【正文】 洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京出版社 ［ 7］ 符 煒 主編 實(shí)用 切削加工手冊(cè) 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 ［ 8］ 浦林祥 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 ［ 9］ 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 冶金工業(yè)出版社 ［ 10］ 方昆凡 公差與配合手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 ［ 11］ 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2021 ［ 12］ 馬賢智 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 1994 ［ 13］ 王光斗，王春福 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2021 學(xué) 生 （簽 字）： 教研室主任（簽字）： 指導(dǎo)教師（簽字）： 系主任 （簽字）： 機(jī)電系機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。 2. 設(shè)計(jì)連桿工藝并編制工藝規(guī)程卡片一套。 完成給定加工面的專用夾具設(shè)計(jì)等。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 連桿加工 工藝與夾具 設(shè)計(jì) 作 者 姓 名 作 者 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)電一體化 指導(dǎo)教師姓名 李堂 專業(yè)技術(shù)職稱 邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系 2021 年 12 月 28 日 機(jī)電系機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 題 目： 連桿加工工藝與夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 11 月 1 日至 12 月 31 日共 8 周 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容 需要完成連桿的加工工藝設(shè)計(jì)，包括分析零件結(jié)構(gòu)工藝性，編排合理的加工工藝過(guò)程，選擇各加工工序合理的切削用量，填寫零件的加工工藝卡片。 二、設(shè)計(jì)原始資料 及要求 已知 ： 連桿的裝配圖 （一張） 和零件圖 （兩張） 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)，年產(chǎn)量 6000 件 班制：兩班制 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1. 繪制連桿零件圖和毛坯圖。 3. 設(shè)計(jì) 連桿蓋通孔 加工的專用夾具。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過(guò)程時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。 機(jī)械加工工藝是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保障。所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。因此，連桿在工作中承受著呈周期交變的壓縮、拉伸及彎曲應(yīng)力，這些交變載荷具有很大的沖擊特性。由于連桿橫向 竄動(dòng)和形位誤差引起連桿受壓時(shí)產(chǎn)生彎曲，是連桿很容易斷裂，斷裂是連桿的主要損傷形式，對(duì)于EQ6100I 型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿，其斷裂率約為 。從工藝與專用夾具的方向進(jìn)行了一定的探討。電火花、電解、超 聲波、種新材激光、電子束和離子束加工等工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，大大推進(jìn)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。加工循環(huán)控制雖可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)加工工序的自動(dòng)化，但不同的工序中刀具的更換及工件的重新裝夾，仍須人工 來(lái)完成。因此，他可以顯著縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，適應(yīng)控制數(shù)控機(jī)床是一種具有“隨機(jī)應(yīng)變”功能的機(jī)床，他能在加工中，根據(jù)切削條件的變化，自動(dòng)調(diào)整切削條件，是機(jī)床保持最佳狀態(tài)下進(jìn)行加工，因而有效提高加工效率，擴(kuò)大品種，更好的保證了加工質(zhì)量，并達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效率。 夾具的發(fā)展趨勢(shì) 工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理，體現(xiàn)著一個(gè)企業(yè)的工藝技術(shù)水平，夾具設(shè)計(jì)與制造又是制造環(huán)境中的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期時(shí)間和加工成本的重要因素，工裝設(shè)計(jì)水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。目前，基于特征參數(shù)化技術(shù)已在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)階段得到廣泛的應(yīng)用，夾具設(shè)計(jì)也必須向標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、參數(shù)化方向發(fā)展。 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 夾具設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要部分，夾具設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。 具體的設(shè)計(jì)思路是： 首先確定工件的已加工端面定位方式，通過(guò)夾具體的凸臺(tái)、內(nèi)孔，再用氣動(dòng)裝置將其夾緊，這樣連桿的六個(gè)自由度全部限制，實(shí)現(xiàn)了零 件的定位夾緊，然后確定零件的夾緊方式。 機(jī)電系機(jī)電一體 化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第一章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 零件的工藝性分析 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝分析 (1)該零件為發(fā)動(dòng)機(jī)上的重要組成部分之一，其大頭孔和軸連接，小頭孔通過(guò)活塞銷和活塞連接，將作用于活塞的力傳給曲軸，又受曲軸驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞。 (2)該連桿由連桿 大頭連桿身和連桿小頭三部分組成，連桿大頭蓋和連桿身分開，由螺栓連接，小頭孔裝有襯套提高耐磨性和互換性。 。 (5)為了便于加工和保證加工精度，大頭設(shè)置工藝凸臺(tái)。連桿總成的主要技術(shù)要求如下： ⑴為了使連桿大、小頭運(yùn)動(dòng)副之間配合良好，大頭孔的尺寸公差等級(jí)取為 IT6，表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 ；小頭孔的尺寸公差等級(jí)約取為IT5(加工后再按 間隔分組 ),表面粗糙度 Ra 應(yīng)不大于 。若稱大、小頭孔理想中心線所在的公共平面為連桿軸線平面，一般規(guī)定兩孔軸線在連桿軸線平面內(nèi)的平行度公差等級(jí)應(yīng)不低于 IT7，在垂直于連桿軸線平面內(nèi)的平行度公差等級(jí)應(yīng)不低于 8 級(jí)。 ⑷連桿大、小頭兩端面間距離的基本尺寸相同 ，但技術(shù)要求是不同的。這是因?yàn)檫B桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒(méi)有配合要求。 ⑸為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對(duì)連桿小頭（約占連桿全長(zhǎng) 2/3）質(zhì)量差和大頭（約占連桿全長(zhǎng) 1/3）質(zhì)量差給以較嚴(yán)格的規(guī)定。通常情況下，主要以生產(chǎn)類型來(lái)決定。 有關(guān)設(shè)計(jì)條件的說(shuō)明 汽車連桿零件屬于大批量生產(chǎn)。 . 毛坯的材料 機(jī)電系機(jī)電一體 化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度，因此連桿材料要采用高強(qiáng)度的碳鋼或合金鋼，可用來(lái)制作連桿的材料有 45 鋼、 55 鋼、40cr、 40MnB 等，此連桿要求大批量生產(chǎn)，毛坯材料 選用鍛件。這類零件要求鋼材具有較高的綜合力學(xué)性能，即強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性有良好的配合。 制坯方法的確定 連桿的特殊作用要求機(jī)械性能應(yīng)大于或等于 抗拉強(qiáng)度 Mpab 735?? 屈服極限 Mpas 539?? 沖擊韌性 2/588 cmJak ?? 毛坯的選擇有兩種：使毛坯形狀與尺寸和零件接近；使毛坯的形狀尺寸與零件相差較大。為節(jié)省能源與金屬材料，隨著毛坯制造專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，制坯方法的確定應(yīng)取向前種方法。整體鍛造 的毛坯，需要在以后的機(jī)械加工過(guò)程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻， 需將 整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。故最終選用 分 體鍛造的方式制造毛坯。為了改善毛坯的切削加工性能，鍛造好的連桿毛坯需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，使之得到細(xì)致均勻的回火索氏體組織， 減少毛坯的內(nèi)應(yīng)力。 此外， 連桿的顯微組織在連桿小頭“工”字形截面檢驗(yàn)，應(yīng)符合 NJ2486《曲軸技術(shù)條件》附錄中的 14 級(jí)。 連桿經(jīng)過(guò)外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查 合格 后就可以進(jìn)入機(jī)械加工生產(chǎn)線了 。 在連桿的 實(shí)際加工過(guò)程中，一般都對(duì)連桿進(jìn)行完全定位，即按六點(diǎn)定位原理來(lái)限制連桿的六個(gè)自由度。同時(shí)選擇小頭孔和大頭連桿體的外側(cè)面作為一般定為基準(zhǔn)，從而限制了連桿的六個(gè)自由度。 對(duì)于一些要求高或加工中不易保證的技術(shù)要求，在精加工時(shí)也可以采用自為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工（小頭孔尺寸精度和形狀精度的保證），或采用互為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工（如大、小頭孔中心距精度的保證），由機(jī)床精度直接保證（如大、小頭孔中心距要求可在雙軸鏜床上一次安裝同時(shí)加工出大、小孔來(lái)直接保證）。顯然第一個(gè)端面的精度要比第二個(gè)端面高，在以后的加工中，用第一個(gè)端面做精基準(zhǔn)最好。 加工經(jīng)濟(jì)精度與加工工序安排 加工經(jīng)濟(jì)精度 各種加工方法（車、銑、刨、磨、鉆、鏜、鉸等）所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，都應(yīng)該滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。在實(shí)際的生產(chǎn)中應(yīng)在滿足機(jī)電系機(jī)電一體 化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 設(shè)計(jì)精度的要求下盡可能地降低成本。 連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來(lái)安排的。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn) (端面、小孔頭和大頭外側(cè)面 )。如果按主要表面的粗、精加工來(lái)劃分連桿的加工階段的話，可以按連桿合裝前后來(lái)分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為表面的半精 加工、精加工階段。 機(jī)電系機(jī)電一體 化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 典型表面的加工方法 連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，這幾種表面在加工的過(guò)程中量大且典型，它們的加工方法分別有以下幾種選擇： （ 1）兩端面加工方法的選擇： 端面的加工通常有銑、刨、磨三種，其中銑和磨的加工精度較高，刨的加工精度較低，由 于兩端面在后續(xù)加工過(guò)程中會(huì)多次被用