连杆孔加工工艺与夹具设计.doc

目 录

第1章 毕业设计--------------------------------------------------------------------------1
1.1零件分析---------------------------------------------------------------------------------1

1.2定位基准的选择以及主要标准件的选择------------------------------------------2

1.3夹具设计 -------------------------------------------------------------------------------8

1.3.1钻床夹具的特点----------------------------------------------------------------------8

1.3.2工件的定位方法及其定位元件----------------------------------------------------11

1.3.3定位误差的分析与计算-------------------------------------------------------------13

1.3.4夹紧机构的分析与夹紧力的计算-------------------------------------------------14

1.3.5夹具装配图 -------------------------------------------------------------------------- 18

第2章 综合训练--------------------------------------------------------------------------20

2.1夹具设计AutoCAD三维造型---------------------------------------------------------20

2.1.1夹具体及定位元件的造型----------------------------------------------------------20

2.1.2夹紧元件三维实体造型-------------------------------------------------------------29

2.1.3夹具体三维实体造型及实体造型装配图----------------------------------------31

致谢--------------------------------------------------------------------------------------------33

参考文献-------------------------------------------------------------------------------------34

连杆孔加工工艺与夹具设计
第1章 课程设计

1.1零件分析
一、整体零件分析：
如图1-1所示的连杆零件，材料为QT40-17，毛坯为精铸件，要在其右侧钻M8的通孔，要求设计大批量生产时（10000件/年）所需的钻夹具

图1-1 连杆零件图

零件分析：此零件为一连杆，它的各个尺寸如上图所示,总的长度方向上的尺寸为100mm，高度方向总尺寸为32mm，宽度方向为30 mm，本次主要是对连杆右端φ8 mm孔的加工进行设计，孔通常都采用钻床进行加工，所以本次设计的主要任务是在其它各个部位都已加工好的前提条件下，运用钻床夹具的有关知识来设计加工左孔的夹具。

1.2 定位基准的选择

使用夹具安装工件时，首先要使工件在夹具中占有正确的位置，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体中都能准确占据由定位元件规定的同一个位置，对一批工件来说，每个工件放置到夹具中都能准确占据同一位置。
一、定位原理
工件的定位就是采取适当的约束措施来限制工件的某些自由度，使得工件在该方向上有确定的位置。即沿三个互相垂直的坐标轴的移动自由度，以及围绕这三个坐标轴的转动自由度，如图2-1所示。用适当分布的六个约束点限制工件的六个自由度，称为六点定位。

图2-1 物体在空间具有六个自由度
工件在夹具中定位时，往往是利用工件上的几个表面与夹具体上的几个定位元件相接触，来限制工件的几个自由度。
具体的定位可能有以下两种情况：
㈠　正常的定位情况
根据工件的加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被正确的定位情况。它可以是完全定位，也可以是不完全定位。
若需要将工件的六个自由度全部限制，定位时正好限制了六个自由度，则为完全定位。
若需要限制的自由度少于六个，定位时正好限制了这几个自由度，则为不完全定位。
㈡　非正常的定位情况
包括欠定位和过定位（或者重复定位），欠定位是要限制的自由度没有被全部限制的情况，过定位就是某个自由度被两个或者是两个以上的约束重复限制了的情况。
欠定位不能保证位置精度，是不允许的。
过定位一般是不允许的，因为它可能会造成一些不良的后果，如工件与定位元件的接触点不稳定，使一批工件的位置一致性较差；会增加工件及夹具的夹紧变形；也可能导致部分工件不能顺利地与定位元件接触来实现定位。因此，通常应该采取措施避免过定位。但有时采用这种形式的定位也有一定的好处，这是只要工件定位基准和夹具定位元件都具有较高的形状和位置精度，过定位是允许的。
二、选择合理的定位基准
㈠　定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差，获得最大加工允许，降低夹具制造精度。当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差的换算。
㈡ 择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。
㈢ 择定位元件时，要防止出现超定位现象。
㈣ 工件各加工工序中，力求采用同一基准，并避免因基准更换而降低工件各表面相互位置的准确度。
㈤ 　铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的基准时，应选择比较光滑的表面作基准面，避开冒口、浇口或分型面等凸起的不平整的部位。

图2-2 定位基准与夹紧方案图
根据定位原理以及选择定位基准的注意点，综合连杆结构的特点，连杆的定位方式如图2-2所示，选择可以限制连杆左右移动的定位元件，钻的孔为一通孔，并且这个孔又为一个中心孔，因此我们不需要完全限制工件六个自由度，我们可以忽略工件孔轴线方向上的上下两个自由度以及绕着孔轴线的旋转的两个自由度。只要限制工件左右方向上的自由度，所以连杆上下方向的约束可以解除，但是由于要加工为右面的孔，它与底座有一定的距离，为了钻夹方便以及能够承受一定的力，所以要在右孔的下平面加上一个约束。，因此采用不完全定位的方案来定位以及夹紧要加工的工件即只需限制五个自由度，Z轴向的转动在钻孔时可以忽略。
三 主要标准件的选择
1、六角头螺栓 GB 5782-86 （连接本体的标准元件）

螺纹规格：
d=M 6 ，公称长度L= 30 mm，
K=5mm, e=10.89mm, S=9.64mm
性能等级为8.8级，
表面氧化，A级
技术条件：1）材料 钢
2）螺纹公差 6g（GB196-81，GB197-8
3）机械性能 d〈=39；8.8、10.9级；d 〉39；按协议（GB3098.1-82）
4）公差 产品等级A级用d〈 24和l〈 10d或〈=150mm（按较小值）；产品等B级，用于d 〉24 和l 〉10d或150mm（按较小值）（GB3103.1-82）
5）表面处理 氧化：镀锌钝化（GB5267-85）
6）表面缺陷 按GB5779.1-86）
2、圆柱销 GB 119-C4×30

规格尺寸：
公称直径 d=4mm，长度L=30mm，
材料为35钢，热处理硬度28~38 HRC，
表面氧化处理的 C型
技术条件：按GB 121-86的规定
3、 移动压板：A10×80 GB/T2175

规格尺寸：
公称直径=10mm，L=80mm的A型移动压板 L=80mm B=30mm H=16mm l=36mm l1=17mm b=11mm B1=10mm

配螺纹d：M10
技术条件：1）材料 45钢 按GB699的规定
2）热处理 35~40HRC
3）其他技术条件 按GB/T2259的规定
3、六角头螺栓 GB5782-86-M6×40
技术条件同零件1

规格尺寸：
d=M6 公称长度L= 26 mm，性能等级8.8级表面氧化 A级
e=11.05mm K=4.25mm S=9.64mm
4夹具本体：
1） 一般要求：有足够的刚度和强度，较轻的重量；安装稳定，保证装卸工件方便，工艺性好，便于清理切屑和赃物
2） 本体构形 本设计采用的是半封闭式的，且是型材和型材用标准元件连接的本体。
3） 外形尺寸 本设计参考有关结构尺寸的经验数据，设计尺寸如下：
壁厚h=25mm ； 长：343mm； 宽131mm
4） 座耳尺寸

查得：
d=8mm D=10mm
D1=20mm L=16mm

5、 开槽半沉头螺钉：GB69-M4×16

规格尺寸
d=M4 公称长度L=16mm，性能等级为4.8，不经表面处理
a=1.4m K=2.7mm t=1.6mm L=16mm f=1mm，
技术条件 1）材料 钢
2）螺纹公差：6g（GB196-81 GB197-81）
3）机械性能 4.8，5.8级（GB3098.1-820
4）公差 产品等级A级（GB3103.1-82）