【正文】 .................................................. 17 第 3 章 夾具設(shè)計(jì) .............................................................................. 28 機(jī)床夾具的分類、基本組成及功能 ..................................................28 .1 機(jī)床夾具的分類 ............................................................................................. 28 機(jī)床夾具的基本組成 ...................................................................................... 28 機(jī)床專用夾具的主要功能 .............................................................................. 28 機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求 ...................................................................... 29 12V180C 系列柴油機(jī)連桿銑剖分面夾具設(shè)計(jì) ..............................29 問題的指出 ...................................................................................................... 29 夾具設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 30 12V180C 系列柴油機(jī)連桿鏜大小頭孔夾具設(shè)計(jì) ...........................31 問題的指出 ...................................................................................................... 32 夾具設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 32 結(jié)論 ....................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) .............................................................................................. 35 致謝 ....................................................................................................... 36 附件 1.................................................................................................... 37 附件 2...................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。柴油機(jī)廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防及人民日常生活中。 柴油的特點(diǎn)是自燃溫度低，所以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無需要火花塞之類的點(diǎn)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(shí)再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時(shí)自己點(diǎn)火燃燒。 2） .柴油機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 (1)結(jié)構(gòu)：柴油機(jī)由燃燒室組件、動(dòng)力傳遞組件、機(jī)體和主軸承、配氣機(jī)構(gòu)、燃油系統(tǒng)和調(diào)速器、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成。開始時(shí)，活塞從上止點(diǎn)下行到下止點(diǎn)，將新鮮空氣吸入氣缸，然后從下止點(diǎn)上行到上止點(diǎn)，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(diǎn)上行，將廢氣排出氣缸，完成一個(gè)循環(huán)。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 機(jī)車柴油機(jī)簡介 1）機(jī)車柴油機(jī)概述 機(jī)車柴油機(jī)（ lootive diesel engine）是指用于內(nèi)燃機(jī)車、內(nèi)燃車組或內(nèi)燃動(dòng)車的柴油機(jī)。柴油機(jī)的寬度和高度受鐵路機(jī)車車輛限界標(biāo)準(zhǔn)的限制，機(jī)車的允許軸重對柴油機(jī)重量也有一定的限制。大功率柴油機(jī)的單機(jī)功率已達(dá)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(jī)的附件 ,如冷卻水散熱器、風(fēng)扇和空氣濾清器等均布置在機(jī)車廂內(nèi)，機(jī)油濾清器、機(jī)油換熱器一般也布置在機(jī)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(jī)、油壓保護(hù)和超溫卸載等自動(dòng)安全保護(hù)裝置。從運(yùn)行工況的時(shí)間比例來看，部分負(fù)荷約占 50％，空轉(zhuǎn)占 40％左右，而標(biāo)定工況的使用時(shí)間很少。 對機(jī)車柴油機(jī)的性能要求是 :不僅在標(biāo)定工況下 ,而且更重要的是在部分負(fù)荷和空轉(zhuǎn)時(shí)燃油和機(jī)油的消耗量小，經(jīng)濟(jì)性應(yīng)與機(jī)車牽引特性相適應(yīng)；有一個(gè)經(jīng)濟(jì)性最好的最低空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；性能指標(biāo)隨環(huán)境條件的變化??；噪聲低，排氣煙塵和有害成分少；冷機(jī)或熱機(jī)均能連續(xù)可靠起動(dòng)，一般在 +5℃ 氣溫時(shí)，起動(dòng)時(shí)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(jī)為動(dòng)力的第一臺(tái)電力傳動(dòng)內(nèi)燃動(dòng)車。 50 年代，內(nèi)燃機(jī)車因有較好的能源利用率 ,可以改善列車牽引經(jīng)濟(jì) 性 ,而獲得了廣泛的應(yīng)用 ,并逐步取代了蒸汽機(jī)車。 中國于 1958 年自行制造內(nèi)燃機(jī)車 , 長辛店機(jī)車車輛廠制成了國產(chǎn)第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車 建設(shè)型直流電力傳動(dòng)調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車。該機(jī)車基本上是按從匈牙利進(jìn)口的 ND1 型內(nèi)燃機(jī)車仿造試制的。機(jī)車裝用 2 臺(tái) 16V200ZL 型柴油機(jī)，最高速度 100km/h。這是最早走出國門的國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)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(hào)電力傳動(dòng)雙層內(nèi)燃車組。其他工廠的內(nèi)燃動(dòng)車，也正在試制、開發(fā)當(dāng)中。 3）機(jī)車柴油機(jī)發(fā)展方向 機(jī)車柴油機(jī)發(fā)展重點(diǎn)是在機(jī)車車輛限界和機(jī)車軸重允許的條件下不斷提高功率，一個(gè)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(jī)壽命 。 內(nèi)燃機(jī)車可靠性與可維修性設(shè)計(jì)也是國外大功率內(nèi)燃機(jī)車的一個(gè)發(fā)展方向?？煽啃蕴岣叱ㄟ^結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)外，一個(gè)顯著的特點(diǎn)是叫可靠性技術(shù)的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)中除采用概率統(tǒng)計(jì)方法，把影響應(yīng)力和強(qiáng)度的各因素視為隨機(jī)變量運(yùn)用可靠性理論保證所設(shè)計(jì)的零部件具有規(guī)定的可靠度外，還要進(jìn)行可靠性規(guī)劃與設(shè)計(jì)，主要包括 ―建立可靠性模型 ‖；將系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配給各級組成部分，進(jìn)行 ―可靠性分配 ‖；根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行 ―可靠性預(yù)測 ‖；按照 設(shè)計(jì)方案進(jìn)行 ―故障模式、影響及青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(guān)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(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中間構(gòu)件。連桿小頭承受著活塞組產(chǎn)生的往復(fù)慣性力 。 對連桿的基本要求是： （ 1）連桿小頭應(yīng)具有足夠的強(qiáng)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(yīng)具有足夠的疲勞強(qiáng)度，盡可能小的質(zhì)量，良好的鍛造工藝性； （ 3）連桿大頭應(yīng)具有足夠的剛度，以減小運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的變形，防止軸承熱熔接。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(lǐng)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(shè)計(jì) 連桿 加工工藝； （ 4） 確定部分重要工序所用的工藝裝備和設(shè)備； （ 5） 計(jì)算部分重要工序的切削用量和基本時(shí)間； （ 6） 設(shè)計(jì)重要工序所用的夾具。機(jī)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(yán)格、認(rèn)真貫徹執(zhí)行的工藝技術(shù)文件，按照它組織生產(chǎn)，就能做到個(gè)工 序科學(xué)的銜接，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。有了機(jī)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(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，如原材料和毛坯的供應(yīng)，機(jī)床的調(diào)整，專用工藝裝備（如專用夾具、刀具和量具）的設(shè)計(jì)制造，生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的編排，勞動(dòng)力的組織，以及生產(chǎn)成本的核算等。 3）機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠、車間的基本技術(shù)文件。 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定程序 制定機(jī)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(lǐng)、生產(chǎn)類型、現(xiàn)場加工設(shè)備及生產(chǎn)條件等。主要包括審查零件結(jié)構(gòu)的工藝性及了解零件的各項(xiàng)技術(shù)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(tái)，設(shè)其備品率為 10%，機(jī)械加工廢品青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 率為 1%，現(xiàn)制定該活塞的機(jī)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(shù)要求齊全 。因此，連桿材料一般采用高強(qiáng)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(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強(qiáng)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(jìn)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(shè)備動(dòng)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(shí)少、模具少等優(yōu)點(diǎn)，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(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機(jī)械強(qiáng)度等方面都可達(dá)到模鍛水平，并且設(shè)備簡單，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率較高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適于在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)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(jī)上通過四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯見圖 22，然后在鍛壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)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(jìn)行熱校正。 圖 22連桿 輥鍛制坯 示意圖 工藝過程設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)的選擇 在連桿機(jī)械加 工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面。這樣就使各工序青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 中的定位基準(zhǔn)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(shí)，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時(shí)將定位銷做成活動(dòng)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(dāng)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(kuò)孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時(shí)會(huì)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(gè)工藝過程的加工精度常有深遠(yuǎn)的影響。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。但是由于毛青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時(shí)工件可能變形，粗銑后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復(fù)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(shí)的變形較小，同時(shí)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(jī)械加工外，還有調(diào)質(zhì)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(jī)械加工工藝過程 連桿的機(jī)械加工工藝過程大致可以分為：加工基準(zhǔn)面 ——粗鉆銑大小頭平面及大小頭孔 ——調(diào)質(zhì)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(zhǔn)面并進(jìn)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(jī)連桿進(jìn)行粗加工時(shí)，以大小頭兩端面作為精基準(zhǔn)，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(jī)械加工工藝過程 連桿蓋的機(jī)械加工工藝過程大致可以分為：半精銑對接面 ——?jiǎng)澘拙€ ——車孔 ——精銑對接面 ——鉆鉸各孔 ——磨螺釘面 ——修正圓角 ——鉗工組裝 ——