連桿加工工藝及夾具設計畢業(yè)設計說明書

1、<p>　　2011屆畢業(yè)設計說明書</p><p>　　連桿加工工藝與夾具設計</p><p>　　作 者 姓 名 </p><p>　　作 者 學 號 </p><p>　　專 業(yè) 班 級 機電

2、一體化 </p><p>　　指導教師姓名 </p><p>　　專業(yè)技術職稱 </p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　題 目：

3、 連桿加工工藝與夾具設計 </p><p><b>　　一、設計內容</b></p><p>　　需要完成連桿的加工工藝設計，包括分析零件結構工藝性，編排合理的加工工藝過程，選擇各加工工序合理的切削用量，填寫零件的加工工藝卡片。</p><p>

4、　　完成給定加工面的專用夾具設計等。</p><p>　　二、設計原始資料及要求</p><p><b>　　已知：</b></p><p>　　連桿的裝配圖（一張）和零件圖（兩張）</p><p>　　生產綱領：大批量生產，年產量6000件</p><p><b>　　班制：兩班制&l

5、t;/b></p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　繪制連桿零件圖和毛坯圖。</p><p>　　設計連桿工藝并編制工藝規(guī)程卡片一套。</p><p>　　設計連桿蓋通孔加工的專用夾具。</p><p>　　三、設計完成后提交的文件和圖表</p>&

6、lt;p>　　1.計算說明部分：設計說明書一份</p><p>　　2.圖紙部分：連桿毛坯圖一張</p><p>　　連桿加工工藝規(guī)程卡片一套</p><p>　　夾具裝配圖一張，夾具非標零件圖全套</p><p>　　四、畢業(yè)設計進程安排</p><p><b>　　五、主要參考資料</b>

7、;</p><p>　?。?］趙如福 主編 金屬機械加工工藝設計手冊 上?？茖W技術出版社 2009.1</p><p>　?。?］孟少農 主編 機械加工工藝手冊（第三卷） 機械工業(yè)出版社 1992.1</p><p>　　［3］瞿芳 主編 機械制圖 中國傳媒大學出版社 2008.6</p><p>　?。?］穆璽

8、清 主編 機械設計基礎 機械工業(yè)出版社 2007.11</p><p>　?。?］吳宗澤，羅圣國 主編 機械設計課程設計手冊 高等教育出版社 2006.5</p><p>　?。?］李 洪 主編 機械加工工藝手冊 北京出版社 1996.1</p><p>　?。?］符 煒 主編 實用 切削加工手冊 湖南科學技術出版社

9、 2003.3</p><p>　?。?］浦林祥 金屬切削機床夾具設計手冊 機械工業(yè)出版社 1995</p><p>　?。?］孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 冶金工業(yè)出版社 2002.2</p><p>　?。?0］方昆凡 公差與配合手冊 機械工業(yè)出版社 1999</p><p>　?。?1］吳宗澤

10、機械設計實用手冊 化學工業(yè)出版社 2000</p><p>　?。?2］馬賢智 機械加工余量與公差手冊 中國標準出版社 1994</p><p>　?。?3］王光斗，王春福 機床夾具設計手冊 上海科學技術出版社 2000</p><p>　　學 生 （簽 字）： 教研室主任（簽字）：

11、 </p><p>　　指導教師（簽字）： 系主任 （簽字）： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　連桿是柴油機的主要傳動件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設計。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的

12、剛性比較差，容易產生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內應力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術要求。</p><p>　　機械加工工藝是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保障。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要部分，工藝對夾具的要求也會提高，專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動化、標準化、通用化和高效化

13、方向發(fā)展以滿足加工要求。所以對機械的加工工藝及夾具設計具有十分重要的意義。</p><p>　　關鍵詞: 連桿，加工工藝，夾具設計</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine,

14、 this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demand

15、ed highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the functio</p>

16、<p>　　Keywords: connecting rod, deformination, processing technology, design of clamping device</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABS

17、TRACTII</p><p><b>　　緒 論1</b></p><p>　　第一章 機械加工工藝規(guī)程的制定3</p><p>　　1.1零件的工藝性分析3</p><p>　　1.1.1產品結構和工藝分析3</p><p>　　1.1.2 平面加工3</p>&

18、lt;p>　　1.1.3 孔加工4</p><p>　　1.1.4 技術要求分析4</p><p>　　1.2 毛坯的確定5</p><p>　　1.2.1 有關設計條件的說明5</p><p>　　1.2.2. 毛坯的材料5</p><p>　　1.2.3 制坯方法的確定6</p&g

19、t;<p>　　1.3 連桿工件的定位基準和定位方案分析7</p><p>　　1.4加工經濟精度與加工工序安排8</p><p>　　1.4.1加工經濟精度8</p><p>　　1.4.2連桿加工主要加工表面的工序安排9</p><p>　　1.5 典型表面的加工方法10</p><p&g

20、t;　　1.6 連桿加工工藝過程的確定10</p><p>　　1.6.1定位基準的選擇10</p><p>　　1.6.2工藝路線的擬定11</p><p>　　1.7加工設備與工藝裝備的選擇13</p><p>　　第二章 機械加工工藝卡片的設計15</p><p>　　2.1確定加工工藝過程15&

21、lt;/p><p>　　2.2 機械加工余量的確定15</p><p>　　第三章 鉆孔夾具的設計17</p><p>　　3.1專用夾具設計方法的工藝分析：17</p><p>　　3.1.1專用夾具的基本要求17</p><p>　　3.1.2專用夾具的設計步驟17</p><p>

22、;　　3.1.3夾具的選材18</p><p>　　3.1.4夾具體的熱處理18</p><p>　　3.1.5問題的提出18</p><p>　　3.2零件在夾具上定位基準的選擇18</p><p>　　3.2.1工件自由度分析18</p><p>　　3.3確定夾具體的結構19</p>&

23、lt;p>　　3.4夾具零件及夾具的公差技術條件19</p><p><b>　　設計小結22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　緒 論</b>

24、;</p><p><b>　　一、連桿的結構特點</b></p><p>　　連桿是發(fā)動機的主要零件之一，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；將活塞的往復運動變?yōu)榍男D運動，又受到曲軸的驅動而帶動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、拉伸及彎曲應力，這些交變載荷具有很大的沖擊特性。發(fā)動機正常工作時，連桿大頭約以

25、3000r/min的轉速旋轉，線速度達10m/s，所以連桿在工作時，形成巨大的離心力。由于連桿橫向竄動和形位誤差引起連桿受壓時產生彎曲，是連桿很容易斷裂，斷裂是連桿的主要損傷形式，對于EQ6100-I型汽車發(fā)動機連桿，其斷裂率約為0.5/1000。</p><p>　　連桿屬于典型的“雜件”類零件，不但精度要求高，形狀復雜，制造難度大，而且批量大，直接影響發(fā)動機質量，本篇論文詳細介紹了其加工方法的擬訂和確立，并對

26、加工中某工序所采用專用夾具進行設計。從工藝與專用夾具的方向進行了一定的探討。</p><p><b>　　制造工藝的發(fā)展情況</b></p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展，各料、新工藝和新技術不斷涌現，機械制造工藝正向高質量、高生產率和低成本方向發(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，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，

27、可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。</p><p>　　數控機床的出現，提高了更新頻繁的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，大大推進了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。目前，數控機床的工藝功能已由加工循環(huán)控制、加工中心，發(fā)展到適應控制。加工循環(huán)控制雖可以實現每個加工工序的自動化，但不同的工序中刀具的更換及工件的重

28、新裝夾，仍須人工來完成。加工中心是一種高度自動化的多工序機床，能自動完成刀具的更換，工件的轉位和定位，主軸和進給量的變換等，使工件在機床上只安裝一次就能完成全部加工。因此，他可以顯著縮短輔助時間，提高生產率，改善勞動條件，適應控制數控機床是一種具有“隨機應變”功能的機床，他能在加工中，根據切削條件的變化，自動調整切削條件，是機床保持最佳狀態(tài)下進行加工，因而有效提高加工效率，擴大品種，更好的保證了加工質量，并達到最大的經濟效率。</

29、p><p>　　近年發(fā)展起來的以計算機為行動中心，完成加工、裝卸、運輸、管理的柔性制造系統(tǒng)，具有監(jiān)視、診斷、修復、自動轉位加工產品的功能，使多品種、中小批量生產實現了加工自動化，大大促進了自動化的進程，尤其是將計算機輔助設計與制造結合起來而形成的計算機集成制造系統(tǒng)，是加工自動化向智能化方向發(fā)展的又一關鍵性技術，并進一步朝著網絡化、集成化和智能化的方向發(fā)展。</p><p><b>　

30、　夾具的發(fā)展趨勢</b></p><p>　　工藝裝備的設計、制造、使用和管理，體現著一個企業(yè)的工藝技術水平，夾具設計與制造又是制造環(huán)境中的生產準備周期時間和加工成本的重要因素，工裝設計水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。</p><p>　　夾具設計與制造是機電產品設計與制造的一項重要步驟，傳統(tǒng)的夾具設計制造時需大量的工時消耗和金屬材料的消耗。目前，基于特征參數化

31、技術已在機電產品設計與制造的各個階段得到廣泛的應用，夾具設計也必須向標準化、系統(tǒng)化、參數化方向發(fā)展。而且，為了適應我國加入WTO后機電產品的創(chuàng)新能力和盡快機電產品設計制造的全程仿真，快速組合夾具的發(fā)展正是適應了這種要求。</p><p>　　夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。</p>

32、<p><b>　　二、本次設計的內容</b></p><p>　　本設計主要是針對連桿工藝及鉆孔夾具的設計。夾具設計是組合機床設計中的重要部分，夾具設計的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數。在設計中，設計的主要思路是用工件以已加工端面為定位基準，夾具體的凸臺和大端面孔為定位面，工件以氣動夾緊，這樣設計主要是為了解決了手動夾緊時夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動強

33、度大等缺點；氣動夾緊采用空氣作為動力源，資源豐富并且干凈、清潔，對周圍環(huán)境沒有污染；不足是噪音比較大。</p><p>　　具體的設計思路是：首先確定工件的已加工端面定位方式，通過夾具體的凸臺、內孔，再用氣動裝置將其夾緊，這樣連桿的六個自由度全部限制，實現了零件的定位夾緊，然后確定零件的夾緊方式。在本次設計中采用的是手動夾緊方式；然后進行誤差分析、夾緊力的計算，對夾具的主要零件進行結構設計。</p>

34、<p>　　第一章 機械加工工藝規(guī)程的制定</p><p>　　1.1零件的工藝性分析</p><p>　　1.1.1產品結構和工藝分析</p><p>　　(1)該零件為發(fā)動機上的重要組成部分之一，其大頭孔和軸連接，小頭孔通過活塞銷和活塞連接，將作用于活塞的力傳給曲軸，又受曲軸驅動而帶動活塞。因此該連桿器將受到壓縮壓力，縱向彎曲應力和拉應力，故要求此

35、連桿有較輕的重量、較高的強度，同時大小頭孔還有較高的耐磨性和互換性。</p><p>　　(2)該連桿由連桿大頭連桿身和連桿小頭三部分組成，連桿大頭蓋和連桿身分開，由螺栓連接，小頭孔裝有襯套提高耐磨性和互換性。</p><p>　　(3)大小頭兩孔的軸線的平行度由較高的要求，中心距有絕對的要求，其精度主要由機加工機床本身來保證，平行度要求為0.05，中心距為280±0.036。&

36、lt;/p><p>　　(4)大頭孔的表面粗糙度要求為1.6，小頭孔的表面粗糙度要求為6.3，連端面的表面粗糙度為12.5，身蓋配合的表面精度為6.3。</p><p>　　(5)為了便于加工和保證加工精度，大頭設置工藝凸臺。</p><p>　　1.1.2 平面加工</p><p><b>　?。?）兩端面</b><

37、;/p><p>　　大頭兩端面間的尺寸公差等級為IT9，表面粗糙度Ra不大于1.6</p><p>　　小頭兩端面間的尺寸公差等級為IT5，表面粗糙度Ra不大于3.2</p><p>　?。?）大頭凸塊兩側面 表面Ra6.3</p><p>　?。?）體和蓋的結合面 表面粗糙度Ra0.8</p><p><b>

38、;　　（6）軸瓦鎖口槽</b></p><p>　　銑 保證尺寸42-0.62 保證尺寸40的Ra值為1.6</p><p>　　1.1.3 孔加工</p><p>　?。?）大頭孔 擴、粗鏜、精鏜達尺寸Ф102 mm，Ra0.8</p><p>　　（2）小頭孔　鉆、擴、粗鏜、精鏜達尺寸Ф55 mm，Ra0.8</p&

39、gt;<p>　?。?）鉆、擴、鉸螺栓孔M18mm, Ra值為12.5</p><p>　　1.1.4 技術要求分析</p><p>　　連桿上需要進行機械加工的主要表面為：大、小頭孔及兩端面，連桿與桿蓋的結合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術要求如下：</p><p>　　⑴為了使連桿大、小頭運動副之間配合良好，大頭孔的尺寸公差等級取為IT6

40、，表面粗糙度Ra應不大于0.5um；小頭孔的尺寸公差等級約取為IT5(加工后再按0.0025mm間隔分組),表面粗糙度Ra應不大于0.5um。</p><p>　?、拼蟆⑿☆^孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，進而影響發(fā)動機的效率，兩孔中心距的尺寸公差等級應不低于IT9.大、小頭孔中心線在兩個相互垂直的方向上的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，致使汽缸壁磨損不均勻，縮短 發(fā)動機的使用壽命，同時也使曲軸的連桿頸磨損加劇。若

41、稱大、小頭孔理想中心線所在的公共平面為連桿軸線平面，一般規(guī)定兩孔軸線在連桿軸線平面內的平行度公差等級應不低于IT7，在垂直于連桿軸線平面內的平行度公差等級應不低于8級。</p><p>　?、沁B桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度誤差過大，將加劇連桿大頭兩端面與曲軸連桿頸兩端面之間的磨損，甚至引起燒傷，一般規(guī)定其垂直度公差等級應不低于9級。</p><p>　?、冗B桿大、小頭兩端面間距離的

42、基本尺寸相同，但技術要求是不同的。大頭兩端面間的尺寸公差等級為IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8um；小頭兩端面間的尺寸公差等級為IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3um。這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。</p><p>　　⑸為了保證發(fā)

43、動機的運轉平穩(wěn)，對連桿小頭（約占連桿全長2/3）質量差和大頭（約占連桿全長1/3）質量差給以較嚴格的規(guī)定。</p><p>　　1.2 毛坯的確定</p><p>　　毛坯的選擇應從生產批量的大小，非加工面的技術要求，零件的材料、結構、形狀、尺寸、重量技術要求等方面綜合考慮。通常情況下，主要以生產類型來決定。正確選擇制坯方式可以使整個工藝過程經濟合理，故應認真的選擇并要加以論述。<

44、/p><p>　　1.2.1 有關設計條件的說明</p><p>　　汽車連桿零件屬于大批量生產。</p><p>　　大批量生產的工藝特點：⑴零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數裝配精度較高處，采用分組裝配法和調整法；⑵毛坯的制造方法和加工余量：廣泛采用金屬模機器造型、模鍛或其他高效方法，毛坯精度高，加工余量?。虎菣C床設備及布置形式：廣泛采用高效專用機床及自動機床，

45、按流水線和自動線排列設備；⑷工藝工裝：廣泛采用專用高效夾具、復合刀具、專用量具或自動檢驗裝置，靠調整法達到精度要求；⑸對工人技術要求：對調整工的技術水平要求高，對操作工的技術水平要求低；⑹工藝文件：要有工藝過程卡和工序卡，關鍵工序要調整卡和檢驗卡；⑺成本：較低。</p><p>　　1.2.2. 毛坯的材料</p><p>　　連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度，因此連

46、桿材料要采用高強度的碳鋼或合金鋼，可用來制作連桿的材料有45鋼、55鋼、40cr、40MnB等，此連桿要求大批量生產，毛坯材料選用鍛件。</p><p>　　45鋼----一般為中碳的優(yōu)質碳素結構剛與合金結構鋼，主要用于制造承受很大變動載荷與沖擊載荷或各種復合應力的零件（如機器中傳遞動力的軸、連桿、齒輪等）。這類零件要求鋼材具有較高的綜合力學性能，即強度、硬度、塑性、韌性有良好的配合。連桿需要承受多向交變載荷的作

47、用，對材料的綜合力學性能要求高，45鋼可以滿足這一要求，最終選定45鋼作為毛坯材料。</p><p>　　1.2.3 制坯方法的確定</p><p>　　連桿的特殊作用要求機械性能應大于或等于</p><p><b>　　抗拉強度 </b></p><p><b>　　屈服極限 </b><

48、;/p><p><b>　　沖擊韌性 </b></p><p>　　毛坯的選擇有兩種：使毛坯形狀與尺寸和零件接近；使毛坯的形狀尺寸與零件相差較大。</p><p>　　這影響著毛坯的制造費用及勞動量，與機械加工費用及勞動量。為節(jié)省能源與金屬材料，隨著毛坯制造專業(yè)化生產的發(fā)展，制坯方法的確定應取向前種方法。其中前種方法又有模鍛和鑄造兩種毛坯制造形式

49、最常用，考慮到零件工作的場所和綜合力學性能要求，毛坯選用模鍛的方式進行生產</p><p>　　連桿鍛坯形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另外一種是將體和蓋鍛成一體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，需將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題，分體鍛造能夠減少一定的工序，加工效率高。故最終選用分體鍛造的方式

50、制造毛坯。</p><p>　　鍛造的工藝過程如下：將棒料在爐中加熱至1140-1200℃，現在錕鍛機上通過四個型槽進行錕鍛制坯，然后在鍛壓機上進行預鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊。為了改善毛坯的切削加工性能，鍛造好的連桿毛坯需要進行調質處理，使之得到細致均勻的回火索氏體組織，減少毛坯的內應力。為了提高毛坯的精度，連桿毛坯還需進行熱校正。</p><p>　　此外， 連桿的顯

51、微組織在連桿小頭“工”字形截面檢驗，應符合NJ24-86《曲軸技術條件》附錄中的1-4級。連桿的縱剖面的金屬宏觀組織，其纖維方向應沿著連桿中心線，并與外形相符，不得間斷。</p><p>　　連桿經過外觀缺陷、內部探傷、毛坯尺寸及質量等的全面檢查合格后就可以進入機械加工生產線了。</p><p>　　1.3 連桿工件的定位基準和定位方案分析</p><p>　　

52、連桿外形較復雜而剛性較差，它的技術要求很高，恰當地選擇繼續(xù)加工中的定位基準是能否保證連桿技術要求的重要問題之一。</p><p>　　在連桿的實際加工過程中，一般都對連桿進行完全定位，即按六點定位原理來限制連桿的六個自由度。多數情況下，選用連桿的大、小頭端面作為主要定位基準，使零件的支撐面積大、定位穩(wěn)定、裝夾方便。同時選擇小頭孔和大頭連桿體的外側面作為一般定為基準，從而限制了連桿的六個自由度。選用連桿端面和小頭孔

53、作為定位基準，不僅便于在加工過程中實現基準統(tǒng)一，更重要的是使連桿的重要技術要求（如大、小頭孔之間的中心距要求，大、小頭孔中心線在兩個互相垂直方向上的平行度要求，端面與大頭孔中心線的垂直度要求，兩端面間的距離要求等）在加工過程中實現基準重合，以減小定位誤差。</p><p>　　對于一些要求高或加工中不易保證的技術要求，在精加工時也可以采用自為基準的原則進行加工（小頭孔尺寸精度和形狀精度的保證），或采用互為基準的原

54、則進行加工（如大、小頭孔中心距精度的保證），由機床精度直接保證（如大、小頭孔中心距要求可在雙軸鏜床上一次安裝同時加工出大、小孔來直接保證）。</p><p>　　按照“先加工基準后加工其它面”的加工原則，作為連桿主要定位基準的兩端面的加工，一般都是安排在工藝過程最初工序進行，即以未加工過的第一個端面在、為粗基準定位，加工第二個端面，緊接著以已加工過的第二個端面做基準，定位加工第一個端面。顯然第一個端面的精度要比第

55、二個端面高，在以后的加工中，用第一個端面做精基準最好。但由于連桿外形的對稱性，后續(xù)工序操作者不易分清哪個端面是第一個端面，為此連桿體和連桿蓋的零件圖上特意設計出一個加工和裝配用的工藝標記，并在連桿工藝規(guī)程中，規(guī)定無工藝標記的一側的端面為主要定位精基準，在后續(xù)的各加工工序中盡可能地用它來定位。</p><p>　　1.4加工經濟精度與加工工序安排</p><p>　　1.4.1加工經濟精度&

56、lt;/p><p>　　各種加工方法（車、銑、刨、磨、鉆、鏜、鉸等）所能達到的加工精度和表面粗糙度，都應該滿足圖紙設計要求。精度不是越高越好，滿足要求就行了，因為生產中控制生產成本對企業(yè)是很重要的，加工精度提得愈高，表面粗糙度減小得愈小，則所耗費的時間與成本也會愈大。在實際的生產中應在滿足設計精度的要求下盡可能地降低成本。</p><p>　　1.4.2連桿加工主要加工表面的工序安排</

57、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合面及連桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側面及體和蓋上的螺栓座面等。</p><p>　　連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個階段：第一階段為連桿體的加工，第二階段為連桿蓋的加工，第三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

58、其后續(xù)加工準備精基準(端面、小孔頭和大頭外側面);第二階段主要是加工除精基準意外的其它表面，包括大、小頭粗加工、為合裝做準備的螺栓孔和結合面的粗精加工以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項技術要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按主要表面的粗、精加工來劃分連桿的加工階段的話，可以按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為表面的半精加

59、工、精加工階段。 </p><p><b>　　工序順序的安排原則</b></p><p>　?、傧燃庸せ鶞拭妫偌庸て渌砻?lt;/p><p>　?、谝话闱闆r下，先加工平面，后加工孔</p><p>　　③先加工主要表面，后加工次要表面</p><p>　?、芟劝才糯旨庸すば颍蟀才啪庸すば?/p>

60、 </p><p>　?、輽z查、檢驗工序，去毛刺、平衡、清洗工序根據需要穿插在各其它工序中進行。</p><p>　　1.5 典型表面的加工方法</p><p>　　連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，這幾種表面在加工的過程中量大且典型，它們的加工方法分別有以下幾種選擇：</p><p>　　（1）兩端面加工方法的選擇：</p&g

61、t;<p>　　端面的加工通常有銑、刨、磨三種，其中銑和磨的加工精度較高，刨的加工精度較低，由于兩端面在后續(xù)加工過程中會多次被用作定位基準，所以為了保證零件的整體加工精度，選用銑和磨兩種加工方式，其中銑為粗加工，磨用于精加工。</p><p>　?。?）孔的加工方法的選擇：</p><p>　　孔的加工方法有鉆孔、鉸孔、鏜孔等加工方式，其中鏜孔精度高，在連桿所以需要加工的部位

62、中，大、小頭孔的加工要求是最高的，所以宜用鉆頭鉆、擴孔，最后采用鏜、磨的方式保證精度。</p><p>　　1.6 連桿加工工藝過程的確定 </p><p>　　在擬訂工藝路線時，正確的處理粗、精加工工序的安排是很重要的。因為連桿是大批大量生產，所以粗、精加工要分開。</p><

63、p>　　因為連桿的大、小頭孔的精度要求比較高，所以應安排粗加工、半精加工和精加工三個階段。其它部位也應根據精度要求合理地劃分加工階段。</p><p>　　1.6.1定位基準的選擇</p><p><b>　　（1）粗基準的選擇</b></p><p>　　a.以不需加工的桿身側面作為粗基準面，來加工連桿的兩端面，設計基準和定位基準要重合

64、；</p><p>　　b.鉆小頭孔以粗磨后的兩端面作為粗基準采用外定位，同時以未加工過的毛面作為粗基準。</p><p><b>　?。?）精基準的選擇</b></p><p>　　以加工過的兩端面，大小頭孔和工藝凸臺作為精基準。</p><p>　?。?）小頭孔的加工均采用外定位方式，均以工藝凸臺和工藝面作定位基準。

65、</p><p>　　1.6.2工藝路線的擬定</p><p><b>　?。?）兩端面的加工</b></p><p>　?。?）身蓋分開面加工</p><p><b>　　（3）小頭孔加工</b></p><p><b>　?。?）大頭孔加工</b>&

66、lt;/p><p>　　其中工藝過程設計大致采用：</p><p>　　鍛造→調制→粗加工→精加工→檢驗→入庫</p><p>　　通過對連桿零件圖以及其技術要求進行認真分析后，得到了連桿工藝過程的最后方案：</p><p><b>　　連桿體的加工:</b></p><p>　　工序1 粗銑兩

67、端面</p><p><b>　　工序2精銑兩端面</b></p><p><b>　　工序3磨兩端面</b></p><p><b>　　工序4鉆小頭孔</b></p><p><b>　　工序5粗鏜小頭孔</b></p><

68、p>　　工序6小頭孔倒角及去毛刺</p><p>　　工序7粗銑工藝凸臺及結合面</p><p>　　工序8精銑工藝凸臺及結合面</p><p>　　工序9粗鏜大頭孔，倒角</p><p><b>　　工序10磨結合面</b></p><p>　　工序11鉆攻螺紋孔</p&

69、gt;<p><b>　　工序12鉆定位孔</b></p><p>　　工序13鉸定位孔及去毛刺</p><p><b>　　連桿蓋的加工:</b></p><p>　　工序1 粗銑兩端面</p><p>　　工序2 精銑兩端面</p><p>　　

70、工序3 磨兩端面</p><p>　　工序4 粗銑結合面</p><p>　　工序5 精銑結合面</p><p>　　工序6 粗鏜大頭孔及倒角</p><p>　　工序7 磨結合面</p><p>　　工序8 鉆，擴沉頭孔</p><p>　　工序9 鉆鉸定位孔<

71、;/p><p>　　工序10 鉸定位孔</p><p><b>　　工序11 去毛刺</b></p><p><b>　　工序12 清洗</b></p><p>　　工序13 終檢（尺寸分組）</p><p><b>　　連桿總成的加工:</b>&l

72、t;/p><p>　　工序1 粗銑螺母座面</p><p>　　工序2 鉆、擴、鉸螺栓孔</p><p>　　工序3 擴螺栓孔、倒角</p><p>　　工序4 去結合面毛刺</p><p><b>　　工序5 清洗</b></p><p>　　1.7加工設備與工藝裝

73、備的選擇</p><p>　　由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。</p><p>　　粗銑兩端面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，選擇XF924銑床。選擇直徑D為100mm的硬質合金面銑刀，刀具材料為YW2，代號為M20(G

74、B2075-1987)，采用專用夾具和游標卡尺；</p><p>　　半精加工，精加工端面。采用磨削方式即可滿足工藝要求均使用M7350平面磨床，量具使用游標卡尺；</p><p>　　大小頭孔是該零件的重要加工部位，鉆小頭孔使用通用鉆床Z 3080，使用鉆小頭孔夾具，量具使用游標卡尺；</p><p>　　一次粗鏜大頭孔?？紤]到該孔的結構特點，使用鏜床TF673&

75、lt;/p><p>　　精鏜大小頭孔。同時進行為保證加工質量使用金剛石鏜床T60，使用的量具是游標卡尺。</p><p>　　擠壓小頭孔。加工設備為壓床。</p><p>　　銑鎖口槽。采用立式銑床，查表選用型號為X51的立式銑床，專用夾具，專用銑刀，用游標卡尺測量。</p><p>　　加工螺栓座面。采用立式銑床，查表選用型號為X51的立式銑床

76、，專用夾具，專用銑刀，用游標卡尺測量。</p><p>　　倒角。采用立式銑床，銑床型號為X51，專用夾具，專用銑刀，用游標卡尺測量。</p><p>　　拉大、小頭凸塊及兩側面。查表選用型號為L5120的立式內拉床。</p><p>　　第二章 機械加工工藝卡片的設計</p><p>　　2.1確定加工工藝過程</p>&l

77、t;p>　　連桿總成的加工路線：</p><p>　　毛坯準備--校直--磁粉探傷--粗銑兩端面--精銑兩端面--磨兩端面-鉆小頭孔--粗鏜小頭孔--小頭孔倒角及去毛刺--粗銑工藝凸臺及結合面--精銑工藝凸臺及結合面--粗鏜大頭孔，倒角--磨結合面--鉆攻螺紋孔--鉆定位孔--鉸定位孔及去毛刺--清洗--打印件號--檢驗</p><p>　　連桿蓋加工工藝路線：</p>

78、<p>　　毛坯準備--校直--磁粉探傷--粗銑兩端面--精銑兩端面--磨兩端面--粗銑結合面--精銑結合面--粗鏜大頭孔及倒角--磨結合面--鉆，擴沉頭孔--鉆鉸定位孔--鉸定位孔--去毛刺--清洗--打印件號--檢驗</p><p>　　連桿總成的加工路線：</p><p>　　體與蓋對號，清洗，裝配--磨兩端面--半精鏜大頭孔及倒角--精鏜大頭孔--精鏜小頭孔--滾壓大頭

79、孔--粗銑小頭孔端面--精銑小頭孔端面--大頭孔壓入襯套--精鏜大頭孔襯套孔--拆開連桿蓋--銑體與蓋大頭軸瓦定位槽--對號，裝配--退磁--檢驗--包裝入庫</p><p>　　2.2 機械加工余量的確定</p><p>　　連桿材料為45鋼，硬度為226-271HBS，生產類型為大批生產，采用整體鍛造毛坯．</p><p>　　根據有關資料及制訂的加工工藝，分

80、別確定各工序尺寸如下：</p><p>　　(1).兩端面間距離52mm </p><p>　　查<<金屬機械加工工藝設計手冊》）（簡稱《工藝手冊》）</p><p>　　表4-28得，端面加工余量為1.0mm，粗加工的加工余量約占總共余量的2/3-3/4,粗銑端面加工余量 取為0.5mm，精銑余量為0.25mm，銑削公差即零件公差為0.20mm.

81、 </p><p>　　(2).大頭孔Ф102mm</p><p>　　其毛坯為分體鍛造毛坯,查<<工藝手冊>>表4-1得</p><p>　　合裝后擴大頭孔至100.1mm,其余量為1.6mm,公差為0.20mm;粗鏜余量查手冊表1-31得,0.8,粗鏜完尺寸為100.9mm,公差為0.046mm;半精鏜和精鏜的余量查手冊表1-31得,

82、0.6mm,加工完尺寸為101.5mm,公差為0.03mm.其最終加工為珩磨加工,查手冊表1-35得,其余量為0.5mm,加工完尺寸為102mm,為最終加工尺寸.</p><p>　　3.小頭孔Ф55mm</p><p>　　其鍛造毛坯小頭孔為實體,首先加工為鉆孔,加工至尺寸為53.2mm,查<<工藝手冊>>表1-32得,加工余量為1.1mm,公差為0.033mm,

83、拉孔至尺寸54.3mm,半精鏜和精鏜的余量查手冊表1-31得,其余量為0.7mm,加工完尺寸為55mm,為最終加工尺寸。</p><p>　　第三章 鉆孔夾具的設計</p><p>　　3.1專用夾具設計方法的工藝分析：</p><p>　　鉆螺紋孔夾具屬于專用夾具，除工件的定位和夾緊外，還有一些問題需要解決：如專用夾具的設計步驟、夾具體的設計、夾具總圖上尺寸公差

84、及技術要求的標準、工件在夾具中加工的精度分析、夾具的經濟分析及機床夾具的計算等。</p><p>　　3.1.1專用夾具的基本要求</p><p>　　a.保證工件的加工精度</p><p><b>　　b.提高生產率</b></p><p><b>　　c.工藝性好</b></p>

85、<p><b>　　d.實用性好</b></p><p><b>　　e.經濟性好</b></p><p>　　除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外，還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析以提高夾具在生產中的經濟效益。</p><p>　　3.1.2專用夾具的設計步驟</p>

86、<p>　　（1）明確設計任務和收集設計資料</p><p>　　鉆螺紋孔所要設計的夾具其設計任務主要是對其進行定位和夾緊與一些輔助支撐，對工件進行六點支撐，使工件定位可靠，操作安全，設計資料的收集主要是機床夾具設計手冊和機械加工工藝手冊等。</p><p>　?。?）機床夾具的組成</p><p><b>　　a.定位裝置</b>&

87、lt;/p><p><b>　　b.夾緊裝置</b></p><p><b>　　c.對刀或導向裝置</b></p><p><b>　　d.連接元件</b></p><p><b>　　e.夾具體</b></p><p><b&

88、gt;　　f.其它裝置或元件</b></p><p>　　3.1.3夾具的選材</p><p>　　根據零件圖的加工條件可以知道，夾具可以由鑄造成型，選用HT200,鑄造夾具體的優(yōu)點是工藝性好，可鑄出各種復雜形狀，具有較好的抗壓強度、但生產周期長，需進行時效處理，以消除內應力。 </p><p>　　3.1.4夾具體的熱處理</

89、p><p>　　由于本夾具體屬于復雜型夾具，熱處理主要采用時效或退火處理。</p><p>　　3.1.5問題的提出</p><p>　　本夾具主要是加工發(fā)動機連桿蓋端面兩個通孔。為了保證他的位置精度和提高生產率，特制了一套專用夾具，孔 的軸線與分合面有垂直度的要求，孔有圓度要求，公差為0.20。</p><p>　　3.2零件在夾具上定位基準的

90、選擇</p><p>　　零件在夾具上以端面定位控制三個自由度，內孔以短心軸定位限制兩個自由度，孔的外端面以短銷定位控制一個自由度。為保證定位的準確性、高精度性，在零件加工過程中，嚴格保證零件的精度嚴格按照圖紙要求進行，保證某些零件在加工完成后所要達到的硬度，表面光潔度。</p><p>　　3.2.1工件自由度分析</p><p>　　專用夾具分為手動夾緊、氣動夾

91、緊及液壓夾緊三種方式，下面就其特點分析，再結合廠家的要求確定最終方案。</p><p>　　1.手動夾緊：是針對較小的零件、切削余量不大，批量不大而采用的夾緊方法，手動夾緊經濟性好，操作方便。</p><p>　　2.氣動夾緊：夾緊力基本恒定，夾緊動作迅速，省力，但由于空氣是壓縮的，因此夾緊剛性差。</p><p>　　3.液壓夾緊：油液能夠傳遞較大的壓力，抗震性較

92、強，能維持較好的夾緊剛度，但采用時，必須有一套動力裝置及各種泵閥等輔助裝置，另外密封性能要求較高。</p><p>　　綜上所述，考慮到此連桿尺寸不大，切削余量小及經濟性等諸多因素，最終選用手動夾緊方案。</p><p>　　3.3確定夾具體的結構</p><p>　　確定夾具的結構，繪制裝配圖如下：</p><p>　　3.4夾具零件及夾具

93、的公差技術條件</p><p>　?。?）鉆床的技術條件</p><p>　　在鉆床上加工孔和孔系時，其尺寸精度和相互位置精度是靠鉆套精度和鉆套的位置精度來決定的。</p><p>　　鉆套的內徑尺寸即為刀具的最大極限尺寸，其公差按基軸制配合制訂，如果刀具不是用切削部分而是用圓柱部分導向時，也允許采用基孔制相應配合，即孔用H7，軸用g7、g6、g5。</p&g

94、t;<p>　　鉆套與導向桿之間的位置精度，可通過相應的技術要求保證，其中鉆床夾具的主要技術要求，一般包括以下幾個方面：</p><p>　?、俣ㄎ槐砻鎸A具安裝基面的垂直度或平行度</p><p>　　②鉆套中心對定位基面和夾具的安裝基面的垂直度或平行度</p><p>　?、弁S線鉆套的同軸度</p><p>　?、芏ㄎ槐砻?/p>

95、的直線度和平面度或等高性</p><p>　　⑤定位表面和鉆套軸線對對校正基面的垂直度或平行度</p><p>　?、薷鞅患庸け砻骈g被加工表面與定位表面間的尺寸要求及相互位置要求。</p><p>　?。?）標準零件及部件</p><p>　　機床夾具常用的零件及部件已經標準化（參閱GB2148~2258~80,GB2262~2269~80）

96、,可以查得這些零件及部件的結構尺寸、精度等級、表面粗糙度、材料及熱處理條件等，其技術條件亦可參閱《機床夾具零件部件技術條件》（GB2259-80）</p><p>　?、僦圃炝慵安考捎玫牟牧蠎舷鄳膰鴺艘?guī)定，允許采用機械性能不低于原規(guī)定牌號的其他材料制造；</p><p>　　②鑄件及鍛件機械加工余量和尺寸公差暫按各部相應標準化的規(guī)定；</p><p>　　

97、③鑄件不允許有裂紋、氣孔、砂眼、縮松、夾渣等缺陷，澆冒口、結疤、粘沙應清除干凈；</p><p>　?、苄铏C械加工的鑄件或鍛件，加工前應經時效處理或退火、正火處理；</p><p>　　⑤凡加工面未注公差尺寸的，其尺寸公差應按GB1804-79《公差與配合 未注公差尺寸的極限偏差》IT13規(guī)定。</p><p>　　⑥外螺紋工作表面的表面粗糙度為3.2，螺紋工作表面

98、的粗糙度為6.3。當螺距t≤0.5mm時，可不檢查粗糙度。</p><p><b>　　設計小結</b></p><p>　　通過對汽車連桿的機械加工工藝及對粗加工銑結合面夾具的設計，使我學到了許多有關機械加工的知識,主要歸納為以下三個方面：</p><p>　　第一方面：連桿件外形較復雜，其技術要求很高，加工剛度差，這就要求做設計的我們能正確

99、地掌握定位基準的選擇、切削用量、精度控制等專業(yè)知識，此外要要有嚴謹的態(tài)度，設計過程繁瑣，不認真是不可能完成的。</p><p>　　第二方面：主要是關于夾具的設計方法及其步驟。以前在學習過程中只是聽老師講了夾具方面的一些基本知識，都是皮毛，而通過這次設計，我?guī)缀醴榱藞D書館百十種夾具設計的書籍，極大地補充了學習的不足，讓我懂得了不少這方面的專業(yè)知</p><p>　　第三方面：在這次設計過

100、程中，除了涉及到本專業(yè)的專業(yè)知識外，大學三年所學的其它知識幾乎全派上了用場，在此過程中涉及到的其它知識有Word和Excel文檔的編輯、AutoCAD鍛造等?？梢哉f這次設計是對三年所學的一次全面整合，十分到位。</p><p>　　除了以上三方面，在設計過程中我還熟悉了查各種手冊，接觸到了大量的專業(yè)書籍，真是獲益良多。在此我要再次感謝幫助我設計的xx老師，謝謝他給我耐心的指導，幫我解決了設計過程中我無法解決的難題

101、。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　三年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在畢業(yè)設計即將結束之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的導師。我不是您

102、最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術目標，領會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導,經由您悉心的點撥,再經思考后的領悟,常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。</p><p>　　感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育

103、之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在設計即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！</p><p>　　同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境。</p><p>　　最后再一次感謝在畢業(yè)設計中給以我們辛勤指導的*老師還有所有曾經幫助過我的良師益友和同學，以及在設計中被我引用或參考

104、的論著的作者。在此，向你們致以崇高的敬意！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?］趙如福 主編 金屬機械加工工藝設計手冊 上?？茖W技術出版社 2009.1</p><p>　?。?］孟少農 主編 機械加工工藝手冊（第三卷） 機械工業(yè)出版社 1992.1</p><p&g

105、t;　?。?］瞿芳 主編 機械制圖 中國傳媒大學出版社 2008.6</p><p>　?。?］穆璽清 主編 機械設計基礎 機械工業(yè)出版社 2007.11</p><p>　?。?］吳宗澤，羅圣國 主編 機械設計課程設計手冊 高等教育出版社 2006.5</p><p>　?。?］李 洪 主編 機械加工工藝手冊 北京出版社

106、1996.1</p><p>　?。?］符 煒 主編 實用 切削加工手冊 湖南科學技術出版社 2003.3</p><p>　?。?］浦林祥 金屬切削機床夾具設計手冊 機械工業(yè)出版社 1995</p><p>　　［9］孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 冶金工業(yè)出版社 2002.2</p><p>

107、;　?。?0］方昆凡 公差與配合手冊 機械工業(yè)出版社 1999</p><p>　　［11］吳宗澤 機械設計實用手冊 化學工業(yè)出版社 2000</p><p>　?。?2］馬賢智 機械加工余量與公差手冊 中國標準出版社 1994</p><p>　?。?3］王光斗，王春福 機床夾具設計手冊 上?？茖W技術出版社 2000</p>