发动机连杆加工工艺与镗孔夹具设计

沈 阳 工 程 学 院毕 业 设 计 论 文 专业班级： 数控 112学生姓名： 张若瑜指导教师： 范智广目 录第一章 绪论 .61.1 课题的目的及意义 .61.2 设计要求 .7第二章 零件的工艺分析 .82.1 零件的结构特点 .82.2 零件的技术要求 .8第三章 工艺规程设计 .113.1 确定毛坯的制造形式 .113.2 基面的选择 .113.2.1 粗基准的选择 .133.2.2 精基准的选择 .133.3 制定工艺路线 .143.3.1 工艺路线方案一 . 15。3.3.2 工艺路线方案二 .16。3.3.3 工艺方案的比较与分析 .18。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .2。3.5 确定切削用量及基本工时 .21第四章 夹具设计 .364.1 问题的提出 .364.2 镗 2 9.5 小头孔 .374.2.1 定位基准的选择 .374.2.2 切削力及夹紧力的计算 .384.2.3 定位误差分析 .39第五章 总结 .40致谢参考文献附录：外文文献翻译原文及其译文发动机连杆加工工艺与镗孔夹具设计摘 要机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，工艺对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。关键词：夹具、组合夹具、成组夹具、计划调度Connecting Rod Boring Process and Fixture DesignAbstractMachining process is to achieve product design, product quality, save energy and reduce the cost of an important means to prepare the enterprise for production, planning and scheduling, processing operations, production safety, labor organizations, to detect and sound an important basis for the enterprise on a variety , the quality, the level, speed up product updates, technical assurance and improving economic efficiency. However fixture is an important component of manufacturing systems, process requirements of the fixture will increase, special fixtures, group fixtures, modular fixture and the accompanying fixtures are toward flexibility, automation, standardization, universal and efficient direction of the development of meet the processing requirements. Therefore, a good fixture design can improve the products of labor productivity, guarantee and improve the processing accuracy, reduce production costs, can also be used to expand the scope of machine tools, thus ensuring the accuracy of the product subject to increase efficiency and reduce costs. Todays fierce market competition and business requirements of information technology, business and fixture design and manufacturing has put forward higher requirements. Therefore, the processing technology and the mechanical fixture design is of great significance.Key words: jig, fixture, group fixture, planning and scheduling第一章 绪论.1.1 课题的目的及意义连杆是汽车发动机中的主要传动机构之一，连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴，所以，连杆除上下运动外，还左右摆动作复杂的平面运动，连杆工作时，主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。因此，连杆的加工精度将直接影响发动机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。在机械制造工艺中，为了达到保证产品的质量，改善劳动条件，提高劳动生产效率及降低成本的目的，在工艺过程中，除机床等设备外还大量使用着各种工艺装备。它包括夹具，模具，刀具，辅助工具及测量工具等。因此，广义的说，夹具是一种保证产品质量并便利和加速工艺过程的一种工艺装备。不同的夹具，其机构形式，工作情况，设计原则都不同，但就其数量和在生产中所占的地位来说，应以机床夹具为首。为此我们提出连杆夹具设计的课题。设计宗旨是在确保质量的前提下，改善加工条件，提高工作效率。机械加工工艺规程制做极其重要，工序卡尤为重要，上道工序关系到本道工序及后续工序是否能进行。工艺规程是工人加工工件的加工要求的指导文件，工艺规程制定后，夹具的设计至关重要。所以要将零件设计图样转化为产品，离不开机械制造工艺与夹具，它是机械制造业基础。而其制造技术的好坏直接影响着连杆的使用性能和经济性能以及一个企业的生存与发展，传统的制造技术已经渐渐的不能适应现在生产的要求了。所以迫切需要发展新的制造技术去制造出性能更高的发动机。本课题的学习是对大学四年来所学理论知识和实际的结合，另一方面锻炼了独立思考与自我创新的意识和能力。提高了自身的综合应用能力和职业素质。1.2 设计要求 (1)阅读与课题有关的文献资料 10 篇以上，查找相关英文文献一篇，要求不少于 12000 字符，并完成文献的翻译工作;(2)写出开题报告一份;(3)机械加工工艺过程卡一份;(4)机械加工工序卡一套;(5)绘制连杆图一张;(6)毕业设计说明书一份,文本质量符合规范。第二章 零件的工艺分析2.1 零件的结构特点连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔(或油槽)，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有 5 个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。2.2 零件的技术要求连杆上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要求（图 1-1）如下。图 21 连杆总成图为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为 IT6，表面粗糙度 Ra 应不大于 0.4m；大头孔的圆柱度公差为 0.012 mm，小头孔公差等级为 IT8，表面粗糙度 Ra 应不大于 3.2m。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为 0.0025 mm，素线平行度公差为 0.04/100 mm。两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在 100 mm 长度上公差为 0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在 100 mm 长度上公差为 0.06 mm。大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：1900.05 mm。连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于 IT9（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在 100 mm 长度上公差为 0.08 mm） 。连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为 IT9，表面粗糙度 Ra 不大于 0.8m, 小头两端面的尺寸公差等级为 IT12，表面粗糙度 Ra 不大于 6.3m。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中，这给连杆的加工带来许多方便。在前面已经说过，连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此