【正文】 ............................. 17 第 3 章 夾具設計 ................................................................................ 28 機床夾具的分類、基本組成及功能 ................................................ 28 .1 機床夾具的分類 ............................................................................................. 28 機床夾具的基本組成 ...................................................................................... 28 機床專用夾具的主要功能 .............................................................................. 28 機床專用夾具設計的基本要求 ...................................................................... 29 12V180C 系列柴油機連桿銑剖分面夾具設計 ............................. 29 問題的指出 ...................................................................................................... 29 夾具設計 .......................................................................................................... 30 12V180C 系列柴油機連桿鏜大小頭孔夾具設計 .......................... 31 問題的指出 ...................................................................................................... 32 夾具設計 .......................................................................................................... 32 結論 .......................................................................................................... 34 參考文獻 ................................................................................................. 35 致謝 .......................................................................................................... 36 附件 1 ...................................................................................................... 37 附件 2 ........................................................................ 錯誤 !未定義書簽。柴油機廣泛應用在工農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防及人民日常生活中。 柴油的特點是自燃溫度低，所以柴油發(fā)動機無需要火花塞之類的點火裝置，它采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃測試，這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒。 2） .柴油機結構及工作原理 (1)結構：柴油機由燃燒室組件、動力傳遞組件、機體和主軸承、配氣機構、燃油系統(tǒng)和調(diào)速器、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動系統(tǒng)構成。開始時，活塞從上止點下行到下止點，將新鮮空氣吸入氣缸，然后從下止點上行到上止點，將吸入的氣體壓縮，使其壓力及溫度升高。之后，活塞再次從下止點上行，將廢氣排出氣缸，完成一個循環(huán)。 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 2 機車柴油機簡介 1）機車柴油機概述 機車柴油機（ lootive diesel engine）是指用于內(nèi)燃機車、內(nèi)燃車組或內(nèi)燃動車的柴油機。柴油機的寬度和高度受鐵路機車車輛限界標 準的限制，機車的允許軸重對柴油機重量也有一定的限制。大功率柴油機的單機功率已達5000 千瓦，平均有效壓力為 ～ 兆帕，燃料消耗率為 200～ 225 克 /（千瓦 柴油機的附件 ,如冷卻水散熱器、風扇和空氣濾清器等均布置在機車廂內(nèi)，機油濾清器、機油換熱器一般也布置在機車廂內(nèi)。調(diào)速系統(tǒng)大多采用液壓全速調(diào)速器 ,并裝有超速停機、油壓保護和超溫卸載等自動安全保護裝置。從運行工況的時間比例來看，部分負荷約占 50％，空轉占 40％左右，而標定工況的使用時間很少。 對機車柴油機的性能要求是 :不僅在標定工況下 ,而且更重要的是在部分負荷和空轉時燃油和機油的消耗量小，經(jīng)濟性應與機車牽引特性相適應；有一個經(jīng)濟性最好的最低空載穩(wěn)定轉速；性能指標隨環(huán)境條件的變化??；噪聲低，排氣煙塵和有害成分少； 冷機或熱機均能連續(xù)可靠起動，一般在 +5℃ 氣溫時，起動時間不超過 10 秒。 1913 年，瑞典最先制造了以 55 千瓦 (75 馬力 )柴油機為動力的第一臺電力傳動內(nèi)燃動車。 50 年代，內(nèi)燃機車因有較好的能源利用率 ,可以改善列車牽引經(jīng)濟 性 ,而獲得了廣泛的應用 ,并逐步取代了蒸汽機車。 中國于 1958 年自行制造內(nèi)燃機車 , 長辛店機車車輛廠制成了國 產(chǎn)第一臺內(nèi)燃機車 建設型直流電力傳動調(diào)車內(nèi)燃機車。該機車基本上是按從匈牙利進口的 ND1 型內(nèi)燃機車仿造試制的。機車裝用 2 臺 16V200ZL 型柴油機，最高速度 100km/h。這是最早走出國門的國產(chǎn)內(nèi)燃機車。 1999 年 8 月，戚墅堰廠和浦鎮(zhèn)車輛廠合作，制成了 M+9T 雙 +M 編組的新曙光號電力傳動雙層內(nèi)燃車組。其他工廠的內(nèi)燃動車，也正在試制、開發(fā)當中。 3）機車柴油機發(fā)展方向 機車柴油機發(fā)展重點是在機車車輛限界和機車軸重允許的條件下不斷提高功率，一個重要的趨勢是采用低壓縮比與二級增壓相配合的方法提高功率；提高可靠性和耐久性以延長柴油機壽命 。 內(nèi)燃機車可靠性與可維修性設計也是國外大功率內(nèi)燃 機車的一個發(fā)展方向?？煽啃蕴岣叱ㄟ^結構方面的改進外，一個顯著的特點是叫可靠性技術的應用。在設計中除采用概率統(tǒng)計方法，把影響應力和強度的各因素視為隨機變量運用可靠性理論保證所設計的零部件具有規(guī)定的可靠度外，還要進行可靠性規(guī)劃與設計，主要包括 ―建立可靠性模型 ‖；將系統(tǒng)可靠性指標 分配給各級組成部分，進行 ―可靠性分配 ‖；根據(jù)設計方案進行 ―可靠性預測 ‖；按照設計方案進行 ―故障模式、影響及青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 4 危害性分析（ＦＭＥＣＡ） ‖及 ―故障樹分析（ＦＴＡ） ‖等，找出影響可靠性、安全性的關鍵部件及薄弱環(huán)節(jié)。 連桿簡介及連桿加工工藝分析 連桿的作用 圖 11 活塞連桿組 連桿是將活塞的往復運動轉變成曲軸旋轉運動的中間構件。連桿小頭承受著活塞組產(chǎn) 生的往復慣性力 。 對連桿的基本要求是： （ 1）連桿小頭應具有足夠的強度和剛度，并使連桿小頭軸承比壓控制在合理范圍內(nèi)； （ 2）桿身應具有足夠的疲勞強度，盡可能小的質量，良好的鍛造工藝性； （ 3）連桿大頭應具有足夠的剛度，以減小運轉時的變形，防止軸承熱熔接。 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 5 論文主要研究內(nèi)容 本論文主要研究大內(nèi)容主要有： （ 1） 確定加工 連桿 的生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型； （ 2） 確定 連桿 的毛坯材料及尺寸，確定毛坯加工余量； （ 3） 設計 連桿 加工工藝； （ 4） 確定部分重要工序所用的工藝裝備和設備； （ 5） 計算部分重要工序的切削用量和基本時間； （ 6） 設計重要工序所用的夾具。機械加工工藝規(guī)程是車間中一切從事 生產(chǎn)的人員都要嚴格、認真貫徹執(zhí)行的工藝技術文件，按照它組織生產(chǎn)，就能做到個工序科學的銜接，實現(xiàn)優(yōu)質、高產(chǎn)和低消耗。有了機械加工工藝規(guī)程，在產(chǎn)品投入生產(chǎn)之前就可以根據(jù)它進行一系列的準備工作，如原材料和毛坯的供應，機床的調(diào)整，專用工藝裝備（如專用夾具、刀具和量具）的設計制造，生產(chǎn)作業(yè)計劃的編排，勞動力的組織，以及生產(chǎn)成本的核算等。 3）機械加工工藝規(guī)程是新建或擴建工廠 、車間的基本技術文件。 機械加工工藝規(guī)程的制定程序 制定機械加工工藝規(guī)程的原始資料主要是產(chǎn)品圖樣、生產(chǎn)綱領、生產(chǎn)類型、現(xiàn)場加工設備及生產(chǎn)條件等。主要包括審查零件結構的工藝性及了解零件的各項技術要求，分析產(chǎn)品的裝配圖和零件的工作圖，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及 工作條件，明確被加工零件在產(chǎn)品中的位置和作用等。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 150 臺，設其備品率為 10%，機械加工廢品青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 7 率為 1%，現(xiàn)制定該活塞的機械加工工藝規(guī)程。 審查零件圖樣工藝性 連桿 零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全 。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。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。 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。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成 —體。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。 目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠，采用了連桿輥鍛工藝。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。 圖 21 連桿輥鍛示意圖 圖 22 給出了連桿的鍛造工藝過程，將棒料在爐中加熱至 1140～ 1200C0，先在輥鍛機上通過四個型槽進行輥鍛制坯見圖 22，然后在鍛壓機上進行預鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊見圖 22。為了提高毛坯精度，連桿的毛坯尚需進行熱校正。 圖 22連 桿 輥鍛制坯 示意圖 工藝過程設計 定位基準的選擇 在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面。這樣就使各工序青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 9 中的定位基準統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時， 也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱 ―假銷 ‖。 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。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔，這些工序對于鉸后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。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。因此，粗銑就是關鍵工序。但是由于毛青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 10 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。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以銑工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。 加工階段的劃分與工序順序的安排 連桿的主要加工部位是大小頭端面，大小頭孔。除機械加工外，還有調(diào)質處理、劃螺紋孔線、探傷等。 加工階段的劃分與工序順序的安排 （一） 加工階段的劃分 連桿機械加工工藝過程 連桿的機械加工工藝過程大致可以分為：加工基準面 ——粗鉆銑大小頭平面及大小頭孔 ——調(diào)質處理 ——半精鉆銑大小頭平面及大小頭孔 ——分離連桿和連桿蓋 ——精銑基準面并進行磨削 ——鉆、鉸、锪各種孔 ——精鉆銑大小頭平面及小頭孔和大頭軸瓦 ——研磨重要孔的支撐面 ——鉗工倒角、去毛刺 ——探傷后鉗工清洗組裝。對于 180C 柴油機連桿進行粗 加工時，以大小頭兩端面作為精基準，所以先粗加工大小頭端面，然后再加工其他各主要表面。 連桿蓋機械加工工藝過程 連桿蓋的機械加工工藝過程大致可以分為：半精銑對接面 ——劃孔線 ——車孔 ——精銑對接面 ——鉆鉸各孔 ——磨螺釘面 ——修正圓角 ——鉗工組裝 ——劃瓦槽