汽車連桿加工工藝規(guī)程及夾具設計畢業(yè)論文(1).

1、南童丄嘗籤建媯*睨畢業(yè)論文課題名稱汽車連桿加工工藝規(guī)程及夾具設計院/專業(yè)國際教育學院/機械制造與自動化班級機自1316學號1301033112學生姓名林江指導教師：翁秀奇2016年5月16日南京工業(yè)職業(yè)技術學院汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設計摘要本課題主要論述了連桿的加工工藝規(guī)程和夾具設計。連桿是發(fā)動機中用于傳遞動力的運動部件，其中連桿的尺寸、形狀以及位置精度的要求較高，連桿由于剛性較差容易產(chǎn)生變形，因此在 安排工藝過程時，需要單獨加工表面的粗、精加工。連桿除了可以進行上下運動，還可以進行左 右擺動作復雜的平面運動，連桿在工作的時候，主要承受氣體壓力以及往復慣性力所產(chǎn)生的交變 載荷，要求連桿具備

2、足夠的疲勞強度和剛度，來逐步減少加工表面余量、切削力及內應力的作用,并修整加工所導致的變形影響，進一步達到零件的技術要求。連桿是發(fā)動機中不可或缺的傳動件， 不能改變連桿承載力的大小，可以改善的材料選擇、銃結合面夾具的設計優(yōu)化加工方法等來確保 連桿的可靠性。本課題的目的是解決上述問題而進行的對連桿加工工藝規(guī)程及夾具的設計，連桿 在機械行業(yè)有著的應用廣泛。關鍵詞： 連桿，加工工藝，夾具設計ABSTRACTThis topic mainly discusses the process ing tech no logy of the conn ect ing rod procedures and fi

3、xture desi gn; Connecting rod is used to pass in the engine power of moving parts, in cludi ng the size, shape and po siti on precisi on of connecting rod of the dema nd is higher, connecting rod due to less prone to deformati on rigidity, whe n arra nging process, therefore, requires a separate pro

4、cess ing surface rough and finish m ach ining. Connecting rod in additi on to up and dow n, also can un dertake side action complex pla nar mo tion, connecting rod at work, the main gas under pressure and reciprocating inertia force produced by th e alter nat ing load, requires connecting rod have e

5、no ugh fatigue stre ngth and stiffness, to gradually reduc e machining allowanee, the action of cutting force and stresses in the surface, and finishing machining d eformati on caused by the impact, to achieve a part of the tech nical requireme nts. Connecting rod is in dis pen sable to drive in the

6、 engine, cant cha nge the size of the connecting rod beari ng capacity, can improv e the factors such as material selection, structural design to ensure the reliability of connecting rod. The purpose of this subject is to solve the above problems of conn ect ing rod mach ining process pla nning an d

7、 fixture design, connecting rod in the machinery industry has a wide application.Key words : Connecting rodProcess ing tech no logyFixture Desig n裝線第3頁共27頁南京工業(yè)職業(yè)技術學院汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設計目錄第1章緒論61.1汽車發(fā)動機連桿發(fā)展現(xiàn)狀 61.2連桿未來發(fā)展趨勢 7第2章連桿分析82.1連桿結構特點與作用 82.2連桿的組成部分 92.3連桿常見的損壞形式 10第3章連桿加工工藝規(guī)程的制定 113.1工藝的基本概念 113.2定

8、位基準的選用 113.2.1粗基準的選取 113.2.2精基準的選取 113.3連桿加工工藝路線的擬訂 123.4加工中夾緊方式的選擇 153.5連桿加工主要技術要求 15亠3.5.1連桿兩端面的加工 15裝3.5.2連桿大、小頭孔的加工 153.5.3連桿大頭側面的加工 163.5.4連桿螺栓孔的加工 163.6切削用量的確定 163.6.1切削用量的選擇原則 16、3.6.2切削用量的選擇方法 17訂第4章連桿零件的夾具設計 184.1夾具的概述及組成 184.1.1夾具的概述184.1.2機床夾具的組成 184.2夾具設計的要求與步驟 18八4.2.1夾具設計的要求 18線4.2.2夾具

9、設計步驟 184.3連桿零件的夾具設計 194.3.1對零件工序的加工要求分析 194.3.2確定夾具體 19線第7頁共27頁4.4定位方案以及定位元件的制定 19441定位鍵19442夾緊方案 204.5繪制CAD夾具總裝圖 204.5.1連桿銃結合面夾具裝配圖 204.5.2連桿銃結合面零件圖 22總結23致謝24參考文獻25附件26第1章緒論1.1汽車發(fā)動機連桿發(fā)展現(xiàn)狀目前國內汽車行業(yè)發(fā)展迅速 ，汽車內部發(fā)動機可以安全可靠的運行取決于連桿的相關的參數(shù)丨包括連桿的剛度、質量以及強度，這些相關的參數(shù)對汽車發(fā)動機能否安全高效運作有著最為直接丨的影響。汽車發(fā)動機連桿發(fā)展現(xiàn)狀中原料分為調質鋼、非調

10、質材料以及金屬基復合型材料三大類丨另嘰丨調質鋼是國內傳統(tǒng)生產(chǎn)汽車發(fā)動機的連桿使用的材料，有著具有廣泛的應用領域，制作工藝I主要分為下料、鍛造、正火、調制以及加工。傳統(tǒng)的連桿制造工藝有其優(yōu)勢也有其缺陷；缺陷在丨于制造生產(chǎn)的工藝過程中其所需要的能源消耗太高，消耗時間太長也致使調制鋼材料會氧化脫丨 碳，脫碳不但使表面層的硬度和耐磨性降低，而且在淬火過程中內部馬氏體與材料表層相變情況、丨體積變化不同，工件表面容易產(chǎn)生裂紋受損進而達不到產(chǎn)品的技術要求，從而造成不必要的廢品丨 率；優(yōu)勢在于調制鋼連桿能夠為產(chǎn)品提供較強的韌性，保證所獲得的成品質量?，F(xiàn)階段調制鋼在I國內考慮到生產(chǎn)工藝的復雜性、能耗量大以及生產(chǎn)

11、成本高，調制鋼材料還會是會存在一定的市場，丨當然這種材料將會逐漸取代要取決于科技的進步以及新型材料涌現(xiàn)。I相對于調制鋼材料而言，非調制材料則是將一定量相關的微量合金元素（如鈦、釩）加入到I 碳鋼的內部中，生產(chǎn)過程中有效的控制鍛造、 軋制這兩個過程的冷卻速度， 從而致使一定量的（氮, 裝 碳類型）化合物從碳鋼內層析散出來，就可以使得到的材料在強度上有著明顯的提升。非調制材I料在制造連桿的過程中，只需要添加微量合金元素，在一定程度上節(jié)約了生產(chǎn)的成本，正所謂物I美價廉，在制造連桿的材料方面成本上明顯降低；國外在制作連桿過程中在鋼材中加入一定量的I微量合金元素，提升鋼材的內部錳含量， 相比較中國最為傳

12、統(tǒng)的發(fā)動機連桿材料制造工藝過程中，I只是進行簡單的鍛造并減少了調制過程，實現(xiàn)了制造汽車連桿的工藝過程。中國研究非調質鋼材I料的方面取得了很大的進展 ，但是許多關鍵性技術方面有待提高，生產(chǎn)的汽車連桿的韌性差與國訂外的汽車連桿的材料相差甚遠。I對調質鋼與非調制鋼而言，金屬基復合型材料其性能特點有著顯著的差異，不僅力學性能橫I向以及剪切強度較高；而且具有導電性強、阻尼性好、良好的耐磨性、熱膨脹系數(shù)小、不易老化I等許多方面的優(yōu)點。金屬基復合材料是以金屬或合金為基體與各種增強材料（如不銹鋼纖維、陶I 瓷纖維）復合而制得的復合材料，其種類有很多，分類方式存在著差異；不同的增強體的類別：I纖維增強、晶須增強

13、和顆粒增強三大類；不同的金屬或合金基體的類別：鋁基、鎂基、銅基、鈦線基、高溫合金基、金屬間化合物基以及難熔金屬基復合材料。在連桿的制造過程中，為了達到降I低發(fā)動機的振動幅度以及慣性力的要求時，而采用輕質的材料來降低連桿整體的重量，從而進一步I降低發(fā)動機整體的質量。金屬基復合材料也有加工溫度高、工藝過程比較復雜、生產(chǎn)成本較高以I及界面反應控制困難的缺點。南京工業(yè)職業(yè)技術學院汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設計1.2連桿未來發(fā)展趨勢在國家經(jīng)濟快速發(fā)展的帶領下，汽車行業(yè)也迅速發(fā)展起來，在進行汽車連桿相關材料的生產(chǎn)、設計以及制造的過程中，一定要以滿足綠色安全生產(chǎn)為前提條件下，要做到考慮提高汽車的性能要求以及

14、滿足消費者的要求；在汽車連桿的制造過程中，不僅要滿足汽車相應的連桿材料的性能:指標，還要滿足使用節(jié)能環(huán)保的連桿材料。1汽車連桿材料未來發(fā)展趨勢更加要求其滿足重量輕、剛度好、慣性作用力小并采用輕質的金；屬基復合材料的短連桿結構，相對于其他類型的連桿材料，金屬基復合型材料在強度、剛度、質1量等一些方面有顯著的優(yōu)勢；汽車連桿的發(fā)展趨勢要求進一步解決金屬基復合材料在加工過程中1的復雜的制造工藝過程、界面反應控制困難等缺陷，相關的制造成本還需要完善優(yōu)化生產(chǎn)連桿的1裝置的資金。相對于傳統(tǒng)的連桿制造生產(chǎn)工藝而言，解決了降低金屬基復合型性材料的生產(chǎn)過程1中的這一成本問題；在制造汽車連桿的過程中用粉末燒結鍛造制

15、造連桿的方法，可以優(yōu)化選擇合1理的熱壓燒結參數(shù)，再以金屬基復合材料的粉末為原料，經(jīng)過預成型壓制工藝，接著進行加熱燒結鍛1造毛坯，最后在壓力機加工鍛造成型。在材料的使用方面能夠極大地減少，這預示著生產(chǎn)總體的成1本也會進一步降低，所使用的耗能低也進一步實現(xiàn)發(fā)動機連桿的質量輕的優(yōu)點。此外，在具體的生1產(chǎn)過程當中應當根據(jù)實際的生產(chǎn)情況科學選用高能磨球參數(shù)，提升基體金屬內部的均質性 ，進一步1提升金屬連桿的強度。鑒于本人實習工作時間太少以及對連桿的了解深度不一定很詳細，本論文1存在某些不恰當或疏漏的地方，懇請老師批評指正。裝第2章連桿分析2.1連桿結構特點與作用現(xiàn)階段廣泛使用的連桿主要由連桿體和連桿蓋兩

16、個部分構成，連桿體的一端上有連桿小頭，丨另一端由螺栓和六角螺母聯(lián)接連桿體和連桿蓋構成連桿大頭（如圖2.1連桿總成圖）。當前汽車連丨桿部件中不僅存在的質量不平衡問題消去，有時需要考慮連桿的厚度和質量等一系列問題。了解丨連桿的結構特點顯得很重要；連桿是汽車發(fā)動機中不可或缺的傳動件，用于傳遞動力的重要運動丨 部件。連桿的作用就是在于將活塞頂面膨脹的壓力傳遞給曲軸，曲軸的驅動力來推動活塞壓縮氣:缸氣體從而使氣缸的氣體做功。連桿在工作過程中不僅要承受一定規(guī)律變化的氣體沖擊外，還要丨承受的慣性力也比較大，其中連桿小頭隨活塞作往復運動而連桿大頭隨著曲軸作回轉運動，連桿丨體即桿身在兩種運動的作用下作擺動運動。

17、連桿在工作時為了滿足承受上訴這樣的條件，要求連丨桿不僅要具有良好的耐疲勞、足夠的抗沖擊能力，而且滿足一定的強度以及較好的韌性也同樣重TFFf;要。丨在發(fā)動機工作過程中，連桿由于受到膨脹氣體交變壓力和慣性力的作用的影響，使得連桿應丨該具備足夠的強度和剛度，同時要減輕連桿自身的質量，以至于減小慣性力的作用。同一發(fā)動機丨中各連桿的質量不能相差太大來保證發(fā)動機運轉平衡；也就是說為了保證連桿在發(fā)動機運轉中的丨正常性，應該保證發(fā)動機中不同連桿的質量相差不大。裝由于汽車發(fā)動機有著不同的內部結構，從而連桿的結構上也存在著明顯的差異。連桿大小頭丨端高度根據(jù)結構的不同，分為有等高和不等高兩種，而在V型發(fā)動機中一般

18、采用不等高的結構，丨采用這種方式目的使連桿結構緊湊。連桿的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦是為了減少磨損以及維丨修。一組墊片存在于連桿體大頭和連桿蓋之間用來減少軸瓦的磨損。使用活塞銷與活塞連接連桿丨 小頭，連桿小頭孔內壓入青銅襯套來減少小頭孔與活塞銷的磨損，有利于磨損后進行修理和更換。丨連桿小頭的頂端處有油孔，發(fā)動機依靠曲軸的高速轉動，將氣缸體下部的潤滑油運動到小頭頂端訂的油孔內，可以有利于連桿小頭襯套與活塞銷之間的摩擦運動副潤滑。連桿的作用是使活塞和曲丨軸兩者有效地聯(lián)接起來，把活塞的往復直線運動轉化為曲柄的回轉運動。連桿零件材料的選擇正丨確性對于提高其精度有著很大的影響，連桿零件的強度與制造連桿的材

19、料存在很大的關系，新型丨高科技材料的使用使得現(xiàn)代的連桿零件強度更高而且材料消耗顯著減少。線第9頁共27頁南京工業(yè)職業(yè)技術學院汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設計5C1900X3圖2.1連桿總成圖2.2連桿的組成部分88(1)連桿桿身 連桿的桿身是長桿件，為了防止在工作中發(fā)生彎曲變形，桿身就必須具有足夠的剛度。為了防止連桿應力集中連桿桿身與大、小頭接壤/yio.oosk 士t-裝甑后加工要求cdL圖2.2連桿礦的地方一般采用圓弧光滑過渡。(2)連桿大頭連桿大頭孔由連桿體和連桿蓋兩部分組成并采用螺栓和六角螺母固定。第11頁共27頁；圖2-3連桿蓋|(3)連桿小頭 發(fā)動機工作時活塞銷與連桿小頭可以相對自由

20、轉動；連桿小頭內孔兩端壓入|兩段青銅襯套來提高其耐磨性。連桿小頭的頂端處有集油孔，將氣缸體下部的潤滑油隨著轉動流|到小頭頂端的油孔內，可以有利于連桿小頭襯套與活塞銷之間的摩擦運動副潤滑，同樣在當曲軸|旋轉時，潤滑油也會流進活塞內腔的頂部，進一步潤滑活塞銷。2.3連桿常見的損壞形式裝1汽車連桿是指發(fā)動機活塞和曲軸之間的連接部分，也是發(fā)動機中傳遞動力以及運動最復雜的傳動件，其工作環(huán)境要求連桿具有較高的強度與抗疲勞性能，又要求具有足夠的鋼性和韌性。在 其工作過程中復雜的受載情況會導致連桿出現(xiàn)失效的情況，會給汽車的發(fā)動機設備造成最為直接的影響。連桿的常見的失效形式分為疲勞斷裂與過量變形，由連桿循環(huán)載荷

21、引起的局部損傷過程，其中包括連桿的裂紋萌生、擴展和最終破裂所有過程會出現(xiàn)連桿疲勞。、十汽車連桿通常會出現(xiàn)疲勞破壞的位置分為桿身斷裂、連桿大頭與連桿蓋斷裂、螺栓底部斷裂、訂螺栓斷裂、連桿小頭斷裂五處。常見的失效形式如在水中行駛車輛會使水面發(fā)生涌浪，涌浪高度,高過進氣口時，發(fā)動機進氣門極易把水吸入氣缸；一部分水在缸體高溫的作用下會變成水蒸氣，;存在于燃燒室壓縮可燃混合氣；當水量的增多并且會積存在活塞頂部時，燃燒室的有效容積減小，;對水的壓縮達到一定程度 (接近燃燒室容積)時，發(fā)動機連桿所承受的壓縮阻力和活塞傳給連桿的壓力都增大，連桿會出現(xiàn)彎曲變形以至于斷裂的情況，從而導致發(fā)動機停止工作汽車失去動力

22、。線第3章 連桿加工工藝規(guī)程的制定南京工業(yè)職業(yè)技術學院 汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設計3.1工藝的基本概念機械加工工藝過程就是用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的力學性能，使其成為合丨格的零件的全過程，是直接生產(chǎn)的過程。按照規(guī)定的工藝過程組織生產(chǎn)，對保證產(chǎn)品的質量、產(chǎn)丨量以及生產(chǎn)成本有著重要的作用。丨3.2定位基準的選用；連桿零件加工路線的擬定離不開定位基面的選擇，基面的選擇是加工工藝規(guī)程在加工過程中1重要環(huán)節(jié)，準確地選擇基面對提高產(chǎn)品的加工質量以及生產(chǎn)效率有著明顯的作用；基面的選擇不1合理會影響連桿零件加工質量從而進一步導致產(chǎn)品質量的瑕疵。丨3.2.1粗基準的選取在粗基準的選取過程中不僅

23、要考慮到各個表面間的相對位置，也要考慮其自身的尺寸精度，1在加工表面留有足夠的余量時，選取粗基準要遵循以下的原則：零件加工選擇重要的表面作為粗1基準，用來保證在加工過程中零件表面加工余量的均勻；為了避免產(chǎn)生不必要的定位誤差，在同一尺寸方向上粗基準不應重復使用且只可以使用一次；為了保證零件加工表面與不加工表面的相1對位置精度，一般以不加工表面作為粗基準。裝在連桿加工過程中，第一道工序是劃桿身各向中心線和大小端兩端面加工線時都是選擇桿身1兩側面作為粗基準。對于精度較低的連桿毛坯，尤其是當連桿大小端毛坯孔偏位很大時，僅考慮1以桿身兩側面作為粗基準時，往往會出現(xiàn)大小端孔加工余量不均，甚至不夠的現(xiàn)象。劃

24、線時，必1須各面予以互相借正，以滿足基本要求。1連桿大小端孔及兩端面有足夠而且盡量均勻的加工余量；連桿大小端孔圓柱面及兩端面應與桿身縱向中心線對稱；連桿大小端外形應分別與大小端孔中心線對稱訂13.2.2精基準的選取1在精基準的選取過程中，為了保證工件的加工精度的精確性，使工件的定位誤差盡可能小，1需要考慮五個基本原則：1(1)基準重合原則：為了避免設計基準與定位基準之間的不重合而產(chǎn)生的定位誤差，定位基準1一般選擇被加工表面的設計基準。纟線線(2)基準統(tǒng)一原則：在精加工過程中保證各表面間的相互位置精度，為了避免基準轉換所而來1的誤差，加工相互位置精度高的表面需要選擇同一定位基準，。一般情況下在加

25、工軸類零件時，1采用軸類零件兩端的中心孔定位加工各外圓表面。1(3)自為基準原則：對于表面精加工工序要求余量小并且要保證工件加工表面的質量和提高第13頁共27頁南京工業(yè)職業(yè)技術學院汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設計生產(chǎn)效率，應該以被加工表面本身作為定位基準，此時的位置精度應由加工工序所保證，常見的 拉孔、浮動鉸孔等工序。(4) 互為基準原則：工件上兩個加工表面之間的位置精度，滿足工件的位置精度相關要求時，需要采用這兩個加工表面互為基準而進行反復加工。為了滿足車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔的嚴格同軸度要求，先粗磨主軸前、后支承軸頸表面常以主軸錐孔為基準，磨主軸錐孔時以前、 后支承軸頸表面為基準。(5

26、) 保證工件定位精準，裝夾安全原則：在連桿加工過程中所涉及的粗、精基準都必須盡量保持一致，鉆連桿小頭孔及連桿大頭孔兩處的輔助定位基準一般以其加工的側面來確定。為了保證小頭孔的壁厚加工均勻，在桿身的一側做定位標志以大小頭端面定位來制造毛胚過程中；為了保 證連桿大小頭兩端面平行度以及滿足表面精度的要求，在連桿大小頭兩端面粗加工時，第一要選 取沒有定位標志的那一側的表面作為粗基準，加工另一端面；第二精基準選取已加工的端面來加 工沒有定位標記的另一端面；第三選取未加工的表面繼續(xù)加工；3.3連桿加工工藝路線的擬訂連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的(1)分體式毛坯:加工連桿蓋加工連桿體1粗磨

27、連桿蓋兩平面1.粗磨大小頭兩平面2拉削連桿蓋半圓2.鉆孔、擴孔、鉸孔三工序加工連桿小頭孔以 及倒角3連桿蓋與連桿體大頭端的結合面3.拉連桿大頭半圓、結合面、兩側面及倒角4連桿蓋兩側面、連桿蓋內倒角4.拉螺栓座面、去重面5拉螺母座面及去重塊三面5.鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸孔連桿體的螺栓孔6鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸孔四工序加工連桿蓋 螺栓孔6.銃軸瓦鎖口槽、精銃結合面7銃軸瓦鎖口槽、精銃結合面7.清理毛刺8清理并清洗8.清洗9.連桿體及連桿蓋的裝配(定扭矩扳手螺栓與六角螺母)；10.精磨連桿大小頭兩平面；11.粗鏜連桿大頭孔；12.精鏜連桿大小頭孔以及倒角13.清理毛刺14精銃連桿大小端凸臺至規(guī)定重量15

28、.零件清洗16珩磨連桿大小頭孔17.零件清洗18.審核工件(2)整體式毛坯粗磨大小頭兩平面 粗拉兩側面、螺栓座面、大頭凸臺面、拉斷 拉連桿體(蓋)結合面、 半圓、兩側面及倒角 一鉆、倒角、鉸連桿體小頭孔 一鉆、倒角、鉸、攻連桿體的螺栓孔，鉆、倒 角、鉸連桿體的定位銷孔，銃軸瓦鎖口槽，鉆油濺孔；鉆、倒角、鉸連桿蓋的螺栓孔和定位銷孔線第29頁共27頁精磨連桿體（蓋）結合面 清洗 裝配連桿體及蓋 擰緊連桿螺栓 精磨大小頭兩平面 半 精鏜大頭孔并倒角兩側，稱重、精銃連桿大小端凸臺至規(guī)定重量精鏜大小頭孔并倒角小頭孔一側打青理毛刺 （零件清洗），磨連桿大小頭孔，零件清洗 最終檢查連桿的主要加工表面為連桿大

29、、小頭孔和連桿兩端面，連桿體和蓋的結合面及連桿螺栓孔定位面為重要的加工表面；連桿體與連桿蓋切開之前的加工桿體以及連桿蓋切開后的加工，連桿大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。連桿機械加工工藝過程如下表 （3 1）所示：工序號工序名稱工序內容工藝裝備刀具選擇1銃銃兩端面（銃連桿大、小頭兩平面，每面留磨量0.5mm）X52K硬質合金銃刀2粗磨以一大平面定位，磨另一大平面， 保證中心線對稱，無標記面稱基面。（下同）M7350砂輪3鉆與基面疋位，鉆空 擴空 鏜孔鉸孔連桿小頭孔搖臂鉆床Z3080麻花鉆、擴孔鉆4銃以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銃尺寸990.01mnW側面，保證對稱（此平面

30、為工藝用基準面）X62W組合機床或專用工裝立銃刀5擴以基面定位，以小頭孔定位，擴大頭孔為60mmZ30806銃以基面及大、小頭孔定位，裝夾工 件，切開工件，編號桿身及上蓋分 別打標記。X62W組合機床或專用工裝鋸片銃刀厚2mm7銃以基面和一側面定位裝夾工件，銃 連桿體和蓋結合面，保直徑方向測量深度為27.5mmX62W硬質合金端銃刀8磨以基面和一側面定位裝夾工件，磨 連桿體和蓋的結合面M7350砂輪9銃以基面及結合面定位裝夾工件，銃連桿體和蓋工05 mm 8mm斜槽X62組合夾具或專用工裝專用銃刀10锪以基面、結合面和一側面定位，裝夾工件，锪兩螺栓座面X62W專用銃刀R4 o 書。Rl20 m

31、m,R11mn保 證尺寸24 土 0. 25 mm11鉆鉆2 10mm螺栓孔Z3050麻花鉆12擴先擴2 12mm螺栓孔，再擴213mm深19mm螺栓孔并倒角Z305013鉸鉸212.2mm螺栓孔Z305014鉗用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件，其扭力矩為100 120N.m15鏜粗鏜大頭孔T68專用鏜桿16倒角大頭孔兩端倒角X62W銃刀17精磨精磨大小頭兩端面，保證大端面厚oo -0.170 度為 38 -.232 mmM7180砂輪18鏜以基面、一側面疋位，半精鏜大頭孔，精鏜小頭孔至圖紙尺寸，中心距為 190 0.1 mm可調雙軸鏜YT1519鏜精鏜大頭孔至尺寸T2115YT152

32、0稱重稱量不平衡質量彈簧稱21鉗按規(guī)定值去重量22鉆鉆連桿體小頭油孔 6.5mm, 10mmZ3025麻花鉆23壓銅套雙面氣動壓床24擠壓銅套壓床25倒角小頭孔兩端倒角Z305026鏜半精鏜、精鏜小頭銅套孔T2115專用鏜桿27磨磨連桿大頭孔珩磨機床專用鏜模28檢檢查各部尺寸及精度29探傷無損探傷及檢驗硬度30入庫表3-13.4加工中夾緊方式的選擇傳統(tǒng)的汽車連桿剛性差，在選擇夾緊方式就應該注意到連桿所能承受的最大夾緊力的大小以及著力點的位置，盡量不要由于夾緊力的過大而使加工出來的連桿產(chǎn)生變形以及于影響產(chǎn)品的加 工精度。在粗銃連桿兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上大頭端

33、 部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產(chǎn)生在平行于端面的方向上，很少或不會 影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉變形。在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時，只以大平面(基面)定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形。3.5連桿加工主要技術要求連桿毛坯大都用高強度碳鋼和中碳合金鋼模鍛而成。連桿主要加工部位包括連桿大、小頭孔、連桿體與連桿蓋的結合面、連桿兩端面及連桿螺栓定位孔。連桿加工主要的技術

34、要求如下：(1) 連桿大頭孔公差等級為IT6 (-0.010.01mm),表面粗糙度 Ra不大于0.4卩m；(2) 連桿小頭孔公差等級為IT6，表面粗糙度Ra不大于1.6卩m,小頭壓襯套的底孔的圓柱 度公差為0.0025mm;(3) 連桿大小頭孔軸線平行度：0.03/100mm (在100mm長度上公差為 0.03mm);(4) 連桿軸心線垂直方向的平行度：0.05/100mm (在100mm長度上公差為 0.05mm);(5) 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度公差等級不低于IT9 (大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100mm長度上公差為0.08mm);(6) 連桿螺栓孔的公差等級

35、IT8級，表面粗糙度 Ra不大于6.3卩m,兩螺栓孔在大頭孔結 合面的對稱度公差為 0.25mm ;3.5.1連桿兩端面的加工連桿兩端面加工采用粗銃、精銃、粗磨、精磨四道工序。為了進一步改善加工基面的平面度以及提高鉆孔時孔的加工精度，在精加工連桿大、小頭孔之前要進行精磨工序。在轉盤磨床上用 砂瓦材質的砂輪進行兩端面磨削；精磨在 M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削。3.5.2連桿大、小頭孔的加工連桿大、小頭孔的加工分為粗加工、半精加工、精加工三個階段。為了保證連桿小頭孔加工后與外圓的同軸度誤差較小，小頭孔在鉆孔、擴孔、鉸孔三道工序完成后作為定位基面；在連桿 螺栓孔的加工以及連桿大、小頭孔的半

36、精及精加工才可以進行，連桿大、小頭孔在金剛鏜床上精 鏜公差等級達到IT6級后壓入襯套，再以襯套內孔定位精鏜大頭孔。表面粗糙度Ra為0.4卩m,大頭孔的加工是連桿體、連桿蓋通過螺栓孔裝配后，精鏜修正連桿大頭與連桿蓋切開后的變形來 保證孔的形狀精度。大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：190土 0.05 mm。3.5.3連桿大頭側面的加工連桿大頭側面的加工以連桿小頭孔為定位基準，在銃剖面夾具上用定位銷來固定并加工兩側面尺寸。3.5.4連桿螺栓孔的加工連桿螺栓孔的加工分為鉆孔、擴孔、膛孔、鉸孔四道工序，其中鉆孔工序對螺栓孔的粗加工用來保證螺栓孔的位置度要

37、求；為了減小鉆頭的懸臂長度進一步并且提高鉆頭的強度和剛性，采用連桿體、連桿蓋分開鉆削的工藝。傳統(tǒng)的連桿螺栓孔的加工只有三道工序，在此基礎上增加鏜孔 工序來進一步修正螺栓孔的偏斜，擴孔工序為鏜孔工序減小鏜孔的加工余量的預加工，兩者有利 于擴孔的精確性和進一步修正螺栓孔的偏斜。鏜孔時選取工序基準（連桿結合面）作為第一定位基準）,以連桿大頭端面作為第二定位基準，以 大頭外側面作為第三定位基準，鏜孔工序時連桿螺栓孔中心線擁有良好的直線度和螺栓孔對結合 面的垂直度，保證更有效地調整鉆孔時孔中心線的偏斜。在螺栓孔的加工時，擴孔和鉸孔兩道工 序采用雙導向套導向。為了保證承受較大的銃削力，粗銃連桿螺栓孔端面的

38、方法常采用工件翻身；精銃螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直采用兩工位夾具。連桿螺栓孔的加工時選用連桿大頭端面為定位基準和大頭外側面為定位基準。為了減小定位誤差，按照基準重合原則，定位引起的螺栓孔中心線對結合面垂直度誤差為零。連桿在經(jīng)行銃工序中，加工完一個螺栓孔兩端面后，另一個螺栓孔的兩端 面時，只需要定位板帶著工件旋轉180。即可。正確的使用夾具即可保證螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度。3.6切削用量的確定3.6.1切削用量的選擇原則切削用量主要包括背吃刀量、切削速度和進給速度（進給量）。在加工零件過程中，切削用量的選用是最為重要的環(huán)節(jié)，直接影響加工效率和加工質量的提高。主軸轉速要根據(jù)機床和刀

39、具允許的切削速度來決定；背吃刀量主要受機床剛度的制約，在機床的剛度允許情況下，盡可能選用大的背吃刀量；切削用量的合理選擇直接影響加工的精度、表面質量和生產(chǎn)率。粗加工的切削用量選擇原則首先要選擇盡可能大的背吃刀量，其次要選擇盡可能大進給量，最后根據(jù)刀具耐用度選擇切削速度。精加工的切削用量選擇原則首先根據(jù)粗加工的余量確定背吃刀量，其次根據(jù)已加工表面粗糙度的要求選擇較小的進給量，最后在保證刀具耐用度的前提下盡 可能選用較大的切削速度。I362切削用量的選擇方法1）背吃刀量的選擇：1在粗加工中背吃刀量的選擇應該考慮到工件的加工余量以及機床工藝系統(tǒng)的剛性。切削加1工一般分為粗加工、半精加工以及精加工這三

40、道工序；粗加工時在一定條件下，需要采用多次走1刀時第一次盡量切除盡可能大的加工余量，第二次相向對于第一次背吃刀量少一點，直至加工到1粗加工的最終加工余量。在半精加工、精加工中背吃刀量的選擇依據(jù)在進行粗加工后的加工余量。1表面粗糙度為 Ra6.53.2背吃刀量一般為 0.5至2 mm為半精加工；表面粗糙度為 Ra1.50.6背1吃刀量一般為0.1至0.4 mm為精加工；2）進給量的選擇：1在粗加工中進給量的選擇應該考慮到的因素是工藝系統(tǒng)所能承受的最大進給量，機床進給1機構的強度、刀桿的強度和剛度、工件裝夾所承受的剛度以及工件的形狀大小。在精加工工序中1最大進給量的選擇應該考慮到的因素零件加工精度

41、以及其加工表面粗糙度，還要意識到工件的材裝料、刀劍圓弧半徑；刀尖圓弧的半徑增大時以及切削速度很大時，需要選擇大的進給量。3）切削速度的選擇：1在進行粗加工時切削速度的選擇受到限制的因素為機床選用的功率大小以及刀具耐用度；背1吃刀量和進給量都比較大，應該選用較小的切削速度，精加工切削深度主要受到已加工表面精度1以及刀具耐用度的影響，要盡量避免產(chǎn)生積屑瘤的速度范圍，選用較大的切削速度。訂第4章連桿零件的夾具設計4.1夾具的概述及組成4.1.1夾具的概述夾具是連桿機械加工中的重要的工具，可以用來固定工件并使其處于正確的位置，以至于接 受加工的裝置。傳統(tǒng)夾具由于設計周期較長、大量的勞動力以及生產(chǎn)效率低

42、；隨著機械行業(yè)的迅 猛發(fā)展，傳統(tǒng)的夾具設計已不能滿足現(xiàn)階段機械制造的需求，夾具設計方法不能適應現(xiàn)代化的機 械制造發(fā)展。對夾具設計提出新要求來適應機械制造現(xiàn)階段的生產(chǎn)模式。數(shù)控機床以及加工中心 的廣泛使用，機械制造有了一個全新的發(fā)展方向，使用專門為某一工件的工序設計制造的專用夾 具，通常情況下在批量生產(chǎn)中使用專用夾具。為了確保連桿零件加工的精度要求，在利用機床夾 具對連桿零件進行加工時，確保夾具在加工機床上正確的位置和連桿的機械加工不會受到其他因 素的影響。4.1.2機床夾具的組成機床夾具一般由定位兀件、夾緊裝置、對刀或導向裝置、夾具體、連接兀件、其它裝置或兀件所組成。在夾具中夾定位元件能夠滿足

43、工件處于正確的位置，如圖4.1和圖4.2中的14-定位鍵、15-導桿、13-定位銷；工件定位后，為了保證工件在加工過程中不受外力作用的影響而使得定位準確，需要在機床中使用夾緊裝置如2-螺母、5-墊鐵；夾具體為夾具的基本骨架如1-夾具體；對刀或導向裝置用于確定刀具相對于定位元件的位置，常見的鉆套、鉆模板；連接元件用來確定夾 具在機床上正確位置的元件。4.2夾具設計的要求與步驟4.2.1夾具設計的要求本課題中連桿的加工的尺寸、公差以及相關的技術要求，夾具的設計能確保工件加工的質量 要求；合理的定位方案能夠保證工件在加工過程中的加工精度，正確的夾具定位方案能夠保證工 件在機床的位置精度；夾具的設計應

44、盡量減少不必要的輔助時間，進一步提高勞動生產(chǎn)效率；良 好的結構工藝性的夾具便于裝夾在機床上，操作更為方便、安全、可靠以及便于夾具的制造與維 修；根據(jù)連桿的相關的生產(chǎn)綱領，設計出經(jīng)濟實惠、高效率的夾具。4.2.2夾具設計步驟1）根據(jù)相關的生產(chǎn)綱領分析工件的零件圖、加工工藝規(guī)程以及明確加工技術要求與任務， 收集相關的設計資料；2）設計夾具結構方案以及繪制夾具圖：第一，確定夾具的類型以及制定合理的工件定位方案并選擇定位元件；第二，確定工件夾緊方式以及選擇合適的夾緊裝置、對刀元件；第三，明確 夾具總體布局、夾具與機床的安裝方式。4.3連桿零件的夾具設計4.3.1對零件工序的加工要求分析1）切削力及夾緊

45、力的計算粗加工連桿大頭孔，只對夾具的定位穩(wěn)定性進行計算以及夾緊力和鉆削力的計算。根據(jù)（機械加工工藝手冊李洪主編）表2.4-69擴孔時的切削力為：F = 9.81 61.2d0f kF= 9.81 61.2 6 1.30.71.2= 5194 . 136 n m根據(jù)（機床夾具設計手冊第三版王光斗王春福主編）表1-3-11夾緊力的計算：2Qo 二 do p/42= 3.14 6230/4=90526 N在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K二小小4式中：（K1 基本安全系數(shù)；取 1.5 ； K2 加工性質系數(shù)；取 1.1；K3 刀具鈍化系數(shù)；取1.1； K4 斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1）則 F二

46、 KF= 1.51 .11.11.15194.136= 10370 .093 N鉆削力F小于夾緊力Q。，所以該夾緊裝置可靠。4.3.2確定夾具體將夾具上的裝置和定位元件連接成整體來確保夾具上的工件通過夾具體可以準確地安裝在機床上，夾具體的類型要取決于夾具上的工件裝置以及裝夾在機床的連接方式。在機械加工過程 中夾具體要承受一部分切削力以及機床工作時切削力的影響。夾具體選取剛度好的鑄造件，安裝 穩(wěn)定。如圖4.4所示的夾具體形狀4.4定位方案以及定位元件的制定4.4.1定位鍵夾具采用定位健與銃床工作臺T型槽的配合來確定其在機床上正確的位置，定位鍵安裝在夾具底部的縱向槽中，使得夾具上的工件的工作表面對

47、于工作臺的送進方向具有正確的相互位置。南京工業(yè)職業(yè)技術學院汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設計定位鍵可以承受銃削時所產(chǎn)生的扭轉力矩，進一步可以減輕夾緊夾具的螺栓的負載，加強夾具在加工過程中的穩(wěn)定性。 定位鍵的斷面的兩種類型為矩形和圓形，常見的斷面類型為矩形， 如圖4.2中13-定位鍵（采用螺釘與夾具體連接）；小型的夾具也可以使用一個斷面為矩形的長鍵。在夾具上加工出一窄而長平面作找正基面，可以滿足在定位精度要求高夾具并且沒有定位鍵的時候，校正夾具的安裝位置。4.4.2夾緊方案夾緊方案的選擇；在連桿兩端面、連桿大小頭孔兩側的表面加工完成后，銑加工 連桿體與連桿蓋的結合面時，為了避免設計基準與定位基準之間

48、的不重合而產(chǎn)生的定 位誤差，連桿體的結合面選取連桿的端面與 29.5H7連桿小頭孔為定位基準。連桿 蓋上的結合面選擇以基面（無標記面）、連桿蓋上凸臺面以及連桿蓋側面定位，采用 活動手柄壓緊螺桿夾緊機構，便于工件裝卸4.5繪制CAD夾具總裝圖4.5.1連桿銑結合面夾具裝配圖It 10937 G5 +321圖4.1連桿銃剖分面夾具裝配圖主視圖第#頁共27頁南京工業(yè)職業(yè)技術學院汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設計圖4.2連桿銃剖分面夾具裝配圖俯視圖MI|mnnr-nl!1 -jUj1 T ri圖4.3連桿銃剖分面夾具裝配圖左視圖（圖中1夾具體、2螺母、3六角頭螺栓、4角鐵、5墊鐵、6內六角螺釘、7開口墊鐵

49、、8雙頭螺栓、9足塊、10對刀塊、11活動手柄壓緊螺桿、12可換定位銷、13定位鍵、14定位銷、15導桿）線第35頁共27頁4.5.2連桿銑結合面零件圖4.4連桿銃結合面夾具零件圖總結幾個月的努力，從最初接到畢業(yè)設計任務的不知所措，到慢慢熟悉理解要做的任務，直到最 后的完成?；叵脒@段時間里發(fā)生的一切，自己懂得了很多，在翁老師的細心指導幫助下，畢業(yè)論 文才可以順利的完成。在學校規(guī)定時間里完成相應的任務，為了寫出符合學校要求的畢業(yè)設計論 文，自己花了很多的時間在圖書館收集資料、以及在網(wǎng)上閱讀相關的素材，最終確定論文的題目 汽車連桿的加工工藝規(guī)程與夾具設計。正是這次的畢生設計我才真正接觸到汽車發(fā)動機連桿，在 老師的指導下認真完成相應的工作，無論是畢業(yè)設計的開題報告，還是