《汽车制造工艺学》课程设计班级：姓名：学号：日期：淮阴工学院交通工程学院《汽车制造工艺学》课程设计任务书题目：内容：（1）零件图 1张（2）机械加工工艺规程卡片 1套（3）课程设计说明书 1份原始资料：零件图样1张；生产纲领为60000件/年；每日1班年月《汽车制造工艺学》课程设计说明书设计题目：班级：姓名：学号：指导教师：摘要连杆是活塞式发动机和压缩机的重要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，它是柴油机关键传动件之一。

连杆要承受内燃机的爆发力、压缩力和连杆往复运动的惯性力、拉伸力。

因此对连杆的强度、刚度有很高的要求。

又连杆与曲轴和活塞销连接，并且它们之间存在相对转动，因此对连杆大小头孔的加工要求是很高的。

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，因此在安排工艺过程时，就需要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，就能最后达到零件的技术要求。

关键词:连杆加工工艺夹具设计内容：1.课程设计任务书1份2.工艺卡片1套3.机械加工工艺过程卡片1份4.机械加工工序卡片1份5.零件图1份6.夹具装配图1份7.课程设计说明书1份目录一、任务书二、零件工艺性分析2.1零件技术条件分析2.2毛坯选择以及加工2.3机械加工工艺路线确定2.4连杆的机械加工工艺过程分析2.4.1工艺过程的安排2.4.2定位基准的选择2.4.3确定合理的夹紧方法2.5连杆基本加工工序2.5.1连杆两端面的加工2.5.2连杆大、小头孔的加工2.5.3连杆螺栓孔的加工2.5.4连杆体与连杆盖的铣开工序2.5.5大头侧面的加工2.6工序尺寸以及公差的的计算2.6.1切削用量的选择原则a)粗加工时切削用量的选择原则b)精加工时切削用量的选择原则2.6.2确定各工序的加工余量2.6.3确定工序尺寸及其公差三、XX号工序加工说明书3.1工序尺寸精度分析3.2确定加工余量3.3夹具、定位如CAD图一．任务书机械制造业是国民经济的基础产业,是国民经济发展的支柱产业，机械制造行业的发展影响着国民经济的发展。

要想国力有所提升，国民经济不断发展变强。

传统的机械制造行业已经渐渐不能适应当代社会的发展，同时也为了适应多生产模式（大、中、小批量生产）对夹具快速设计的需求，因此先进的装备便随着产生。

机床专用夹具，数控机床不断的广泛使用。

传统的机床专用夹具设计是一种基于经验的夹具设计方法，需要经验丰富的夹具设计人员来完成，设计周期长，劳动量大，修改不便，效率低。

为了提高生产效率，因此应用CAD 技术、UG、Pro/E、SoldiEdge等软件提供专用的夹具设计模块，应用这些软件在生产中准确绘制、装配和管理的参数化机床专用夹具设计软件，以提高夹具的设计效率和规范性，实现夹具设计经验重用，满足快速响应市场需求的目标，该项研究有利于企业获得良好的经济效益和社会效益。

另外工艺流程也在深深的影响着机械制造业快速发展。

因此在今天的生产过程中不仅仅要有一个很好的工艺流程，还要有高效、准确的夹具以及先进的加工设备。

在实习过程中看到柴油机车的关键零部件的大批量生产过程。

连杆的作用是使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，它是柴油机关键传动件之一。

它在柴油机中，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。

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。

连杆的主要技术要求：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部位的切削用量计算和加工工艺分析。

二．零件工艺性分析2.1零件技术条件分析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IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.4μm；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于3.2μm。

小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025 mm，素线平行度公差为0.04/100 mm。

大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：210±0.05 mm。

连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9。

大头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8μm, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。

2.2毛坯选择以及加工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。

毛坯加热后，通过上下锻辊模具的型槽，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。

连杆的锻造工艺过程中，将棒料在炉中加热至1140～1200C0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯，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。

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。

2.3机械加工工艺路线确定连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。

连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。

连杆的加工路线按连杆的分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体和盖切开之前的加工；第二阶段为连杆体和盖切开后的加工；第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。

第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔和大头外侧面）；第二阶段主要是加工除精基准以外的其它表面，包括大头孔的粗加工，为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗加工，以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小头孔的精加工。

如果按连杆合装前后来分，合装之前的工艺路线属主要表面的粗加工阶段，合装之后的工艺路线则为主要表面的半精加工、精加工阶段。

由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。

连杆机械加工工艺过程如下：工序工序名称工序内容工艺装备1 铸造--------获得毛坯2 磨修磨曲外形立式双头回转铣床3 热处理调质4 铣铣连杆大、小头两平面，铣连杆大小头孔定位台，每面留磨量0.5mm卧式铣床5 粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对称，无标记面称基面M73506 钻与基面定位，钻、扩、铰小头Z3080孔7 铣以基面及大、小头孔定位，装夹工件铣尺寸01.044±mm两侧面，保证对称，此平面为工艺用基准面X62W组合机床或专用工装8 磨精磨大小头断面立式双头回转铣床9 粗镗小头孔钻扩小头孔，孔口倒角摇臂钻床10 扩拉小头孔L6120型拉床11 精镗小头孔以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔为Φ43mmZ308012 铣以基面及大、小头孔定位，装夹工件，切开工件，编号杆身及上盖分别打标记。

X62W组合机床或专用工装锯片铣刀厚2mm13 铣以基面和一侧面定位装夹工件，铣连杆体和盖结合面，保直径方向测量深度为40mmX62组合夹具或专用工装14 磨以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆体和盖的结合面M735015 铣以基面及结合面定位装夹工件，铣连杆体和盖10.005.05+-mm⨯8mm斜槽X62组合夹具或专用工装16 钻钻2—Φ10mm螺栓孔Z305017 扩先扩2—Φ10mm螺栓孔，再扩2—Φ13mm深19mm螺栓孔并倒角Z305018 铰铰2—Φ12.2mm螺栓孔Z305019 钳用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装成连杆组件，其扭力矩为100—120N.m20 镗粗镗大头孔T6 821 倒角大头孔两端倒角X62W22 磨精磨大小头两端面，保证大端面厚度为170.0232.038--mmM713023 镗以基面、一侧面定位，半精镗大头孔，精镗小头孔至图纸尺寸，中心距为05.0210±mm可调双轴镗24 镗精镗大头孔至尺寸T211525 称重称量不平衡质量弹簧称26 钳按规定值去重量27 钻钻连杆体小头油孔Φ6.5mm,Φ10mmZ302528 压铜套双面气动压床29 挤压铜套孔压床30 倒角小头孔两端倒角Z305031 镗半精镗、精镗小头铜套孔T211532 珩磨珩磨大头孔珩磨机床33 检检查各部尺寸及精度34 探伤无损探伤及检验硬度35 入库2.4连杆的机械加工工艺过程分析2.4.1工艺过程的安排在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度：（1）连杆本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作用下容易变形。

（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时将产生较大的残余内应力，并引起内应力重新分布。