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鉆連桿小頭孔夾具設(shè)計

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1、 前 言 1、設(shè)計題目 鉆連桿小頭孔夾具設(shè)計。 2、設(shè)計目的 (1)學(xué)習(xí)正確的調(diào)查研究方法,收集國內(nèi)外有關(guān)資料,掌握正確的夾具設(shè)計思想、方法和手段,學(xué)會正確使用有關(guān)手冊及其它技術(shù)資料。 (2)能運用所學(xué)基本理論知識,正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題,選擇合理的方案,進(jìn)行必要的計算,根據(jù)題意設(shè)計出符合優(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。 (5)提高使用專業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計的能力,為今后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。 一、零件相關(guān)條件分

2、析 1、連桿功用及結(jié)構(gòu)特點 連桿是汽車發(fā)動機(jī)主要的傳動機(jī)構(gòu)之一,它將活塞與曲軸連接起來,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)直線運動可逆的轉(zhuǎn)化為曲軸的回轉(zhuǎn)運動,以輸出功率。 連桿是一種細(xì)長的變截面非圓桿件。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)動時飛濺的潤滑油能流到活塞銷的表面上,起到潤滑的作用。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,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)運動慣性力(連桿受拉); (3)連桿高速擺動時產(chǎn)生的橫向慣性力(連桿受彎曲應(yīng)力); 為了保證工作時連桿的一些危險點(螺栓、桿身或大端端蓋等)不發(fā)生斷裂,將其設(shè)計成圖所示結(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,減少沖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:螺栓孔中心線對蓋體結(jié)合面與螺栓及螺母座面的不垂直,會增加連桿螺栓的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形,并影響螺栓伸長量而削弱螺栓強(qiáng)度。 (6)連桿螺栓預(yù)緊力要求:連桿螺栓裝配時的預(yù)緊力如果過小,工作時一旦脫開,則交變載荷能迅速導(dǎo)致螺栓斷裂。 (7)對連桿重量的要求:為了保證發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn),連桿大、小頭重量和整臺發(fā)動機(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)計指導(dǎo)書,(組合夾具拆裝現(xiàn)場)。 三、專用夾具設(shè)計 1、本夾具功用 該夾具是用來對連桿的小頭孔進(jìn)行定位與夾緊,以保證在鉆孔過程中連桿的平穩(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定位夾緊,限制了5個自由度,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)計了底部是錐形的壓板,定位的同時將工件壓緊。本夾具適用于批量生產(chǎn)。 3、不同設(shè)計方案分析比較和確定設(shè)計方案 開始設(shè)計時,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起到了定位和夾緊

7、的作用。后來考慮到簡便易行且定位可靠,就選用了第二種方案。 方案選擇: 方案1限制住了六個自由度,方案二限制住了除繞鉆頭旋轉(zhuǎn)外的五個自由度,兩方案均滿足要求。但是方案2夾具設(shè)計較為簡便,且能自動找準(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)動手柄,經(jīng)過齒輪齒條的傳動和左右滑柱的導(dǎo)向,便能順利地帶動鉆

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,他們之間連接時先用兩個銷定位,然后用四個螺釘連接。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)參觀回來之后,對課程學(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)用于實際操作中。這次課設(shè)不光使我們鞏固了對夾具的學(xué)習(xí),也加深了對實際生產(chǎn)中各道工序的認(rèn)識,為以后工作時綜合安排規(guī)劃生產(chǎn)過程打下了堅實的基礎(chǔ)。 本次課程是我大學(xué)時最累的課設(shè)。因為在緊張的課設(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)計指導(dǎo)書》 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械設(shè)計制造系 2.《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械設(shè)計制造系 3.《機(jī)床夾具圖冊》 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》 周開勤 主編 高等教育出版社 7.《切削用量簡明手冊》 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械設(shè)計制造系 7

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