【導(dǎo)讀】機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著一個國家或地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)。品性能和質(zhì)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(yīng)具有高的強(qiáng)度、韌性和疲勞性能。同時，因其是發(fā)動。機(jī)重要的運(yùn)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(shè)計(jì)過程中考慮到了螺旋鉤形壓板夾緊機(jī)構(gòu)和斜楔夾緊機(jī)構(gòu)配合使用定中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 20 位夾緊工件。該夾具中設(shè)計(jì)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(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 可知： 夾 具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)的夾緊力計(jì)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(jī)構(gòu)自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程大，是應(yīng)用最為廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)在夾具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較廣，一般都情況下是與其他機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)的重要指標(biāo)。升角也是衡量夾緊機(jī)構(gòu)的重要指標(biāo)，在選擇升角時，必須同時考慮機(jī)構(gòu)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(dāng)?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(jī)構(gòu)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(zhǔn)重合原則，選用大頭孔軸線和小頭孔端面為定位基準(zhǔn)，其中，大頭孔內(nèi)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(fù)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(nèi)漲心軸共同限制工件的六個自由度，實(shí)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(jié)構(gòu)工 藝 夾具通常是單件生產(chǎn)，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(chǎn)方式與一般產(chǎn)品不同外，在應(yīng)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(guān)的且精度較高的部位，在夾具制造時常用調(diào)中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)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(yīng)遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，以夾具體的基面為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，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(jī)床的連接 。此外，夾具體還應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性；有足夠的強(qiáng)度和剛度：尺寸和形狀及位置精度；結(jié)構(gòu)工藝性要好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)：排屑方便，在機(jī)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(diǎn)是制造工藝性好，可鑄造出各種復(fù)雜的形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)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(jìn)行時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)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(zhǔn)，采用一面兩孔定位易做到工藝過程中的基準(zhǔn)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(nèi)漲心軸定位，大頭孔軸線為定位基準(zhǔn)，在小頭青銅襯套孔內(nèi)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(yīng)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(jīng)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(yīng)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(biāo)注。當(dāng)孔中心距精度較高，生產(chǎn)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(jīng)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(xiàn) 《機(jī)械制造工藝與夾具》 表 19 中查得的 b值，代入公式計(jì)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(xiàn) 《 機(jī)械加工工藝師手冊》 表 179的定位誤差確定方法計(jì)算中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)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(dāng)于保證了工件的加工工序精度在公差范圍內(nèi)，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(diǎn)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(jù)具體情況用類比法或用分析計(jì)算進(jìn)行估算。 （ 1） 夾緊力應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)： 本工序要求所鏜孔與定位基面垂直，故應(yīng)以連桿一端面為主要定位基準(zhǔn)，在確定夾緊力方向時，應(yīng)使夾緊力朝向其端面即主要定位基準(zhǔn)，以保證孔中心與端面的垂直度； （ 2） 夾緊力應(yīng)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(yīng)盡可能實(shí)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(yīng)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(diǎn)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(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 可知： 分析計(jì)算法是將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)，根據(jù)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(jì)算出理論夾緊力，在乘上安全系數(shù)即可得到實(shí)際夾緊力的數(shù)值。即： Fk=FK K=K0K1K2K3K4K5K6 式中： Fk—— 實(shí)際所需的夾緊力（ N） ； F—— 按靜力平衡原理計(jì)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(xiàn) 《機(jī)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(diǎn)確定）； 查表 1711，取 K2=（精鏜 /鋼）。 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 23 由此，可代入式中計(jì)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(zhuǎn)矩為 ； Tr20 螺栓的許用夾緊力為 15696N,夾緊轉(zhuǎn)矩為 。 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊 》 查表 ，得到 得到控制螺栓預(yù)緊力的方法 感覺法。感覺法靠操作者在扭緊時的感覺和經(jīng)驗(yàn)，扭緊螺栓施加在手柄或扳手上的擰緊力（一般認(rèn)為對經(jīng)驗(yàn)的操作者，誤差在177。 40%內(nèi)）。 M8螺栓的擰緊力約為 70N，操作要領(lǐng)：加腕力和肘力； Tr20 螺栓的擰緊力約為 500N，操作要領(lǐng)：加上全身重量； 但考慮到 Tr20 螺栓要與內(nèi)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(nèi)，操作時只加腕力和肘力（或全手臂力 ），對螺栓預(yù)緊。 由文獻(xiàn) 《機(jī)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(zhuǎn)矩為 。 由文獻(xiàn) 《機(jī)械加工工藝師手冊》 查表 1722 和表 1733，查取內(nèi)漲心軸屬于無移動柱塞式斜 楔夾緊機(jī)構(gòu)，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(jù)代入公式計(jì)算后得到實(shí)際的夾 緊力為 9048N。 在實(shí)際生產(chǎn)中，使用該夾具對工件進(jìn)行加工時，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整夾緊力，合理夾緊工件，保證工件的結(jié)構(gòu)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(yàn)件，確定位置正確、實(shí)測尺寸在給定公差范圍內(nèi)）。連桿大頭孔先以內(nèi)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(diǎn)控制在青銅套外，留有讓刀空間），旋轉(zhuǎn)其手柄壓緊 小頭一端。然后，將內(nèi)六方可拆卸手柄安放螺桿上，并旋轉(zhuǎn)夾緊。確定連桿夾緊無 竄動后，拆下內(nèi)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(jìn)行鏜削了。鏜削結(jié)束后，分別松開兩個夾緊手柄，取下內(nèi)六方可拆卸手柄，移開等高鉤形壓塊，即可取下工件進(jìn)行尺寸測量及相關(guān)檢驗(yàn)。 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 24 總結(jié) 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我充分的利用所學(xué)的理論知識和軟件知識，對設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行測繪，用 solidworks 軟件畫出實(shí)體圖，并且對實(shí)體零件 進(jìn)行觀察，查閱書籍文獻(xiàn)，收集各方面的資料，這樣不僅深化了我學(xué)習(xí)的專業(yè)知識，還擴(kuò)大了我的視野， 增長了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，提高了進(jìn)行理論分析的能力，設(shè)計(jì)，計(jì)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(xué)會了查閱書籍文獻(xiàn)、資料、相關(guān)手冊等 ，為以后從事這方面的工作打下基礎(chǔ)。 此外，在設(shè)計(jì)思想上也有較深的體會，做為一名工藝編制及設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)和編制過程中，必須做到嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、負(fù)責(zé)和積極創(chuàng)新的精神，這對于一個工藝人員來說至關(guān)重要的。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我意識到我的不足，沒有仔細(xì)全面分析問題，導(dǎo)致出現(xiàn)的錯誤，所以改正錯誤后，我一直以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度完成這次設(shè)計(jì)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我真的受益 匪淺，也為我今后的學(xué)習(xí)工作打下一個堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 25 致謝 在此， 謹(jǐn)向所有 在本文的完成中給予關(guān)懷和幫助而在此無法一一提及的領(lǐng)導(dǎo)、老師、 同學(xué)和朋友致以誠摯的謝意！ 最后，衷心感謝各位指導(dǎo)老師及同學(xué) 對我的幫助和指導(dǎo)。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(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 26 參考文獻(xiàn) . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（單行本） .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 2. 張進(jìn)生 . 機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 3. 楊叔子主編 . 機(jī)械加工工藝師手冊 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . 4. 蘭建設(shè)主編 . 機(jī)械制造工藝與夾具 .北京： 機(jī)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(jī)械制造工藝與裝備?；瘜W(xué)工業(yè)出版社， 2020 7. 李鳳云主編 . 機(jī)械工程材料成形及應(yīng)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(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . 9. 顧崇衍 . 機(jī)械制造工藝學(xué)。陜西：科技技術(shù)出版社， 1981 10. 沈其文 徐鴻本主編 . 機(jī)械制造工藝禁忌手冊 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .