机械制造技术课程设计-柴油机连杆加工工艺及钻小头油孔夹具设计.docx

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1、摘要1ABSTRACT2第1章引言31.1 钻床夹具概况31.2 钻床专用夹具的原理与基本组成31.3 工件的安装和定位31.4 课题的研究内容和意义4第2章柴油机连杆工艺分析52.1 柴油机连杆作用分析52.2 柴油机连杆材料分析52.3 零件的结构分析5第3章柴油机连杆工艺规程83.1 定位基准的选择83.1.1 粗基准选择83.1.2 精基准选择83.2 制定加工工艺路线83.3 毛坯的制造方法113.4 毛坯余量的选择113.5 选择切削用量、确定时间定额12第4章柴油机连杆钻床夹具404.1 问题的提出404.2 夹具定位分析404.3 定位误差分析404.4 钻削力和夹紧力计算41

2、4.4.1 计算钻削力414.4.2 计算夹紧力414.5 钻模的设计要求414.6 钻套的选择42参考文献44致谢45我的设计题目是柴油机连杆机械加工工艺规程及其钻连杆体小头油孔中6.5mm.IOmm夹具设计，柴油机连杆材料为45钢，壁厚、应力分布均匀。设计分为两部分：柴油机连杆工艺和钻连杆体小头油孔中6.5mm、IOmm夹具。由文献得出柴油机连杆毛坯类型及各加工表面毛坯余量，基准、机床、刀具等的选择并进行工时计算，最后编写工艺路线。夹具选择连杆体小头油孔6.5mm、IOmnb设计出夹具并绘制出各非标零件图。夹具设计方案采用柴油机连杆大头孔端面、大头孔和小头孔外圆定位，夹紧则由心轴、快换垫圈

3、和六角法兰面螺母等组成的夹紧机构夹紧工件，导向采用钻模结构。关键词：柴油机连杆；工艺路线；钻夹具ABSTRACTMydesigntopicistheautomobileconnectingRodMechanicalProcessingCraftSpecificationanditsdrillconnectingrodbodysmallheadoilhole6.5mm,10MMclampdesign,theautomobileconnectingrodmaterialis45steel,thewallthickness,thestressdistributioniseven.Thedesigni

4、sdividedintotwoparts:automobileconnectingRodTechnologyanddrillingconnectingRodbodysmalloilhole6.5mm,10MMfixture.Accordingtoreferencell,thetypeofautomobileconnectingRodBlank,theallowanceofeachsurfaceblank,thechoiceofdatum,machinetool,cuttingtool,etc.TheJIGselectstheconnectingRodBodySmallHeadoilhole6.

5、5mm,lmm,designstheJIGanddrawseachnon-standardpartdiagram.TheJIGdesignschemeusestheendfaceofthebigheadhole,thebigheadholeandthesmallheadholeoftheautomobileconnectingRodtolocateoutsidethecircle.KeywordsjAutomobileConnectingRod;ProcessRoute;drillingjig第1章引言1.1 钻床夹具概况据以往的钻床中的工装夹具中，传统的而且使用的比较多的夹具夹装方法有压板夹

6、持法、螺栓夹持构件、凸轮夹持法。而现如今常用的是型架工具，在设计此类型时要遵从以下几点：我们设计的这些夹具首先要可以确保工件的定位能够精准，且可以牢牢固定在目标位置；但不能施加过度的力以避免将工件损坏；夹紧工件时要在接触面处添加保护装置，也是为了避免使零件损坏；加工时因为夹具也会承受作用力，所以其本身的强度要满足要求；为避免被加工工件安装错误，要设置保护装置；同时夹具也要有可以被操作人员验证其位置是否到位的客观条件；夹具的关键部位如果易磨损易腐蚀，则其也要满足互换的条件，易磨损的工装夹具部位，要采用硬度较高的材料，也可以采取其它手段，如使用热处理；设计的成本不可以过高。1.2 钻床专用夹具的原

7、理与基本组成机床夹具作为机械加工工序中重要的环节之一，它可以让被加工工件在莫伊位置精准定位并且夹紧；使得被加工工件的位置精度可以得到很好的保证，使得确保其精度。机床夹具的类别和方式非常多，通过机床夹具使用的大致范围，可分作通用、专用、组合以及通用可调式夹具等4种大的类型。1.3 工件的安装和定位当进行到机械加工这一步骤时，工件的位置是不是很准确就显得尤为重要，这个过程称之为定位。定位后还要有合适的夹紧力使其固定，加工时不能再有运动，限制工件的自由度，这个过程称之为夹紧。上述两个过程的总和就是工件的安装过程。能在一定程度上保证待加工工件的一些位置精度的措施有很多种，通常情况下用的较多的几种是：自

8、动控制法、定尺寸刀具法、试切法、调整法等。而可以确保其外观的精度的手段种用的较多的几种方法是轨迹法、成形法、展成法。按照我们之前所学习的有关自由度的知识，易知每一个独立的物体在空间直角坐标系中都有6个自由度，这6个自由度是这个物体分别沿着X轴Y轴Z轴三个轴的移动和转动。但是在本文涉及的夹具中。倘若可以保证工件在空间直角坐标系中的相对位置坐标不变，也就是将其六个自由度都确定下来，六个自由度确定下来之后这个物体或刚体就不能再运动，使得工件有一个准确的位置。还一定要实现工件的夹紧。虽然工件被夹紧固定了，但也不一定就是6个自由度被全部固定了，要区分清楚，因为还有可能发生其它一些情况，这些情况按照限制类

9、型的不同，其定位结果的类型可以划分为欠定位、完全定位、重复定位、不完全定位。1.4 课题的研究内容和意义以柴油机连杆为研究对象，发现其在应用中出现的一些问题并且进行改良，使加工所使用的实际时间大大缩短，进而效率大大提高，同时也可以保证精度，使加工过程中出现的一些问题得到很好的解决。首先，对柴油机连杆零件进行了功用、材料、性能、技术要求等方面的分析，制定了加工工艺路线；然后设计了柴油机连杆零件镖孔所需专用夹具，其中涵盖了对夹紧装置、导向装置及对刀的设计计算，并对夹具进行了工程分析。通过对零件的分析研究，提高了零件的加工精度与生产效率。夹具的好坏对最终的产品质量有着最为直接的影响，例如精度，效率，

10、成本等因素。怎样提高机床夹具的质量及性能是设计人员的首要任务，也是如今机械生产行业的最主要的条件之一。为了使被加工工件的技术要求得到满足，就一定要让定位夹紧过程科学合理，这样才能让被加工工件的相对位置得到保证。第2章柴油机连杆工艺分析2.1 柴油机连杆作用分析柴油机连杆组连杆组承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞组往复惯性力的作用，这些力的大小和方向都是周期性变化的。2.2 柴油机连杆材料分析柴油机连杆材料为45钢，钢具有良好物理、化学、机械性能等。该材料的锻造性能、切削性能以及锻造性能均非常好，能够保证零件在工作的过程中对机构或机器进行缓冲和减震。故而，该零件的运用非常常见，如果在零

11、件制造和生产过程中对其进行相应的热处理，那么其综合性能更佳。根据文献错误!未找到引用源。表2.2-25选择的毛坯方法为模锻方法。2.3 零件的结构分析图2-1柴油机连杆体零件图柴油机连杆体的结构分析：1 .柴油机连杆体大头孔端面，粗糙度RaO.8；2 .柴油机连杆体小头孔端面，粗糙度Ra6.3;3 .柴油机连杆体大头孔中65.5H6孔，粗糙度RaO.4；4 .柴油机连杆体小头孔29.49H8孔，粗糙度RaO.4；5 .柴油机连杆体结合面，粗糙度Ra3.2;6 .柴油机连杆体两螺栓孔，粗糙度Ra3.2;7 .柴油机连杆体油瓦槽，粗糙度Ral2.5;8 .柴油机连杆体螺栓座面，粗糙度Ra6.3；9

12、 .柴油机连杆体油孔6.5、10,粗糙度Ral2.5;柴油机连杆大头孔中65.5H6为基准A,螺栓孔中12.2H8孔为基准B,与基准A的对称度公差0.25mm；大头孔端面与基准B的垂直度公差0.08mm。图2-2柴油机连杆盖零件图柴油机连杆盖的结构分析：1 .柴油机连杆盖大头孔端面，粗糙度RaO.8；2 .柴油机连杆大头孔65.5H6孔，粗糙度RaO.4；3 .柴油机连杆盖结合面，粗糙度Ra3.2;4 .柴油机连杆盖两螺栓孔，粗糙度Ra3.2;5 .柴油机连杆盖螺栓座面，粗糙度Ra6.3;6 .柴油机连杆盖油瓦槽，粗糙度Ral2.5;结合面平面度公差0.025,与基准A的垂直度公差0.08；连

13、杆盖大头孔为基准C,螺栓孔中12.2H8孔与基准C的对称度公差0.25。第3章柴油机连杆工艺规程3.1 定位基准的选择3.1.1 粗基准选择在粗加工阶段选取基准时最好是以加工面为准，这样可以使得加工的精度大大提高，换言之误差也会减小，且能够保证加工前后的零件表面之间的位置精度有一个很好的提升。以柴油机连杆端面和侧面作为定位粗基准。3.1.2 精基准选择而在精加工的阶段，选择基准就要从保证零件加工精度的角度出发，同时参考夹具结构是简单还是复杂等这些因素。以柴油机连杆大头孔65.5H6孔、小头孔29.5H7和端面作为定位精基准。3.2 制定加工工艺路线柴油机连杆的工艺路线关系到产品合格率及生产效率

14、，故工艺路线在整个产品的加工中占很大的比例，柴油机连杆零件比较复杂，故柴油机连杆的工艺路线安排如下：工艺路线一：工序01：模锻坯料工序02：模锻成形，切边工序03：正火处理工序04：清除毛刺、飞边、涂漆工序05：划杆身中心线，大、小头孔中心线（中心距加大3mm以留出连杆体与连杆上盖在切开时的加工量）工序06：按线加工，铳连杆大、小头两大平面，每面留磨量0.5mm（加工中要多翻转几次）工序07：以一大平面定位磨另一大平面，保证中心线的对称并做标记，定为基面（下同）工序08：以基面定位磨另一大平面，保证厚度尺寸38U工序09：重划大、小头孔线工序10：以基面定位钻、扩大、小头孔，大头孔尺寸为50m

15、m,小头孔尺寸为中25mm工序11：以基面定位按线找正，粗锋大、小头孔，大头孔尺寸为58mm0.05mm,小头孔尺寸为26mmO.05mm工序12：以基面及大、小头孔定位装夹工件，铳尺寸98mm两侧面，保证对称(此平面为工艺用基准面)；铳26mmx25mm端面工序13：以基面及大、小头孔定位装夹工件，按线切开连杆，对杆身及上盖编号，分别打标记字头工序14：以基面和一侧面定位装夹工件，铳连杆体分割面，保证直径方向测量深度为25mm；以基面、分割面和一侧面定位装夹工件，钻连杆体两螺钉孔12.2mm、底孔中Iomnb保证中心距(800.23)mm；以基面、分割面和一侧面定位装夹工件，钩平面RlImIn,保证尺寸(220.25)mm;以基面、分割面和一侧面定位装夹工件，较12.2H8孔工序15：以基面和一侧面定位装夹工件，铳连杆上盖分割面，保证直径方向测量深度为27mm；以基面、分割面和一侧面定位装夹工件，钻连杆上盖两螺钉孔12.2mm、底孔中IOmnb保证中心距(800.23)mm；以基面、分割面和一侧面定位装夹工件，钱平面RIonlm,保证尺寸(27Z2)mm；以基面、分割面和一侧面定位装夹工件，钱12.2H8孔