【導(dǎo)讀】“連桿”是汽車發(fā)動機中的主要傳力部件之一，其主要加工大小頭孔及其端面。通過畫零件圖，大概的了解了主要加工面與孔，并對零件的技術(shù)要求有了認識和了解。在畢業(yè)設(shè)計中，在老師的辛勤指導(dǎo)下，進行“連桿”的工藝及工裝夾具設(shè)計。生產(chǎn)規(guī)模是決定生產(chǎn)類型的基本因素，亦即是設(shè)備，工裝，機械化和自動化程度等的選擇依據(jù)——連桿零件屬于中批量的生產(chǎn)類型?！斑B桿”零件為桿類零件，其結(jié)構(gòu)特點：。大小頭端面對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)。連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳力部件之一，其大小經(jīng)活塞銷與活塞連接，大頭與曲軸頸相連接，燃燒室中受壓縮的油氣混合氣體經(jīng)點火燃燒后急劇膨脹，以很大的力傳給曲軸，推動曲軸旋轉(zhuǎn)。連桿部件一般有連桿體、連桿蓋和螺栓等所組成。在發(fā)動機工作過程中，連桿要承受膨脹氣體的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的重量，以減小慣性力的作用。

　　

【正文】 加工性考慮）　　按機床選為950r/min(按工藝手冊)所以實際切削速度　　　　　　切削工時　=14mm,取為3mm.代入公式得，工序 ,查表3－123,得，,取為2m/s．,　　　　根據(jù)機床說明書，選n=200r/min切入長度 切出長度 取為4mm將這些數(shù)據(jù)代入公式 ，得t＝，珩磨料的選擇：根據(jù)加工材料的性質(zhì)和粗糙度要求，查表3114，得，磨料為棕剛玉，其粒度為300，,，查表716，得，該工序為工整加工，.第三章 機床夾具的設(shè)計 夾具的分析 機床夾具在機械加工中的作用 對機械進行加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。工件的裝夾有兩種：一是工件直接裝夾在機床的工作臺上或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。用夾具裝夾有以下優(yōu)點：（1） 能穩(wěn)定的保證工件的加工精度；（2） 能提高勞動生產(chǎn)率；（3） 能擴大機床的使用范圍；（4） 降低成本；機床夾具的組成：（1） 定位裝置；（2） 夾緊裝置；（3） 對刀或?qū)蜓b置；（4） 連接元件；（5） 夾具體；（6） 其他裝置或元件。 工件的裝夾 工件的裝夾指的是工件的定位和夾緊。工件的裝夾指的是工件的定位和夾緊工件在夾具中定位的任務(wù)是：使同一工序中的一批工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置。工件位置的正確與否，用加工要求來衡量。能滿足加工要求的為正確，不能滿足要求的為不正確。將工件定位后的位置固定下來，稱為夾緊。工件夾緊的任務(wù)是：使工件在切削力、離心力、慣性力和重力的作用下不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置，以保證機械加工的正常運行。 工件的夾緊 夾緊裝置的設(shè)計要求 夾緊裝置的設(shè)計和選用是否正確合理，對于保證加工精度、提高生產(chǎn)效率、減輕工人勞動強度有很大影響。為此，對夾緊裝置提出如下要求：（1） 夾緊力應(yīng)有助于定位，而不破壞定位；（2） 夾緊力的大小應(yīng)能保證加工過程中工件不發(fā)生位置變動和振動，并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；（3） 工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不超出允許的范圍；+（4） 應(yīng)有足夠的夾緊行程；（5） 手動夾緊應(yīng)有自鎖性能；（6） 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，動作靈活，制造、操作、維護方便、省力、安全并有足夠的剛度和強度。 正確夾緊的標志原則1：如何克服重力影響，將工件壓回正確位置，重力通過支承范圍內(nèi)措施：設(shè)置初定位件（剛性或彈性）。原則2：在夾緊過程中，如何使以正確定位的元件不脫離正確位置措施：夾緊力通過主要基準或雙導(dǎo)向基準，且落在支承范圍內(nèi)。原則3：夾緊過程中，不產(chǎn)生允許范圍內(nèi)的變形，原因是夾緊力產(chǎn)生彎矩措施：（1）夾緊點挪在剛性好的部位（2）夾緊力靠近定位副的接觸面（3）單向 、單力夾緊力過大改變多向、多點加緊（4）避免斜面上夾緊（5）避免過定位原則4：切削過程中，如何使工件不產(chǎn)生振動，原因是切削力產(chǎn)生彎曲，工件產(chǎn)生彈性變形。措施：夾緊力作用在靠近加工面原則5：如何使平衡切削力的夾緊力為最小措施：平衡切削力(1)靠支反力平衡(2)靠加緊力所產(chǎn)生的摩擦力平衡(3)靠支承力平衡 夾具的設(shè)計夾具設(shè)計是在零件的機械加工工藝過程制定之后按照某一工序的具體要求進行的。制定工藝過程，應(yīng)允許考慮夾具實現(xiàn)的可能性，而設(shè)計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具設(shè)計的質(zhì)量高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定的保證工件加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低等為其衡量標準。 對夾具的基本要求(1)保證工件的加工精度夾具應(yīng)有合理的定位方案標志合理的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。(2)提高生產(chǎn)效率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計不同復(fù)雜程度的高效夾具，應(yīng)縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。(3)工藝性好夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便宜加工，裝配、檢驗和維修。(4)經(jīng)濟性好根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)過程中經(jīng)濟效益。 夾具設(shè)計的步驟一般情況下，夾具設(shè)計大致可分為四個步驟，即收集和研究有關(guān)資料，確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具總圖和確定并標注有關(guān)尺寸、公差及技術(shù)條件等。（1）收集和研究有關(guān)資料 工藝人員在編制零件的機械加工工藝過程中,應(yīng)提出相應(yīng)的夾具設(shè)計任務(wù)書，對其中定位基準、夾緊方案及有關(guān)要求作出說明。夾具設(shè)計人員，則應(yīng)根據(jù)夾具設(shè)計任務(wù)書進行夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了所設(shè)計的夾具能夠滿足上述基本要求，設(shè)計前要認真收集和研究如下有關(guān)資料。①生產(chǎn)批量中、小批生產(chǎn)，宜采用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的手動夾緊，以及萬能通用夾具或組合機床。大批、大量生產(chǎn)應(yīng)采用氣動、液動或其他機動夾具，同時夾緊的工件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。②零件圖及工序圖零件圖是夾具設(shè)計的重要資料之一，它給出了工件在尺寸、工序基準、已加工表面、待加工表面、工序加工精度要求等等，它是設(shè)計夾具的主要依據(jù)。③零件工藝規(guī)程零件的工藝過程表明了該工序所用的機床、刀具、加工余量、切削用量、工序安排、工時定額及同時加工的工件數(shù)目等，這些都是確定夾具的結(jié)構(gòu)尺寸、形式、夾緊裝置以及夾具與機床連接部分的結(jié)構(gòu)尺寸的主要依據(jù)。④夾具典型的結(jié)構(gòu)及有關(guān)標準夾具設(shè)計還要收集典型夾具圖冊和有關(guān)夾具零件部件標準等資料。了解本廠制造、使用夾具情況以及國內(nèi)外同類型夾具資料，以便使所設(shè)計的夾具能適應(yīng)本廠實際，吸收先進經(jīng)驗，并盡量采用國家標準。（2）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括：①根據(jù)工件的定位原理，確定工件的定位方式、選擇定位元件；②工件的夾緊方式，選擇適宜的夾緊裝置；③刀具的對準及導(dǎo)引方式，選取刀具的對刀具及導(dǎo)引元件；④確定其它元件的結(jié)構(gòu)方式，如定向元件，分度裝置等；⑤協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)及尺寸。 在確定夾具結(jié)構(gòu)方案過程中，工件定位、夾緊、定位、對刀和夾具在機床定位等各部分的結(jié)構(gòu)以及總體布局都有幾種不同的方案可供選擇，因而，應(yīng)畫出草圖，并通過必要的計算和分析比較，從中選取較為合理的方案。（3） 繪制夾具總圖繪制夾具總圖應(yīng)遵循國家標準，繪圖比例應(yīng)盡量取1：1，以便使圖形有良好的直觀性。如被加工工件的尺寸過大，夾具總圖可按1：2或1：5的比例繪制，被加工工件尺寸過小，總圖也可按2：1或5：1的比例繪制。夾具總圖中視圖的布置也應(yīng)符合國家制圖標準，在能清楚表達夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各元件、裝置位置的情況下，視圖的數(shù)量應(yīng)盡量少?？倛D的主視圖應(yīng)取操作者實際工作時的位置，以便于夾具裝配及使用時參考。被加工工件在夾具中被視為“透明體”，所畫的工件輪廓線與夾具上的任何縣彼此獨立，不相干涉，其外廓以黑色雙點線表示。繪制總圖的順序是先用雙點畫線繪出工件輪廓外形和主要表面的幾個視圖。圍繞工件的幾個視圖依次繪出定位元件，夾緊機構(gòu)、夾具定位元件及其它元件，最后繪制出夾具體積連接體，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。夾具總圖上，還應(yīng)寫零件明細表和標題欄，寫明夾具名稱及零件明細表上所規(guī)定的內(nèi)容。（4）標注有關(guān)尺寸 銑夾具的設(shè)計及說明 第5道工序卡 見工藝卡 銑夾具設(shè)計說明 確定設(shè)計方案 1．確定定位方式此零件為連桿，這個零件有精度較高的孔要加工，采用“一面兩孔”的定位方法。（1）“一面兩孔”的定位方法很簡便的清除工件的六個自由度，使工件得到穩(wěn)定的固定的位置。（2）“一面兩孔”的定位方法可同時加工多個面的可能，即能同時加工多個面，又能高度集中工序，有利于提高精度。（3）“一面兩孔”的定位方法可以作為從粗加工到精加工的全部工序加工的基準，使整個過程實現(xiàn)基準統(tǒng)一。（4）“一面兩孔”的定位方法使夾緊方便，夾緊機構(gòu)簡單，容易使夾緊力對準支撐，消除夾緊力引起工件變形對加工精度的影響。（5）“一面兩孔”的定位方法易于實現(xiàn)自動化定位，并有利于防止切屑落入基面。加工本零件時，采用“一面兩孔”的定位方法，這種方法保證了理想的六點定位原則（平面3點，圓柱銷2點，菱形銷1點）。平面上以幾塊支承板支承，這樣可以增加定位系統(tǒng)得剛性，防止當夾壓力和切削力不是對準支承時，而引起的工件變形，當然，采用支承板時，由于定位基面的平面度誤差和支撐板間的平行度誤差，工件在夾壓力和切削力的作用下也會變形，但變形量相對較小。夾緊機構(gòu)通常由三部分組成，：夾緊動力部分、中間傳動和夾緊元件。這三個部分起著不同的作用。夾緊動力部分用于產(chǎn)生力源，并將作用力傳給中間傳動機構(gòu)：中間傳動機構(gòu)可以改變作用力的方向和大?。粖A緊元件則用以承受由中間傳動機構(gòu)傳動的夾緊力，并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動作。按夾緊動力的來源區(qū)分，可分為手動夾緊機構(gòu)和自動夾緊機構(gòu)。在自動夾緊機構(gòu)中，又有氣動夾緊，液壓夾緊，自動扳手夾緊和彈簧夾緊等機構(gòu) 由于本零件產(chǎn)量屬于大批量，采用液壓夾緊裝置。夾緊元件我們選液壓夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，夾緊行程不受限制，且夾緊可靠等優(yōu)點。浮動壓板常用于多點夾緊機構(gòu)中。所謂多點夾緊，就是采用一個手柄或一個自動夾緊裝置，能同時控制若干個壓板對工件的幾個部位進行夾緊。浮動壓板不僅可以實現(xiàn)同一方向上的多點夾緊，而且還可以實現(xiàn)不同方向上的交叉式夾緊。3．夾緊力的確定正確確定夾緊力，主要是正確確定夾緊力的方向，作用點和大小。1）夾緊力的方向（1）夾緊力的方向應(yīng)垂直于主要定位基面。（2）夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。2）夾緊力的作用點（1）夾緊的作用點應(yīng)保持工作點能保持工件定位穩(wěn)定，不致引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。（2）夾緊力的作用點應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。（3）夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近切削部位，以提高夾緊的可靠性，若切削部位剛性不足，可采用輔助支承。3）夾緊力的大小計算夾緊力，通常將夾具看成一個剛性系統(tǒng)以簡化計算，然后根據(jù)工件受切削力，夾緊力后處于靜力平衡條件，計算出理論夾緊力W，再乘以安全系數(shù)K，作為實際所需的夾緊力W，即 W=KW根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一般K=～3。 夾具體與機床的定位和連接夾具與機床工作臺的定位找正方法為，設(shè)定一個基準面，如夾具體的前面，將夾具體放在機床工作臺上以后，可以利用直角尺對工作臺和基準面進行測量，保證夾具與工作臺的垂直度要求。自然夾具在制造時底面突出的幾個部分的平行度也是有嚴格要求的，這樣當夾具置于工作臺上以后，夾具放零件的面與工作臺的水平度才可以達到要求。夾具突臺上要有一定直徑的孔，且孔的軸線與夾具體底面要保證垂直度的要求，這樣夾具在工作臺上的安裝才能更加牢靠、準確。當夾具的位置放好以后，這時夾具的底面的螺釘槽也應(yīng)該與工作臺T中的螺釘相對應(yīng)好，通過工作臺T型槽中已經(jīng)放置好的螺釘加上緊定螺母，使夾具在工作臺上定位夾緊。定位夾緊之前一定要將夾具的位置確定好，防止過多的移動，劃傷工作臺表面。夾具與機床安裝誤差在Y軸線方向為0～，在X軸線方向為Z定位鍵與T形槽最大間隙配合，轉(zhuǎn)角： （5—2）計算最后得：β=3○。第 41 頁 共 41 頁