2022年连杆零件加工工艺及专用钻床夹具的设计方案论 .pdf
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1、1 / 30 目录第 1 章 引 言 1第 2 章 连 杆 零 件 机 械 加 工 工 艺 规 程 的 编 制 22. 1连 杆 的 结 构 特 点2. 2 计 算 生 产 纲 领 ， 确 定 生 产 类 型 32. 3 连 杆 零 件 的 分 析 52. 4 毛 坯 的 选 择 及 毛 坯 制 造 方 法 62. 5 工 艺 过 程 的 安 排 设 计 82. 5. 1 定 位 基 面 的 选 择 82. 5. 2连 杆 零 件 表 面 加 工 方 法 92. 5. 3制 定 工 艺 路 线 92. 5. 4选 择 加 工 设 备 及 工 艺 装 备 1 02. 5. 5连 杆 的 检 验2
2、. 5加 工 工 序 尺 寸 及 切 削 用 量 的 计 算 1 12. 6时 间 定 额 的 计 算 1 6第 3 章 连 杆 零 件 的 夹 具 设 计 1 83. 1专 用 夹 具 的 概 述 及 组 成3. 1机 床 夹 具 设 计 的 基 本 要 求 和 一 般 步 骤 203. 1. 1对 专 用 夹 具 的 基 本 要 求 2 03. 1. 2专 用 夹 具 设 计 步 骤 213. 2连 杆 零 件 的 钻 床 夹 具 设 计 2 23. 2. 1对 零 件 工 序 的 加 工 要 求 分 析 23精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
3、- - -第 1 页，共 30 页2 / 30 3. 2. 2确 定 夹 具 类 型 233. 3拟 订 定 位 方 案 和 选 择 定 位 元 件 243. 4绘 制 夹 具 总 装 图 2 6第 4 章 总 结 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。参 考 文 献 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。致 谢 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 30 页1 / 30 第 1 章引言工 作 对 于 每 一 位 即 将 毕 业 的 毕 业 生 来 说 都 是 非 常 重 要 的 ， 它 对 我 们以
4、 后 走 上 工 作 岗 位 很 有 帮 助 。 对 于 我 们 机 电 专 业 来 说 ， 在 以 后 的 工 作 中经 常 要 做 关 于 夹 具 的 设 计 工 作 ， 在 这 里 ， 我 以 连 杆 零 件 为 例 ， 对 它 的 工艺 过 程 和 夹 具 进 行 设 计 。 做 毕 业 设 计 可 以 把 以 前 所 学 的 知 识 加 以 综 合 运用 ， 起 到 巩 固 学 到 的 知 识 的 作 用 ， 从 而 提 高 分 析 ， 解 决 问 题 的 能 力 。 因此 ， 认 真 的 完 成 毕 业 设 计 是 很 有 必 要 的 。 机 械 制 造 工 艺 规 程 的 制 定
5、 需 选择 机 械 加 工 余 量 ， 机 械 加 工 余 量 的 大 小 ， 不 仅 影 响 机 械 零 件 的 毛 坯 尺寸 ， 而 且 也 影 响 工 艺 装 备 的 尺 寸 ， 设 备 的 调 整 ， 材 料 的 消 耗 ， 切 削 用 量的 选 择 ， 加 工 工 时 的 多 少 。 因 此 ， 正 确 的 确 定 机 械 加 工 余 量 ， 对 于 节 约金 属 材 料 ， 降 低 刀 具 损 耗 ， 减 少 工 时 ， 从 而 降 低 产 品 制 造 成 本 ， 保 证 加工 质 量 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。 在 这 次 设 计 过 程 中 ， 广 泛 的 收 集
6、各 种 资 料及 标 准 ， 课 程 设 计 中 另 一 个 重 要 的 设 计 为 专 用 夹 具 的 设 计 。 专 用 夹 具 的设 计 是 为 了 特 殊 加 工 工 序 的 技 术 要 求 的 加 工 。 夹 具 是 机 械 制 造 厂 使 用 的一 种 工 艺 装 备 , 分 为 机 床 夹 具 、 焊 接 夹 具 、 装 配 夹 具 及 检 验 夹 具 等 。 各种 金 属 切 削 机 床 上 用 于 装 夹 工 件 的 工 艺 装 备 ， 称 机 床 夹 具 ， 如 车 床 上 使用 的 三 爪 自 定 心 卡 盘 、 铣 床 上 使 用 的 平 口 虎 钳 等 。精选学习资料
7、 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 30 页2 / 30 第 二 章连 杆 零 件 机 械 加 工 工 艺 规 程1. 1连 杆 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
8、 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
9、， 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
10、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
11、 小 头 衬 套 与 活 塞 销 之 间 的 摆 动 运 动副。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 30 页3 / 30 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
12、 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. 1计 算 生 产 纲 领 ， 确 定 生 产 类 型生 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
13、 ， 以 及 所 选 用 的 工 艺 方 法 和工 艺 装 备 。零 件 生 产 纲 领 可 按 下 式 计 算 。N=Qn 1+a%） 1+b %）式 中 a - 备 品 率b- 废 品 率n- 每 件 产 品 中 该 种 零 件 的 数 量Q- 产 品 的 计 划 期 内 产 量N- 零 件 的 计 划 期 内 产 量根 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 2 - 1 ， 为 某 产 品 上 的 一 个 连 杆 零 件 。 该 产 品 年 产 量 为 60 0 0 台 。设 其 备 品
14、率 为3 0%， 机 械 加 工 废 品 率 为0. 2 %， 每 台 产 品 中 该 零 件 的 数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 30 页4 / 30 量 为 1 件 ， 现 制 定 该 连 杆 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 。图 2 - 1连 杆 零 件 工 件N=Qn 1+a%） 1+b %）=60 0 0 x 1 x 1 +30 %） 1 +0. 2 %）=78 1 5. 6 件 / 年连 杆 零 件 的 年 产 量 为7 15. 6件 ， 现 已 知 该 产 品 属 于 轻 型 机 械 ， 根据
15、 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 ：零 件 的 互 换 性 ： 是 指 制 成 同 一 规 格 的 零 件 部 件 ， 不 需 进 行 任 何 挑选 、 调 整 或 修 配 ， 就 能 装 到 机 器 上 取 ， 并 符 合 规 定 的 设 计 性 能 要 求 。 具精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 30 页5 / 30 有 广 泛 的 互 换 性 ， 少 数 装 配 精 度 较 高 处 ， 采 用
16、 分 组 装 配 法 和 调 整 法 。1. 毛 坯 的 制 造 方 法 和 加 工 余 量 ： 广 泛 采 用 金 属 模 机 器 造 型 ， 铸 或其 他 有 效 方 法 。 所 要 求 的 毛 坯 精 度 高 ， 则 零 件 的 加 工 余 量 小 。2. 机 床 设 备 及 其 布 置 形 式 ： 广 泛 采 用 有 效 专 用 机 床 及 自 动 机 床 ，按 流 水 线 和 自 动 排 列 设 备 。3. 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 。4. 对 工
17、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 。2. 2零 件 的 分 析1） 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 形 状 精 度 。2） 主 要 加 工 表 面 之 间 的 相 互 位 置 精 度 。3） 加 工 表 面 的 粗 糙 度 及 其 他 方 面 的 表 面 质 量 要 求 。4） 热 处 理 及 其 他 要 求 。连 杆 零 件 的 图 样 的 视 图 正 确 ， 完 整 ， 尺 寸 ， 公 差 及 技 术 要 求 齐 全 。但 基 准 孔 1 4 H8 mm 要 求 Ra1. 6 m 比 较
18、 高 ， 需 要 绞 孔 。 本 零 件 的 两 大小 头 孔 的 加 工 并 不 困 难 。 根 据 零 件 的 技 术 要 求 ， 其 大 小 头 孔 的 两 中 心 的平 行 度 要 求 比 较 高 ， 达 0. 0 8 mm， 因 此 在 加 工 时 应 设 计 一 夹 具 来 保 证两 孔 中 心 的 平 行 度 要 求 。 另 外 就 是 该 零 件 的 油 槽 加 工 ， 分 析 该 小 孔 是 做油 孔 之 用 ， 位 置 精 度 不 需 要 太 高 ， 只 要 钻 至 沟 槽 之 内 ， 即 能 使 油 路 畅 通就 行 。 再 就 是 铣 小 头 孔 上 十 字 形 通 槽
19、 ， 需 要 设 计 一 夹 具 来 加 工 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 30 页6 / 30 2. 3选 择 毛 坯 及 毛 坯 制 造 方 法连 杆 在 工 作 中 承 受 多 向 交 变 载 荷 的 作 用 ， 要 求 具 有 很 高 的 强 度 。 因 此 ，连 杆 材 料 一 般 采 用 高 强 度 碳 钢 和 合 金 钢 ； 如45钢 、 5 5钢 、 4 0Cr 、40 Cr Mn B 等 。 近 年 来 也 有 采 用 球 墨 铸 铁 的 ， 粉 末 冶 金 零 件 的 尺 寸 精 度高 ， 材 料
20、 损 耗 少 ， 成 本 低 。 随 着 粉 末 冶 金 锻 造 工 艺 的 出 现 和 应 用 ， 使 粉末 冶 金 件 的 密 度 和 强 度 大 为 提 高 。 因 此 ， 采 用 粉 末 冶 金 的 办 法 制 造 连 杆是一个很有发展前途的制造方法。连 杆 毛 坯 制 造 方 法 的 选 择 ， 主 要 根 据 生 产 类 型 、 材 料 的 工 艺 性 根 据 零 件 用 途 确 定 毛 坯 类 型 。( 2根 据 批 量 根 据 手 册 查 定 表 面 加 工 余 量 及 余 量 公 差 。根 据 技 术 要 求 ， 零 件 材 料 为ZG3 1 0 57 0 ， 即 铸 造 碳
21、 钢 。 如 表2 -1 。 按GB/ T5 6 1 3 19 9 5规 定 ， 铸 钢 牌 号 用 “ 铸 ” 和 “ 钢 ” 两 字 汉 语拼 音 首 位 字 母 “ ZG” 后 加 工 两 组 数 字 表 示 。毛 坯 的 制 造 方 法 ：根 据 毛 坯 的 材 料 ， 生 产 类 型 ， 生 产 纲 领 及 零 件 的 复 杂 程 度 ， 毛 坯 可采 用 铸 成 型 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 30 页7 / 30 零 件 并 不 复 杂 ， 因 此 毛 坯 可 以 与 零 件 的 形 状 尽 量 接
22、近 。 两 孔 可 不 必锻 出 ， 直 接 加 工 。通 过 查 加 工 余 量 表 ， 得 两 端 面 的 总 加 工 余 量 为3mm， 毛 坯 尺 寸 可以 通 过 加 工 余 量 确 定 。ZG3 1 0 57 0表 示 s 3 10 MPa ， B 57 0 MPa的 铸 钢 。 铸 造 碳钢 的 碳 质 量 分 数 一 般 为0. 1 5% 0. 6 %， 其 铸 造 性 能 比 铸 造 铁 差 ， 但 力学 性 能 比 铸 造 铁 好 。 主 要 用 于 制 造 形 状 复 杂 ， 力 学 性 能 要 求 高 ， 而 在 工艺 又 很 锻 压 等 方 法 成 形 的 比 较 重
23、 要 的 机 械 零 件 ， 例 如 机 车 车 辆 的 车 销 和联 轴 器 等 。 铸 造 碳 钢 的 牌 号 ， 化 学 成 分 ， 力 学 性 能 见 表 2- 1。表 2 - 1铸 造 碳 钢 热 处 理 及 机 械 性 能主 要 化 学 成 分 W%主 要 特 性用 途 举 例CSiMnPS不 大 于0. 400. 500. 900. 040. 04有 较 好 强 度 、塑 性 、 焊 接 、 性 能尚 好 。轨 刚 机 架模 具 、 箱 体 、缸 体 连 杆 、 曲轴 等 。正 火 或 退 火 温 度 回 火 温 度 8 70 8 9062 0 6 8 0b N/ mm2 s N
24、/ mm2 s % % k J / c m25 7031 01 5213 0选 择 毛 坯 铸 的 主 要 依 据 ： 铸 可 锻 造 形 状 复 杂 的 毛 坯 ， 尺 寸 精 度 较高 ， 尺 寸 偏 差 0. 1 mm0. 2 mm， 表 面 粗 糙 度Ra 为 12. 5 m， 毛 坯 的 钎维 组 织 好 ， 强 度 高 ， 生 产 率 较 高 ， 但 需 要 专 用 锻 模 及 锻 锤 设 备 。大 批 量 生 产 ， 适 于 锻 造 碳 素 钢 ， 合 金 钢 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 30 页8
25、/ 30 锻 件 加 工 表 面 直 线 度 ， 平 面 度 公 差 。铸 件 长 度 为1 60 mm， 热 处 理 为 调 质 时 ， 直 线 度 和 平 面 度 公 差 的 普通 级 为 1. 1mm， 精 密 度 为 0. 7 mm。2. 4工 艺 规 程 设 计连 杆 的 加 工 顺 序 大 致 如 下 ： 粗 铣 精 磨 上 下 断 面 钻 、 扩 、 铰 小 头孔 粗 精 铣 工 艺 凸 台 及 结 合 面 两 件 连 杆 半 圆 孔 和 拼 镗 大 头 孔 磨 结 合 面 钻 铰 定 位 孔 配 钻 、 攻 螺 栓 孔 合 件 联 结 磨 削 合见 两 端 面 半 精 镗 大
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