為基準(zhǔn)來(lái)加工第二個(gè)端面。顯然,第一個(gè)端面的精度(如平面度)要比第二個(gè)端面高,在以后的加工中,當(dāng)然用第一個(gè)端面做精基準(zhǔn)為好。加工連桿時(shí)要保證小頭孔的壁厚均勻,所以在拉小頭孔時(shí),選大、小頭孔的兩個(gè)端面作為基準(zhǔn)。</p><p>　　在加工中，先加工出大、小頭孔兩端面，可以為后續(xù)的精加工做好準(zhǔn)備，既滿(mǎn)足加工要求，方便加工，又符合統(tǒng)一基準(zhǔn)選擇的要

36、求，提高了加工精度。</p><p>　　2.3.2熱處理工序的安排 </p><p>　　加工過(guò)程中經(jīng)常進(jìn)行熱處理，以改善其機(jī)械性能。但是熱處理會(huì)引起零件較大的變形，需通過(guò)后續(xù)的加工工序來(lái)消除。該零件的熱處理主要是為了增加強(qiáng)度，所以為消除粗加工的內(nèi)應(yīng)力，降低粗加工的難度</p><p>　　本工藝中，在粗加工之前需要調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB235-277，調(diào)質(zhì)可以完全

37、消除鍛造帶來(lái)的內(nèi)應(yīng)力，而且可以獲得較高的綜合機(jī)械性能。</p><p>　　2.3.3加工工藝路線(xiàn)的擬定 </p><p>　　連桿主要表面的加工工序安排。</p><p>　　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)合面及連桿螺栓孔定位面, 次要加工表面為、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。</p><p

38、>　　連桿的機(jī)械加工路線(xiàn)是圍繞著主要表面的加工來(lái)安排的。連桿的加工路線(xiàn)按桿的分全可分為三個(gè)階段;第一個(gè)階段為粗基準(zhǔn)的加工。第二階段為連桿體和蓋切開(kāi)前的加工,第三個(gè)階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)(兩端面的加工);第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面,包括小頭孔的加工,兩側(cè)面的加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗精加工等;第三分階段則主要是最終保證連桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工, 包括連桿合裝后

39、大頭孔的半精加工和端面的精加工以及大頭孔,小頭孔的精加工。如果按主要表面的粗,精加工來(lái)劃分連桿的加工階段的話(huà),可以按連桿合裝前后業(yè)分,合裝之前的工藝路線(xiàn)屬于主要表面的粗加工階段,合裝之后的工藝路線(xiàn)則為主要表面的半精加工,精加工階段。</p><p>　　連桿加工工藝方案的選擇</p><p>　　選擇工藝為傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，即連桿分離面的加工“切斷法”。</p><p&g

40、t;　　發(fā)動(dòng)機(jī)連桿分離面加工的傳統(tǒng)方法也稱(chēng)作有屑切削法．即在對(duì)整體毛坯連扦的兩端面及大、小頭孔進(jìn)行加工之后。用切削的方法(銑削或鋸削)將整體連桿切斷．分成連桿體和連桿蓋兩個(gè)零件。然后再用拉削磨削或精銑的方法。對(duì)連桿體及連扦蓋這兩個(gè)零件的分離面分別進(jìn)行精加工，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的尺寸、表面粗糙度、平面度和垂直度的要求-----這是一種帶切屑的切削加工方法， 一般可稱(chēng)為切斷法(CUT OFF)</p><p>　　根據(jù)前面的

41、加工工序分析，這里對(duì)連桿的工藝,擬定了兩條工藝路線(xiàn)進(jìn)行分析比較,以便從中選擇。</p><p>　　A、方案一: B.方案二: </p><p>　　由上可知，因?yàn)檫B桿的技術(shù)要求高而剛性又較差,各主要加工表面需經(jīng)多次加工才能達(dá)到圖紙要求，目的是使殘余內(nèi)應(yīng)力有時(shí)間重新分布而使零件及早變形，兩工藝都注重了工藝的可行性，可以達(dá)到工

42、藝要求。</p><p>　　以下針對(duì)兩方案進(jìn)行比較分析：</p><p>　　方案A中考慮到了精基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)遵循統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。首先將兩側(cè)面這個(gè)后續(xù)工序中的精基準(zhǔn)面先加工出來(lái),然后再加工小頭孔,而且加工時(shí)先把沒(méi)有凸起標(biāo)記的一側(cè)面為粗基準(zhǔn)，加工標(biāo)志面，然后在翻轉(zhuǎn)磨另一面，這樣兩端面互為基準(zhǔn)。方案B先把孔加工出來(lái)，整體上也可以符合加工要求，但一般原則是按“先加工基準(zhǔn)面,再加工其它表面”, “先

43、加工平面,后加工孔”，兩端面的接觸面大，便于做粗基準(zhǔn)，加工也方便，所以在粗基準(zhǔn)的選擇上還是A方案比較合適</p><p>　　方案B的鏜削大頭孔在同一道工序中完成,這使得零件不能充分變形。而方案A也有些類(lèi)似的方面，但是經(jīng)過(guò)了幾次反復(fù)的粗精加工，可以達(dá)到圖紙要求，所以也無(wú)需加入更細(xì)致更煩瑣的加工工序，這樣節(jié)省了資金。</p><p>　　方案A的螺栓孔是在切斷之前加工的，這樣和在一起加工，可

44、以使連桿體和連桿蓋的螺栓有位置精度的一致性。方案B中將螺栓孔的加工放在切斷之后,，這樣分開(kāi)加工，對(duì)于各孔的加工精度是提高了，但是位置度不是很好。在這方面兩個(gè)加工方案各都有優(yōu)劣。</p><p>　　綜上所述, 二種方案都各有千秋，前種方案優(yōu)勢(shì)明顯一點(diǎn)，方案A工序安排較為合理，最終選擇方案一作為該零件的加工路線(xiàn)，</p><p>　　2.4確定加工余量及生產(chǎn)設(shè)備</p><

45、;p>　　2.4.1 確定機(jī)械加工余量 </p><p>　　根據(jù)前面所述的加工方法及工藝路線(xiàn)的選擇，查有關(guān)手冊(cè)得出各面的加工余量如表2所示。對(duì)表面只需粗加工的，取所查數(shù)據(jù)的小值；表面需經(jīng)粗加工和半精加工時(shí)，可取較大值。</p><p>　　表2 機(jī)械加工余量</p><p><b>　　確定毛坯尺寸</b></p>&l

46、t;p>　　鋼質(zhì)模鍛件的機(jī)械加工余量按JB3834—85確定，確定時(shí)根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量，加工精度及鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)。</p><p><b>　　鍛件質(zhì)量</b></p><p>　　根據(jù)零件成品重量1.1Kg,鍛件估算為1.5Kg</p><p><b>　　加工精度</b></p><p&

47、gt;　　各表面為一般加工精度F1</p><p>　　鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)S：</p><p>　　S=m鍛件/m外廓包容體</p><p>　　假設(shè)鍛件的最大包容體為長(zhǎng)220mm,寬90mm,高40mm.</p><p>　　m外廓包容體=220×90×40×7.85= 6.22Kg</p>&l

48、t;p><b>　　m鍛件=1.5Kg</b></p><p>　　S=1.5/6.22=0.241</p><p>　　查表可知，鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為S3，屬于較復(fù)雜級(jí)別。</p><p>　　（4）根據(jù)鍛件質(zhì)量、F1、S3，查表JB3834-85可得：</p><p>　　厚度方向的單邊余量為：1.5～2.0m

49、m</p><p>　　水平方向的單邊余量為：1.5～2.0mm</p><p>　　即鍛件各端面的單面余量為：1.5～2.0mm。</p><p>　　兩孔的單向的余量為：2.0mm</p><p><b>　　確定毛坯的尺寸</b></p><p>　　上面所查得的加工量適用于機(jī)加表面Ra≥

50、1.6μm；Ra≤1.6μm 的表面，余量要適當(dāng)?shù)姆糯蟆?lt;/p><p>　　分析本零件，可知零件的各表面粗糙度Ra≥1.6μm的有兩端面而兩孔R(shí)a≤1.6μm，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量即可。又由于加工時(shí)要把大頭孔切斷，所以留有切斷的厚度最后確定毛坯的尺寸。 </p><p><b>　　毛坯尺寸如下：</b></p>&l

51、t;p>　　大頭孔 Φ51.4mm </p><p>　　小頭孔 Φ34mm </p><p>　　寬 84mm</p><p>　　厚度 37.2mm</p><p><b>　　確定毛坯尺寸公差</b></p><p>　　毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件重量、形狀復(fù)雜系數(shù)、分模

52、線(xiàn)形狀種類(lèi)及鍛件精度等級(jí)從有關(guān)表中查得。</p><p>　　本零件的鍛件重量為1.5Kg，形狀復(fù)雜系數(shù)是S3，材料為40Cr。由此查表得，鍛件材質(zhì)系數(shù)為M2,采用平直分模線(xiàn)，鍛件為普通精度等級(jí)，則毛坯公差可以從表JB3834-85查得。</p><p>　　最后確定毛坯尺寸如圖3</p><p><b>　　圖3 毛坯尺寸圖</b><

53、/p><p>　　2.4.2選擇機(jī)床設(shè)備及工藝設(shè)備 </p><p><b>　　機(jī)床的選擇</b></p><p>　　機(jī)床的選擇工件的對(duì)加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響，為使所選的機(jī)床能滿(mǎn)足工序的要求，必須綜合考慮機(jī)床的工作精度、加工精度、功率、機(jī)床工作區(qū)的尺寸等因素。</p><p>　　根據(jù)以上的圖示的分析，現(xiàn)有

54、的生產(chǎn)設(shè)備及零件自身的尺寸、形狀、位置精度的要求，各工序機(jī)床選擇如表3所示</p><p><b>　　表3</b></p><p><b>　　3專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1精銑連桿兩端面的夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　連桿端面是整個(gè)連桿加工過(guò)程的主要定位基準(zhǔn),應(yīng)首先加工出來(lái)

55、。由零件圖可知,連桿大小頭端面厚度的基本尺寸是相同的,但其精度要求不同。若在銑大小頭端面時(shí),也按不同的要求加工,會(huì)增加夾具制造與機(jī)床調(diào)整的復(fù)雜性。故在加工中使大小頭端面處在同一平面上,簡(jiǎn)化了后續(xù)工序的夾具結(jié)構(gòu),減少了機(jī)床的調(diào)整工作。</p><p>　　3．1.1銑床夾具定位方案的確定</p><p>　　根據(jù)六點(diǎn)定位原理,對(duì)本道工序的加工定位采用完全定位。其中,選用連桿的大小頭孔端面作為

56、主要定位基準(zhǔn),使零件的支承面積大,定位穩(wěn)定,裝夾方便。同時(shí)也符合精基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)注意的基準(zhǔn)重合原則。這個(gè)面定位共消除了3個(gè)自由度。再次,選用連桿大、小頭孔上下頂面作為第二定位基準(zhǔn),壓緊定位不僅便于在加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一,而且裝夾方便,端面與大頭孔中心線(xiàn)的垂直度要求也能很好的保證,兩端面的距離要求在加工中實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)重合,從而減少加工誤差。另外,采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法,對(duì)連桿的兩個(gè)端面進(jìn)行加工。</p><p>　

57、　在定位元件的選擇上,為滿(mǎn)足六個(gè)自由度完全定位要求,分別對(duì)三個(gè)定位元件進(jìn)行設(shè)計(jì)：</p><p>　?。?）首先在第一定位面,考慮到夾具加工性及夾具在使用過(guò)程中出現(xiàn)的磨損,故采用圓形支承板進(jìn)行定位。支承板用螺釘安裝在夾具底板上,然后再加工支承板面，保證與機(jī)床的平行度要求。支撐板不但可以很容易地保證支承面對(duì)夾具底板面的平行度,而且這樣磨損后還可以替換降低夾具的制造費(fèi)用。</p><p>　　

58、（2）其次在第二定位面,為消除兩個(gè)自由度,故采用固定V形塊和活動(dòng)V形塊進(jìn)行定位。以消除最后一個(gè)自由度。具體請(qǐng)見(jiàn)圖4。</p><p><b>　　圖4 定位圖</b></p><p>　　3.1.2 銑床夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的確定</p><p>　　夾緊裝置是夾具的重要組成部分。因此在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須保證定位時(shí)獲得的正確位置,并使夾緊可靠,適

59、當(dāng),操作方便安全。而且結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單,緊湊,并盡可能地多采用標(biāo)準(zhǔn)件。</p><p>　　根據(jù)夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件準(zhǔn)確定位的原則,在銑削側(cè)面時(shí),為保證端面與大頭孔中心線(xiàn)的垂直度要求,故將夾緊力作用方向定在與定位銷(xiāo)中心線(xiàn)相垂直的方向上。這個(gè)方向與工件剛度最大的方向也相一致,使工件減少變形。</p><p>　　為了適合大批生產(chǎn)的要求，所以本設(shè)計(jì)采用了氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，而且采用兩個(gè)一起加工，

60、既滿(mǎn)足了大批量生產(chǎn)的要求，而且操作方便，又節(jié)省了時(shí)間提高了生產(chǎn)率 。</p><p>　　3.1.3銑床夾具對(duì)刀裝置的確定</p><p>　　對(duì)刀裝置用以確定夾具相對(duì)于刀具的位置。銑床夾具的對(duì)刀裝置主要由對(duì)刀塊和塞尺構(gòu)成。本道工序是銑平面,故采用用于加工平面的高度對(duì)刀塊。</p><p>　　3.1.4 銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析</p><p>

61、　　根據(jù)工件,定位元件,夾緊裝置和對(duì)刀塊在總體上的配置來(lái)確定夾具體的外形尺寸。</p><p>　　夾具體上安裝有平面定位元件(兩個(gè)支承板，每個(gè)支承板分為三段以便屑。),固定V形塊、活動(dòng)V形塊和圓形平面對(duì)刀塊。三者組合共同作為該夾具的定位元件.對(duì)于支承板和對(duì)刀塊都有較高的尺寸和位置精度要求.其中,支承板與工件接觸的平面與夾具體底座平行。所有的支承板與夾具體都采用普通螺絲釘進(jìn)行聯(lián)接，一旦支承板受磨損，可拆換。至于活

62、動(dòng)V形塊，因在加工過(guò)程中它必須要沿著工件長(zhǎng)度方向左右移動(dòng)。為了保證夾緊后良好的對(duì)中性，故在夾具體上沿著V形塊的兩側(cè)安裝了兩塊移動(dòng)導(dǎo)向板。導(dǎo)向板與工件接觸的內(nèi)表面與夾具橫向軸線(xiàn)應(yīng)保持較高的平行度。導(dǎo)向板的定位采用圓柱銷(xiāo)。</p><p>　　夾緊結(jié)構(gòu)也較為方便，采用汽缸推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，當(dāng)工件被放在夾具體的支承板平面上后，通過(guò)氣動(dòng)裝置，推動(dòng)壓板，壓板在推動(dòng)活動(dòng)V形塊，沿著導(dǎo)向面夾緊工件。在工件加工過(guò)程結(jié)束后,氣壓降低，

63、壓板在彈簧的拉力下后退，然后就可以取下工件，在裝夾下個(gè)零件。</p><p>　　因?yàn)樵撱姶矈A具要承受較大的切削力，因此要有足夠的穩(wěn)定性。為此通過(guò)兩個(gè)定位鍵與銑床工作臺(tái)的T形槽相配合來(lái)確定夾具在機(jī)床上的方位。上圖中定位鍵與夾具體的配合采用H7/h6。另外在該夾具體的兩頭設(shè)有耳座，可通過(guò)螺栓將夾具牢固地緊固在機(jī)床的工作臺(tái)上。</p><p><b>　　V形塊設(shè)計(jì)如下：</b

64、></p><p>　　V形塊是兩個(gè)定位平面間具有一定夾角的一種定位元件。V形塊工作面間夾角α常取60º、90º和120º，此時(shí)采用應(yīng)用最多的是90º角。</p><p>　　V形塊結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)工件定位基準(zhǔn)直徑來(lái)確定，并應(yīng)確定定位高度T。因?yàn)楫?dāng)V形塊加工完畢后需將心軸放在V形塊上，安尺寸T綜合檢驗(yàn)V形塊的加工精度。</p>&

65、lt;p>　　當(dāng)α=60º時(shí) T= H+D-0.867N；</p><p>　　當(dāng)α=90º時(shí) T= H+0.707D-0.5N；</p><p>　　當(dāng)α=120º時(shí) T= H-0.578D-0.289N；</p><p>　　式中 H——V形塊高度； </p><p>　　D——工件定位基準(zhǔn)直徑

66、；</p><p>　　N——V形塊定位部分寬度，該尺寸可供劃線(xiàn)和粗加工時(shí)使用。</p><p>　　下面是此夾具所用到的V形塊尺寸</p><p>　　夾具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖5所示</p><p><b>　　圖5 夾具圖</b></p><p><b>　　總結(jié)</b>&l

67、t;/p><p>　　通過(guò)這兩年以來(lái)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程和這幾個(gè)月以來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)理論知識(shí)掌握的不扎實(shí)和與實(shí)際應(yīng)用無(wú)法緊密聯(lián)系起來(lái)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分應(yīng)用了計(jì)算機(jī)的Word，又在畫(huà)圖中練習(xí)了CAD軟件，選擇零件的毛坯、尺寸、加工中又加深了對(duì)機(jī)械制造重要理論知識(shí)的理解。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成讓我感受到：今后無(wú)論做任何事都要腳踏實(shí)地，一步一步的完成，最后才能取得成功。</p&

68、gt;<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在不足之處，希望老師指出。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　首先應(yīng)該感謝****學(xué)院給我提供了大學(xué)三年的教育機(jī)會(huì)，感謝輔導(dǎo)員****老師在這三年中對(duì)我生活和學(xué)習(xí)的關(guān)心照顧，他不僅教會(huì)我一些知識(shí)，而且教會(huì)了我們?cè)鯓幼鋈恕?lt;/p><p>　　感謝大學(xué)三年的所有任課教師的認(rèn)真

69、教學(xué)，讓我們掌握了理論知識(shí)。</p><p>　　最后特別要感謝我的指導(dǎo)老師***對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的多次指導(dǎo)和修改，***老師在我完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中提供了很大的幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 蘭建設(shè)主編 《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具》.機(jī)械工業(yè)出版社，2004；</p><p&g

70、t;　　[2] 王先奎主編 《機(jī)械制造工藝學(xué)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.1；</p><p>　　[3] 華健主編 《現(xiàn)代汽車(chē)制造工藝學(xué)》.交通大學(xué)出版社，2002.9；</p><p>　　[4] 李益民編 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 2002.6</p><p>　　[5] 浦林祥 《金屬切削機(jī)