夹具设计说明书汽车连杆.docx
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夹具设计说明书汽车连杆
《夹具设计》
课程设计说明书
课题名称:
连杆上定位卡槽铣制工序夹具设计
专业：
机械设计制造及其自动化
班级：
07机电实验班
姓名：
李鹏鹏
学号：
B07310214
目录
1、目录
2、机床夹具设计概述（工件装夹的概念、方法、夹具的组成、定位原理、常用定位元件的论述、夹紧装置的组成及其设计要求等）
夹具设计概述
工件装夹的概念
夹具——在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。
定位——使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。
夹紧——工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中保持正确位置不变。
工件装夹的实质——在机床上进行定位和夹紧。
工件装夹的目的——通过定位和夹紧而使工件在加工过程中始终保持其正确的加工位置，以保证达到该工序所规定的加工技术要求。
工件的装夹方法
1按找正方式定位的装夹方法
一般这种方法是以工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针或指示表进行找正，以确定工件的正确定位的位置。
然后再将工件夹紧，进行加工。
2按找正方式定位的装夹方法
按找正方式定位的装夹的特点：
能较好地适应工序或加工对象的变换；
夹具结构简单，使用简便经济；
适用于单件、小批生产；
生产效率低，劳动强度大；
有时需要增加划线工序；
3用专用夹具装夹工件的方法
专用夹具的组成
定位元件：
用于确定工件在夹具中的位置；
夹紧装置：
将工件压紧夹牢，并保证工件在加工过程中位置不变；
连接元件：
用于确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相对位置；
对刀或导向元件：
用于保证工件加工表面与刀具之间的位置；
其它装置或元件：
定向键、操作件、分度装置、靠模装置、上下料装置、平衡块等，以及标准化了的其它连接元件；
夹具体：
是夹具的基座和骨架，用来配置、安装各夹具元件及装置。
机床夹具定位原理
（1）六点定位原理
未定位工件在空间有六个自由度，
定位就是限制其自由度。
合理布置六个定位支承点，使工件上的定位基面与其接触，一个支承点限制工件一个自由度，使工件六个自由度被完全限制，在空间得到唯一确定的位置，此即六点定位原理。
实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点，视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定
常见定位方法与定位元件
（1）工件以平面定位
1）固定支承（支承钉、支承板）
2）可调支承
多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批
毛坯误差
3）自位支承
支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，
一般只限制
一个自由度，
即一点定位。
4）辅助支承
在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，
主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。
（2）工件以圆孔定位
1）定位销
分固定式和可换式，圆柱销和菱形销
2）圆锥销
常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度
3）定位心轴
主要用于盘套
类零件的定位
（3）工件以外圆表面定位
1）定位套筒
2）半圆定位座
常用于大型轴类工件的定位
3）V形块定位
结构尺寸已标准化，斜面夹角有60°90°120°
4）外圆定心夹紧
三爪卡盘、双V形铁定心夹紧、弹簧夹头
夹紧装置的组成及基本要求
组成：
（1）力源装置
（2）中间传力机构
（3）夹紧元件
作用：
1）改变作用力的方向；
2）改变作用力的大小；
3）使夹紧实现自锁。
基本要求：
（稳、牢、快）
1）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置；
2）夹紧力大小要适当，夹紧安全可靠；
3）夹紧动作要迅速、准确；
4）结构紧凑，易于制造与维修。
3、对要加工的零件进行工艺分析（主要针对要设计夹具的本道工序和相关工序的加工状况）
1.4 连杆的机械加工工艺分析
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。
主要包括：
大、小头孔的尺寸精度、形状精度，大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度，大、小头孔中心距，连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度。
连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。
连杆机械加工工艺过程如下表（1—1）所示：
工序
工序名称
工序内容
工艺装备
1
铣
铣连杆大、小头两平面,每面留磨量0.5mm
X52K
2
粗磨
以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对称
M7350
3
钻
与基面定位，钻、扩、铰小头孔
Z3080
4
铣
以基面及大、小头孔定位，装夹工件铣尺寸
mm两侧面，保证对称（此平面为工艺用基准面）
X62W组合机床或专用工装
5
扩
以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔为Φ60mm
Z3080
6
铣
以基面及大、小头孔定位，装夹工件，切开工件，编号杆身及上盖分别打标记。
X62W组合机床或专用工装锯片铣刀厚2mm
7
铣
以基面和一侧面定位装夹工件，铣连杆体和盖结合面，保直径方向测量深度为27.5mm
X62组合夹具或专用工装
8
磨
以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆体和盖的结合面
M7350
9
铣
以基面及结合面定位装夹工件，铣连杆体和盖
mm
8mm斜槽
X62组合夹具或专用工装
10
锪
以基面、结合面和一侧面定位，装夹工件，锪两螺栓座面
mm,R11mm,保证尺寸
mm
X62W
11
钻
钻2—
10mm螺栓孔
Z3050
12
扩
先扩2—
12mm螺栓孔，再扩2—
13mm深19mm螺栓孔并倒角
Z3050
13
铰
铰2—
12.2mm螺栓孔
Z3050
14
钳
用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装成连杆组件，其扭力矩为100—120N.m
15
镗
粗镗大头孔
T68
16
倒角
大头孔两端倒角
X62W
17
磨
精磨大小头两端面，保证大端面厚度为
mm
M7130
18
镗
以基面、一侧面定位，半精镗大头孔，精镗小头孔至图纸尺寸，中心距为
mm
可调双轴镗
19
镗
精镗大头孔至尺寸
T2115
20
称重
称量不平衡质量
弹簧称
21
钳
按规定值去重量
22
钻
钻连杆体小头油孔
6.5mm,
10mm
Z3025
23
压铜套
双面气动压床
24
挤压铜套孔
压床
25
倒角
小头孔两端倒角
Z3050
26
镗
半精镗、精镗小头铜套孔
T2115
27
珩磨
珩磨大头孔
珩磨机床
28
检
检查各部尺寸及精度
29
探伤
无损探伤及检验硬度
30
入库
（一）工件的加工工艺分析
加工10mm宽的槽
注意：
1、本道工序要达到的尺寸和粗糙度分析
2、本道工序要用到的形面的尺寸分析
本道工序是要加工楔形定位卡槽，该定位卡槽是位于瓦盖的或缸体上的瓦座的边缘一侧的一个斜坡形凹槽，安装时在瓦上对应位置有一个楔形凸起，安装时要装配到位，防止出现旷动。
本道工序是采用直径30mm的铣刀在瓦座与瓦盖结合处沿径向开出2mm的楔形卡槽，加工过程中需保证瓦座与瓦盖结合面与铣刀平面垂直且结合面通过盘铣刀的中心，同时需保证卡槽中心线到上侧面距离为6mm，卡槽粗糙度要求为Ra4。
4、确定夹具的结构方案：
（1）确定定位方案；
（2）设计定位元件
根据本道工序的加工过程，可采用一孔两面（一孔为小头孔，一个侧面和一个顶面）定位，该定位方案为不完全定位，但根据加工过程中的受力特性，此定位方案可以满足加工要求，故可以采用。
具体定位方案参见定位方案图。
（1）定位方案
根据本道工序的加工过程，可采用一孔两面（一孔为小头孔，一个侧面和一个顶部侧面）定位，该定位方案为不完全定位，但根据加工过程中的受力特性，此定位方案可以满足加工要求，故可以采用。
定位基准选取：
选取工件小孔中心线、工件下侧面和工件顶部侧面为定位基准；
定位面选取：
圆孔定位的定位面选取小孔内表面；工件下侧面和工件顶部侧面；
定位原件选取：
圆孔定位的定位原件选取定位心轴；平面定位的定位原件为定位板（即支撑板）和支撑板（或限位挡块）；
定位方案：
选取的进给方向为沿瓦座与瓦盖结合面的径向，利用圆孔定位限制工件的X轴和Y轴的平动自由度；利用平面定位限制了X轴、Y轴的转动自由度和Z轴的平动自由度。
（2）定位原件
圆孔定位：
定位原件选取定位心轴；
平面定位：
定位原件选取
为定位板（即支撑板）和支撑板（或限位挡块）
5、夹紧方案选择及夹紧机构设计
根据本道工序的加工过程，可采用螺栓压紧和螺栓顶牢的夹紧方案，螺栓压紧、顶牢机构配合定位机构，共同构成本道工序的夹紧机构。
夹紧机构组成：
拉紧弹簧、螺栓、支撑座、压板、锁紧装置
夹紧原理为通过夹紧装置（螺栓连接）压紧压板，从而压紧工件。
具体夹紧方案参见夹紧方案图。
6、本课程设计的体会
通过夹具设计课程设计，我了解了工件装夹的概念、方法，夹具的组成、定位原理以及常用定位元件，夹紧装置的组成及其设计要求等，并根据实际生产应用绘制了汽车连杆加工过程中的定位方案、夹紧方案以及总装配图。
但同时发现自身工程实践经验匮乏，常用夹具了解不多，在以后的学习或工作中一定会注意锻炼自己，积累工程经验。
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