畢業(yè)設計（論文）-S195型柴油機發(fā)動機連桿零件的機械制造工藝規(guī)程及粗鏜大頭孔夾具設計.doc

華東交通大學理工學院畢業(yè)設計(論文)1摘要本畢業(yè)設計課題是制訂S195型柴油機發(fā)動機連桿零件的機械制造工藝規(guī)程及粗鏜大頭孔夾具設計，目的是希望能在降低產品的生產成本的同時又可以制造出品質優(yōu)良的產品，在最少的工序或加工時間中制造出滿足形狀、尺寸、精度、表面粗糙度等要求的產品。設計應在保證加工精度的同時，又利用工件裝卸的合理夾具結構，并有一定實用價值。由于理論知識與實踐經驗的有限。我將考慮采用普遍性強的加工方法，但該零件的機械加工工藝規(guī)程可以適當采用較為先進的制造工藝方法和專用機床設備，刀具和量具。本課題的主要內容是分析零件的技術條件畫出零件圖及毛坯圖。擬定合理的工藝路線，粗鏜大頭孔夾具草圖及夾具圖。本設計采用了連桿體與連桿蓋分離鍛造，并制定相對合理的工藝路線。在夾具設計部分，以大小頭孔端面、大頭孔工藝凸臺及小頭孔為定位基準，符合定位原理并達到定位目的，夾緊機構則采用螺旋夾緊機構，亦即達到夾緊效果。關鍵詞:連桿；工藝規(guī)程；夾具設計；CAD圖AbstractThegraduationdesigntopicisformulatingS195dieselengineconnectingpartsmanufacturingprocedureandboringheadholefixturedesign,wanttoreduceproductioncostinthealsocanproducegoodqualityproductsatleast,theprocessofmanufacturingandprocessingtimemeettheshape,size,accuracyandsurfaceroughnessandrequirementsoftheproduct.Designshouldguaranteethemachiningaccuracyofworkpieceloadingandunloading,anduseofreasonablefixturestructure,andhascertainpracticalvalue.Duetothetheoreticalknowledgeandpracticalexperience.Iwillconsiderusinguniversalstrongerprocessingmethod,butthemachiningprocedurecanappropriateUSESadvancedmanufacturingtechnologyandspecialmachineequipment,toolsandmeasuringtool.Themaincontentofthisprojectistoanalyzethetechnicalconditionsofthepartsandpaintedpartsblank.Theplanwasreasonableprocessroute,bigholeclampsketchesandboringfixture.ThisdesignUSEStheconnectingrodbodyandconnectingseparated,andformulaterelativereasonableforgingprocess.Inpart,thesizeoffixturedesignwithheadbigholehole王林海：連桿加工工藝規(guī)程及粗鏜連桿大頭孔夾具設計2surface,smallheadforconvexandlocatingdatum,andachievethegoalorientationpositioningprinciple,clampingmechanismusingspiralclampinginstitutions,i.e.reachedclampingeffect.Keywords:Connectingrod,Procedure,Fixturedesign,CADdrawings華東交通大學理工學院畢業(yè)設計(論文)3引言這次設計是我們在學校的最后一次設計了。它跟以往的課程設計有所不同，這次的設計規(guī)模大，時間長，是我們的畢業(yè)設計。這也是我們在畢業(yè)后踏入社會之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活有重要的地位。就我一個而言，我希望能夠通過這次畢業(yè)設計對自己未來從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。由于缺乏經驗，導致設計能力有所限制，設計水平很難達到標準化，所以設計當中難免會有許多不足之處，懇請各位老師給予指正。將人們頭腦中思考的物體變成實際體形，為此而作出的全部信息數據的工作就是設計。（一）畢業(yè)設計的程序畢業(yè)設計的一般程序為：收集相關資料及手冊，規(guī)劃整個畢業(yè)設計的進程分析零件的技術條件及零件的功用，畫出零件圖翻譯外文資料、畫毛坯圖編寫多種制造工藝路線方案并擬定最終工藝路線填寫工序卡、工藝過程卡、夾具設計前期準備確定零件的定位與夾緊方案，畫出夾具草圖畫出夾具圖及拆畫夾具零件圖編寫設計說明書。（二）畢業(yè)設計的目的機械加工工藝規(guī)程及其工藝準備的設計是機械制造及其自動化專業(yè)學生在完成了機械制圖、機械原理、機械設計、機械制造工藝學及公差與測量技術、金屬工藝學、金屬切削原理、切削刀具、機床等專業(yè)課程，并進行了生產實習、專業(yè)課程設計后進行的一次大型實踐設計過程，也是最后一個教與學的環(huán)節(jié)，其主要目的是：（1）綜合運用所學專業(yè)基礎課及專業(yè)課程的理論和實際知識，使這些知識進一步鞏固、深化發(fā)展，并使理論知識與生產實踐結合起來。（2）初步樹立正確的設計思想，掌握一般機械設計的基本方法，訓練設計構思和創(chuàng)新意識。（3）通過計算、繪圖、查閱手冊和設計資料，熟悉有關國家標準，部頒標準和規(guī)范。王林海：連桿加工工藝規(guī)程及粗鏜連桿大頭孔夾具設計4（4）熟練運用機械制圖軟件及制作表格、文件。（三）設計內容（1）設計零件：S195柴油機連桿（2）生產綱領：大批大量生產（3）完成S195柴油機連桿的毛坯設計，機械加工工藝規(guī)程設計及指定工序的工藝準備。華東交通大學理工學院畢業(yè)設計(論文)51零件分析1.1零件的功用連桿是柴油機的主要零件之一，其功用是將作用于活塞頂面的膨脹氣體傳給曲軸，從而使得活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動，又受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿承受活塞銷傳來的氣體作用力及其本身擺動和活塞組往復運動時間的慣性力。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。這就要求連桿在質量盡可能小的條件下，有足夠的剛度和溫度。若連桿的剛度不夠，則可能產生的后果是：其大頭孔失圓，導致連桿大頭軸瓦因油膜破壞而燒損，連桿桿身彎曲，造成活塞與汽缸偏差等。1.2零件的技術分析在發(fā)動機處于工作行程時，它把作用于活塞頂部膨脹氣體的壓力傳給曲軸，推動曲軸旋轉；在進氣、排氣和壓縮行程時，又受曲軸的驅動，帶動活塞壓縮汽缸中的氣體，整個過程連桿受到很大的壓應力和縱向彎曲應力。而連桿往復運動產生的慣性力，又使連桿承受拉應力。因此，連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。為了減少慣性力的影響，在保證連桿具有足夠的強度和剛度的前提下，要盡可能減輕其重量，所以連桿采用了從大到小逐步變小的“工”字型截面形狀。1.3零件的工藝分析各類連桿主要技術條件基本類似，僅在數值上有差別。下面具體介紹S195柴油機連桿的主要技術條件。1.大、小頭孔精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸，小頭孔與活塞銷能密切配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔與小頭孔的襯套孔均為IT6公差等級，大頭孔表面粗糙度0.8，大頭孔的圓度公差為0.005mm，直線平行度為0.01mm。小頭孔表面粗糙度6.3。小頭孔的圓度公差為0.007mm。2.大小頭孔軸線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞汽缸中傾斜，從而造成汽王林海：連桿加工工藝規(guī)程及粗鏜連桿大頭孔夾具設計6缸壁磨損，所以兩孔軸心線在連桿軸方向的平行度公差較小，而兩孔軸心線在垂直于連桿軸成方向的平行度在100mm長度上公差為0.03mm；在垂直于連桿軸線方向的平行度在100mm長度上為0.06mm.3.大小頭孔的中心距大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到柴油機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：mm03.02104.大頭孔兩端面對大頭孔軸心線的垂直度大頭孔兩端面對大頭孔軸心線的垂直度影響到軸瓦的安裝和磨損；同時，這個垂直度在加工過程中將影響到加工小頭孔兩端時的定位精度，所以對它提出了一定的要求：大頭孔兩端面對大頭孔軸心線的垂直度在100mm長度上公差為0.1mm。5.有關螺栓孔的技術要求對S195型柴油機連桿，規(guī)定螺栓孔按8級公差等級和2.5表面粗糙度加工，兩螺栓孔在互相垂直的兩個方向的平行度在100mm長度為0.15mm。華東交通大學理工學院畢業(yè)設計(論文)72工藝規(guī)程的編制及參數的確定2.1確定毛坯的制造形式連桿材料一般采用45鋼或40Cr鋼，近年來也有采用球墨鑄鐵。鋼制連桿都用模鍛制造毛坯，連桿毛坯的鍛造工藝有兩種方案：將連桿體和蓋分開鍛造或整體鍛造。因為連桿蓋中間有凹坑，這樣就不能采用整體鍛造工藝。因為整體鍛造是總以桿身對稱面為分模面，此時連桿蓋兩端的筋就無法鍛出，所以必須分開鍛造。從鍛造后材料的組織來看，分開鍛造的連桿蓋金屬纖維是連續(xù)的，因此具有較高的強度，而整體鍛造的連桿，經切開后，連桿蓋的金屬纖維是斷裂的，因而削弱了強度。當然整體鍛造要增加切開連桿的工序。但是，整體鍛造可以提高材料利用率，減少結合面的加工余量。機械加工的裝夾比較方便，而且只需要一套模鍛，一次便可鍛成，毛坯也只有一只，便于組織和管理生產。所以一般只要不受連桿蓋形狀和鍛造設備的限制，盡可能采用連桿的整體鍛造工藝。2.2基準面的選擇連桿機械加工工藝過程的大部分工序都采用統(tǒng)一的定位基準-一個指定的端面，小頭孔及工藝凸臺。這樣不久有利于保證連桿的加工精度。特別是作為技術要求的關鍵項目連桿大；小頭孔的尺寸精度。幾何形狀精度和相互位置精度，而且端面的面積大，定位比較穩(wěn)定。由于連桿的外行不規(guī)則，為了定位需要，在連桿大頭處作出工藝凸臺（俗稱工藝搭子而）作為輔助基面。連桿大，小頭端面對稱分布在桿身的兩側，由于大，小頭孔厚度不等，所以大頭端與