1、東南大學成賢學院畢業設計(論文)開題報告機械工程 系 機械設計制造及其自動化專業學 生 姓 名： 張俊杰 學 號： 04106616 設 計 地 點： 東南大學成賢學院 指 導 教 師： 夏福森 畢業設計（論文）開題報告課 題 名 稱汽車發動機連桿工藝及工裝設計精磨雙端面工序及夾具設計1、 選題背景與意義（300字左右）在科學技術迅猛發展的今天，人類文明已經達到了空前的飛躍，機械化取代手工生產已成為全球公認的趨勢，社會的各行各業，包括交通、農牧、石油、化工、煤炭、電力、輕紡、電子、通信、醫療、軍事等，都離不開各種各樣的機械設備，而所有的這些設備都是由機械制造工業提供的，在機械制造學科領域的知識

2、體系中，以機械制造過程中的工藝技術問題為研究對象的一門技術科學，即是機械制造工藝學：以工件在機床上的裝夾為對象的一門技術科學，即是機床夾具設計。在這個市場經濟競爭如此激烈的年代，企業若要生存發展就必須不斷地改進，用最廉價的生產成本創造出最高的利潤，這必然跟我們的工藝過程有著千絲萬縷的聯系，如何合理地安排工藝路線是提高生產效率降低生產成本的最有效方法之一，當然夾具的利用也是提高生產效率的有效手段。傳統的手工裝夾不僅增加了工人的勞動強度，而且大大降低了生產效率。本課題主要是對連桿加工工藝規程和連桿大小頭孔精鏜夾具的設計。連桿是發動機內部的重要零件，連桿的作用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，

3、并把作用在活塞組上的燃氣壓力傳給曲軸。所以，連桿除上下運動外，還左右擺動作復雜的平面運動。連桿工作時，主要承受氣體壓力和往復慣性力所產生的交變載荷， 要求它應有足夠的疲勞強度和結構剛度。同時，由于連桿既是傳力零件，又是運動件，不能單靠加大連桿尺寸來提高其承載能力，須綜合材料選用、結構設計、熱處理及表面強化等因素來確保連桿的可靠性。連桿在機器中應用之廣以及它在機器中的作用和地位不言而喻。因此，本課題所研究的連桿加工工藝和夾具設計都是非常有意義的。2、 課題關鍵問題及難點（300左右字）1、 掌握國內外連桿加工工藝典型的工藝方案、加工過程、加工原理和加工參數選擇；2、 由于連桿具有剛性差、夾緊難、

4、不易定位和加工精度高等特點，給機加工帶來了不少的困難。3、 設計精磨雙端面工序卡片，合理選擇有關加工余量，切屑參數；4、 精磨雙端面工序夾具設計，繪制裝配圖與零件圖；5、 加工參數分析，學會夾緊力和切屑力的分析計算；6、 制作安全性高，需要在失電狀態下仍能夾住連桿；7、 能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具；8、 工藝過程需安排合理，工序間加工余量需分配合理；9、夾具整體結構緊湊，夾緊可靠，外形簡潔，結構設計和材料選用時應注意減重。3、 文獻綜述（或調研報告）（1200字左右）連桿是發動機五大件之一，是發動機重要的安全件。連桿的質量直接影響發動機的使用性能和安全。連桿從結構上看并不復雜，但

5、連桿屬于典型的不規則件且連桿精度要求高，加工工藝比較復雜。本文通過對連桿加工工藝的介紹，并有針對性的對連桿撐斷新工藝和新材料進行具體工藝分析，以了解其在連桿加工發展中的先進性。1、 連桿的功用、結構特點連桿是汽車發動機中的主要傳動部件之一，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，連桿的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質的底，底的內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，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于在磨損后進行修理和更

6、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、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側。考慮到裝夾、安放、搬運等要求，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有油孔(或油槽)，發動機工作時，依靠曲軸的高速轉動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運動副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯接起來，使活塞的往復直線運動變為曲柄的回轉運動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響發動機的性能，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主要有5個：（1）連桿大頭端中心面和小頭端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2

7、）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、連桿的發展方向現代的高性能發動機對連桿的要求是重量輕、強度高、剛度好、慣性力小，盡量采用強化工藝等。發展趨勢是采用短連桿結構。發動機運動部件重量的減輕，有助于降低能耗和噪聲；可以改善發動機的排放。對短連桿的需求是因為發動機正朝著體積小和功率大的方向發展。現代的高性能發動機對連桿的要求是重量輕、強度高、剛度好、慣性力小，盡量采用強化工藝等。發展趨勢是采用短連桿結構。發動機運動部件重量的減輕，有助于降低能耗和噪聲；可以改善發動機的排放。對短連桿的需求是因為發

8、動機正朝著體積小和功率大的方向發展。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。每車數量多，生產節拍短，要求機床的加工效率和精度高。由于連桿本身剛性差，在定位和夾緊點選擇時需要特別注意，避免在定位時產生較大的誤差和不穩定，在夾緊時產生變形而影響加工精度。應遵循基準統一原則，盡量避免基準的更換，以減少定位誤差。由于連桿重量在裝配時有特殊要求，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間，以消除內應力，保證加工的精度。4、 連桿

9、機械加工工藝規程的設計設計連桿機械加工工藝過程與夾具，要對質量、生產率和經濟性三類問題要辯證地進行分析。以優質、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的工藝。工藝設計以保證質量穩定、生產可靠為原則。在保證質量要求的前提下設計出最優的工藝方案以提高生產效率、降低生產成本、降低工人勞動強度使企業產生最高的利潤。1、在設計連桿機械加工工藝過程中，預期需要涉及到的技術有以下幾個方面：1）對連桿零件進行工藝審查，找出主要技術要求和分析關鍵的技術問題，審查零件的結構工藝性；2）擬定工藝路線：零件的機械加工工藝過程是工藝規程設計的核心問題。設計時通常應初擬23個較為不同的該零件的加工工

10、藝路線，經技術經濟分析后取其中的最佳方案實施之。 五、兩端平面的加工連桿平面是連桿其它表面加工時的定位基準和連桿在一些自動線中的自動輸送的基面。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，往往還要對此兩平面進行精加工。連桿端面加工一般采用磨削工藝。在連桿毛坯鍛造時，對這兩端面進行精壓，尺寸精度可達±0.15±0.20mm。精壓的目的就是提高毛坯精度，減少余量，使其不再經過車、銑粗加工就可直接磨削。磨削的方式有兩種：1）在立軸多砂輪圓臺平面磨床上磨削，這是最常用的一種方式，在機床的圓形工作臺上，相鄰布置著磨

11、削兩端面的夾具，連桿以一端面及小頭外圓以及大頭一側面定位，磨削一端面后，工件翻面放置在另一個夾具上，磨削另一端面，工件通過兩次安裝，并隨工作臺旋轉兩圈，經一次翻轉，完成兩面磨削，在機床的一個工作臺上可裝多個夾具，且裝卸等輔助時間與加工時間重合，因此這是一種高效的加工方法。一般大小頭等高的連桿，多用立式雙軸或多軸圓臺平面磨床，對大小頭不等高的連桿，則采用立式五軸圓臺平面磨床加工。大小頭不等高的連桿現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盤上，裝有多個夾具，毛坯在夾具中定位，兩邊對置

12、的臥軸砂輪同時對裝于夾具中的工件兩端面磨削，這種方式效率也很高，也具有輔助時間與加工時間重合的特點。由于兩個端面同時被磨削，不再需要翻面二次安裝。參考文獻：1 許毓潮，機械設計與制造工藝簡明手冊.北京：中國電力出版社，19982 戴 曙，金屬切削機床.北京：機械工業出版社，20103 林文煥，機床夾具設計.北京：國防工業出版社，20044 徐鴻本，機床夾具設計手冊.遼寧：遼寧科學技術出版社，20045 王伯平，互換性與公差測量技術基礎.機械工業出版社，20096 陳日曜，金屬切削原理.北京：機械工業出版社，20097 劉登平，機械制造工藝及機床夾具設計.北京：北京理工大學出版社，20084、

13、方案（設計方案、研制方案、研究方案）論證（不少于100字）方案一：粗磨兩平面鉆小頭孔切斷拉連桿兩側面結合面半圓面粗磨結合面螺栓孔加工（總成）鉆、擴、鉸螺栓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、舌槽處毛刺半精裝檢驗半精、精鏜大小頭孔拆桿蓋銑瓦槽檢驗精裝珩磨小頭孔塞軟木小頭孔倒圓壓銅套細鏜大頭孔、銅套孔珩磨大頭孔稱重、打標記清理終檢松螺栓、防銹交庫 分析：方案一對連桿加工的生產效率較高，但對設備要求較高，本課題主要針對傳統中小企業加工連桿為研究對象，因此采取第二

14、套工藝方案，它即可滿足中小批量生產效率的要求又可降低生產成本，是中小企業較好的選擇。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計。考慮到中小企業以中小批量生產為主的特點，本次設計采取生產效率不高的手工夾緊方式夾具，它既不會對工人增加太太的勞動強度，也不會太降低生產效率，還可以降低生產成本，特別適合中國目前這種傳統的中小企業。4、 工作計劃（不少于300字）1、 工作進展1）畢業設計前一個學期期末完成英文翻譯，收集、查閱、文獻資料并裝備開題報告。2）所繪制的圖紙要求正確合理，圖面整潔，符號標準。3）畢業論文應簡明扼要，計算準確 ，條例清楚，圖文并茂并全部用計算機打印后裝訂成冊。序號各階段工作內容起止日期1提交英文翻譯，完成開題報告2月21日2月27日2完成工藝過程設計2月28日3月6日3完成工序設計3月7日3月13日4完成