連桿加工夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(已修改)
2025-10-23 18:47 本頁(yè)面
【正文】 第一篇：連桿加工夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄前言 2設(shè)計(jì)任務(wù)及工況要求 2連桿零件分析 2設(shè)計(jì)條件 3專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 本夾具的功用 設(shè)計(jì)方案分析比較 夾具工作原理 6定位誤差計(jì)算 6夾緊力的計(jì)算與強(qiáng)度校核 夾緊力的計(jì)算 強(qiáng)度校核夾具特點(diǎn)及使用說(shuō)明 8心得體會(huì) 9參考文獻(xiàn) 9銑連桿小頭油槽夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)前言連桿在工作過(guò)程中，連桿小頭油槽收集飛濺的潤(rùn)滑油，并通過(guò)連桿小頭孔襯套上的小孔將潤(rùn)滑油引導(dǎo)到活塞銷(xiāo)上，起到潤(rùn)滑、冷卻活塞銷(xiāo)和活塞小頭孔襯套的作用。因此要求連桿小頭油槽不僅要位于連桿小頭頂部并銑穿，而且要有一定的對(duì)稱(chēng)度；但在整個(gè)連桿加工過(guò)程中，銑連桿小頭油槽并不是一道非常重要的工序。連桿小頭油槽加工后形成的表面，在后續(xù)的工序中，不會(huì)用其做定位或夾緊使用，所以銑連桿小頭油槽的加工精度要求不高。設(shè)計(jì)任務(wù)及工況要求運(yùn)用所學(xué)機(jī)械制造工程學(xué)等基本理論知識(shí)，正確解決連桿在加工時(shí)的定位和夾緊問(wèn)題，選擇合理的方案，進(jìn)行必要的計(jì)算，為492Q汽油機(jī)連桿的機(jī)械加工中的“銑連桿小頭油槽”這一工序設(shè)計(jì)一套專(zhuān)用夾具，努力做到使其具有質(zhì)優(yōu)、高效、低成本的特點(diǎn)。連桿作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件，使用量很大，在連桿加工工廠(chǎng)通常采用中批量或大批量生產(chǎn)，實(shí)行生產(chǎn)流水線(xiàn)作業(yè)。因此加工連桿小頭油槽可以選用臥式銑床X51，液壓夾緊。連桿零件分析連桿是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)將活塞與曲軸連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)活塞與曲軸之間力的傳遞，將活塞的往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可逆地轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)功率的輸出。連桿通常是一種細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓桿件，由從大頭到小頭逐步變小的工字型截面的連桿體、連桿蓋、螺栓及螺母等組成。不同結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，連桿的結(jié)構(gòu)略有差異，但基本上都是由活塞銷(xiāo)孔端（小頭）、連桿身、曲柄銷(xiāo)孔端（大頭）三部分組成。連桿大頭孔套在曲軸連桿軸徑上，為了便于安裝，連桿一般自大頭孔處分開(kāi)成連桿體和連桿蓋兩部分，然后用連桿螺栓連接。為了減少磨損，大頭孔內(nèi)裝有上下兩片軸瓦；連桿小頭孔與活塞銷(xiāo)相連，小頭孔內(nèi)壓入銅襯套，孔內(nèi)設(shè)有油槽，小頭頂部設(shè)有油孔，通過(guò)飛濺潤(rùn)滑實(shí)現(xiàn)。為了減少慣性力，并有一定的剛度，連桿身采用工字型斷面。因此連桿工藝特點(diǎn)：外形復(fù)雜，不易定位；連桿的大、小頭是由細(xì)長(zhǎng)的桿身相連，故剛性差，易彎曲、變形；尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求高。連桿在工作過(guò)程中主要受三個(gè)方向的作用力：活塞頂上壓縮氣體力、活塞桿 2 組的往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力，連桿高速擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向慣性力連桿的主要加工表面：連桿大、小頭孔；連桿大、小頭端面；連桿大頭剖分面及連桿螺栓孔等。（1）大小端孔的精度要求：為了使大端孔與軸瓦及曲軸、小端孔與活塞銷(xiāo)能密切配合，減少?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱，采用分組裝配法。（2）大小端孔中心線(xiàn)在兩個(gè)互相垂直方向的平行度：兩孔軸心線(xiàn)在連桿軸線(xiàn)方向的平行度誤差會(huì)使活塞在汽缸中傾斜，增加活塞與汽缸的摩擦力，從而造成汽缸壁損加劇。（3）大小端孔的中心距：大小端孔的中心距影響汽缸的壓縮比，所以對(duì)其要求很高。（4）大端孔兩端面對(duì)大端孔軸線(xiàn)的垂直度：此參數(shù)影響軸瓦的安裝和磨損。（5）連接螺栓孔：螺栓孔中心線(xiàn)對(duì)蓋體結(jié)合面與螺栓及螺母坐面的不垂直，會(huì)增加連桿螺栓的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，并影響螺栓伸長(zhǎng)量而削弱螺栓強(qiáng)度。（6）連桿螺栓預(yù)緊力要求：連桿螺栓裝配時(shí)的預(yù)緊力如果過(guò)小，工作時(shí)一旦脫開(kāi)，則交變載荷能迅速導(dǎo)致螺栓斷裂。（7）對(duì)連桿重量的要求：為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，連桿大、小頭重量和整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上的一組連桿的重量按圖紙的規(guī)定嚴(yán)格要求。（8）軸瓦槽：對(duì)槽頭的要求非常高。由于連桿在工作中承受多種急劇變化的動(dòng)載荷，所以要求其材料具有足夠的疲勞強(qiáng)度及剛度要求，而且還要使其縱剖面的金屬宏觀(guān)組織纖維方向應(yīng)沿連桿中心線(xiàn)并與連桿外形相符合，不得有裂紋、斷裂、疏松、扭曲、氣泡、氣孔、分層和雜質(zhì)等缺陷。連桿成品的金相顯微組織應(yīng)為均勻的細(xì)晶結(jié)構(gòu)，不允許有片狀鐵素體。設(shè)計(jì)條件加工工序中，在“銑連桿小頭油槽”工序之前，已經(jīng)完成了對(duì)連桿雙端面和側(cè)面的精加工，并且完成了連桿鉆擴(kuò)小頭孔的加工工藝，因此在定位夾緊時(shí)可以選擇已加工表面作為定位基準(zhǔn)。而連桿的加工在工廠(chǎng)實(shí)行生產(chǎn)流水線(xiàn)作業(yè)，進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，要求生產(chǎn)效率高，并且盡量降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。通用機(jī)床X51可以滿(mǎn)足本工序的加工要求，因此可設(shè)計(jì)與X51工作臺(tái)配套使用的夾具，并選用液壓自動(dòng)夾緊的方式以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)、本夾具的功用在機(jī)床上進(jìn)行加工工件工程中，為了使工件的表面以及各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求，在加工前必須將工件定位、夾緊。本夾具主要用于銑連桿小頭油槽，它采用通用的定位元件，使被加工的連桿在夾具的安裝過(guò)程能夠迅速實(shí)現(xiàn)定位夾緊。夾具只有安裝到機(jī)床的工作臺(tái)上才能實(shí)現(xiàn)被加工工件的加工工序，因此本夾具的另一功用是連接安裝到臥式銑床X51的工作臺(tái)上。、設(shè)計(jì)方案比較分析根據(jù)本工序“銑連桿小頭油槽”的加工工藝要求，選用臥式銑床X51，3mm盤(pán)狀銑刀進(jìn)行銑削加工。故被加工零件——連桿的定位夾緊，根據(jù)加工工藝方法，可以有多種方案。方案一、定位元件：支撐板、圓柱銷(xiāo)、削邊銷(xiāo)；夾緊裝置：液壓自動(dòng)夾緊，直壓板；定位夾緊原理如下圖：小頭支撐板削邊銷(xiāo)加緊壓板大頭支撐板圓柱銷(xiāo)方案二、定位元件：支撐板、圓柱銷(xiāo)、定位塊；夾緊裝置：液壓自動(dòng)夾緊，直壓板；定位夾緊原理圖如下：小頭支撐板可換定位銷(xiāo)夾緊壓板定位塊大頭支撐板方案一中采用“一面雙銷(xiāo)”的定位方式，能夠限制使得夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于在本道工序之前，連桿大頭孔還是毛坯面，沒(méi)有進(jìn)行加工，因此基準(zhǔn)精度很低；且考慮到鍛造連桿時(shí)的模型錐度，用圓柱銷(xiāo)定位連桿大頭孔，還存在定位可靠性差的缺點(diǎn)。方案二采用大小頭支撐板、定位銷(xiāo)和定位塊作為定位元件。在本道工序之前，連桿大小頭雙端面和側(cè)面及連桿小頭孔已經(jīng)進(jìn)行了精加工，選用上述已加工表面為定位面，基準(zhǔn)精度較高，定位準(zhǔn)確，可靠性高且安裝方便，只是夾具夾具結(jié)構(gòu)與方案一相比稍顯復(fù)雜。綜上所述，方案二優(yōu)點(diǎn)明顯，好于方案一，故選用方案二作為本道工序“銑連桿小頭油槽”的夾具設(shè)計(jì)方案。、夾具工作原理本工序“銑連桿小頭油槽”夾具設(shè)計(jì)原理方案如下圖所示。大小頭的支撐板支撐連桿端面，限制連桿的3個(gè)自由度；可換定位銷(xiāo)套在連桿小頭孔內(nèi)，限制2個(gè)自由度；定位塊與連桿大頭側(cè)面相連，限制1個(gè)自由度；因此本夾具可以實(shí)現(xiàn)“銑連桿小頭油槽”工藝的完全定位。小頭支撐板可換定位銷(xiāo)夾緊壓板定位塊大頭支撐板定位誤差計(jì)算177。，因此基準(zhǔn)不重合誤差ΔB為δ差D/2。定位孔與軸可以在任意方向上接觸，此種情況下，定位基準(zhǔn)可以在任意方向上變動(dòng)，其最大變動(dòng)量為孔徑最大與軸頸最小時(shí)的間隙，所以基準(zhǔn)位移誤DY=Dmaxdmin=dD+dd+D式中，δD、δd、Δ分別為定位孔、軸的尺寸公差和孔軸配合的最小間隙。由于ΔB和ΔY變化
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