【正文】 . 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(yán)格 [1]。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。工藝設(shè)計是生產(chǎn)加工中的核心內(nèi)容之一。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。機床夾具的好壞 也 直接影響工件加工表面的位置精度 [ 4]。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。 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。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]。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]。 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)。 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。 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]。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。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]。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。 （ 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。它是生產(chǎn)過程的主要部分。 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。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。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。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]。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。 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。 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。 （ 3）熟悉或確定毛坯 （ 4）擬定機械加工工藝路線 其主要內(nèi)容有：選擇定位基準(zhǔn) ，確定加工方法，安排加工順序以及安排熱處理，檢驗和其他工序等。 （ 6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗方法。 （ 8）確定切削用量。 （ 10）填寫工藝文件。其作用是正確確定工件與刀具之間的相對位置、并將工件牢固的加緊。因此，夾具在機 械制造中占有重要地位 [15]。若根據(jù)夾具 使用特點來劃分，則有通用夾具、組合夾具、專用夾具、成組夾具等。若按夾具加緊動力源的不同來劃分，則有手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具等 [1 17]。其定位作用，保證在加工時工件相對于夾具的位置，可用六點定位原理來分析其限制的自由度。 （ 3）導(dǎo)向元件和對刀裝置 導(dǎo)向和對刀裝置的作用是確定刀具相對于夾具的位置，或引導(dǎo)刀具進行加工，常用的對刀、導(dǎo)向刀具有刀塊鉆套。 （ 5）夾具體 各元件都裝在夾具體上，并保證各元件之間的相對位置，且精度要 求較高。 機床夾具與機床、工件、刀具之間的關(guān)系 圖 21機床夾具與機床、工件、刀具之間的關(guān)系 夾具體 加緊元件 定位元件 連接元件 其他元件 導(dǎo)向元件 工件 機床 刀具 輔助工具 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 共 35 頁 3 連桿工藝規(guī)程設(shè)計 連桿的結(jié)構(gòu)特點與材料 連桿是汽車發(fā)動機的主要傳動部件之一，它在柴油機中，把作用于活塞頂面的膨脹壓力傳遞給曲軸，又受到曲軸的驅(qū)動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿由小頭、桿身和大頭構(gòu)成 [18]。連桿桿身斷面為工字型，剛度大、質(zhì)量輕、適于模鍛。連桿大頭用連桿螺栓和螺母與曲柄軸頸裝配在一起，孔內(nèi)裝有薄壁軸瓦。小頭、大頭與桿身采用較大圓弧過渡，逐漸變化，以獲得足夠的強度和剛度，其形狀復(fù)雜而不規(guī)則，對孔本身及孔與平面之間的位置精度一般要求較高；桿身斷面不大，剛度較差，易變形，尺寸精度和位置 精度以及粗糙度要求都很高。 連桿體和連桿蓋由優(yōu)質(zhì)合金鋼或中碳鋼如 4 40Cr、 42CrMo 或 40MnB 等模鍛或輥鍛而成。一般經(jīng)噴丸處理以提高連桿組零件的強度。因鋼中珠光體含量多，其強度和硬度較高，淬火后的硬度可顯著增加。 生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和和零件加工工藝過程起著重要作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所選的工藝方法和工藝裝備。如圖連桿產(chǎn)品年生產(chǎn)量為 5000 臺，設(shè)其備品率為為 25%，機械加工廢品率為 %，每臺產(chǎn)品中連桿零件的數(shù)量為 1件，先由公式計算如下： %)1% ) (1( baQnN ??? 1(15000 ??? %)%)(25 ?? = 件 /年 則連桿零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為 件 /年，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機械，根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系查閱參考文獻，確定 其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 (2)毛坯的制造方法和加工余量：廣泛采用金屬模機器造型，模鍛或其其他有效方法 ,精度高，加工余量小。 (4)工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復(fù)合刀具，專用量具或自動檢驗裝置，靠調(diào)整法達到精度要求。 連桿毛坯 根 據(jù)連桿的材料，生產(chǎn)類型，生產(chǎn)綱領(lǐng)及零件的復(fù)雜程度，毛坯可采用模鍛成型。連桿毛坯的鍛造工