连杆零件机械加工工艺及专用夹具设计

王青云

（黄石职业技术学院，湖北 黄石 435003）

1 连杆零件机械加工工艺

（1）连杆的结构特点。连杆是汽车发动机的主要传动部件之一，它是作用于活塞顶面的膨胀压力传递给曲轴，并受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆式由连杆体和连杆盖两部分组成。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量部能相差大。因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆的厚度考虑到装夹、安放、搬运等要求，所以连杆的大小头的厚度尺寸基本相等。

（2）连杆的精度。我们说连杆的作用是把活塞和曲轴连接起来，是活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。那么也就是说，连杆的加工精度将直接影响柴油发动机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。

（3）连杆零件。连杆零件的图样的视图必须正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。因在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此连杆的材料一般采用高强度碳钢和合金钢。近年也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。因此，采用粉末冶金的办法是一个很有前途的制造方法。连杆毛坯的精度决定了连杆的精度，那么对于毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型及零件对材料的组织性要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。对于选择毛坯类型，我们主要根据零件的用途确定、批量生产纲领确定、根据手册查定表面加工余量及余量公差确定。

（4）连杆零件毛坯的制造方法。根据毛坯的材料，生产类型，生产纲领及复杂程度，毛坯可采用铸成型。因零件其实并不复杂，因此毛坯可以与零件的形状尽量靠近。两孔可不必锻出，直接加工。

（5）连杆定位基面的选择。定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择得正确、合理与否，将直接影响工作的加工质量和生产率。我们在考虑定位基面时。着重应该从以下三个方面去考虑：①以哪一平面为基准；②以哪一平面作为粗基面；③是否有特殊加工要求等。

（6）选择加工设备及工艺装备。由于生产类型为大批生产，故加工设备应以通用机床为主，辐以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上得装卸及各机床间的传送均由人工完成。选择时要根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素，合理确定机床种类及规格。要根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。还要根据工件材料和切削用量以及生产率的要求，选择刀具，刀具尽量要选择标准刀具。还要根据批量及加工精度选择量具。

（7）连杆的检验。连杆加工工序多，中间又插入热处理工序，因而需经多次中间检验，最终检查项目和其他零件一样，包括尺寸精度、形状精度和位置精度。以及表面粗糙度检验，只不过连杆某些要求较高而已。由于装配的要求，大小头孔要按尺寸分组，连杆的位置精度要在检具上进行。连杆还要进行探伤检查其内在质量。

2 用夹具装夹工件优点

夹具是机械制造厂使用的一种工艺装配。我们这里主要介绍一下机床夹具，各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备，称机床夹具。机床夹具是对工件进行加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行加工前，首先要将工件装夹好。

能稳定地保证工作的加工精度；提高生产效率；扩大机床使用范围；降低成本。用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工趋于一致。使用夹具装夹工件方便、快速、工件不需要划线矫正，可显著减少辅助工时，提高劳动生产率。工件在夹具中装夹后提高了工作的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率。可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高生产率。在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降，明显地降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上，每个工件增加的成本是极少的，远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量越大，使用夹具所取得的经济效益会越显著。

3 专用夹具设计

①夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、规程、设计任务书等，对加工进行工艺分析。其内容主要是了解工件的机构特点。②拟定夹具机构方案与绘制夹具草图。确定工件定位，设计定位装置。确定工件夹紧，设计夹紧装置。对刀或导向方案确定，设计导向装置。确定连接方式，设计连接元件。确定和设计其他装置及元件结构形式。确定夹具具体的机构形式及夹具在机床上得安装方式。

[1]李付军，朱月玲.连杆类零件的加工夹具[J].机械工艺师，2001，（5）.

[2]崔晓兰.连杆零件铣床专用夹具设计[J].才智,2009，（9）.

[3]钱文捷，鲁伦文.连杆零件的机械加工工艺规定[J].湖南农机，2010，11）.