连杆夹具设计论文

生产实习中学到的实践知识，正确解决汽车、发动机零件在加工中的定位、加 紧、工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题；培养学生综合运用已学理论来分析 和解决发动机生产实践中问题的能力。 （二） 对学生进行工程师基本技能的训练。如计算，绘图，运用手册、标准查阅资料 等，增长学生实践知识和拓宽眼界，培养学生独立工作能力，为今后的工作打 下良好的基础。 （三） 提高结构设计能力。经过夹具设计的训练，能根据被加工零件的尺寸要求，设
１．３ 任务与分析
《汽车及发动机制造工艺课程设计》是《汽车制造工艺学》课程学习及《汽车及 发动机制造工艺生产实习》结束后的一次综合性课程设计，是一个将理论知识与生产 实践结合的、重要的教学环节，故本次课程设计主要的目的是为了： （一） 培养学生理论联系实际设计思想，能运用《汽车制造工艺学》的基本理论及在
２．１ 零件结构分析及作用……………………………………………………………… ５
２．２ 工艺分析 ……………………………………………………………………………５ ２．２．１ 毛坯选择 …………………………………………………………………………５ ２．２．２ 基准选择 …………………………………………………………………………５ ３．指定工序的夹具设计 …………………………………………………………………１４ ３．１ 定位基准的选择………………………………………………………………………１４ ３．２ 夹紧力的计算…………………………………………………………………………１４ ３．３ 定位误差的分析计算…………………………………………………………………１５ ３．４ 指定工序的加工余量和工序尺寸的确定……………………………………………１５ ３．５ 指定工序的基本工时的确定…………………………………………………………１６ ３．６ 夹具操作原理……………………………………………………………………… １６ ４ 结论………………………………………………………………………………………１６ ５ 谢词………………………………………………………………………………………１８ 参考文献……………………………………………………………………………………１９
（１）两端面：粗铣、粗磨、半精磨、精磨； （２）小头孔：钻孔、括孔、拉孔、精镗，压入衬套后再精镗； （３）大头孔：粗镗、半精镗、精镗； （４）螺栓孔：钻孔、扩孔、铰孔。 一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。
２．２．１ 毛坯选择 毛胚选择是零件设计中的重要一环。合理选择毛坯的类型，会使零件制造工艺简便、
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基面，即第一道工序所用的基面称为粗基准，这也是按基准先行原则，即先加工基准面， 后加工其他面的原则来分析考虑的，这就是说拟订工艺路线，首先确定工艺过程的精基准、 粗基准应怎样选择的问题。
1）粗基准选择 工件首次加工所使用的定位基准（面）都是未经加工过的表面，这样的定位基准被称 为粗基准。 1.选择粗基准时，主要解决三个基本问题： (1)保证工序的连续性； (2)保证位置精度； (3)保证各个加工面有足够的加工余量。 ２．粗基准的选择原则： （１）为后续工序准备基面（即加工出精基准）； （２）选择零件上不加工面为粗基准，来保证加工与不加工面间的位置精度； （３）合理分配余量：选择加工余量最小的平面；选择重要加工表面保证该平面的余量最
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 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 一般都采用从大头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，同一发 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，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把汽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。
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计出高效、省力、既经济又能保证零件加工质量的夹具的能力。 （四） 掌握连杆加工工艺流程，了解连杆加工的设备现场管理，掌握连杆加工工序过
程夹具的设计。
２ 零件分析
连杆是活塞式发动机内部一个十分重要的零（部）件，它连接活塞和曲轴。传递 力和力矩，从而实现发动机的运转，提供动力能源。在经过一套完整的传动链，汽车 可以稳定行驶。
连杆的作用是把活塞和曲轴连接起来，使活塞的往复直线运动变为曲轴的回转运动， 以输出动力。因此，连杆的加工精度将直接影响到发动机的性能，而工艺的选择又是直接 影响精度的主要因素。所以连杆加工工艺流程及工序夹具的设计将直接影响到连杆的加工 精度，而连杆的精度主要有连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度、 连杆大小头中心距尺寸精度、连杆大小头平行度、连杆大小头尺寸精度和形状精度、连杆 大头螺栓孔与接合面的垂直度等。
使用夹具安装工件时，首先要使工件在夹具占有正确的位置，即工件的定 位。通过工件的定位，使得每一个被加工的工件重复放置到夹具中都能准确的 占据由定位元件的同一位置，对一批工件来说，每放置到夹具中都能准确占据 定位元件的同一位置。
夹具设计主要分为：１．工件的定位方法及其定位元件。２．定位误差的分析 计算。３．夹紧机构的分析与夹紧力的计算。 关键词： 发动机、连杆
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１ 引 言
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１．１ 问题的提出
随着现代车用发动机朝着高速、轻量化发展的趋势，对发动机所选材料和工艺的要求 也就变得越来越高。连杆作为活塞式发动机的一个十分重要零部件，对连杆所用材料和制 造工艺也提出了很高的要求。连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，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一起。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，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和 连杆盖之间有一组垫片，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。
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１．２ 国内外研究的现状
国内发动机常采用传统连杆。传统连杆是指采用传统材料，通过常规生产方法生产的 连杆。在解决连杆与连杆盖的定位问题上，传统连杆的生产一般是将整体锻造（铸造）的连 杆毛坯切断、铣开，或者将连杆体和连杆盖分别锻造（铸造），再对连杆体和连杆盖的结合 面进行拉削、磨削加工。当用螺栓孔定位时，常采用多道工序，用精加工设备分别加工连 杆体及连杆盖上的螺栓孔，与其配合使用的螺栓要求很高（需精磨或滚花结合面）。如果用 连杆和连杆盖的结合面定位，则需要在连杆及连杆盖上加工定位凸台和定位槽，有的连杆 采用止推面定位，有的采用定位环定位，这些结合面的定位方式非常复杂，加工精度与装 配质量难以控制，生产效率低，制造成本高，废品率高，装拆也不方便。国内对连杆的研 究主要集中在连杆材料、热处理工艺、结构优化等方面。连杆材料最早使用的是调质中碳 钢，１９７２ 年德国第一个使用非调质钢的连杆问世之后，非调质钢的研究与应用逐渐展开。 日本约从 ８０ 年开始使用非调质钢，到现在 ９０％以上的曲轴、连杆采用非调质钢。我国从 ８０ 年代初开始使用非调质钢，李智、乔兵等对微合金非调质钢及其控轧控冷工艺进行了 研究，刘云旭等结合国外研究指出了非调质钢在工业应用中问题。目前，在国内连杆制造 业中，使用调质钢与非调质钢已不存在工艺问题，关键在于原材料成本差异。在解决连杆 与连杆盖的装配定位问题上，国内也进行了大量研究与尝试，但没有实质性突破。
目 录
摘要…………………………………………………………………………………………２
１ 引言………………………………………………………………………………………３ １．１ 问题的提出……………………………………………………………………………３ １．２ 国内外研究现状………………………………………………………………………４ １．３ 任务与分析………………………………………………………………………… ４ ２．零件分析……………………………………………………………………………… ５
２．１ 零件结构分析
连杆式一种变截面非圆形细长杆件，其杆身截面从大头到小头逐步变小，以适合养在 工作中承受急剧变化的动载荷。连杆是由连杆盖和连杆体两部分组成的，连杆盖和连杆体 用螺栓和螺母与曲轴主轴颈装配在一起。
２．２ 工艺分析及工艺流程制定
在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度：（１）连杆本身的刚度比较低，在外力（切 削力、夹紧力）的作用下容易变形；（２）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时会产生 较大的残余应力，并引起内应力的重新分布。因此在制定工艺流程时，就需要把主要表面 的粗精加工工序分工。这样，粗加工中得到修正最后达到零件的技术要求。各主要表面的 工序安排如下：
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摘要
各种钻床使用的夹具，通常称为钻具或者钻套。使用钻具的工序一般用钻
头，铰刀和丝锥等刀具来进行加工。在大多数情况下，加工工程的特点是刀具 和机床主轴一起做旋转运动和送给运动，而工件和钻具则固定不动，因此，工 件被加工孔是与旋转轴线同心的，其位置分布可以是同轴线的一些表面，也可 以是不同轴线的互相平行或任意角度的平面。
综上所诉，所谓毛坯选择就是在选择毛坯种类、毛坯wenku.baidu.com料以及毛坯生产制造工艺等时，需 要综合考虑一些原则，如使用要求、经济性和实际生产条件等，这些因素是相互联系又相 互制约的。因此，在确定毛坯选择方案时应在保证零部件使用要求的前提下，从本企业实 际出发，力求做到高效、优质、低成本。
2. 2. 2 基准选择 用来确定工件（零件）上几何关系所依据的那些点、线、面就被称作为基准。基准按
其作用不同分为设计基准和工艺基准两大类。本次课程设计主要涉及的是工艺基准，其中 又包括了粗基准和精基准。分析零件图，要分析设计图中给出的设计基准，拟订工艺路线， 正确的确定零件的装夹，需正确选择定位基准，定位基准按基准面是否经过切削加工而分 为精基准及粗基准，零件主要表面工艺分析中，其加工所用精基准，是应首先加工出，因 基准本身就是含有顺序，作为某个表面的基准，在加工这个表面之前，应先加工出这个基 面，然后以这个加工过的基准面定位，再来加工该表面。而这个精基面的加工，又选择何 表面来定位呢？零件制坯后，各表面都未加工过，所以只能选毛坯表面作为基面，来加工
（２）经济性原则。所谓经济性原则就是降低毛坯的成本。选择毛坯时，应在保证使 用要求的前提下，尽量减少消耗、降低毛坯制造成本，满足市场竞争要求。降低毛坯的主 要途径有：选择合适的毛坯的生产工艺、选择合适的材料、批量和生产周期等。
（３）实际生产条件。根据使要求和经济性所确定的毛坯生产方案是否能实现，还必 须考虑企业的实际生产条件。只有实际生产条件能够实现毛坯的生产方案，这个方案才是 切实可行的。
汽车毛坯材料的选择首先必须遵循一般的工程材料选择原则。由于材料的种类繁多， 性能、作用和应用场合也各有不同，因此毛坯的选择一般考虑一下原则：
（１）使用性原则。毛坯的使用要求是指将毛坯最终制成满足使用要求的产品。零件 的使用要求具体表现在零件的形状、尺寸、精度及工作条件、受力情况等，值有满足使用 要求的毛坯，才有实际价值。因此，保证使用要求是毛坯选择的首要原则。
生产效率、质量稳定、成本降低。为合理选用毛坯，需要清楚地了解各类毛坯的特点、适 用范围及选用原则等。本次的连杆式模锻件，锻压件是汽车零件制造业中的一种常用毛坯。 它是材料塑性变形的结果，因此锻压件晶粒较细，没有铸件的粗大组织和内部缺陷，其力
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学性能较好，所以一些要求强度高、耐冲击、抗疲劳的重要零件大多采用锻造毛坯。锻压 常应用于汽车发动机、变速器、转向器、行走部分总成的零件上。常用的有自由锻件、模 锻件等。