汽車連桿加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計畢業(yè)論文 (1)

1、裝訂線南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車連桿加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計課題名稱汽車連桿加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計院/專 業(yè)國際教育學(xué)院/ 機械制造與自動化班 級機自1316學(xué) 號1301033112學(xué)生姓名林江畢 業(yè) 論 文 指導(dǎo)教師：翁秀奇2016年5月16日摘要本課題主要論述了連桿的加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)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(fù)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(fù)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(nèi)應(yīng)力的作用，并修整加工所導(dǎo)致的變形影響，進一步達到零件的技術(shù)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、銑結(jié)合面夾具的設(shè)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(shè)計，連桿在機械行業(yè)有著的應(yīng)用廣泛。關(guān)鍵詞： 連桿，加工工藝，夾具設(shè)計ABSTRACTThis topic mainly discusses the processing technology of the&

3、#160;connecting rod procedures and fixture design; Connecting rod is used to pass in the engine power of moving parts, including the size, shape and position precision of

4、 connecting rod of the demand is higher, connecting rod due to less prone to deformation rigidity, when arranging process, therefore, requires a separate processing surface

5、60;rough and finish machining. Connecting rod in addition to up and down, also can undertake side action complex planar motion, connecting rod at work, the main gas 

6、under pressure and reciprocating inertia force produced by the alternating load, requires connecting rod have enough fatigue strength and stiffness, to gradually reduce machining a

7、llowance, the action of cutting force and stresses in the surface, and finishing machining deformation caused by the impact, to achieve a part of the technical requiremen

8、ts. Connecting rod is indispensable to drive in the engine, can't change the size of the connecting rod bearing capacity, can improve the factors such as material

9、0;selection, structural design to ensure the reliability of connecting rod. The purpose of this subject is to solve the above problems of connecting rod machining process 

10、;planning and fixture design, connecting rod in the machinery industry has a wide application. Key words: Connecting rod Processing technology Fixture Design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(jié)構(gòu)特點與作用82.2連桿的組成部分92.3連桿常見的損

11、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(shù)要求153.5.1連桿兩端面的加工153.5.2連桿大、小頭孔的加工153.5.3連桿大頭側(cè)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163.6.2切削用量的選擇方法17第4章 連桿零件的夾具設(shè)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(shè)計的要求與步驟184.2.1夾

12、具設(shè)計的要求184.2.2夾具設(shè)計步驟184.3 連桿零件的夾具設(shè)計194.3.1 對零件工序的加工要求分析194.3.2 確定夾具體194.4定位方案以及定位元件的制定194.4.1定位鍵194.4.2夾緊方案204.5 繪制CAD夾具總裝圖204.5.1連桿銑結(jié)合面夾具裝配圖204.5.2連桿銑結(jié)合面零件圖22總結(jié)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(nèi)汽車行業(yè)發(fā)展迅速,汽車內(nèi)部發(fā)動機可以安全可靠的運行取決于連桿的相關(guān)的參數(shù)包括連桿的剛度、質(zhì)量以及強度，這些相關(guān)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的影響。汽車發(fā)動機連桿發(fā)展現(xiàn)狀中原料分為調(diào)

13、質(zhì)鋼、非調(diào)質(zhì)材料以及金屬基復(fù)合型材料三大類別。調(diào)質(zhì)鋼是國內(nèi)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(yīng)用領(lǐng)域，制作工藝主要分為下料、鍛造、正火、調(diào)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(diào)制鋼材料會氧化脫碳，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(nèi)部馬氏體與材料表層相變情況、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(shù)要求，從而造成不必要的廢品率；優(yōu)勢在于調(diào)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(zhì)量?，F(xiàn)階段調(diào)制鋼在國內(nèi)考慮到生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性、能耗量大以及生產(chǎn)成本高,調(diào)

14、制鋼材料還會是會存在一定的市場，當(dāng)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)。相對于調(diào)制鋼材料而言，非調(diào)制材料則是將一定量相關(guān)的微量合金元素（如鈦、釩）加入到碳鋼的內(nèi)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，碳類型）化合物從碳鋼內(nèi)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(diào)制材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微量合金元素，提升鋼材的內(nèi)部錳含量，相比較中國最為傳統(tǒng)的發(fā)動機連桿材料制造工藝過程中，只

15、是進行簡單的鍛造并減少了調(diào)制過程，實現(xiàn)了制造汽車連桿的工藝過程。中國研究非調(diào)質(zhì)鋼材料的方面取得了很大的進展, 但是許多關(guān)鍵性技術(shù)方面有待提高，生產(chǎn)的汽車連桿的韌性差與國外的汽車連桿的材料相差甚遠。對調(diào)質(zhì)鋼與非調(diào)制鋼而言，金屬基復(fù)合型材料其性能特點有著顯著的差異，不僅力學(xué)性能橫向以及剪切強度較高；而且具有導(dǎo)電性強、阻尼性好、良好的耐磨性、熱膨脹系數(shù)小、不易老化等許多方面的優(yōu)點。金屬基復(fù)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、陶瓷纖維）復(fù)合而制得的復(fù)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：纖維增強、晶須增強和顆粒增強三大類；不同的金屬或合金基體的類別：鋁基、鎂

16、基、銅基、鈦基、高溫合金基、金屬間化合物基以及難熔金屬基復(fù)合材料。在連桿的制造過程中，為了達到降低發(fā)動機的振動幅度以及慣性力的要求時，而采用輕質(zhì)的材料來降低連桿整體的重量,從而進一步降低發(fā)動機整體的質(zhì)量。金屬基復(fù)合材料也有加工溫度高、工藝過程比較復(fù)雜、生產(chǎn)成本較高以及界面反應(yīng)控制困難的缺點。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(lǐng)下，汽車行業(yè)也迅速發(fā)展起來,在進行汽車連桿相關(guān)材料的生產(chǎn)、設(shè)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(yīng)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

17、。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(zhì)的金屬基復(fù)合材料的短連桿結(jié)構(gòu)，相對于其他類型的連桿材料，金屬基復(fù)合型材料在強度、剛度、質(zhì)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(fù)合材料在加工過程中的復(fù)雜的制造工藝過程、界面反應(yīng)控制困難等缺陷，相關(guān)的制造成本還需要完善優(yōu)化生產(chǎn)連桿的裝置的資金。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(fù)合型性材料的生產(chǎn)過程中的這一成本問題；在制造汽車連桿的過程中用粉末燒結(jié)鍛造制造連桿的方法，可以優(yōu)化選擇合理的熱壓燒結(jié)參數(shù),再以金屬基復(fù)合材料的粉末為原料,經(jīng)過預(yù)成型壓制工藝,接著進行加熱燒結(jié)鍛造毛坯,最

18、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(yù)示著生產(chǎn)總體的成本也會進一步降低，所使用的耗能低也進一步實現(xiàn)發(fā)動機連桿的質(zhì)量輕的優(yōu)點。此外,在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的生產(chǎn)情況科學(xué)選用高能磨球參數(shù),提升基體金屬內(nèi)部的均質(zhì)性,進一步提升金屬連桿的強度。鑒于本人實習(xí)工作時間太少以及對連桿的了解深度不一定很詳細，本論文存在某些不恰當(dāng)或疏漏的地方，懇請老師批評指正。第2章 連桿分析2.1連桿結(jié)構(gòu)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個部分構(gòu)成，連桿體的一端上有連桿小頭，另一端由螺栓和六角螺母聯(lián)接連桿體和連桿蓋構(gòu)成連桿大頭（如圖2.1連桿總成圖）。當(dāng)前汽車連桿部件中不僅存

19、在的質(zhì)量不平衡問題消去，有時需要考慮連桿的厚度和質(zhì)量等一系列問題。了解連桿的結(jié)構(gòu)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(qū)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，還要承受的慣性力也比較大，其中連桿小頭隨活塞作往復(fù)運動而連桿大頭隨著曲軸作回轉(zhuǎn)運動，連桿體即桿身在兩種運動的作用下作擺動運動。連桿在工作時為了滿足承受上訴這樣的條件，要求連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要。在發(fā)動機工作過程中，連

20、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(yīng)該具備足夠的強度和剛度，同時要減輕連桿自身的質(zhì)量，以至于減小慣性力的作用。同一發(fā)動機中各連桿的質(zhì)量不能相差太大來保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平衡；也就是說為了保證連桿在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中的正常性，應(yīng)該保證發(fā)動機中不同連桿的質(zhì)量相差不大。由于汽車發(fā)動機有著不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而連桿的結(jié)構(gòu)上也存在著明顯的差異。連桿大小頭端高度根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，分為有等高和不等高兩種，而在V型發(fā)動機中一般采用不等高的結(jié)構(gòu)，采用這種方式目的使連桿結(jié)構(gòu)緊湊。連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦是為了減少磨損以及維修。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

21、連桿小頭，連桿小頭孔內(nèi)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。連桿小頭的頂端處有油孔，發(fā)動機依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，將氣缸體下部的潤滑油運動到小頭頂端的油孔內(nèi)，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軸兩者有效地聯(lián)接起來，把活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)化為曲柄的回轉(zhuǎn)運動。連桿零件材料的選擇正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料存在很大的關(guān)系，新型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。圖2.1連桿總成圖2.2連桿的組成部分（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

22、必須具有足夠的剛度。為了防止連桿應(yīng)力集中連桿桿身與大、小頭接壤的地方一般采用圓弧光滑過渡。圖2.2連桿體（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。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轉(zhuǎn)動；連桿小頭內(nèi)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(zhuǎn)動流到小頭頂端的油孔內(nèi)，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(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時，潤滑油也會流進活塞內(nèi)腔的頂部，進一步潤滑活塞銷。2.3連桿常見的損壞形式汽車連桿是指發(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

23、復(fù)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(fù)雜的受載情況會導(dǎo)致連桿出現(xiàn)失效的情況，會給汽車的發(fā)動機設(shè)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。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、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；

24、當(dāng)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(dǎo)致發(fā)動機停止工作汽車失去動力。第3章 連桿加工工藝規(guī)程的制定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(xué)性能，使其成為合格的零件的全過程，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(zhì)量、產(chǎn)量以及生產(chǎn)成本有著重要的作用。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)程在加工過程中重要環(huán)節(jié)，準確地選擇基面對提

25、高產(chǎn)品的加工質(zhì)量以及生產(chǎn)效率有著明顯的作用；基面的選擇不合理會影響連桿零件加工質(zhì)量從而進一步導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的瑕疵。3.2.1粗基準的選取在粗基準的選取過程中不僅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，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(yīng)重復(fù)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對位置精度，一般以不加工表面作為粗基準。 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兩側(cè)面作為粗

26、基準。對于精度較低的連桿毛坯，尤其是當(dāng)連桿大小端毛坯孔偏位很大時，僅考慮以桿身兩側(cè)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。劃線時，必須各面予以互相借正，以滿足基本要求。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(yīng)與桿身縱向中心線對稱；連桿大小端外形應(yīng)分別與大小端孔中心線對稱3.2.2精基準的選取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，需要考慮五個基本原則:(1)基準重合原則：為了避免設(shè)計基準與定位基準之間的不重合而產(chǎn)生的定位誤差，定位基準一般選擇被加工表面的設(shè)計基準。(2)基準統(tǒng)一原則：在精加工過

27、程中保證各表面間的相互位置精度，為了避免基準轉(zhuǎn)換所而來的誤差，加工相互位置精度高的表面需要選擇同一定位基準，。一般情況下在加工軸類零件時，采用軸類零件兩端的中心孔定位加工各外圓表面。 (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(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，應(yīng)該以被加工表面本身作為定位基準，此時的位置精度應(yīng)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(guān)要求時，需要采用這兩個加工表面互為基準而進行反復(fù)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

28、基準，磨主軸錐孔時以前、后支承軸頸表面為基準。(5)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(cè)面來確定。為了保證小頭孔的壁厚加工均勻，在桿身的一側(cè)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(cè)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

29、的（1）分體式毛坯：加工連桿蓋加工連桿體1.粗磨連桿蓋兩平面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(jié)合面3. 拉連桿大頭半圓、結(jié)合面、兩側(cè)面及倒角4.連桿蓋兩側(cè)面、連桿蓋內(nèi)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. 銑軸瓦鎖口槽、精銑結(jié)合面7.銑軸瓦鎖口槽、精銑結(jié)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

30、鏜連桿大小頭孔以及倒角13.清理毛刺14.精銑連桿大小端凸臺至規(guī)定重量15.零件清洗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(cè)面、螺栓座面、大頭凸臺面、拉斷®拉連桿體（蓋）結(jié)合面、半圓、兩側(cè)面及倒角®鉆、倒角、鉸連桿體小頭孔®鉆、倒角、鉸、攻連桿體的螺栓孔，鉆、倒角、鉸連桿體的定位銷孔，銑軸瓦鎖口槽，鉆油濺孔；鉆、倒角、鉸連桿蓋的螺栓孔和定位銷孔®精磨連桿體（蓋）結(jié)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

31、角兩側(cè)®稱重、精銑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(cè)®清理毛刺®(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、小頭孔和連桿兩端面，連桿體和蓋的結(jié)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(31)所示：工序號工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備刀具選擇1銑銑兩端面（銑連桿大、小頭兩平面,每面留磨量0.5mm）X52K硬質(zhì)合金銑刀2粗磨以一大平面定位，磨另

32、一大平面，保證中心線對稱，無標記面稱基面。（下同）M7350砂輪3鉆與基面定位，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銑以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銑尺寸mm兩側(cè)面，保證對稱（此平面為工藝用基準面）X62W組合機床或?qū)Ｓ霉ぱb立銑刀5擴以基面定位，以小頭孔定位，擴大頭孔為60mmZ30806銑以基面及大、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?qū)Ｓ霉ぱb鋸片銑刀厚2mm7銑以基面和一側(cè)面定位裝夾工件，銑連桿體和蓋結(jié)合面，保直徑方向測量深度為27.5mmX62W硬質(zhì)合金端銑刀8磨以基面和一側(cè)面定位裝夾工件，磨連桿體和蓋的結(jié)合面M7350砂

33、輪9銑以基面及結(jié)合面定位裝夾工件，銑連桿體和蓋mm8mm斜槽X62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb專用銑刀10锪以基面、結(jié)合面和一側(cè)面定位，裝夾工件，锪兩螺栓座面mm,R11mm,保證尺寸mmX62W專用銑刀11鉆鉆210mm螺栓孔Z3050麻花鉆12擴先擴212mm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100120N.m15鏜粗鏜大頭孔T68專用鏜桿16倒角大頭孔兩端倒角X62W銑刀17精磨精磨大小頭兩端面，保證大端面厚度為mmM7180砂輪18鏜以基面、一側(cè)面定位，半精鏜大頭孔，精鏜小頭孔至圖

34、紙尺寸，中心距為mm可調(diào)雙軸鏜YT1519鏜精鏜大頭孔至尺寸T2115YT1520稱重稱量不平衡質(zhì)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(yīng)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

35、粗銑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(zhuǎn)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(cè)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(shù)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、

36、連桿體與連桿蓋的結(jié)合面、連桿兩端面及連桿螺栓定位孔。連桿加工主要的技術(shù)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0.4m；（2）連桿小頭孔公差等級為IT6，表面粗糙度Ra不大于1.6m，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

37、.08mm）；（6）連桿螺栓孔的公差等級IT8 級，表面粗糙度Ra不大于6.3m，兩螺栓孔在大頭孔結(jié)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銑、精銑、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(zhuǎn)盤磨床上用砂瓦材質(zhì)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

38、加工以及連桿大、小頭孔的半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(nèi)孔定位精鏜大頭孔。表面粗糙度Ra為0.4m，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±0.05 mm。3.5.3連桿大頭側(cè)面的加工連桿大頭側(cè)面的加工以連桿小頭孔為定位基準，在銑剖面夾具上用定位銷來固定并加工兩側(cè)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?qū)β菟?/p>

39、的粗加工用來保證螺栓孔的位置度要求；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(chǔ)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(yù)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(jié)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(cè)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(jié)合面的垂直度，保證更有效地調(diào)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(dǎo)向套導(dǎo)向。為了保證承受較大的銑削力

40、，粗銑連桿螺栓孔端面的方法常采用工件翻身；精銑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(cè)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(jié)合面垂直度誤差為零。連桿在經(jīng)行銑工序中，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(zhuǎn)180º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(zhì)量

41、的提高。主軸轉(zhuǎn)速要根據(jù)機床和刀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(zhì)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。3.6.2切削用量的選擇方法1）背吃刀量的選擇：在粗加工中背吃刀量的選擇 應(yīng)該考慮到工件的加工余量以及機床工藝系統(tǒng)的剛性。切削加工一般分為粗

42、加工、半精加工以及精加工這三道工序；粗加工時在一定條件下，需要采用多次走刀時第一次盡量切除盡可能大的加工余量，第二次相向?qū)τ诘谝淮伪吵缘读可僖稽c，直至加工到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。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背吃刀量一般為0.1至0.4 mm 為精加工？；2）進給量的選擇：在粗加工中進給量的選擇 應(yīng)該考慮到的因素是工藝系統(tǒng)所能承受的最大進給量，機床進給機構(gòu)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。在精加工工序中最大進給量的選擇應(yīng)該考慮到的

43、因素零件加工精度以及其加工表面粗糙度，還要意識到工件的材料、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：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；背吃刀量和進給量都比較大，應(yīng)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加工切削速度？。第4章 連桿零件的夾具設(shè)計4結(jié)合面加工夾具.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(shè)計

44、周期較長、大量的勞動力以及生產(chǎn)效率低；隨著機械行業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計已不能滿足現(xiàn)階段機械制造的需求，夾具設(shè)計方法不能適應(yīng)現(xiàn)代化的機械制造發(fā)展。對夾具設(shè)計提出新要求來適應(yīng)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(shè)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元件、夾緊裝置、對刀或?qū)蜓b置、夾具體、連接元件、其它裝置或元件所組成。在

45、夾具中夾定位元件能夠滿足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(dǎo)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?qū)蜓b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(shè)計的要求與步驟4.2.1夾具設(shè)計的要求本課題中連桿的加工的尺寸、公差以及相關(guān)的技術(shù)要求，夾具的設(shè)計能確保工件加工的質(zhì)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

46、精度；夾具的設(shè)計應(yīng)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(jié)構(gòu)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(guān)的生產(chǎn)綱領(lǐng)，設(shè)計出經(jīng)濟實惠、高效率的夾具。4.2.2夾具設(shè)計步驟1）根據(jù)相關(guān)的生產(chǎn)綱領(lǐng)分析工件的零件圖、加工工藝規(guī)程以及明確加工技術(shù)要求與任務(wù)，收集相關(guān)的設(shè)計資料；2）設(shè)計夾具結(jié)構(gòu)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(shè)計4.3.1 對零件工序的加工要求分析1

47、）切削力及夾緊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： N.m根據(jù)（機床夾具設(shè)計手冊 第三版 王光斗 王春福 主編）表1-3-11夾緊力的計算： =90526 N在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù) 式中：（基本安全系數(shù)；取1.5；加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1； 刀具鈍化系數(shù)；取1.1；斷續(xù)切削系數(shù)；取1.1）則 N鉆削力小于夾緊力 ，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

48、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銑床工作臺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于工作臺的送進方向具有正確的相互位置。定位鍵可以承受銑削時所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)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

49、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(cè)的表面加工完成后，銑加工連桿體與連桿蓋的結(jié)合面時，為了避免設(shè)計基準與定位基準之間的不重合而產(chǎn)生的定位誤差，連桿體的結(jié)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(jié)合面選擇以基面（無標記面）、連桿蓋上凸臺面以及連桿蓋側(cè)面定位，采用活動手柄壓緊螺桿夾緊機構(gòu)，便于工件裝卸4.5 繪制CAD夾具總裝圖4.5.1連桿銑結(jié)合面夾具裝配圖圖4.1連桿銑剖分面夾具裝配圖主視圖圖4.2連桿銑剖分面夾具裝配圖俯視圖 圖4.3連桿銑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(nèi)六角螺釘、7開口墊鐵、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(dǎo)桿）4.5.2連桿銑結(jié)合面零件圖4.4連桿銑結(jié)合面夾具零件圖總結(jié)幾個月的努力，從最初接到畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的不知所措，到慢慢熟悉理解要做的任務(wù)，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(dǎo)幫助下，畢業(yè)論文才可以順利的完成。在學(xué)校規(guī)定時間里完成相應(yīng)的任務(wù)，為了寫出符合學(xué)校要求的畢業(yè)設(shè)計論文，自己花了很多的