淺談連桿的機械加工工藝及專用夾具設計

羅 強

（中國三安建設集團有限公司，陜西 西安 710043）

1 零件的分析

1.1 零件工藝簡介

經過上述分析我們認為連桿的尺寸精確度等都有著較高要求，但是有一個致命的缺點，就是機械變形問題，對于這個問題我們必須要充分重視，在加工中應極力避免。連桿機械加工手續

如圖1所示。

表1 連桿機械加工零件

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，這部分零件對機械精確度的要求比較高，還有結合面和定位面、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加工路線 ：第一，先對連桿零件體和蓋切開之前的步驟實施作業 ；第二，對對連桿零件體和蓋切開之后的步驟實施作業，比如說端面作業、大小頭孔作業 ；第三，對連桿體和蓋合裝后的一系列步驟進行加工。上述三個步驟中，第一步驟的目的是為了后續加工做準備，第二步驟的目的是為了實現精細化加工，第三步驟的目的是為了進一步打磨加工，讓零件進一步精細化處理[1]。

1.2 切削用量的選擇原則

（1）切削深度的選擇 ：精加工時在切削的時候，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，但是注意絕對不能過度切削，否則導致加工的零件成為廢料。

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

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

2 夾具設計

2.1 銑剖分面夾具設計

本設計中工件材料為45Cr合金鋼，大批量生產。

2.1.1 問題的指出

本夾具加工工序為粗加工，關注點應該重點放在提高加工效率上，同時還要保證這道工序不應花費太多勞動強度。

2.1.2 夾具設計

（1）定位基準的選擇。在對其進行切開手續之前，已經完成了端面、大小頭孔等步驟的加工，同時保持了表面粗糙精密度。

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

（3）夾具體設計。夾具體能夠將夾具連接在一起，這樣能夠讓其在機床上的時候承受一定的強度。

（4）切削力及夾緊力的計算。夾緊力的計算數據如下 ：

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。

由于夾緊力的數值高于切削力，整個裝置安全有效。

2.2 鉆小頭孔夾具

2.2.1 問題的指出

本夾具的作用是設計Φ42規格的大頭孔，但是這對其軸心線有一定的精密度要求，先設計小孔，在對小孔進行鉆孔，擴大孔徑等處理，這樣有利于提高效率[5]。

2.2.2 夾具設計

（1）定位基準的選擇。通過設計圖可以看出，在小頭孔加工之前，連桿的端面就已經加工完畢了。表面粗糙度要求整體要求較高，Z軸轉動不妨礙小孔中心定位，生產的連桿量很大，為了讓這些加工在短時間內完成，采用快換鉆模加工方法進行加工，這樣可以讓整個工序消耗的時間大大縮減。

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

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

擴孔時的切削力計算 ：

根據（《機械加工工藝手冊》李洪主編）擴孔時的切削力為 ：

在切削過程中，需要將安全系數考慮在內。

安全系數 ：K=K1K2K3K4

式中 ：K1—基本安全系數 ；取1.5。K2—加工性質系數 ；取1.1。K3—刀具鈍化系數 ；取1.1。K4—斷續切削系數 ；取1.1。

則 ：

鉆削力F'低于夾緊力Q0，整個裝置安全有效。

3 結語

機械制造工業是為我國現代化建設提供各種機械裝備的部門，在我國的國民經濟的發展占據著十分重要的作用，并且隨著機械工業的發展，機械制造業逐漸形成了產品門類齊全，配置比較合理的機械制造工業體系，為推動我國的經濟發展提供了巨大的動力。但是隨著市場經濟的快速發展，產品更新換代的速度越來越快，生產周期也越來越短，因此就要要求機械加工人員具備一定的技術，在產品加工之前就要涉及加工流程以及相關夾具的設計，只有這樣才能保證產品的質量，適應適應瞬息萬變的市場。本論文應用本專業所學課程的理論和實際知識進行一次夾具設計工作的實際訓練。通過本文的設計得出一給定的零件的機械加工工藝及就加工該零件的某一道工序的夾具設計。

圖1 機械加工整體效果