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发动机连杆端面攻螺纹夹具设计

 

摘要

本课题的设计通过研究发动机连杆的工作环境，了解发动机的工作原理，依据连杆的设计特点和加工流程，设计一套能够生产连杆的专用夹具。该夹具能够胜任特定的加工工序，满足一定的形位公差要求，并且发挥专用夹具高效，便捷的特点，可以满足企业的生产效率，减低生产成本，减轻劳动强度，是实现生产过程自动化，使用专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能，所以，机床夹具在机械加工中发挥着重要的作用，大量专用机床夹具的采用为大批量生产提供了必要的条件。

关键词：发动机，连杆，螺栓孔，夹具

Abstract

This topic design through the study of engine connecting rod working environment, understand the working principle of the engine on the basis of the connecting rod design features and machining process, design a set of can produce special fixture of the connecting rod. The fixture to be able to do a specific machining process, meet certain shape tolerance requirements, special fixture and efficient, convenient features, can satisfy the enterprise the production efficiency, reduce production costs, reduce labor intensity, is to realize the automation of production process, using a dedicated fixture can also change the purpose of the original machine and enlarge the using range of machine tool, realize one machine can, therefore, machine tool fixture play an important role in the mechanical processing, a large number of special machine tool fixture used for mass production to provide the necessary conditions.

Keywords: engine, connecting rod, bolt hole, fixture.

目录

 

摘要

目录 1

第一章  序言 2

1.1 课题的背景及意义 2

1.2 课题的发展趋势 3

1.3课题研究 3

第二章  发动机连杆 4

2.1连杆的组成 4

2.2连杆的作用 5

第三章  夹具设计原理概述 5

3.1机床夹具的定义 5

3.2工件的安装 6

3.3夹具的组成 6

3.4夹具的工作原理要点 6

3.5 工件的定位方法及其定位元件 6

3.6定位误差的分析与计算 6

3.7夹紧装置设计 7

3.8夹具体的设计 9

第四章 发动机连杆端面攻螺纹夹具设计 9

4.1 连杆毛坯的选择 9

4.2 连杆工艺分析 10

4.3连杆端面攻螺纹的要求 10

4.4 连杆的定位 11

4.5 工件装夹的基本概念 11

4.6定位误差 13

4.7 工装夹具定位设计 13

4.8工装夹具的装配与调试 20

小结并致谢 21

参考文献 21

毕业设计附录目录： 22

第一章  序言

1.1 课题的背景及意义

毕业设计是我们在学校的最后一次作业，也是三年来对我们所学知识的总结，本次毕业设计可以很好地回顾三年所学知识，综合应用所学知识，完成老师布置的《发动机连杆端面攻螺纹夹具设计》的课题，其中课题的要求相当全面，基本覆盖我们所学有关机械方面的所有知识技能和结构，在完成此次课题可以有效提高个人多方设计能力。

《发动机连杆端面攻螺纹夹具设计》课程设计是本次我们夹具设计组的一项重要课题。此次课程设计是在我们学习了一些基础制图知识以及发动机知识后所做的一次最为专业的课程设计，能够全面地检验并巩固我们以前所学的专业课知识。  众所周知现代机械制造业发展越来越快，而发动机连杆，其性能对汽车起着关键作用，因此，发动机设计对于汽车工业具有重要意义。《发动机连杆端面攻螺纹夹具设计》课程设计对我们的想象力，制图能力，分析计算能力，查阅各种工具书的能力都是一次很好的锻炼。除此之外，此次课程设计还为我们今后的毕业设计和走上工作岗位奠定了坚实的基础。  我们充分利用这次课程设计的机会，结合所学过的理论知识，发挥我们的思维能力和动手能力，保质保量的完成这次课程设计。

1.2 课题的发展趋势

近些年来,随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化加工设备的广泛应用,使传统的机械加工的制造方法发生了重大变革,夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具,转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的扩大化,给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。因此，我们在设计夹具时需要更加考虑到夹具的装夹要求，定位的选择。

1.3课题研究

本课题主要是研究发动机连杆端面攻螺纹夹具的设计，如图1-1是本次设计的装夹三维图

整个课题研究都是围绕如何设计，计算，绘制整个装配的过程。  这个课题的夹具是工艺装备的主要组合部分,在机械制造中占有重要地位。夹具对保证产质量,提高生产率,减轻劳动强度,扩大机床使用范围,缩短产品试制周期等都具有重要意义。目前,单件、小批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中,要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性,以缩短生产准备时间、降低生产成本,所以,按单一品种设计专用夹具的方法已不能满足生产发展的要求,而组合夹具正是适应这一生产模式的柔性工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期,以及产品换型后对原有工装夹具延续使用起到至关重要的作用。

第二章  发动机连杆
2.1连杆的组成
连杆分为三个部份：连杆小头，连杆杆身和连杆大头（包括连杆盖），连杆小端与活塞销相连，其作用是连接活塞与曲轴。连杆小头杆通过活塞销与活塞相连，连杆大头与曲轴的脸轴颈相连。对全浮式活塞销，由于工作时小头孔与活塞销之间有相对运动，所以常常在连杆小头孔中压入减磨的青铜衬套。为了润滑活塞销与衬套，在小头和衬套上铣有油槽或钻有油孔已收集发动机运转时的飞剑上来的润滑油并以润滑。有的发动机连杆小头采用压力润滑，在连杆杆身内钻有纵向的压力油通道。采用半浮式的活塞销是与连杆小头配合的，所以小头孔内不需要衬套，也不需要润滑。连杆杆身通常做成工字形断面，抗弯强度高，重量轻，大圆弧过度，且上小下大，采用压力法润滑的连杆，杆身中部制有联通大小头的通道。连杆大头与曲轴的两岸轴颈相连，大头有整体式和分开式两种。一般都采用分开式，分开式又分为平分式和斜分式两种。
平分式，分面与连杆杆身轴线垂直，汽油机多采用这种连杆。因为一般汽油机连杆大头的横向尺寸都小于其钢尺寸，可以方便通过气缸进行拆装，故常用平切口连杆。
斜分式，连杆杆身与轴线成30~60夹角。柴油机多采用这种连杆。因为，采油机压缩比大，受力较大，曲轴的两岸轴颈较粗，相应的连杆大头尺寸往往超过了气缸的直径，为了使连杆大头能通过气缸，便于拆装，一般都采用斜切口，最常见的是45夹角。
把连杆大头分开可去下的部分叫连杆盖，两岸与连杆盖配对加工，加工后，在他们同一侧打上配对标记，安装时不得互相调换或者更改方向。为此，在结构上采取了定位措施。平切口连杆盖与连杆的定位多采用连杆螺栓定位，利用连杆螺栓中部精加工的圆柱凸台或光圆柱部分与经过精加工的螺栓孔来保证。斜切口连杆常用的定位方法有锯齿定位，圆销定位，套筒定位，与止口定位。
连杆盖和连杆大头用连杆螺栓连在一起，连杆螺栓在工作中承受很大的冲击力。为此，连杆螺栓都采用优质合金钢，并精加工和热处理特制而成，安装连杆盖拧紧连杆螺栓螺母时，要用扭力扳手分2~3次交替均匀地拧紧到规定的扭矩。
2.2连杆的作用
将活塞承受的力传给曲轴，从而使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，连杆承受活塞销传来的气体的作用力以及本身摆动和活塞组往复运动时的作用力，这些力的大小和方向都是周期性变化的，因此，连杆受到的是压缩，拉升和弯曲的交变载荷。


参考文献
[1]倪森寿，机械制造工艺与装配（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2009.1
[2]华红芳，孙燕华，机械制图与零部件测绘[M].北京：电子工业出版社，2012.8
[3]徐景华，孙维恒，紧固件产品选用手册[M].北京：中国标准出版社，2010
[4]吴拓，简明机床夹具设计手册[M].北京：化学工业出版社，2010
[5]顾京，数控机床加工程序编制[M].北京：机械工业出版社，2009.1
[6]范大伟，柏艳学，proe5.0产品设计与渲染表现[M].北京：化学工业出版社，         2013.8