加工连杆钻床夹具设计说明书

一、设计目的

1、学习正确的调查研究方法，收集国内外有关资料，掌握正确的编制工艺规程和夹具设计的思想，方法及手段，学会正确使用有关手册及其技术资料。

2、能运用所学基本理论知识，独立的分析和拟订一个零件的合理工艺路线和确定工件在加工中的定位，夹紧等方案，编制工艺规程。根据工装设计任务书正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题，选择合理的夹具结构方案，进行必要的计算，设计出符合优质，高效，低成本的夹具。

3、进一步培养分析研究工艺性的问题，提高结构设计的能力和编写技术文件等的基本技能。

4、进一步了解有关机床，刀具和量具等工装知识。

5、提高使用专业软件进行设计的能力，为今后进行毕业设计打下良好的基础。

二、设计任务

设计492QA汽油发动机连杆零件，机械加工工序中钻扩铰螺栓孔工序使用的专用机床夹具，并撰写设计说明书。

三、设计条件

①零件：492Q汽油机连杆

②生产纲领：批量生产，6万件/年

③加工设备：立式六工位组机BU-506

④毛坯：连杆体模锻

四、零件的分析

1、连杆的功用

连杆的作用是把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动变为曲轴的回转运动，以输出功率。

结构特点：该连杆采用直剖式结构，它由从大头到小头逐渐变小的工字形截面的连杆体及连杆盖，螺栓，螺母等组成。由以上各部分形成连杆的大小头及杆身。

工作条件：连杆在工作中主要承受着以下三种动载荷：

（1）气缸内的燃烧压力（受压）

（2）活塞连杆组的往复直线运动的惯性力（受拉）

（3）连杆高速摆动时产生的横向惯性力（受弯曲应力）

2、连杆工艺分析

定位基准的选择：

选择粗基准时，应满足以下要求：

A、连杆大小端孔圆柱面及两端面应与杆身纵向中心线对称

B、连杆大小端孔及两端面应有足够而且尽量均匀的加工余量

C、连杆大小端外形分别与大小端孔中心线对称

D、保证作为精基准的端面有较好的表面质量

粗磨两端面时，由于两端面均为毛坯面，且两端面的相互位置精度要求比较高，这两个端面可以互为基准反复加工，以不断提高定位基准的精度，保证两端面的相互位置精度，所以采用互为基准的原则。具体办法是：先选取没有做标记一侧的端面为粗基准来加工一个端面，然后以加工过的端面为基准加工没有做标记一侧的端面。

选择精基准时，由于大小端端面面积大，精度高，定位准确，夹紧可靠，所以大部分工序选用其一个指定的端面和小端孔，以及大端孔处指定的一个侧面作为精基准，这不仅使基准统一，而且还减少了定位误差。

五、夹具功用

在机床上加工工件时，为使工件的表面以及各项指标能够达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，在加工前必须将工件定位、夹紧。本夹具主要用于钻扩铰螺栓孔，它采用专用的定位元件，使被加工工件在夹具中的安装的过程能迅速实现，并且在加工过程中，同时钻两个螺栓孔，因而提高了劳动生产率，工件的加工精度稳定可靠，产品质量也就得到了保证。

六、夹具工作原理

本夹具利用一个平面、一个短圆柱销进行定位，大头端有两个的挡块，挡块在安装连杆体和连杆盖时起对中作用，进而保证螺栓孔对中心距的加工要求。同时利用手动夹紧装置夹紧装置将连杆体夹紧。

七、设计方案的分析比较

方案一：

由于前面的工序已经加工了连杆的上下两端面和小头孔，故本道工序以一侧端面和小头孔定位，左端为圆柱销，右端为两个挡销。若如此定位，则右端以大头孔外圆柱面为定位基准；而本工序是将连杆体与连杆盖一起定位夹紧进行加工，此种方案会导致夹紧装置过于复杂。

方案二：

以一侧端面和小头孔定位，左端为挡块，右端是一个圆柱销。夹紧装置为一个圆形压板，将连杆盖和连杆体一起压紧。

综上所述，选用方案二较合适。

八、定位误差和夹紧力的计算

(一)定位误差的计算：

由加工工序知，加工面为连杆的螺栓孔。螺栓孔对连杆体盖接合面有垂直度要求（垂直度允差0.08）；对连杆体小头孔有中心距 0.1要求；所以本工序的工序基准：连杆上盖为螺母座面，连杆体为小头孔中心线，其设计计算如下：

对于连杆体剖分面中心距168±0.05的要求，以Φ023.0027.26+的中心线为定

位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，两销与孔中心存在便宜误差即为定位误差，其值为：

ΔDw =

=

=o 04.0±

ΔDw －－定位销的定位误差

max 1D 、max 2D ――工件上圆柱销配合孔的最大直径

min 1d 、 min 2d ――夹具上圆柱销最小直径

L ――两孔的中心距

此项中心距加工允差为0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。

(二)夹紧力的计算：

机床：立式钻床组合六工位

加工余量：直径方向0.15，单边余量： 0.075

一次加工，则p a =0. 075

进给量：f=0.46mm/r 600F C = 1.22mF K

=

0zE d =1.0 F y =0.7

计算结果Fc=0zF yF F mF C d f K =600?25?0.70.46?1.22 =10626N

由计算结果得知，钻头下钻施加给连杆小头端的力很大，保持水平方向上连杆的固定，则可由钻头下钻的力作夹紧用，由此可以采取手动夹紧即可，不必采用油缸。 九、夹具的特点及有待改进之处

本夹具夹紧方式为手动夹紧,手动夹紧力的大小与加工状态有比较大的影响.具体的注意事项包括:

)168

2273.2652.25475.651518.61arctan(?-+-±)2arctan(min 2max 2min 1max 1L

d D d D -+-±

1.清理夹具体支撑板平面,确保平面干净;

2.将工件灵活地放在支撑板上,且不可用金属打击进入,容易支撑表面;

3、本夹具采用手动加紧，受操作者的影响较大，可以考虑设计为气动或液动夹紧方案，以改进产品。

十、参考文献

1．韩秋实主编，机械制造技术基础，机械工业出版社，2005。

2．冯之敬主编，机械制造工程原理，清华大学出版社，1999。

3．张福润等主编，机械制造技术基础，华中理工大学出版社，1999。

4．李丽等主编，现代工程制图基础，中国农业出版社，2003。

5．李益民主编，机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社，1994。

6．机械零件手册，周开勤主编，第五版，2006。

7．机床夹具设计手册，中国农业大学工学院机械设计制造系