淺談連桿的機(jī)械加工工藝及專用夾具設(shè)計(jì)

羅 強(qiáng)

（中國(guó)三安建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710043）

1 零件的分析

1.1 零件工藝簡(jiǎn)介

經(jīng)過(guò)上述分析我們認(rèn)為連桿的尺寸精確度等都有著較高要求，但是有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是機(jī)械變形問(wèn)題，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題我們必須要充分重視，在加工中應(yīng)極力避免。連桿機(jī)械加工手續(xù)

如圖1所示。

表1 連桿機(jī)械加工零件

連桿零件需要加工的部分主要是大、小頭孔部分和兩端面部分，這部分零件對(duì)機(jī)械精確度的要求比較高，還有結(jié)合面和定位面、油孔、螺栓座面等這些位置也需要較高精密度。連桿零件的加工流程分為如下三個(gè)加工路線 ：第一，先對(duì)連桿零件體和蓋切開之前的步驟實(shí)施作業(yè) ；第二，對(duì)對(duì)連桿零件體和蓋切開之后的步驟實(shí)施作業(yè)，比如說(shuō)端面作業(yè)、大小頭孔作業(yè) ；第三，對(duì)連桿體和蓋合裝后的一系列步驟進(jìn)行加工。上述三個(gè)步驟中，第一步驟的目的是為了后續(xù)加工做準(zhǔn)備，第二步驟的目的是為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)化加工，第三步驟的目的是為了進(jìn)一步打磨加工，讓零件進(jìn)一步精細(xì)化處理[1]。

1.2 切削用量的選擇原則

（1）切削深度的選擇 ：精加工時(shí)在切削的時(shí)候，其具體切削深度要看粗加工剩下的余量是多少，如果余量較多，則精加工切削深度也比較大，但是注意絕對(duì)不能過(guò)度切削，否則導(dǎo)致加工的零件成為廢料。

（2）進(jìn)給量的選擇 ：精加工進(jìn)給量主要看材料的表面粗糙度數(shù)值量是多少，如果進(jìn)給量很大，雖然有利于快速的進(jìn)行加工，但是加工出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法得到有效保障[2]。

（3）切削速度的選擇：切削速度提升，其變形將會(huì)適當(dāng)減小，不會(huì)造成體系產(chǎn)生過(guò)多的積屑瘤和鱗刺。因此，一般選擇一些性能較好，結(jié)構(gòu)合理的刀具，這樣有利于提升切削速度，在保證刀具耐用的情況下，適當(dāng)提高切削速度V，有利于讓生產(chǎn)率大幅度提高，但是必定不能影響切削質(zhì)量[3]。

2 夾具設(shè)計(jì)

2.1 銑剖分面夾具設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中工件材料為45Cr合金鋼，大批量生產(chǎn)。

2.1.1 問(wèn)題的指出

本夾具加工工序?yàn)榇旨庸?，關(guān)注點(diǎn)應(yīng)該重點(diǎn)放在提高加工效率上，同時(shí)還要保證這道工序不應(yīng)花費(fèi)太多勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.1.2 夾具設(shè)計(jì)

（1）定位基準(zhǔn)的選擇。在對(duì)其進(jìn)行切開手續(xù)之前，已經(jīng)完成了端面、大小頭孔等步驟的加工，同時(shí)保持了表面粗糙精密度。

（2）夾緊方案。由于零件銑削過(guò)程中，端蓋和連桿體會(huì)漸漸分離。因此兩側(cè)均需要加緊為了減少夾緊力帶來(lái)的形變，大孔端需要墊墊塊。

（3）夾具體設(shè)計(jì)。夾具體能夠?qū)A具連接在一起，這樣能夠讓其在機(jī)床上的時(shí)候承受一定的強(qiáng)度。

（4）切削力及夾緊力的計(jì)算。夾緊力的計(jì)算數(shù)據(jù)如下 ：

用 扳 手 的 六 角 螺 母 的 夾 緊 力 ：M=12mm，P=1.75mm，L=140mm，作用力 ：F=70N，夾緊力 ：W0=5380N。

由于夾緊力的數(shù)值高于切削力，整個(gè)裝置安全有效。

2.2 鉆小頭孔夾具

2.2.1 問(wèn)題的指出

本夾具的作用是設(shè)計(jì)Φ42規(guī)格的大頭孔，但是這對(duì)其軸心線有一定的精密度要求，先設(shè)計(jì)小孔，在對(duì)小孔進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)大孔徑等處理，這樣有利于提高效率[5]。

2.2.2 夾具設(shè)計(jì)

（1）定位基準(zhǔn)的選擇。通過(guò)設(shè)計(jì)圖可以看出，在小頭孔加工之前，連桿的端面就已經(jīng)加工完畢了。表面粗糙度要求整體要求較高，Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)不妨礙小孔中心定位，生產(chǎn)的連桿量很大，為了讓這些加工在短時(shí)間內(nèi)完成，采用快換鉆模加工方法進(jìn)行加工，這樣可以讓整個(gè)工序消耗的時(shí)間大大縮減。

（2）夾緊方案。由于鉆的過(guò)程中會(huì)給小孔一個(gè)向下的力，因此在大端孔用雙螺栓夾緊，V型塊在夾緊過(guò)程中也會(huì)起一定的限制作用。

（3）切削力及夾緊力的計(jì)算。本次加工是為了鉆擴(kuò)小頭孔，因此需要計(jì)算下列幾個(gè)參數(shù)。

擴(kuò)孔時(shí)的切削力計(jì)算 ：

根據(jù)（《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》李洪主編）擴(kuò)孔時(shí)的切削力為 ：

在切削過(guò)程中，需要將安全系數(shù)考慮在內(nèi)。

安全系數(shù) ：K=K1K2K3K4

式中 ：K1—基本安全系數(shù) ；取1.5。K2—加工性質(zhì)系數(shù) ；取1.1。K3—刀具鈍化系數(shù) ；取1.1。K4—斷續(xù)切削系數(shù) ；取1.1。

則 ：

鉆削力F'低于夾緊力Q0，整個(gè)裝置安全有效。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械制造工業(yè)是為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)提供各種機(jī)械裝備的部門，在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展占據(jù)著十分重要的作用，并且隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)逐漸形成了產(chǎn)品門類齊全，配置比較合理的機(jī)械制造工業(yè)體系，為推動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。但是隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快，生產(chǎn)周期也越來(lái)越短，因此就要要求機(jī)械加工人員具備一定的技術(shù)，在產(chǎn)品加工之前就要涉及加工流程以及相關(guān)夾具的設(shè)計(jì)，只有這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，適應(yīng)適應(yīng)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)。本論文應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次夾具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練。通過(guò)本文的設(shè)計(jì)得出一給定的零件的機(jī)械加工工藝及就加工該零件的某一道工序的夾具設(shè)計(jì)。

圖1 機(jī)械加工整體效果