机械设计夹具设计

机车车辆制造与修理工艺学

课程设计说明书

设计题目设计连杆零件的机械加工工艺规程

及工艺装备

班级：

设计者：

学号：

指导老师：

2011年12月29日

摘要

连杆是活塞式发动机和压缩机的重要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，它是柴油机关键传动件之一。连杆要承受内燃机的爆发力、压缩力和连杆往复运动的惯性力、拉伸力。因此对连杆的强度、刚度有很高的要求。又连杆与曲轴和活塞销连接，并且它们之间存在相对转动，因此对连杆大小头孔的加工要求是很高的。本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。关键词:连杆加工工艺夹具设计

内容：

1. 课程设计任务书 1份

2. 工艺卡片 1套

3. 机械加工工艺过程卡片 1份

4. 机械加工工序卡片1份

5. 零件图 1份

6. 夹具装配图 1份

7. 课程设计说明书1份

目录

一、任务书

二、零件工艺性分析

2.1 零件技术条件分析

2.2 毛坯选择以及加工

2.3 机械加工工艺路线确定

2.4 连杆的机械加工工艺过程分析2.4.1 工艺过程的安排

2.4.2 定位基准的选择

2.4.3 确定合理的夹紧方法

2.5 连杆基本加工工序

2.5.1

2.5.2

2.5.3

2.5.4

2.5.5 连杆两端面的加工连杆大、小头孔的加工连杆螺栓孔的加工

连杆体与连杆盖的铣开工序大头侧面的加工

2.6 工序尺寸以及公差的的计算

2.6.1 切削用量的选择原则

a) 粗加工时切削用量的选择原则 b) 精加工时切削用量的选择原则

2.6.2 确定各工序的加工余量

2.6.3 确定工序尺寸及其公差

三、 XX号工序加工说明书

3.1 工序尺寸精度分析

3.2 确定加工余量

3.3 夹具、定位如CAD图

一．任务书

机械制造业是国民经济的基础产业,是国民经济发展的支柱产业，机械制造行业的发展影响着国民经济的发展。要想国力有所提升，国民经济不断发展变强。传统的机械制造行业已经渐渐不能适应当代社会的发展，同时也为了适应多生产模式（大、中、小批量生产）对夹具快速设计的需求，因此先进的装备便随着产生。机床专用夹具，数控机床不断的广泛使用。传统的机床专用夹具设计是一种基于经验的夹具设计方法，需要经验丰富的夹具设计人员来完成，设计周期长，劳动量大，修改不便，效率低。为了提高生产效率，因此应用CAD技术、UG、Pro/E、SoldiEdge等软件提供专用的夹具设计模块，应用这些软件在生产中准确绘制、装配和管理的参数化机床专用夹具设计软件，以提高夹具的设

计效率和规范性，实现夹具设计经验重用，满足快速响应市场需求的目标，该项研究有利于企业获得良好的经济效益和社会效益。另外工艺流程也在深深的影响着机械制造业快速发展。因此在今天的生产过程中不仅仅要有一个很好的工艺流程，还要有高效、准确的夹具以及先进的加工设备。在实习过程中看到柴油机车的关键零部件的大批量生产过程。连杆的作用是使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，它是柴油机关键传动件之一。它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆的主要技术要求：大、小头孔及其两端面，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等部位的切削用量计算和加工工艺分析。

二．零件工艺性分析

2.1 零件技术条件分析

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，表面粗糙度Ra应不大于0.4μm；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度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。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，所以规定了比较高的要求：210±0.05 mm。连杆大头孔两端面对大头孔

2.2 毛坯选择以及加工

连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如45钢、55钢、40Cr、40CrMnB 等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。

连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯

的制造方法。根据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成—体。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题，但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。目前我国有些生产连杆的工厂，采用了连杆辊锻工艺。毛坯加热后，通过上下锻辊模具的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连杆锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生