1、方位其次还要满足其他要求如保证夹具的生产率容易装 卸工件采用自动或半自动夹紧装置切屑容易排除操作简单并安全如对 贵重工件采用防误功能的元件有效降低成本考虑夹具材料和制造过程优 先选用标准件。 因此夹具设计是个复杂的过程在传统夹具设计中这些基本原理应 用于具体夹具设计中主要取决于设计者的经验。从夹具设计人员的经验中收集 表达这些知识是夹具设计的关键。 夹具般由定位装置夹紧装置对刀引导装置其他元件及装置和夹具 体等基本装置组成其中定位装置主要包括定位元件及其组合其作用是确定 工件在夹具中的位置即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于 正确的位置如支承钉支承板形架定位销等夹紧装置的作用是将工 件压紧夹牢保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力惯性。
2、度连杆大 小头孔中心距尺寸精度连杆大小头孔平行度连杆大小头孔尺 寸精度形状精度连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。 连杆的主要技术要求 连杆上需进行机械加工的主要表面为大小头孔及其两端面连杆体与 连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要求图如下。 图连杆总成图 大小头孔的尺寸精度形状精度 为了使大头孔与轴瓦及曲轴小头孔与活塞销能密切配合减少冲击的不 良影响和便于传热。大头孔公差等级为表面粗糙度应不大于 大头孔的圆柱度公差为小头孔公差等级为表面粗糙度应不 大于。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为素线平行度公差 为。 大小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜从而造 成汽缸壁磨损不均匀同时。
3、 现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根 据生产纲领为大量生产连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种种 是体和盖分开锻造另种是将体和盖锻成体。整体锻造的毛坯需要在以 后的机械加工过程中将其切开为保证切开后粗镗孔余量的均匀最好将整体 连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言整体锻造存在所需锻造设备动 力大和金属纤维被切断等问题但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少锻造工时少模具少等优点故用得越来越多成为连杆毛坯的种主要形式。 总之毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低性能提高。 目前我国有些生产连杆的工厂采用了连杆辊锻工艺。图为连杆辊 锻示意图毛坯加热后通过上锻辊模具和下锻辊模具的型槽毛坏产生 塑性变形从而得到所需要的。
4、 大头两端面的尺寸公差等级为表面粗糙度不大于小头两端面 的尺寸公差等级为表面粗糙度不大于。这是因为连杆大头两 端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求而连杆小头两端面与活塞销孔 座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小 头端面间距离尺寸的公差带中这给连杆的加工带来许多方便。 螺栓孔的技术要求 在前面已经说过连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这动载 荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提 出高的技术要求外对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了定的要求。 规定螺栓孔按级公差等级和表面粗糙度应不大于加工两螺 栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为。 有关结合面的技术要求 在连杆受动载荷时接合面的歪斜使连杆。
5、集成化是 夹具设计发展的必然方向是企业信息集成的必然要求。 标准化 标准化是提高机床夹具设计系统适应性和促进集成的基础。目前我国已有 夹具零件及部件的国家标准以及各类通用夹具组合 夹具标准等。机床夹具的标准化有利于夹具的商品化生产有利于缩短生产 准备周期降低生产总成本。 研究的意义 夹具的设计制造在整个制造生产准备工作中占有很重要的地位它的设计 与制造质量对保证产品质量有决定性的影响其设计与制造的周期在整个生产 准备中最长实际决定着整个生产准备周期。通过调研得知般企业仍习惯 于大量采用传统的专用夹具在具有中等生产能力的工厂里约拥有数千甚至 近万套专用夹具传统专用夹具设计依赖设计人员的设计经验会导致产生以下主要问题。 生产准备周期长设计效率低生产成本高 。
6、使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损所以两孔轴心线 在连杆轴线方向的平行度公差较小而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平 行度误差对不均匀磨损影响较小因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴 线方向的平行度在长度上公差为在垂直与连杆轴心线方向的 平行度在长度上公差为。 大小头孔中心距 大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比即影响到发动机的效率所以规 定了比较高的要求。 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度影响到轴瓦的安装和磨损甚至引起烧伤所以对它也提出了定的要求规定其垂直度公差等级应不低 于大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在长度上公差为 。 大小头孔两端面的技术要求 连杆大小头孔两端面间距离的基本尺寸相同但从技术要求是不同的。
7、 力以及切削力等外力作用而产生位移同时防止或减少振动。它通常是种机 构包括夹紧元件如夹爪压板等增力及传动装置如杠杆螺纹传动副 斜楔凸轮等以及动力装置如气缸液压缸等对刀引导装置的作用是确定 夹具相对于刀具的位置或引导刀具进行加工如对刀块 能适应现代制造的要求。但是在制造业中根据统计超过的夹具设计都 来源于对现有的相似夹具修改而成。机床专用夹具的设计也不例外。而些大 型的三维参数化软件如等均未提供专用的夹具设计 模块。为此很有必要利用软件二次开发出能快速准确绘制装配和管 理的参数化机床专用夹具设计软件以提高夹具的设计效率和规范性实现夹 具设计经验重用满足快速响应市场需求的目标该项研究有利于企业获得良 好的经济效益和社会效益。 连杆的结构特点 连杆是汽车发动机中的。
8、主要传动部件之它在柴油机中把作用于活塞 顶面的膨胀的压力传递给曲轴又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。 连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。 连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在起。为了减少磨损和便 于维修连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底底的内表面浇 有层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有组垫片可以 用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套 以减少小头孔与活塞销的磨损同时便于在磨损后进行修理和更换。 在发动机工作过程中连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用 连杆除应具有足够的强度和刚度外还应尽量减小连杆自身的质量以减小惯 性力的作用。连杆杆身般都采用从大。
9、夹具的结构类型很多例如用于精密分度的多齿盘其分度精度可达 用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘其定心精度为。 模块化 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化标准化 夹具元件快速组装成各种夹具已成为夹具技术开发的基点。 智能化 智能化夹具最初主要应用的是专家系统利用人工智能技术将各种技术综 合应用有助于提高机床夹具的设计效率。 柔性化 机床夹具的柔性化是指机床夹具通过调整组合等方式以适应工艺可变 因素的能力。工艺的可变因素主要有工序特征生产批量工件的形状和尺 寸等。具有柔性化特征的新型夹具当前夹具发展的重要方向。 集成化 机床夹具设计是生产准备的重要部分。确定该工序所使用的夹具给出夹 具的装配图和零件图是连接设计与加工的纽带实现与的集成。。
10、少采用标准件难以实现对高精度相似性特征工件设计。 针对以上特点本文着重研究并充分利用己有的夹具设计经验将参数化 模块化技术应用到系统当中从机床专用夹具可重构性的角度出发建立参数 化夹具定位机构夹紧机构对定机构以及对机床专用夹具的建模和虚拟装配 基于的二次开发对机床专用夹具进行设计改变传统夹具设计模式技术革 新创建夹具三维设计的新环境可以大大缩短设计与制造周期减少重复劳 动提高工作效率降低生产成本。此外利用二次开发三维参数化技术应 用于夹具设计对夹具的标准化系列化将会起到积极的推动作用有利于夹 具设计的科学性和系统性管理有利于企业取得良好的经济效益和社会效益。 研究的内容课题的研究内容 对夹具的基本要求就是将工件定位并牢固的夹持在定位置并在机床工 作台上有定的。
11、盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位影响 到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆 体连杆盖和垫片贴合的紧密程度因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴轴瓦的磨损。 对于本连杆要求结合面的平面度的公差为。 连杆的材料和毛坯 连杆在工作中承受多向交变载荷的作用要求具有很高的强度。因此连 杆材料般采用高强度碳钢和合金钢如钢钢等。 近年来也有采用球墨铸铁的粉末冶金零件的尺寸精度高材料损耗少成本 低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用使粉末冶金件的密度和强度大为提 高。因此采用粉末冶金的办法制造连杆是个很有发展前途的制造方法。 连杆毛坯制造方法的选择主要根据生产类型材料的工艺性可塑性 可锻性及零件对材料的组织性能要求零件的形状及其外形尺寸毛坯车。
12、到小头逐步变小的工字型截面形状。 为了保证发动机运转均衡同发动机中各连杆的质量不能相差太大因此 在连杆部件的大小头两端设置了去不平衡质量的凸块以便在称量后切除不 平衡质量。连杆大小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹安 放搬运等要求连杆大小头的厚度相等基本尺寸相同。在连杆小头的顶 端设有油孔或油槽发动机工作时依靠曲轴的高速转动把气缸体下部的 润滑油飞溅到小头顶端的油孔内以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运 动副。 连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来使活塞的往复直线运动变为曲柄的 回转运动以输出动力。因此连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能而 工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有个连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对。
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连杆加工工艺及夹具设计