汽车及发动机制造工艺课程设计..

交通与汽车工程学院

课程设计说明书

课程名称: 汽车及发动机制造工艺课程设计课程代码: 8235570

题目:连杆加工工序流程及磨杆盖结合面工序夹

具设计

年级/专业/班: 2009级/热能与动力工程

（汽车发动机）/ 1 班

学生姓名:

学号: 312009*********

开始时间:2012 年12 月17 日完成时间:2012 年12 月28 日

课程设计成绩：

指导教师签名：年月日

目录

摘要 (2)

1引言 (3)

1.1问题的提出 (3)

1.2国内外研究的现状 (3)

1.3任务与分析 (5)

2 零件分析 (6)

2.1 零件结构分析及作用 (6)

2.2工艺分析 (7)

2.2.1毛坯选择 (8)

2. 2. 2基准选择 (9)

3指定工序的夹具设计 (18)

3.1 定位基准（元件）的选择 (18)

3.2 夹紧力的计算 (19)

3.3 定位误差分析 (19)

3.4指定工序的加工余量和工序尺寸的确定 (20)

3.5指定工序的基本工时的确定 (20)

3.6夹具操作原理 (20)

4 结论 (21)

5 谢词 (22)

参考文献 (22)

摘要

《汽车及发动机制造工艺课程设计》是我们大学阶段最后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基础。

本次课程设计的既是通过对发动机连杆结构的分析研究，设计在连杆加工生产工艺过程所必须使用的夹具，并保证其合理性、可靠性。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。

关键词：汽车制造发动机连杆夹具生产工艺

1 引言

1.1 问题的提出

随着连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求的提高，传统的夹具已渐渐不能满足加工的需求。夹具的设计制造在整个制造生产准备工作中占有很重要的地位，它的设计与制造质量对保证产品质量有决定性的影响，其设计与制造的周期在整个生产准备中最长，实际决定着整个生产准备周期。通过调研得知，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具，在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具，传统专用夹具设计依赖设计人员的设计经验，会导致产生以下主要问题。

(1) 生产准备周期长、设计效率低、生产成本高;

(2) 很少采用标准件，难以实现对高精度、相似性特征工件设计。

将参数化、模块化技术应用到系统当中，从机床专用夹具可重构性的角度出发，建立参数化夹具定位机构、夹紧机构、对定机构以及对机床专用夹具的建模和虚拟装配，基于UG的二次开发对机床专用夹具进行设计，改变传统夹具设计模式，技术革新，创建夹具三维设计的新环境，可以大大缩短设计与制造周期，减少重复劳动，提高工作效率，降低生产成本。此外，利用UG二次开发三维参数化技术应用于夹具设计，对夹具的标准化、系列化将会起到积极的推动作用，有利于夹具设计的科学性和系统性管理，有利于企业取得良好的经济效益和社会效益。

1.2国内外研究的现状

夹具是数控机床加工过程中必不可少的部件，随着CAD技术的普及应用越来越广和越来越深入，夹具设计已经从传统的手工设计发展到利用二维、三维CAD绘图软件的集成设计。同时，为了达到现代机床加工对数控技术提出了更高的要求，在数控技术向高速、高效、高精度、模块化、智能化、柔性化和集成化方向发展的带动下，现代机床夹具设计技术正朝着高效化、精密化、模块化、智能化、柔性化、集成化、标准化等7个方向发展。

（1）高效化

高效化夹具主要用来减少加工工件的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。如瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正、美国Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上。

（2）精密化

随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1＇；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。

（3）模块化

夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。

（4）智能化

智能化夹具最初主要应用的是专家系统，利用人工智能技术将各种技术综合应用，有助于提高机床夹具的设计效率。

（5）柔性化

机床夹具的柔性化是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具当前夹具发展的重要方向。

（6）集成化

机床夹具设计是生产准备的重要部分。确定该工序所使用的夹具，给出夹具的装配图和零件图是连接设计与加工的纽带，实现与CAPP的集成。集成化是夹具设计发展的必然方向，是企业信息集成的必然要求。

（7）标准化

标准化是提高机床夹具设计系统适应性和促进集成的基础。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148～T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

汽车连杆的发展目前主要在其材料上的发展, 碳素调质钢和合金调质钢是连杆用钢的传统钢种，通常小功率的发动机采用碳素调质钢，大功率的发动机采用合金调质钢。碳素钢调质硬度一般在229~269HBS，合金钢可达到300HBS，但最高不超过330HBS。碳素钢抗拉强度可达到800MPa以上，冲击韧度在60J/cm2以上；合金调质钢抗拉强度可达到900MPa以上，冲击韧度在80J/cm2以上。调质钢连杆用于要求连杆有较高强度和韧性的大功率柴油机。非调质钢是在中碳钢基础上添加钒、钛、铌等微合金元素，通过控制轧制或控制锻造过程的冷却速度，使其在基体组织中弥散析出碳、氮的化合物使其得到强化。非调质钢省略了锻后的热处理。按其强韧性可以分4类，其中基本型和高强度型适用于发动机连杆。

我国研究的非调质钢主要是钒系、锰钒系、锰钒氮系。每个系列都开发了添加易切削元素的钢种。用于发动机连杆的钢种有35MnVS、35MnVN、40MnV、48MnV