【正文】 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 I 頁 共 II 頁 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 選題的目的和意義 ................................................ 1 國外現(xiàn)狀 ........................................................ 1 國內(nèi)現(xiàn)狀 ........................................................ 1 課題研究的內(nèi)容 .................................................. 2 2 工藝規(guī)程與機床夾具 ................................................ 3 工藝過程及其組成 ................................................ 3 工藝規(guī)程 ........................................................ 3 工藝規(guī)程的概念和作用 .......................................... 3 工藝規(guī)程的設(shè)計步驟 ............................................ 3 機床夾具 ........................................................ 4 機床夾具的分類 ................................................ 4 機床夾具的組成 ................................................ 4 機床夾具與機床、工件、刀具之間的關(guān)系 .......................... 5 3 連桿工藝規(guī)程設(shè)計 .................................................. 6 連桿的結(jié)構(gòu)特點與材料 ............................................ 6 生產(chǎn)綱領(lǐng) ........................................................ 6 連桿毛坯 ........................................................ 7 連桿技術(shù)要求 .................................................... 8 工藝參數(shù) ...................................................... 8 連桿各部位的技術(shù)要求對發(fā)動機的影響 ............................ 9 連桿工藝過程分析 ................................................ 9 工序的安排 .................................................... 9 定位基準(zhǔn)的選擇 ............................................... 10 加工經(jīng)濟精度和加工方法的選擇 ................................. 11 工藝裝備的選擇 ................................................. 12 機床選擇 ..................................................... 12 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 II 頁 共 II 頁 刀 具的選擇 ................................................... 12 量具的選擇 ................................................... 12 連桿工藝流程 ................................................... 13 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 ....................... 14 切削用量的選擇 ................................................. 16 切削用量的選擇原則 ........................................... 16 各加工方法對應(yīng)的切削用量的選擇過程 ........................... 17 工時定額 ...................................................... 18 工時定額的計算 .............................................. 18 連桿的檢驗 .................................................... 20 4 連桿端面銑夾具設(shè)計 ............................................... 21 定位方案的確定 ................................................. 21 定位元件的選定與定位誤差的確定 ................................. 21 夾緊元件的選擇 ............................................... 22 夾緊力的計算 ................................................. 22 夾具體的 設(shè)計 ................................................... 23 定位元件尺寸及配合的選擇 ....................................... 23 固定式圓柱定位銷 ............................................. 23 菱形銷 ....................................................... 23 支承板 ....................................................... 23 5 結(jié)論 ............................................................. 24 附錄 ................................................................ 25 參考文獻 ............................................................ 33 致謝 ................................................................ 35 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 35 頁 1 緒論 選題的目的和意義 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代高性能的發(fā)動機對連桿的要求越來越高。連桿作為內(nèi)燃機傳遞動力的主要運動件，其材質(zhì)、毛坯及機械加工精度要求都十分嚴格 [1]。連桿是柴油機的主要傳動構(gòu)件之一，其作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，將活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運動，以輸出動力 [2]。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加工精度的主要因素。 工藝是生產(chǎn)中最活躍的因素，既是構(gòu)思和想法，又是實在的方法和手段。工藝設(shè)計是生產(chǎn)加工中的核心內(nèi)容之一。零件在工藝規(guī) 程制定以后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。加工中除了要機床、刀具、量具之外，大批量生產(chǎn)時還要用機床夾具。它們是機床和工件之間的聯(lián)接裝置 ， 使工件相對與機車或刀具獲得正確的位置。機床夾具的好壞 也 直接影響工件加工表面的位置精度 [ 4]。 近年來，機械工業(yè)，發(fā)動機零部件及其設(shè)計與制造過程的高質(zhì)量、高效率、低成本、低能耗的要求已成為提高產(chǎn)品競爭力的唯一途徑。傳統(tǒng)、落后加工技術(shù)的生產(chǎn)模式已難以適應(yīng)市場的變化，加工技術(shù)的變革成為必然的發(fā)展趨勢和發(fā)展方向。許多新工藝打破常規(guī)，以構(gòu)思新穎、效益顯著為特點應(yīng)運而生，滿足了現(xiàn)代企 業(yè)的要求 [5]。 國外現(xiàn)狀 目前連桿毛坯主要有兩種類型：整體式和體蓋分開，其中整體式因有節(jié)材節(jié)能以及節(jié)省鍛造模具等特點被廣泛采用。國外連桿的加工工藝，已經(jīng)越來越多的采用自動線生產(chǎn)。目前，國外很多生產(chǎn)廠家都建立了連續(xù)拉削自動線，采用計算機直接控制自動化機床，使連桿加工的自動化進入一個新的發(fā)展階段 [ 7]。 自 20 世紀(jì) 70 年代以后，隨著 NC 機床和加工中心在生產(chǎn)中的普遍使用，柔性成為現(xiàn)代制造業(yè)的主要發(fā)展之一。國際上對柔性夾具做過多種研究和探索，但目前沒有找到在結(jié)構(gòu)上、經(jīng)濟上、實用性上能與傳統(tǒng)夾具中已有 的一些夾具相匹敵的新型夾具 [8]。 國內(nèi)現(xiàn)狀 我國除各大汽車廠及內(nèi)燃機制造廠外，經(jīng)“八五”技術(shù)改造，已經(jīng)形成幾家批中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 35 頁 量較大的連桿專業(yè)生產(chǎn)廠，但仍無法滿足日益發(fā)展的汽車及內(nèi)燃機制造業(yè)對連桿的批量及精度要求 [9]。 福建省科協(xié)第五屆學(xué)術(shù)年會數(shù)字化制造及其它先進制造技術(shù)專題學(xué)術(shù)年會介紹了連桿批量生產(chǎn)中幾種先進工藝 ： 鑄造連桿、粉末鍛造連桿和鍛鋼連桿 ， 傳統(tǒng)的模鍛和模鑄連桿正面臨著粉末鍛造鋼連桿和粉末一次燒結(jié)鋼連桿挑戰(zhàn)。就我們國家而言 ， 粉末冶金鍛造工業(yè)雖然有了一定的發(fā)展 ， 但要提供大批量和高質(zhì)量的粉末冶金鍛件還不 成熟 [10]。 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院陳志亮老師在改進連桿工藝方案時對連桿的撐斷工藝做了一個分析說明。采用這種工藝之后即使連桿蓋、桿結(jié)合面精確相接，而且也減少了加工工序數(shù) [11]。 在機械加工過程中夾具的使用非常廣泛，它是降低工人勞動強度、擴大機床的工業(yè)范圍、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的重要手段 [12]。夾具最早出現(xiàn)在 18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。隨著機床制造業(yè)的迅猛發(fā)展，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，柔性裝備加工參數(shù)已今非昔比，生產(chǎn)節(jié)拍愈來愈短。往往關(guān)鍵件 生產(chǎn)集中與幾臺加工中心組成的柔性短生產(chǎn)線上，提高了設(shè)備利用率 [13]。 課題研究的內(nèi)容 本課題在零件工藝設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過分析典型的連桿加工工藝方法與夾具原理，完成連桿的工藝和端面銑夾具設(shè)計。論文的具體研究的內(nèi)容如下： （ 1）針對研究本課題的目的及意義，分析連桿的工藝和夾具的研究現(xiàn)狀。 （ 2）通過審查連桿零件的圖紙，分析連桿零件的結(jié)構(gòu)工藝性，確定其加工工藝路線，選擇滿足各工序要求的工藝裝備。 （ 3）結(jié)合銑連桿端面的工藝特點，設(shè)計出合理的端面銑夾具。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 共 35 頁 2 工藝規(guī)程與機床夾具 工藝過程及 其組成 改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。它是生產(chǎn)過程的主要部分。采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程（以下簡稱工藝過程）。 機械加工工藝過程是由一個或若干個順序排列的工序組成，而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀。毛坯一次通過這些工序就成為成品。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃的基本單元。安裝是指將工件在機床上或夾具中定位、加緊的過程。為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或 設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置，稱為工位。在加工表面（或裝配時的連接表面）和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。走刀是指刀具以加工進給速度相對于工件所完成的一次進給運動的工步部分[14]。 工藝規(guī)程 工藝規(guī)程的概念和作用 規(guī)定產(chǎn)品或零件部件制造過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等工藝文件稱為機械加工規(guī)程。它是在具體生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法。 工藝規(guī)程是在總結(jié)實踐經(jīng)驗的 基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)的理論和必要的工藝試驗后制定的，反應(yīng)了加工中的客觀規(guī)律。因此，工藝規(guī)程是指導(dǎo)工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理的主要技術(shù)文件，典型的工藝規(guī)程能縮短工廠的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。 工藝規(guī)程的設(shè)計步驟 （ 1）閱讀裝配圖和零件圖 了解連桿的用途、性能和工作條件，熟悉連桿在內(nèi)燃機中的地位和作用。 （ 2）工藝審查 審查圖紙上的尺寸，視圖和技術(shù)要求是否完整，正確，統(tǒng)一；找出主要技術(shù)要中北大