柴油机连杆机械加工工艺及工装设计【中心距180】【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院 毕业设计 (论文 ) 柴油机连杆机械加工工艺及工装设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 信 承 诺 我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文） 柴油机连杆机械加工工艺及工装设计 均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 本文是对柴油机连杆零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具 . 机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批 量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计专用夹具。 关键词： 柴油机连杆，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is on of of of of of to In to of of of of a it is in it is a of a of is to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 摘 要 . . 录 . 1 第 1 章 绪论 . 械加工工艺概述 . 7 械加工工艺流程 . 7 具概述 . 8 床夹具的功能 . 8 床夹具的发展趋势 . 8 床夹具的现状 . 9 代机床夹具的发展方向 . 9 第 2 章 柴油机连杆分析 . 11 油机连杆零件的作用 . 11 件的工艺分析 . 11 第 3 章 机械加工工艺规程设计 . 13 产纲领的确定 . 13 油机连杆的材料选择与毛坯的制造方法 . 14 油机连杆的材料选择 . 14 5 钢的成分和力学性能 . 15 坯的制造方法 . 15 械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定 . 16 定工序定位基准的选择 . 17 工工艺阶段的划分和加工顺序的安排 . 18 油机连杆加工工艺过程的拟定 . 18 杆加工工艺设计应考虑的问题 . 19 序安排 . 19 位基准 . 19 具使用 . 19 削用量的选择原则 . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 加工时切削用量的选择原则 . 20 加工时切削用量的选择原则 . 21 算工艺尺寸链 . 22 杆盖的卡瓦槽的计算 . 22 杆体的卡瓦槽的计算 . 23 时定额的计算 . 24 连杆大小头平面 . 24 磨大小头平面 . 24 工小头孔 . 24 大头两侧面 . 25 大头孔 . 26 开连杆体和盖 . 26 工连杆体 . 26 、磨连杆盖结合面 . 28 、钻、镗（连杆总成体） . 29 镗大头孔 . 30 头孔两端倒角 . 31 磨大小头两平面（先标记朝上） . 31 精镗大头孔及精镗小头孔 . 31 镗大头孔 . 31 头孔两端倒角 . 32 小头孔衬套 . 32 磨大头孔 . 32 第 4 章 铣结合面夹具设计 . 33 究原始质料 . 33 位基准的选择 . 33 削力及夹紧分析计算 . 33 差分析与计算 . 34 、部件的设计与选用 . 35 位销选用 . 35 紧装置的选用 . 35 向键与对刀装置设计 . 35 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 具设计及操作的简要说明 . 37 第 5 章 镗孔夹具设计 . 38 究原始质料 . 38 位、夹紧方案的选择 . 38 削力及夹紧力的计算 . 38 差分析与计算 . 39 具体的设计 . 40 具设计及操作的简要说明 . 42 总 结 . 43 参考文献 . 44 致谢 . 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 1 章 绪论 械加工工艺概述 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和 工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 械加工工艺流程 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图， 对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程 过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 工具是人类文明进步的标志。自 20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还 是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此 ，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约 4年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近年来，数控机床（ 加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准 备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精 度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/而使切削速度大幅度提高。 柔性化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用 化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 214891以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 采用二维 使我们甩掉了图板，解决 在，大量三维实体造型软件崛起，如 E、 3D、 ，推动了设计领 域的新革命由于这些三维软件不仅仅可创建三维实体模型，还可利用设计出三维模型进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析、动态干涉检查、动力学分析、强度分析等，并且与其它软件配合可进行零件的数控加工演示和数控代码的生成。这些功能是以往的二维 合夹具设计的复杂性、高精度性等特点采用了易学易懂的 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第 2 章 柴油机连杆分析 油机连杆 零件的作用 柴油机连杆 由 柴油机连杆 大头、杆身和 柴油机连杆 小头三部分组成， 柴油机连杆 大头是分开的，一半与杆身为一体，一半为 柴油 机连杆 盖， 柴油机连杆 盖用螺栓和螺母与曲轴主轴颈装配在一起。 柴油机连杆是较细长的变截面非圆形杆件，其杆身截面从大头到小头逐步变小，以适应在工作中承受的急剧变化的动载荷。 其形状也比较复杂，很多表面并不容易加工，不管是在其工作过程之中还是在加工过程中也很容易产生变形。 柴油机连杆 是将活塞上下的直线运动转化为曲轴的旋转运动的重要部件，所以要求要求有较高的强度、韧性和疲劳性能之外，对发动机 柴油机连杆 还有较高的位置精度和尺寸形状精度要求以及表面质量要求。 基本要求如： 柴油机连杆 杆身不垂直度 头、大头两端面 对称面与杆身相应对称面之间的偏移 身横向对称面对大小头孔中心偏移 1. 首先必须保证大头中心孔中心线和小头孔中心线之间的平行度，这样才能保证 柴油机连杆 在工作过程中平稳不刮曲轴和轴瓦；第二个就是保证两个端面的平行度，以及两端面中心线与两孔中心线之间的垂直度，用于保证工作中不会刮伤曲轴平衡块，可以减少噪声，保持平稳；第三个要保证的是 柴油机连杆 体和盖的分和面之间的配合和吻合，以保证大头孔的圆柱度，以免刮伤轴瓦；第四要确保大小头孔中心线之间的距离，如果其得不到保证，将保证不了发动机在工作时的气体压缩比等。 件的工艺分析 由零件图可知。 可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： 首先柴油机连杆的加工表面如下： （ 1）以端面互为基准加工的两端面，尺寸为，以其中一加工端面为基准的小头孔，大头孔。 （ 2）以小头孔为中心的加工有：钻两个 4的油孔，铣柴油机连杆体卡挖槽，加工侧面工艺凸台。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 （ 3）以大头孔为中心的加工表面有：加工柴油机连杆盖卡挖槽，加工 栓孔，和 柴油机连杆 精度的参数主要有五个： 端中心面和小端中心面相对于 柴油机 连杆 身中心面的对称； 小头空中心距尺寸精度； 小头孔平行度； 小头孔的 尺寸精度、形状精度； 头螺栓孔与接合面的垂直度。 其余技术参数如下表： 表 术要求项目 具体要求或数值 满足的主要性能 大、小头孔的椭圆度，锥度 椭圆度 度 证与衬套、轴瓦的良好配合 两孔中心距 缸气体的压缩比 两孔轴线在同一个平面内 在 柴油机连杆 轴线平面内： 垂直 柴油机连杆 轴线平面内：少气 缸壁和曲轴颈磨损 大孔两端面对轴线的垂直度 少曲轴颈边缘磨损 两螺孔中心线（定位孔）的位置精度 在两个在 45方向上的平行度：结合面的垂直度 证正常承载和轴颈与轴瓦的良好配合 同一组内的重量差 30g 保证运转平稳 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 第 3 章 机械加工工艺规程 设计 产纲领的确定 生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。 零件生产纲领计算 :N=1+ %）（ 1+ %） 式中 N零件的年生产纲领（件 /年） ; Q产品的年产量（台 /年） ; n每台产品中 ,该零件的数量 (件 /台 ); %备品率 ; %废品率。 根据教材中生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系，确定其生产类型。图 油机连杆 零件。该 柴油机连杆 用于 6105柴油机，年产量为5000台。设其备品率为 10%，机械加工废品率选择为 每台产品中该零件的数量为1件 N=1+ %）（ 1+ %） =5000 1（ 1+10%）（ 1+ = 5527件 /年 柴油机连杆 零件的年产量为 5000件，现已知该产品属于中型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献 ，确定其生产类型为大量生产。 大量生产的工艺特征： （ 1） 零件的互换性：具有广泛的互换性，少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。 （ 2） 毛坯的制造方法和加工余：广泛采用金属模机器造型，一般采用模锻。毛坯精度高，加工余量小。 （ 3） 机床设备及其布置形式 ：广泛采用专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。 （ 4） 工艺装备：广泛采用高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法达到精度要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 （ 5） 对工人的技术要求：对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求较低。 （ 6） 工艺文件：有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡。 （ 7） 成本：较低。 （ 8） 生产率：高。 （ 9） 工人劳动条件：较好。 油机连杆 的材料 选择 与毛坯 的制造方法 油机连杆 的材料选择 考虑到在该工艺方案中采用铣结合面工艺，那么选择材料也是很重要的。在过去其发动机 柴油机连杆 多采用中碳钢或者 中碳合金钢，经过淬火和高温回火处理，处理后一般硬度在 间 锻造后空冷，通过析出强化得到与淬火高温回火一样的力学性能，省去了淬火和高温回火，从而降低了成本。后来为了减少机加工，更进一步降低成本，于是开发了用粉末冶金的方法来制造 柴油机连杆 ，大大减少了机加工。而且粉末冶金 柴油机连杆 的质量公差小，更适合用于发动机 柴油机连杆 是的制造。美国就广泛的运用粉末冶金的方法来生产 柴油机连杆 。实际上它是一种含 右的高碳钢。 柴油机连杆 的主要材料为粉末 烧结材料、高碳微合金非调质钢、球墨铸铁以及可锻铸铁，其中 45和粉末烧结材料应用最广。 与粉末冶金 柴油机连杆 相比， 45钢在成本和使用性能上都具有一定优越性，首先锻造后空冷不需要热处理；装配后 柴油机连杆 体与 柴油机连杆 盖的裂解面能紧密地接触并相互锁定，使其不产生错位和移动，提高了与曲轴零件的配合，同时也提高了曲轴的刚度，大大地改善了发动机的性能。 减轻 柴油机连杆 的重量一直都是 柴油机连杆 制造上讨论的一个主题，如果采用粉末冶金技术，在不改变 柴油机连杆 形状结构的前提之下会导致 柴油机连杆 的重量增加15% 30%，这样使得 柴油机连杆 得重量有了很大的增加，那么发动机的重量也会在一定程度的增加，会影响其使用性能。如果用粉末冶金制造 柴油机连杆 ，就必须重新设计 柴油机连杆 的形状结构，以减轻 柴油机连杆 的重量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 综上所述，考虑了各种因素，并经过组内成员的共同讨论，最后决定采用 45钢作为本次设计中 柴油机连杆 的材料。 5 钢的成分和力学性能 45 材料中主要各化学成分质量百分比分别为： . 72 % ， . 5 % ， . 06 % ， . 009 % ， . 04 %；其金相组织为珠光体加断续的铁素体，抗 拉强度为： 9001 050 服极限为 520 大延伸率为 10 %。其中 以提高材料的强度。 铣结合面工艺要求 柴油机连杆 切断后的塑性变形最小，又要保证材料有良好的可切削加工性能。 45为高碳钢，含 增加了钢材的淬透性能，假如保持含 柴油机连杆 锻造空冷后硬度会提高，而且金相组织中可能会出现贝氏体，恶化可切削加工性能，须通过适当途径降低含 为了改善可切削加工性，提高了含 中的 的亲和力大于 的亲和力，优先形成 而 降低钢的塑性，防止金相组织中可能会出现的贝氏体；另外 脆”，促进了铣削时的断裂。 结合时含 少要高于 倍的含量。 45材料的力学性能 : 表 限抗拉强度/服强度 /长率 （ %） 压缩屈服强度/切强度 /90 580 14 610 655 坯的制造方法 由于 柴油机连杆 在发动机工作中要承受交变载荷以及冲击性载荷，一次应选用锻造，以使金属纤维尽量不被切断，保证 柴油机连杆 可靠地工作。而且该零件的年产量是 5000，已经达到了大量生产的水平，要求其生产率比较高，零件尺寸不是很大，再者为了保证它的尺寸精度、加工精度，故选择模锻。 胀断工艺要求 柴油机连杆 锻件在胀断过程之中不能有过大的塑性变形，因此模锻 柴油机连杆 性能的合格就是保证 柴油机连杆 达到理想的脆性断裂的因素。 用于胀断工艺的 45系列高碳非调质钢，它的成分特点是低硅，低锰及添加了微量合金元素钒和易切削的 围窄，纯度高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 胀断 柴油机连杆 工艺现有的模锻工艺主要有以下三种： （ 1）辊锻（楔横轧）制坯 热模锻生产线 工艺：下料加热辊锻成型（预锻， 终锻）切边冲孔热校正 丸处理探伤处理精压处理。 设备配置：下料机（带锯机）中频感应加热炉（ 300辊锻机（ 460型）热模锻压力机（ 25000闭式单点压力机 丸机探伤机精压机 该