钻连杆小头孔夹具设计

钻连杆小头孔夹具 前 言 1、设计题目 钻连杆小头孔夹具设计。 2、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～掌握正确的夹具设计思想、方法和手段～学会正确使用有关手册及其它技术资料。 ,2,能运用所学基本理论知识～正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题～选择合理的～进行必要的计算～根据题意设计出符合优质、高效、低成本的夹具。 ,3,培养自身分析研究结构工艺性问题～提高结构设计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基础。 1 一、零件相关条件分析 1、连杆功用及结构特点 连杆是汽车发动机主要的传动机构之一～它将活塞与曲轴连接起来～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可逆的转化为曲轴的回转运动～以输出功率。 连杆是一种细长的变截面非圆杆件。从大头到小头逐步变小的工字型截面的连杆体及连杆盖、螺栓、螺母等组成。虽然由于发动机的结构不同～连杆的结构略有差异～但基本上都是由活塞销孔端,小头,、曲柄销孔端,大头,及杆身三部分组成。 连杆大头孔套在曲轴的连杆轴颈～与曲轴相连～内装有轴瓦。为了便于安装～大头孔设计成两半～然后用连杆螺栓连接。连杆小头与活塞销相连～小头压入耐磨的铜衬套～孔内设有油槽～小头顶部有油孔～以便使曲轴转动时飞溅的润滑油能流到活塞销的面上～起到润滑的作用。为了减少惯性力～连杆杆身部位的金属重量应当减少～并且要求有一定的刚度～所以杆身采用工字型断面。连杆杆身部位是不加工的。在毛坯制造时～杆身的一侧做出定位标记～作为加工及装配基准。 连杆在工作中主要承受以下三种动载荷: ,1,汽缸内的燃烧压力,连杆受压,, ,2,活塞连杆组的往复运动惯性力,连杆受拉,, ,3,连杆高速摆动时产生的横向惯性力,连杆受弯曲应力,, 为了保证工作时连杆的一些危险点,螺栓、杆身或大端端盖等,不发生断裂～将其设计成图所示结构。该结构重量轻、刚度大～而且有足够的疲劳强度和冲击韧性。 2、连杆的主要加工表面和主要技术要求分析 连杆的主要加工表面有:大小端孔、上下端面、大端盖体结合面以及连杆螺栓孔等。 其主要的技术要求分析如下: 2 ,1,大小端孔的精度:为了使大端孔与轴瓦及曲轴、小孔端与活塞销能密切配合～减少冲击的不良影响和便于传热～大端孔尺寸～小端孔尺寸～大端孔及小端衬套孔粗糙度～大端孔的圆柱度公差～小端衬套孔的圆柱度均有较高的要求。且采用分组装配。 2,大小端孔中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～增加活塞与汽缸的摩擦力～从而造成汽缸壁磨损加剧。 ,3,大小端孔的中心距:大小端孔的中心距影响汽缸的压缩比～所以对其要求较高。大小头孔中心距保证为168?0.05。 ,4,大端孔两端面对大端孔轴线的垂直度:此参数影响轴瓦的安装和磨损。 ,5,连杆螺栓孔:螺栓孔中心线对盖体结合面与螺栓及螺母座面的不垂直～会增加连杆螺栓的弯曲变形和扭转变形～并影响螺栓伸长量而削弱螺栓强度。 ,6,连杆螺栓预紧力要求:连杆螺栓装配时的预紧力如果过小～工作时一旦脱开～则交变载荷能迅速导致螺栓断裂。 ,7,对连杆重量的要求:为了保证发动机运转平稳～连杆大、小头重量和整台发动机上的一组连杆的重量按图纸的严格要求。 3 二、设计条件 连杆名称:492QA汽油机连杆 生产规模:批量生产 设备情况:专用机床、通用机床 原始资料:连杆零件图～夹具课程设计指导～,组合夹具拆装现场,。 三、专用夹具设计 1、本夹具功用 该夹具是用来对连杆的小头孔进行定位与夹紧～以保证在钻孔过程中连杆的平稳～从而保证加工精度。 2、夹具工作原理 本夹具以连杆底面定位、小头孔上端压板同时定位夹紧～限制了5个自由度～只剩下绕钻头旋转的自由度。为了满足定位要求～在钻套外设计了底部是锥形的压板～定位的同时将工件压紧。本夹具适用于批量生产。 3、不同设计方案分析比较和确定设计方案 开始设计时～我想到了两种方案:一种是两边都用V型块定位,另一种是是小头孔用压块同时定位夹紧。前一种情况下大头孔用均压板压紧～后一种情况压块同时起到了定位和夹紧的作用。后来考虑到简便易行且定位可靠～就选用了第二种方案。 4 方案选择: 方案1限制住了六个自由度～方案二限制住了除绕钻头旋转外的五个自由度～两方案均满足要求。但是方案2夹具设计较为简便～且能自动找准小头孔圆心～容易保证位臵精度～因此选择方案2。 夹具工作原理: 方案2在钻头与工件接触之前先经过钻套以防钻头打歪～从而保证了小头孔与底面定位基准的垂直度。 本方案采用了滑柱式钻模。其工作原理如下: 转动手柄～经过齿轮齿条的传动和左右滑柱的导向～便能顺利地带动钻模板升降～将工件夹紧或松开。当钻模板在夹紧工件或升降至一定高度后进行自锁～自锁原理如下:螺旋齿轮的左端制成螺旋齿～与中间滑柱后端的螺旋齿条相啮合～其螺旋角是45?。轴的右端制成双向锥体～锥度为1:5～与夹具体1及套环5的锥孔相配合。当钻模板下降接触到工件后继续施加力～则钻模板通过夹紧元件将工件夹紧～在齿轮轴上产生的轴向分力使锥体锁紧在夹具体的锥孔中。由于锥角小于两倍摩擦角～故能自锁。如图1所示 5 图1 本夹具的夹具体和与工件直接接触的定位套是分开的～他们之间连接时先用两个销定位～然后用四个螺钉连接。采取这种方式的好处是由于连杆加工规模较大～将夹具体和定位套分开的话在定位套磨损时只更换定位套即可～从而降低了成本。 四、课设小结 本次课设安排在《机械制造工程学》课程以及从一汽集团参观回来之后～对课程学习具有极其重要的意义。在学习《机械制造工程学》时我们初步了解到了夹具定位和工作原理～参观一汽集团后亲眼见到了各式夹具～而这次课设则是将我们所学到的、所看到的综合应用于实际操作中。这次课设不光使我们巩固了对夹具的学习～也加深了对实际生产中各道工序的认识～为以后工作时综合安排规划生产过程打下了坚实的基础。 本次课程是我大学时最累的课设。因为在紧张的课设之余还要复习考研～也在此期间徘徊在保研和考研之间。虽然在尽心尽力地做～但是由于所学和所见有限～其中必定有许多不足之处～还望老师不吝赐教。 6 参考文献 1(《机械制造工艺及夹具课程设计指导书》 中国农业大学工学院机械设计制造 系 2(《机床夹具设计手册》 中国农业大学工学院机械设计制造系 3(《机床夹具图册》 薛源顺 主编 机械工业出版社 4(《机械制造工程原理》 冯之敬 主编 清华大学出版社 5、《互换性与测量技术基础》 王伯平 主编 机械工业出版社 6(《机械零件手册》 周开勤 主编 高等教育出版社 7(《切削用量简明手册》 中国农业大学工学院机械设计制造系 7