【導讀】機械制造業(yè)的生產能力和發(fā)展水平標志著一個國家或地區(qū)國民經濟現(xiàn)。品性能和質量的好壞則取決于制造過程中工藝水平的高低。連桿在傳遞力的過程中，承受著很高的周期性沖擊力、慣性力。這就要求連桿應具有高的強度、韌性和疲勞性能。同時，因其是發(fā)動。機重要的運動部件，故要求很高的重量精度。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，連桿的需求。量在不斷增加，也出現(xiàn)了許多不同的加工制造工藝。

　　

【正文】 設計過程中考慮到了螺旋鉤形壓板夾緊機構和斜楔夾緊機構配合使用定中山火炬職業(yè)技術學院畢業(yè)項目 20 位夾緊工件。該夾具中設計使用了兩種螺栓： ① Tr20X8(P4)7H 梯形螺紋螺栓 。 ② 緊固螺紋螺栓。 鏜小頭青銅套孔夾具如圖 61所示。 由文獻 《機械加工工藝師手冊》 可知： 夾 具采用螺旋夾緊機構，此結構不僅結構簡單、容易制造，而且由于螺栓是由平面斜楔纏繞在圓柱表面形成的。螺旋夾緊機構的夾緊力計算、自鎖性能等與斜楔相似，且螺旋線長、升角小。所以，螺栓夾緊機構自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程大，是應用最為廣泛的一種夾緊機構。 斜楔夾緊機構在夾具設計和生產實踐中應用較廣，一般都情況下是與其他機構聯(lián)合使用。增力系數(shù)（增力比）是指夾緊力與原始作用力之比，是衡量夾緊機構的重要指標。升角也是衡量夾緊機構的重要指標，在選擇升角時，必須同時考慮機構的增力、夾緊行程和自鎖三方面的問題。為保證自鎖和具有 適當?shù)膴A緊行程，一般升角不得大于 12186。斜楔升角大的用來使機構迅速趨近工件，而斜楔升角小的用來夾緊工件。 鏜小頭孔夾具采用基準重合原則，選用大頭孔軸線和小頭孔端面為定位基準，其中，大頭孔內漲心軸限制工件的 →X 、 →y 、 ︵X 、 →X 、 ︵y 、 →z ；菱形假銷限制工件的 ︵z 、 ︵X ；由于菱形假銷只起臨時定位作用，所以夾具不存在過定位和重復定位現(xiàn)象。撤去菱形假銷后鉤形壓塊限制了工件的 ︵z ，和內漲心軸共同限制工件的六個自由度，實現(xiàn)了工件的合理定位。 圖 61 鏜小頭青銅套孔夾具 夾具的結構工 藝 夾具通常是單件生產，制造周期很短，具有較高的制造精度，夾具制造過程中，除了生產方式與一般產品不同外，在應用互換性原則方面也有一定的限制，以保證夾具的制造精度。對于與加工尺寸直接有關的且精度較高的部位，在夾具制造時常用調中山火炬職業(yè)技術學院畢業(yè)項目 21 整法和修配法來保證夾具的精度。 為了使夾具的裝配、測量具有良好的工藝性，應遵循基準統(tǒng)一原則，以夾具體的基面為統(tǒng)一的基準，便于裝配和測量，保證夾具的制造精度和加工工件的尺寸精度。 夾具上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一個整體，因此夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上的各種裝置的布置及與機床的連接 。此外，夾具體還應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性；有足夠的強度和剛度：尺寸和形狀及位置精度；結構工藝性要好，便于制造、裝配和檢驗：排屑方便，在機床上安裝穩(wěn)定可靠。 夾具體毛 坯 的制造類型為鑄造夾具體，其優(yōu)點是制造工藝性好，可鑄造出各種復雜的形狀，具有較好的抗壓強度、剛度和抗振性。常用材料為灰鑄鐵，其具有良好的鑄造性和切削加工性，而且吸振性和耐磨性較好。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，以消除內應力。 工序精度分析 工件以一面兩孔定位，在加工時，工件以兩孔軸線相互平行的孔和與之相互垂直的底面作為定 位基準，采用一面兩孔定位易做到工藝過程中的基準統(tǒng)一，保證工件的相互位置精度。 夾具體上兩孔凸臺孔距保證尺寸公差為 190? ， 大頭孔以內漲心軸定位，大頭孔軸線為定位基準，在小頭青銅襯套孔內插入菱形假銷，保證小頭孔與夾具孔的孔軸線重合，同時保證兩孔的孔間距和兩孔軸線的平行度，再由鉤形壓板壓緊小頭孔端面與支撐板充分接觸。 定位裝置的主要參數(shù)確定： （ 1） 圓柱漲心軸直徑的基本尺寸及公差： 圓柱漲心軸直徑的基本尺寸應等于與之配合的工件孔 ? + 0 的最大極限尺寸，其公差一般取 g6或 f7。經換算得到圓柱漲心軸的直徑為 ? mm。 （ 2） 兩定位銷軸的中心距尺寸及公差： 兩孔的中心距的基本尺寸應等于工件兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般為孔距公差的 1/2～ 1/5 且對稱標注。當孔中心距精度較高，生產批量大，工序尺寸精度要求較高時，兩定位銷軸中心距公差取最小值。經換算得到兩定位銷軸的中心 距為190? 。 （ 3） 菱形假銷（或稱削邊銷）的直徑尺寸及公差： 由文獻 《機械制造工藝與夾具》 表 19 中查得的 b值，代入公式計算確定： b=5mm、B==、小頭孔與銷的最小間隙為 。由此可以確定菱形假銷的直徑（公差配合一般取 h6）為 ? +0 。 綜上尺寸，參見文獻 《 機械加工工藝師手冊》 表 179的定位誤差確定方法計算中山火炬職業(yè)技術學院畢業(yè)項目 22 并確定夾具的定位尺寸及公差： 在夾具體上，與圓柱漲心軸配合的定位孔的尺寸為 ? + + mm；與菱形假銷配合的定位孔的尺寸為 ? +0 ；兩定位孔的中心距為 190? 。 確定了夾具合理的尺寸精度，就相當于保證了工件的加工工序精度在公差范圍內，就可以加工出尺寸穩(wěn)定的零件。 夾緊力的確定 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作用點的三個要素。 夾緊力的大小直接影響夾具使用的可靠性、安全性及工 件的變形量，因此，既要有足夠的夾緊力，但又不得過大。夾緊力的大小根據具體情況用類比法或用分析計算進行估算。 （ 1） 夾緊力應朝向主要定位基準： 本工序要求所鏜孔與定位基面垂直，故應以連桿一端面為主要定位基準，在確定夾緊力方向時，應使夾緊力朝向其端面即主要定位基準，以保證孔中心與端面的垂直度； （ 2） 夾緊力應朝向工件剛度較好的方向，使工件變形盡可能??； （ 3） 夾緊力方向應盡可能實現(xiàn)“三力（夾緊力、切削力、工件自身重力）”同向，以利于減少夾緊力； （ 4） 夾緊力作用應作用在工件剛度較好的部位，盡量靠近加工部位，在夾 緊力的方向，作用點確定后，必須確定夾緊力的大小。 夾具在夾緊過程中的夾緊力確定： 由文獻 《機械加工工藝師手冊》 可知： 分析計算法是將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)，根據工件在加工過程中受切削力、離心力、慣性力以及工件的重力作用情況，找出在加工過程中對工件最不利的瞬間狀態(tài)，然后按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，在乘上安全系數(shù)即可得到實際夾緊力的數(shù)值。即： Fk=FK K=K0K1K2K3K4K5K6 式中： Fk—— 實際所需的夾緊力（ N） ； F—— 按靜力平衡原理計算出理論夾緊力（ N） ； K—— 安全系數(shù)； K0— K6—— 各種因素的安全系數(shù) 查文獻 《機械加工工藝師手冊》 表 1710，取 K0=、 K1=（精加工）、 K3=（連續(xù)切削）、 K4=（手動夾緊）、 K5=、 K6=（接觸點確定）； 查表 1711，取 K2=（精鏜 /鋼）。 中山火炬職業(yè)技術學院畢業(yè)項目 23 由此，可代入式中計算出 K的值為 。 查表 1729 得到： M8螺栓的許用夾緊力為 2550N,夾緊轉矩為 ； Tr20 螺栓的許用夾緊力為 15696N,夾緊轉矩為 。 由文獻 《機械加工工藝師手冊 》 查表 ，得到 得到控制螺栓預緊力的方法 感覺法。感覺法靠操作者在扭緊時的感覺和經驗，扭緊螺栓施加在手柄或扳手上的擰緊力（一般認為對經驗的操作者，誤差在177。 40%內）。 M8螺栓的擰緊力約為 70N，操作要領：加腕力和肘力； Tr20 螺栓的擰緊力約為 500N，操作要領：加上全身重量； 但考慮到 Tr20 螺栓要與內漲心軸中的斜楔配合使用，要控制擰緊力的大小，從而控制漲心軸對工件大頭孔的作用力，防止作用力過大引起孔的變形，影響尺寸精度。因此擰緊力控制在 100～ 130N 范圍內，操作時只加腕力和肘力（或全手臂力 ），對螺栓預緊。 由文獻 《機械加工工藝師手冊》 查表 1730，查取帶手柄螺母夾緊力為： M8螺栓的手柄長度為 50～ 90mm，作用力為 50N,夾緊力為 2050N； Tr20 螺栓的手柄長度為 110～ 140mm；作用力為 100N,夾緊力為 4640N，夾緊轉矩為 。 由文獻 《機械加工工藝師手冊》 查表 1722 和表 1733，查取內漲心軸屬于無移動柱塞式斜 楔夾緊機構，有多斜楔面滑動。傾斜角為 10186。，增力比為 。 Tr20 螺栓的夾緊力為 4640N，即為斜楔的推力。通過把數(shù)據代入公式計算后得到實際的夾 緊力為 9048N。 在實際生產中，使用該夾具對工件進行加工時，還應根據實際情況進行適當?shù)恼{整夾緊力，合理夾緊工件，保證工件的結構形狀和尺寸精度要求。 夾具的操作方法 如圖 61所示，先將夾具用 4 個緊固螺 栓 固定在金鋼鏜的工作臺上，保證位置的穩(wěn)定，在加工過程中不會出現(xiàn) 竄動現(xiàn)象（已加工試驗件，確定位置正確、實測尺寸在給定公差范圍內）。連桿大頭孔先以內漲心軸定位，小頭青銅套孔插入菱形假銷， 并使連桿端面緊貼夾具體的支撐平面，將等高鉤形壓塊壓在連桿小頭端面上（壓點控制在青銅套外，留有讓刀空間），旋轉其手柄壓緊 小頭一端。然后，將內六方可拆卸手柄安放螺桿上，并旋轉夾緊。確定連桿夾緊無 竄動后，拆下內六方可拆卸手柄，同時抽出菱形假銷，接下來就可以對連桿的小頭青銅套孔進行鏜削了。鏜削結束后，分別松開兩個夾緊手柄，取下內六方可拆卸手柄，移開等高鉤形壓塊，即可取下工件進行尺寸測量及相關檢驗。 中山火炬職業(yè)技術學院畢業(yè)項目 24 總結 通過這次畢業(yè)設計，使我充分的利用所學的理論知識和軟件知識，對設計的零件進行測繪，用 solidworks 軟件畫出實體圖，并且對實體零件 進行觀察，查閱書籍文獻，收集各方面的資料，這樣不僅深化了我學習的專業(yè)知識，還擴大了我的視野， 增長了技術經驗，提高了進行理論分析的能力，設計，計算，工藝編制及繪圖的能力。 同時，使我對從事這方面的工作人員有了親身的體會，學會了查閱書籍文獻、資料、相關手冊等 ，為以后從事這方面的工作打下基礎。 此外，在設計思想上也有較深的體會，做為一名工藝編制及設計人員，在設計和編制過程中，必須做到嚴謹、求實、負責和積極創(chuàng)新的精神，這對于一個工藝人員來說至關重要的。通過這次畢業(yè)設計，使我意識到我的不足，沒有仔細全面分析問題，導致出現(xiàn)的錯誤，所以改正錯誤后，我一直以嚴謹?shù)膽B(tài)度完成這次設計。 通過這次畢業(yè)設計，使我真的受益 匪淺，也為我今后的學習工作打下一個堅實的基礎。中山火炬職業(yè)技術學院畢業(yè)項目 25 致謝 在此， 謹向所有 在本文的完成中給予關懷和幫助而在此無法一一提及的領導、老師、 同學和朋友致以誠摯的謝意！ 最后，衷心感謝各位指導老師及同學 對我的幫助和指導。祝愿你們在以后的工作中，事事順心如意！中山火炬職業(yè)技術學院畢業(yè)項目 26 參考文獻 . 機械設計手冊（單行本） .北京：化學工業(yè)出版社， 2020 2. 張進生 . 機械制造工藝與夾具設計指導。機械工業(yè)出版社， 1994 3. 楊叔子主編 . 機械加工工藝師手冊 .北京：機械工業(yè)出版社 . 4. 蘭建設主編 . 機械制造工藝與夾具 .北京： 機械工業(yè)出版社 . 5. 姜敏鳳 . 工程材料及熱成型工藝。高等教育出版社， 2020 6. 倪森壽 . 機械制造工藝與裝備。化學工業(yè)出版社， 2020 7. 李鳳云主編 . 機械工程材料成形及應用 . 北京：高等教育出版社 . 8. 黃云濤主編 . 公差配合與測量技術 .北京：機械工業(yè)出版社 . 9. 顧崇衍 . 機械制造工藝學。陜西：科技技術出版社， 1981 10. 沈其文 徐鴻本主編 . 機械制造工藝禁忌手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社 .