鉆連桿小頭孔夾具設(shè)計(jì)

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1、 前 言 1、設(shè)計(jì)題目 鉆連桿小頭孔夾具設(shè)計(jì)。 2、設(shè)計(jì)目的 （1）學(xué)習(xí)正確的調(diào)查研究方法，收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料，掌握正確的夾具設(shè)計(jì)思想、方法和手段，學(xué)會(huì)正確使用有關(guān)手冊(cè)及其它技術(shù)資料。 （2）能運(yùn)用所學(xué)基本理論知識(shí)，正確解決工件在加工時(shí)的定位和夾緊問題，選擇合理的方案，進(jìn)行必要的計(jì)算，根據(jù)題意設(shè)計(jì)出符合優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的夾具。 （3）培養(yǎng)自身分析研究結(jié)構(gòu)工藝性問題，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力和編寫技術(shù)文件等的基本技能。 （4）進(jìn)一步了解有關(guān)機(jī)床、刀具和量具等工裝知識(shí)。 （5）提高使用專業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，為今后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。  一、零件相關(guān)條件分

2、析 1、連桿功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)主要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，它將活塞與曲軸連接起來(lái)，把作用于活塞頂部的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)可逆的轉(zhuǎn)化為曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出功率。 連桿是一種細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓桿件。從大頭到小頭逐步變小的工字型截面的連桿體及連桿蓋、螺栓、螺母等組成。雖然由于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，連桿的結(jié)構(gòu)略有差異，但基本上都是由活塞銷孔端（小頭）、曲柄銷孔端（大頭）及桿身三部分組成。 連桿大頭孔套在曲軸的連桿軸頸，與曲軸相連，內(nèi)裝有軸瓦。為了便于安裝，大頭孔設(shè)計(jì)成兩半，然后用連桿螺栓連接。連桿小頭與活塞銷相連，小頭壓入耐磨的銅襯套，孔內(nèi)設(shè)有油槽，小頭頂部有油孔，以便

3、使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)飛濺的潤(rùn)滑油能流到活塞銷的表面上，起到潤(rùn)滑的作用。為了減少慣性力，連桿桿身部位的金屬重量應(yīng)當(dāng)減少，并且要求有一定的剛度，所以桿身采用工字型斷面。連桿桿身部位是不加工的。在毛坯制造時(shí)，桿身的一側(cè)做出定位標(biāo)記，作為加工及裝配基準(zhǔn)。 連桿在工作中主要承受以下三種動(dòng)載荷： （1）汽缸內(nèi)的燃燒壓力（連桿受壓）； （2）活塞連桿組的往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力（連桿受拉）； （3）連桿高速擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向慣性力（連桿受彎曲應(yīng)力）； 為了保證工作時(shí)連桿的一些危險(xiǎn)點(diǎn)（螺栓、桿身或大端端蓋等）不發(fā)生斷裂，將其設(shè)計(jì)成圖所示結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)重量輕、剛度大，而且有足夠的疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性。 2、連桿的主要加工表

4、面和主要技術(shù)要求分析 連桿的主要加工表面有：大小端孔、上下端面、大端蓋體結(jié)合面以及連桿螺栓孔等。 其主要的技術(shù)要求分析如下： （1）大小端孔的精度：為了使大端孔與軸瓦及曲軸、小孔端與活塞銷能密切配合，減少?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱，大端孔尺寸，小端孔尺寸，大端孔及小端襯套孔粗糙度，大端孔的圓柱度公差，小端襯套孔的圓柱度均有較高的要求。且采用分組裝配。 （2）大小端孔中心線在兩個(gè)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(huì)使活塞在汽缸中傾斜，增加活塞與汽缸的摩擦力，從而造成汽缸壁磨損加劇。 （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)其要求較高。大小頭

5、孔中心距保證為1680.05。 （4）大端孔兩端面對(duì)大端孔軸線的垂直度：此參數(shù)影響軸瓦的安裝和磨損。 （5）連桿螺栓孔：螺栓孔中心線對(duì)蓋體結(jié)合面與螺栓及螺母座面的不垂直，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，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。  二、設(shè)計(jì)條件 連桿名稱：492QA汽油機(jī)連桿 生產(chǎn)規(guī)模：批量生產(chǎn) 設(shè)備情況：專用機(jī)床、通用機(jī)床 原始資料：連桿零

6、件圖，夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，（組合夾具拆裝現(xiàn)場(chǎng)）。 三、專用夾具設(shè)計(jì) 1、本夾具功用 該夾具是用來(lái)對(duì)連桿的小頭孔進(jìn)行定位與夾緊，以保證在鉆孔過(guò)程中連桿的平穩(wěn)，從而保證加工精度。 2、夾具工作原理 本夾具以連桿底面定位、小頭孔上端壓板同時(shí)定位夾緊，限制了5個(gè)自由度，只剩下繞鉆頭旋轉(zhuǎn)的自由度。為了滿足定位要求，在鉆套外設(shè)計(jì)了底部是錐形的壓板，定位的同時(shí)將工件壓緊。本夾具適用于批量生產(chǎn)。 3、不同設(shè)計(jì)方案分析比較和確定設(shè)計(jì)方案 開始設(shè)計(jì)時(shí)，我想到了兩種方案：一種是兩邊都用V型塊定位；另一種是是小頭孔用壓塊同時(shí)定位夾緊。前一種情況下大頭孔用均壓板壓緊，后一種情況壓塊同時(shí)起到了定位和夾緊

7、的作用。后來(lái)考慮到簡(jiǎn)便易行且定位可靠，就選用了第二種方案。 方案選擇： 方案1限制住了六個(gè)自由度，方案二限制住了除繞鉆頭旋轉(zhuǎn)外的五個(gè)自由度，兩方案均滿足要求。但是方案2夾具設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)便，且能自動(dòng)找準(zhǔn)小頭孔圓心，容易保證位置精度，因此選擇方案2。 夾具工作原理： 方案2在鉆頭與工件接觸之前先經(jīng)過(guò)鉆套以防鉆頭打歪，從而保證了小頭孔與底面定位基準(zhǔn)的垂直度。 本方案采用了滑柱式鉆模。其工作原理如下： 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，經(jīng)過(guò)齒輪齒條的傳動(dòng)和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利地帶動(dòng)鉆

8、模板升降，將工件夾緊或松開。當(dāng)鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后進(jìn)行自鎖，自鎖原理如下：螺旋齒輪的左端制成螺旋齒，與中間滑柱后端的螺旋齒條相嚙合，其螺旋角是45。軸的右端制成雙向錐體，錐度為1:5，與夾具體1及套環(huán)5的錐孔相配合。當(dāng)鉆模板下降接觸到工件后繼續(xù)施加力，則鉆模板通過(guò)夾緊元件將工件夾緊，在齒輪軸上產(chǎn)生的軸向分力使錐體鎖緊在夾具體的錐孔中。由于錐角小于兩倍摩擦角，故能自鎖。如圖1所示 本夾具的夾具體和與工件直接接觸的定位套是分開的，他們之間連接時(shí)先用兩個(gè)銷定位，然后用四個(gè)螺釘連接。采取這種方式的好處是由于連桿加工規(guī)模較大，將夾具體和定位套分開的話在定位套磨損時(shí)只更換定位套即可

9、，從而降低了成本。 四、課設(shè)小結(jié) 本次課設(shè)安排在《機(jī)械制造工程學(xué)》課程以及從一汽集團(tuán)參觀回來(lái)之后，對(duì)課程學(xué)習(xí)具有極其重要的意義。在學(xué)習(xí)《機(jī)械制造工程學(xué)》時(shí)我們初步了解到了夾具定位和工作原理，參觀一汽集團(tuán)后親眼見到了各式夾具，而這次課設(shè)則是將我們所學(xué)到的、所看到的綜合應(yīng)用于實(shí)際操作中。這次課設(shè)不光使我們鞏固了對(duì)夾具的學(xué)習(xí)，也加深了對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中各道工序的認(rèn)識(shí)，為以后工作時(shí)綜合安排規(guī)劃生產(chǎn)過(guò)程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本次課程是我大學(xué)時(shí)最累的課設(shè)。因?yàn)樵诰o張的課設(shè)之余還要復(fù)習(xí)考研，也在此期間徘徊在保研和考研之間。雖然在盡心盡力地做，但是由于所學(xué)和所見有限，其中必定有許多不足之處，還望老師不吝賜教。 參考文獻(xiàn) 1．《機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造系 2．《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造系 3．《機(jī)床夾具圖冊(cè)》 薛源順 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 4．《機(jī)械制造工程原理》 馮之敬 主編 清華大學(xué)出版社 5、《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 王伯平 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 6．《機(jī)械零件手冊(cè)》 周開勤 主編 高等教育出版社 7．《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造系 7