汽车连杆加工工艺及夹具设计.
摘 要
连杆是柴油机的主要传动件之一，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。那么加工工序的安排应注意两个影响精度的主要因素：一是连杆的刚度比较低，在外力作用下容易变形；第二连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力。因此本论文在安排工艺过程时，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，保证达到零件的技术要求。
为了使工件在该工序所加工的表面能达到规定的尺寸和位置要求，在加工前，必须首先对工件进行装夹。而工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。此次设计对扩Φ65.5的大头孔及铣剖分面两道工序进行了专用夹具设计，这两道工序都是粗加工，故而主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量。该专用夹具有结构紧凑简单、操作方便、生产效率较高、加工精度容易保证等特点，适用于成批生产。
关键词: 连杆；变形；加工工艺；夹具设计
目 录
引言•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1 汽车连杆加工工艺•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
1.1 连杆的结构特点••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
1.2 连杆的主要技术要求••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
1.2.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
1.2.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6
1.2.3 大、小头孔中心距•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
1.2.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
1.2.5 大、小头孔两端面的技术要求•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
1.2.6 螺栓孔的技术要求•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
1.2.7 有关结合面的技术要求•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 7
1.3 连杆的材料和毛坯••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
1.4连杆的机械加工工艺过程••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
1.5连杆的机械加工工艺过程分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
1.5.1 工艺过程的安排•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
1.5.2 定位基准的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 13
1.5.3 确定合理的夹紧方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
1.5.4 连杆两端面的加工•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
1.5.5 连杆大、小头孔的加工•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
1.5.6 连杆螺栓孔的加工•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
1.5.7 连杆体与连杆盖的铣开工序•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
1.5.8 大头侧面的加工•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
1.6 连杆加工工艺设计应考虑的问题••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
1.6.1 工序安排•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
1.6.2 定位基准•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
1.6.3 夹具使用•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
1.7 切削用量的选择原则••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
1.7.1 粗加工时切削用量的选择原则•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
1.7.2 精加工时切削用量的选择原则•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
1.8 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
1.8.1 确定加工余量•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
1.8.2 确定工序尺寸及其公差•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
1.9 计算工艺尺寸链••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
1.9.1 连杆盖的卡瓦槽的计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
1.9.2 连杆体的卡瓦槽的计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
1.10 工时定额的计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••24
1.10.1 铣连杆大小头平面•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••24
1.10.2 粗磨大小头平面•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••24
1.10.3 加工小头孔•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25
1.10.4 铣大头两侧面•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
1.10.5 扩大头孔•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
1.10.6 铣开连杆体和盖•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27
1.10.7 加工连杆体•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27
1.10.8 铣、磨连杆盖结合面••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••30
1.10.9 铣、钻、镗连杆总成体•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32
1.10.10 粗镗大头孔•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
1.10.11 大头孔两端倒角•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
1.10.12精磨大小头两平面••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34
1.10.13 半精镗大头孔及精镗小头孔•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35
1.10.14精镗大头孔••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35
1.10.15钻小头油孔••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••36
1.10.16 小头孔两端倒角•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••36
1.10.17 镗小头孔衬套•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••36
1.10.18 珩磨大头孔•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
1.11 连杆的检验••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
1.11.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
1.11.2 连杆大头孔圆柱度的检验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
1.11.3 连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
1.11.4 连杆大小头孔平行度的检验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
1.11.5 连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
2 夹具设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
2.1 铣剖分面夹具设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
2.1.1问题的指出••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
2.1.2 夹具设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
2.2 扩大头孔夹具••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••41
2.2.1 问题的指出•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••41
2.2.2 夹具设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••41
结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••45
致谢•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
参考文献••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••48
参考文献
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