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火车 连杆 夹具 设计

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夹具设计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。经过与指导老师协商，决定设计镗小头孔的夹具。这个夹具将用于镗床T2115，刀具为硬质合金钢，完成对工件的镗削加工。问题的提出连杆小头孔的最终加工采用镗削120的小头孔，在镗削工序中，除了要保证连杆小头孔本身的精度要求外，还要保证小头孔中心线与大头孔中心线在两个相互垂直方向的平行度要求和中心距要求。为此采用卧式金刚镗。金刚镗削采用高切削速度，小进给量和镗削深度，切削力及发热变形较小，从而不但能获得良好的加工精度，而且具有较高的生产率，由于是大批量生产，所以要设计专用夹具。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。镗小头孔夹具体图如下： 夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。.4.2镗120小头孔4.2.1 定位基准的选择由零件图可知，在镗小头孔之前，连杆的的大头孔已经半精镗过，大头头端面也已经经过精加工，为了使基准不重合误差为零，采用一面两孔定位，大头孔用塑性心轴定位限制四个自由度，小头孔削边销定位限制工件一个自由度，外加大头的一个端面限制一个自由度，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，大头端用采用液压夹紧，装卸工件方便、迅速。4.2.2 切削力及夹紧力的计算由于本工序主要是镗小头孔，所以只对夹具的定位稳定性进行计算，及夹紧力和镗削力的计算。镗孔时的切削力计算： 式中 d=29.49mm f=0.2mm/r =650Mpa 代入得： =4725.1N夹紧力的计算：Q=160N L=200mm D=23mm a=2.850代入公式得： = 17414.4N在计算切削力时，必须考虑安全系数。 安全系数 式中：基本安全系数；取1.5 加工性质系数；取1.1 刀具钝化系数；取1.1 断续切削系数；取1.1则F=KxFf =9433.6N4.2.3 定位误差分析 定位元件尺寸及公差的确定：连杆的定位一面两孔和大头一端面，孔定位用塑料液性心轴和削边销。削边销的直径为29.49h7. 塑料液性心轴与的直径为64h7。 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：Dw=1/2(D+d+min)=1/2(0.021+0.030+0.030)=0.0405Dw垂直方向的定位误差D工件孔的直径公差d塑料液性心轴的直径公差min孔和塑料液性心轴配合间隙此项中心距加工允差为0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。参考文献1 Jack.c.h.Framework for integrated mechanical design automationcomputer aided design 32，2000：3553652 王先逵制造工艺学M北京：机械工业出版社 19993 朱正心制造技术M北京：机械工业出版社 19994 刘友才机床夹具设计M北京：机械工业出版社 19995 王小华.机床夹具图册M北京：机械工业出版社 19996 肖诗纲切削用量简明手册M北京：机械工业出版社,19937 王绍俊机械制造工艺设计手册M北京：机械工业出版社，19858 李益民机械制造工艺设计简明手册M北京：机械工业出版社，19969 杨叔子机械加工工艺师手册M北京：机械工业出版社，199310 刘有才，肖继德机床夹具设计手册M北京：机械工业出版社，199111 陈宏钧,方向明,马素敏等编典型零件机械加工生产实例机械工业出版社 2004.812符炜,杨继荣，实用切削加工手册M湖南：湖南科技出版社，200413 陈明机械制造工艺学M北京： 机械工业出版社 2005.814 李 洪机械加工工艺手册北京出版社 1996.115 艾兴 肖诗纲切削用量简明手册 2002.616 候家驹汽车制造工艺学北京：机械工业出版社 1991.817卢秉恒，机械制造技术基础M北京： 机械工业出版社, 1999 18王健实，机械加工常用刀具数据速查手册M北京：机械工业出版社，20054扩小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，需设计一套扩小头孔夹具。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。夹具的注意问题本夹具主要用来扩120的小头孔，小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。夹具设计1) 定位基准的选择 由零件图可知，在粗加工小头孔之前，连杆的两个端面，小头孔及小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，小头孔的外侧面限制工件1个自由度，属完全定位。由于生产批量小，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。加工的小头孔为通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，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。扩小头孔夹具体图如下： 夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。切削力及夹紧力的计算由于本工序主要是粗加工小头孔，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： 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1-3-11 =90526 N在计算切削力时，必须考虑安全系数。 安全系数 式中：基本安全系数；取1.5 加工性质系数；取1.1 刀具钝化系数；取1.1 断续切削系数；取1.1则 N钻削力小于夹紧力 ，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零件在工作时与其相配孔的尺寸公差相同，即为 29.49h7. 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：Dw=D+d+min=0.033+0.012+0=0.045 mmDw剖分面的定位误差D工件孔的直径公差d定位销的直径公差min孔和销的最小保证间隙此项中心距加工允差为0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。 小头孔两侧面对中心距的要求：扩小头孔时，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，对加工小头孔来说，它与工序基准的距离49及相应的平行度误差只取决于工序基准在夹具中的位置。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。即基准位置误差为零