内燃机连杆加工工艺及夹具设计【13张CAD图/18300字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。40页。18300字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。

图纸共13张，如下所示
A1-夹具装配图.dwg
A2-杆身夹紧机构.dwg
A2-连杆.dwg
A2-连杆毛坯.dwg
A2-连杆装配图.dwg
A3-大头调节结构中的夹板.dwg
A3-杆身夹紧调节机构.dwg
A3-连杆大头夹紧结构.dwg
A3-连杆大头调节结构.dwg
A3-连杆小头定位结构.dwg
A3-连杆盖.dwg
A4-大头夹紧结构中的螺杆.dwg
A4-连杆夹紧结构中的螺杆.dwg

毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题：
1、题目　　内燃机连杆加工工艺及夹具设计 　　
2、专题　 　
二、课题来源及选题依据
课题来源于生产实际。 
内燃机行业是我国机械工业中跨行业、跨部门最多的一个行业，内燃机是汽车、工程机械、农业机械、船舶、内燃机车、内燃发电设备、地质石油钻机、军用、各种通用机械等产品的配套动力，是各种配套产品的“心脏”。因此，内燃机行业的发展，对我国工业、交通运输、农业、国防建设，以及人民生活都有十分重大的影响。 
工艺是机械产品设计、制造过程中的重要组成部分。工艺设计的好坏直接影响产品的最终制造质量和整个生产系统的优化状况。 
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
1．通过该设计使学生熟悉零件加工工艺设计和夹具设计的一般思路。 
2．使学生掌握一般零件加工工艺设计和夹具设计的方法和技巧。 
3．通过设计巩固机械制图、金属材料、机械设计基础、机械制造工艺等课程的知识。 
4．完成连杆零件工艺设计、主要部件的参数计算及标准件的选用。 
5.机械加工工艺过程卡片及工序卡1套 
6.完成夹具零、部件图8张以上。 
7.完成夹具总装图1张。 
8.撰写毕业说明书一份。 
①计算正确完整，文字简洁通顺，书写整齐清晰。 
②论文中所引用的公式和数据应注明出处。 
③论文字数不少于1.5万字。 
9. 内燃机连杆毛坯图、零件图及技术要求见图纸。 
摘 要

连杆是内燃机的主要传动件之一，正文主要论述了连杆的加工工艺及夹具设计。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需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少连杆加工余量、切削力及内应力的作用，以及修正加工后的变形，最后就能达到连杆的技术要求。连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为大头两侧面及螺栓座面等。
在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度：
（1）连杆本身的刚度比较低，在外力（夹紧力、切削力）的作用下容易变形。
（2）连杆是模锻件，孔的加工余量较大，切削时将产生较大的残余内应力，并引起内应力重新分布。
通过对内燃机连杆的机械加工工艺及对粗加工大头孔夹具和铣结合面夹具的设计，主要归纳为以下两个方面：
第一方面：连杆件外形较复杂，而刚性较差。其技术要求很高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证连杆技术要求的重要问题之一。在连杆的实际加工过程中，选用连杆的大小头端面及小头孔作为主要定位基面，同时选用大头孔两侧面作为一般定位基准。为保证小头孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准的加工原则；保证大小头孔的中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。
第二方面：关于夹具的设计方法及其步骤。

关键词：连杆；变形；加工工艺；夹具设计

ABSTRACT

The 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 margin of processing, cutting force and internal stress progressively, revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .
In the Connecting rod is one of the main processing surface is large, the small head hole and both ends of the machined surface, is important for the connecting rod body and cover joint surface and the connecting rod bolt hole locating surface, secondary processing surface for bearing locking grooves, oil hole, head and body and a cover on the two sides of the bolt seat surface.
Machine of connecting rod are two major factors that affect the machining precision:
(1) Connecting rod itself stiffness is relatively low, in the external forces (cutting force, clamping force ) under the action of easy deformation.
(2) Connecting rod is die forgings, hole machining allowance, cutting will produce bigger residual stress, and stress redistribution caused by.
The automobile connecting rod machining process and the rough machining and milling combined with big hole clamp surface fixture design, mainly divided into the following two aspects:
The first aspect: connecting rod parts with complicated shape, while the poor rigidity. And the very high technical requirements, so the appropriate selection of mechanical processing in the locating datum, can ensure the connecting rod is one of the important problems of technical requirements. The connecting rod in the practical production process, selection of connecting rod to the size of the head end and the small head hole as the main positioning datum, and choice of big hole two side as a general locating datum. In order to ensure the size precision and shape precision of the small head hole, can be used for reference from the processing principle; ensure that the size of the first hole center distance accuracy requirements, can be used for reference each other the principle of processing.
Second: mainly on the fixture design method and steps.

Key words: Connecting rod;Deformation;Process;Fixture design

目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1 本课题的研究内容和意义 1
1.2 国内外的发展概况 1
1.3 本课题应达到的要求 3
2 连杆的分析 4
2.1 连杆的作用 4
2.2 连杆的机械分析 4
2.3 连杆的结构特点 4
2.4连杆的主要技术要求 5
2.4.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度 5
2.4.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 5
2.4.3 大、小头孔中心距 5
2.4.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 5
2.4.5 大、小头孔两端面的技术要求 5
2.4.6 有关结合面的技术要求 5
2.5 连杆的材料和毛坯分析 5
3 连杆的加工工艺规程的制定 7
3.1 加工工艺的基本概念 7
3.2 选择定位基准 7
3.3 确定加工余量 8
3.4 拟订机械加工工艺路线 8
3.5 连杆工艺计算 10
3.5.1 粗铣两平面 10
3.5.2 粗磨两平面 11
3.5.3 钻小头小孔 13
3.5.4 粗镗小头孔 14
3.5.5 车大头外圆 15
3.5.6 粗镗大头孔 17
3.5.7 粗铣螺栓孔端平面 17
3.5.8 精铣螺栓孔端平面 17
3.5.9 铣开连杆大头 18
3.5.10 精铣体盖分开面 18
3.5.11 钻扩铰螺栓孔 18
3.5.12 精磨体盖分开面 20 
3.5.13 精磨两端平面 21
3.5.14 精镗小头孔 21
3.5.15 粗镗大头孔 22
3.5.16 精镗大头孔 22
3.5.17 精镗小头孔 22
4 夹具设计 23
4.1 机床夹具的分类 22
4.2 工件的加工工艺分析 23
4.3 确定定位方案 23
4.4 夹具的机构设计 24
4.5 夹具的使用 26
5 结论与展望 28
6 致谢 29
7.参考文献 30

课题来源
课题来源于生产实际。
科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
（1）课题科学意义
本课题研究的内容是：K2500内燃机车发动机NDS5主连杆工艺规程设计和系列夹具设计，其中包括了工艺流程的设计、工序的编写、系列夹具的设计，并有相关计算和说明书。
连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，连杆体与连杆盖为连杆小头、杆身和连杆大头。连杆小头用来安装活塞销，以链接活塞。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。一般做成分开式，与杆身切开的一半称为连杆盖，二者靠连杆螺栓链接为一题。连杆轴瓦安装在连杆大头孔座中，与曲轴上的连杆轴颈装和在一起，是发动机中最重要的配合副之一。常用的减磨合金主要有白合金、铜铅合金和铝基合金。不难看出，连杆对于内燃机来说是不可或缺并且起到关键性作用的零件。所以本课题的研究对于生产出优秀耐用的连杆起到至关重要的作用。同时对内燃机的安全性也起到关键作用
（2）内燃机连杆的研究状况及其发展前景
曲柄连杆机构是发动机中直接将燃油的化学能转化为机械能的运动机构，他将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并通过曲轴输出发动机的功率，是发动机的主要运动机构。曲柄连杆机构包括活塞、连杆组及曲轴组三部分。
连杆组件包括连杆体、螺栓、连杆盖、村套及螺母等件。连杆上接活塞，下连曲轴，将活塞的往复直线运动转换为曲轴的回转运动。连杆的计算分析多采用经验公式。
目前在国内，连杆生产线大多由组合专用机床和通用机床组成流水生产线，同国外相比，工序能力指数及自动化程度均较低。有些关键工序也有采用高精设备和新工艺的，比如螺栓孔枪钻、枪铰和冷剂，拉削技术的应用，体盖组立扭矩+转角，刀具自动补偿功能的大小孔精镗，电子综合测量技术等。大的生产厂家主要有一汽集团、二汽集团、上柴、康明斯等。
连杆是汽车发动机中的的重要零件，连杆最大的应用市场在于汽车工业。中国是全球汽车生产和消费大国。我国汽车产量快速增长，占世界汽车总产量的比重也在快速提升，我国汽车工业在世界的地位正在快速加强。汽车工业的迅速发展，零部件国产化逐步提升，也给我国汽车零部件产业带来巨大的市场空间和发展机会

研究内容
（1）熟悉内燃机连杆的发展趋势，了解内燃机连杆在生产生活中的应用。
（2）熟悉零件的加工工艺过程及工序，根据内燃机连杆给出连杆的加工工艺过程卡片及工序卡。
（3）熟悉并掌握CAD制图软件，根据连杆的尺寸绘制出连杆的毛柸图、连杆装配图及连杆盖的图纸。
（4）熟悉并掌握自由度，夹紧力的相关知识。 
（5）熟悉并掌握专用夹具设计的相关知识，对连杆进行专用的夹具设计。
（6）熟悉螺纹螺母间的配合。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
（1）连杆加工工艺分析
根据连杆机构特点和精度要求，结合“基准统一”和“基准重合”的原则分析如何对连杆加工基准进行合理选择；在保证加工精度的前提下如何确定夹紧力的方向和着力点；怎样合理选择连杆个部位加工方式及工艺流程。
（2）连杆加工余量和工序尺寸分析
给出了各工序加工余量的确定方法；工序尺寸与设计尺寸标注方法相同和不同两种情况下如何确定各工序加工尺寸及偏差。
研究计划及预期成果
研究计划：
2012年11月12日-2012年12月2日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。
2012年12月3日-2013年1月20日：填写毕业实习报告。
2013年2月11日-2013年2月16日：按照要求制定设计方案。
2013年2月18日-2013年3月25日：绘制装配图、零件图、毛坯图等相关图纸。
2013年3月25日-2013年4月1日：连杆加工工艺设计及工艺过程卡片。
2013年4月2日-2013年4月15日：专用夹具设计。
2013年4月16日-2013年5月25日：毕业论文撰写和修改工作。
预期成果：
达到预期的设计效果：完成连杆加工工艺的设计并对相应的零件进行专业的夹具设计。
特色或创新之处
① 使用CAD制图能够准确快速的绘制出连杆的相关图纸。
② 对零件进行专用的夹具设计能够使得生产加工更加的便捷，产品的质量得以提高，节省更多的人力物力。
已具备的条件和尚需解决的问题
① 实验方案思路已经非常明确，已经具备使用CAD软件和对部分零件夹具设计的知识。
② 使用CAD的能力尚需加强。