连杆的机械加工工艺规程及φ65.5大端孔加工的工艺装备设计

辽 宁 工 程 技 术 大 学课 程 设 计题 目 ： 连 杆 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 及 65.5大 端 孔 加 工 的 工 艺 装 备 设 计 班 级 ： 机 械 SX05-1 班姓 名 ： 曾 小 艳 指 导 教 师 ： 张 兴 元 完 成 日 期 ： 2008-7-1 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 I课程设计任务书一、设计题目 连 杆 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 及 65.5 大 端 孔 加 工 的 工 艺 装 备 设 计二 、 原 始 资 料(1) 被 加 工 零 件 的 零 件 草 图 1 张(2) 生 产 类 型 : 中 批 量 生 产三、上交材料(1) 被 加 工 工 件 的 零 件 图 1 张(2) 工 件 的 毛 坯 图 1 张(3) 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 1 张(4) 与 所 设 计 夹 具 对 应 那 道 工 序 的 工 序 卡 片 1 张(5) 夹 具 装 配 图 1 张(6) 课 程 设 计 说 明 书 (5000 8000 字 ) 1 份说 明 书 主 要 包 括 以 下 内 容 （ 章 节 ） 目 录 摘 要 （ 中 外 文 对 照 的 ， 各 占 一 页 ） 零 件 工 艺 性 分 析 机 械 加 工 工 艺 规 程 设 计 指 定 工 序 的 专 用 机 床 夹 具 设 计 方 案 综 合 评 价 与 结 论 体 会 与 展 望 参 考 文 献列 出 参 考 文 献 (包 括 书 、 期 刊 、 报 告 等 ， 10 条 以 上 )课 程 设 计 说 明 书 一 律 用 A4 纸 、 纵 向 打 印 .四、进度安排(参考)(1) 熟 悉 零 件 ,画 零 件 图 2 天 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 II(2) 选 择 工 艺 方 案 ,确 定 工 艺 路 线 ,填 写 工 艺 过 程 综 合 卡 片 5 天(3) 工 艺 装 备 设 计 (画 夹 具 装 配 图 及 夹 具 体 图 ) 9 天(4) 编 写 说 明 书 3 天(5) 准 备 及 答 辩 2 天五、指导教师评语成 绩： 指导教师 日 期 成 绩 评 定采 用 五 级 分 制 ， 即 优 秀 、 良 好 、 中 等 、 及 格 和 不 及 格 。优 秀 ： 设 计 方 案 合 理 并 新 颖 ， 设 计 说 明 书 及 设 计 图 纸 规 范 、 内 容 丰富 。 在 设 计 过 程 中 勤 奋 好 学 、 有 创 新 思 想 ；良 好 ： 设 计 方 案 合 理 ， 设 计 说 明 书 及 设 计 图 纸 比 较 规 范 、 内 容 比 较丰 富 。 在 设 计 过 程 中 勤 奋 好 学 、 有 创 新 思 想 ；中 等 ： 设 计 方 案 一 般 ， 设 计 说 明 书 及 设 计 图 纸 欠 规 范 、 内 容 一 般 。在 设 计 过 程 中 比 较 勤 奋 、 创 新 思 想 不 明 显 ；及 格 ： 设 计 方 案 不 完 善 ， 存 在 一 些 小 错 误 ， 说 明 书 及 设 计 图 纸 欠 规范 、 内 容 一 般 。 在 设 计 过 程 中 勤 奋 精 神 不 够 ： 不 及 格 ： 设 计 方 案 有 严 重 错 误 ， 设 计 说 明 书 及 设 计 图 纸 不 规 范 、 内容 浅 薄 。 在 设 计 过 程 中 勤 奋 好 学 精 神 不 够 。辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 III摘 要连 杆 是 柴 油 机 的 主 要 传 动 件 之 一 ， 本 文 主 要 论 述 了 杆 的 加工 工 艺 及 其 夹 具 设 计 。 连 杆 的 尺 寸 精 度 、 形 状 精 度 以 及 位 置 精度 的 要 求 都 很 高 ， 而 连 杆 的 刚 性 比 较 差 ， 容 易 产 生 变 形 ， 因 此在 安 排 工 艺 过 程 时 ， 就 需 要 把 各 主 要 表 面 的 粗 精 加 工 工 序 分 开 。逐 步 减 少 加 工 余 量 、 切 削 力 及 内 应 力 的 作 用 ， 并 修 正 加 工 后 的变 形 ， 就 能 最 后 达 到 零 件 的 技 术 要 求 。就 我 个 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 过 这 次 课 程 设 计 ， 了 解 并 认 识一 般 机 器 零 件 的 生 产 工 艺 过 程 ， 巩 固 和 加 深 已 学 过 的 技 术 基 础课 和 专 业 课 的 知 识 ， 理 论 联 系 实 际 ， 从 中 锻 炼 自 己 分 析 问 题 、解 决 问 题 的 能 力 ， 为 今 后 的 毕 业 设 计 以 及 工 作 打 下 一 个 良 好的 基 础 。辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 IVAbstractThe connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally . To my own opinion, I hoped that can through this curriculum project, understand and know the common machine part the technique of production process, consolidated and the deepening has studied the technical basic course and the professional course knowledge, the apply theory to reality, exercises itself to analyze the question, to solve the question ability, as well as will work for presents graduation project builds a good foundation. .辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 V目 录1 零 件 的 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 的 确 定 -11.1 汽 车 连 杆 的 用 途 -11.2 汽 车 连 杆 的 技 术 要 求 -11.3 汽 车 连 杆 的 生 产 类 -22 确 定 毛 坯 、 绘 制 毛 坯 简 图 -22.1 选 择 毛 坯 -22.2 确 定 机 械 加 工 余 量 -22.3 确 定 毛 坯 尺 寸 叉 工 艺 路 线 -22.4 设 计 毛 坯 -23 选 择 加 工 方 法 ， 确 定 工 艺 路 线 -33.1 定 位 基 准 的 选 择 -33.2 零 件 表 面 加 工 方 法 的 选 择 -33.3 制 定 工 艺 路 线 -44 工 序 设 计 -54.1 选 择 加 工 设 备 与 工 艺 装 备 -54.2 确 定 工 序 尺 寸 -55 确 定 切 削 用 量 及 基 本 时 间 -55.1 基 本 时 间 tm 的 计 算 -56 夹 具 设 计 -76.1 定 位 方 案 -76.2 夹 紧 机 构 -76.3 导 向 装 置 -76.4 夹 具 与 机 床 连 接 机 构 -76.5 夹 具 体 -77 设 计 体 会 -8参 考 文 献 -9辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 VI辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 零 件 的 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 的 确 定1.1 汽 车 连 杆 的 用 途汽 车 连 杆 的 功 用 是 连 接 活 塞 与 曲 轴 。 连 杆 小 头 通 过 活 塞 销 与 活 塞 相连 ， 连 杆 大 头 与 曲 轴 的 连 杆 轴 颈 相 连 。 并 把 活 塞 承 受 的 气 体 压 力 传 给 曲轴 ， 使 活 塞 的 往 复 运 动 转 变 成 曲 轴 的 旋 转 运 动 。连 杆 工 作 时 ， 承 受 活 塞 顶 部 气 体 压 力 和 惯 性 力 的 作 用 ， 而 这 些 力 的 大小 和 方 向 都 是 周 期 性 变 化 的 。 因 此 ， 连 杆 受 到 的 是 压 缩 、 拉 伸 和 弯 曲 等交 变 载 荷 。 这 就 要 求 连 杆 强 度 高 ， 刚 度 大 ， 重 量 轻 。 连 杆 一 般 都 采 用 中碳 钢 或 合 金 钢 经 模 锻 或 辊 锻 而 成 ， 然 后 经 机 加 工 和 热 处 理 ， 连 杆 分 为 三个 部 分 ： 即 连 杆 小 头 ， 连 杆 杆 身 和 连 杆 大 头 (包 括 连 杆 盖 )。 连 杆 小 头与 活 塞 销 相 连 。1.2 汽 车 连 杆 的 技 术 要 求按 表 形 式 将 该 连 杆 的 全 部 技 术 要 求 列 表 中连 杆 技 术 要 求 表加 工 表 面尺 寸 及 偏 差/mm公 差 及 精 度等 级表 面 粗 糙 度Ra/ m 形 位 公 差 /mm连 杆 大 端上 下 端 面38-0.170 -0.233 IT7 0.8连 杆 小 端上 下 端 面38-0.05 -0.30 IT10 6.3连 杆 小 端孔28+0.007 -0.003 IT8 0.5 0.00125 100:0.04 A 100:0.06 A连 杆 大 端孔65.5+0.019 0IT8 0.5（ 1） 两 端 面 ： 大 头 两 端 面 的 尺 寸 公 差 等 级 为 IT7， 表 面 粗 糙 度Ra 不 大 于 0.8 m 需 精 铣 。 小 头 两 端 面 的 尺 寸 公 差 等 级 为 IT10， 表面 粗 糙 度 Ra 不 大 于 6.3 m。辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2（ 2） 小 头 孔 ： 公 差 等 级 为 IT8， 表 面 粗 糙 度 Ra 应 不 大 于0.5 m。 。 （ 3） 12.2H8 螺 栓 孔 :公 差 等 级 为 IT12， 表 面 粗 糙 度 为Ra6.3， 。（ 4） 大 头 孔 65.5:公 差 等 级 为 IT5， 表 面 粗 糙 度 Ra 为0.5 m。1.3 确 定 连 杆 的 生 产 类 型依 设 计 题 目 知 ： N=4000 件 /年 ， 该 连 杆 的 生 产 类 型 为 中 批 量 生 产 。2 确 定 毛 坯 、 绘 制 毛 坯 简 图2.1 选 择 毛 坯该 零 件 材 料 为 55 号 钢 ， 零 件 结 构 比 较 简 单 ， 生 产 类 型 为 中 批 生 产 ，为 使 零 件 有 较 好 的 力 学 性 能 ， 保 证 零 件 工 作 可 靠 ， 故 采 用 模 锻 成 形 。 这从 提 高 生 产 效 率 保 证 加 工 精 度 上 考 虑 也 是 应 该 的 。2.2 确 定 机 械 加 工 余 量根 据 锻 件 质 量 、 零 件 表 面 粗 糙 度 、 形 状 复 杂 系 数 查 表 得 ， 单 边 余 量 在厚 度 方 向 为 1.5-2.0mm， 水 平 方 向 亦 为 1.5-2.0mm。 锻 件 孔 的 单 面 余量 查 表 得 2.0mm.2.3 确 定 毛 坯 尺 寸毛 坯 尺 寸 只 需 将 零 件 的 尺 寸 加 上 所 查 得 的 余 量 值 即 可 。2.4 设 计 毛 坯（ 1） 确 定 圆 角 半 径查 表 得 ：外 圆 角 半 径 r=2.5mm内 圆 角 半 径 R=8mm（ 2） 确 定 模 锻 斜 度辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3查 表 得 ：模 锻 斜 度 为 ： 5 10。（ 3） 确 定 分 模 位 置选 择 在 主 视 图 中 连 杆 上 端 面 为 分 模 面 ， 分 模 线 为 直 线 ， 属 平 直 分 模线 。 （ 4） 确 定 毛 坯 的 热 处 理 方 式钢 质 毛 坯 经 锻 造 后 应 安 排 正 火 ， 以 消 除 残 余 的 锻 造 应 力 ， 并 使 不 均 匀的 金 相 组 织 通 过 重 新 结 晶 而 得 到 细 化 、 均 匀 的 组 织 ， 从 而 改 善 加 工 性 。3 选 择 加 工 方 法 ， 制 定 工 艺 路 线3.1 定 位 基 准 的 选 择粗 基 准 的 选 择 ： 按 有 关 基 准 的 选 择 原 则 ， 即 当 零 件 有 不 加 工 表 面 时 ，应 以 这 些 不 加 工 表 面 作 粗 基 准 ； 若 零 件 有 若 干 不 加 工 表 面 时 ， 则 应 以 与加 工 表 面 要 求 相 对 位 置 精 度 高 的 不 加 工 表 面 作 粗 基 准 。 现 以 零 件 的端 面 为 主 要 的 定 位 粗 基 准 。精 基 准 的 选 择 ： 考 虑 要 保 证 零 件 的 加 工 精 度 和 装 夹 准 确 方 便 ， 依 据“基 准 重 合 ”原 则 和 “基 准 统 一 ”原 则 ， 选 择 以 圆 柱 体 的 28 小 孔和 端 面 为 精 基 准 。3.2 零 件 表 面 加 工 方 法 的 选 择根 据 连 杆 零 件 图 上 各 个 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 ， 确 定 加 工件 表 面 的 加 工 方 法 ， 如 下 表 所 示 。连 杆 各 表 面 加 工 方 案加 工 表 面 尺 寸 精 度 等级表 面 粗 糙 度Ra/ m 加 工 方 案 备 注连 杆 大 端 上下 端 面 IT7 0.8粗 铣 半 精铣 精 铣 表 1-8连 杆 小 端 上下 断 面 IT10 6.3粗 铣 半 精铣 表 1-8连 杆 小 端28 孔 IT8 0.5 钻 扩 铰 表 1-7连 杆 大 端 IT8 0.5 粗 镗 半 精 表 1-7辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 465.5 孔 镗 精 镗3.3 制 定 工 艺 路 线连 杆 工 艺 路 线 及 设 备 、 工 艺 的 选 用工 序 号 工 序 名 称 机 床 设 备 刀 具 量 具1钻 、 扩 、 铰28 孔四 面 组 合 钻床四 面 组 合 钻床 卡 尺 、 塞 规2 粗 铣 连 杆 大端 上 下 面 立 式 铣 床X5 立 式 铣 床 游 标 卡 尺3 半 精 铣 连 杆大 端 上 下 面 立 式 铣 床X5 立 式 铣 床 游 标 卡 尺4 精 铣 连 杆 大端 上 下 面 立 式 铣 床X5 立 式 铣 床 游 标 卡 尺5粗 、 精 磨 连杆 大 端 侧 定位 面平 面 磨 床 游 标 卡 尺6 粗 铣 连 杆 小端 上 下 面 立 式 铣 床X5 立 式 铣 床 游 标 卡 尺7 半 精 铣 连 小大 端 上 下 面 立 式 铣 床X5 立 式 铣 床 游 标 卡 尺8粗 镗 、 半 精镗 、 精 镗 、精 磨 连 杆 大端 65.5mm孔镗 床9 钻 、 铰 连 杆螺 栓 孔 四 面 组 合 钻床 卡 尺 、 塞 规10 铣 切 连 杆 盖 、体 切 断 铣 床11 精 磨 连 杆 接合 面 平 面 磨 床12 钻 小 端 孔 旁通 孔 四 面 组 合 钻床13 去 毛 刺 钳 工 台 钳 工 台14 中 检 塞 规 、 百 分表 、 卡 尺 等15 热 处 理 淬 火 机 等辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 516 清 洗 清 洗 机17 终 检 塞 规 、 百 分表 、 卡 尺 等4 工 序 设 计4.1 选 择 加 工 设 备 与 工 艺 装 备镗 床 T2115、 专 用 夹 具 、 扩 孔 钻 、 内 径 千 分 尺 、 专 用 镗 杆 、 YT15 、 百 分 表 。4.2 确 定 工 序 尺 寸大 头 孔 各 工 序 尺 寸 及 其 公 差 （ 铸 造 出 来 的 大 头 孔 为 55 mm）5 确 定 切 削 用 量 及 基 本 时 间5.1 基 本 时 间 tm 的 计 算5.1.1 扩 大 头 孔选 用 钻 床 床 Z3080 刀 具 :扩 孔 钻根 据 机 械 制 造 工 艺 设 计 手 册 表 2.454 选 取 数 据扩 孔 钻 直 径 D = 60 mm 切 削 速 度 V = 1.29 m/s进 给 量 f = 0.50 mm/r 切 削 深 度 ap =3.0 mm 走 刀 次 数 I = 1工 序 名 称 工 序 基本 余 量 工 序 经 济精 度 工 序 尺 寸 最 小 极 限 尺 寸 表 面 粗 糙度精 镗 0.4 )(8046.H65.4 65.4 )(8046.H0.8半 精 镗 1 19.065 65 19.01.6粗 镗 2 )(3.64 64 )(23.6.3扩 孔 5 60 59 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6则 主 轴 转 速 n = 1000v/ D=410 r/min根 据 表 3.141 按 机 床 选 取 n=400 r/min则 实 际 切 削 速 度 V= Dn/（ 100060） =1.256 m/s 扩 削 工 时 为 ： 按 表 2.57L = 40 mm L1 = 3 mm L2 =3 mm 基 本 时 间 ：42)(in.105.4lctgktrdDfnlj5.1.2 粗 镗 大 头 孔 选 用 镗 床 T68根 据 机 械 制 造 工 艺 设 计 手 册 表 2.466 选 取 数 据铣 刀 直 径 D = 65 mm 切 削 速 度 V = 0.16 m/s进 给 量 f = 0.30 mm/r 切 削 深 度 ap = 3.0 mm 则 主 轴 转 速 n = 000v/ D = 47 r/min根 据 表 3.141 按 机 床 选 取 n = 800 r/min则 实 际 切 削 速 度 V = Dn/（ 100060） = 2.72 m/s 镗 削 工 时 为 ： 按 表 2.53L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基 本 时 间 tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.30800) = 0.19 min按 表 2.567 辅 助 时 间 ta = 0.50 min5.1.3 半 精 镗 大 头 孔 根 据 机 械 制 造 工 艺 设 计 手 册 表 2.466 选 取 数 据镗 刀 直 径 D = 65.5 mm 切 削 速 度 V = 0.20 m/s进 给 量 f = 0.2 mm/r 切 削 深 度 ap = 1 mm 根 据 表 3.139 按 机 床 选 取 n = 1000 r/min镗 削 工 时 为 ： 按 表 2.53L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm基 本 时 间 tj= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.201000) = 0.23 min5.1.4 精 镗 大 头 孔 选 用 镗 床 T2115根 据 机 械 制 造 工 艺 设 计 手 册 表 2.466 选 取 数 据辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7镗 刀 直 径 D = 65.4 mm 切 削 速 度 V = 0.20 m/s进 给 量 f = 0.2 mm/r 切 削 深 度 ap = 1 mm根 据 表 3.139 按 机 床 选 取 n = 1000 r/min镗 削 工 时 为 ： 按 表 2.53L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm基 本 时 间 tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.201000) = 0.23 min6 夹 具 设 计6.1 定 位 方 案工 件 以 一 大 小 孔 端 面 和 28 孔 为 定 位 基 准 ， 采 用 平 面 和 定 位 销 组合 定 位 方 案 ， 在 定 位 平 面 及 定 位 销 的 圆 柱 面 上 定 位 ， 其 中 平 面 限 制3 个 自 由 度 、 短 圆 柱 销 限 制 2 个 自 由 度 ， 共 限 制 了 五 个 自 由 度 。 然 后 在定 位 平 面 上 加 一 个 短 销 来 限 制 旋 转 的 自 由 度 ， 所 有 六 个 自 由 度 都 被 限 制了 。6.2 夹 紧 机 构根 据 生 产 率 要 求 ， 运 用 液 压 夹 紧 。 采 用 钩 形 压 板 夹 紧 机 构 ， 通 过 杠杆 实 现 对 工 件 的 上 表 面 夹 紧 。 压 板 夹 紧 力 主 要 作 用 是 防 止 工 件 在 切 削力 的 作 用 下 产 生 震 动 。 由 于 夹 紧 力 与 镗 孔 时 产 生 的 力 方 向 相 同 ， 所 以可 免 去 夹 紧 力 的 计 算 。6.3 导 向 装 置采 用 镗 套 作 为 导 向 装 置 ， 选 用 JB/T 8045.2-1999。 镗 套 高 度H=63mm， 排 削 间 隙 h=9mm。6.4 夹 具 与 机 床 连 接 元 件在 夹 具 体 上 设 计 座 耳 ， 用 T 形 螺 栓 固 定 。6.5 夹 具 体由 于 被 加 工 零 件 的 孔 有 垂 直 度 要 求 ， 所 以 定 位 平 面 与 定 位 圆 柱 销 在 安辽 宁 工