毕业设计论文----连杆铣夹具

在设计连杆夹具之前，首先应该对零件整个加工过程有一个全面的了解，即了解设计夹具的依据。这个依据就是工艺过程和需要设计夹具工序的工序图。

一、 连杆零件图

图3-5-1 连杆零件图

二、 连杆加工工艺

1、 零件图样分析

（1） 图中3个孔为最高精度表面，精度等级为IT7，表面粗糙度3.2。

（2） 工件材料为45号钢，通过锻造获得毛坯。由于生产类型为中小批量生产，为确保质量，一

定的劳动生产率，节约材料，采用模锻为宜。

（3） 模锻的毛坯一般需经正火处理。 （4） 工件上的3个孔均不做出。 2、 工艺分析

（1） 从零件图可以看出，该零件为异形零件，零件的安装有一定难度，一般都借助于夹具。 （2） 根据零件的加工精度，零件主要表面的加工方案为“钻，扩，铰”。

（3） 零件用材料为45号钢，有较好的切削加工性，切削时可选择较大的切削用量。 （4） 零件的两侧面选用磨削加工方法，可一次多件磨削，比采用单件精铣有可靠的质量保证和较

高的劳动生产率。

表3-5-1 工艺过程卡 机械加工工艺过程卡 序号 工序 名称 零件 连杆 图号 022 工序内容 材料 45钢 件数 500 毛坯类型 锻件 机床 毛坯尺寸 工装 1 2 3 锻造 热处理 铣 模锻 人工时效，正火 以连侧面互为基准，粗、半精铣两侧面，尺寸16铣至16.20.043mm 0 X52 铣夹具，125×0.02mm游0标卡尺，75YT15端面铣刀。 125×0.02mm游标卡尺 铣夹具、120×7mm三面4 磨 以两侧面互为基准，磨两侧面至图纸要求。 M7132 5 铣 以一侧面、R12圆弧及斜面定位。铣7×20mm槽至图纸尺寸。 X62 刃铣刀，125×0.02mm游标卡尺 钻夹具，6、9麻花钻、6 钻 以一侧面，R12和R9圆弧定位，钻、扩、铰3孔至图纸尺寸 Z3040 9.8mm扩孔钻，0.022机用铰刀和塞100规，钻夹具。 7 8 9 插 检验 入库 0.0180.0180.018以60侧面、60和160两孔B5020 定位，插键槽至图纸尺寸。 照图纸要求检验各部分尺寸。 涂油入库。 工艺设计 日期 插床夹具，高速钢5mm插刀、125×0.02mm游标卡尺 第 1 页 贵州航天职业技术学院 共 1 页 三、第五道工序图——铣削加工工序图 针对第5工序的加工设备和工件状态，勾画出连杆零件在该工序中的加工内容、定位要求、夹紧点位置等——工序图

图3-5-2 第五道工序图

四、连杆铣加工夹具设计方案

1、 定位方案及定位元件

（1） 本工序中，工件以R12圆弧定位，Z和X2个自由度；

Y（2） 以一端面定位 、Z和X自由度；

（3） 以不加工的斜面定位，Y自由度。

此定位方案为完全定位方案，如下图所示。



图3-5-3 第五道工序定位方案简图

[设计要点]

（1）在设计定位板时，定位板的轮廓应略小于工件轮廓，以便定位板能与工件定位面全部接触，使定位板磨损均匀。

（2）小定位销端面应低于7mm槽，以免与铣刀发生干涉。

（3）小定位销应距Y坐标远一些，这样可以获得较高的定位精度。

0

（4）在选择固定V形块时应选择B型，因为该种V型块有倾斜7的工作面，有利于定位的稳定性。 2．夹紧方案及夹紧元件

（1）该夹具采用螺旋压板夹紧机构夹紧工件。工件有V形专任 定位销支承，能承受一定的切削力，故压板使用M10螺母即可。

（2）工件加工完毕，松开螺母，压板后撤，并且压板下有弹簧支承，可以很方便地装卸工件。

图3-5-4 第五道工序夹紧方案简图

五、夹具装配图

1、 铣床夹具图及明细表

图3-5-5 连杆铣夹具

2、 夹具设计方案评估

（1）本工序工序尺寸7mm由铣刀保证（铣刀宽度），其余工序尺寸均为自由公差，故夹具定位方案能保证加工精度。

（2）该夹具共计14个零件，其中标准件11个，标准化率79% ，有利于组织生产，并且夹具设计、生产周期短，易于更换零部件。

3．夹具主要非标准零件草图的拆分

（1）夹具体草图见图3-5-6

图 3-5-6 第五道工序夹具体草图

[设计要点]

（1） 夹具的装配部位应铸出凸台，以减少加工面积。 （2） 夹具体底部尺寸较大时,其安装基面中部应悬空，一是为了减少加工面积，二是便于在机床上

安装平稳。本夹具体底部尺寸较小,故未作此处理.

（3） 夹具体壁不宜过厚，以便在满足强度的条件下尽量轻巧。

（4） 夹具体一般用铸铁制造，一是易于获得复杂几何形状，二是铸铁形状、尺寸稳定，不易变形。 （5） 为了赶工期或精度要求不高的夹具可以选用焊接夹具体，但应进行必要的热处理以消除焊接

应力。

（6） 夹具体相关部位应提出必要的尺寸精度和形位公差以保证装配质量，从而满足加工要求。 （7） 夹具体的高度在满足功能的前提下尽量低，以降低重心。 （8） 夹具体应满足强度和刚性的要求，必要时可增加筋板。

项目二 连杆钻夹具

一、连杆零件图

连杆零件图（与项目一相同）

二、连杆加工工艺过程

1、连杆加工工艺过程卡

连杆加工工艺（与项目一相同）

三、第六道工序图——钻削加工工序图

图 3-2-1 第六道工序工序图

四、连杆钻加工夹具设计方案

第六道工序钻夹具设计方案 1、定位夹紧方案及定位元件

(1)工件以侧面为主要定位面定位，Z 、X和Y3个自由度；

(2)以R12圆弧定位，了X 和Y2个自由度;

（3）以R9圆弧定位，了Z自由度。

这是一个完全定位方案。定位装置如图3－2－2所示。

图3-2-2 第六工序定位机构

2、夹具与机床的对定

钻床夹具与钻床的对定可直接将夹具体底面与机床工作台对定，不需要特殊对定装置，调整好钻头与钻套的位置后，用压板将夹具体压紧在机床工作台上即可进行加工。

五、夹具装配图

1．钻夹具总装图及明细表

图 3-2-3 连杆钻夹具草图

2、夹具设计方案评估

（1）精度评估：本工序需要保证的工序尺寸为160（2）尺寸1600.0180.018　0、100.0220.018和φ60以及自由公差尺寸40.

　0、100.0220.018和φ60由绞刀保证，钻铰孔时产生其他误差的可能性很小；

（3）自由公差尺寸由夹具保证。由定位方案可知，该方案为基准重合方案，因此没有基准不重合误差，夹紧误差可以忽略不计。其他因素将对此尺寸产生影响：

如图3－2－4所示，钻孔时钻头会产生偏斜，产生误差X，X可用下式计算：

X(hB)tg(hB)将相关数据带入公式：

1 HX(824)0.0340.0272（mm） 30由装配图可知，钻模设计时该尺寸的公差为0.03mm。自由公差按IT14级则可取为40±0.31。 用极值法计算：△＝△夹+X＝0.03+0.0272＝0.0572＜△工＝0.31（mm）

当然，影响该夹具精度的因素很多，不只是X，如快换钻套与衬套的配合间隙、各套内外圆的同轴度误差等。误差项目较多时，如果使用极值法计算，则夹具精度有可能不能保证加工要求，但是，这种极端的可能性是很小的，因此可对这些误差项目用概率法进行计算。

用概率法计算公式：

Ti1n12≤△工

式中：T——相关元件的制造公差和配合间隙； △工——工序尺寸公差。 将相关数据带入公式：

△＝夹2345

＝0.0320.03420.00520.0220.0052 ＝0.050（mm）＜

式中：

△夹——夹具设计公差；

△2——钻头与钻套的配合间隙； △3——钻套内外圆同轴度公差； △4——快换钻套与衬套的配合间隙； △5——衬套内外圆同轴度公差。 结论：该夹具能满足加工要求。

2222211△工＝0.10（mm）（一般夹具精度应≤工件相应相应公差） 33 图3－2－4 拨杆钻夹具精度计算图

（3）标准化：该夹具共33个零件，其中标准件28个，非标准件5个，标准化率为84.8%，有利于组织生产，并且夹具设计、生产周期短，易于更换零部件。

（4）其他：该夹具操作方便，夹紧快捷，原始作用力小，操作者劳动强度低。

3．夹具主要非标准零件草图 （1）夹具体草图见图3-2-5

图 3-2-5 连杆钻夹具夹具体草图

项目三 连杆插键槽夹具

一、 连杆零件图

连杆零件图（与项目2相同）

二、连杆加工工艺过程

1．工艺过程卡

连杆工艺过程（与项目2相同）

三、第七道工序图——插键槽加工工序图

第7序工序图

图3-2-6 插键槽加工工序图

四、连杆插键槽加工夹具设计方案

第7序插床夹具设计方案 定位方案及定位元件

0.0180.01860mm和160mm定位，X 和Y、Z3个自由度； (1)工件以　（2）以侧面定位了Z、X 和Y3个自由度;以上两个方案使用两个定位元件，即A型固定式定位销和削边插销。

此定位方案为完全定位方案。定位机构示意图见图 3-2-7。

图 3-2-7 第七序插键槽定位机构

2、夹紧方案及夹紧元件 [设计要点]

本工序加工的切削力向下，故用一块压板的压紧力已足够。夹紧机构示意图见图3-2-8。

图3-2-8 第七序 插键槽夹紧机构

五、夹具装配图

1、插键槽夹具总装图及明细表

图 3-2-9 第七序插键槽夹具总装图

2．夹具设计方案评估

0.0430.0180.018和50（1）精度评估：本工序需要保证的尺寸为17.90。尺寸50由插铣刀保证，插槽时产生其

它误差的可能性很小；尺寸17.900.043由夹具保证，由定位方案可知，该方案为基准重合方案，没有基准不

重合误差。

（2）标准化：该夹具共有16个零件，其中标准件12个，非标准件4个，标准化率为75%。 3．夹具主要非标准零件草图 （1）夹具体草图见图3-2-10。

图 3-2-10 连杆插键槽夹具夹具体草图