開題報(bào)告汽車連桿夾具

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1、 東南大學(xué)成賢學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 學(xué) 生 姓 名： 張俊杰 學(xué) 號(hào)： 04106616　 　 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn)： 東南大學(xué)成賢學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師： 夏福森 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課 題 名 稱 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿工藝及工裝設(shè)計(jì)——精磨雙端面工序及夾具設(shè)計(jì) 1、 選題背景與意義 在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，人類文明已經(jīng)達(dá)到了空前的飛躍，機(jī)械化取代手

2、工生產(chǎn)已成為全球公認(rèn)的趨勢(shì)，社會(huì)的各行各業(yè)，包括交通、農(nóng)牧、石油、化工、煤炭、電力、輕紡、電子、通信、醫(yī)療、軍事等，都離不開各種各樣的機(jī)械設(shè)備，而所有的這些設(shè)備都是由機(jī)械制造工業(yè)提供的，在機(jī)械制造學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)體系中，以機(jī)械制造過(guò)程中的工藝技術(shù)問(wèn)題為研究對(duì)象的一門技術(shù)科學(xué)，即是機(jī)械制造工藝學(xué)：以工件在機(jī)床上的裝夾為對(duì)象的一門技術(shù)科學(xué)，即是機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。 在這個(gè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的年代，企業(yè)若要生存發(fā)展就必須不斷地改進(jìn)，用最廉價(jià)的生產(chǎn)成本創(chuàng)造出最高的利潤(rùn)，這必然跟我們的工藝過(guò)程有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，如何合理地安排工藝路線是提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本的最有效方法之一，當(dāng)然夾具的利用也是提高生產(chǎn)效率

3、的有效手段。傳統(tǒng)的手工裝夾不僅增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且大大降低了生產(chǎn)效率。本課題主要是對(duì)連桿加工工藝規(guī)程和連桿大小頭孔精鏜夾具的設(shè)計(jì)。連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的重要零件，連桿的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并把作用在活塞組上的燃?xì)鈮毫鹘o曲軸。所以，連桿除上下運(yùn)動(dòng)外，還左右擺動(dòng)作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。連桿工作時(shí)，主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷， 要求它應(yīng)有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。同時(shí)，由于連桿既是傳力零件，又是運(yùn)動(dòng)件，不能單靠加大連桿尺寸來(lái)提高其承載能力，須綜合材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱處理及表面強(qiáng)化等因素來(lái)確保連桿的可靠性。連桿在機(jī)器中應(yīng)用之廣以及它在機(jī)器中的作用和地位不言而喻

4、。因此，本課題所研究的連桿加工工藝和夾具設(shè)計(jì)都是非常有意義的。 2、 課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn) 1、掌握國(guó)內(nèi)外連桿加工工藝典型工藝方案、加工過(guò)程、加工原理和加工參數(shù)選擇； 2、由于連桿具有剛性差、夾緊難、不易定位和加工精度高等特點(diǎn)，給機(jī)加工帶來(lái)了不少的困難； 3、設(shè)計(jì)精磨雙端面工序卡片，合理選擇有關(guān)加工余量，切屑參數(shù)； 4、精磨雙端面工序夾具設(shè)計(jì)，繪制裝配圖與零件圖； 5、加工參數(shù)分析，學(xué)會(huì)夾緊力和切屑力的分析計(jì)算； 6、制作安全性高，需要在失電狀態(tài)下仍能夾住連桿； 7、能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 8、工藝過(guò)程需安排合理，工序間加工余量需分配合理； 9、夾具整體結(jié)

5、構(gòu)緊湊，夾緊可靠，外形簡(jiǎn)潔，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選用時(shí)應(yīng)注意減重。 2、 文獻(xiàn)綜述（或調(diào)研報(bào)告） 連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)五大件之一，是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的安全件。連桿的質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能和安全。連桿從結(jié)構(gòu)上看并不復(fù)雜，但連桿屬于典型的不規(guī)則件且連桿精度要求高，加工工藝比較復(fù)雜。本文通過(guò)對(duì)連桿加工工藝的介紹，并有針對(duì)性的對(duì)連桿撐斷新工藝和新材料進(jìn)行具體工藝分析，以了解其在連桿加工發(fā)展中的先進(jìn)性。 1、 連桿的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)部件之一，它由連桿體及連桿蓋兩部分組成。 連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸

6、瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來(lái)補(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時(shí)便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。 連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。連桿大、小頭兩端對(duì)稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。 連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，

7、使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個(gè)： （1）連桿大頭端中心面和小頭端中心面相對(duì)連桿桿身中心面的對(duì)稱度； （2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度； （3）連桿大、小頭孔平行度； （4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度； （5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。 二、連桿的發(fā)展方向 現(xiàn)代的高性能發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)連桿的要求是重量輕、強(qiáng)度高、剛度好、慣性力小，盡量采用強(qiáng)化工藝等。發(fā)展趨勢(shì)是采用短連桿結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部件重量的減輕，有助于降低能耗和噪聲；可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排

8、放。對(duì)短連桿的需求是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)正朝著體積小和功率大的方向發(fā)展。 現(xiàn)代的高性能發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)連桿的要求是重量輕、強(qiáng)度高、剛度好、慣性力小，盡量采用強(qiáng)化工藝等。發(fā)展趨勢(shì)是采用短連桿結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)部件重量的減輕，有助于降低能耗和噪聲；可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。對(duì)短連桿的需求是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)正朝著體積小和功率大的方向發(fā)展。 三、連桿的加工概況 盡量減少毛坯余量，提高毛坯精度，從而降低切削力和提高加工效率。 每車數(shù)量多，生產(chǎn)節(jié)拍短，要求機(jī)床的加工效率和精度高。 由于連桿本身剛性差，在定位和夾緊點(diǎn)選擇時(shí)需要特別注意，避免在定位時(shí)產(chǎn)生較大的誤差和不穩(wěn)定，在夾緊時(shí)產(chǎn)生變形而影響加工精度。 應(yīng)遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，

9、盡量避免基準(zhǔn)的更換，以減少定位誤差。 由于連桿重量在裝配時(shí)有特殊要求，所以要妥善安排稱重、去重、重量分組等工序。 要求較高的表面加工，按照粗、半精、精加工分階段進(jìn)行，在粗精加工之間可安排次要表面（如大小頭油孔、軸瓦鎖口槽）的加工，使工件有充分的變形時(shí)間，以消除內(nèi)應(yīng)力，保證加工的精度。 4、 連桿機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程與夾具，要對(duì)質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性三類問(wèn)題要辯證地進(jìn)行分析。以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工藝去完成零件的加工，這樣的工藝才是合理的和先進(jìn)的工藝。工藝設(shè)計(jì)以保證質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)可靠為原則。在保證質(zhì)量要求的前提下設(shè)計(jì)出最優(yōu)的工藝方案以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、降

10、低工人勞動(dòng)強(qiáng)度使企業(yè)產(chǎn)生最高的利潤(rùn)。 1、在設(shè)計(jì)連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程中，預(yù)期需要涉及到的技術(shù)有以下幾個(gè)方面： 1）對(duì)連桿零件進(jìn)行工藝審查，找出主要技術(shù)要求和分析關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性； 2）擬定工藝路線：零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。設(shè)計(jì)時(shí)通常應(yīng)初擬2~3個(gè)較為不同的該零件的加工工藝路線，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后取其中的最佳方案實(shí)施之。 五、兩端平面的加工 連桿平面是連桿其它表面加工時(shí)的定位基準(zhǔn)和連桿在一些自動(dòng)線中的自動(dòng)輸送的基面。其兩端平面之間和兩端面與曲軸銷孔間有著相互位置精度的要求。連桿加工的首道工序就是加工兩端平面。在大小頭孔精加工前，往往還要

11、對(duì)此兩平面進(jìn)行精加工。 連桿端面加工一般采用磨削工藝。在連桿毛坯鍛造時(shí)，對(duì)這兩端面進(jìn)行精壓，尺寸精度可達(dá)0.15～0.20mm。精壓的目的就是提高毛坯精度，減少余量，使其不再經(jīng)過(guò)車、銑粗加工就可直接磨削。磨削的方式有兩種： 1）在立軸多砂輪圓臺(tái)平面磨床上磨削，這是最常用的一種方式，在機(jī)床的圓形工作臺(tái)上，相鄰布置著磨削兩端面的夾具，連桿以一端面及小頭外圓以及大頭一側(cè)面定位，磨削一端面后，工件翻面放置在另一個(gè)夾具上，磨削另一端面，工件通過(guò)兩次安裝，并隨工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)兩圈，經(jīng)一次翻轉(zhuǎn)，完成兩面磨削，在機(jī)床的一個(gè)工作臺(tái)上可裝多個(gè)夾具，且裝卸等輔助時(shí)間與加工時(shí)間重合，因此這是一種高效的加工方法。一般大小

12、頭等高的連桿，多用立式雙軸或多軸圓臺(tái)平面磨床，對(duì)大小頭不等高的連桿，則采用立式五軸圓臺(tái)平面磨床加工。大小頭不等高的連桿現(xiàn)在大多采用在孔精加工前采用面車的方式加工或在最終清洗采用臥式雙端面磨。 2）采用臥式雙砂輪對(duì)置磨床磨削，這種磨削與立軸多砂輪磨床磨削類似，在一大直徑鼓輪的轉(zhuǎn)盤上，裝有多個(gè)夾具，毛坯在夾具中定位，兩邊對(duì)置的臥軸砂輪同時(shí)對(duì)裝于夾具中的工件兩端面磨削，這種方式效率也很高，也具有輔助時(shí)間與加工時(shí)間重合的特點(diǎn)。由于兩個(gè)端面同時(shí)被磨削，不再需要翻面二次安裝。 參考文獻(xiàn)： [1] 許毓潮.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，1998 [2] 戴 曙.金屬切

13、削機(jī)床[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [3] 林文煥.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004 [4] 徐鴻本.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004 [5] 王伯平.互換性與公差測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [6] 陳日曜.金屬切削原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [7] 劉登平.機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2008 4、 方案（設(shè)計(jì)方案、研制方案、研究方案）論證 方案一：粗磨兩平面→鉆小頭孔→切斷→拉連桿兩側(cè)面→結(jié)合面→半圓面→粗磨結(jié)合面→螺栓孔加工→（總成）鉆、擴(kuò)、鉸螺栓

14、孔→精磨兩平面→粗鏜大孔→擠壓襯套→精磨兩端→精鏜大端孔及小端銅套孔→珩磨大端孔→終檢 外觀、連桿大小頭檢查→大小孔返修。、 方案二：組裝→粗鏜大頭孔→倒大頭孔角→鉆油孔→粗磨兩平面→去小頭落差→去定位點(diǎn)、舌槽處毛刺→半精裝→檢驗(yàn)→半精、精鏜大小頭孔→拆桿蓋→銑瓦槽→檢驗(yàn)→精裝→珩磨小頭孔→塞軟木→小頭孔倒圓→壓銅套→細(xì)鏜大頭孔、銅套孔→珩磨大頭孔→稱重、打標(biāo)記→清理終檢→松螺栓、防銹交庫(kù) 分析：方案一對(duì)連桿加工的生產(chǎn)效率較高，但對(duì)設(shè)備要求較高，本課題主要針對(duì)傳統(tǒng)中小企業(yè)加工連桿為研究對(duì)象，因此采取第二套工藝方案，它即可滿足中小批量生產(chǎn)效率的要求又可降低生產(chǎn)成本，是中小企業(yè)較好

15、的選擇。本課題主要就上述工藝流程的第十道工序精鏜大小頭孔夾具的設(shè)計(jì)。考慮到中小企業(yè)以中小批量生產(chǎn)為主的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采取生產(chǎn)效率不高的手工夾緊方式夾具，它既不會(huì)對(duì)工人增加太太的勞動(dòng)強(qiáng)度，也不會(huì)太降低生產(chǎn)效率，還可以降低生產(chǎn)成本，特別適合中國(guó)目前這種傳統(tǒng)的中小企業(yè)。 4、 工作計(jì)劃 畢業(yè)設(shè)計(jì)前一個(gè)學(xué)期期末完成英文翻譯，收集、查閱、文獻(xiàn)資料并裝備開題報(bào)告。 序號(hào)表格去掉 各階段工作內(nèi)容 起止日期 1 提交英文翻譯，完成開題報(bào)告 2月21日—2月27日 2 完成工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 2月28日—3月6日 3 完成工序設(shè)計(jì) 3月7日—3月13日 4 完成加工參數(shù)設(shè)計(jì) 3月

16、14日—3月20日 5 進(jìn)行初步夾具設(shè)計(jì) 3月21日—3月27日 6 繪制裝配圖 3月28日—4月3日 7 期中檢查 4月4日—4月10日 8 完成裝配圖 4月11日—4月17日 9 完成零件圖 4月18日—4月24日 10 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文） 4月25日—5月1日 11 整理修改畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文） 5月2日—5月8日 12 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）提交 5月9日—5月15日 13 評(píng)閱、成果驗(yàn)收、規(guī)范化檢查 5月16日—5月22日 14 答辯評(píng)分 5月23日—5月29日 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽 名： 年 月 日