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汽車制造工藝學課程設計說明書 題 目 連桿加工工藝規(guī)程 及大頭孔珩磨夾具設計 系 別 機電工程系 專 業(yè) 車輛工程 班 級 姓 名 學 號 2012021043205 指導教師 日 期 2014 年 12 月 目錄 摘要 1 1 零件分析 2 1 1 零件的功用分析 2 1 2 零件的工藝分析 2 1 3 零件圖 3 圖 1 1 連桿零件圖 3 2 機械加工工藝規(guī)程制訂 4 2 1 確定生產類型 4 2 2 確定毛坯制造形式 4 2 2 1 毛坯材料 4 2 2 2 制造毛坯方法的確定 4 2 3 選擇定位基準 4 2 4 連桿主要加工表面的工序安排 5 2 5 制訂工藝路線 5 2 6 確定加工余量及毛坯尺寸 6 2 6 1 確定加工余量 6 2 6 2 確定毛坯基本尺寸 7 2 6 3 確定毛坯尺寸公差 7 2 6 4 繪制毛坯簡圖 8 圖 2 1 連桿毛坯圖 8 2 7 工序設計 9 2 7 1 選擇加工設備與工藝裝備 9 2 7 2 確定工序尺寸 9 2 8 切削用量的選擇原則 10 2 8 1 粗加工時切削用量的選擇原則 11 2 8 2 精加工時切削用量的選擇原則 12 2 9 工時定額的計算 12 2 9 1 銑連桿兩端面 12 2 9 2 加工小頭孔 13 2 9 3 粗鏜大頭孔 14 2 9 4 精銑螺栓座面 15 2 9 5 螺栓孔的加工 15 2 9 6 精磨結合面 15 2 9 7 銑軸瓦鎖口槽 16 2 9 8 精磨大頭兩平面 16 2 9 9 半精鏜大頭孔 17 2 9 10 大頭孔兩端倒角 17 2 9 11 鉆大頭油孔 17 2 9 12 精鏜大頭孔 18 2 9 13 鏜小頭孔襯套 18 2 9 14 珩磨大頭孔 19 3 汽車連桿大頭孔珩磨工序夾具設計 20 3 1 設計主旨 20 3 2 珩磨大頭孔夾具的設計 20 圖 3 1 珩磨大頭孔夾具圖 22 4 總結 23 參考文獻 24 致謝 25 附錄 26 1 連桿加工工藝過程卡 26 2 連桿珩磨大頭孔工序卡 26 3 零件圖 26 4 毛坯圖 26 5 珩磨大頭孔夾具裝配圖 26 1 連桿加工工藝規(guī)程 及大頭孔珩磨工序夾具設計 摘要 汽車制造工藝學課程設計的目的是使學生可以鞏固所學的知識 加深對相關概念 原理 初步具備制定機械加工工藝規(guī)程和設計專用機床夾具的能力 為日后走向工作 崗位打下基礎 本文主要論述了連桿的加工工藝及珩磨大頭孔夾具設計 連桿是發(fā)動機主要傳動件之一 它的功用是連接活塞和曲軸 把活塞的往復運動 轉變?yōu)榍S的旋轉運動 并將活塞承受的力傳給曲軸 連桿主要承受活塞銷傳來的氣 體作用力和活塞組往復運動時的慣性力 連桿一般用中碳鋼和合金鋼經模鍛或輥鍛而 成 然后再進行機械加工和熱處理 連桿由連桿體 連桿蓋 連桿螺栓和連桿軸瓦等 零件組成 連桿體與連桿蓋分為連桿小頭 桿身和連桿大頭 連桿的尺寸精度 形狀精度以及位置精度的要求都很高 而連桿的鋼性比較差 容易產生變形 因此在安排工藝過程時 必須將粗和精的加工工序分開 盡量減少加 工余量 切削力和內應力的作用 并且修正加工后的變形 就能最后達到零件的技術 要求 本文還將對珩磨大頭孔進行夾具設計 在設計夾具時 根據其加工要求準 確查表 以此減少誤差 關鍵詞 連桿 加工工藝 珩磨加工 夾具設計 汽車制造工藝學課程設計 2 2 1 零件分析 1 1 零件的功用分析 題目所給的零件設計是 連桿 它位于發(fā)動機 內燃機 里面 其作用是將活 塞承受的力傳給曲軸 并使活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動 連桿由連桿體 連桿蓋 連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組成 連桿體與連桿蓋分為連桿小頭 桿身和連 桿大頭 連桿在工作中 除承受燃燒室燃氣產生的壓力外 還承受縱向和橫向的慣性 力 因此 連桿在一個很復雜的狀態(tài)下工作 它既受到交變的拉力 壓應力 又受到 彎曲應力 連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形 1 2 零件的工藝分析 此次設計的連桿的結構是直開口和蓋單筋 連桿的大小頭兩孔的軸線的平行度有較高的要求 中心距有絕對的要求 其精度 主要由加工機床本身來保證 平行度要求為0 05mm 大小頭孔的中心距直接影響到發(fā)動機的效率 要求比較高 因此中心距為 150 0 05mm 小頭孔的直徑為28mm 尺寸公差等級為 IT7 圓柱度是0 01mm 表面粗糙度 Ra 不 大于1 6 m 小頭襯套孔的直徑為22mm 尺寸公差等級為 IT5 IT6 圓柱度是0 008mm 表面粗 糙度 Ra 不大于0 8 m 大頭孔的直徑為48mm 尺寸公差等級為 IT5 IT6 圓柱度是不超過尺寸公差 表 面粗糙度 Ra 不大于0 8 m 小頭孔的中心距要求 0 03 0 05 mm 平行度0 02 100 0 06 100mm 兩端面的厚度是30mm 對大頭孔軸線的垂直度為0 06 10 0 1 10mm 厚度公差為 0 05 0 08mm 表面粗糙度 Ra 不大于0 8 m 平面度是0 05mm 零件質量誤差為 5 8 螺栓孔的直徑為8mm 尺寸公差等級為 IT8 表面粗糙度 Ra 不大于6 3 m 兩螺栓 孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0 25mm 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 3 3 1 3零件圖 如圖1 1所示 圖 1 1 連桿零件圖 汽車制造工藝學課程設計 4 4 2 機械加工工藝規(guī)程制訂 2 1 確定生產類型 所謂汽車產品的生產綱領 一般為年產量 是指企業(yè)在計劃期內應生產的汽車產 品的產量和進度計劃 汽車零件的生產類型與汽車產品的生產類型有關 但是有可能 不同于汽車產品的生產類型 汽車零件的生產類型是由汽車零件的結構特征和生產綱 領決定的 根據設計要求得生產綱領是 5000 件 生產類型為批量生產 根據文獻 2 表 5 8 得出準確的生產綱領是中批生產 2 2 確定毛坯制造形式 2 2 1 毛坯材料 發(fā)動機連桿的材料 一般采用 45 40Cr 45Cr 35CrMo 或 40MnB 并經調質處理 以提高其強度及抗沖擊能力 根據生產綱領和材料成本 來源等方面 這批產品最終 選用 45 鋼 45 鋼為優(yōu)質碳素結構用鋼 硬度不高易切削加工 經適當的熱處理以后可 獲得一定的韌性 塑性和耐磨性 2 2 2 制造毛坯方法的確定 發(fā)動機連桿的毛坯主要有兩種類型 連桿體與連桿蓋合在一起的整體式鍛件和連 桿體 連桿蓋分開的分開式鍛件 分開鍛造的連桿 金屬纖維是連續(xù)的 因此具有較 高的強度 整體鍛造的連桿要增加斷連桿的工序 切斷后連桿蓋的纖維是斷裂的 因 而削弱了強度 但整體式連桿因為具有節(jié)材節(jié)能 鍛造工藝簡單且節(jié)省鍛造模具以及 接合面機械加工量小等特點而被廣泛采用 尤其是裂解技術被采用后 整體式連桿毛 坯得到了更廣泛的應用 故選用整體式模鍛的方式制造毛坯 2 3 選擇定位基準 連桿的工藝特點是 外形復雜 不易定位 大 小頭是由細長的桿身連接 所以 彎曲剛度性差 易變形 尺寸精度 形狀精度和位置精度及表面粗糙度要求很高 上 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 5 5 述工藝特點決定了連桿在機械加工時存在一定的困難 因此在確定連桿的工藝過程時 應注意 定位基準的選擇要減少定位誤差 夾緊力方向和夾緊點的選擇要盡量減少夾 緊變形 對于主要表面應粗 精加工分段進行以減少變形對加工精度的影響 按照 先加工基準后加工其他面 的加工原則 先以有 零件號 的端面作為基 準 加工第二個端面 再以第二個端面加工 零件號 端面 之后的加工以 零件號 端面為精基準 2 4 連桿主要加工表面的工序安排 連桿的主要加工表面為大頭孔 小頭孔 端面 連桿蓋與連桿體的接合面以及連 桿螺栓孔 次要加工表面為油孔 鎖扣槽等 輔助基準為工藝凸臺或中心孔 非機械 加工技術要求有探傷和稱重 去重 此外 還有檢驗 清洗 去毛刺等工序 連桿大小頭兩端面的加工一般采用粗銑 精銑 精磨等加工工藝方案 連桿小頭孔的加工一般采用鉆孔 擴孔 鏜孔等加工工藝方案 壓入青銅襯套后 多以金剛鏜襯套內孔作為最后加工 連桿大頭孔的加工一般采用粗鏜 半精鏜 精鏜 珩磨工藝方案 連桿螺栓孔一般采用鉆孔 擴孔 鉸孔加工 2 5 制訂工藝路線 經過多方面的考慮 得出最終的工藝路線如下 工序 1 粗銑大小頭兩端面 以另一端面和側面為基準 選用 X52K 銑床 工序 2 精銑大小頭兩端面 以另一端面和側面為基準 選用 X52K 銑床 工序 3 鉆小頭孔 以端面和側面為基準 選用 Z2390 鉆床 工序 4 擴小頭孔 以端面和側面為基準 選用 Z2390 鉆床 工序 5 粗鏜小頭孔 以端面和側面為基準 選用 J2310 鉸床 工序 6 精鏜小頭孔 以端面和側面為基準 選用可調雙軸鏜床 工序 7 粗鏜大頭孔 端面和側面為基準 選用 X62 機床 工序 8 銑連桿蓋兩結合面為基準 選用 X62 機床 工序 9 鉆螺栓孔 工序 10 漲斷 工序 11 精磨連桿結合面 以端面和側面為基準 選用 M7350 磨床 汽車制造工藝學課程設計 6 6 工序 12 銑鎖口槽 以兩端面為基準 選用 X62 銑床 工序 13 精磨大頭孔兩端面 以端面和大小頭孔為基準 選用 M7350 機床 工序 14 半精鏜連桿大頭孔 以端面 結合面和側面為基準 選用 T68 鏜床 工序 15 倒大頭孔兩端倒角 選擇小頭孔和大頭孔為基準 工序 16 鉆大頭階梯油孔 選用 Z3050 鉆床 工序 17 精鏜大頭孔 以小頭孔為基準 選用 T68 鏜床 工序 18 壓銅套圈并擠壓銅套圈 選用壓床 工序 19 鏜小頭襯套 以小頭孔為基準 選用 T68 鏜床 工序 20 珩磨大頭孔 以小頭孔為基準 選用 HM1860J 機床 工序 21 洗 去毛刺 鉗工臺 工序 22 稱重 去重 鉗工臺 工序 23 檢驗 鉗工臺 工序 24 組裝入庫 2 6 確定加工余量及毛坯尺寸 2 6 1 確定加工余量 該連桿材料為 45 鋼 屈服強度 s 355Mpa 抗拉強度 b 600Mpa 采用模鍛造 型 且為成批生產 根據 機械制造技術基礎 課程設計指南 進行加工余量的確 定 以下為加工余量確定的經過 1 先確定鍛件形狀復雜系數 S 鍛件形狀復雜系數是鍛件質量 Mf 與相應的鍛件外廓包容體質量 Mn 之比 S Mf Mn 非圓性鍛件計算質量公式為 Mn 長 L 寬 B 高 H 式中 為鋼材密度 7 85g cm 此連桿的 Mn 21 2cm 8 2cm 3 4cm 7 85g cm 4639 8g 鍛件質量 Mf 950 5g 因此 S Mf Mn 950g 4639 8g 0 20 根據 S 值的大小 鍛件形狀復雜系數分為 4 級 S1 級 簡單 0 63 S 1 S2 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 7 7 級 一般 0 32 S 0 63 S3 級 較復雜 0 16 S 0 32 S4 級 復雜 0 S 0 16 由于 S 0 20 因此鍛件復雜系數為 S3 級 較復雜 2 鍛件材質系數 M 鍛件材質系數分為 M1 和 M2 兩級 M1 級 最高含碳量小于 0 65 的碳素鋼或合金鋼元素總含量小于 3 的合金鋼 M2 級 最高含碳量大于或等于 0 65 的碳素鋼或合金鋼元素總含量大于或等于 3 的合金鋼 鍛件的材料是 45 鋼 含碳量為 0 42 0 50 因此鍛件材質系數為 M1 級 3 零件表面粗糙度 零件表面粗糙度是確定鍛件加工余量的重要參數 按 Ra 數值大小分為兩類 a Ra 1 6 m b Ra 1 6 m 由于連桿所有的表面精度都要求高 因此 b 符合要求 根據以上結果 可以進行查表 查出各加工表面余量 如表 2 1 表 2 1 各表面加工余量 加工表面 mm 單邊余量 mm 雙邊余量 mm 小頭孔 24 2 0 4 0 大頭孔 48 2 0 4 0 大小頭孔端面 2 0 4 0 2 6 2 確定毛坯基本尺寸 加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應加工余量即可 所得毛坯尺 寸如表 2 3 表 2 2 加工表面毛坯尺寸 零件尺寸 mm 單邊加工余量 mm 毛坯尺寸 mm 24 2 20 48 2 44 30 2 34 汽車制造工藝學課程設計 8 8 2 6 3 確定毛坯尺寸公差 查得各加工尺寸公差如表 2 3 所示 查文獻 4 表 5 7 表 2 3 毛坯尺寸公差 毛坯尺寸 mm 公差 mm 按對稱標注 mm 結果 mm20 1 6 0 8 0 82 4 1 8 0 9 94 34 1 8 0 9 34 0 9 2 6 4 繪制毛坯簡圖 根據以上內容和鍛件的有關標準與規(guī)定 繪出毛坯圖 如圖 2 1 所示 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 9 9 圖 2 1 連桿毛坯圖 2 7 工序設計 2 7 1 選擇加工設備與工藝裝備 1 選擇加工設備 選擇加工設備即選擇機床類型 由于已經根據零件的形狀 精度特點 選擇了加 工方法 因此機床的類型也隨之確定 至于機床的型號 主要取決于現場的設備情況 若零件加工余量較大 加工材料又較硬 有必要校驗機床功率 2 選擇夾具 對于成批生產的零件大多采用專用機床夾具 由于連桿的外形比較特殊 所以還 會采用大量的組合夾具 3 選擇刀具 在連桿的加工中 采用了銑 鏜 鉆 擴等多種加工方式 4 選擇量具 本零件屬于成批生產 一般采用通用量具 選擇量具的方法有兩種 一是按計量 器具的不確定度選擇 二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇 2 7 2 確定工序尺寸 小頭孔加工各工序要求表 2 5 2 5 小頭孔各工序尺寸 加工表面 24mm 孔 精鏜孔 粗鏜孔 擴孔 鉆孔 工序雙邊余量 mm 0 5 1 5 2 4 工序尺寸及公差 mm 0 45 2 0 28 3 0 8 0 8 表面粗糙度 m 1 6 3 2 6 3 12 5 汽車制造工藝學課程設計 10 10 大頭孔加工各工序要求表 2 6 2 6 大頭孔各工序尺寸 加工表面 48mm 孔 珩磨孔 精鏜孔 半精鏜孔 粗鏜孔 毛坯 工序雙邊余量 mm 0 1 0 5 1 4 2 工序尺寸及公差 mm 0 1548 0 5 79 0 17 4 0 34 6 9 表面粗糙度 m 0 8 1 2 1 6 3 2 大 小頭孔兩端面加工各工序要求表 2 7 表 2 7 大小頭孔兩端面各工序尺寸 加工表面 34mm 端 面 精磨 精銑 粗銑 毛胚 工序雙邊余量 mm 0 4 1 2 6 工序尺寸及公差 mm 30 0 025 30 4 0 15 31 4 0 35 34 0 9 表面粗糙度 m 0 8 1 6 6 3 連桿兩螺栓孔加工各工序要求表 2 8 表 2 8 連桿兩螺栓孔各工序尺寸 加工表面 8mm 孔 鉆孔 毛坯 工序雙邊余量 mm 7 工序尺寸及公差 mm 0 1 0 表面粗糙度 m 6 3 2 8 切削用量的選擇原則 正確地選擇切削用量 對提高切削效率 保證必要的刀具耐用度和經濟性 保證 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 11 11 加工質量 具有重要的作用 2 8 1 粗加工時切削用量的選擇原則 粗加工時加工精度與表面粗糙度要求不高 毛坯余量較大 因此 選擇粗加工的切 削用量時 要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量 金屬切除率 和必要的刀具耐 用度 以提高生產效率和降低加工成本 金屬切除率可以用下式計算 Zw V f ap 1000 式中 Zw 單位時間內的金屬切除量 mm3 s V 切削速度 m s f 進給量 mm r ap切削深度 mm 提高切削速度 增大進給量和切削深度 都能提高金屬切除率 但是 在這三個 因素中 影響刀具耐用度最大的是切削速度 其次是進給量 影響最小的是切削深度 所以粗加工切削用量的選擇原則是 首先考慮選擇一個盡可能大的吃刀深度 ap 其次選 擇一個較大的進給量度 f 最后確定一個合適的切削速度 V 選用較大的 ap和 f 以后 刀具耐用度 t 顯然也會下降 但要比 V 對 t 的影響小得多 只要稍微降低一下 V 便可以使 t 回升到規(guī)定的合理數值 因此 能使 V f a p的乘積 較大 從而保證較高的金屬切除率 此外 增大 ap可使走刀次數減少 增大 f 又有利 于斷屑 因此 根據以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產效率 減少刀具消耗 降低加工成本是比較有利的 1 切削深度的選擇 粗加工時切削深度應根據工件的加工余量和由機床 夾具 刀具和工件組成的工 藝系統(tǒng)的剛性來確定 在保留半精加工 精加工必要余量的前提下 應當盡量將粗加 工余量一次切除 只有當總加工余量太大 一次切不完時 才考慮分幾次走刀 2 進給量的選擇 粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力 因此 進給量應根據工藝系統(tǒng)的 剛性和強度來確定 選擇進給量時應考慮到機床進給機構的強度 刀桿尺寸 刀片厚 度 工件的直徑和長度等 在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下 可選用大一些的進 汽車制造工藝學課程設計 12 12 給量 在剛性和強度較差的情況下 應適當減小進給量 3 切削速度的選擇 粗加工時 切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制 切削深度 進給量和 切削速度三者決定了切削功率 在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率 如超 過了機床的許用功率 則應適當降低切削速度 2 8 2 精加工時切削用量的選擇原則 精加工時加工精度和表面質量要求較高 加工余量要小且均勻 因此選擇精加工 的切削用量時應先考慮如何保證加工質量 并在此基礎上提高生產效率 1 削深度的選擇 精加工時的切削深度應根據粗加工留下的余量確定 通常希望精加工余量不要留 得太大 否則 當吃刀深度較大時 切削力增加較顯著 這樣會影響加工質量 2 進給量的選擇 精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度 進給量增大時 雖有利于斷 屑 但殘留面積高度增大 切削力上升 表面質量下降 3 切削速度的選擇 切削速度提高時 切削變形減小 切削力有所下降 而且不會產生積屑瘤和鱗刺 一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數 盡可能提高切削速度 只有當切 削速度受到工藝條件限制而不能提高時 才選用低速 以避開積屑瘤產生的范圍 由此可見 精加工時選用較小的吃刀深度 ap 和進給量 f 并在保證合理刀具耐用度的前提下 選取盡可能高的切削速度 V 以保證加工精度和表面質量 同時滿足生產率的要求 2 9 時定額的計算 2 9 1 銑連桿兩端面 選用銑床 X52K 根據文獻 10 表 2 5 23 選取數據 銑刀直徑 D 100mm 由于采用標準高速鋼圓柱銑刀所以齒數 Z 8 切削速度 V 0 64 m s 銑削寬度 ae 1mm fm 0 8mm r 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 13 13 則主軸轉速 n 1000 60v D 122 3 r min 根據文獻 10 表 3 1 74 按機床選取 n 750 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 0 65 m s 銑削工時為 按表 3 25 L 199 mm 入切量與超切量 y 13mm 基本時間 tj L fm 2 199 13 fm n 2 0 7 min 2 9 2 加工小頭孔 1 小頭孔 選用鉆床 Z2390 根據文獻 13 表 9 14 選取數據 擴刀直徑 D 20 mm 切削速度 V 0 71 m s 切削深度 ap 5 mm 進給量 fm 0 45 mm r 則主軸轉速 n 1000 60v D 452 2 r min 根據文獻 13 表 3 1 30 按機床選取 n 500 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 x60 0 523 m s 鉆孔工時為 按文獻 13 表 2 5 7 L 38 mm L1 D d 2 x cot kr 2 9 22 mm L2 4mm 基本時間 tj L fm 2 38 9 22 4 0 45 500 0 23 min 輔助時間 ta 0 4 min 其他時間 tq 0 2 min 2 擴小頭孔 選用鉆床 Z2390 根據文獻 13 表 2 4 53 擴刀直徑 D 22 mm 切削速度 V 0 64 m s 切削深度 ap 1 8 mm 進給量 f 0 8 mm r 則主軸轉速 n 1000v D 60 514 r min 根據文獻 13 表 3 1 30 按機床選取 n 550 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 0 63 m s 擴削工時為 按文獻 13 表 2 29 選取數據 L 19 8mm y 10mm 汽車制造工藝學課程設計 14 14 基本時間 tj L fm 2 19 8 10 0 8 250 0 27min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 0 30 m s 鉸削工時為 L 38 2 mm 按 切削用量簡明手冊 表 2 29 y 10mm 基本時間 tj L fn 19 8 4 1 2 200 0 13 min 3 粗鏜小頭孔 選用鏜床 T68 根據文獻 10 表 2 4 66 選取數據 鏜刀直徑 D 23 5 mm 切削速度 V 0 24 m s 進給量 f 0 52 mm r 切削深度 ap 3 2 mm 則主軸轉速 n 1000v D 101 r min 根據文獻 10 表 3 1 41 按機床選取 n 800 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 1 0 m s 鏜削工時為 按文獻 13 表 2 29 L 30 mm y 18mm 基本時間 tj 4 Li fn 19 8 18 0 52 800 4 0 46min 4 精鏜小頭孔 選用鏜床 T68 根據文獻 13 表 5 55 選取數據 鏜刀直徑 D 24 mm 切削速度 V 0 48 m s 切削深度 ap 0 5 mm 進給量 f 0 5 mm r 則主軸轉速 n 1000 60v D 527 4 r min 根據文獻 13 表 3 1 99 按機床選取 n 800 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 1m s 鏜削工時為 按表 2 5 3 L 38 mm L1 2 5 8mm L2 2 mm eead 基本時間 tj L fn 38 5 8 2 0 2 800 0 57 min 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 15 15 2 9 3 粗鏜大頭孔 選用鏜床 T68 根據文獻 10 表 2 4 66 選取數據 鏜刀直徑 D 46 mm 切削速度 V 0 24 m s 進給量 f 0 52 mm r 切削深度 ap 3 2 mm 則主軸轉速 n 1000v D 101 r min 根據文獻 10 表 3 1 41 按機床選取 n 800 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 1 9m s 鏜削工時為 按文獻 13 表 2 29 L 19 8 mm y 18mm 基本時間 tj 4 Li fn 19 8 18 0 52 800 4 0 63 min 2 9 4 精銑螺栓座面 選用銑床 X62W 根據文獻 10 表 2 4 90 選取數據 銑刀直徑 D 52 mm 切削速度 V 0 55 m s 銑刀齒數 Z 32 切削深度 ap 2 mm 切削寬度 ae 18 mm af 0 27mm z 則主軸轉速 n 1000v D 172 7 r min 文獻 10 表 2 3 按機床選取 n 750 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 2 47 m s 銑削工時為 按表 2 5 10 L 19 8 mm L1 2 31 3 mm L2 2 mm eead 基本時間 tj L fmz 4 38 2 31 3 2 750 24 0 15 4 2 041 min 2 9 5 螺栓孔的加工 1 鉆螺栓孔 選用鉆床 Z3050 根據文獻 10 表 2 4 38 41 選取數據 切削速度 V 0 98 m s 切削深度 ap 4 3 mm 進給量 f 0 10 mm r 鉆頭直徑 D 7 mm 汽車制造工藝學課程設計 16 16 則主軸轉速 n 1000 60v D 1879 r min 根據文獻 10 表 3 1 30 按機床選取 n 1930 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 0 61 m s 鉆削工時為 按表 2 5 7 L 28mm L1 1 5 mm L2 2 mm 基本時間 tj L fn 4 28 1 5 2 0 08 1910 4 0 58 min 2 9 6 精磨結合面 選用磨床 M7350 根據文獻 10 表 2 4 170 選取數據 砂輪直徑 D 40 mm 切削速度 V 0 330 m s 切削深度 frs 0 25 mm 進給量 fr 0 015 mm 雙行程 fa 20mm 工作臺速度選擇 10 min 則主軸轉速 n 1000v D 157 r min 根據文獻 10 表 2 4 170 按機床選取 n 200 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 0 40 m s 磨削工時為 基本時間 tj 2 Zfv kLbra10 2 2 210 38 2 0 1 1 1000 10 0 015 20 4 0 267 min 0 1 k 1 Z 4 bz 2 9 7 銑軸瓦鎖口槽 選用銑床 X62W 根據根據文獻 10 表 2 4 170 選取數據 銑刀直徑 D 58 mm 切削速度 V 0 31 m s 銑刀齒數 Z 22 切削深度 ap 4 8 mm 切削寬度 ae 0 5 mm az 0 05 mm z 則主軸轉速 n 1000v D 102 r min 按機床選取 n 120 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 0 36 m s 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 17 17 銑削工時為 L 4 2 mm L1 2 6 6 mm L2 1 8 mm eeaD 基本時間 tj L fmz 4 2 6 6 1 8 120 22 0 05 0 095min 2 9 8 精磨大頭兩平面 先標記朝上 選用磨床 M7350 根據根據文獻 10 表 2 4 170 選取數據 砂輪直徑 D 40 mm 切削速度 V 0 413 m s 切削深度 frs 0 1 mm 進給量 fr 0 015 mm 雙行程 切削速度 v 0 330 m s fa 20mm 工作臺速度選擇 10 min 進給量 fra 0 017 mm r fa 15 則主軸轉速 n 1000v D 157 r min 根據表 3 1 48 按機床選取 n 200 r min 則實際切削速度 V Dn 1000 60 0 40 m s 磨削工時為 按表 2 5 7 基本時間 tj 2 Zfv kLbra10 2 2 100 80 0 1 1 1 1000 10 0 017 20 1 1 035 min 2 9 9 半精鏜大頭孔 選用鏜床 T68 根據文獻 10 表 2 4 66 選取數據 鏜刀直徑 D 47 4 mm 切削速度 V 0 20 m s 進給量 f 0 2 mm r 切削深度 ap 1 mm 根據文獻 10 表 3 1 39 按機床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 2 48m s 鏜削工時為 按表 2 5 3 L 19 8 mm L1 2 7 mm L2 4 2 mm 基本時間 tj L1 fn 19 8 2 7 4 2 0 20 1000 0 134min 2 9 10 大頭孔兩端倒角 選用機床 Z535 汽車制造工藝學課程設計 18 18 主軸轉速 n 72r min 手動進給 基本時間 tj 0 13min 2 9 11 鉆大頭油孔 選用鉆床 Z3050 根據文獻 10 表 2 4 38 41 選取數據 切削速度 V 1 24 m s 切削深度 ap 2 mm 進給量 f 0 08 mm r 根據文獻 10 表 3 1 30 按機床選取 n 1000 r min 鉆削工時為 按表 2 5 7 L 6 mm L1 3 mm 基本時間 tj L fn 6 1 1000 0 05 0 14 min 2 9 12 精鏜大頭孔 選用鏜床 T68 根據文獻 10 表 2 4 66 選取數據 鏜刀直徑 D 47 9mm 切削速度 V 0 27 m s 進給量 f 0 2 mm r 切削深度 ap 0 4 mm 根據文獻 10 表 3 1 39 按機床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 2 5m s 鏜削工時為 按表 2 5 3 L 19 8 mm L1 2 7 mm L2 4 2 mm 基本時間 tj L1 fn 19 8 2 7 4 2 0 20 1000 0 134 min 2 9 13 鏜小頭孔襯套 選用鏜床 T68 根據文獻 10 表 2 4 66 選取數據 鏜刀直徑 D 22 mm 切削速度 V 0 25 m s 進給量 f 0 3 mm r 切削深度 ap 0 2 mm 按機床選取 n 1000 r min 切削速度 v Dn 1000 60 1 15m s 鏜削工時為 按文獻 10 表 2 5 3 L 19 8 mm L1 2 7mm L2 4 2 mm 基本時間 tj L1 fn 19 8 2 7 4 2 0 30 1000 0 089 min 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 19 19 2 9 14 珩磨大頭孔 選用 HM1860J 根據文獻 10 表 2 4 66 選取數據 切削速度 V 0 42 m s 進給量 f 0 10 mm r 切削深度 ap 0 10 mm 按機床選取 n 1500 r min 鏜削工時為 按表 2 5 3 基本時間 tj 2L 1000 60 vd 2 19 8 2 1000 0 42 0 189 min 所以 總的加工時間為 7 139min 符合生產綱領 每年 30000 件 最后 將以上各工序切削用量 工時定額的結果計算結果 連同其他加工數據一 并填入機械加工工藝過程總卡片 汽車制造工藝學課程設計 20 20 3 汽車連桿大頭孔珩磨工序夾具設計 為了提高勞動生產率 保證加工質量 降低勞動強度 需要設計專用夾具 這里 的夾具為珩磨大頭孔的專用夾具 3 1 設計主旨 本夾具主要用來珩磨連桿大頭孔 且有一定的技術要求 且這是第二十二道加工 工序 零件已經經過部分加工 因此要考慮如何提高勞動生產率 降低勞動強度 同 時達到要求的精度 3 2 珩磨大頭孔夾具的設計 1 基準選擇 小頭孔是定位基準 在用作定位基面之前先進行了擴鉸孔 加工時先用一個假銷 對小頭孔進行定位 這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差 珩磨大頭孔之前 連桿的兩個端面 即小頭孔及大頭孔的兩側面已經進行了精銑工序具有很高的表面精 度 因此珩磨大頭孔時采用連桿端面和小頭孔定位 連桿兩端采用以 V 形塊進行對中定 位 2 夾緊方案的確定 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 故應按完全定位設計夾具 基面限制工件 3 個自由度 兩個 V 形塊限制 3 個自由度 屬完全定位 3 切削力及夾緊力的計算 由于本工序主要是珩磨大頭孔 所以只對夾具的定位穩(wěn)定性進行計算 及夾緊力 和鉆削力的計算 珩磨大頭孔時的切削力計算 根據 文獻 10 表 2 4 69 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 21 21 珩磨大頭孔時的切削力為 式中 1036 087 KdzBfacFzp B 切削寬度 工件材料對切削力影響系數 pc K 刀具前角對切削力的影響系數 切削速度對切削力的影響系數1 所以 6325 94 N 109 162405 283087 Fc 珩磨大頭孔時的扭矩為 M 9 81 0 0521 mkfd 8 30 9 81 0 0521 4666 5794 N mm16 夾緊力的計算 根據 文獻 9 表 1 3 11fFDMkWC2sin22 2 5 6 320sin 84 3561 782 9646 32 N 在計算切削力時 必須考慮安全系數 安全系數 式中 4321K 基本安全系數 取 1 51K 加工性質系數 取 1 12 刀具鈍化系數 取 1 13 斷續(xù)切削系數 取 1 14K 則 1 5 1 1 1 1 1 1 9646 32 19258 8 NF 4 夾具體設計 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 汽車制造工藝學課程設計 22 22 端面定位時 必須限制該方向上的自由度 故應按完全定位設計夾具 采用一面一銷 定位便可以限制 5 個自由度 左邊加了一個活動 V 型塊限制一個自由度 一起限制了 六個自由度 再采用壓板夾緊工件 夾具體的作用是將定位 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 珩磨大頭孔夾具體圖 見圖 3 1 1 調節(jié)螺母 2 螺釘固定板 3 調節(jié)螺桿 4 V 型塊 5 夾具底板 6 夾緊裝置調節(jié)螺母 7 調節(jié)螺栓 8 定位墊板 9 定位銷 圖 3 1 珩磨大頭孔夾具體圖 小頭孔是定位基準 在用作定位基面之前先進行了擴鏜孔 珩磨大頭孔之前 連 桿的兩個端面 即小頭孔及大頭孔的兩側面已經進行了精銑工序具有很高的表面精度 因此珩磨大頭孔時采用連桿端面和大 小頭孔定位 連桿大 小頭孔兩端分別采用夾 具體和定位螺釘進行對中定位 5 定位誤差分析 珩磨孔時采用的定位基準為連桿兩端面及小頭孔 對小頭孔進行擴孔 設計基準 為小頭孔軸線 此工序以定位螺釘對小頭孔進行定位所以不存在基準不重合誤差 定 位時用的是定位螺釘 所以定位誤差 Dw D d min D 0 0 0 033mm 6 夾具設計及操作的簡要說明 在設計夾具時 應該使零件的裝夾快速和方便 有利于提高零件的加工精度 并 且零件的加工精度在使用工裝夾具之后是通過夾具來保零件的形位公差 本次的夾具 使用的是兩面兩孔定位 夾具體上的兩銷與工件的兩孔間隙配合 夾具體的定位準確 操作簡單 適合大批量銑削加工 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 23 23 4 課程設計總結 在這一次短暫的實訓過程中我感覺態(tài)度決定一切 無論知識全面與否 都要自己 嘗試去做并堅持下去 只有這樣才能在這個過程中學到東西 才能真正理解做這個課 程設計的意義 課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗 而且也是對自己的分析 能力和動手能力的一種提高 通過這次課程設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺 有些理論知識還得好好提升 還得好好去復習 同時也明白了自己要學習的東西還太 多 因此在以后的工作 生活中都應該不斷的學習 努力提高自己知識和綜合素質 最后 感謝老師們的認真指導和幫助 在這次設計過程中 我通過查閱大量有關 資料 了解了很多與設計相關的知識 使自己學到了不少東西 但同時也經歷了不少 艱辛 幸運的是收獲同樣巨大 在整個設計中我懂得了許多東西 也培養(yǎng)了我獨立工 作和動手的能力 大大提高了動手的能力 經過這次的課程設計 我想我在以后的學 習當中 必須加倍努力 好好地學好自己專業(yè)方面的知識 不斷地去擴大自己的視野 不斷地去培養(yǎng)自己的動手能力 為以后的工作打下好一定的基礎 總的來說 這次課 程設計讓我受益匪淺 更為一年之后走向社會做好準備 汽車制造工藝學課程設計 24 24 參考文獻 1 宋新萍主編 汽車制造工藝學 機械工業(yè)出版社 2013 2 王棟主編 機械制造工藝學課程設計指導書 機械工業(yè)出版社 2010 3 王寶璽主編 汽車制造工藝學 第 3 版 機械工業(yè)出版社 2008 4 崇凱主編 機械制造技術基礎課程設計指南 化學工業(yè)出版社 2007 5 孫麗媛主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 冶金工業(yè)出版社 2002 6 肖繼德 陳寧平主編 機床夾具設計 第二版 機械工業(yè)出版社 2000 7 陳宏鈞 機械加工工藝技術及管理手冊 1 版 北京 機械工業(yè)出版社 2011 8 崇凱 機械制造技術基礎課程設計指南 1 版 北京 化學工業(yè)出版社 2006 9 李昌年 機床夾具設計與制造 2 版 北京 機械工業(yè)出版社 2012 10 柯明揚 機械制造工藝學 1 版 北京 北京航空航天大學出版社 1996 11 李洪 機械加工工藝手冊 1 版 北京 北京出版社 1990 12 王光斗 王春福 機床夾具設計手冊 3 版 上海 上?？茖W技術出版社 2000 13 艾興 肖詩綱 切削用量簡明手冊 3 版 北京 機械工業(yè)出版社 1994 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 25 25 致謝 通過這次課程設計 使我對大學三年所學的知識有了一次全面的綜合運用 也學 到了許多上課時沒涉及到的知識 尤其在利用手冊等方面 對今后畢業(yè)出去工作都有 很大的幫助 另外 在這次設計當中 指導老老師在大多數時間犧牲自己的寶貴休息 時間 對我們進行細心的指導 我對他們表示衷心的感謝 老師 您辛苦了 在這次課程設計中 我基本完成了課程設計的任務 達到了課程設計的目的 但 是 我知道自己的設計還有許多不足甚至錯誤 希望老師們能夠諒解 汽車制造工藝學課程設計 26 26 附錄 附錄 A 連桿加工工藝過程卡片 附錄 B 珩磨大頭孔加工工序卡片 附錄 C 連桿零件圖 附錄 D 連桿毛坯圖 附錄 E 珩磨大頭孔夾具裝配圖 汽車連桿加工工藝規(guī)程及大頭孔珩磨工序夾具設計 27 27