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連桿加工工藝規程及連桿蓋鎖口槽加工工序夾具設計

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更新時間：2014-01-10
發布人： majianyong

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目錄
序言 1
一、課程設計目的 2
二、生產綱領及零件說明 2
三、連桿的材料和毛坯 3
四、連桿的技術要求 6
五、連桿的機械加工工藝過程 8
六、切削用量的選擇原則 12
七、確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 14
八、工時定額的計算 15
九、專用夾具設計 24
課程設計總結 27
參考文獻 28
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，并融合現階段汽車制造業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，并為后續的課程學習以及今后的工作打下一定的基礎。
對于本人來說，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、課程設計目的
汽車制造工藝學課程設計是車輛工程專業學生學完《汽車制造工藝學》后，進行的一個重要的實踐性教學環節。通過設計培養學生綜合運用所學知識的能力，為以后的畢業設計進行一次綜合訓練和準備。通過本課程設計使學生在下述各方面得到訓練：
1. 運用汽車制造工藝學課程中的基本理論解決零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定、機床、工具、量具的選擇等問題，以保證零件的加工質量。
2. 通過設計，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理、能保證加工質量的夾具的能力。
3. 學會使用手冊及圖表資料。培養查閱各種資料的能力，同時掌握與本設計有關的各種資料。
二、生產綱領及零件說明
1. 生產綱領
生產綱領的大小對生產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化和自動化的程度，以及所選用的工藝方法和工藝裝備。
發動機連桿零件的年產量為30000件，現已知該產品屬于輕型機械，根據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征：
（1）零件的互換性：具有廣泛的互換性，少數裝配精度較高處，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，模鍛或其他高效方法。毛坯精度高，加工余量小。
（2）機床設備及其布置形式：廣泛采用高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。
（8）工人勞動條件：較好。
2. 零件說明
連桿是汽車發動機中的主要傳動部件之一，它把作用于活塞頂面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，以減小慣性力的作用。為了保證發動機運轉平衡，同一發動機中各連桿的質量不能相差太大。考慮到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設有油孔，發動機工作時，依靠曲軸的高速轉動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的摩擦運動副。
三、連桿的材料和毛坯
模鍛是利用金屬材料的可塑性，借助外力（加壓設備）和工摸具的作用，使坯料或鑄錠產生局部或全部變形而形成所需要的形狀、尺寸和一定組織性能鍛件的加工方法。模鍛主要用來減小或增大管材和棒料的直徑，尤其是生產具有復合形狀的零件。模鍛時，把管材或棒料放置在模鍛模腔內，然后連續的施加徑向的壓力以實現金屬的變形。通過放置芯軸在官腔內并連續的施加徑向的壓力可以增大管材的直徑。通過對內徑進行鍛造和對外徑進行鍛造，可獲得不同的零件形狀。
（1）模鍛的優點：
使材料的組織細化致密、力學性能提高；
體積不變的材料轉移成形，材料利用率高；
成產率高，以機械化、自動化等；
可獲得精度較高的零件或毛坯，可實現少無切削加工。
連桿的材料是用40Cr。40Cr是我國GB的標準鋼號，40Cr鋼是機械制造業使用最廣泛的鋼之一。調質處理后具有良好的綜合力學性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好，水淬時可淬透到Ф28～60mm，油淬時可淬透到Ф15～40mm。這種鋼除調質處理外還適于氰化和高頻淬火處理。切削性能較好，當硬度為HB174～229時，相對切削加工性為60%。該鋼適于制作中型塑料模具。
中碳調制鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價格適中，加工容易，經適當的熱處理以后可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進組織球化，改進硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在溫度550~570℃進行回火，該鋼具有最佳的綜合力學性能。該鋼的淬透性高于45鋼，適合于高頻淬火，火焰淬火等表面硬化處理等。
這種鋼經調質后用于制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件，如汽車的轉向節、后半軸以及機床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂尖套等；經淬火及中溫回火后用于制造承受高負荷、沖擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉子、滑塊、套環等；經淬火及低溫回火后用于制造承受重負荷、低沖擊及具有耐磨性、截面上實體厚度在25mm以下的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環等；經調質并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、螺釘、螺帽、進氣閥等。此外，這種鋼又適于制造進行碳氮共滲處理的各種傳動零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。
（2）模鍛過程（如圖1）
繪制模鍛件圖應考慮分模面、加工余量、鍛件公差和敷料、模鍛斜度、模鍛件圓角半徑等。
分模面（如圖2、圖3）
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