開題報告汽車連桿夾具

1、東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告機械工程系機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)生姓名：張俊杰學(xué)號：04106616設(shè)計地點：東南大學(xué)成賢學(xué)院指導(dǎo)教師：夏福森畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題汽車發(fā)動機連桿工藝及工裝設(shè)計一一精磨雙端面工序及夾具設(shè)計名稱一、選題背景與意義在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，人類文明已經(jīng)達到了空前的飛躍，機械化取代手工生產(chǎn)已成為全球公認(rèn)的趨勢，社會的各行各業(yè)，包括交通、農(nóng)牧、石油、化工、煤炭、電力、輕紡、電子、通信、醫(yī)療、軍事等，都離不開各種各樣的機械設(shè)備，而所有的這些設(shè)備都是由機械制造工業(yè)提供的，在機械制造學(xué)科領(lǐng)域的知識體系中，以機械制造過程中的工藝技術(shù)問題為研究對象的一門技術(shù)科

2、學(xué)，即是機械制造工藝學(xué)：以工件在機床上的裝夾為對象的一門技術(shù)科學(xué)，即是機床夾具設(shè)計。在這個市場經(jīng)濟競爭如此激烈的年代，企業(yè)若要生存發(fā)展就必須不斷地改進，用最廉價的生產(chǎn)成本創(chuàng)造出最高的利潤，這必然跟我們的工藝過程有著千絲萬縷的聯(lián)系，如何合理地安排工藝路線是提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本的最有效方法之一，當(dāng)然夾具的利用也是提高生產(chǎn)效率的有效手段。傳統(tǒng)的手工裝夾不僅增加了工人的勞動強度，而且大大降低了生產(chǎn)效率。本課題主要是對連桿加工工藝規(guī)程和連桿大小頭孔精鑲夾具的設(shè)計。連桿是發(fā)動機內(nèi)部的重要零件，連桿的作用是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞組上的燃氣壓力傳給曲軸。所以，連桿除上下運動外

3、，還左右擺動作復(fù)雜的平面運動。連桿工作時，主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，要求它應(yīng)有足夠的疲勞強度和結(jié)構(gòu)剛度。同時，由于連桿既是傳力零件，又是運動件，不能單靠加大連桿尺寸來提高其承載能力，須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱處理及表面強化等因素來確保連桿的可靠性。連桿在機器中應(yīng)用之廣以及它在機器中的作用和地位不言而喻。因此，本課題所研究的連桿加工工藝和夾具設(shè)計都是非常有意義的。二、課題關(guān)鍵問題及難點1、掌握國內(nèi)外連桿加工工藝典型工藝方案、加工過程、加工原理和加工參數(shù)選擇；2、由于連桿具有剛性差、夾緊難、不易定位和加工精度高等特點，給機加工帶來了不少的困難;3、設(shè)計精磨雙端面工序卡片，合理

4、選擇有關(guān)加工余量，切屑參數(shù)；4、精磨雙端面工序夾具設(shè)計，繪制裝配圖與零件圖；5、加工參數(shù)分析，學(xué)會夾緊力和切屑力的分析計算；6、制作安全性高，需要在失電狀態(tài)下仍能夾住連桿；7、能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具；8、工藝過程需安排合理，工序間加工余量需分配合理；9、夾具整體結(jié)構(gòu)緊湊，夾緊可靠，外形簡潔，結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選用時應(yīng)注意減重。二、文獻綜述(或調(diào)研報告)連桿是發(fā)動機五大件之一，是發(fā)動機重要的安全件。連桿的質(zhì)量直接影響發(fā)動機的使用性能和安全。連桿從結(jié)構(gòu)上看并不復(fù)雜，但連桿屬于典型的不規(guī)則件且連桿精度要求高，加工工藝比較復(fù)雜。本文通過對連桿加工工藝的介紹，并有針對性的對連桿撐斷新工藝和

5、新材料進行具體工藝分析，以了解其在連桿加工發(fā)展中的先進性。一、連桿的功用、結(jié)構(gòu)特點連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大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軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。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行修理和更換。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放

6、、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動機工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運動副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響發(fā)動機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個：(1)連桿大頭端中心面和小頭端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；(2)連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；(3)連桿大、小頭孔平行度；(4)連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；(5)連桿大頭螺栓孔

7、與接合面的垂直度。活塞連桿組:杳塞連打組由活叁，活事壞，?？嗪η?，連奸、線桿柚及外如成）二、連桿的發(fā)展方向現(xiàn)代的高性能發(fā)動機對連桿的要求是重量輕、強度高、剛度好、慣性力小，盡量采用強化工藝等。發(fā)展趨勢是采用短連桿結(jié)構(gòu)。發(fā)動機運動部件重量的減輕，有助于降低能耗和噪聲；可以改善發(fā)動機的排放。對短連桿的需求是因為發(fā)動機正朝著體積小和功率大的方向發(fā)展。現(xiàn)代的高性能發(fā)動機對連桿的要求是重量輕、強度高、剛度好、慣性力小，盡量采用強化工藝等。發(fā)展趨勢是采用短連桿結(jié)構(gòu)。發(fā)動機運動部件重量的減輕，有助于降低能耗和噪聲；可以改善發(fā)動機的排放。對短連桿的需求是因為發(fā)動機正朝著體積小和功率大的方向發(fā)展。三、連桿的加工

8、概況盡量減少毛坯余量，提高毛坯精度，從而降低切削力和提高加工效率。每車數(shù)量多，生產(chǎn)節(jié)拍短，要求機床的加工效率和精度高。由于連桿本身剛性差，在定位和夾緊點選擇時需要特別注意，避免在定位時產(chǎn)生較大的誤差和不穩(wěn)定，在夾緊時產(chǎn)生變形而影響加工精度。應(yīng)遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，盡量避免基準(zhǔn)的更換，以減少定位誤差。由于連桿重量在裝配時有特殊要求，所以要妥善安排稱重、去重、重量分組等工序。要求較高的表面加工，按照粗、半精、精加工分階段進行，在粗精加工之間可安排次要表面（如大小頭油孔、軸瓦鎖口槽）的加工，使工件有充分的變形時間，以消除內(nèi)應(yīng)力，保證加工的精度。四、連桿機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計設(shè)計連桿機械加工工藝過程與夾具

9、，要對質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性三類問題要辯證地進行分析。以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工藝去完成零件的加工，這樣的工藝才是合理的和先進的工藝。工藝設(shè)計以保證質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)可靠為原則。在保證質(zhì)量要求的前提下設(shè)計出最優(yōu)的工藝方案以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、降低工人勞動強度使企業(yè)產(chǎn)生最高的利潤。1、在設(shè)計連桿機械加工工藝過程中，預(yù)期需要涉及到的技術(shù)有以下幾個方面：1）對連桿零件進行工藝審查，找出主要技術(shù)要求和分析關(guān)鍵的技術(shù)問題，審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性；2）擬定工藝路線：零件的機械加工工藝過程是工藝規(guī)程設(shè)計的核心問題。設(shè)計時通常應(yīng)初擬23個較為不同的該零件的加工工藝路線，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后取其中的最佳方案實施之。五、

10、兩端平面的加工連桿平面是連桿其它表面加工時的定位基準(zhǔn)和連桿在一些自動線中的自動輸送的基面。其兩端平面之間和兩端面與曲軸銷孔間有著相互位置精度的要求。連桿加工的首道工序就是加工兩端平面。在大小頭孔精加工前，往往還要對此兩平面進行精加工。連桿端面加工一般采用磨削工藝。在連桿毛坯鍛造時，對這兩端面進行精壓，尺寸精度可達土±。精壓的目的就是提高毛坯精度，減少余量，使其不再經(jīng)過車、銃粗加工就可直接磨削。磨削的方式有兩種：1）在立軸多砂輪圓臺平面磨床上磨削，這是最常用的一種方式，在機床的圓形工作臺上，相鄰布置著磨削兩端面的夾具，連桿以一端面及小頭外圓以及大頭一側(cè)面定位，磨削一端面后，工件翻面放置

11、在另一個夾具上，磨削另一端面，工件通過兩次安裝，并隨工作臺旋轉(zhuǎn)兩圈，經(jīng)一次翻轉(zhuǎn)，完成兩面磨削，在機床的一個工作臺上可裝多個夾具，且裝卸等輔助時間與加工時間重合，因此這是一種高效的加工方法。一般大小頭等高的連桿，多用立式雙軸或多軸圓臺平面磨床，對大小頭不等高的連桿，則采用立式五軸圓臺平面磨床加工。大小頭不等高的連桿現(xiàn)在大多采用在孔精加工前采用面車的方式加工或在最終清洗采用臥式雙端面磨。2）采用臥式雙砂輪對置磨床磨削，這種磨削與立軸多砂輪磨床磨削類似，在一大直徑鼓輪的轉(zhuǎn)盤上，裝有多個夾具，毛坯在夾具中定位，兩邊對置的臥軸砂輪同時對裝于夾具中的工件兩端面磨削，這種方式效率也很高，也具有輔助時間與加工

12、時間重合的特點。由于兩個端面同時被磨削，不再需要翻面二次安裝。參考文獻:1許毓潮.機械設(shè)計與制造工藝簡明手冊M.北京：中國電力出版社，19982戴曙.金屬切削機床M.北京：機械工業(yè)出版社，20103林文煥.機床夾具設(shè)計M.北京：國防工業(yè)出版社，20044徐鴻本.機床夾具設(shè)計手冊M.遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，20045王伯平.互換性與公差測量技術(shù)基礎(chǔ)M.機械工業(yè)出版社，20096陳日曜.金屬切削原理M.北京：機械工業(yè)出版社，20097劉登平.機械制造工藝及機床夾具設(shè)計M.北京：北京理工大學(xué)出版社，2008四、方案（設(shè)計方案、研制方案、研究方案）論證方某一：粗磨兩平向一鉆小頭孔一切斷一拉連桿兩側(cè)囿

13、一結(jié)合囿f半圓囿一粗磨結(jié)合面一螺栓孔加工一（總成）鉆、擴、較螺栓孔一精磨兩平面一粗貌大孔一擠壓襯套一精磨兩端一精鏈大端孔及小端銅套孔一琦磨大端孔一終檢外觀、連桿大小頭檢查一大小孔返修。、方案二：組裝一粗貌大頭孔一倒大頭孔角一鉆油孔一粗磨兩平面一去小頭落差一去定位點、舌槽處毛刺一半精裝一檢驗一半精、精鏈大小頭孔一拆桿蓋一銃瓦槽一檢驗一精裝一班磨小頭孔一塞軟木一小頭孔倒圓一壓銅套一細鑲大頭孔、銅套孔一琦磨大頭孔一稱重、打標(biāo)記一清理終檢一松螺栓、防銹交庫分析：方案一對連桿加工的生產(chǎn)效率較高，但對設(shè)備要求較高，本課題主要針對傳統(tǒng)中小企業(yè)加工連桿為研究對象，因此采取第一套工藝方案,它即可滿足中小批量生產(chǎn)效率的要求又可降低生產(chǎn)成本，是中小企業(yè)較好的選擇。本課題主要就上述工藝流程的第十道工序精鏈大小頭孔夾具的設(shè)計?？紤]到中小企業(yè)以中小批量生產(chǎn)為主的特點，本次設(shè)計采取生產(chǎn)效率不高的手工夾緊方式夾具，它既不會對工人增加太太的勞動強度，也不會太降低生產(chǎn)效率，還可以降低生產(chǎn)成本，特別適合中國目前這種傳統(tǒng)的中小企業(yè)。四、工作計劃畢業(yè)設(shè)計前一個學(xué)期期末完成英文翻譯，收集、查閱、文獻資料并裝備開題報告。序號各階段工作內(nèi)容起止日期1提交英文翻譯，完成開題報告2月21日一2月27日2完成工藝過程設(shè)計2月28日3月6日3完成工序設(shè)計3月7日3月13日4完成加工參數(shù)