【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(jī)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(jì)步驟 ............................................ 3 機(jī)床夾具 ........................................................ 4 機(jī)床夾具的分類 ................................................ 4 機(jī)床夾具的組成 ................................................ 4 機(jī)床夾具與機(jī)床、工件、刀具之間的關(guān)系 .......................... 5 3 連桿工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .................................................. 6 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jī)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(jì)精度和加工方法的選擇 ................................. 11 工藝裝備的選擇 ................................................. 12 機(jī)床選擇 ..................................................... 12 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算 .............................................. 18 連桿的檢驗(yàn) .................................................... 20 4 連桿端面銑夾具設(shè)計(jì) ............................................... 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(jì)算 ................................................. 22 夾具體的 設(shè)計(jì) ................................................... 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(xiàn) ............................................................ 33 致謝 ................................................................ 35 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jī)對連桿的要求越來越高。連桿作為內(nèi)燃機(jī)傳遞動力的主要運(yùn)動件，其材質(zhì)、毛坯及機(jī)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(jī)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(jì)是生產(chǎn)加工中的核心內(nèi)容之一。加工中除了要機(jī)床、刀具、量具之外，大批量生產(chǎn)時還要用機(jī)床夾具。機(jī)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(diǎn)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(jì)算機(jī)直接控制自動化機(jī)床，使連桿加工的自動化進(jìn)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(jì)上、實(shí)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)械加工過程中夾具的使用非常廣泛，它是降低工人勞動強(qiáng)度、擴(kuò)大機(jī)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(jìn)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(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的端面銑夾具。它是生產(chǎn)過程的主要部分。 機(jī)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(jì)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(jìn)給速度相對于工件所完成的一次進(jìn)給運(yùn)動的工步部分[14]。其中，規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等工藝文件稱為機(jī)械加工規(guī)程。 工藝規(guī)程是在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的 基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)的理論和必要的工藝試驗(yàn)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(jì)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(jī)中的地位和作用。 （ 3）熟悉或確定毛坯 （ 4）擬定機(jī)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(yàn)和其他工序等。 （ 6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)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(jī) 械制造中占有重要地位 [15]。若根據(jù)夾具 使用特點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)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(jī)床夾具與機(jī)床、工件、刀具之間的關(guān)系 圖 21機(jī)床夾具與機(jī)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(jī)床 刀具 輔助工具 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 共 35 頁 3 連桿工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與材料 連桿是汽車發(fā)動機(jī)的主要傳動部件之一，它在柴油機(jī)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(qiáng)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(qiáng)度。因鋼中珠光體含量多，其強(qiáng)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(jī)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(jì)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(jī)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(xiàn)，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(jī)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(yàn)裝置，靠調(diào)整法達(dá)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