【正文】 引導裝置的作用是確定夾具相對于刀具的位置，或引導刀具進行加工，如對刀塊、鉆套、撞套等；其他元件及裝置，如定向件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等；夾具體用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，并與機床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對于機床的位置。 根據(jù)夾具的基本組成，可以看出夾具設(shè)計的主要內(nèi)容包括： (1)在收集整理有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計參考資料和技術(shù)標準的基礎(chǔ)上，分析產(chǎn)品零件的加工特征和加工車間的機床裝備的情況并提取零件的特征信息，確定零件的加工方案； (2)切削力計算，根據(jù)零件的加工方案計算相關(guān)的切削力； (3)定位裝置設(shè)計，其中包括定位方案的確定，定位元件的選擇以及定位誤差的計算等。定位方案和定位元件的選擇包括定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用狀況等因素； (4)夾緊裝置設(shè)計，其中包括夾緊方案的確定，夾緊元件的選擇以及夾緊力計算等；(5)對刀、引導裝置以及夾具體的設(shè)計，其它特定要求涉及的相關(guān)元件與裝置的確定，例如分度裝置、定向鍵等；(6)完成夾具總體布局和裝配圖的設(shè)計繪制，并制定夾具的制造工藝。第二章 汽車連桿加工工藝機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟中的任何行業(yè)的發(fā)展,都必須依靠機械制造業(yè)的支持并提供裝備。工藝裝備是機械制造系統(tǒng)中的一個重要組成部分。隨著世界經(jīng)濟形式的不斷變化，制造技術(shù)的不斷發(fā)展以及企業(yè)競爭的全球化，為了贏得產(chǎn)品的上市時間，現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品更新?lián)Q代速度越來越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐漸被中、小批量生產(chǎn)模式所取代。根據(jù)國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。另一方面，根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國現(xiàn)有工業(yè)水平，生產(chǎn)準備周期一般要占整個產(chǎn)品研制周期的50%～70%，而工藝裝備的設(shè)計制造周期又占生產(chǎn)準備周期的50%～70%，其中工藝裝備的準備階段中有70%～80%的時間用于夾具的設(shè)計和制造。所以夾具設(shè)計與制造對于產(chǎn)品的開發(fā)周期、產(chǎn)品上市的時間有重大的影響。因此，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計方法已不能滿足現(xiàn)有機械制造行業(yè)的發(fā)展需要。為了適應多品種、中、小批量生產(chǎn)模式對夾具快速設(shè)計的需求，隨著數(shù)控機床不斷的廣泛使用，越來越多的機械制造企業(yè)采用機床專用夾具。機床專用夾具是為加工某一零件的某一工序而專門設(shè)計，加工之前，根據(jù)工件加工要求、所采用的機床以及夾具的設(shè)計原則，選取夾具元件，確定所選元件之間的位置關(guān)系，設(shè)計制造裝配得到滿足要求的夾具。機床專用夾具具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、操作迅速、方便、應用面廣、量大等優(yōu)點，由于機床專用夾具滿足批量的生產(chǎn)要求，它將成為制造企業(yè)提高生產(chǎn)率和贏得市場競爭的主要手段。傳統(tǒng)的機床專用夾具設(shè)計是一種基于經(jīng)驗的夾具設(shè)計方法，需要經(jīng)驗豐富的夾具設(shè)計人員來完成，設(shè)計周期長，勞動量大，修改不便。效率低，因為傳統(tǒng)設(shè)計方法通常沒有利用CAD技術(shù)，給設(shè)計和修改帶來了很大不便，越來越不能適應現(xiàn)代制造的要求。但是，在制造業(yè)中根據(jù)統(tǒng)計，超過70%的夾具設(shè)計都來源于對現(xiàn)有的相似夾具修改而成。機床專用夾具的設(shè)計也不例外。而一些大型的三維參數(shù)化CAD軟件如UG、Pro/E、SoldiEdge等均未提供專用的夾具設(shè)計模塊。為此，很有必要利用CAD軟件二次開發(fā)出能快速、準確繪制、裝配和管理的參數(shù)化機床專用夾具設(shè)計軟件，以提高夾具的設(shè)計效率和規(guī)范性，實現(xiàn)夾具設(shè)計經(jīng)驗重用，滿足快速響應市場需求的目標，該項研究有利于企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。 連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿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，可以用來補償軸瓦的磨損。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，同時便于在磨損后進行修理和更換。在發(fā)動機工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。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。為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]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(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動機工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，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(lián)接起來，使活塞的往復直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，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(shù)主要有5個：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（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。 連桿上需進行機械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端面，連桿體與連桿蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術(shù)要求（圖11）如下。 連桿總成圖、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級為IT6，； mm，小頭孔公差等級為IT8。 mm。 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較??；而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100 mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100 mm。 、小頭孔中心距大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：190177。 mm。 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級應不低于IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在100 mm）。、小頭孔兩端面的技術(shù)要求連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但從技術(shù)要求是不同的，大頭兩端面的尺寸公差等級為IT9，, 小頭兩端面的尺寸公差等級為IT12。這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。在前面已經(jīng)說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術(shù)要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定：； mm。在連桿受動載荷時，接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良，從而產(chǎn)生不均勻磨損。結(jié)合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿， mm?！∵B桿的材料和毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成—體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優(yōu)點，故用得越來越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊鞯姆N類和制造方法的選擇應使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。目前我國有些生產(chǎn)連桿的工廠，采用了連桿輥鍛工藝。圖（12）為連桿輥鍛示意圖．毛坯加熱后，通過上鍛輥模具2和下鍛輥模具4的型槽，毛壞產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需要的形狀。用輥鍛法生產(chǎn)的連桿鍛件，在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平，并且設(shè)備簡單，勞動條件好，生產(chǎn)率較高，便于實現(xiàn)機械化、自動化，適于在大批大量生產(chǎn)中應用。輥鍛需經(jīng)多次逐漸成形。圖（12）連桿輥鍛示意圖圖(13)、圖(14)給出了連桿的鍛造工藝過程，將棒料在爐中加熱至1140～1200C0，先在輥鍛機上通過四個型槽進行輥鍛制坯見圖(13)，然后在鍛壓機上進行預鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊見圖(14)。鍛好后的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細致均勻的回火索氏體組織，以改善性能，減少毛坯內(nèi)應力。為了提高毛坯精度，連桿的毛坯尚需進行熱校正。連桿必須經(jīng)過外觀缺陷、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸及質(zhì)量等的全面檢查，方能進入機械加工生產(chǎn)線。由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。連桿機械加工工藝過程如下表(1—1)所示： 表(1—1)工序工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備1