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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目：連桿的機(jī)械加工工藝規(guī)程及φ65.5大端孔加工的工藝裝備設(shè)計(jì) 班　　級(jí)：機(jī)械SX05-1班 姓　　名：　曾小艷 指導(dǎo)教師：　張興元 完成日期：　2008-7-1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、設(shè)計(jì)題目 連桿的機(jī)械加工工藝規(guī)程及φ65.5大端孔加工的工藝裝備設(shè)計(jì) 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件草圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型: 中批量生產(chǎn) 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 工件的毛坯圖 1張 (3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片　　　　　 1張 (4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張 (5) 夾具裝配圖 1張 (6) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(5000～8000字) 1份 說(shuō)明書(shū)主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)） ①目錄 ②摘要（中外文對(duì)照的，各占一頁(yè)） ③零件工藝性分析 ④機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ⑤指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) ⑥方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論 ⑦體會(huì)與展望 ⑧參考文獻(xiàn) 列出參考文獻(xiàn)(包括書(shū)、期刊、報(bào)告等，10條以上) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一律用A4紙、縱向打印. 四、進(jìn)度安排(參考) (1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過(guò)程綜合卡片 5天 (3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說(shuō)明書(shū) 3天 (5) 準(zhǔn)備及答辯 2天 五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 成績(jī)?cè)u(píng)定 采用五級(jí)分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設(shè)計(jì)方案合理并新穎，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想； 良好：設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想； 中等：設(shè)計(jì)方案一般，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過(guò)程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設(shè)計(jì)方案不完善，存在一些小錯(cuò)誤，說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮精神不夠： 不及格：設(shè)計(jì)方案有嚴(yán)重錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)精神不夠。 摘　要 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)件之一，本文主要論述了桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排工藝過(guò)程時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開(kāi)。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。 就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過(guò)程，鞏固和加深已學(xué)過(guò)的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)以及工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 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 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 present's graduation project builds a good foundation. . 目 錄 1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定-----------------1 1.1汽車連桿的用途-------------------------------1 1.2汽車連桿的技術(shù)要求---------------------------1 1.3汽車連桿的生產(chǎn)類----------------------------2 2 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖------------------------2 2.1選擇毛坯------------------------------------2 2.2確定機(jī)械加工余量-----------------------------2 2.3確定毛坯尺寸叉工藝路線-----------------------2 2.4設(shè)計(jì)毛坯------------------------------2 3選擇加工方法，確定工藝路線----------------------3 3.1定位基準(zhǔn)的選擇-------------------------------3 3.2零件表面加工方法的選擇-----------------------3 3.3制定工藝路線------------------------------4 4工序設(shè)計(jì)--------------------------------5 4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備-----------------------5 4.2確定工序尺寸---------------------------------5 5確定切削用量及基本時(shí)間-------------------------5 5.1基本時(shí)間tm的計(jì)算-------------------------5 6夾具設(shè)計(jì)---------------------------------7 6.1定位方案-------------------------7 6.2夾緊機(jī)構(gòu)---------------------------------7 6.3導(dǎo)向裝置-------------------------7 6.4夾具與機(jī)床連接機(jī)構(gòu)-------------------------7 6.5夾具體----------------------------7 7設(shè)計(jì)體會(huì)---------------------------------8 參考文獻(xiàn)-------------------------9 1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1 汽車連桿的用途 汽車連桿的功用是連接活塞與曲軸。連桿小頭通過(guò)活塞銷與活塞相連，連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連。并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 連桿工作時(shí)，承受活塞頂部氣體壓力和慣性力的作用，而這些力的大小和方向都是周期性變化的。因此，連桿受到的是壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。這就要求連桿強(qiáng)度高，剛度大，重量輕。連桿一般都采用中碳鋼或合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成，然后經(jīng)機(jī)加工和熱處理，連桿分為三個(gè)部分：即連桿小頭，連桿桿身和連桿大頭(包括連桿蓋)。連桿小頭與活塞銷相連。 1.2 汽車連桿的技術(shù)要求 按表形式將該連桿的全部技術(shù)要求列表中 連桿技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra/μm 形位公差/mm 連桿大端上下端面 38-0.170 -0.233 IT7 0.8 連桿小端上下端面 38-0.05 -0.30 IT10 6.3 連桿小端孔 ?28+0.007 -0.003 IT8 0.5 ⊥ 0.00125 ∥ 100:0.04 A ∥ 100:0.06 A 連桿大端孔 ?65.5+0.019 0 IT8 0.5 （1）兩端面：大頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度Ra不大于0.8μm 需精銑。小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT10，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。 （2）小頭孔：公差等級(jí)為IT8，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.5μm。 。 （3）Φ12.2H8螺栓孔:公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra6.3，。 （4）大頭孔Φ65.5:公差等級(jí)為IT5，表面粗糙度Ra 為0.5μm。 1.3 確定連桿的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目知：N=4000件/年，該連桿的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 2 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2.1 選擇毛坯 該零件材料為55號(hào)鋼，零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學(xué)性能，保證零件工作可靠，故采用模鍛成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 2.2 確定機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表得，單邊余量在厚度方向?yàn)?.5-2.0mm，水平方向亦為1.5-2.0mm。鍛件孔的單面余量查表得2.0mm. 2.3 確定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 2.4 設(shè)計(jì)毛坯 （1）確定圓角半徑 查表得： 外圓角半徑 r=2.5mm 內(nèi)圓角半徑 R=8mm （2）確定模鍛斜度 查表得： 模鍛斜度為：5°～10°。 （3）確定分模位置 選擇在主視圖中連桿上端面為分模面，分模線為直線，屬平直分模線。 （4）確定毛坯的熱處理方式 鋼質(zhì)毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并使不均勻的金相組織通過(guò)重新結(jié)晶而得到細(xì)化、均勻的組織，從而改善加工性。 3 選擇加工方法，制定工藝路線 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。現(xiàn)以零件的端面為主要的定位粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體的Φ28小孔和端面為精基準(zhǔn)。 3.2 零件表面加工方法的選擇 根據(jù)連桿零件圖上各個(gè)加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件表面的加工方法，如下表所示。 連桿各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度Ra/μm 加工方案 備注 連桿大端上下端面 IT7 0.8 粗銑—半精銑—精銑 表1-8 連桿小端上下斷面 IT10 6.3 粗銑—半精銑 表1-8 連桿小端?28孔 IT8 0.5 鉆—擴(kuò)—鉸 表1-7 連桿大端?65.5孔 IT8 0.5 粗鏜—半精鏜—精鏜 表1-7 3.3 制定工藝路線 連桿工藝路線及設(shè)備、工藝的選用 工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 1 鉆、擴(kuò)、鉸?28孔 四面組合鉆床 四面組合鉆床 卡尺、塞規(guī) 2 粗銑連桿大端上下面 立式銑床 X5 立式銑床 游標(biāo)卡尺 3 半精銑連桿大端上下面 立式銑床 X5 立式銑床 游標(biāo)卡尺 4 精銑連桿大端上下面 立式銑床 X5 立式銑床 游標(biāo)卡尺 5 粗、精磨連桿大端側(cè)定位面 平面磨床 游標(biāo)卡尺 6 粗銑連桿小端上下面 立式銑床 X5 立式銑床 游標(biāo)卡尺 7 半精銑連小大端上下面 立式銑床 X5 立式銑床 游標(biāo)卡尺 8 粗鏜、半精鏜、精鏜、精磨連桿大端Ф65.5mm孔 鏜床 9 鉆、鉸連桿螺栓孔 四面組合鉆床 卡尺、塞規(guī) 10 銑切連桿蓋、體 切斷銑床 11 精磨連桿接合面 平面磨床 12 鉆小端孔旁通孔 四面組合鉆床 13 去毛刺 鉗工臺(tái) 鉗工臺(tái) 14 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 15 熱處理 淬火機(jī)等 16 清洗 清洗機(jī) 17 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4 工序設(shè)計(jì) 4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備 鏜床T2115、專用夾具、擴(kuò)孔鉆、內(nèi)徑千分尺、專用鏜桿、YT15 、百分表。 4.2 確定工序尺寸 大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來(lái)的大頭孔為55 mm） 工序名稱 工序基 本余量 工序經(jīng)濟(jì) 精度 工序尺寸 最小極限尺寸 表面粗糙度 精鏜 0.4 65.4 65.4 0.8 半精鏜 1 65 65 1.6 粗鏜 2 64 64 6.3 擴(kuò)孔 5 60 59 5 確定切削用量及基本時(shí)間 5.1 基本時(shí)間tm的計(jì)算 5.1.1擴(kuò)大頭孔 選用鉆床床Z3080 刀具:擴(kuò)孔鉆 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—54選取數(shù)據(jù) 擴(kuò)孔鉆直徑D = 60 mm 切削速度V = 1.29 m/s 進(jìn)給量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次數(shù)I = 1 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D=410 r/min 根據(jù)表3.1—41 按機(jī)床選取n=400 r/min 則實(shí)際切削速度V=Dn/（1000×60）=1.256 m/s 擴(kuò)削工時(shí)為： 按表2.5—7 L = 40 mm L1 = 3 mm L2 =3 mm 基本時(shí)間： 5.1.2 粗鏜大頭孔 選用鏜床T68 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 銑刀直徑D = 65 mm 切削速度V = 0.16 m/s 進(jìn)給量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n = 000v/D = 47 r/min 根據(jù)表3.1—41 按機(jī)床選取n = 800 r/min 則實(shí)際切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.72 m/s 鏜削工時(shí)為： 按表2.5—3 L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本時(shí)間tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.30×800) = 0.19 min 按表2.5—67 輔助時(shí)間ta = 0.50 min 5.1.3 半精鏜大頭孔 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 65.5 mm 切削速度V = 0.20 m/s 進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根據(jù)表3.1—39 按機(jī)床選取n = 1000 r/min 鏜削工時(shí)為： 按表2.5—3 L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本時(shí)間tj= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min 5.1.4 精鏜大頭孔 選用鏜床T2115 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.4—66選取數(shù)據(jù) 鏜刀直徑D = 65.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s 進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm 根據(jù)表3.1—39 按機(jī)床選取n = 1000 r/min 鏜削工時(shí)為：按表2.5—3 L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm 基本時(shí)間tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min 6 夾具設(shè)計(jì) 6.1 定位方案 工件以一大小孔端面和Φ28孔為定位基準(zhǔn)，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制3個(gè)自由度、短圓柱銷限制2個(gè)自由度，共限制了五個(gè)自由度。然后在定位平面上加一個(gè)短銷來(lái)限制旋轉(zhuǎn)的自由度，所有六個(gè)自由度都被限制了。 6.2 夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用液壓夾緊。采用鉤形壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)杠桿實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動(dòng)。由于夾緊力與鏜孔時(shí)產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計(jì)算。 6.3 導(dǎo)向裝置 采用鏜套作為導(dǎo)向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。鏜套高度H=63mm，排削間隙h=9mm。 6.4 夾具與機(jī)床連接元件 在夾具體上設(shè)計(jì)座耳，用T形螺栓固定。 6.5 夾具體 由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面與定位圓柱銷在安裝時(shí)垂直度在Φ16范圍內(nèi)允差0.1mm. 7 設(shè)計(jì)體會(huì) 在這次設(shè)計(jì)中，我明確設(shè)計(jì)目的.綜合應(yīng)用了所學(xué)專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)了自主動(dòng)手能力.將理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái).在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我遇到了很多的困難,出現(xiàn)過(guò)很多的錯(cuò)誤,但是這并不影響我學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性,我懂的設(shè)計(jì)人員的艱辛,也對(duì)他們的付出表示敬意.經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我有了更充分的自信.我相信一切困難都會(huì)有解決的辦法.同時(shí)通過(guò)這次設(shè)計(jì)為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1]哈爾濱工業(yè)大學(xué) 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