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發(fā)動機連桿加工工藝及夾具設計說明書畢業(yè)設計-wenkub.com

2024-08-24 21:10 本頁面
   

【正文】 只有當切削速度受到工藝條件限制而 不能提高時,才選用低速,以避開積屑瘤產(chǎn)生 的 范圍。 2)進給量的選擇: 連桿件加工工藝設計 13 精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。 精加工時切削用量的選擇原則 精加工時加工精度和表面質量要求較高,加工余量要小且均勻。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下,可選用大一些的進給量 ;在剛性和強度較差的情況下,應適當減小進給量。只有當總加工余量太大,一次切不完時,才考慮分幾次走刀。此外,增大 ap 可使走刀次數(shù)減少,增大 f 又有利于斷屑。因此,選擇粗加工的切削用量時,要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量(金屬切除率)和必要的刀具耐用度,以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。長銷定位目的就在于保證 垂直度。 夾具使用 應具備適應“一面一孔一凸臺”的統(tǒng)一精 基準。因此在連桿加工工藝中,各主要表面的粗精加工工序一定要分開。因此,在剖分面銑開以后再經(jīng)過磨削加工。 連桿體與連桿蓋的銑開工序 剖分面(亦稱結合面)的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及對刀精度來保證。 粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法,這樣銑夾具沒有活動部分,能保證承受較大的銑削力。 連桿螺栓孔的加工 連桿的螺栓孔經(jīng)過鉆、擴、鉸工序。由于襯套的內(nèi)孔與外圓存在 同軸度誤差,這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。 連桿大、小頭孔的加工 連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序,它的加工精度對連桿質量有較大的影響。 連桿兩端面的加工 采用粗銑、精銑、粗磨、精磨四道工序,并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前,以便改善基面的平面度,提高孔的加工精度。 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。 確定合理的夾緊方法 既然連桿是一個剛性比較差的工件,就應該十分注意夾緊力的大小,作用力的方向及著力點的選擇,避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形,以影響加工精度。但是由于毛坯面不平整,連桿的剛性差,定位夾緊時工件可能變形,粗銑后,端面似乎平整了,一放松,工件又恢復變形,影響后續(xù)工序的定位精度。因此,第一道工序的定位和夾緊方法的選擇,對于整個工藝過程的加工精度常有深 遠的影響。 為了不斷改善基面的精度,基面的加工 與主要表面的加工要適當配合:即在粗加工大、小頭孔前,粗磨端面,在精鏜大、小頭孔前,精磨端面。這樣就使各工序中的定位基準統(tǒng)一起來,減少了定位誤差。這樣逐步減少加工余量,切削力及內(nèi)應力的作用,逐步修正加工后的變形,就能最后達到零件的技術條件。 ( 2)連桿是模鍛 件,孔的加工余量大,切削時將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應力,并引起內(nèi)應力重 新分布。連桿的加工路線按連桿的 分合可分為三個階段:第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工;第二階段為連桿體和蓋切開后的加工;第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。(下 同) M7350 3 鉆 與基面定位,鉆、擴、鉸小頭孔 Z3080 4 銑 以基面及大、小頭孔定位,裝夾工件銑尺寸 ? mm 兩側面,保證對稱(此平面為工藝用基準面) X62W 組合機床或專用工裝 5 擴 以基面定位,以小頭孔定位,擴大頭孔 為Φ 60mm Z3080 6 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。為了提高毛坯精度,連桿的毛坯尚需進行熱校正。用輥鍛法生產(chǎn)的連桿鍛件,在表面質量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平,并且設備簡單,勞動條件好,生產(chǎn)率較高,便于實現(xiàn)機械化、自動化,適于在大批大量生產(chǎn)中應用。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,但由于 整體鍛造 的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點,故用得越 來越多,成為連桿毛坯的一種主要形式。 連桿 毛坯制造方法的選擇,主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性(可塑性 ,可鍛性)及零件對材料的組織性能要求,零件的形狀及其外形尺寸,毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。因此,連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼;如 45 鋼、 55 鋼、 40Cr、 40CrMnB等。 4 有關結合面的技術要求 在連桿受動載荷時,接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位,影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結合不良,從而產(chǎn)生不均勻磨損。 螺栓孔的技術要求 在前面已經(jīng)說過,連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度 , 影響到軸瓦的安裝和磨損,甚至引起燒傷;所以對它也提出了一定的要求:規(guī)定其垂直度公差等級應不低于 IT9(大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在 100 mm 長度上公差為 mm)。 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度 兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜,從而造成汽缸壁磨損不均勻,同時使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損,所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較??;而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小,因而其公差值較大。連桿總成的主要技術要求(圖 11)如下。 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來,使活塞的往復直線運動變?yōu)榍幕剞D運動,以輸出動力。為了保證發(fā)動機運轉均衡,同一發(fā)動機中各連桿的質量不能相差太大,因此,在連桿部件的大、小頭兩端設置了去不平衡質量的凸塊,以便在稱量后切除不平衡質量。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。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。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)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。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知,除文中特別加以標注和致謝的地方外,不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果,也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體,均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 關鍵詞 : 連桿 變形 加工工藝 夾具設計 Pick to The main transmission link is one of a diesel engine, the paper mainly discusses the process and connecting fixture design. The connecting the dimension precision, accuracy and precision of the shape of requirements are very high, but the connecting rod of rigid, easily, so in the arrangement of deformation process, the major surface coarse finishing processes. Gradually reduce , cutting force and effect of stress, and the deformation after processing, can finally reached the technical requirements of the parts. Keywords: deformation processing fixture design 第一章 連桿 加工工藝 連桿的結構特點 連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一,它在柴油機中 , 把作用于活 2 塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸,又受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。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。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。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側。因此,連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能,而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。 連桿件加工工藝設計 3 連桿圖( 1— 1) 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度 為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合,減少沖擊的不良影響和便于傳熱。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在 100 mm 長度上公差為 mm;在垂 直與連桿軸心線方向的平行度在 100 mm 長度上公差為 mm。 大、小頭孔兩端面 的技術要求 連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同,但從技術要求是不同的,大頭兩端面的尺寸公差等級為 IT9,表面粗糙度 Ra 不大于 m, 小頭兩端面的尺寸公差等級為 IT12,表面粗糙度 Ra 不大于 m。這 一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。結合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度,因而也影響到螺栓的受力情況和 曲軸、軸瓦的磨損。近年來也有采用球墨鑄鐵的,粉末冶金零件的尺寸精度高,材料 損 耗少,成本低。根據(jù)生產(chǎn)綱領為 大量生產(chǎn) ,連桿多用模鍛制造毛坯。總之,毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產(chǎn)成本降低,性能提高。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。 連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質量等的全面 檢查,方能進入機械加工生產(chǎn)線。 X62W 組合機床或專用工裝鋸片銑刀厚 2mm 7 銑 以基面和一側面定位裝夾工件,銑連桿體 和蓋結合面,保直徑方向測量深度為 X62 組合夾具或專用工裝 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 9 銑 以基面及結合面定位裝夾工件,銑連桿體和蓋 ?? mm? 8mm斜槽 X62 組合夾具或專用工裝 10 锪 以基面、結合面和一側面定位,裝夾工件,锪兩螺栓座面 30012。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準備精基準(端面、小頭孔和大頭外側面);第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面,包括大 頭孔的粗加工,為合裝做準備的螺栓孔和結合面的粗加工,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。 因此,在安排工藝進程時,就要把各主要表面的粗、精加工工序分開,即把粗加工安排在前,半精加工安排在中間,精加工安排在后面。 各主要表面的工序安排如下: ( 1)兩端面:粗銑、精銑、粗磨、精磨 ( 2)小頭孔:鉆孔、擴孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜 ( 3)大頭孔:擴孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、 珩磨 一些次要表面的加工,則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。具體的辦法是,在安裝工件時,注意將成套編號標記的一面不與夾具的定位元件接觸(在設計夾具時亦作相應的考慮)。 由于 用小頭孔和大頭孔外側面 作基面,所以這些表面的加工安排得比較早。連桿的加工就是如此,在連桿加工工藝路線中,在精加工主要表面開始前,先粗銑兩個端面,其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。在加工連桿的夾具中,可以看出設計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。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。粗磨在轉盤磨床 10 上,使用砂瓦拼成的砂 輪端面磨削。 小頭孔是定位基面,在用作定位基面之前,它經(jīng)過了鉆、擴、鉸三道工序。 大頭孔經(jīng)過 擴、 粗鏜、半精鏜、精鏜、 金剛鏜和珩磨達到 IT6 級公差等級。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側面 定位。精銑時,為了保證螺栓孔的兩個端面與連桿大頭端面垂直,使用兩工位夾具。為了保證銑開后的剖分面的平面度不超 過規(guī)定的公差 ,并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度,除夾具本身要保證精度外,鋸片的安裝精度的影響也很大。 連桿件加工工藝設計 11 大頭側面的加工 以基面及小頭孔定位,它用一個圓銷(小頭孔) 。 定位基準 精基準:以桿身對稱面定位,便于保證對稱度的要求,而且采用雙面銑,可使部分切削力抵消。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出,故須考慮“自為基準”情況,這時小頭定位銷應做成活動的,當連桿定位裝夾后,再抽出定位銷進行加工。但由于重復定位裝御有困難,因此要求夾具制造精度較高,且采 取一定措施,一方面長圓柱銷削去一邊,另一方面設計頂出工件的裝置。 金屬切除率可以用下式計算: Zw ≈ 式中: Zw單位時間內(nèi)的金屬切除量( mm3/s) V切削速度( m/s) f 進給量( mm/r) 12 ap 切削深度( mm) 提高切削速度、增大進給量和切削深度,都能提高金屬切除率。因此,根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率,減少刀具消 耗,降低加工成本是比較有利的。 2)進給量的選擇: 粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削
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