柴油機連桿加工工藝及工裝夾具設(shè)計-擴大頭孔、銑剖分面,柴油機,連桿,加工,工藝,工裝,夾具,設(shè)計,擴大,銑剖分面 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目：基于發(fā)動機的連桿數(shù)控仿真與工裝夾具設(shè)計 1畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1 題目背景 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車發(fā)動機的連桿在整個工作運行過程中起著越來越重要的作用。模具是制造業(yè)中使用量大，影響面廣的工具產(chǎn)品。在現(xiàn)代化批量生產(chǎn)中，沒有高水平的模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品，它對企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本具有重要的作用。 連桿是發(fā)動機的主要傳動件之一，連桿在工作中，除承受燃燒室燃氣產(chǎn)生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下工作。它既受交變的拉壓應(yīng)力、又受彎曲應(yīng)力。 1.2 研究意義 連桿的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，并使活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。 連桿是汽車發(fā)動機中的的重要零件，連桿最大的應(yīng)用市場在于汽車工業(yè)。中國是全球汽車生產(chǎn)和消費大國。我國汽車產(chǎn)量快速增長，占世界汽車總產(chǎn)量的比重也在快速提升，我國汽車工業(yè)在世界的地位正在快速加強。汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，零部件國產(chǎn)化逐步提升，也給我國汽車零部件產(chǎn)業(yè)帶來巨大的市場空間和發(fā)展機會。 1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究情況 連桿的材料要具有良好的綜合力學(xué)性能及工藝性能。以往連桿材料幾乎普遍采用碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼，20世紀70年代由于石油危機,為節(jié)省能源，歐美和日本開始大量應(yīng)用非調(diào)質(zhì)鋼,并取得很大的進展。隨著汽車工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展，對于汽車發(fā)動機的動力性能 及可靠性要求越來越高，而連桿的強度、剛度對提高發(fā)動機的動力性及可靠性至關(guān)重要，因此國 內(nèi)外各大汽車公司對發(fā)動機連桿 用材料及制造技術(shù)的研究都非常重視。 目前在國內(nèi)，連桿生產(chǎn)線大多由組合專用機床和通用機床組成流水生產(chǎn)線，同國外相比，工序能力指數(shù)及自動化程度均較低。有些關(guān)鍵工序也有采用高精設(shè)備和新工藝的，比如螺栓孔槍鉆、槍鉸和冷劑，拉削技術(shù)的應(yīng)用，體蓋組立扭矩+轉(zhuǎn)角，刀具自動補償功能的大小孔精鏜，電子綜合測量技術(shù)等。大的生產(chǎn)廠家主要有一汽集團、二汽集團、上柴、康明斯等。 我國各大汽車集團的主機廠 發(fā)動機鍛鋼連桿制造技術(shù)與國外 差距不大，不論從鍛件的強度， 表面強化技術(shù)，還是尺寸精度及 產(chǎn)品的穩(wěn)定性方面，都接近國外 發(fā)達國家的水平。配件廠近年技 術(shù)有所提升，但還存在一些問 題，鍛件成形及控冷技術(shù)落后， 產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。 在連桿輕量化方面，我國還 相當(dāng)落后，鈦合金連桿，纖維強 化鋁合金連桿、粉末冶金鍛造連 桿的研究還沒有開展，是今后要 開展的課題。 2本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 本課題研究的主要內(nèi)容 涉及連桿的工藝工裝，總體方案的設(shè)計、結(jié)構(gòu)形成、結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計。 了解其工作原理，熟悉零件的加工工藝過程及工序，根據(jù)發(fā)動機連桿給出連桿的加工工藝過程卡片及工序卡。 熟練運用CAD/CAM軟件對連桿進行形體三維造型設(shè)計；確定連桿模具類型及結(jié)構(gòu)，完成連桿上、下模具三維圖紙的繪制； 根據(jù)加工產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)和要求，擬定分析設(shè)備設(shè)計方案。 繪制整套的零件圖、裝配圖、各零件的精度配合。 用CAD進行造型。根據(jù)連桿的尺寸繪制出連桿的毛柸圖、連桿裝配圖及連桿的圖紙。 本次的連桿工藝工裝設(shè)計，綜合考慮了各方面因素，在生產(chǎn)運行過程中更加的平穩(wěn)，承載能力得到了進一步加強，潤滑好，磨損小，加工制造更容易。在改變運動的傳遞方向，擴大行程，實現(xiàn)增力和遠程傳動等方面更容易。 連桿的工藝工裝設(shè)計首先對各個零件進行設(shè)計和造型，最后裝配成連桿實體，進而進行工藝分析，零件的材料及機械性能要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸，它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經(jīng)濟性，充分考慮利用新工藝、新材料、新技術(shù)的可能性，還有基準(zhǔn)面的選擇，最后確定工藝路線，確定了兩個工藝路線，最后根據(jù)生產(chǎn)實際綜合確定一工藝路線。另外再進行夾具的設(shè)計。 2.2 擬采用的研究方案、研究方法或措施 連桿的加工路線主要分三個階段：第一個階段是粗基準(zhǔn)的加工。第二個階段是連桿體和蓋切開前的加工，第三個階段為連桿體和蓋合裝后的加工。 由此我設(shè)計了兩條工藝路線分析比較 方案A：模鍛毛柸-調(diào)質(zhì)處理-銑大小頭兩端面-拉小頭孔-拉大頭孔兩側(cè)面-打標(biāo)記號-鉆螺栓孔-精加工螺栓孔-鉆油孔-切斷-精拉結(jié)合面、半圓面-磨結(jié)合面-裝配螺栓-清洗、合面-粗磨大小頭孔兩端面-半精鏜大頭孔-擠壓銅套-倒角-精磨兩端面-精鏜大頭、銅套孔-終檢 方案B：模鍛毛柸-調(diào)質(zhì)處理-拉小頭孔-粗磨大小頭兩端面-拉大頭孔半圓面及結(jié)合面-磨結(jié)合面-螺栓座面-鉆油孔-鉆，擴，鉸螺栓孔-去毛刺，清洗-裝配螺栓-粗鏜大頭孔-精磨大小頭兩端面-半精鏜，精鏜大頭孔及小頭孔-壓銅套，倒角-精鏜小頭襯套孔-去毛刺-清洗-終檢 對兩種方案的分析： A方案考慮到了精基準(zhǔn)選擇時應(yīng)遵循統(tǒng)一基準(zhǔn)的原則。首先將兩個側(cè)面這個后續(xù)工序中的精基準(zhǔn)面加工出來。而B方案先把孔加工出來，但是按“先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面”，“先加工平面，后加工孔”，兩端面的接觸面大，便于做粗基準(zhǔn)，加工也方便，所以在粗基準(zhǔn)的選擇上還是A方案合適。并且在鏜削大頭孔的工序中，A方案是反復(fù)幾次的粗精加工，可以達到要求，而B方案是一道工序完成，會使得零件不能充分變形。 綜上所述，方案A工序安排比較合理，最終選擇方案A作為該零件的加工路線。 3本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 3.1重點及難點 連桿工藝工裝設(shè)計和零件的材料及機械性能要求 3.2 前期已開展工作 連桿加工工藝分析 根據(jù)連桿機構(gòu)特點和精度要求，結(jié)合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”和“基準(zhǔn)重合”的原則分析如何對連桿加工基準(zhǔn)進行合理選擇；在保證加工精度的前提下如何確定夾緊力的方向和著力點；怎樣合理選擇連桿個部位加工方式及工藝流程。 連桿加工余量和工序尺寸分析 給出了各工序加工余量的確定方法；工序尺寸與設(shè)計尺寸標(biāo)注方法相同和不同兩種情況下如何確定各工序加工尺寸及偏差。 3.3 完成本課題進度計劃 (1)1-3周：參觀調(diào)研，通過查閱相關(guān)文獻和刊物，了解和掌握CAD/CAM的相關(guān)內(nèi)容和連桿的功用、工作原理以及各種加工方法；編寫開題報告。 (2)4-8周：完成方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計，確定擬實施的方案，完成英文資料翻譯。 (3)9-13周：運用CAD/CAM軟件對連桿進行形體三維造型設(shè)計；確定連桿模具類型及結(jié)構(gòu)，完成連桿上、下模具三維圖紙的繪制；模具形狀尺寸及公差要求進行相關(guān)計算；設(shè)計連桿的工裝夾具；寫出中期報告。 (4)14-18周：編制數(shù)控加工工藝規(guī)程；運用Mastercam對連桿所設(shè)計的上、下模具進行數(shù)控仿真加工，并對對設(shè)計的對設(shè)計方案和仿真的結(jié)果進行相關(guān)分析；完成設(shè)計圖紙，寫出畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 所在系審查意見 系主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 參考文獻 [1] 吳佳常. 機械制造工藝學(xué)[M]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1991 [2] 王啟平. 機床夾具設(shè)計[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2005 [3] 楊坤怡. 制造技術(shù)[M]. 北京：國防工業(yè)出版社, 2007 [4] 艾興, 肖詩綱. 切削用量簡明手冊[M]. 第3版. 北京：機械工業(yè)出版社, 2004 [5] 駱莉, 盧記軍. 機械制造工藝基礎(chǔ)[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社, 2006 [6] 趙如福. 金屬機械加工工藝人員手冊[M]. 第4版. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社, 2006 [7] 機械工程手冊編輯委員會. 機械工程師手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 2007 [8] 劉朝儒等. 機械制圖[M]. 第5版 北京：高等教育出版社, 2006 [9] 曹巖 盧志偉 Mastercam數(shù)控加工編程實例講解[M]，北京，化學(xué)工業(yè)出版社 2012 [10] 曹巖 李云龍 盧志偉 Mastercam磨具數(shù)控加工實例講解[M]，北京，化學(xué)工業(yè)出版社 2012 [11] 曹巖 盧志偉 Mastercam數(shù)控加工從入門到精通[M]，北京，化學(xué)工業(yè)出版社 2012 [12] 云中帆 CAD2013視頻教程，2013 [13] 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具 冶金工業(yè)出版社 2003.9 [14] 楊叔子 主編 機械加工工藝手冊 機械工業(yè)出版社 2004.9 [15] 秋仲潘 主編 計算機英語 科學(xué)出版社 2004.9 [16] Creveling C M. Tolerance Design：A Handbook for Developing Oprimal Specifications．Addison-Wesley,1997 [17] Gao J S，Chase K W，Magleby S P. Generalized 3D tolerance analysis of mechanical assemblies with small kinematic adjustments. llE Transactions．1998．30：367-377 [18] Jack c.h Framework for integrated mechanical design automation. Computer aided design 32,2000: 355~365