汽車制造工藝學課程設計發(fā)動機連桿設計說明書

1、廣東技術師范學院天河學院汽車制造工藝學課程設計說明書課題： 姓 名： 學 號： 班 級： 指導教師： 二 年 月汽車制造工藝學課程設計任務書1課程設計的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術和工作要求等）發(fā)動機連桿零件的年產量為30000件，選發(fā)動機連桿作為本次課程設計的機械加工工藝規(guī)程制定的零件。在教師的指導下，獨立完成發(fā)動機連桿零件的工藝路線制訂以及該零件指定工序的專用機床夾具的設計。在對零件進行技術分析的基礎上，合理制定零件機械加工工藝路線，決定其加工表面的加工方法及其工藝過程，工序的組成、數(shù)目及其工序順序；根據(jù)零件的加工要求，設計出能保證加工質量、一定生產率及經濟型號的專用機床夾具的方法；同時

2、編寫設計說明書，作為設計者在設計中考慮問題、計算過程和記錄設計數(shù)據(jù)的依據(jù)；學會正確使用設計資料、圖冊、手冊等。2對課程設計成果的要求（包括圖表、實物等硬件要求）繪制產品零件圖 1張，編制機械加工工藝規(guī)程（含工藝過程卡片和工序卡片）1套；繪制夾具設計裝配圖 1 張；編寫設計說明書1份（內容包括工藝規(guī)程、夾具）。3課程設計（兩周）工作進度計劃序號起 止 日 期工 作 內 容111月14日收集資料、熟悉工藝設計的過程211月15日零件圖的分析、繪制311月16日-11月18日機械加工工藝規(guī)程的制定、工序卡的填寫411月21日-11月23日指定工序專用機床夾具的設計、繪圖511月24日-11月25日整

3、理設計說明書、答辯目 錄序言 1一、生產綱領及零件說明 2二、材料與毛坯 3三、連桿的技術要求 4四、加工工藝路線 5五、指定工序加工余量、計算工序尺寸及公差 6六、指定工序切削用量和工時定額 6七、指定工序專用夾具設計 7參考文獻 9序 言  汽車制造工藝學課程設計是我們學習完大學階段的汽車類基礎和技術基礎課以及專業(yè)課程之后的一個綜合的課程設計，它是將設計和制造知識有機的結合，并融合現(xiàn)階段汽車制造業(yè)的實際生產情況和較先進成熟的制造技術的應用，而進行的一次理論聯(lián)系實際的訓練，通過本課程的訓練，將有助于我們對所學知識的理解，并為后續(xù)的課程學習以及今后的工作打下一定的基礎。對于

4、本人來說，希望能通過本次課程設計的學習，學會將所學理論知識和工藝課程實習所得的實踐知識結合起來，并應用于解決實際問題之中，從而鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；同時，又希望能超越目前工廠的實際生產工藝，而將有利于加工質量和勞動生產率提高的新技術和新工藝應用到機器零件的制造中，為改善我國的汽車制造業(yè)相對落后的局面探索可能的途徑。但由于所學知識和實踐的時間以及深度有限，本設計中會有許多不足，希望各位老師能給予指正。一生產綱領及零件說明1. 生產綱領發(fā)動機連桿零件，年產量為30000件，現(xiàn)已知該產品屬于輕型機械，根據(jù)生產類型與生產綱領的關系查閱參考文獻，確定其生產類型為大批量生產。大批量生產的工藝特

5、征：（1）零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數(shù)裝配精度較高處，采用分組裝配法和調整法。毛坯的制造方法和加工余：廣泛采用金屬模機器造型，模鍛或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。（2）機床設備及其布置形式：廣泛采用商效專用機床及自動機床，按流水線和自動排列設備。（3）工藝裝備：廣泛采用高效夾具，復合刀具，專用量具或自動檢驗裝置，靠調整法達到精度要求。（4）對工人的技術要求：對調整工的技術水平要求高，對操作工的技術水平要求較低。（5）工藝文件：有工藝過程卡或工序卡，關鍵工序要調整卡和檢驗卡。（6）成本：較低。（7）生產率：高。2. 零件說明連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它把作用于活塞頂面

6、的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質的底，底的內表面澆有一層耐磨巴氏合金。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更換。在發(fā)動機工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質量，以減小慣性力的作

7、用。為了保證發(fā)動機運轉平衡，同一發(fā)動機中各連桿的質量不能相差太大?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。 零件要求總結：足夠的強度，剛度，較好的抗沖擊能力，盡量小的自身質量。二連桿的材料和毛坯鍛壓件是汽車零件制造業(yè)中常用的一種毛坯。它是材料塑性變形的結果，因此晶粒較細，力學性能較好，強度較高，耐沖擊性、抗疲勞性好。模鍛是制造鍛壓件的一種方法，模鍛有生產效率高，模鍛件尺寸相對精確，加工余量小，節(jié)省材料，操作簡單等特點。適合大批量生產，易于實現(xiàn)自動化生產，有效降低成本，但需要較大的鍛造設備。由于零件是大批量生產故選用模鍛制造連桿毛坯。連桿的材料選用35crmo。35

8、crmo是中淬透性調制鋼，其主要化學成分為：0.320.40%c, 0.400.70%mn, 0.200.40%si, 0.801.10%cr, 0.150.25%mo。35crmo的淬透性較好，調質后綜合力學性能較好，能夠承受較大載荷，還能承受一定的沖擊。毛坯的與零件的綜合生產工序：1.下料。2.鍛造：使用模鍛鍛造零件毛坯，毛坯的各個加工面的余量為4mm3.退火：使用低溫退火，消除鍛造時的殘余應力，降低硬度改善切削性能。減輕淬火時變形開裂的傾向為最終熱處理做準備。把毛坯隨爐緩慢(100150/h)加熱到500650,保溫一段時間后隨爐緩慢(50100/h)冷卻到200300。4.粗機加工。5

9、.調制處理：把毛坯加熱到850左右保溫，然后放入油中冷卻淬火。再采用500650的高溫回火處理。6.精機加工。三連桿的技術要求1.連桿的小頭孔的尺寸公差不低于it7，表面粗糙度ra<0.80um，圓柱度公差等級不低于7級。2.連桿大頭孔公差等級為it6，表面粗糙度ra應不大于0.8m；圓柱度公差等級不低于6級。3連桿小頭孔對大頭孔軸線的平行度：在大、小頭孔軸所決定的平面的平行方向上，平行度公差值不應大于100：0.03；垂直于上述平面的方向上，平行度公差應不大于100：0.06。4.連桿大、小頭孔中心距的極限偏差通常為±0.05mm；連桿大頭兩端面對連桿大頭孔軸線的垂直度公差不

10、低于8級。兩端面表面粗糙度ra值不大于1.25um。5.在前面已經說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定：螺栓孔按it8級公差等級和表面粗糙度ra應不大于6.3m加工；6.在連桿受動載荷時，對口面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結合不良，從而產生不均勻磨損。結合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結合面的平面度的公差為0.

11、025 mm。四連桿的機械加工工藝路線以及加工設備與工藝裝備（表1）工序號工序名機床刀具夾具類型01粗銑大頭，小頭兩端面立式銑床x5020100硬質合金面銑刀自定心虎鉗02精銑大頭，小頭兩端面數(shù)控立式銑床xk501210高速鋼立銑刀自定心虎鉗03銑開連桿體與連桿蓋立式銑床x5020細牙鋸片銑刀自定心虎鉗04粗銑，半精銑、精銑接合面數(shù)控立式銑床xk5012100硬質合金面銑刀自定心虎鉗05鉆螺栓孔搖臂鉆床z3050×16/26莫氏錐柄麻花鉆平口虎鉗05鉸螺栓孔搖臂鉆床z3050×16/28直柄機用鉸刀平口虎鉗06鉆小頭孔搖臂鉆床z3050×16/215莫氏錐柄麻花鉆

12、平口虎鉗07擴小頭孔搖臂鉆床z3050×16/230,40硬質合金錐柄擴孔鉆平口虎鉗08粗鏜小頭孔臥式鏜床t612l40硬質合金通單刃鏜刀專用夾具09半精鏜大頭孔臥式鏜床t612l60硬質合金普通單刃鏜刀專用夾具10調制處理11精磨小頭孔數(shù)控內圓磨床mk2110珩磨條電永磁吸盤12精磨大頭孔數(shù)控內圓磨床mk2110珩磨條電永磁吸盤13鎖口槽加工數(shù)控立式銑床xk5012成型銑刀自定心虎鉗14鉆小頭油孔搖臂鉆床z3050×16/212莫氏錐柄麻花鉆平口虎鉗15清潔，去毛刺16終檢五. 小頭孔粗鏜工序的相關加工余量，工序尺寸和公差（根據(jù)文獻3切削加工簡明實用手冊表8-21）工序前

13、尺寸 40 mm小頭孔標注尺寸 43+0.027 mm加工余量 2 mm加工公差 工序尺寸 42 mm六小頭孔粗鏜工序的切削用量和工時定額（根據(jù)文獻4實用機械制造工藝設計手冊表8-15,8-25）背吃刀量ap =2 mm切削速度v = 0.46 m/s進給量f = 0.20 mm/r 工額定時：主軸轉速 按機床選取 n = 800r/min，實際切削速度v=dn/（1000×60）=1.76 m/s鏜削工時 l = 40mm l1 = 3 mm l2 = 3 mm 基本時間tj= 4*(l+l1+l2) / (f*n) = 1.6 min七小頭孔粗鏜工序專用夾具設計（1）基準選擇 在

14、本工序之前小頭孔已經進行了擴鉸孔。此夾具裝夾工件時先使用假銷跟對小頭孔進行定位，保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差。連桿的兩個端面在之前也精加工完畢，端面跟支承板的精確貼合保證了小頭孔軸線跟端面的垂直度。（2）夾緊、定位方案的確定此工序加工的孔為通孔，沿z方向的位移自由度可不予限制，但實際上以工件的端面定位時，必須限制該方向上的自由度防止竄動。支承板基面跟上方的螺釘限制工件3個自由度，兩個v形塊限制3個自由度，屬完全定位。前后2個緊固螺釘輔助夾緊。（3）切削力及夾緊力的計算 由于夾具的大頭孔有突臺定位，故不需要計算轉矩，只計算加工時的徑向力跟軸向力。本工序是鏜孔，使用硬質合金鏜刀，由現(xiàn)代機床夾具

15、設計表4-18的計算公式得鏜時的徑向切削力：fp = 2383ap0.9f0.6vc-0.3kp = 2380 * 20.9* 0.20.6 * 1.76-0.3 * 1.876= 2838.77 n鏜時的軸向切削力：ff = 3326apf0.5vc-0.4kp = 3326 * 2 * 0.20.5 * 1.76-0.4 * 1.75= 4190.76 n 徑向夾緊力為個螺栓的點接觸夾緊力，軸向夾緊力為單個螺栓的面接觸夾緊力。由現(xiàn)代機床夾具設計表4-23得鏜時的徑向夾緊力：5000n鏜時的軸向夾緊力：3800n（4）定位誤差分析 加工時采用的定位基準為連桿兩端面及小頭孔，對小頭孔進行粗鏜。

16、設計基準為小頭孔軸線，此工序以假銷對小頭孔進行定位所以不存在基準不重合誤差。所以定位誤差 dw=d+d+min=d+0+0=0.033mm課程設計總結通過為期兩周的汽車制造工藝學課程設計中對汽車連桿的機械加工工藝及對粗加工小頭孔夾具和銑結合面夾具的設計，使我學到了許多有關機械加工的知識,主要歸納為以下兩個方面：第一方面：連桿件外形較復雜，而剛性較差。且其技術要求很高，所以適當?shù)倪x擇機械加工中的定位基準,是能否保證連桿技術要求的重要問題之一。在連桿的實際加工過程中，選用連桿的大小頭端面及小頭孔作為主要定位基面，同時選用大頭孔兩側面作為一般定位基準。為保證小頭孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準的

17、加工原則；保證大小頭孔的中心距精度要求，可采用互為基準原則加工。對于加工主要表面，按照“先基準后一般”的加工原則。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。連桿機械加工路線是圍繞主要加工表面來安排的。連桿加工路線按連桿的分合可以分為三個階段：第一個階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二個階段為連桿體和蓋的切開加工；第三個階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第二方面：主要是關于夾具的設計方法及其步驟。（1）定位方案的設計：主要確定工件的定位基準及定位基面；工件的六點定位原則；定位元件的

18、選用等。（2）導向及對刀裝置的設計：由于本設計主要設計的是擴大頭孔夾具和銑結合面夾具，所以主要考慮的是選用鉆套的類型及排屑問題，以及對刀塊的類型，從而確定鉆套和對刀塊的位置尺寸及公差。（3）夾緊裝置的設計：針對連桿的加工特點及加工的批量，對連桿的夾緊裝置應滿足裝卸工件方便、迅速的特點，所以一般都采用自動夾緊裝置。（4）夾具體設計：連桿的結構特點是比較小，設計時應注意夾具體結構尺寸的大小。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機床上，加工時能承受一部分切削力。所以夾具體的材料一般采用鑄鐵。（5）定位精度和定位誤差的計算：對用于粗加工的夾具，都應該進行定位誤差和穩(wěn)定性的計算，以及設計的夾具能否滿足零件加工的各項尺寸要求。（6）繪制夾具裝備圖及夾具零件圖。在此要感謝我們的指導老師對我們悉心的指導，感謝老師給我們的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今