2023年连杆加工工艺规程及钻大头油课程设计说明书.doc

汽车制造工艺学 课程设计说明书 课题： 连杆加工工艺规程及钻大头油 孔工序夹具设计 姓 名： 林澍 学 号： 2023030643122 班 级： 本汽设091 指导教师： 谭滔 蒋文明 二〇 一一 年 十二 月 目 录 序言 …………………………………………………………················· 1 一、课程设计目的 ……………………………………········· 2 二、生产纲领及零件说明 ……………………………………···· 2三、毛坯方面说明 …………………………………………····· 3 四、连杆的技术要求 ………………………………………····· 5 五、连杆的机械加工工艺过程 ……………………………······ 6 六、切削用量的选择原那么 …………………………………····· 9 七、确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 ……············ 11 八、工时定额的计算 ………………………………………···· 12 九、专用夹具设计 ………………………………………······· 20 课程设计总结 ……………………………………………··· 22 参考文献 ………………………………………………··· 23 汽车制造工艺学学课程设计任务书 系部： 机电工程系 课程代码： 0340132_ 班级： 本汽设091 一、设计题目：连杆加工工艺规程及钻大头油孔工序夹具设计 二、主要内容： 1．毛坯选择； 2．连杆加工工艺路线制定； 3．钻大头油孔工序工序具体内容确定； 4．钻大头油孔工序夹具设计 5.确定生产类型〔产量可自己确定或直接设定生产类型〕 三、具体要求及应提交的材料 1．填写工艺过程卡时，除钻大头油孔工序，其它工序机床确定名称，夹具确定类型，刀具与量具也确定名称； 2．工艺路线制定因是同一个零件，必须独立完成； 3．同组夹具结构必须有差异； 4．必须按时完成、设计说明书按规定格式书写； 5．完成应提交的材料：设计说明书一份、夹具装配总图一张、连杆体零件图一张、工艺过程卡片及钻大头油孔工序工序卡片各一份； 6．不校核设计能力，假设要校核自己确定年产量〔中批或大批生产或大量生产〕。 四、主要技术路线提示 1．确定生产类型(设定为中批或大批量生产)，对零件进行工艺分析，画零件图； 2．确定毛坯种类及制造方法； 3．拟订零件机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺装备(刀具、夹具、量具、辅具)，确定钻大头油孔工序及相关加工余量和工序尺寸，计算钻大头油孔工序的切削用量和工时定额； 4．夹具设计必须满足△d≤T/3。 五、进度安排〔设计共两周10天〕 1．准备一天〔课程设计工艺讲解、画图工具准备、借阅相关工具书和资料等〕； 2．画零件图一天； 3．制定工艺路线两天； 4．确定钻大头油孔工序工序具体内容一天； 5．夹具设计及完成总装图三天； 6．完成设计说明书及辩论两天。 指导教师： 签名日期： 年 月 日 教研室主任： 系主任： 审核日期： 年 月 日 23  序 言  汽车制造工艺学课程设计是我们学习完大学阶段的汽车类根底和技术根底课以及专业课程之后的一个综合的课程设计，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段汽车制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的根底。 对于本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的汽车制造业相对落后的局面探索可能的途径。但由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多缺乏，希望各位老师能给予指正。 一、课程设计目的 汽车制造工艺课程设计是车辆工程专业学生学完汽车制造工艺学后，进行的一个重要的实践性教学环节。通过设计培养学生综合运用所学知识的能力，为以后的毕业设计进行一次综合训练和准备。通过本课程设计使学生在下述各方面得到训练。 1、运用汽车制造工艺学课程中的根本理论解决零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定，机床，工具量具的选择等问题，以保证零件的加工质量。 2、通过设计，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理，能保证加工质量的夹具的能力。 3、学会使用手册及图表资料。培养查阅各种资料的能力，同时掌握与本设计有关的各种资料。 二、生产纲领及零件说明 1. 生产纲领 生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起作用，它决定了各工序所需要专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。 发动机连杆零件的年产量位30000件，该产品属于轻型机械，根据生产类型和生产纲领的关系查阅参考文献，确定其生产类型位大批量生产。 大批量生产的工艺特征； 〔1〕零件的互换性；具有广泛的互换性，少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。毛坯的制造方法和加工余量；广泛采用金属模机器造型，模锻或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。 〔2〕机床设备及其布置形式；广泛采用商效专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。 〔3〕工艺装备；广泛采用高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法到达精度要求。 〔4〕对工人的技术要求；对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求较低。 〔5〕工艺文件；有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡。 〔6〕本钱：较低。 〔7〕生产率：高。 〔8〕工人劳动条件：较好。 2.零件说明 连杆是汽车发动机中的重要零件，在发动机内的曲柄连杆机构中，连杆的大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞连接，其作用是将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动并输出动力。连杆承受动态载荷，因此，要求连杆质量小，强度高，高度好 连杆的结构特点 连杆由大头、小头和杆身等局部组成。大头为分开式结构，连杆体与连杆盖用螺栓连接。大头孔和小头孔内分别安装轴瓦和衬套。为了减轻重量并保证连杆体具有足够的强度和刚度，连杆的杆身截面多为工字形，其外表不需要机械加工。连杆的大头和小头端面，通常都与杆身对称。有些连杆在结构上设计有工艺凸台、中心孔等，作为机械加工时的辅助基准 连杆的结构工艺性 连杆的结构形式，直接影响到机械加工工艺的可靠性和经济性。影响连杆结构工艺性的因素除应考虑一般的结构工艺性外，还要考虑以下几点： ① 连杆盖和连杆体的连接方式 连杆盖和连杆体的定位方式，有连杆螺栓、套筒、齿形定位和凸肩定位4种。② 连杆的大小头的厚度 考虑到加工时的定位和加工时的传输等，连杆大、小头的厚度应相等。③ 连杆杆身油孔的大小和深度 由于活塞销与连杆小头衬套之间需要进行润滑，为此连杆杆身钻有油孔。但为了使润滑油从连杆大头沿油孔通向小头衬套，油孔一般为Φ4-Φ8㎜的深孔,加工困难。为了防止深孔加工，汽车发动机连杆可改为重力润滑，那么只在连杆小头铣槽或钻孔就可。 三、连杆的材料和毛坯 连杆材料一般采用45钢或40Cr、45Mn2等优质钢或合金钢，近年来也有采用球墨铸铁的。其毛坯多用锻造，可将连杆体和连杆盖分开锻造，也可整体锻造，主要取决与锻造毛坯的设备能力。锻造可用自由锻或模锻，但模锻与自由锻相比，模锻的尺寸和精度比拟高，机械加工余量小，材料的利用率高，锻件内部流线分布合理，操作方便，劳动强度低，生产率高。 汽车发动机连杆是承受冲击反动态应力最高的典型动力学定荷零件，连杆的结构形式，直接影响机械加工的可靠性和经济性。因此，连杆做成工字形断面，轻量化可减少发动机运行时的噪声震动，提高连杆的力学性能。 现已40Cr作为原料并经调质处理，以提高其强度及抗冲击能力。锻件的强度及可靠性很高，广泛应用于发动机变速器，转向器及其他零件上。 在大批量生产中采用模锻。特点是；〔1〕坯料整体塑性变形，三向受压：〔2〕锻件尺寸精确，加工余量小〔3〕锻件形状可较复杂：〔4〕生产效率高〔5〕锻模造价高，制造周期长 前面提过锻坯有2种形式，连杆体和盖在一起的整体锻造，以及连杆和盖分别分开的锻造。2者比拟整体锻造节省材料，并较少毛坯制造劳动量，又可使连杆体和盖端面同时加工，课减少毛坯制造劳动量，又可使连杆体和盖端面同时加工，课减少工序步骤。 毛坯生产工序： 锻坯有两种形式：连杆体和盖在一起的整体锻件和两者分开的分开锻件。整体较分体节省金属材料，并减少毛坯制造劳动量，又可使连杆体和盖断面同时加工，可减少工序数目，整体的毛坯需在机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔时的量均匀，需将毛坯大头孔锻或椭圆形。 锥上模锻工艺规程： 切断毛坯——加热坯料——模锻——切除飞边——板正锻件——锻件热处理——外表清理——检验——称重——成堆存放 四、连杆的技术要求 连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力，同时又压缩汽缸内气体。因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有5个：〔1〕连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；〔2〕连杆大、小头孔中心距尺寸精度；〔3〕连杆大、小头孔平行度；〔4〕连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；〔5〕连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。 图3 连杆的技术要求 1．大、小头孔的尺寸精度、形状精度 为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，外表粗糙度Ra应不大于0.8μm；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，外表粗糙度Ra应不大于3.2μm。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025 mm，素线平行度公差为0.04/100 mm。 2．大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.06 mm。 3．大、小头孔中心距 大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比拟高的要求：195±0.05 mm。 4．连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9〔大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在100 mm长度上公差为0.08 mm〕。 5．大、小头孔两端面的技术要求 连杆大、小头孔两端面间距离的根本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT9，外表粗糙度Ra不大于0.8μm, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，外表粗糙度R