連桿螺釘加工工藝及銑夾具的設(shè)計

孫磊 游志鵬 鄭晨

摘要：本設(shè)計是基于連桿螺釘零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。連桿螺釘零件的主要加工表面是外圓及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用手動夾緊，夾緊可靠，機構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞：連桿螺釘類零件;工藝;夾具

引言

在機床上對工件進行加工時，為了保證加工壽面相對其它表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在機床上占有準(zhǔn)確的位置，井在加工過程中能承受各種力的作用而始終保持這一準(zhǔn)確位置不變。前者稱為工件酌定位，后者稱為工件的夾緊，這一整個過程統(tǒng)稱為工件的裝夾。在機床上裝夾工件所使用的上藝裝備稱為機床夾具（以下簡稱夾具）。

第1章：加工工藝規(guī)程設(shè)計

1.1零件的分析

1.1.1零件的作用

連桿螺釘?shù)闹饕饔檬沁B接作用，保證連桿能正常運行，并保證部件與其他部分正確安裝。因此連桿螺釘零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。

1.1.2零件的工藝分析

由連桿螺釘零件圖可知。連桿螺釘是一個軸類零件，它的外表面上有2個平面需要進行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。

1.2連桿螺釘加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施

由以上分析可知。該連桿螺釘零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于連桿螺釘來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。

1.2.1孔和平面的加工順序

連桿螺釘類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工連桿螺釘上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。連桿螺釘?shù)募庸ぷ匀粦?yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。

連桿螺釘零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。

1.2.2加工方案選擇

連桿螺釘孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。

根據(jù)連桿螺釘零件圖所示的連桿螺釘?shù)木纫蠛蜕a(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。

（1）用坐標(biāo)法鏜孔

在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。

用坐標(biāo)法鏜孔，需要將連桿螺釘孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運動的機床進行鏜孔。

在大批量生產(chǎn)中，連桿螺釘孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。

采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。

第2章：連桿螺釘銑夾具設(shè)計

2.1設(shè)計要求

為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于X6132銑床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計一連桿螺釘銑42平面。

本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題。

2.2定位方案確定

根據(jù)工件的加工要求，該工件必須限制工件的六個自由度，現(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及基準(zhǔn)選擇的合理性。

（1）為了保證42必須限制Z向的移動及X向的轉(zhuǎn)動。

（2）為了保證對稱度必須保證Z向的轉(zhuǎn)動，X向的移動，Y向的轉(zhuǎn)動。

（3）為了保證軸肩與右端的長度必須限制Y向的移動。

2.3定向鍵與對刀裝置設(shè)計

定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。

2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明

由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。

夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。

由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。

由于工件采用V型塊定位Φ34mm外圓面，這就要求V型塊固定在一個與水平面成45°的支撐面上。我們可以采用加工一有45°面的支撐塊固定在夾具體上，經(jīng)過切削加工達(dá)到我們要求的定位尺寸。

結(jié)論

本設(shè)計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下：

（1）缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。

（2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。

（3）系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。

（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。

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