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大連科技學院2019屆本科畢業(yè)設計（論文）摘要 大連科技學院 畢業(yè)設計（論文） 論文題目：發(fā)動機連桿工藝分析及兩套關鍵工裝設計 學 院 機械工程學院 專業(yè)班級 學生姓名 學生學號 指導教師 導師職稱  發(fā)動機連桿工藝分析及兩套關鍵工裝設計 摘 要 隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，我國目前常用的現(xiàn)代機床夾具種類也變得繁多起來，例如組合夾具、成組夾具、自動化夾具、數(shù)控機床夾具等，這些夾具都有各自的用途和特點。我國業(yè)制造領域?qū)庸ぞ?，加工質(zhì)量，加工時間，加工成本的要求日益升高，因此這就要求現(xiàn)代機床夾具要與時俱進，適應新時代機械加工的需求。一個夾具設計的好壞，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。 本次畢業(yè)設計的課題是發(fā)動機連桿的工藝過程規(guī)劃以及兩套夾具的設計。本文在機械制造工藝學理論和機械夾具設計理論的基礎上，在滿足汽車發(fā)動機連桿使用功能和制造精度需求的前提下，應用AUTOCAD和PROE三維制圖技術，完成了兩套夾具的設計以及各工序卡片的編制，以達理論和實踐相結合的目的。 本文按照所學機械設計的一般步驟，通過對該制品的分析，討論了零件的機械加工工藝過程，確定表面加工方法以及工序卡片編制，確定夾具總體方案，包括加工方法、定位方案以及定位誤差分析、夾緊方案、切削夾緊力的計算等。 本論文是關于機械工藝規(guī)劃和夾具設計的應用型設計制造技術領域，對于生產(chǎn)現(xiàn)場提高勞動生產(chǎn)率，提供了必要的參考。 關鍵詞：發(fā)動機連桿，工藝規(guī)程設計，夾具設計 33 大連科技學院2019屆本科畢業(yè)設計（論文） Abstract Engine connecting rod process analysis and two sets of key tooling design Abstract With the continuous development of Chinas industry, Chinas current commonly used types of modern machine tool fixture has become various, such as combination fixture, group fixture, automatic fixture, CNC machine fixture, etc., these fixtures have their own purposes and characteristics. Chinas manufacturing industry on the processing accuracy, processing quality, processing time, processing costs of the increasing requirements, so it requires the modern machine tool fixture to keep pace with The Times, to adapt to the new era of mechanical processing needs. The quality of a fixture design directly affects the quality and performance of products. This graduation project is the engine connecting rod process analysis and two sets of key tooling design. This article USES the mechanical manufacturing technology theory and the mechanical fixture design theory, under satisfies the automobile engine connecting rod to use the function and the manufacture precision under the premise, the application AUTOCAD and the PROE three dimensional drawing technology, has completed two sets of fixture design and each procedure card establishment, in order to achieve the theory and the practice unifinication goal. In this paper, in accordance with the general steps of mechanical design, we learned through the analysis of the products, discussed the machining process of parts, determine the surface machining method and process card, deciding the overall concept of jigs, which include the processing method, positioning and analysis of fixing error, method of clamping and the calculation of clamping force cutting, etc. This paper is about mechanical process planning and fixture design applied design manufacturing technology field, for the production site to improve labor productivity, provide necessary reference. Key words engine connecting rod,process analysis,fixture design 大連科技學院2019屆本科畢業(yè)設計（論文） 目錄 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒 論 1 第二章 零件的分析 2 2.1零件的作用 2 2.2零件的工藝分析 2 2.2.1對毛坯圖及零件圖進行分析 2 2.2.2零件的結構工藝性分析 2 第三章 確定毛坯 3 3.1毛坯的形狀及尺寸的確定 3 3.2毛坯的材料熱處理 3 第四章 工藝規(guī)程設計 4 4.1定位基準的選擇 4 4.2制定工藝路線 4 4.3選擇加工設備及刀具，夾具，量具 5 4.4 加工工序設計 6 4.4.1工序30鉆擴鉸φ20的孔和鉆φ35的孔至φ33。 6 4.4.2工序40粗鏜φ42, φ35的孔和工序70精鏜φ42, φ35的孔 10 4.4.3 工序50粗銑35+0.34 0的槽至寬為32和工序80精銑寬35+0.34 0的槽 11 4.4.4基本時間與輔助時間的計算 13 第五章 夾具設計 15 5.1 第3道工序鉆擴鉸φ20H7的孔和鉆φ35H7的孔至φ33的夾具設計 15 5.1.1 確定設計方案 15 5.1.2計算夾緊力 15 5.1.3定位精度的分析 16 5.2 第5道工序銑35+0.34 0的槽夾具設計 17 5.2.1 確定設計方案 17 5.2.2 定位精度的分析 17 第六章 結 論 18 致 謝 20 參考文獻 21 附 錄 22 大連科技學院2019屆本科畢業(yè)設計（論文） 第一章 緒 論 汽車零部件行業(yè)是那種需要較多資本投入的行業(yè)。發(fā)動機連桿作為汽車的關鍵零部件對生產(chǎn)設備要求較高，需要較大的資金投入。現(xiàn)在我國的相關生產(chǎn)設備在一些關鍵的工序上無法達到加工要求，這就需要我國從國外購買這些用來加工關鍵工序的加工設備以及質(zhì)量檢測設備。這些國外引進的設備通常需要較高的費用，想要組建完整的生產(chǎn)線所需的資金則更為巨大。 要想制造發(fā)動機，零部件是必不可少的重要組成部分，在眾多零部件中連桿總成就是至關重要的部分，這些零部件的質(zhì)量直接決定了汽車的質(zhì)量和安全性，因此高的生產(chǎn)質(zhì)量就需要高的技術相支持。首先，不同汽車的發(fā)動機類型和設計要求各不相同，這就對汽車零部件的生產(chǎn)提出了不同的要求。發(fā)動機的零部件生產(chǎn)廠家必須根據(jù)汽車制造廠家所提出的要求，選擇合適的材料生產(chǎn)開發(fā)自己的產(chǎn)品。其次，連桿總成這類的發(fā)動機關鍵零部件需要產(chǎn)品有非常高的產(chǎn)品精度，這些產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中涉及多項工藝技術，例如，鍛造、鑄造、熱處理等。這就要求企業(yè)有較高的機械制造技術和豐富的制造經(jīng)驗才可以勝任。 目前新車的推出周期向著不斷縮短的趨勢發(fā)展，這就使得汽車生產(chǎn)廠商與零部件供應廠商共同研究共同開發(fā)的合作形式成為了必然，這種形勢有利于整個行業(yè)的蓬勃發(fā)展，但是同時也限制了我國零部件制造行業(yè)的發(fā)展，新的供應企業(yè)需要投入大量資金，但是卻很難與行業(yè)大佬競爭，從而很難獲得利潤。  第二章 零件的分析 2.1零件的作用 該零件為發(fā)動機連桿，是發(fā)動機零部件中質(zhì)量要求較高的，在發(fā)動機中起到至關重要的作用，多個連桿與曲軸進行配合，可以將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞上的力傳給曲軸從而輸出功率。 2.2零件的工藝分析 2.2.1對毛坯圖及零件圖進行分析 制定零件的加工工藝過程之前，首先應對零件的毛坯圖和零件圖中的技術要求，加工部位，加工尺寸，粗糙度等方面進行初步了解，以便在設計過程中加以注意。 2.2.2零件的結構工藝性分析 零件的結構工藝性是指零件在不影響使用要求的前提下，將其制造出來的可行性和經(jīng)濟性，對機械加工工藝規(guī)程的制定有很大影響。 通過毛坯圖和零件圖可知，該零件的材料為HT200，為灰鑄鐵，具有鑄造性能好，可切削性能好，抗磨損性能好等特點，常用于機床底座，立柱和導軌等部位，作為連桿零件的材料很合適。 本次加工的主要部位是大圓的兩個端面（AB），小圓的兩個端面（CD）, φ47, φ37, φ42, φ27的孔以及寬為35的槽，其中AB兩端面的粗糙度為Ra12.5,CD兩端面的表面粗糙度為Ra3.2，φ47孔的粗糙度為Ra3.2，φ42內(nèi)孔的內(nèi)壁粗糙度為Ra12.5。 φ37孔的粗糙度為Ra3.2，大圓端面上φ27的孔表面粗糙度為Ra3.2m，兩孔圓心距為46.32，小圓端面上φ27的孔粗糙度要求較高為Ra12.5。此零件加工的孔較多要盡量在同一裝夾下完成加工，這樣能有效降低工時，控制制造成本，減少工人勞動量。此零件工藝性較差，加工經(jīng)濟性較差，但不影響生產(chǎn)的可行性。 圖2-1零件二維圖 圖2-2零件三維圖  第三章 確定毛坯 毛坯的選擇在機械加工的過程中也是非常重要的一環(huán)。毛坯常用的種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，即使是同一種毛坯，制造的方法也可能不同，不同類型和制造方法的毛坯，其加工余量就會發(fā)生改變，從而對生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量、加工成本產(chǎn)生很大影響。一般對于形狀比較復雜的零件，例如箱體、底座、殼體等，會選用鑄件，對于力學性能要求高，形狀相對簡單的零件，會選用鍛件，像軸類這樣結構簡單的零件會選用型材。本零件形狀相對復雜，材料為灰鑄鐵，所以選用鑄件作為毛坯類型。 3.1毛坯的形狀及尺寸的確定 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題： （1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。 （2）為了提高機械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以作成一坯多件。 （3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。 3.2毛坯的材料熱處理 毛坯未進入機械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應力，對毛坯應進行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進行時效處理。 毛坯鑄造時，應防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。 第四章 工藝規(guī)程設計 4.1定位基準的選擇 為了后續(xù)的工藝規(guī)程可以順利進行，制定工藝路線時，應該優(yōu)先選擇一組或幾組精基準來加工零件各個表面，然后再通過精基準來選擇加工精基準的粗基準。精基準的選擇要滿足六個原則，基準重合原則、基準同一原則、定位準確原則，裝夾可靠原則，自為基準和互為基準原則。粗基準的選擇原則是，要保證重要加工表面的余量均勻，定位要可靠，并且不可以重復使用。AB兩面面積較大，粗糙度要求很低，并且其他平面都可以通過此面進行定位，可以將其中一個選為粗基準來加工另一個面，使另一個面作為精基準這里選擇A面為精基準。用平面和V型塊配合的方法進行定位，限制六個自由度，實現(xiàn)六點定位。 4.2制定工藝路線 根據(jù)零件圖中的技術要求和各個表面粗糙度，制定工藝路線。AB兩端面粗糙度要求較低，采用粗銑，CD兩面粗銑—精銑，φ37的孔鉆-粗鏜-精鏜，φ42，φ47粗鏜-精鏜，2φ27鉆-擴-鉸。 其中φ47，φ37有同軸度要求，加工時應同一套工裝夾具下完成，應把兩者的工序安排在一起，粗加工精加工應該分開，原則為先粗后精，孔和面的先后順序為先面后孔，先主后次。根據(jù)以上原則制定如下工藝路線。 鑄造 時效處理 粗銑AB兩大圓端面 粗銑CD兩小圓端面 鉆擴鉸φ27的通孔達尺寸要求，鉆φ37的通孔并擴孔至φ33 粗鏜φ47的盲孔和φ37的通孔 粗銑寬35的槽至32留3精銑余量 精銑AB兩大圓端面至尺寸要求 精鏜φ47，φ37兩孔至尺寸要求 精銑寬35的槽至尺寸要求 質(zhì)檢 入庫 4.3選擇加工設備及刀具，夾具，量具 銑刀刀具直徑的大小會影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，應該慎重選擇。加工設備是加工零件的重要工具應該根據(jù)零件的加工部位進行選擇。 （1）粗銑AB兩大圓端面 根據(jù)零件的形狀、定位方式，決定選用XA6132型萬能銑床(參考文獻[2] P111表3.30)，刀具選擇根據(jù)毛坯材料為灰鑄鐵，并根據(jù)加工的位置是面，決定使用φ100 可轉(zhuǎn)位面刀具(參考文獻[2]P96表3.16)，夾具使用專用夾具，量具選用游標卡尺。 （2）粗銑CD兩小圓端面 根據(jù)零件的形狀、定位方式，決定選用XA6132型萬能銑床(參考文獻[2] P111表3.30)，刀具選擇根據(jù)毛坯材料為灰鑄鐵，并根據(jù)加工的位置是面，決定使用φ80可轉(zhuǎn)位面刀具（參考文獻[1] P128表3.40），夾具使用專用夾具，量具選用游標卡尺。 （3）精銑CD兩小圓端面 根據(jù)零件的形狀、定位方式，決定選用XA6132型萬能銑床(參考文獻[2] P111表3.30)。精銑刀具類型選擇與粗銑刀相同的刀具類型（參考文獻[1] P128表3.40）。夾具采用專用夾具，量具選用游標卡尺。 （4）粗鏜φ42H7的盲孔和φ35H7的通孔 根據(jù)零件的形狀、定位方式，決定采用雙面臥式精鏜床TT14（參考文獻[1] P156表4.20）。刀具方面根據(jù)毛坯材料為灰鑄鐵，分別選擇鏜φ40.5的盲孔鏜刀和φ34的通孔鏜刀（參考文獻[1] P180 表4.80）、夾具方面選擇專用夾具，量具方面使用游標卡尺。 （5）精鏜φ42H7的盲孔和φ35H7通孔 也采用雙面臥式精鏜床TT14（參考文獻[1] P156表4.20），刀具選擇根據(jù)毛坯材料為灰鑄鐵，分別選擇φ42盲孔鏜刀和φ35通孔的鏜刀（參考文獻[1] P180 表4.80），夾具方面選擇專用夾具，量具方面選擇游標卡尺。 （6）鉆擴鉸BD兩面上φ20H7的孔 選用搖臂鉆床Z306320(參考文獻[2] P79表2.35)，刀具方面需要多種，包括φ18標準高速鋼鉆頭、φ19.8高速鋼擴孔刀、φ19.9、φ20高速鋼鉸刀(參考文獻[2] P44表2.1)，夾具選用專用夾具，量具選用螺旋側(cè)微儀。在B面上鉆φ35的孔，同樣選用搖臂鉆床Z306320，刀具選擇φ33標準高速鋼鉆頭(參考文獻[2] P44表2.1)，量具選用螺旋測微儀器。 （7）粗銑φ35+0.34/0的槽 根據(jù)零件的形狀、定位方式，決定選用XA6132型萬能銑床(參考文獻[2] P111表3.30)，刀具選擇根據(jù)毛坯材料為灰鑄鐵并根據(jù)加工的位置決定選用φ32高速鋼立銑刀， 夾具方面選擇專用銑夾具，量具選用游標卡尺。 （8）精銑φ35+0.34/0的槽 根據(jù)零件的形狀、定位方式，決定選用XA6132型萬能銑床(參考文獻[2] P111表3.30)，刀具方面選擇φ35高速鋼立銑刀，夾具方面選擇專用銑夾具，量具選用游標卡尺。 4.4 加工工序設計 4.4.1工序30鉆擴鉸φ20的孔和鉆φ35的孔并擴至φ33。 （1）對φ20H7和φ35H7的孔進行加工余量分配 根據(jù)參考文獻[1] P222表3.63 取Z擴=1.8 mm，Z鉸=0. 2mm。由此可算出Z鉆=1.8+0.2=2mm。因為φ37的孔是通過一次加工鉆出，因此其鉆削余量為Z鉆=3mm。 各個工步的余量和工序尺寸及公差如下表4.1 表4.1 各個工步的余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 余量（mm） 公差等級 工序尺寸及公差（mm） φ20 鉆孔 2 — φ18 φ20 擴孔 1.8 J10 φ19.8+0.042/-0.042 φ20 粗鉸孔 0.14 H9 φ19.94+0.052/0 φ20 精鉸孔 0.06 H7 φ20+0.021/0 Φ20 鉆孔 15 — Φ20 φ35 鉆孔 2 — φ33 （2）計算鉆φ20H7孔時的機床主軸實際轉(zhuǎn)速和切削速度 通過參照參考文獻[2] P50表2.7和 Z306320機床相關數(shù)據(jù)，選取鉆φ1m的孔的進給量f=0.7m/r，選取鉆φ3m孔的進給量f=1.1m/r,查閱參考文獻[2] P57表2.15，用查表法求得鉆φ1m孔的切削速v=11 m/min 通過公式求得機床主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000113.1418=194.6 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=200 r/min 則實際切削速度為v=πdn1000=3.14182001000=11.30 m/min 式（4-1） （3）計算鉆φ37孔時的機床主軸實際轉(zhuǎn)速和切削速度 通過參照參考文獻[2] P50表2.7和 Z306320機床相關數(shù)據(jù)，先選取鉆φ20mm孔的進給量f=0.7m/r，用查表法，查閱參考文獻[2] P57表2.15，可得φ20 mm孔的切削速度v=11 m/min 通過公式求得機床主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000113.1420=175.16 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=175 r/min 則機床實際切削速度為v=πdn1000=3.14201751000=10.99 m/min 式（4-1） 通過參照參考文獻[2] P50表2.7和 Z306320機床相關數(shù)據(jù)，在φ20mm的基礎上，再選取鉆φ33m孔的進給量f=1m/r，用查表法，查閱參考文獻[2] P57表2.15，可得φ33 mm孔的切削速度v=10 m/min 通過公式求得機床主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000103.1433=96.5 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=100 r/min 則機床實際切削速度為v=πdn1000=3.14331001000=10.36 m/min 式（4-1） （4）計算鉆φ20H7孔時的軸向力（N）和扭矩(Nm) 查閱參考文獻[2] P77表2.32得計算公式如下 Ff=CFd0zFfyFkF(N) 式（4-2） 式中參數(shù)查閱參考文獻[2] P77表2.32、表2.33，取CF=420，d0=18mm，f=0.7mm/r，zF=1，yF=0.8，kF=1，將以上數(shù)據(jù)帶入式中得φ1m孔的軸向力為 Ff=4201810.70.81=5683.30 (N) 式（4-2） 查閱參考文獻[2] P77表2.32得計算公式如下 Mc=CMd0zMf yMkM(Nm) 式（4-3） 式中參數(shù)查閱參考文獻[2] P77表2.32及表2.33，取CM=0.206，d0=18mm，zM=2，f=0.7，yM=0.8，kM=1，將以上數(shù)據(jù)帶入式中得φ1m孔的扭矩為 Mc=0.2061820.70.81=50.18 (Nm) 式（4-3） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得，機床的最大進給力為24500 N，最大扭轉(zhuǎn)力矩為980 Nm，通過對比上面的計算的數(shù)據(jù)可知，機床的剛度足夠。 （5）計算鉆φ37孔時的軸向力（N）和扭矩(Nm) 查閱參考文獻[2] P77表2.32得計算公式如下 Ff=CFd0zFfyFkF(N) 式（4-2） 式中參數(shù)查閱參考文獻[2] P77表2.32、表2.33，取CF=420，d0=33mm，f=1.3mm/r，zF=1，yF=0.8，kF=1，將以上數(shù)據(jù)帶入式中得φ1m孔的軸向力為 Ff=4203311.30.81=17096.92 (N) 式（4-2） 查閱參考文獻[2] P77表2.32得計算公式如下 Mc=CMd0zMf yMkM(Nm) 式（4-3） 式中參數(shù)查閱參考文獻[2] P77表2.32及表2.33，取CM=0.206，d0=33mm，zM=2，f=1.3mm/r，yM=0.8，kM=1，將以上數(shù)據(jù)帶入式中得φ1m孔的扭矩為 Mc=0.2063321.30.81=276.73 (Nm) 式（4-3） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得，機床的最大進給力為24500 N，最大扭轉(zhuǎn)力矩為980 Nm，通過對比上面的計算的數(shù)據(jù)可知，機床的剛度足夠。 （6）計算擴φ20H7孔至φ19.8+0.042 -0.042mm的孔時的機床主軸實際轉(zhuǎn)速和切削速度 通過參照參考文獻[2] P53表2.10和 Z306320機床相關數(shù)據(jù)，選取得出擴孔時的進給量為f=1.1mm/r，由于鉆孔的切削速度要比擴孔速度高1.5倍左右，所以擴孔的切削速度v=11.3023=7.53 m/min 過公式求得機床主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=10007.533.1419.8=121.12 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=120 r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.1419.81201000=7.46 m/min 式（4-1） （7）計算粗鉸φ20H7至φ19.94+0.052 0mm時的機床主軸實際轉(zhuǎn)速和切削速度 通過參照參考文獻[2] P65表2.24和 Z306320機床相關數(shù)據(jù)，用查表法選取得出粗鉸孔時的進給量f=1.1mm/r，切削速度v=4.5 m/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式求得主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=10004.53.1419.94=71.87 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速取n=7r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.1419.94701000=4.38m/min 式（4-1） （8）計算精鉸φ20H7的孔至尺寸要求時的機床主軸實際轉(zhuǎn)速和切削速度 通過參照參考文獻[2] P65表2.24和 Z306320機床相關數(shù)據(jù)，用查表法選取得出粗鉸孔時的進給量f=1.1m/r，切削速度v=4m/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式求得主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=100043.1420=63.69 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=65 r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.1420651000=4.08m/min 式（4-1） 4.4.2工序40粗鏜φ42, φ35的孔和工序70精鏜φ42,φ35的孔 φ42,φ35兩孔的位置較為特殊，屬于同軸孔，加工時應先加工相對小的φ35的孔然后再對φ42H7的孔進行加工，查閱參考文獻[2] P715 表8.29，得出粗鏜φ37的孔的粗鏜直徑為34mm，加工余量為1mm，粗鏜φ47的孔的粗鏜直徑為40.2mm，各個工步的余量和工序尺寸及公差如下表4.2 4.2鏜孔余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 余量（mm） 公差等級 工序尺寸及公差（mm） φ42 粗鏜 5.5 H10 φ40.5+0.1/0 φ42 精鏜 1.5 H7 φ42+0.025/0 φ35 粗鏜 1 H10 φ34+0.1/0 φ35 精鏜 1 H7 φ35+0.025/0 （1） 粗鏜φ35H7的孔 通過參照參考文獻[2] P716表8.30和雙面臥式精鏜床TT14相關數(shù)據(jù)以及刀具材料，用查表法選取得出粗鏜孔時的進給量f=1mm/r，切削速度v=20m/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式求得主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000203.1434=185.33 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=190 r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.14341901000=20.28m/min 式（4-1） （2） 粗鏜φ42H7的孔 通過參照參考文獻[2] P716表8.30和雙面臥式精鏜床TT14相關數(shù)據(jù)以及刀具材料，用查表法選取得出粗鏜孔時的進給量f=0.7mm/r，切削速度v=20m/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式求得主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000203.1440.5=175.22 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=175 r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.14421751000=23.10m/min 式（4-1） （3） 精鏜φ35H7的孔 通過參照參考文獻[2] P716表8.30和雙面臥式精鏜床TT14相關數(shù)據(jù)以及刀具材料，用查表法選取得出粗鏜孔時的進給量f=0.13mm/r，切削速度v=30m/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式求得主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000303.1435=272.98 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=275 r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.14352751000=30.22m/min 式（4-1） （4） 精鏜φ42H7的孔 通過參照參考文獻[2] P716表8.30和雙面臥式精鏜床TT14相關數(shù)據(jù)以及刀具材料，用查表法選取得出粗鏜孔時的進給量f=0.1mm/r，切削速度v=30m/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式求得主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000303.1442=227.4r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=230 r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.14422301000=30.33m/min 式（4-1） 4.4.3 工序50粗銑35+0.34 0的槽至寬為32和工序80精銑寬35+0.34 0的槽 （1）計算粗銑35+0.34/0的槽時的實際切削速度，主軸轉(zhuǎn)速 查閱參考文獻[2] P94表3.14和XA6132型萬能銑床相關數(shù)據(jù)，用查表法選取銑刀的每齒進給量fz=0.04mm/z，切削速度為v=15 m/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式求得主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000153.1432=149.28 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=150 r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.14321501000=15.072 r/min 式（4-1） （2）計算粗銑35+0.34/0的槽時的圓周力和功率 查閱參考文獻[2] P110表3.28得計算公式如下 Fc=CFapxFfzyFaeuFzd0qFnwFkFc(N) 式（4-5） 式中參數(shù)參照參考文獻[2] P94表3.14及P110表3.28，取CF=30，ap=30mm，xF=1，fz=0.04mm/z，yF=0.65，ae=32mm，uF=0.83，d0=32mm，qF=0.83，kFc=1，將數(shù)據(jù)帶入式中得粗銑35+0.34/0的槽時的圓周力為 Fc=30300.040.65320.83320.83=111.07(N) 式（4-5） 查閱參考文獻[2] P110表3.28得計算公式如下 PC=Fcvc1000(kw) 式（4-6） 將前文計算的數(shù)據(jù)帶入可得 PC=111.0715.071000=1.6（KW） 式（4-6） 查閱XA6132型萬能銑床相關數(shù)據(jù)可知，機床的電動機功率為7.5W，機床效率為η=0.75，所以機床實際功率為P實=Pη=7.50.75=5.625KW，因為5.62W>1.6W，所以機床功率符合需求。 （3）計算精銑35+0.34 0的槽時的實際切削速度，主軸轉(zhuǎn)速 查閱參考文獻[2] P94表3.14和XA6132型萬能銑床相關數(shù)據(jù)，用查表法選取銑刀的每齒進給量fz=0.04m/z，切削速度為v=23 m/min 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式求得主軸轉(zhuǎn)速n=1000vπd=1000233.1432=228.09 r/min 式（4-1） 根據(jù)機床相關數(shù)據(jù)可得機床實際轉(zhuǎn)速為n=235 r/min 則機床實際切削速度v=πdn1000=3.14322351000=23.6/min 式（4-1） （4）計算精銑35+0.34 0的槽時的圓周力和功率 查閱參考文獻[2] P110表3.28得計算公式如下 Fc=CFapxFfzyFaeuFd0qFnwFkFc(N) 式（4-5） 式中參數(shù)參照參考文獻[2] P94表3.14及P110表3.28，取CF=30，ap=30mm，xF=1，fz=0.04mm/z，yF=0.65，ae=32mm，uF=0.83，d0=32mm，qF=0.83，kFc=1，將數(shù)據(jù)帶入式中得粗銑35+0.34/0的槽時的圓周力為 Fc=30300.040.65320.83320.83=111.07(N) 式（4-5） 查閱參考文獻[2] P110表3.28得計算公式如下 PC=Fcvc1000(kw) 式（4-6） 將前文計算的數(shù)據(jù)帶入可得 PC=111.0715.071000=1.6（KW） 式（4-6） 查閱XA6132型萬能銑床相關數(shù)據(jù)可知，機床的電動機功率為7.5W，機床效率為η=0.75，所以機床實際功率為P實=Pη=7.50.75=5.625KW，因為5.62W>1.6W，所以機床功率符合需求。 4.4.4基本時間與輔助時間的計算 基本時間是指使生產(chǎn)對象的尺寸，位置，表面狀態(tài)和材料性能等工藝過程所消耗的時間，輔助時間是指為實現(xiàn)基本工藝工作所做的輔助動作所消耗的時間。 以鉆φ20H7的孔為例，查閱參考文獻[1] P247 表3.80可知 tj=Lfn=l+l1+l2fn 式（4-7） l1=D2cotkr+1~2mm 式（4-8） 其中鉆、擴盲孔和鉸盲孔時l2=0,D為孔徑 l1=D2cotkr+1~2mm=202cot45+1=11mm tj=Lfn=l+l1+l2fn=93+112000.7=0.742min  第五章 夾具設計 本次設計對第30道工序和第50道工序進行專用夾具設計，根據(jù)加工兩道工序所使用的機床進行設計，針對第30道工序設計的夾具適用于搖臂鉆床Z306320， 針對第50道工序設計的夾具適用于XA6132型萬能銑床。 5.1 第3道工序鉆擴鉸φ20H7的孔和鉆φ35H7的孔至φ33的夾具設計 5.1.1 確定設計方案 第30道工序需要對三個孔進行加工，兩個φ20H7的通孔和一個φ35H7的通孔，首先要確定定位基準，定位時要考慮多方面因素，不但要考慮定位基準的選擇原則，還要考慮后續(xù)工序的加工位置，盡量避免多次更換夾具，在條件允許的情況下減少零件的裝夾次數(shù)。考慮到后續(xù)加工，為了避免基準不重合誤差和粗基準的重復使用，選擇作為精基準的A面為第一定位基準。另外R40的圓弧處于懸空狀態(tài)，為了鉆孔時的穩(wěn)定性要不光要限制其自由度，還要適當增加其剛性。φ35H7所在位置中間是空的，為了保證其加工時的剛度，要避免懸空。 根據(jù)上述分析，確定選擇A面作為第一定位基準，使用兩塊弧形定位支撐板進行面定位，限制三個自由度。在R45的圓弧作為第二定位基準，用V型塊進行定位，限制兩個自由度。最后用R40的圓弧作為第三定位基準，用上下兩個活動V型塊配合定位，限制最后一個自由度，實現(xiàn)六點定位。 夾緊方面用B面上使用兩個活動壓板進行夾緊，中間腔的位置使用活動支撐板支撐，配合滾花螺釘使工件靠在V型塊上，最后通過擰緊活動壓板上面的螺母，使彈簧壓縮完成夾緊。R40的圓弧處夾緊方式同樣為手動夾緊，利用鉤頭螺栓下壓，使得下活動V型塊固定于導套內(nèi)，實現(xiàn)完全夾緊。 5.1.2計算夾緊力 在工件裝夾的過程中夾緊是十分重要的組成部分。工件在完成定位以后或者工件在定位的時候，需要使用一些定位裝置或者元件進行固定，把工件固定在準確的位置上，不會被加工過程中的產(chǎn)生的慣性力、切削力等因素改變工件位置甚至被破壞定位， 從而對工件的加工要求和生產(chǎn)中的安全問題進行保證。 夾緊應滿足以下基本要求。夾緊可靠，能自鎖。 操作迅速、方便和省力。夾緊不能把工件已經(jīng)定位好的正確位置破壞。通常夾緊力的方向應在主定位面上。夾緊力的作用方向應使所需的夾緊力盡可能小。在保證夾緊可靠的情況下，減少夾緊力可以減輕工人工作量，減少工件受到夾緊而產(chǎn)生變形的程度，因此應盡量使夾緊力的方向與工件重力的方向重合使所需夾緊力最小。 為了使夾具的夾緊力盡可能小使其與切削方向相反，因此實際中所需要的夾緊力F夾與切削力F的關系式為 F夾 =KF 式（5-1） 上述公式中K為安全系數(shù)，由于夾緊力的方向與切削力處于相反狀態(tài)，因此取K=2 當前面的計算可知F夾 =KF=317096.92=51290.7N 式（5-1） 夾緊力是移動壓板施加的，故 F0=F夾/3=51290.76/3=17096.9N 式（5-2） 5.1.3定位精度的分析 φ27，φ37兩個孔在一次裝夾下完成加工，并且需要用鉆模保證其加工精度。φ27，φ37兩孔偏角為32，因角度引起兩孔的中心距為46.37+0.17+0.25mm，夾具上鉆套的尺寸公差應為兩孔公差的四分之一，所以夾具的上偏差應為+0.62m，下偏差為/+0.42m。所以兩鉆套的中心距離46.37+0.425+0.625mm，即水平位置尺39.46-0.05+0.015mm,豎直位置尺寸為24.66-0.01+0.01mm。襯套與夾具體模板的配合為H7/r6;鉆套，擴孔套和鉸套與襯套的配合為H9/h9; 鉆，擴孔時的刀具與導套內(nèi)孔的配合為F8/h6; 鉸孔時取刀具與導套內(nèi)孔的配合為H7/h6;此外，夾具上還應標注下列技術要求： 鉆套孔中心軸線與支承板平面的垂直度為φ30:0.02;鉆φ20的鉆套孔中心軸線與支承板平面和夾具的側(cè)平面的平行度為φ0.02mm。 5.2 第5道工序銑35+0.34/0的槽夾具設計 5.2.1 確定設計方案 本道工序用φ35H7的內(nèi)孔作為第一定位基準，用帶臺階的定位心軸來進行心軸定位限制五個自由度，并通過擰緊螺母時移動壓板壓緊工件，實現(xiàn)定心夾緊，在用一長銷來限制旋轉(zhuǎn)方向的自由度。 5.2.2 定位精度的分析 本夾具設置了直角對刀塊，借助平塞尺進行對刀，控制三面刃銑刀的中心位置和銑削深度。?。害?5的孔與心軸的配合為H7/h6 第六章 結 論 為了完成本次畢業(yè)，通過圖書館和互聯(lián)網(wǎng)查閱了很多資料，也是在這個過程中對目前我國汽車發(fā)動機零部件生產(chǎn)行業(yè)有了一定程度的了解。發(fā)動機作為汽車的心臟，對構成其的零部件有著相當高的要求，可以說零部件精度和質(zhì)量的好壞，直接影響到發(fā)動機的性能和安全性能。一方面我國的零部件生產(chǎn)廠商在一些關鍵零部件的工序上達不到質(zhì)量精度要求，這就需要我國的汽車生產(chǎn)廠商從國外引進這些關鍵零部件，引進的價格是非常昂貴的。另一方面這些關鍵零部件會根據(jù)發(fā)動機的不同而采用不同的制造流程，這就需要汽車生產(chǎn)廠家與零部件制造廠商進行長期穩(wěn)定的合作，新品的推出周期越短對合作的依賴就越緊密。這就會導致國內(nèi)新成立的零部件生產(chǎn)廠商很難介入其中。零件制造行業(yè)投入資金需求大，只有大規(guī)模的生產(chǎn)零件才可以使資金流動，然而新的廠商根本無法和擁有穩(wěn)定客戶的業(yè)界巨頭相競爭。通過這次畢業(yè)設計，我對連桿的生產(chǎn)過程有了一定了解，從毛坯的制造，零件圖的繪畫，工藝路線的擬定到工序工步的劃分再到最后定位基準的選定和夾具的設計，本人水平有限，在老師的幫助和指導下，使我對整個過程有了新的認識。我國目前與大國的零件制造差距不僅僅在技術方面，在機床精度和刀具精度方面也有非常大的差距。我國的工業(yè)起步較晚，所以要想跟上大國的腳步，就不僅僅需要有著豐富工作經(jīng)驗的老一輩人的努力，更需要新時代的年輕人把自己所學到的知識回報給自己的祖國，只有這樣我們的祖國才能更加的繁榮富強。  致 謝 時間過得飛快，仿佛昨天我才剛剛步入大學校園，現(xiàn)在已經(jīng)快要畢業(yè)了。畢業(yè)前的最后一個任務便是畢業(yè)設計。本次畢業(yè)設計對我來說收益良多。它對我來說是大學四年所學知識的一個深刻總結。通過這次畢業(yè)設計，對課堂上所學習的知識進行了復習和鞏固，學會了如何將所學知識運用到實際當中去。在進行畢業(yè)設計的過程中難免遇到了很多困難，但是我并未因此而放棄。在網(wǎng)上查閱了許許多多的資料，參考了很多的與專業(yè)相關的書籍，運用書中的知識解決了許多問題。在這里還要對我的老師和同學表示感謝，在設計過程中遇到問題的時候，同學們都很愿意幫助我解決問題。特別要感謝我的指導老師，他對我完成畢業(yè)設計提供了非常大的幫助，每當我遇到問題的時候，他都能不厭其煩地替我解答。讓我印象最深刻的事情便是老師凌晨三點鐘還在批閱論文，指出我的不足之處，老師的認真負責讓我在遇到困難的時候依然有前進下去的動力，沒有老師的悉心指導，我可能很難完成本次畢業(yè)設計。這次畢業(yè)設計是我人生中的寶貴經(jīng)歷，使我學會如何熟練運用機械制造加工理論，并與實習中學習到的實踐經(jīng)驗相結合，能夠靠自己的能力解決工藝設計過程中產(chǎn)生的問題，擁有了獨立制定零件工藝規(guī)程和設計夾具的能力，學會了如何查閱相關資料以及設計過程中的相關計算，學會了如何熟練使用相關制圖軟件，如CAD、PROE等進行零件的二維三維制圖，為以后的工作做好鋪墊。最后再次感謝我的指導老師。  參考文獻 [1] 尹成胡.機械加工簡明速查手冊.北京化學工業(yè)出版社.2015.12 [2] 艾興.切削用量簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社 (第3版)2006.2 [3] 李益民.機械制造工藝學設計簡明手冊[M].哈爾濱工業(yè)大學2007.5 [4] 王其昌.機械制圖[M].機械工業(yè)出版社.2005.1 [5] 蔣清平.Auto CAD 2016機械制圖實訓教程[M],北京：人民郵電出版社，2016 [6] 李雨田.淺談機床夾具的應用及發(fā)展趨勢[J].電子制作，2013. [7] 張瀅瀅，劉春雨.關于機床夾具的發(fā)展前景的探討[J].科技創(chuàng)新導報，2011. [8] 楊營營.現(xiàn)代機床夾具簡述[J].職業(yè)，2011. [9] Victor E.Repp.Ed.D.Machine Tool Technology. Printed in the United States of America  大連科技學院 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)承諾書 1、本人承諾：所提交的畢業(yè)設計（論文）是認真學習理解《大連科技學院本科畢業(yè)設計（論文）管理辦法》后，在教師的指導下，獨立地完成了任務書中規(guī)定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。 2、本人在畢業(yè)設計（論文）中引用他人的觀點和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻形式列出，對本文的研究工作做出重要貢獻的個人和集體均已在文中注明。 3、在畢業(yè)設計（論文）中對侵犯任何方面知識產(chǎn)權的行為，由本人承擔相應的法律責任。 4、本人完全了解學校關于保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交論文和相關材料的印刷本和電子版本；同意學校保留畢業(yè)設計（論文）的復印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學校可以采用影印、縮印或其他復制手段保存畢業(yè)設計（論文），可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。 5、本人完全了解《畢業(yè)設計（論文）作假行為認定與處理辦法》關于“學生畢業(yè)設計（論文）出現(xiàn)購買、他人代寫、或者抄襲、剽竊等作假情形的，取消學生畢業(yè)設計（論文）答辯資格，畢業(yè)設計（論文）成績?yōu)闊o效，并根據(jù)情節(jié)給予學生相應紀律處分，最高為開除學籍處分；已經(jīng)獲得學位的，依學校依法撤銷其學位，并注銷學位證書。 以上承諾的法律結果、不能正常畢業(yè)及其他不可預見的后果由學生本人承擔！ 學生本人簽字： 年 月 日 附 錄