175Ⅱ柴油机连杆零件加工工艺及专用钻床夹具设计开题报告
......大学毕业设计（论文）开题报告
学院姓名题目专业班级学号题目类型设计开发175Ⅱ柴油机连杆零件加工工艺及专用钻床夹具设计一、选题背景及意义当今科学技术迅猛发展的今天，人类文明已经达到了空前的飞跃，机械化取代手工生产已成为全球公认的趋势，社会的各行各业，包括交通、农牧、石油、化工、煤炭、电力、轻纺、电子、通信、医疗、军事等，都离不开各种各样的机械设备，而所有的这些设备都是由机械制造工业提供的，在机械制造学科领域的知识体系中，以机械制造过程中的工艺技术问题为研究对象的一门技术科学，即是机械制造工艺学：以工件在机床上的装夹为对象的一门技术科学，即是机床夹具设计。在这个市场经济竞争如此激烈的年代，企业若要生存发展就必须不断地改进，用最廉价的生产成本创造出最高的利润，这必然跟我们的工艺过程有着千丝万缕的联系，如何合理地安排工艺路线是提高生产效率降低生产成本的最有效方法之一，当然夹具的利用也是提高生产效率的有效手段。传统的手工装夹不仅增加了工人的劳动强度，而且大大降低了生产效率。本课题主要是对175Ⅱ柴油机连杆零件加工工艺及专用钻床夹具的设计。连杆是柴油机内部的重要零件，连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。所以，连杆除上下运动外，还左右摆动作复杂的平面运动。连杆工作时，主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷，要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。同时，由于连杆既是传力零件，又是运动件，不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力，须综合材料选用、结构设计、热处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性。连杆在机器中应用之广以及它在机器中的作用和地位不言而喻。因此，本课题所研究的连杆加工工艺和夹具设计都是非常有意义的。同时是要求通过设计能获得综合运用过去所学的全部课程进行工艺及结构设计的基本技能力，另外，为以后从事机械制造的一次综合训练和准备。从中熟练运用机械机械制造工艺课程中的基本理论以及生产实习、毕业实习中学到的实践知识。正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量；提高结构设计能力，而通过设计家具的训练，应获得根据加工零件的加工要求，设计出高效省力、经济、合理而能保证加工质量的夹具能力；学会使用手册和图表资料。掌握本专业有关各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用，也是为我们以后我们适应工作的一次最好训练。参考文献与资料：
【1】蔡兰.机械零件工艺性手册.北京：机械工业出版社【2】卞洪元.机械制造工艺与夹具.北京：北京理工大学出版社【3】王先逵.机械制造工艺学第二版.北京：机械工业出版社【4】戴亚春.机械制造工艺学习指导书第二版.北京：化学工业出版社【5】吕明.机械制造技术基础.武汉：武汉理工大学出版社【6】陈宏均、方向明典型零件机械加工生产实例机械工业出版社【7】顾崇衔机械制造工艺学陕西科技技术出版社【8】赵如福金属机械加工工艺人员手册上海上海科学技术出版社二、主要设计内容及设计思想设计内容：1、汽车连杆零件图的绘制；2、给以过程的拟定，工艺过程设计；3、工艺卡片的编制；4、夹具的设计及设计、使用说明书；设计思想：连杆是柴油机的主要传动件之一，连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆的结构特点及主要技术条件分析，它包括六个方面（1）大小头孔的精度（2）大小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度（3）大小头孔的中心距（4）大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度（5）在关螺栓孔的技术要求（6）有关结合面的技术要求；连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。在设计连杆机械加工工艺过程中，预期需要涉及到的技术有以下几个方面：1、对连杆零件进行工艺审查，找出主要技术要求和分析关键的技术问题，审查零件的结构工艺性，同时注意连杆本身的刚度比较低，再外力作用下（切削力、夹紧力）的作用下容易变形并且连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削是将产生较大的残余内应力；2、拟定工艺路线：零件的机械加工工艺过程是工艺规程设计的核心问题。设计时通常应初拟2~3个较为不同的该零件的加工工艺路线，经技术经济分析后取其中的最佳方案实施之。3、根据拟定的工艺规程路线合理的设计专用钻床夹具的设计：1）、拟定夹具的结构方案（1）确设计要求和生产条件a、了解工件情况，工序要求和加工状态：结构、材料、相关尺寸精度，前后工序关系，b、了解机床刀具：机床合格，技术参数，运动情况，安装结构刀具的结构，精度联接方
式等c、了解生产批量d、了解工厂的生产条件和技术水平e、资料准备、收集2)拟定结构方案a、定位方案：根据加工对象的精度b、夹紧方案c、分度（转工位）方案d、对刀导向方案e、安装方式三、毕业设计工作进度安排第01-03周：查阅相关资料，了解选题背景和设计任务，并完成开题报告第04-06周：认真查阅资料，初步设计系统框架。第07-12周：1、完成汽车连杆零件加工工艺过程设计2、完成工序设计3、完成加工参数设计4、进行初步夹具设计5、绘制装配图6、期中检查7、完成装配图8、完成零件图第13-15周：撰写毕业设计报告（论文）、整理修改毕业设计报告（论文）、毕业设计报告（论文）、评阅、成果验收、规范化检查、完成整个系统的调试优化。第16周：整理资料，准备毕业设计答辩。
指导教师意见指导教师签字___________年月日院系毕业设计领导小组审核意见难度综合训练程度是否隶属科研项目教学院长（公章）___________年月日备注：1、题目类型分为：理论研究、应用研究、设计开发和其它。
2、题目难度分为：A、B、C、D四个等级。3、综合训练程度分为：A、B、C三个等级。
扩展阅读：柴油机连杆加工工艺规程及专用钻床夹具的设计
柴油机连杆加工工艺规程及专用钻床
夹具的设计
摘要
连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。
关键词:连杆粉末锻造加工工艺夹具设计
DieselEngineConnectingRodMachiningProcessandtheexclusivedesignof
drillingjig
Abstract:theconnectingrodisoneofthemaindrivingmediumofdieselengine,thistextexpoundsmainlythemachiningtechnologyandthedesignofclampingdeviceoftheconnectingrod.Theprecisionofsize,theprecisionofprofileandtheprecisionofposition,oftheconnectingrodisdemandedhighly,andtherigidityoftheconnectingrodisnotenough,easytodeform,soarrangingthecraftcourse,needtoseparatetheeachmainandsuperficialthickfinishmachiningprocess.Reducethefunctionofprocessingthesurplus,cuttingforceandinternalstressprogressively,revisethedeformationafterprocessing,canreachthespecificationrequirementforthepartfinally.
Keyword:ConnectingrodPowder-ForgingProcessingtechnologyFixtureDesign
目录
第1章前言...................................................11.1连杆的结构特点............................................11.2连杆生产的工艺方法........................................1第2章柴油机加工工艺规程.....................................22.1连杆的技术要求............................................22.1.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度........................22.1.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度............22.1.3大、小头孔中心距......................................32.1.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度................32.1.5大、小头孔两端面的技术要求............................32.1.6螺栓孔的技术要求......................................32.1.7对口面的技术要求......................................32.2连杆的材料和毛坯..........................................42.3工艺过程设计..............................................72.3.1基准的选择............................................72.3.2制定工艺路线..........................................82.4连杆的机械加工工艺过程分析...............................122.4.1工艺过程的安排.......................................122.4.2定位基准的选择.......................................122.4.3确定合理的夹紧方法...................................132.4.4连杆两端面的加工.....................................132.4.5连杆大、小头孔的加工.................................132.4.6连杆螺栓孔的加工.....................................142.4.7连杆体与连杆盖的铣开工序.............................142.5切削用量的选择原则.......................................14
2.5.1粗加工时切削用量的选择原则..........................14
2.5.2精加工时切削用量的选择原则...........................162.6确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差.................162.6.1确定加工余量.........................................162.6.2确定工序尺寸及其公差.................................172.7工时定额的计算...........................................182.7.1铣连杆两侧面.........................................182.7.2加工小头孔...........................................182.7.3粗镗大头孔...........................................192.7.4精铣螺栓座面.........................................192.7.5铣开连杆体和盖.......................................202.7.6加工连杆体...........................................202.7.7加工连杆盖...........................................212.7.8螺栓孔的加工.........................................222.7.9精磨结合面..........................................232.7.10铣轴瓦锁口槽........................................242.7.11精磨大头两平面（先标记朝上）........................242.7.12半精镗大头孔及精镗小头孔............................252.7.13大头孔两端倒角......................................262.7.14钻小头油孔..........................................262.7.15精镗大头孔..........................................262.7.16镗小头孔衬套........................................262.7.17珩磨大头孔..........................................27第3章扩小头孔钻床夹具的设计.................................283.1定位基准的选择...........................................283.2夹紧方案的确定...........................................283.3切削力及夹紧力的计算.....................................283.4夹具体设计...............................................29
3.5定位误差分析.............................................30结论...........................................................31致谢..........................................................32参考文献.......................................................33
第1章前言
1.1连杆的结构特点
连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，它把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又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。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。
在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。为了保证发动机运转平衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摩擦运动副。
1.2连杆生产的工艺方法
当今全球汽车发动机连杆大批量生产中传统的期造连杆和模锻连杆仍占主导地位,但正面临着其它新制造方法或新工艺、新材料的挑战与竞争：粉末锻造钢连杆及铝合金连杆与烧结钢连杆以及连杆的裂解剖分工艺都是颇具竞争力新技术,粉末锻造的工件物理性能及工艺性能优良，从而使经粉末锻造制成的高强度连杆零件的综合性能，特别是冲击韧性及疲劳性能显著提高。断裂剖分工艺的应用，大大简化了连杆的生产工艺流程。传统的连杆生产工艺流程一般需14道切削加工工序，而应用断裂剖分工艺，只需6道切削加工工序就够了。预计21世纪这些新技术将大量取代目前传统工艺方法。第1页
第2章柴油机加工工艺规程
2.1连杆的技术要求
连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力，同时又压缩汽缸内气体。因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有5个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。
图2-1连杆的技术要求
2.1.1大、小头孔的尺寸精度、形状精度
为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.8μm；大头孔的圆柱度公差为0.012mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于3.2μm。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025mm，素线平行度公差为0.04/100mm。
2.1.2大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度
两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成
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汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100mm长度上公差为0.04mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100mm长度上公差为0.06mm。2.1.3大、小头孔中心距
大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：190±0.05mm。
2.1.4连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度
连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在100mm长度上公差为0.08mm）。2.1.5大、小头孔两端面的技术要求
连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8μm,小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中，这给连杆的加工带来许多方便。2.1.6螺栓孔的技术要求
在前面已经说过，连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按IT8级公差等级和表面粗糙度Ra应不大于6.3μm加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25mm。2.1.7对口面的技术要求
在连杆受动载荷时，对口面的歪斜使连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位，影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平第3页
行度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。对于本连杆，要求结合面的平面度的公差为0.025mm。
2.2连杆的材料和毛坯
粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结合而发展起来的一项颇具有市场、竞争力的少、无切削金属加工方法，以金属粉末为原料，经过预成形压制，在保护气氛中进行加热烧结及作为锻造毛坯，然后在压力机上一次锻造成形和实现无飞边精密模锻，获得了与普通模锻件相同密度、形状复杂的精密锻件。它既有粉末冶金成形性能较好的优点，又发挥锻造变形有效地改变金属材料组织和性能作用的特点，使粉末冶金和锻造工艺在生产上取得了新的突破，特别适宜大批量生产高强度、形状复杂的结构零件，因此在各工业部门中有较大推广应用的发展前途。
汽车发动机连杆是承受强烈冲击及动态应力最高的典型动力学负荷零件，其负荷与其自身质量成比例，因此杆的轻量化对发动机具有特别的重要意义。如减轻发动机质量，可导致发动机上所有摆动体质量的减少，对发动机的运转噪声、震动、燃料消耗等将产生良好的作用。更重要的是，由于粉末锻造采用粉末坯料的称量法，使每根连杆得到同一重量，因此，连杆联接曲轴旋转时，明显减轻了动平衡所引起的影响。
粉末锻造工艺是一种可以精减工艺、减少公害和节约资源的合乎时代要求的技术，是一项跨世纪的先进的高新技术。
连杆的材料参考了德国krebsoge公司为宝马公司生产的美洲虎发动机AJV8型粉末锻造连杆，所用预合金钢粉的牌号为AIS14200，其化学成分(W)为：0．25％～0．35％Mn、0．25％～0．45％Mo、0．25％～0．35％Ni、01％～01％Cr、065％C、其余为Fe。由于这种低合金钢粉的化学成分均匀，物理性能及工艺性能优良，从而使经粉末锻造制成的高强度连杆零件的综合性能，特别是冲击韧性及疲劳性能显著提高。毛坯的生产工序如下：
1．配料及混料：
将低合金钢粉，经配料计算和准确称取粉重后，置于混料机内混和30min左第4页
右，至分布均匀。
2．压预成形坯：
在压制机上将粉料压制成连杆预成形坯。对预成形坯的形状及尺寸设计应合理，对其密度、质量、质量变化和尺寸要严格精确控制，以避免超负荷而损坏模具。
3．烧结：
在通有还原性保护气氛的烧结电炉中进行，其温度为11001130℃，至完全合金化。然后，将烧结体移入无氧化性气氛的保温炉(约1000℃)中进行保温。
4．闭式模锻：
图2-1粉末锻造过程示意图
为了节约能源，将粉末预成形压坯直接从保温炉内送人压力机模具中进行闭式模锻。烧结体经致密化封闭锻造时，可将80％理论密度的烧结体锻造直至接近100％理论密度。（必须指出，粉末锻造连杆的变形温度对其性能的影响很大，烧结预成形坯经l000℃保温出炉时，应尽量缩短停留时间，立即投人模锻工序。若模锻温度过低，在连杆表层的残留微孔隙增多，则使连杆的密度下降；若停留时间过长，则连杆内部易被氧化。这两种情况都能导致连杆的冲击韧性和疲劳强第5页
度降低。）
粉末锻造连杆除了要求粉末性能一致、粉末的流动性和填充性要好及合理的预制坯形状及尺寸设计外，还需要较复杂的工艺设备和严格的质量控制。为提高模具使用寿命与保证粉末锻造连杆质量的一致，其关键是实现生产工艺过程的计算机自动化。
从国外长期生产实践证明，发动机连杆用粉末锻造工艺代替普通模锻，据统计资料可得如下明显的优点：
1．成形性能高
由于粉体颗粒较细，倒入模具型腔时，象流体一样充填型腔各处，成形性能极高，所以对各种形状复杂的锻件都能顺利成形。毛坯对零件的材料利用率已达100％，即不留任何的金属加工余量及辅料。
2．机械性能高
如美国赛车连杆的疲劳强度从普通模锻件σ-1=290MPa增加到粉末锻件σ
-1=340MPa，经金相分析指出，这是由于基体中晶粒较细、无偏析，且呈连续纤维
方向的情况下等原因所致。由此可见，粉末锻造连杆零件的机械性能明显超过了普通模锻件。
3．锻件精度高
由于锻造的加热温度较低，且又在防氧化的保护气氛中进行，没有氧化皮，故可以获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度的锻件，制件表面在高压下受到模具型腔光滑表面的熨平、光泽。
4．材料利用率高
由于合理的制坯技术，再在较低温度下进行无飞边、无余量的精密闭式模锻，大大提高了
材料利用率，从普通模锻的材料利用率50％左右增加到95％以上。5．模具寿命高
困粉末坯料的加热温度较低及无氧化皮的情况下进行闭式模锻，减少对模具表面的摩擦，更重要的是，单位压力仅是普通模锻的l/3～l/4，甚至更低，这对模具的受压条件大为改善，故其模具寿命可提高l020倍以上。第6页
6．生产率高
如汽车发动机连杆的生产工艺，普通模锻把加热后的毛坯进行多道制坯辊锻，又在压力机上进行预锻及终锻，然后再进行切边、大小头冲孔、热校正冷精压等多道工序。而粉末锻造首先是省去了切边、大、小头冲孔、热校正、冷精压工序。
7．产品成本低
与普通模锻加工方法相比，首先因为加工精度高，可以大幅度地节省机械加工，提高材料利用率，对节省工时和降低成本有很大的经济效果。因为原材料粉末在成本中所占的比例高，从生产中证明，越能节省机械加工的零件采用粉末锻造就越有利。也就是说，原来机械加工工时越多的零件，改为粉末锻造后，在节省工时和降低成本方面就越能获得更大的效果。
表2-1粉末锻造后毛坯的参数
参数尺寸波动(每l00mm)mm零件重量波动％尺寸精度表面粗糙度(μm)
粉末锻造±0.2±0.5IT6～IT90.8～3.2因为锻造后大大改善了工件的表面粗糙度和表面精度，求因此粉末锻造毛坯可以减少大量表面加工工序，提高生产率。
连杆的锻造毛坯图见附图1
2.3工艺过程设计
2.3.1基准的选择
统一精基准：以大小头端面，小头孔、大头孔一侧面定位。因为端面的面积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距同时可以消除基准不重合误差。
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2.3.2制定工艺路线
一般的连杆工艺路线是：拉大小头两端面粗磨大小头两端面拉
连杆大小头侧定位面拉连杆盖两端面及杆两端面倒角拉小头两斜面粗拉螺栓座面，拉配对打字面、去重凸台面及盖定位侧面粗镗杆身下半圆、倒角及小头孔粗镗杆身上半圆、小头孔及大小头孔倒角精铣螺栓座面铣断杆、盖小头孔两斜端面上倒角加工螺栓孔拉杆、盖结合面及倒角去配对杆盖毛刺清洗配对杆盖检测配对杆盖结合面精度人工装配扭紧螺栓打印杆盖配对标记号精磨连杆杆身两端面粗镗大头孔及两侧倒角半精镗大头孔及精镗小头衬套底孔检查大头孔及精镗小头衬套底孔精度压入小头孔衬套称重去重精镗大头孔、小头衬套孔清洗最终检查成品防锈。
对于粉末锻造的毛坯由于具有较高的表面质量所以工艺粗镗杆身下半圆、倒角及小头孔之前的工艺都可以省略因此连杆的工艺如以下方案方案一：
工序I.精铣连杆两端面工序II.
扩铰小头孔
工序III.粗镗杆身上半圆工序IV.
粗镗大头孔下半圆小头孔及小头孔倒角
工序V.钻阶梯油孔工序VI.
铣断
工序VII.精磨连杆杆身两端面工序VIII.加工螺栓孔工序IX.
精磨杆、盖结合面
工序X.沿对口面处大头孔内测倒角工序XI.
扩铰杆盖螺栓孔
工序XII.铣瓦槽
工序XIII.去配对杆盖毛刺工序XIV.清洗配对杆盖
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工序XV.
检测配对杆盖结合面精度
工序XVI.人工装配工序XVII.扭紧螺栓
工序XVIII.打印杆盖配对标记号工序XIX.粗镗大头孔及两侧倒角工序XX.
半精镗大头孔及精镗小头衬套底孔
工序XXI.检查大头孔及精镗小头衬套底孔精度工序XXII.压入小头孔衬套工序XXIII.称重去重工序XXIV.钻阶梯油孔
工序XXV.精镗大头孔、小头衬套孔工序XXVI.去毛刺工序XXVII.退磁工序XXVIII.
总成清洗
工序XXIX.终检
工序XXX.自动打流水号工序XXXI.成品防锈。方案二：
工序I.精铣连杆两端面工序II.
扩铰小头孔
工序III.粗镗杆身上半圆工序IV.
粗镗大头孔下半圆小头孔及小头孔倒角
工序V.拉螺栓螺母座面工序VI.
钻阶梯油孔
工序VII.铣断工序VIII.粗磨断口面工序IX.
钻螺栓孔
工序X.扩杆盖螺栓座面沉孔并倒角第9页
工序XI.
精磨连杆连杆盖对口面
工序XII.沿对口面处大头孔内测倒角工序XIII.扩铰杆盖螺栓孔工序XIV.铣瓦槽工序XV.
清洗
工序XVI.连杆配对并装配工序XVII.自动拧紧工序XVIII.精磨两端面
工序XIX.精镗小头底座粗镗大头孔工序XX.
大头孔倒角
工序XXI.压衬套
工序XXII.称重去重去毛刺工序XXIII.精镗大头孔精镗衬套孔工序XXIV.去毛刺工序XXV.退磁工序XXVI.总成清洗工序XXVII.终检工序XXVIII.
自动打流水号
工序XXIX.成品防锈
方案分析：
方案一于铣断后马上精磨两端面由于连杆体和连杆盖是分离的装配后断面就不一定位于同一平面因此不应该在装配前精磨两端面。方案二螺栓孔的加工不是一次成形需要重复装夹，工艺设计不合理。两个方案的钻阶梯油孔可以安排在小头孔压入衬套之后，这样衬套可以省去钻孔工艺节约成本。所以综合以上分析可以得出以下工艺流程：工序I.精铣连杆两端面工序II.
扩铰小头孔
工序III.粗镗杆身上半圆
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工序IV.
粗镗大头孔下半圆
工序V.精铣螺栓座面工序VI.
铣断
工序VII.粗、精铣对口面工序VIII.钻、铰杆、盖螺栓孔工序IX.
精磨连杆连杆盖对口面
工序X.铣瓦槽工序XI.
清洗
工序XII.连杆配对并装配工序XIII.自动拧紧工序XIV.精磨两端面工序XV.
精镗小头孔
工序XVI.半精镗大头孔工序XVII.大头孔倒角工序XVIII.压衬套工序XIX.钻油孔工序XX.
称重去重去毛刺
工序XXI.精镗大头孔精镗衬套孔工序XXII.研磨大头孔工序XXIII.去毛刺工序XXIV.退磁工序XXV.总成清洗工序XXVI.终检
工序XXVII.自动打流水号工序XXVIII.
成品防锈
连杆的主要表面为大两端面，较重要的表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面，次要表面为轴瓦锁口槽及体和盖上的螺栓座面等。
连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的来安排的。连杆的加工路线按连杆第11页
的分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体和盖切开之前的加工；第二阶段为连杆体和盖切开后的加工；第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准；第二阶段主要是加工除精基准以外的其它表面，包括为合装做准备的螺栓孔和结合面的加工，以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小头孔的精加工。如果按连杆合装前后来分，合装之前的工艺路线属主要表面的粗加工阶段，合装之后的工艺路线则为主要表面的精加工阶段。
2.4连杆的机械加工工艺过程分析
2.4.1工艺过程的安排
在安排工艺进程时，就要把各主要工序的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。
各主要表面的工序安排如下：1．两端面：先精铣后精磨
2．小头孔：扩孔、铰孔、精镗、压入衬套后再精镗3．大头孔：粗镗、半精镗、精镗、研磨。
一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。2.4.2定位基准的选择
在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，如图（15）所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不与夹具的定位元件接第12页
触（在设计夹具时亦作相应的考虑）。在精镗小头孔（及精镗小头衬套孔）时，也用小头孔（及衬套孔）作为基面，这时将定位销做成活动的称“假销”。当连杆用小头孔（及衬套孔）定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进行加工。2.4.3确定合理的夹紧方法
既然连杆是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响加工精度。在加工连杆的夹具中，应注意夹紧力的作用方向和着力点的选择。在铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。
在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端面上，并由定位元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镗大小头孔时，只以大平面（基面）定位，并且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧面夹紧。小头一端不在端面上定位夹紧，避免可能产生的变形。2.4.4连杆两端面的加工
连杆两端面在扩粗镗大小头孔之前先进行精铣以保证两端面的平行。而之后采用精磨工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。精磨在M7130型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种办法的生产率低一些，但精度较高。2.4.5连杆大、小头孔的加工
连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连杆质量有较大的影响。
小头孔是定位基面，在用作定位基面之前先进行了扩孔、镗孔。加工时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。
小头孔在粗镗后，在金刚镗床上与大头孔同时精镗，达到IT6级公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镗大头孔。由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔与大头孔的中心距超差。第13页
大头孔经过扩孔、粗镗、半精镗、精镗、研磨达到IT6级公差等级。表面粗糙度Ra为0.4μm，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将连杆与连杆体组合在一起，然后进行精镗大头孔的工序。这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最后精镗工序中得到修正，以保证孔的形状精度。2.4.6连杆螺栓孔的加工
连杆的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头一侧面定位。
精铣螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。精铣时为了保证螺栓孔的两个端面与连杆大头端面垂直度，使用两工位夹具。连杆在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转1800，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。2.4.7连杆体与连杆盖的铣开工序
剖分面（亦称结合面）的尺寸精度和位置精度由夹具本身的制造精度及对刀精度来保证。为了保证铣开后的剖分面的平面度不超过规定的公差0.03mm，并且剖分面与大头孔端面保证一定的垂直度，除夹具本身要保证精度外，锯片的安装精度的影响也很大。如果锯片的端面圆跳动不超过0.02mm,则铣开的剖分面能达到图纸的要求，否则可能超差。但剖分面本身的平面度、粗糙度对连杆盖、连杆体装配后的结合强度有较大的影响。因此，在剖分面铣开以后再经过磨削加工。
2.5切削用量的选择原则
正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。2.5.1粗加工时切削用量的选择原则
粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高,毛坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。第14页
金属切除率可以用下式计算：Zw≈V.f.ap.1000
式中：Zw单位时间内的金属切除量（mm3/s）V切削速度（m/s）f进给量（mm/r）ap切削深度（mm）
提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度ap,其次选择一个较大的进给量度f，最后确定一个合适的切削速度V.
选用较大的ap和f以后，刀具耐用度t显然也会下降，但要比V对t的影响小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到规定的合理数值，因此，能使V、f、ap的乘积较大，从而保证较高的金属切除率。此外，增大ap可使走刀次数减少，增大f又有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。
1．切削深度的选择：
粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。
2．进给量的选择：
粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。
3．切削速度的选择：
粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功第15页
率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。2.5.2精加工时切削用量的选择原则
精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。
1．切削深度的选择：
精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。
2．进给量的选择：
精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。
3．切削速度的选择：
切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。
由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度ap和进给量f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。
2.6确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差
2.6.1确定加工余量
用查表法确定机械加工余量：
（根据《机械加工工艺手册》第一卷表3.225表3.226表3.227）
表2-2平面加工的工序余量（mm）
工艺名称精磨单面余量0.1经济精度IT7工序尺寸38尺寸公差3800.025表面粗糙度0.8第16页
精铣1IT938.20.06038.206.3
则连杆两端面总的加工余量为：
nA总=
i1Ai2
=(A精铣＋A精磨)2=(1＋0.1)2=2.2mm
（2）、连杆铸造出来的的厚度为H=(38+2.2)=40.2mm40.2÷100×0.2=0.0804所以毛坯尺寸为40.2±0.082.6.2确定工序尺寸及其公差
（根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表229表234）
表2-3大头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为55mm）
工序经济工序名称直径余量精度珩磨精镗半精镗二次粗镗一次粗镗0.10.4122IT6IT8IT11IT12IT1264.564.464646264.5H6(064.4H8(00.019工序尺寸尺寸公差表面粗糙度))0.40.81.612.512.50.04664H11(062H12(060H12(00.19)))0.300.30
（根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表229表230）
表2-4小头孔各工序尺寸及其公差
工序名称工序基本余工序经济精度工序尺寸量公称尺寸表面粗糙度第17页
精镗铰扩0.20.24H8(00.033))29.429.22929.4(029.2(00.033))1.66.312.5H9(00.0520.052H10(00.084)29(00.084)
柴油机连杆的零件图见附图2
2.7工时定额的计算
2.7.1铣连杆两侧面
选用铣床X62W
根据《切削用量简明手册》表选取数据
铣刀直径D=100mm由于采用标准高速钢圆柱铣刀所以齿数Z=8切削速度V=0.64m/sfm=0.8mm/r
则主轴转速n=1000×60v/D=122.3r/min
根据表3.174按机床选取n=750r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.65m/s铣削工时为：按表2.510L=258.5mm
L1=ae(dae)+2=11.9mmL2=2mm
铣削宽度ae=1mm
基本时间tj=L/fm×2=(128+11.9+2)/(fm×n)×2=0.908min2.7.2加工小头孔
2.7.2.1.扩小头孔
选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.453选取数据
扩刀直径D=29mm切削速度V=0.35m/s切削深度ap=1.5mm进给量f=0.8mm/r则主轴转速n=1000v/D×60=223r/min
根据表3.130按机床选取n=250r/min第18页
则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.39m/s扩削工时为：按表2.57
l=38.2mml1=(D-d1)/2×cotkr+2=3mm(kr=60°)l2=3mm基本时间tj=L/fm×2=(38.2+3+3)/(0.8×250)=0.44min2.7.2.2铰小头孔
选用钻床Z3080
根据《机械制造工艺设计手册》表2.481选取数据
铰刀直径D=29.2mm切削速度V=0.22m/s切削深度ap=0.10mm进给量f=0.8mm/r则主轴转速n=1000v/D=140r/min
根据表3.131按机床选取n=200r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.32m/s铰削工时为：按表2.57l=38.2mml1=2.1(kr=15°)L2=3mm基本时间tj=L/fn=(38.2+2.1+3)/(0.8×200)=0.55min2.7.3粗镗大头孔
选用镗床T68
根据《机械制造工艺设计手册》表2.466选取数据
镗刀直径D=65mm切削速度V=0.16m/s进给量f=0.30mm/r切削深度ap=3.0mm则主轴转速n=1000v/πD=47r/min
根据表3.141按机床选取n=800r/min则实际切削速度V=πDn/（1000×60）=2.72m/s镗削工时为：按表2.53
L=38.2mmL1=3.732mmL2=5mm基本时间tj=4×Li/fn=(38.2+3.732+5)/(0.30×800)×4=0.78min2.7.4精铣螺栓座面
选用铣床X62W
第19页
根据《机械制造工艺设计手册》表2.490选取数据
铣刀直径D=63mm切削速度V=0.47m/s铣刀齿数Z=24切削深度ap=2mm切削宽度ae=20mmaf=0.15mm/z则主轴转速n=1000v/D=142r/min根据表3.131按机床选取n=750r/min
则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=2.47m/s铣削工时为：按表2.510
L=38.2mmL1=ae(dae)+2=31.3mmL2=2mm基本时间tj=L/fmz×4=(38.2+31.3+2)/(750×24×0.15)×4=0.106min2.7.5铣开连杆体和盖
选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.479(90)选取数据
铣刀直径D=63mm切削速度V=0.34m/s切削宽度ae=38mm铣刀齿数Z=24切削深度ap=2mmaf=0.15mm/z则主轴转速n=1000v/D=103r/min
根据表3.174按机床选取n=750r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=2.47m/s铣削工时为：按表2.510L=95mm
L1=ae(dae)+2=33.3mmL2=2mm
基本时间tj=Li/FM=(95+33.3+2)/(750×24×0.15)=0.048min2.7.6加工连杆体
2.7.6.1粗铣连杆体结合面
选用铣床X62W
第20页
根据《机械制造工艺设计手册》表2.474（84）选取数据铣刀直径D=75mm切削速度V=0.35m/s切削宽度ae=2mm铣刀齿数Z=8切削深度ap=62mmaf=0.15mm/r则主轴转速n=1000v/D=89r/min
根据表3.174按机床选取n=750r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=2.94m/s铣削工时为：按表2.510L=38.2mmL1=ae(dae)+2=15.5mmL2=2mm基本时间tj=L/fmz=(38.2+15.5+2)/(0.15×750×8)=0.06min2.7.6.2精铣连杆体结合面
选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.484选取数据
铣刀直径D=75mm切削速度V=0.42m/s铣刀齿数Z=8切削深度ap=31mmaz=0.7mm/r切削宽度ae=1mm则主轴转速n=1000v/D=107r/min
根据表3.174按机床选取n=750r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=2.94m/s铣削工时为：按表2.510
L=38mmL1=ae(Dae)+2=8.1mmL2=2mm基本时间tj=L/fmz=(38+8.1+2)/(750×0.7)=0.09min2.7.7加工连杆盖
2.7.7.1粗铣连杆上盖结合面
选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.474（84）选取数据铣刀直径D=75mm切削速度V=0.35m/s第21页
切削宽度ae=2mmap=31mm
铣刀齿数Z=8af=0.15mm/r则主轴转速n=1000×60v/D=89r/min
根据表3.174按机床选取n=750r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=2.94m/s铣削工时为：按表2.510
L=38mmL1=ae(Dae)+2=15.5mmL2=2mm基本时间tj=L/fmz=(38+15.5+2)/(750×8×0.15)=0.06min2.7.7.2精铣连杆上盖结合面
选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.484选取数据
铣刀直径D=75mm切削速度V=0.42m/s切削宽度ae=1mmap=31铣刀齿数Z=8进给量f=0.7mm/r则主轴转速n=1000v/D=107r/min根据表3.174
按机床选取n=750r/min
则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=2.94m/s铣削工时为：L=38mm
按表2.510
L1=ae(Dae)+2=8mmL2=2mm
基本时间tj=L/fmz=(31+8.1+2)/(750×0.7)=0.09min2.7.8螺栓孔的加工
2.7.8.1钻螺栓孔
选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.438（41）选取数据
切削速度V=0.99m/s切削深度ap=4.9mm进给量f=0.08mm/r钻头直径D=9.8mm则主轴转速n=1000×60v/D=1930r/min第22页
根据表3.130按机床选取n=1930r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.99m/s钻削工时为：按表2.57
L=34mmL1=1.5mmL2=2mm基本时间tj=L/fn×4=(34+1.5+2)/(0.08×1910)×4=0.92min2.7.8.2扩螺栓孔
选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.453选取数据
扩刀直径D=10.75mm切削速度V=0.40m/s切削深度ap=1.0mm进给量f=0.6mm/r则主轴转速n=1000v/D=764r/min
根据表3.130按机床选取n=764r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.40m/s扩削工时为：按表2.57L=34mmL1=2mm
基本时间tj=L/fn×4=(34+2)/(0.6×764)×4=0.28min2.7.8.3铰螺栓孔
根据《机械制造工艺设计手册》表2.481选取数据
铰刀直径D=11mm切削速度V=0.22m/s切削深度ap=0.10mm进给量f=0.8mm/r则主轴转速n=1000v/D=140r/min
根据表3.131按机床选取n=200r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.127m/s铰削工时为：按表2.57
L=34mmL1=2mmL2=3mm基本时间tj=L/fn×4=(34+2+3)/(0.8×200)×4=0.975min2.7.9精磨结合面
选用磨床M7130
第23页
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4170选取数据
砂轮直径D=40mm切削速度v=0.330m/s切削深度frs=0.25mm进给量fr=0.015mm/双行程fa=20mm
工作台速度选择ν=10/min
则主轴转速n=1000v/D=157r/min根据表3.148按机床选取n=200r/min
则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.40m/s磨削工时为：按表2.511基本时间tj=2×
2LbZbk1000vfafrZ
=2×2×210×38.2×0.1×1/（1000×10×0.015×20×4）=0.267min(
zb=0.1k=1Z=4)
2.7.10铣轴瓦锁口槽
选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.490选取数据
铣刀直径D=63mm切削速度V=0.31m/s铣刀齿数Z=24切削深度ap=5mm切削宽度ae=0.5mmaz=0.05mm/z则主轴转速n=1000v/D=94r/min
根据表3.174按机床选取n=100r/min则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.33m/s铣削工时为：按表2.510L=5mmL1=ae(Dae)+2=7.6mmL2=2mm基本时间tj=L/fmz=(5+7.6+2)/(100×24×0.05)=0.12min2.7.11精磨大头两平面（先标记朝上）
选用磨床M7130
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4170选取数据第24页
砂轮直径D=40mm
切削速度V=0.413m/s
切削深度frs=0.1mm进给量fr=0.015mm/双行程切削速度v=0.330m/sfa=20mm工作台速度选择ν=10/min进给量fra=0.017mm/rfa=15则主轴转速n=1000v/D=157r/min根据表3.148按机床选取n=200r/min
则实际切削速度V=Dn/（1000×60）=0.40m/s磨削工时为：按表2.57基本时间tj=2×
2LbZbk1000vfafrZ
=2×2×100×80×0.1×1.1/（1000×10×0.017×20×1）=1.035min
2.7.12半精镗大头孔及精镗小头孔2.7.12.1半精镗大头孔
选用镗床T2115
根据《机械制造工艺设计手册》表2.466选取数据
镗刀直径D=64.4mm切削速度V=0.20m/s进给量f=0.2mm/r切削深度ap=1mm根据表3.139按机床选取n=1000r/min切削速度v=Dn/（1000×60）=3.37m/s镗削工时为：按表2.53
L=38mmL1=3.5mmL2=5mm基本时间tj=Li/fn=(38+3.5+5)/(0.20×1000)=0.23min2.7.12.2精镗小头孔
根据《机械制造工艺设计手册》表2.466选取数据
镗刀直径D=29.4mm切削速度V=3.18m/s进给量f=0.10mm/r切削深度ap=1.0mm根据表3.139按机床选取n=201*r/min切削速度v=Dn/（1000×60）=3.08m/s
第25页
镗削工时为：按表2.53
L=38mmL1=3.5mmL2=5mm基本时间tj=Li/fn=(38+3.5+5)/(0.10×201*)=0.23min2.7.13大头孔两端倒角
选用机床Z535主轴转速n=68r/min手动进给。
2.7.14钻小头油孔
选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.438（41）选取数据切削速度V=1.18m/s切削深度ap=2mm进给量f=0.05mm/r
根据表3.130按机床选取n=1000r/min钻削工时为：按表2.57L=6mmL1=3mm基本时间tj=L/fn=(6+1)/(1000×0.05)=0.14min2.7.15精镗大头孔
选用镗床T2115
根据《机械制造工艺设计手册》表2.466选取数据
镗刀直径D=64.4mm切削速度V=0.20m/s进给量f=0.1mm/r切削深度ap=0.4mm根据表3.139按机床选取n=1000r/min切削速度v=Dn/（1000×60）=3.37m/s
镗削工时为：按表2.53
L=38mmL1=3.5mmL2=5mm基本时间tj=Li/fn=(38+3.5+5)/(0.10×1000)=0.43min2.7.16镗小头孔衬套
选用镗床T2115
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根据《机械制造工艺设计手册》表2.466选取数据
镗刀直径D=28mm切削速度V=0.25m/s进给量f=0.2mm/r切削深度ap=0.2mm根据表3.139按机床选取n=1000r/min切削速度v=Dn/（1000×60）=1.46m/s
镗削工时为：按表2.53L=38mmL1=3.5mmL2=5mm基本时间tj=Li/fn=(38+3.5+5)/(0.20×1000)=0.23min2.7.17珩磨大头孔
根据《机械制造工艺设计手册》表2.466选取数据切削速度V=0.32m/s进给量f=0.05mm/r切削深度ap=0.05mm
根据表3.139按机床选取n=1000r/min镗削工时为：按表2.53基本时间tj=2Lnd/（1000×60）v
=(2×38×2)/(1000×0.32)=0.47min
最后，将以上各工序切削用量、工时定额的结果计算结果，连同其他加工数据一并填入机械加工工艺过程总卡片，见附表1
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第3章扩小头孔钻床夹具的设计
3.1定位基准的选择
小头孔是定位基准，在用作定位基面之前先进行了扩铰孔。加工时先用一个假销对小头孔进行定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差。在扩小头孔之前，连杆的两个端面，既小头孔及大头孔的两侧面已经进行了精铣工序具有很高的表面精度,因此扩铰小头孔定位时采用连杆端面和小头孔定位，连杆两端采用以V形块进行对中定位。
3.2夹紧方案的确定
此工序加工的孔为通孔，沿Z方向的位移自由度可不予限制，但实际上以工件的端面定位时，必须限制该方向上的自由度。故应按完全定位设计夹具。基面限制工件3个自由度，两个V形块限制3个自由度，属完全定位。
3.3切削力及夹紧力的计算
由于本工序主要是粗加工小头孔，所以只对夹具的定位稳定性进行计算，及夹紧力和钻削力的计算。
扩孔时的切削力计算：
根据（《机械加工工艺手册》李洪主编）表2.4-69扩孔时的切削力为：P9.8161.2d0f0.7kF
9.8161.240.80.71.2=2465.044N扩孔时的扭矩为：M=9.81×0.0311×d0f
30.8km
=9.81×0.0311×293×0.80.80.8=4979.495
夹紧力的计算：
根据（《机床夹具设计手册》第三版王光斗王春福主编）表1-3-11
2M2WkPsin2D22f
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=2.5×
24979.4952465.04429.222sin90220.3
=6220.138N
在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数KK1K2K3K4式中：K1基本安全系数；取1.5K2加工性质系数；取1.1K3刀具钝化系数；取1.1K4断续切削系数；取1.1则F"KF
=1.5×1.1×1.1×1.1×6220.138=12418.5N
3.4夹具体设计
夹具体的作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。扩小头孔夹具体图如下：
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图3-1扩小头孔夹具体图
装夹时先用一个锥形假销对小头孔进行定位，推动小头端V形块先对小头孔端外圆进形定位装夹，然后在推动大头端V形块对中夹紧，最后抽掉圆锥销后即可加工小头孔。
3.5定位误差分析
扩孔时采用的定位基准为连杆两端面及小头孔，对小头孔进行扩孔。设计基准为小头孔轴线，此工序以假销对小头孔进行定位所以不存在基准不重合误差，定位时用的是圆锥销，销下方以弹簧支撑可以伸缩。
所以定位误差ΔDw=δD+δd+Δmin
=δD+0+0=0.033mm
钻床夹具的装配图及夹具体零件图见附图3及附图4
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结论
通过对汽车连杆的机械加工工艺及对粗加工小头孔夹具和铣结合面夹具的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,主要归纳为以下两个方面：
第一方面：连杆件外形较复杂，而刚性较差。且其技术要求很高，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证连杆技术要求的重要问题之一。在连杆的实际加工过程中，选用连杆的大小头端面及小头孔作为主要定位基面，同时选用大头孔两侧面作为一般定位基准。为保证小头孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准的加工原则；保证大小头孔的中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。
对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及连杆体和盖上的螺栓座面等。
连杆机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。连杆加工路线按连杆的分合可以分为三个阶段：第一个阶段为连杆体和盖切开之前的加工；第二个阶段为连杆体和盖的切开加工；第三个阶段为连杆体和盖合装后的加工。
第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。
（1）、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。
（2）、导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是扩大头孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题，以及对刀块的类型，从而确定钻套和对刀块的位置尺寸及公差。
（3）、夹紧装置的设计：针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。
（4）、夹具体设计：连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体的材料一般采用铸铁。
（5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要求。
（6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。
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致谢
在本文结束之际，首先要向我的导师胡波表示衷心的感谢。在我的整个论文制作期间，得到胡波导师的悉心指导，并给于提供了充分的论文资料，使我能够顺利完成我的论文。他渊博的知识，敏锐的学术意识，严谨的治学态度，平易近人的工作作风，正直的品格，务实的研究作风给我留下了深刻的印象。这些不仅在学业上对我帮助很大，而且在今后实际工作中也必将使我终生受益。
其次还要感谢成都理工大学核自院机械系的各位老师。感谢他们的关心，是他们给我的各门课程打下了坚实的基础。感谢他们在我本科学习期间和做课题的过程中，为我提供了良好的学习条件和工作环境；在我学习、课题研制中给予了我许许多多的指导和帮助，使我受益匪浅。还要感谢我们机械工程及自动化专业的同学，是他们在我做论文期间给了我很多的帮助提出了各种有建设性的修改意见和建议，非常感谢你们。
最后，向所有在我本科学习阶段关心和帮助过我的老师表示衷心的感谢。
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