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1、校名 校徽 汽车制造工艺学课程设计说明书课题： 连杆加工工艺规程 及大头孔珩磨工序夹具设计姓 名： 学 号： 专 业： 车辆工程（汽车设计与制造） 班 级： 指导教师： 二 一一 年 十二 月汽车制造工艺学课程设计任务书（一）系部： 机电工程系 课程代码：0340132_ 班级： 一、设计题目：连杆加工工艺规程及大头孔珩磨工序夹具设计二、主要内容：1毛坯选择；2连杆加工工艺路线制定；3大头孔珩磨工序具体内容确定；4大头孔珩磨工序夹具设计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，除大头孔珩磨工序，其它工序机床确定名称，夹具确定类型，刀具与
2、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、工艺过程卡片及大头孔珩磨工序卡片各一份。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)，确定大头孔珩磨工序及相关加工余量和工序尺寸，计算大头孔珩磨工序的切削用量和工时定额；4夹具设计必须满足dT/3。五、进度安排（设计共两周10天）1准备一天（
3、课程设计工艺讲解、画图工具准备、借阅工具书和资料等）；2画零件图一天；3制定工艺路线两天；4确定大头孔珩磨工序具体内容一天；5夹具设计及完成总装图三天；6完成设计说明书及答辩两天。六、推荐参考资料(不少于3篇)1.王凡 主编实用机械制造工艺设计手册机械工业出版社 2008.5 ；2肖继德、陈宁平主编 机床夹具设计（第二版） 机械工业出版社 2000.5；3孙丽媛主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导冶金工业出版社 2002；4.曾东建主编汽车制造工艺学 机械工业出版社 2006.1；5.崇凯主编 机械制造技术基础课程设计指南 化学工业出版社 2007.2。指导教师： 签名日期： 年 月 日教研室
4、主任： 系主任： 审核日期： 年 月 日目 录序 言1一、课程设计目的2二、生产纲领及零件说明21.生产纲领22.零件说明3三、连杆的材料和毛坯3四、连杆的主要技术要求51.连杆上需进行机械加工的主要表面52.小头孔的尺寸精度、形状精度63.大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度64.大、小头孔中心距65.连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度66.大、小头孔两端面的技术要求67.螺栓孔的技术要求78.有关结合面的技术要求7五、连杆的机械加工工艺过程71.工艺过程的安排72.定位基准的选择83.确定合理的夹紧方法94.连杆两端面的加工105.连杆大、小头孔的加工106.连杆螺栓孔的加工10
5、7.连杆体与连杆盖的铣开工序11六、工艺路线方案的确定111.工艺路线方案一112.工艺路线方案二123.工艺方案的比较与分析13七、切削用量的选择原则141.粗加工时切削用量的选择原则142.精加工时切削用量的选择原则15八、确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差161.确定加工余量162.确定工序尺寸及其公差16九、工时定额的计算181.铣连杆两端面182.加工小头孔183.粗镗大头孔194.精铣螺栓座面195.铣开连杆体和盖196.加工连杆体207.加工连杆盖218.螺栓孔的加工229.精磨结合面2310.铣轴瓦锁口槽2311.精磨大头两平面2412.半精镗大头孔2413.大头孔两端倒
6、角2414.钻小头油孔2415.精镗大头孔2516.镗小头孔衬套2517.珩磨大头孔25十、汽车连杆大头孔珩磨工序夹具设计261.设计主旨262.珩磨大头孔夹具的设计26课程设计总结30致 谢31参考文献31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基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程设计，它将设计和制造知识有机结合，并融合现代汽车制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术，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。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
7、程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题，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，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。一、课程设计目的汽车制造工艺学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
8、课程中的基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着重要的作用，它决定了各工序所需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为30000件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献，确定其生产类型
9、为大批量生产。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，模锻或其他高效方法。毛坯精度高，加工余量小。（2）机床设备及其布置形式：广泛采用高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，靠调整法达到精度要求。（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）成本：较低。（7）生产率：高。（8）工人劳动条件：较好。2.零件说
10、明连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，它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。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。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
11、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。为了保证发动机运转平衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摩擦运动副。三、连杆的材料和毛坯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
12、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
13、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。图1为连杆辊锻示意图毛坯加热后，通过上锻辊模具2和下锻辊模具4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，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。图1 连杆辊锻示意图图2、图3给出了连杆的锻造工艺
14、过程，将棒料在炉中加热至11401200C0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图2，然后在锻压机上进行预锻和终锻，再在压床上冲连杆大头孔并切除飞边见图3。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆的毛坯尚需进行热校正。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。图2 连杆辊锻制坯示意图 图3 连杆预锻a) 终锻b) 冲孔c)示意图四、连杆的主要技术要求1.连杆上需进行机械加工的主要表面 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。连杆总成的主要技术要求（图4）如下。图4 连杆零件图2.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IT
