连杆加工夹具设计说明书

目录

1、前言···································································· 2

2、设计任务及工况要求················································ 2zJOlU。

3、连杆零件分析························································ 2IxhNB。

4、设计条件······························································ 3wQ7UX。

5、专用夹具得设计······················································ 4A5gzc。

5、1、本夹具得功用······················································· 4vXxGO。

5、2、设计方案分析比较·················································· 4zcOzo。

5、3、夹具工作原理······················································· 6IsHIa。

6、定位误差计算························································ 6wzCZH。

7、夹紧力得计算与强度校核············································ 7

bg0nx。

7、1、夹紧力得计算······················································ 7

1dLqQ。

7、2、强度校核·························································· 83nNo4。

8、夹具特点及使用说明················································ 8KDYK7。

9、心得体会····························································· 9jGfpE。

10、参考文献···························································· 9Vzxx1。

铣连杆小头油槽夹具设计说明书

1、前言

连杆在工作过程中,连杆小头油槽收集飞溅得润滑油,并通过连杆小头孔衬套上得小孔将润滑油引导到活塞销上,起到润滑、冷却活塞销与活塞小头孔衬套

得作用。因此要求连杆小头油槽不仅要位于连杆小头顶部并铣穿,而且要有一定得对称度;但在整个连杆加工过程中,铣连杆小头油槽并不就是一道非常重要得工序。连杆小头油槽加工后形成得表面,在后续得工序中,不会用其做定位或夹紧使用,所以铣连杆小头油槽得加工精度要求不高。GxaNu。

2、设计任务及工况要求

运用所学机械制造工程学等基本理论知识,正确解决连杆在加工时得定位与夹紧问题,选择合理得方案,进行必要得计算,为492Q汽油机连杆得机械加工中得“铣连杆小头油槽”这一工序设计一套专用夹具,努力做到使其具有质优、高效、低成本得特点。NS2cc。

连杆作为汽车发动机得关键零部件,使用量很大,在连杆加工工厂通常采用中批量或大批量生产,实行生产流水线作业。因此加工连杆小头油槽可以选用卧式铣床X51,液压夹紧。h03k3。

3、连杆零件分析

连杆就是汽车发动机得主要传动机构之一,在发动机缸体内将活塞与曲轴连接起来,实现活塞与曲轴之间力得传递,将活塞得往复直线运动可逆地转化为曲轴得旋转运动,并实现功率得输出。5ax0I。

连杆通常就是一种细长得变截面非圆杆件,由从大头到小头逐步变小得工字型截面得连杆体、连杆盖、螺栓及螺母等组成。不同结构得发动机,连杆得结构略有差异,但基本上都就是由活塞销孔端(小头)、连杆身、曲柄销孔端(大头)三部分组成。连杆大头孔套在曲轴连杆轴径上,为了便于安装,连杆一般自大头孔处分开成连杆体与连杆盖两部分,然后用连杆螺栓连接。为了减少磨损,大头孔内装有上下两片轴瓦;连杆小头孔与活塞销相连,小头孔内压入铜衬套,孔内设有油槽,小头顶部设有油孔,通过飞溅润滑实现。为了减少惯性力,并有一定得刚度,连杆身采用工字型断面。因此连杆工艺特点:外形复杂,不易定位;连杆得大、小头就是由细长得杆身相连,故刚性差,易弯曲、变形;尺寸精度、形位精度与表面质量要求高。9m3NE。

连杆在工作过程中主要受三个方向得作用力:活塞顶上压缩气体力、活塞杆组得往复运动惯性力,连杆高速摆动时产生得横向惯性力gkrJu。

连杆得主要加工表面:连杆大、小头孔;连杆大、小头端面;连杆大头剖分面及连杆螺栓孔等。

(1)大小端孔得精度要求:为了使大端孔与轴瓦及曲轴、小端孔与活塞销能密切配合,减少冲击得不良影响与便于传热,采用分组装配法。UVPxO。

(2)大小端孔中心线在两个互相垂直方向得平行度:两孔轴心线在连杆轴线方向得平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜,增加活塞与汽缸得摩擦力,从而造成

汽缸壁损加剧。Zlhdw。

(3)大小端孔得中心距:大小端孔得中心距影响汽缸得压缩比,所以对其要求很高。

（4） 大端孔两端面对大端孔轴线得垂直度:此参数影响轴瓦得安装与磨

损。

（5） 连接螺栓孔:螺栓孔中心线对盖体结合面与螺栓及螺母坐面得不垂直,会增加连杆螺栓得弯曲变形与扭转变形,并影响螺栓伸长量而削弱螺栓强度。99BeM。

（6） 连杆螺栓预紧力要求:连杆螺栓装配时得预紧力如果过小,工作时一旦脱开,则交变载荷能迅速导致螺栓断裂。

（7） 对连杆重量得要求:为了保证发动机运转平稳,连杆大、小头重量与整台发动机上得一组连杆得重量按图纸得规定严格要求。LWPcK。

（8） 轴瓦槽:对槽头得要求非常高。

由于连杆在工作中承受多种急剧变化得动载荷,所以要求其材料具有足够得疲劳强度及刚度要求,而且还要使其纵剖面得金属宏观组织纤维方向应沿连杆中心线并与连杆外形相符合,不得有裂纹、断裂、疏松、扭曲、气泡、气孔、分层与杂质等缺陷。fBu71。

连杆成品得金相显微组织应为均匀得细晶结构,不允许有片状铁素体。

4、设计条件

加工工序中,在“铣连杆小头油槽”工序之前,已经完成了对连杆双端面与侧面得精加工,并且完成了连杆钻扩小头孔得加工工艺,因此在定位夹紧时可以选择已加工表面作为定位基准。5qkTe。

而连杆得加工在工厂实行生产流水线作业,进行大批量得生产,要求生产效率高,并且尽量降低工人劳动强度与生产成本。通用机床X51可以满足本工序得加工要求,因此可设计与X51工作台配套使用得夹具,并选用液压自动夹紧得方式以降低劳动强度,提高生产效率。f3vqa。

5、专用夹具得设计

5、1、本夹具得功用

在机床上进行加工工件工程中,为了使工件得表面以及各项指标能够达到图纸规定得尺寸、几何形状以及与其她表面得相互位置精度等技术要求,在加工前必须将工件定位、夹紧。本夹具主要用于铣连杆小头油槽,它采用通用得定位元件,使被加工得连杆在夹具得安装过程能够迅速实现定位夹紧。夹具只有安装到机床得工作台上才能实现被加工工件得加工工序,因此本夹具得另一功用就是连接安装到卧式铣床X51得工作台上。3R5tN。

5、2、设计方案比较分析

根据本工序“铣连杆小头油槽”得加工工艺要求,选用卧式铣床X51,3mm盘状铣刀进行铣削加工。故被加工零件——连杆得定位夹紧,根据加工工艺方法,可以有多种方案。V4h7Y。

方案一、

定位元件:支撑板、圆柱销、削边销;

夹紧装置:液压自动夹紧,直压板;

定位夹紧原理如下图:

1、小头支撑板 2、削边销 3、加紧压板 4、大头支撑板 5、圆柱销

方案二、

定位元件:支撑板、圆柱销、定位块;

夹紧装置:液压自动夹紧,直压板;

定位夹紧原理图如下:

1、小头支撑板 2、可换定位销 3、夹紧压板 4、定位块 5、大头支撑板

方案一中采用“一面双销”得定位方式,能够限制使得夹具结构简单,但由于在本道工序之前,连杆大头孔还就是毛坯面,没有进行加工,因此基准精度很低;且考虑到锻造连杆时得模型锥度,用圆柱销定位连杆大头孔,还存在定位可靠性差得缺点。AgSWe。

方案二采用大小头支撑板、定位销与定位块作为定位元件。在本道工序之前,连杆大小头双端面与侧面及连杆小头孔已经进行了精加工,选用上述已加工表面为定位面,基准精度较高,定位准确,可靠性高且安装方便,只就是夹具夹具结构与方案一相比稍显复杂。WnPe4。

综上所述,方案二优点明显,好于方案一,故选用方案二作为本道工序“铣连杆小头油槽”得夹具设计方案。

5、3、夹具工作原理

本工序“铣连杆小头油槽”夹具设计原理方案如下图所示。大小头得支撑板支撑连杆端面,限制连杆得3个自由度;可换定位销套在连杆小头孔内,限制2个自由度;定位块与连杆大头侧面相连,限制1个自由度;因此本夹具可以实现“铣连杆小头油槽”工艺得完全定位。DU4Ve。

1、小头支撑板 2、可换定位销 3、夹紧压板 4、定位块 5、大头支撑板

6、定位误差计算

12DYBDd由于位于小头顶部得定位面得定位尺寸为6、2±0、05,因此基准不重合误差ΔB为δD/2 。定位孔与轴可以在任意方向上接触,此种情况下,定位基准可以在任意方向上变动,其最大变动量为孔径最大与轴颈最小时得间隙,所以基准位移误差qCLut。

式中,δD、δd、Δ分别为定位孔、轴得尺寸公差与孔轴配合得最小间隙。

由于ΔB与ΔY变化方向相反,所以定位误差

带入数据:δD=0、012,δd=0、03,Δ=0、01,得到:ΔD=0、046mm。

7、夹紧力得计算与强度校核

7、1、夹紧力得计算

由【1】知:铣削切削力计算公式为:

P = Cp·t0、86·Sz0、72·D-0、86·B·z·kp

由于本工序“铣连杆小头油槽”使用卧式铣床X51,盘状铣刀,直径D为75mm,宽度B为3mm,模数m 为3、50;连杆材料为40Cr,属于中碳合金结构钢,σb为980MPa;ltZJy。

故由【1】知:

Cp = 808 N Sz = 0.01 mm D = 75 mmUGJ8T。

B = 3 mm z =12 kp =(σb/736)0、8HBYAX。

由连杆加工工艺图可知:t = 8、3 mm

所以可以得出:

P = Cp·t0、86·Sz0、72·D-0、86·B·z·kp

= 808×8、30、86×0、010、72×75-0、86×3×12×(980/736)0、8 NrJtds。