連桿生產(chǎn)線連桿體鉆兩孔夾具設(shè)計【含CAD圖紙、文檔全套】【GJ系列】

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中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目 連桿生產(chǎn)線連桿體鉆兩孔夾具設(shè)計 系 別 工程技術(shù)系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 郭濤 學(xué) 號 05208328 指導(dǎo)教師 沈貴水 職 稱 教授 2012 年 5 月 5 日 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 郭濤 學(xué)號 05208328 班 級 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化3班 指導(dǎo)教師 沈貴水 職稱 教授 單 位 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電院 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 連桿生產(chǎn)線連桿體鉆兩孔夾具設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容和要求： 一.主要內(nèi)容：連桿是發(fā)動機(jī)主要零件，外形復(fù)雜，屬模鍛鋼件，加工工藝復(fù)雜，定位夾緊困難，加工精度要求高，需要專用機(jī)床，專用夾具在加工生產(chǎn)線上大量生產(chǎn)完成。 二.設(shè)計要求 1.年生產(chǎn)綱領(lǐng)25萬件∕年 2.連桿體∕蓋分開模鍛 3.采用氣動夾具設(shè)計 4.組合機(jī)床，專用生產(chǎn)線加工 5.盡量采用多件夾緊機(jī)構(gòu) 6.連桿體的視圖完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全 畢業(yè)設(shè)計（論文）主要參考資料： [1]顧崇衍 機(jī)械制造工藝學(xué) 陜西：科技技術(shù)出版社，1981 [2]楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [3]倪森壽 機(jī)械制造工藝與裝備 化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [4]張進(jìn)生 機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [5]姜敏鳳 工程材料及熱成型工藝 高等教育出版社，2003 [6]王啟平 機(jī)床夾具設(shè)計 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998 [7]劉越 機(jī)械制造技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [8]齊世恩 機(jī)械制造工藝 哈工大出版社，1989 [9]孟少農(nóng) 機(jī)械加工工藝手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [10]趙家齊 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 北京 機(jī)械工業(yè)出版社，2000 畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要工作： 1.連桿體總體夾具設(shè)計裝配圖一張（零號） 2.夾具的部件和零件圖 3.合計零號圖3張左右 4.夾具說明書一份 5.連桿工序圖一張 6.外文資料翻譯不少于3000字 7.開題報告，文獻(xiàn)綜述各一份 8.連桿工藝規(guī)程一套 畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度安排： 序號 畢業(yè)設(shè)計（論文）各階段內(nèi)容 時間安排 備注 1 學(xué)生在接到畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書后，撰寫畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告。 12月10日-20日 2 召開“開題報告會”，對學(xué)生的開題報告進(jìn)行審核。 12月21日-22日 3 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題進(jìn)行外文資料閱讀，并翻譯外文資料。 12月23日-31日 4 撰寫文獻(xiàn)綜述 2012年1月1日-1月20日 5 進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計（論文）的撰寫階段 2012年1月21日-3月6日 6 學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計（論文）工作計劃，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱同意后方可實施。 3月8日前 7 學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計（論文）雛形，并學(xué)生定期向指導(dǎo)教師匯報進(jìn)度。 3月9日—3月31日 8 進(jìn)入中期檢查階段，根據(jù)檢查情況，填寫“中期檢查表”。 4月1日—4月15日 9 學(xué)生根據(jù)《中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范》完成畢業(yè)設(shè)計（論文）的寫作 4月17日前 10 學(xué)生提交論文終稿給指導(dǎo)教師 4月21日前 11 教研室負(fù)責(zé)檢查畢業(yè)設(shè)計（論文）完成情況，并組織專家進(jìn)行評閱，填寫“專家批閱書”。 4月22日-28日 12 系里召開畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查總結(jié)會，匯集意見，整改論文。 4月29日-30日 √ 課題信息： √ 課題性質(zhì)： 設(shè)計□ 論文□ ? 課題來源： 教學(xué)□ 科研□ 生產(chǎn)□ 其它□ 發(fā)出任務(wù)書日期： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述 系 別： 工程技術(shù)系 專 　業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 姓 名： 郭濤 學(xué) 號： 05208328 　 2012年　4　月　20　日 　機(jī)械手冊可以用于企事業(yè)單位從事機(jī)械設(shè)計的工程技術(shù)人員進(jìn)行機(jī)械設(shè)計； 理工科大學(xué)、中專以上機(jī)械專業(yè)學(xué)校教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計； 理工科大學(xué)、中專以上機(jī)械專業(yè)學(xué)校學(xué)生進(jìn)行機(jī)械類課程學(xué)習(xí)、設(shè)計的參考書；廣大技術(shù)人員和機(jī)械類各專業(yè)師生的參考書。 　　手冊包括內(nèi)容涉及設(shè)計方法及最新國家標(biāo)準(zhǔn)，全面、系統(tǒng)地介紹了所有現(xiàn)代設(shè)計和常規(guī)設(shè)計方法、數(shù)據(jù)、圖表、內(nèi)容豐富、具有信息量大，標(biāo)準(zhǔn)新、取材廣、規(guī)格全、常用結(jié)構(gòu)多、并增加了許多國內(nèi)外常用的新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、選用范圍、實用性強(qiáng)、查找方便等特點。 在夾具設(shè)計方面，主要參考了機(jī)械設(shè)計教材，機(jī)床夾具設(shè)計。通過查閱資料得： 一個優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿足下列基本要求： 1) 保證工件的加工精度保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時還需進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2) 提高生產(chǎn)效率專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 3) 工藝性能好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整和修配結(jié)構(gòu)。 4) 使用性能好專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強(qiáng)度。專用夾具還應(yīng)排屑方便。必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。 5) 經(jīng)濟(jì)性好專用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 工序的劃分： 確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機(jī)床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。 定位基準(zhǔn)的選擇： 根據(jù)粗基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)的選擇原則；遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合。 在鉆床夾具設(shè)計方面，由于在鉆床上鉆孔不便于用試切法把鉆頭調(diào)整到規(guī)定的位置，如用劃線法加工，其加工精度和生產(chǎn)率又較低，在本次設(shè)計任務(wù)規(guī)定下，不符合生產(chǎn)效率高的要求，所以設(shè)計為專用鉆床夾具。在專用夾具上，一般都裝有距定位元件有一定尺寸的鉆套，即鉆模。 鉆模的主要特點是通過鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。這種加工方式易于保證被加工孔對其定位基準(zhǔn)和各孔間的位置精度；有助于提高刀具系統(tǒng)的剛性，防止鉆頭在切入后的偏引；并有利于提高孔的尺寸精度和表面光潔度。用這種方法不需要劃線和找正，工序時間大為縮短，可以顯著提高工作效率。 查閱此書，可得鉆床夾具設(shè)計要點如下： 1、 鉆模類型的選擇： 鉆模的類型很多，在設(shè)計鉆模時，首先要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，并考慮生產(chǎn)批量、工廠工藝設(shè)備的技術(shù)狀況等具體條件來選擇夾具的結(jié)構(gòu)類型。在選擇時應(yīng)注意一下幾點: 1) 被鉆孔的直徑大于10mm時（特別是鋼制件），鉆床夾具應(yīng)固定在工作臺上。 2) 翻轉(zhuǎn)式和自由移動式鉆模是用于加工中小件，包括工件在內(nèi)的重量不宜超過100N（10kgf）,否則，應(yīng)采用具有回轉(zhuǎn)式或直線分度裝置的鉆模。 3) 當(dāng)加工幾個不在同心圓上的平行孔系時，如工件和夾具的總重量超過150N（15kgf），宜采用固定式鉆模在搖臂鉆床上加工。 4) 對于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜優(yōu)先采用滑柱鉆模，以縮短夾具設(shè)計的設(shè)計制造周期。 5) 鉆模板和夾具體為焊接結(jié)構(gòu)的鉆模，因焊接應(yīng)力不能徹底消除，精度不能長期保持，故一般只在工件孔距公差要求不高（大于±0.5mm）時才采用。 6) 工件被加工孔與定位基準(zhǔn)的距離公差或孔距公差小于0.5mm時，宜采用固定式鉆模板和固定鉆套進(jìn)行加工。 2、 鉆套的選擇和設(shè)計 鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套裝配在鉆模板或夾具體上，而鉆模板則以各種形式與夾具體或支架連接。按鉆套的結(jié)構(gòu)和使用情況，可分為： 1） 固定鉆套 其主要優(yōu)點就是經(jīng)濟(jì)，鉆孔的位置精度也較高。 2） 可換鉆套 其適用于生產(chǎn)量較大的場合，當(dāng)生產(chǎn)量較大時，需要更換磨損后的鉆套時，使用這種鉆套較為方便。 3） 快速鉆套 其適用于當(dāng)加工孔需要依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸時，由于刀具的直徑逐漸增大，需要使用外徑相同，而孔徑不同的鉆套來引導(dǎo)刀具。使用快速鉆套可減少更換鉆套的時間。 根據(jù)本次設(shè)計需要，我暫定使用可換鉆套。 3、 鉆模板設(shè)計 鉆模板多裝配在夾具體或支架上，或與夾具上的其它元件相連。常見類型有：1）固定式鉆模板2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板3）可卸式鉆模板4）懸掛式鉆模板 4、 支腳設(shè)計 為保證在較小的接觸面積的基礎(chǔ)上使夾具體放置平穩(wěn)，支腳設(shè)計時要注意一下幾點： 1） 支腳必須四個 2） 矩形支腳斷面的寬度或圓柱支腳的直徑必須大于機(jī)床工作臺T形槽的寬度，以免陷入槽中 3） 夾具的重心、鉆削壓力必須落在四個支腳所形成的支承面內(nèi) 4） 鉆套軸線與支腳所形成的支承面垂直或平行，使鉆頭能正常工作，為防止折斷，能保證被加工孔的位置精度 在氣動系統(tǒng)設(shè)計中主要應(yīng)用了其中的機(jī)械零部件與傳動設(shè)計氣動傳動與控制，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)等內(nèi)容。 通過查閱資料對于氣動系統(tǒng)的設(shè)計步驟并無嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來說，在明確設(shè)計要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行： 1) 確定氣動執(zhí)行元件的形式； 2) 進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)； 3) 制定基本方案，擬定氣動系統(tǒng)原理圖； 4) 選擇氣動元件； 5) 氣動系統(tǒng)的性能驗算； 6) 繪制工作圖，編制技術(shù)文件。 設(shè)計要求是進(jìn)行每項工程設(shè)計的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著氣動系統(tǒng)各部分設(shè)計之前，必須把設(shè)計要求以及該設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚： 1) 主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等； 2) 氣動系統(tǒng)要完成哪些動作，動作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何； 3) 氣動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運動形式，運動速度； 4) 各動作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)； 5) 對調(diào)速范圍、運動平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)速精度等性能方面的要求； 6) 自動化程度、操作控制方式的要求； 7) 對防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求； 8) 對效率、成本等方面的要求。 經(jīng)過參考?xì)鈩佑嘘P(guān)資料資料得知： 氣動程序控回路的選擇： 在實踐中，各種自動生產(chǎn)線，大多是按程序工作的。所謂程序控制，就是根據(jù)生產(chǎn)過程中的位移、壓力、時間、溫度、液位等物理量的變化，使被控制的執(zhí)行元件，按預(yù)先規(guī)定的順序協(xié)調(diào)動作的一種自動控制方式。這種控制方式，能在一定的范圍內(nèi)滿足工種不同程序的需要，實現(xiàn)一機(jī)多用。 根據(jù)控制方式的不同，程序控制可分為時間程序控制、行程程序控制和混合程序控制三種， 時間程序控制，是指個執(zhí)行元件的動作順序按時間順序進(jìn)行的控制。在時間程序控制中，各時間信號通過控制路線，按一定的時間間隔分配給相應(yīng)的執(zhí)行元件，令其產(chǎn)生有序的動作。這是一種開環(huán)控制系統(tǒng)。 行程程序控制可以在給定的位置準(zhǔn)確實現(xiàn)動作的轉(zhuǎn)換。在行程控制時，執(zhí)行元件完成某一動作后，由行程發(fā)信器發(fā)出相應(yīng)信號，此信號輸入邏輯控制回路中，經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換回路處理后成為主控閥可以接受的信號，控制主控閥換向，在驅(qū)動執(zhí)行元件，實現(xiàn)對被控制對象的控制。執(zhí)行元件的運動狀態(tài)經(jīng)行程發(fā)信期器檢測后，反饋至邏輯控制回路，經(jīng)運算處理并確信上以動作已經(jīng)完成后，在發(fā)出開始下一個動作的控制信號。如此循環(huán)往復(fù)，直至完成全部預(yù)訂動作為止。這是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)。 然而，在行程程序控制中，行程發(fā)信裝置是一種位置傳感器，其作用是把由執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受來的信號轉(zhuǎn)發(fā)給邏輯控制回路，常用的有行程閥、行程開關(guān)、邏輯“非門”等，此外，液位、壓力、流量、溫度等傳感器也可看做行程發(fā)信裝置；常用的執(zhí)行元件有氣缸、氣液缸、氣動馬達(dá)等；主控閥為氣動換向閥；邏輯控制回路、放大轉(zhuǎn)換回路一般由各種氣動控制元件組成，也可以由各種氣動邏輯元件等組成；動力源主要包括氣壓發(fā)生裝置和氣源處理設(shè)備兩部分。行程程序控制的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、動作穩(wěn)定，特別是當(dāng)程序控制中某節(jié)拍出現(xiàn)故障時，通過運行停止程序可以實現(xiàn)自動保護(hù)。 因此在此設(shè)計中考慮到生產(chǎn)需要我初步?jīng)Q定選擇行程程序控制方式。 4 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計 1.前言 由于汽車產(chǎn)業(yè)在實體經(jīng)濟(jì)中占有的比重已經(jīng)極其重大，汽車的心臟是發(fā)動機(jī)，連桿是發(fā)動機(jī)的重要部件，所以連桿的發(fā)展推動了汽車一輪又一輪技術(shù)的換代，創(chuàng)造出更多的社會價值與實用價值。連桿加工工藝的發(fā)展對發(fā)動機(jī)能量轉(zhuǎn)換起到直觀重要的作用 影響到汽車溫室氣體的排放量。所以對于連桿的加工，也得到越來越多的重視。 然而連桿性能的好壞，一是取決于材料，二是取決于工藝，在現(xiàn)代化高科技的發(fā)展形式下，工藝顯得越來越重要。90年代末，國家機(jī)械行業(yè)迅猛發(fā)展，一些新零件開始隨之出現(xiàn)，但是很多公司基本上沒有一個固定的工藝方案，而且工藝的方法五花八門，基本上沒有一個固定的好步驟，零件加工符不符合實際使用要求沒有太嚴(yán)的限制，對于一些比較簡單且要求不是很高的零件，基本上加工時沒有作太嚴(yán)的要求。現(xiàn)在，隨著一些客戶對要求的提高，以及許多零件的性能要求開始標(biāo)準(zhǔn)化，這就要求我們必須面對現(xiàn)實，去做一套完整且符合使用要求的工藝，以提高零件的性能，提高公司在行業(yè)的競爭力。 然而夾具設(shè)計一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過程，應(yīng)充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性，而設(shè)計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具的設(shè)計質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。 2.零件的分析 2.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。 圖1 連桿體 此零件為連桿體，由設(shè)計任務(wù)書要求，此零件要求可知該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為25萬件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，由《機(jī)械設(shè)計加工工藝書》得知，N=Qn(1+α%+β%)，帶入公式得 注： N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年） Qn——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年） α%——備品率 β%——廢品率 產(chǎn)品的年產(chǎn)量Qn=1件／臺；備品率α%=5%；廢品率β%=1%。帶入公式得：N=265000 一年的工作日為220天，一天一班制，工作時間為7個小時。所以 N’= =173 即每個小時要求生產(chǎn)的零件為173件。所以連桿體的生產(chǎn)類型為成批的大批生產(chǎn)類型。 2.2 連桿體的加工工藝分析 2.2.1連桿機(jī)械加工工序安排 連桿體（蓋）銑兩面——連桿體（蓋）拉結(jié)合面——連桿體（蓋）鉆兩孔——精鏜大小頭孔——連桿體（蓋）銑定位槽 2.2.2連桿體加工的主要技術(shù)要求? 1）連桿小頭孔的尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra值不大于0.80μm，圓柱度公差等級不低于7級。小頭襯套孔的尺寸公差不低于IT6，表面粗糙度Ra值不大于0.40μm，圓柱度的公差等級不低于6級。 2）連桿大頭孔的尺寸公差與所用軸瓦的種類有關(guān)，當(dāng)直接澆鑄巴氏合金時，大頭底孔為IT9；當(dāng)采用厚壁軸瓦時，大頭底孔為IT8；當(dāng)采用薄壁軸瓦時，大頭底孔為IT6，表面粗糙度值Ra值不大于0.80μm，圓柱度的公差等級不低于6級。 3）連桿小頭孔及小頭襯套軸線對連桿大頭軸線的平行度：在大、小頭孔軸線所決定的平面的平行方向上，平行度公差值應(yīng)不大于100:0.03；垂直與上述平面方向上，平行度公差值應(yīng)不大于100:0.06。 連桿大、小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應(yīng)低于8級。兩端面表面粗糙度Ra值不大于1.25μm. 4)為了保證發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對于連桿的重量及裝在同一臺發(fā)動機(jī)中的連桿重量差都有要求。有些對運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求高的發(fā)動機(jī)，對連桿小頭重量和大頭重量分別給以規(guī)定。 2.2.3連桿的材料和毛坯 汽車，拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)連桿的材料，一般采用45號鋼，或40Cr，35 CrMo，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以提高其強(qiáng)度及抗沖擊能力。 鋼制連桿一般采用鍛造。在單件小批生產(chǎn)時，采用自由鍛造或用簡單的胎模進(jìn)行鍛造；在大批量生產(chǎn)中，采用模鍛，此次課題中采用后者。模鍛時，一般非為兩個工序進(jìn)行， 初鍛和終鍛，通常在切邊后進(jìn)行熱校正。中、小型的連桿，其大、小頭的端面常進(jìn)行精壓，以提高毛坯精度。 連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成—體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機(jī)械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊?，毛坯的種類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。 2.2.4連桿機(jī)械加工的定位基準(zhǔn) 連桿的工藝特點是：外形較復(fù)雜，不易定位；大、小頭是由細(xì)長的桿身連接，剛度差，容易變形；尺寸公差、形狀和位置公差要求很嚴(yán)，表面粗糙度小。這就給連桿機(jī)械加工帶來了許多困難。定位基準(zhǔn)的正確選擇對保證加工精度是很重要的。 根據(jù)連桿加工工藝要求，連桿一般都會設(shè)置工藝凸臺，其適用于產(chǎn)量較大時的結(jié)構(gòu)形式，可是加工時的定位基準(zhǔn)不變，有利于零件加工。 本次設(shè)計中連桿體定位如圖2 ??{9 n汽車汽車 圖2 連桿體定位 3.鉆床的設(shè)計 3.1連桿加工工序 連桿體（蓋）銑兩面——連桿體（蓋）拉結(jié)合面——連桿體（蓋）鉆兩孔——精鏜大小頭孔——連桿體（蓋）銑定位槽 此次加工前工序鎖定尺寸，連桿小頭孔孔徑經(jīng)過鉆孔、擴(kuò)孔、粗鉸、精鉸后所得尺寸為，連桿大頭厚度為。 連桿體鉆兩孔工序為： 鉆底孔深27 鉆定位孔深5 粗絞定位孔 精絞定位孔 攻絲M121.25-4H 3.2初算加工時間 3.2.1時間定額的確定 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2.4—38(41)選取數(shù)據(jù) 鉆頭直徑D =10.5 mm 切削速度V = 0.99 m∕s 切削深度ap = 25 mm 進(jìn)給量f = 0.12 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 945 r/min 根據(jù)表3.1—30 按機(jī)床選取n = 1000 r/min 則實際鉆削速度V = Dn/（1000×60） = 1.04 m/s 鉆削工時為：按表2.5—7 L = 25 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm 基本時間tj = L/fn = (25+1.5+2.5)/(0.12×1000) = 0.24 min 按表2.5—41 輔助時間ta = 0.45min 按表2.5—42 其他時間tq = 0.2 min 總機(jī)動時間Tj Tj=（0.24+0.45+0.2）=0.89 min 3.3工件的夾緊 3.3.1夾緊力方向及切削力的確定 1、在選擇夾緊力的作用點及方向時，需考慮下面幾點： 1)夾緊力應(yīng)有助于定位，而不應(yīng)破壞定位。2）夾緊變形要小。3）保證加工中工件振動小。 夾緊方式可有如圖3所示方法 圖3重力，切削力，夾緊力重力的關(guān)系 綜上所述,故采用圖2的夾緊方式，即圖3中（d）所示。 2、切削力大小計算 查《切削用量簡明手冊》[5]有 查手冊中表2.34有 =1102 =0.867 =0.772 =-0.124 =0.85 所以可知=1402N 在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) 其中 ： 基本安全系數(shù) 1.5 ： 加工安全系數(shù) 1.1 ： 刀具鈍化系數(shù) 1.1 ： 斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 所以=1402×1.5×1.1×1.1×1.1=2799 N 而其次是雙鉆頭同時打孔，故 =2=5598 N 3.4夾緊機(jī)構(gòu)的選擇 3.4.1夾緊方案 根據(jù)本次夾具設(shè)計的具體要求，制定以下夾緊方案： 1、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，即直接利用有斜面的楔塊。 2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，特別是具有增力大、自鎖性能好兩大特點，很適用于手動夾緊。 3、偏心夾緊機(jī)構(gòu)，利用轉(zhuǎn)動中心與幾何中心偏移的圓盤或軸作為夾緊元件，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，夾緊迅速，操作方便，但自所能力較差，用于要求夾緊力不大的情況。 4、定心夾緊機(jī)構(gòu)，利用杠桿原理作用得加緊機(jī)構(gòu)。 綜合本次設(shè)計中各種情況，選定使用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 3.4.2夾具的動力裝置 為滿足此次設(shè)計中的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，而選用氣動夾緊。 3.5氣缸的確定 = 初選氣泵壓強(qiáng)為0.3M帕壓力為30kg/平方厘米=294N/平方厘米， 則氣缸面積=5598N/294N=19.04,此時汽缸直半徑為2.46cm，故選取標(biāo)準(zhǔn)氣缸尺寸直徑50mm。 3.6底座的確定 3.6.1底座材料的確定 底座是夾具中所有零件的基座，是支承和固定零件、鉆套、氣缸等部件，保證零件的正確相對位置，并承受在夾具上所受力的重要零件?？紤]本次設(shè)計需要，根據(jù)《機(jī)械制圖》[6]設(shè)定底座材料為HT150。 3.6.2底座設(shè)計方案選擇 根據(jù)本次設(shè)計相關(guān)情況，可將底座與工件的位置情況分為兩種，一種為工件平放于底座上，推動裝置氣缸安放在底座下方，另一種為工件垂直于底座，安放于底座肋板上，推動裝置氣缸安放于肋板另一側(cè)。 綜合工件夾緊定位、空間大小、以及經(jīng)濟(jì)性等幾方面，決定選擇后種方案。工件在底座上定位與加緊如圖4 圖4底座與工件夾緊情況 3.7定位銷的選擇 根據(jù)六點定位法，需用連桿體小頭孔定位，定位元件選擇定位銷，經(jīng)查《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》選用規(guī)格為D=39 H=38的A型定位銷，如圖5 圖5 3.8鉆模板的選擇 3.8.1鉆模的選擇 鉆模根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模等。固定式鉆模在加工中相對與工件的位置保持不變，相較于其它鉆模精度高，在本次設(shè)計中，由于加工數(shù)量與時間問題，選用固定式鉆模。 3.8.2鉆套的選擇 鉆套可分為4種類型：固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。 可換鉆套以間隙配合安裝在襯套中，而襯套則壓入鉆模板中，為防止鉆套在襯套中轉(zhuǎn)動，加一固定螺釘?？蓳Q鉆套磨損后可以更換，故多用于大批量生產(chǎn)。 根據(jù)本次年生產(chǎn)綱領(lǐng)為25萬件，而在加工時，每加工1萬件左右，鉆套就會有所磨損，故選用可換鉆套，保證加工質(zhì)量與加工效率。 3.8.3尺寸的確定 本次加工屬于加工連接孔的最初工序，需用φ10.5的鉆頭。 鉆套高度H（見圖6）直接影響鉆套的導(dǎo)向性能，同時影響刀具與鉆套之間的摩擦情況，通常取H=(1~2.5)d=10.5~26.25，取H=16mm。鉆套與工件之間一般應(yīng)留有排屑間隙，此間隙不宜過大，以免影響導(dǎo)向作用，一般可取h=(0.3~1.2)d=3.15~12.6，所以h取9mm。 圖6鉆套高度與容屑間隙 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》選用規(guī)格為10.5F7×18k6×16的可換鉆套。以規(guī)格為A18×16大小的襯套定位。根據(jù)《機(jī)械制圖》選用規(guī)格為M10的螺釘固定可換鉆套。 3.9定位塊的選擇 為了保證工件可以準(zhǔn)確定位，故在底座上安放定位塊，考慮到加工零件數(shù)量較多，定位塊可能磨損較快，故采用有足夠韌性和較高硬度，并能承受震動的的碳素工具鋼作為定位塊的材料，型號T8。 4.夾具設(shè)計基本要求及簡要說明 本課題的工藝設(shè)計中，為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具，經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計在鉆床上使用的加工連桿零件上兩個螺栓孔的加工夾具。本工序使用機(jī)床為 Z5125立鉆；刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 考慮本課題中所設(shè)計的連桿零件的結(jié)構(gòu)特點及加工要求，本工序所加工兩孔（Φ12孔和Φ7螺紋底孔），位于一條直線上，孔徑不大，工件質(zhì)量較小，輪廓尺寸也不是很大，所需要的鉆床夾具應(yīng)考慮設(shè)計為移動式鉆模。使用中，使連桿零件工件在機(jī)床上的位置固定不動。因此需要限制6個方向的自由度。因此可確定連桿零件的夾具設(shè)計為移動式鉆模。 4.1 夾具設(shè)計的基本要求 夾具設(shè)計的基本原則是要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，工作效率，人身及設(shè)備的安全，以及整個社會的經(jīng)濟(jì)效果。 夾具的專用性和復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中，一般針對工件的每道工序的具體要求設(shè)計專用夾具，并盡量采用高效定位，夾緊機(jī)構(gòu)。 夾具應(yīng)滿足設(shè)計圖紙及加工工序?qū)庸ぞ鹊囊蟆A具對工藝過程中的該道工序，應(yīng)保證工序的精度要求。 在滿足加工精度，效率等要求的前提下，應(yīng)力求夾具結(jié)構(gòu)簡單，以提高夾具制造工藝性。但對底座等大型鑄件，則采用形狀復(fù)雜的帶加強(qiáng)筋的殼體結(jié)構(gòu)，以便在保證夾具零件的剛度和強(qiáng)度前提下，減輕重量，節(jié)約材料。 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)注意防塵，防屑和排屑，要有必要的潤滑系統(tǒng)，以保證機(jī)構(gòu)的使用壽命，還要考慮維修的方便性。 盡量降低夾具的制造成本，在不降低性能的前提下，可用廉價的代用材料。 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件，使夾具元件規(guī)格化，典型化，并使整個夾具組合化，以縮短夾具的制造周期，降低成本。 夾具的操作要方便，安全。 4.2夾具操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)注意提高該產(chǎn)品的生產(chǎn)率，為此，應(yīng)該先著眼于機(jī)動夾緊而不采用手動夾緊。因此這是提高產(chǎn)品生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的銑床夾具就選擇該夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要增大汽缸直徑，而這樣使整個夾具龐大。因此，應(yīng)首先改進(jìn)降低切削力；目前采取措施有三： 一 是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力； 二 是選擇一種比較理想的斜鍥機(jī)構(gòu)，盡量增加該機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展力； 三 是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮完全的工件壓力，以增加汽缸推力，結(jié)果本夾具總的感覺還比較緊湊。 定位方案的設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計中的最關(guān)鍵一步。定位方案的 好壞，將直接影響加工精度和加工效率。定位方案一經(jīng)確定，夾具的其他組成部分也大體 隨之而定，因此，對于定位方案必須慎重考慮，以滿足設(shè)計的要求。 由于定位元件的精度對加工精度影響很大，所以在設(shè)計定位元件時，其材料的選擇和技術(shù)條件應(yīng)有較高的要求；定位元件與工件定位基準(zhǔn)面或配合的表面，一般不低于IT8，常選IT7甚至IT6制造；定位元件工作表面的粗糙度值一般不大于Ra1.6um，常選Ra0.8 um和Ra0.4um；采用調(diào)整法和修配法提高裝配精度，以保證夾具安裝面的平行度或垂直度要求。 定位方案的設(shè)計，不僅要求符合六點定位要求，而且應(yīng)有足夠的定位精度；不僅要求定位元件的結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，而且應(yīng)容易加工和裝配。此外，還應(yīng)對其熱處理性能，經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行分析，論證，才能確定最佳方案。 本夾具是由定位塊，定位銷和可調(diào)支釘來實現(xiàn)連桿體加工時的定位的。在機(jī)床工作時，雙鉆頭通過鉆模板對工件進(jìn)行加工，在鉆模板上，鉆套和襯套，襯套和鉆模板都有一定的配合公差要求。 5.總結(jié) 時光飛逝，為期兩個多月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲?；厥走@兩個多月的設(shè)計過程，感慨萬千。使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)根本就學(xué)不到的東西。受益匪淺！ 在這次設(shè)計過程中，使我真正的認(rèn)識到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識，在這次設(shè)計當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設(shè)計將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識的作用。 在畢業(yè)設(shè)計中，首先是對工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在畢業(yè)設(shè)計中還用到了CAD制圖和一些計算機(jī)軟件，因為學(xué)的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次畢業(yè)設(shè)計真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實際應(yīng)用中來了。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，還有一個重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計，因為機(jī)床夾具的設(shè)計在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設(shè)計過，因此，在開始的設(shè)計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計資料，終于將它設(shè)計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，我學(xué)到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設(shè)計人員，設(shè)計一個零件，也因此，我了解了設(shè)計人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計人員，在設(shè)計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設(shè)計者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計出好的作品。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。 收獲： （1）能把以前所學(xué)的各種知識，綜合的運用的這次設(shè)計中，鞏固了以前所學(xué)的知識。 （2）學(xué)會了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊。 （3）學(xué)會了，分析問題，解決問題的能力。 不足之處： （1）有些步驟，問題解決的方法不是很好，需在以后的學(xué)習(xí)、實踐中進(jìn)一步改進(jìn)。 （2）有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設(shè)計不是很精確，需在以后的實踐中積累經(jīng)驗，進(jìn)一步改進(jìn)。 綜上所述：這次的畢業(yè)設(shè)計對我以后的工作起了很大的幫助，我認(rèn)識到，無論是工作還是學(xué)習(xí)都必須做到認(rèn)真、謹(jǐn)慎，時時處處細(xì)心。 參考文獻(xiàn) [1] 顧崇衍 機(jī)械制造工藝學(xué) 陜西：科技技術(shù)出版社，1981 [2] 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [3] 倪森壽 機(jī)械制造工藝與裝備 化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [4] 張進(jìn)生 機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [5] 姜敏鳳 工程材料及熱成型工藝 高等教育出版社，2003 [6] 王啟平 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2.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 2 2.2 連桿體的加工工藝分析 3 2.2.1連桿機(jī)械加工工序安排 3 2.2.2連桿體加工的主要技術(shù)要求? 3 2.2.3連桿的材料和毛坯 3 2.2.4連桿機(jī)械加工的定位基準(zhǔn) 3 3.工藝規(guī)程設(shè)計 4 3.1零件表面加工方法的確定 4 3.2工序設(shè)計 5 3.2.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 5 4.鉆床的設(shè)計 6 4.1連桿加工工序 6 4.2初算加工時間 6 4.2.1時間定額的確定 6 4.3工件的夾緊 6 4.3.1夾緊力方向及切削力的確定 6 4.4夾緊機(jī)構(gòu)的選擇 7 4.5氣缸的確定 8 4.6底座的確定 8 4.6.1底座材料的確定 8 4.6.2底座設(shè)計方案選擇 8 4.7定位銷的選擇 9 4.8鉆模板的選擇 10 4.8.1鉆模的選擇 10 4.8.2鉆套的選擇 10 4.8.3尺寸的確定 10 4.9定位塊的選擇 11 5.夾具設(shè)計基本要求及簡要說明 11 5.1 夾具設(shè)計的基本要求 11 5.2夾具操作簡要說明 12 6.總結(jié) 12 參考文獻(xiàn) 13 致 謝 14