2023年-柴油机连杆工艺工装设计.docx

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1、本文主要论述了柴油机连杆的加工工艺及其夹具设计。因为连杆是活塞 式发动机和压缩机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞 销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，乂收曲轴驱动而带 动活塞压缩汽缸中的气体。连杆承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小， 强度高。所以在安排工艺过程时，按照“先基准后一般”的加工原则。连杆 的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结 合面及螺栓孔定位面。在夹具设计方面也要针对连杆结构特点比较小，设计 应时应注意夹具体结构尺寸的大小等，最终就能达到零件的理想要求！关键词：连杆变形加工工艺夹具设计AbstractThe dies

2、el connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist p

3、in and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft, collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity

4、is high. Therefore when arranging procedure for, according to first the criterion queen-like treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small arc weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting r

5、od body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely t

6、o reach a part ultimately demands!Keyword: Connecting rod Defonnination Processing technology Design of clamping device通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端面上，并由定位 元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镇大小头孔时，只以大平而（基面） 定位，并且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧面 夹紧。小头一端不在端面上定位夹紧，避免可能产生的变形。1.1.4 连杆主要面的加工方法采用粗铳、精铳

7、、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、 小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床 上，使用砂瓦拼成的砂轮端面磨削。这种方法的生产率较高。精磨在M7130 型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种办法的生产率低一些，但精度较高。以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。装夹工件铳两侧面至尺 寸，保证对称（此对称平面为工艺用基准面）。1.1.5 连杆主要孔的加工方法连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连 杆质量有较大的影响。小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了钻、扩、钱三道工 序。钻时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆

8、的同轴度误差 较小。小头孔在钻、扩、较后，在金刚镇床上与大头孔同时精镇，达到IT6级公 差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精馍大头孔。由于衬套的内孔与 外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镜后的衬套孔与大头孔的中 心距超差。大头孔经过扩、粗馍、半精镇、精镇、金刚镇和桁磨达到IT6级公差等级。 表面粗糙度Ra为0.4 um,大头孔的加工方法是在铳开工序后，将连杆与连 杆体组合在一起，然后进行精镣大头孔的工序。这样，在铳开以后可能产生 的变形，可以在最后精链工序中得到修正，以保证孔的形状精度。连杆的螺栓孔经过钻、扩、较工序。加工时以大头端面、小头孔及大头 一侧面定位。为了使两螺栓孔在两个

9、互相垂直方向平行度保持在公差范围内，在扩和 校两个工步中用上下双导向套导向。从而达到所需要的技术要求。粗铳螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铳夹具没有活动部分，能保证承受较大的铳削力。精铳时，为了保证螺栓孔的两个端面与连杆大头端面 垂直，使用两工位夹具。连杆在夹具的工位上铳完一个螺栓孔的两端面后， 夹具上的定位板带着工件旋转180。，铳另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓 孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。1.1.6 连杆体与连杆盖的铳开工序剖分面（亦称结合面）的尺寸精度和位置精度由夹具木身的制造精度及 对刀精度来保证。为了保证铳开后的剖分面的平面度不超过规定的公差 0.03mm ,并且剖

10、分面与大头孔端面保证一定的垂直度，除夹具本身要保证精 度外，锯片的安装精度的影响也很大。如果锯片的端面圆跳动不超过0.02 mm, 则铳开的剖分面能达到图纸的要求，否则可能超差。但剖分面本身的平面度、 粗糙度对连杆盖、连杆体装配后的结合强度有较大的影响。因此，在剖分面 铳开以后再经过磨削加工。1.5 夹具使用应具备适应“一面一孔一凸台”的统一精基准。而大小头定位销是一次 装夹中键出，故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的， 当连杆定位装夹后，再抽出定位销进行加工。保证螺栓孔与螺栓端面的垂直度。为此，精铳端面时，夹具可考虑重复 定位情况，如采用夹具限制7个自由度（其是长圆柱销限制4

11、个，长菱形销 限制2个）。长销定位目的就在于保证垂直度。但由于重复定位装御有困难, 因此要求夹具制造精度较高，且采取一定措施，一方面长圆柱销削去一边， 另一方面设计顶出工件的装置。1.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差1.6.1 确定加工余量用查表法确定机械加工余量：（根据机械加工工艺手册第一卷 表3.225表3.226表3.227）（1）、平面加工的工序余量（mm）单面加工 方法单面 余量经济 精度工序尺寸表面粗 糙度毛坯4312.5粗铳1.5IT 12(+0.320 0)40（廿32。）12.5精铳0.6IT 10(0)38.8（*。）3.2粗磨().3IT8(+0.050、 0

12、38.2( ；050 )1.6精磨0.1IT7(+0.025、0)38（教）0.8则连杆两端面总的加工余量为:y a x 2A 总= =|二（A mtt+A精蜕+A用磨+A柳）x 2=（1.5+0.6+0.3+0.1） *2=5%,55 mm（2）、连杆铸造出来的总的厚度为H=38+5105s =43?0讣mm162确定工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程表229表234）1）、大头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为55 mm）工序 名称工序 基本余 量工序 经济精度工序 尺寸最小极限尺 寸表面粗 糙度玲磨0.08”6(7“9)65.565.50.4精镶0.4“8(泮4

13、6) (D65.465.4“8(产，0.8半精 镇19）66565HU。，1.6二次 粗镇2“12（；|.30） 6464” 12（力6.3一次粗辕2m2（；）6262“12（产）12.5扩孔56（） 59（1）2）、小头孔各工序尺寸及其公差（根据机械制造技术基础课程设计指导教程表229表230）工 序名 称工序 基本余量工序经济精度r.序尺 寸最小极限 尺寸表面 粗糙度精镜0.2卜8（产）29.49 29.49（-33）1.6较0.2“9（广。52：29.29 中 29.29（g）6.4扩9mo（产）6 29.1029. l（o0084）12.5钻钻至 020m3产020 20 r3312.

14、51.7 各项加工数据的计算I、铳连杆大小头平面选用X52K机床根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据铳刀直径D = 100 mm切削速度Vf= 2.47 m/s切削宽度ae= 60 mm铳刀齿数Z = 6 切削深度ap=3mm则主轴转速 n = lOOOv/-D = 475 r/min根据表3.131按机床选取n = 500/min则实际切削速度丫=4Dn/ (1000X60) = 2.67 m/s2、粗磨大小头平面选用M7350磨床根据机械制造工艺设计手册表2.4170选取数据砂轮直径D = 40 mm磨削速度V = 0.33 m/s切削深度 aP= 0.3 mmfro = 0.03

15、3 mm/rZ = 8则主轴转速 n = 1000v/-D= 158.8 r/min根据表3.1 48按机床选取n = 100 r/min则实际磨削速度V二乃Dn/ (1000X60) = 0.20 m/s3、加工小头孔(1)钻小头孔选用钻床Z3080根据机械制造工艺设计手册表2.438(41)选取数据钻头直径D = 20 mm切削速度V = 0.99 mm切削深度aP= 10 mm进给量f = 0.12 mm/r则主轴转速 n = 1000v/D = 945 r/min根据表3.130按机床选取n = 1000 r/min则实际钻削速度丫=万Dn/ (1000 X 60) = 1.04 m/

16、s(2)扩小头孔选用钻床Z3O8O根据机械制造工艺设计手册表2.4-53选取数据扩刀直径D = 30 mm切削速度V = 0.32 m/s切削深度ap= 1.5 mm进给量f = 0.8 mm/r则主轴转速 n =IOOOv/-D = 203 r/min根据表3.13()按机床选取n = 250 r/min则实际切削速度V二万Dn/ (1000X60) = 0.39 m/s(3)较小头孔选用钻床Z3O8O根据机械制造工艺设计手册表2.481选取数据钱刀直径D = 30 mm切削速度V = 0.22 m/s切削深度aP= 0.10 mm进给量f = ().8 mm/r则主轴转速 n 二 IOOO

17、v/D= 140 r/min根据表3.1 31按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度V二乃Dn/ (1000X60) = 0.32 m/s4、铳大头两侧面选用铳床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.477(88)选取数据铳刀直径D = 20 mm切削速度V = 0.64 m/s铳刀齿数Z = 3切削深度ap = 4 mmat = 0.10 mm/r则主轴转速 n = 1000v/D = 611 r/min根据表3.1 74按机床选取n=750 r/min则实际切削速度V二乃Dn/ (1000X60) = 0.78 m/s5、扩大头孔选用钻床床Z3080刀具:扩孔钻根据机械制造工艺

18、设计手册表2.454选取数据扩孔钻直径D = 60 mm切削速度V = 1. 29 m/s进给量f = 0. 50 mm/r 切削深度% =3.0 mm走刀次数I = 1则主轴转速 n = 1000v/D=410 r/min根据表3. 141按机床选取n=400 r/min则实际切削速度V二乃Dn/ (1000X60) =1.256 m/s=1 = 0.230)仆竽x(ag( + 12)A = 2 46、铳开连杆体和盖选用铳床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.479(90)选取数据铳刀直径D = 63 mm切削速度V = 0.34 m/s切削宽度a. = 3 mm切削深度a,. = 2 m

19、m铳刀齿数Z = 24a, = 0.015 mm/rd = 4() mm则主轴转速 n = 1000v/-D= 103 r/min根据表3.174按机床选取n=750 r/min则实际切削速度V二乃Dn/ (1000X60) = 2.47 m/s选用铳床X62W7、加工连杆体(1)粗铳连杆体结合面根据机械制造工艺设计手册表2.474 (84)选取数据切削速度V = 0.35 m/s按机床选取n = 750 r/min=2.94 m/s选用铳床X62W铳刀直径D = 75 mm切削宽度a, = ().5 mm铳刀齿数Z = 8切削深度 a,=2 mm at = 0.12 mm/r则主轴转速 n

20、= l000v/D = 89 r/min根据表3.174则实际切削速度丫= Dn/ (l(X)0X60) (2)精铳连杆体结合面根据机械制造工艺设计手册表2.484选取数据铳刀直径D = 75 mm切削速度V = 0.42 m/s铳刀齿数Z = 8切削深度aP= 2 mma10.7 mm/r切削宽度 a,=0.5 mm则主轴转速 n = 1000v/D=107r/min根据表3.1 74按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度丫=乃Dn/ (l(X)0X60) = 2.94 m/s(3)粗钩连杆两螺栓底面选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据钩刀直径D = 2

21、8 mm钩刀齿数Z = 6 切削深度a()= 3 mm 则主轴转速 n = l()()()v/D = 50.9 r/min 根据表3.130则实际切削速度丫=万Dn/ (1000X60) (4)铳轴瓦锁口槽切削速度V = 0.2 m/s进给量 f= 0.10 mm/r按机床选取n = 750 r/min=2.94 m/s选用铳床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.4-90选取数据铳刀直径D = 63 mm切削速度V = 0.31 m/s铳刀齿数Z = 24切削深度aP = 2 mm切削宽度 a. = 0.5 mma, = 0.02 mm/r则主轴转速 n = 1000v/-D = 94 r/

22、min根据表3.174按机床选取n= 100 r/min则实际切削速度丫=4Dn/ (1000X60) = 0.33 m/s(5)精铳螺栓座面选用铳床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铳刀直径D = 63 mm切削速度V = 0.47 m/s铳刀齿数Z = 24切削深度a, = 2 mm切削宽度 ac= 5 mmat=0.015 mm/r则主轴转速 n = 1000v/-D= 142 r/min根据表3.1 31按机床选取n = 150 r/min则实际切削速度V= DnZ (1000X60) = 0.49 m/s(7)精磨结合面选用磨床M7130根据机械制造工艺设计手册表2

23、.4170选取数据砂轮直径D = 40 mm切削速度V = 0.330 m/s切削深度 a, = 0.1 mm进给量 f,o = 0.006 mm/r则主轴转速 n = 1000v/rD = 157 r/min根据表3.148按机床选取n = 100 r/min 则实际切削速度 V= n Dn/ (1(X)() X60) = 0.20 m/s 8、铳、磨连杆盖结合面(1)粗铳连杆上盖结合面选用铳床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.474 (84)选取数据 铳刀直径D = 75 mm切削速度V = 0.35 m/s切削宽度a,、二3mm铳刀齿数Z=8af = 0.12 mm/r则主轴转速n

24、= 1000v/乃D = 89 r/min 根据表3.174按机床选取n= 100 r/min则实际切削速度V=%Dn/ (1000X60) = 0.39 m/s(2)精铳连杆上盖结合面选用铳床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.484选取数据 铳刀直径D = 75 mm切削速度V = 0.42 m/s切削宽度4 =0.5 mm铳刀齿数Z = 8进给量f = 0.7 mm/r则主轴转速 n= 1000v/D= 107 r/min 根据表3.174按机床选取n二110 r/min则实际切削速度丫=乃Dn/ (1000X60) = 0.43 m/s(3)粗铳螺母座面选用铳床X62W根据机械制造工

25、艺设计手册表2.488选取数据 铳刀直径D = 63 mm切削速度V = 0.34 m/s铳刀齿数Z = 24切削宽度a. = 5 mm at= 0.15 mm/r则主轴转速 n = 1000v/-D= 103 r/min 根据表3.174按机床选取n= 100 r/min则实际切削速度 V = 7i Dn/ (1000X6() = 0.39 m/s(4)铳轴瓦锁口槽选用铳床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据 铳刀直径D = 63 mm切削速度V = 0.31 m/s铳刀齿数Z = 24切削深度比二2 mm切削宽度 a = 0.6 mmaf= 0.02 mm/r则主轴转速 n

26、 = lOOOv/-D = 94 r/min 根据表3.174按机床选取n = 100 r/min则实际切削速度V二万Dn/ (1000X60) = 0.33 m/s(5)精磨结合面选用磨床M7350根据机械制造工艺设计手册表2.417()选取数据 砂轮直径D = 40 mm切削速度V = 0.330 m/s切削深度 a, = 0.1 mm 进给量 fr0= 0.006 mm/r则主轴转速 n = 1000v/-D= 157 r/min根据表3.148按机床选取n = 100 r/min则实际切削速度丫= -Dn/ (1000X60) = 0.20 m/s9、铳、钻、锋总连杆体(I)精铳连杆盖

27、上两螺母座面选用铳床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.490选取数据铳刀直径D = 63 mm切削速度V=0.47 m/s切削宽度a. = 5 mm铳刀齿数Z = 24at =0.015 mm/r切削深度比二2mm 则主轴转速 n = l()()()v/D= 142 r/min根据表3.174按机床选取n = 150 r/min则实际切削速度丫=乃Dn/ (1000X60) = 0.49 m/s(2)、从连杆上方钻、扩、较螺栓孔a)钻螺栓孔Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.4-38切削速度V = 0.99 m/s进给量 f = 0.08 mm/r则主轴转速 n = IOOOv/ttD

28、 = 1910 r/min根据表3.13()选用钻床(41)选取数据切削深度a；, = 5 mm钻头直径D=10 mm按机床选取n = 910 r/min则实际切削速度V二万Dn/ (1000X60) = 0.99 m/sb)扩螺栓孔选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.4-53选取数据扩刀直径D = 1 () mm切削速度V = 0.40 m/s切削深度aP= 1.0 mm进给量f = 0.6 mm/r则主轴转速 n = 1000v/-D = 764 r/min根据表3.1 30按机床选取n=764 r/min则实际切削速度V二乃Dn/ (1000X60) = 0.40 m/s c

29、)较螺栓孔根据机械制造工艺设计手册表2. 481选取数据钱刀直径D=12.2 mm切削速度V=0. 22 m/s切削深度%=0. 10 mm进给量f = 0.2 mm/r则主轴转速 n = 1000v/D = 140 r/min根据表3. 131按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度V=万Dn/ (1000X60) = 0. 127 m/s (3)从连杆盖上方给螺栓孔口倒角根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据切削速度V = 0.2 m/s 进给量 f= 0.10 mm/r切削深度%=3 mmZ = 8根据表3.130按机床选取n = 750 r/min10、粗镜大头孔 选用

30、馍床T68 根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据铳刀直径D = 65 mm切削速度V = 0.16 m/s进给量f = ().30 mm/r切削深度a,. = 3.0 mm则主轴转速 n = OOOv/jt D = 47 r/min根据表3.141按机床选取n = 800 r/min则实际切削速度V二乃Dn/ (1000X60) = 2.72 m/s 11、大头孔两端倒角 选用机床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据切削速度V = 0.2 m/s切削深度aP= 3 mm进给量 f = 0.10 mm/rZ = 8根据表3.1 30按机床选取n=750 r/min12、精

31、磨大小头两平面(先标记朝上) 选用磨床M7130根据机械制造工艺设计手册表2.417()选取数据切削速度V = 0.413 m/s切削深度a,. = 0.10 mm进给量 f = 0.006 mm/r13、半精镇大头孔及精神小头孔 选用镣床T2115(1)根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据键刀直径D = 65.5 mm切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r切削深度a = 1 mm根据表3.139按机床选取n = 1000 r/min(2)根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据像刀直径D = 30 mm切削速度V = 3.18 m/s进给量f = 0.1(

32、) mm/r切削深度4 = 1.() mm根据表3.139按机床选取n = 2000 r/min14、精镣大头孔 选用镣床T2115根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据馍刀直径D = 65.4 mm切削速度V = 0.20 m/s毕业实践工作对于每一位即将毕业的毕业生来说都是非常重要的，它对 我们以后走上工作岗位很有帮助。对于我们机电专业来说，在以后的工作中 经常要做关于夹具的设计工作，在这里，我以连杆零件为例，对它的工艺过 程和夹具进行设计。做毕业设计可以把以前所学的知识加以综合运用，起到 巩固学到的知识的作用，从而提高分析，解决问题的能力。因此，认真的完 成毕业设计是很有必要的。毕

33、业设计是我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教 学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决 专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标 准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等 方面的工作能力，也为我们以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对 待这次综合能力运用的机会！切削深度aP= 1 mm 按机床选取n = 1()(X) r/min进给量f= 0.2 mm/r 根据表3.139 15、钻小头油孔选用钻床Z3025根据机械制造工艺设计手册表2.438 (41)选取

34、数据 切削速度V = 1.18 m/s切削深度ap = 3mm进给量 f= 0.05 mm/r根据表3.1 30按机床选取n = 1000 r/min16、小头孔两端倒角选用机床X62W根据机械制造工艺设计手册表2.467选取数据 切削速度V = 0.2 m/s切削深度aP=3 mm进给量 f=().10 mm/rZ = 8根据表3.130按机床选取n = 750 r/min17、镖小头孔衬套选用馍床T2115根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据伸刀直径D = 30 mm切削速度V=0.25 m/s进给量f = 0.2 mm/r切削深度aP= 0.2 mm根据表3.1 39按机床选取n

35、= 1000 r/min18、给磨大头孔 根据机械制造工艺设计手册表2.466选取数据 切削速度V = 0.32 m/s进给量f=0.05 mm/r 切削深度a = 0.05 mm 根据表3.139按机床选取n = 1000 r/min1.8连杆的检验连杆在机械加工中要进行中间检验，加工完毕后要进行最终检验，检验 项目按图纸上的技术要求进行。1.8.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度1.8.2 检查主要表面的尺寸精度用量缸表，在大头孔内分三个断面测量其内径，每个断面测量两个方向,三个断面测量的最大值与最小值之差的一半即圆柱度。图(1-7)大小头孔平行度的检验图183检验主要表面的位置精度其中大，

36、小头孔轴心线在两个互相平行垂直的方向的平行度用图(i一一7)所 的工具及方法进行。1.8.4 连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验制做专用垂直度检验心轴，其检测心轴直径公差，分三个尺寸段制做， 配以不同公差的螺钉，检查其接触面积，一般在90%以上为合格，或配用塞 尺检测，塞尺厚度的一半为垂直度公差值。第二章工装设计2.1 铳削分面夹具设计由连杆工作图可知，工件材料为45钢，年产量20万件。根据设计任务 的要求，需设计一套铳剖分面夹具，刀具为硬质合金端铳刀。2.1.1 夹具的问题注意本夹具主要作来铳剖分面，剖分面与小头孔轴心线有尺寸精度要求，剖分面与螺栓孔有垂直度要求和剖分面的平面度要求。由于本工序是

37、粗加工, 主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。2.1.2 夹具设计I）定位基准的选择由零件图可知，在铳剖分面之前，连杆的两个端面、小头孔及大头孔的 两侧都已加工，且表面粗糙要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原 则选29.49H8小头孔与连杆的端面为基准。连杆上盖以基面（无标记面）、 凸台面及侧面定位，连杆体以基面和小头孔及侧面定位，均属于完全定位。2）夹紧方案由于零件小，所以采用开口垫圈的螺旋夹紧机构，装卸工件方便、迅速。3）夹具体设计夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上， 加工时，能承受一部分切削力。夹具体图如图：夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制

38、造周期较长。4）切削力及夹紧力的计算切削力的计算：，由组合机床（表7-24）得：2250 2250P=F 二产二1902.538N铳剖分面夹具体图-O夹紧力的计算：由机床夹具设计手册（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夹紧力:P= 1.75mm, L=140mm，作用力： F=70N,夹紧力：WO5380N由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。定位误差的计算：由加工工序知，加工面为连杆的剖分面。剖分面对连 接螺栓孔中心线有垂直度要求（垂直度允差0.08）；对连杆体小头孔有中心距190。1要求；对剖分面有0.025的平面度要求。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

39、心线，其设计计算如下：（1）确定定位销中心与大头孔中心的距离及其公差。此公差取工件相应 尺寸的平均值，公差取相应公差的三分之一（通常取1/51/3）。故此尺寸为 190.30.010o（2）确定定位销尺寸及公差本夹具的主要定位元件为一固定销，结构简单，但不便于更换。该定位 销的基本尺寸取工件孔下限尺寸29.49。公差与本零件在工作时与其相配孔 的尺寸与公差相同，即为29.491。（3）小头孔的确定考虑到配合间隙对加工要求中心距1900.1影响很大，应选较紧的配合。 另外小头孔的定位面较短，定位销有锥度导向，不致造成装工件困难。故确+0.033定小头定位孔的孔径为29.49。o5）定位误差分析+

40、0,033 对于连杆体剖分面中心距19（）0.1的要求，以29.49。 的中心线 为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间 存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值为： Dw= 8 D+ 6 d+ min=0.033+0.012+0=0.045 mm Dw剖分而的定位误差6D工件孔的直径公差8d定位销的直径公差 min一一孔和销的最小保证间隙此项中心距加工允差为因此工件在加工过程中能够保证加工精度 要求。连杆上盖剖分面的尺寸要求，螺母座面（工艺基准）为加工面的工 序基准，同时亦为第一定位基准，对加工剖分面来说，它与工序基准的距圉 272。52及相应的平行度误差

41、只取决于基准在夹具中位置。因为工序基准同时为 定位基准，即基准重合，没有基准不重合误差。基准位置误差为零。所以对 加工剖分面来说，定位误差为零。即当基准重合时，造成加工表面定位误差 的原因是定位基准的基准位置误差。2.2扩大头孔夹具由连杆工作图可知，连杆材料为45钢，年产量20万件。根据指导老师 的要求，需设计一套扩大头孔夹具。为了提高劳动生产率，保证加工质量， 降低劳动强度，需要设计专用夹具。2.2.1 夹具的注意问题本夹具主要用来扩中65.5的大头孔，大头孔的轴心线相对于小头孔轴心 线有一定的尺寸精度要求。由于本工序是粗加工，在加工本道工序时，主要 应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

42、2.2.2 夹具设计1）定位基准的选择由零件图可知，在粗加工大头孔之前，连杆的两个端面，小头孔及大头 孔的两侧面都已加工，且表面粗糙度要求较高。为了使定位误差为零，按基 准重合原则选中29.29h7定位销与基面为定位基准，定位销限制2个自由度, 基面限制工件3个自由度，大头孔的外侧面限制工件1个自由度，属完全定 位。由于生产批量大，为了提高加工效率，缩短辅助时间，准备采用手动式 滑柱钻模，采用了常用的圆锥自锁装置，装卸工件方便、迅速。2）夹紧方案由于所加工的零件比较小，夹具的夹紧力与加工零件时的轴向力方向相 同，为了装卸工件方便，采用手动式滑柱钻模。加工的大头孔为通孔，沿Z 方向的位移自由度可

43、不予限制，但实际上以工件的端面定位时，必须限制该 方向上的自由度。故应按完全定位设计夹具。滑柱式是一种带有升降钻模板的通用可调夹具，它由钻模板、三根滑柱、 夹具体和传动、锁紧机构所组成。使用时，转动手柄，经过齿轮齿条的传动 和左右滑柱的导向，便能顺利的带动钻模板升降，将工件夹紧或松开。钻模 板在夹紧工件或升降至一定高度后，必须自锁。自锁机构的种类很多，但用 得最广泛的是圆锥锁紧机构。3）夹具体设计夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上， 加工时，能承受一部分切削力。扩大头孔夹具体图如下：扩大头孔夹具体图夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。4）切削力及夹紧力

44、的计算由于本工序主要是粗加工大头孔，所以只对夹具的定位稳定性进行计算, 及夹紧力和钻削力的计算。扩孔时的切削力计算：根据（机械加工工艺手册李洪主编）表2.4-69扩孔时的切削力为：F =9.81 x 61（）7xl.2= 5194.136 N.m夹紧力的计算：根据（机床夹具设计手册第三版 王光斗王春福 主编）表1-3-11Qo=欣：/4= 3.14x622x30/4=90526 N在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数K = K、K2K3Ka式中：%一基本安全系数；取1.5K?一加工性质系数；取1.1&一刀具钝化系数；取1.1一断续切削系数；取1.1则 F = KF=10370.093 N

45、钻削力F小于夹紧力Q。，所以该夹紧装置可靠。5）定位误差分析定位元件尺寸及公差的确定：本夹具的主要定位元件为一固定定位销，结构简单，但不便于更换。该 定位销尺寸与公差规定为与本冬件在工作时与其相配孔的尺寸公差相同，即 为29.49h7.+0.033对于连杆体剖分面中心距1900.1的要求，以29.49。 的中心线 为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面与定位间 存在间隙，造成的基准位置误差即为定位误差，其值为：A Dw= 3 D+ 6 d+ A min=0.033+0.012+0=0.045 mm Dw一一剖分面的定位误差6D工件孔的直径公差6d定位销的直径公差 min一一孔和销的最小保证间隙此项中心距加工允差为（）.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度 要求。 大头孔两侧面对中心距的要求：扩大头孔时，限制Z轴的转动是一 挡板（工序基准），同时亦为第一定位基准，对加工大头