摘 要
连杆加工是机械制造工艺中的一种典型零件加工，本文主要论述了连杆的加工工艺
及其镗大头孔夹具设计，目的是希望能在降低产品的生产成本的同时又可以制造出品质优良的产品，在最少的工序或加工时间中制造出满足形状、尺寸、精度及表面粗糙度等要求的产品。因此在安排连杆加工工艺的路线时，就需要将各主要表面的粗精加工工序分开，逐渐减少加工余量，最终达到加工要求。夹具是制造系统的重要组成部分，在这次设计中会涉及到通用夹具、专用夹具等夹具，而本文将详细的论述镗大头孔的专用夹具的设计，主要论述镗大头孔的定位、切削力和夹紧力的计算、夹紧装置的设计、夹具体的设计。本次设计采用连杆盖和连杆体分离锻造，并采用合理的工艺路线，而夹具设计采用一面两销的定位方案，螺旋压板夹紧机构，最终达到要求。
关键词：连杆；加工工艺；夹具设计
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ABSTRACT
The connecting rod processing is a typical kind of parts processing in manufacturing technology. The main point of the thesis is about the processing techniques of connecting rod and its jig design, which aims at manufacturing good products and reducing the production cost, and all the products can be manufactured to match the right shape, size, accuracy, and surface roughness with the least procedures and time. Therefore in order to reach the process requirement, the main surface roughness process needs to be separated, and then the finishing allowance can be reduced gradually. Fixture is an important part of manufacturing system. This design involves Universal fixture, Special fixture, and so on. Meanwhile the thesis will discuss about the special fixture design of boring head whole in details, such as positioning, the calculation of cutting force and clamping force, the design of clamping device, and the design of fixture. This design adopts separation forging connecting rod cover and body, and using reasonable technology route, the fixture design adopts a two pin positioning scheme, powder tightly on the screw mechanism, finally achieved.
Keywords: connecting rod; processing technology; fixture design
目 录
摘要 ................................................................................................................................................................ I ABSTRACT................................................................................................................................................ II 第一章 绪论 ............................................................................................................................................... 1
1.1连杆的特点 ...................................................................................................................................... 1
1.1.1连杆的组成 ............................................................................................................................ 1 1.1.2连杆的作用 ............................................................................................................................ 1 1.1.3主要损坏形式 ........................................................................................................................ 1 1.2连杆的材料和发展趋势 ................................................................................................................... 2
1.2.1传统材料................................................................................................................................ 2 1.2.2新型材料................................................................................................................................ 3 1.2.3 空压机连杆材料展望 ........................................................................................................... 5
第二章 连杆的加工工艺 ........................................................................................................................ 6
2.1 连杆的结构工艺性分析 .................................................................................................................. 6
2.1.1 连杆结构............................................................................................................................... 6 2.1.2 连杆的材料 ........................................................................................................................... 6 2.1.3 连杆的工艺分析 ................................................................................................................... 6 2.2 毛坯的选择 ..................................................................................................................................... 6
2.2.1 确定毛坯的种类 ................................................................................................................... 7 2.2.2 确定毛坯的形状 ................................................................................................................... 7 2.3 机械加工工艺路线的制定 .............................................................................................................. 8
2.3.1 定位基准的选择 ................................................................................................................... 8 2.3.2 制定工艺路线 ....................................................................................................................... 8 2.4 工序设计 ....................................................................................................................................... 12
2.4.1 机床的选择 ......................................................................................................................... 12 2.4.2 工艺装备的选择 ................................................................................................................. 12 2.4.3 量具的选择 ......................................................................................................................... 14 2.5 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 ................................................................................ 14
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2.5.1 大头孔的工序尺寸及其公差的确定 ................................................................................. 14 2.5.2 小头孔的工序尺寸及其公差的确定 ................................................................................. 15 2.5.3螺栓孔的工序尺寸及其公差的确定 .................................................................................. 15 2.5.4大头孔端面的工序尺寸及其公差的确定 .......................................................................... 15 2.5.5 钻小头油孔的工序尺寸及其公差的确定 ......................................................................... 16 2.6 确定切削用量及基本工时 ............................................................................................................ 16
2.6.1 单件时间定额的组成 ......................................................................................................... 16 2.6.2 确定工序的切削用量及基本工时 ..................................................................................... 16
第三章 镗大头孔车床夹具设计 ......................................................................................................... 26
3.1 车床夹具的设计要求 .................................................................................................................... 26
3.1.1 定位装置的设计 ................................................................................................................. 26 3.1.2 夹紧装置的设计 ................................................................................................................. 26 3.1.3 夹具与机床的联接 ............................................................................................................. 26 3.1.4 机床夹具总体结构 ............................................................................................................. 26 3.2 问题的提出 ................................................................................................................................... 26 3.3 夹具设计 ....................................................................................................................................... 26
3.3.1 确定定位方案，设计定位装置 ....................................................................................... 26 3.3.2 确定夹紧方式以及切削力和夹紧力的计算 ................................................................... 28 3.3.3 加工精度的分析 ............................................................................................................... 30 3.3.4 配重块的计算 ................................................................................................................... 31 3.4 夹具在车床主轴上的安装 ........................................................................................................... 31
第四章 结论 ............................................................................................................................................. 32 参考文献 .................................................................................................................................................... 33 致谢 ............................................................................................................................................................. 34
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第1章 绪论
1.1连杆的特点 1.1.1连杆的组成
连杆一般由连杆体和连杆盖组成。连杆一般中碳钢或合金钢弹压而成。连杆小端与
活塞销相连，工作时与销之间有相对运动，小头孔中有寸套（青铜）。在连杆的小端和寸套上钻有小孔（油道），用来润滑小端和活塞销。连杆杆身通常作成工字型断面，以求增加其强度和刚度。在其中间油润滑油道。连杆大头与曲轴的曲柄销相连，大头一般作剖分式的，被分开的部分称为连杆盖，接特制的连杆螺栓紧固在连杆的大头上。连杆盖与连杆大头是组合搪孔，为了防止装配错误，在同一侧有配对记号。大头孔表面有很高的光洁度，以便与连杆轴瓦紧密贴和。连杆大头还铣有定位槽，连杆的大端还有有孔。
连杆大头按剖分面可分为平切口和斜切口两种。一般汽油机连杆大头的直径小于气缸的直径，采用平切口；柴油机受力大，其大头直径较大，超过气缸的直径，采用斜切口，一般与连杆轴线成30~60℃夹角。
连杆螺栓是经常受交变应力作用的重要零件，安装时，必须牢固可靠，要符合工厂规定的拧紧力矩，分2~3次拧紧。
1.1.2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得气体的作用力以及本身摆动和活塞组往复运动时的惯性力，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、拉升和弯曲等较边载荷。
1.1.3主要损坏形式
连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的钢性和韧性。统连杆加工工艺中其材料一般采用45钢、40Cr或40MnB等调质钢，硬度更高，因此，以德国汽车企业生产的新型连杆材料如C70S6高碳微合金非调质钢、SPLITASCO系列锻钢、FRACTIM锻钢和S53CV-FS锻钢等(以上均为德国din标准)。合金钢虽具有很高强度，但对应力集中很敏感。所以，在连杆外形、过度圆角等方面需
1
第1章 绪论
严格要求，还应注意表面加工质量以提高疲劳强度，否则高强度合金钢的应用并不能达到预期果。
1.2连杆的材料和发展趋势
连杆作为车用空压机能量转换的主要运动部件，承受着较高的周期性冲击力、惯性力和弯曲力，这就要求连杆除具有足够的强度和刚度外，还应具有尽可能小的质量，以适应轻量化设计及空压机性能的要求。
1.2.1传统材料
1.2.1.1可锻铸铁和球墨铸铁
可锻铸铁和球墨铸铁为空压机连杆的传统用材。由于珠光体可锻铸铁连杆成本相对较低，因此较早地被国外所采用，且成功地取代了部分锻钢连杆。此后，随着球铁技术的发展及其在汽车零部件上的广泛应用，珠光体可锻铸铁连杆又被球墨铸铁连杆所替代。但无论是哪种铸铁连杆，在浇铸过程中都易产生夹渣、气孔和疏松等铸造缺陷，这也是造成铸铁连杆失效的主要原因。因此，为确保铸铁连杆的质量，需严控铁水的温度、纯度和化学成分，采取加压排气精炼、强力喷丸处理等特殊工艺和措施。 1.2.1.2碳素钢和合金钢
碳素钢、合金钢也是空压机连杆的传统用材（如40、45、40Cr钢等）。通常较小排量的空压机采用正火或调质的碳素钢连杆，其硬度可达229~269HBS，抗拉强度可达800 N/mm2以上，冲击韧度也在60 J/cm2以上。而较大排量的空压机则采用调质的合金钢连杆，其硬度可达300HBS，抗拉强度可达900 N/mm2以上，冲击韧度也在80 J/cm2以上。这样，可保证其具有足够的强度和塑性，获得良好的综合力学性能，见表1。
表1-1空压机连杆材料与性能
材料牌号 40 热处理方式 正火 调质 45 正火 调质 40Cr 调质 硬度HBS 229~269 229~269 229~269 229~269 233~280 XXXXX）
1.2.2新型材料
1.2.2.1非调质结构钢
空压机非调质钢连杆多用于排量较大的空压机，其连杆用非调质钢分为微合金非调质结构钢和高碳非调质结构钢两大类。其中，微合金非调质结构钢多采（或托氏体）+铁素体组织，具有很高的疲劳寿命。实测微合金非调质结构钢连杆化学成分见表2。而高碳非调质结构钢为新型高碳钢，可适用于空压机连杆裂解，进而减少了生产工序，节省了能源、降低了成本，同时也避免了热处理过程中产生的淬火裂纹、变形等质量缺陷，保证了产品质量。目前，空压机连杆用高碳非调质结构钢主要有德国的高碳微合金非调质钢C70、C70S6及法国的高碳微合金非调质钢C70E3等，其化学成分见表3，连杆的力学性能见表4。
表1-2实测微合金非调质钢连杆化学成分（%）
牌号 40MnV 38MnV 35MnVS C 0.41 0.37 0.36 Si 0.53 0.58 0.48 Mn 1.46 1.33 0.13 P 0.024 0.013 0.018 S 0.037 0.025 0.359 Cr 0.195 0.109 V 0.08 0.08 0.09 表1-3空压机连杆用高碳非调质钢化学成分参考值（%）
牌号 C70 C Si Mn 0.52~ 0.72 0.45~ 0.55 P ≤0.045 ≤0.045 S 0.06~ 0.08 0.06~ 0.07 Cr ≤0.20 0.10~ 0.20 Ni ≤0.20 ≤0.20 Mo ≤0.05 ≤0.03 0.03~0.04 V 0.03~0.06 Cu Al ≤0.01 ≤0.01 0.67~0.73 0.15~ 0.40 C70S6 0.67~0.73 0.15~ 0.25 表1-4 空压机连杆用高碳非调质钢的力学性能
Rp0.2/ N·mm-2 Rm / N·mm-2 920 900~1 050 A /% 11 ＞10 Z /% 21 0~40 αK 硬度HBS /J·cm-2 30 270 263~310 国外连杆 TL1470规范指标 570 ＞520 3
第1章 绪论
1.2.2.2铝合金
空压机铝合金连杆属厚壁件，采用压铸工艺难以获得质量优良的毛坯，而采用锻造工艺其生产成本较高，且可供选用的锻造铝合金耐磨性较差，无法满足无轴瓦、轴套铝合金连杆的使用要求。在这种情况下，只有挤压铸造工艺才是较为理想的工艺方案。目前，空压机铝合金连杆主要采用ZL108、ZL202等材料，应用挤压铸造工艺，将液态铝合金材料在压力作用下结晶凝固，可获得组织致密均匀、晶粒细化、力学性能良好、表面光洁、机械加工量少的优质连杆，符合轻量化设计的要求，有利于空压机性能的提高，且不受合金牌号的限制。其连杆的力学性能见表5。
表1-5 空压机铝合金连杆的力学性能
生产方式 挤压铸造 合金种类 ZL108 ZL202 金属型铸造 锻造 ZL108 LD2 Rm/ N·mm-2 265～315 ≥400 235～275 295 A/% 1.5～4.0 ≥8 12 硬度HBS ≥100 ≥100 ≥80 ≥85 1.2.2.3粉末冶金
用粉末锻造法生产粉末锻造连杆或烧结锻造连杆起源于20世纪70年代，该法是将常规粉末冶金工艺与精锻工艺相结合，既具有粉末冶金的特性又具有机械精锻的优点。用该法生产的连杆具有精度高、质量轻、密度大、偏差小、力学性能好等特点，且工艺 流程短、生产工序少，从而降低了生产成本。与锻钢连杆相比，可节省材料约40%，可降低生产成本约10%，可节约能源消耗约50%。空压机粉末锻造连杆的力学性能见表6。
表1-6 空压机粉末锻造连杆的力学性能
ρ /kg·m-3 7800 Rp0.2 / N·mm-2 540 Rm / N·mm-2 780~1000 A /% 15 Z /% 35 目前，日本丰田汽车公司采用成分为Fe-2Cu-0.55C-0.1S合金粉末生产的汽车发动机连杆已商品化，且与锻钢连杆具有等同的疲劳性能。德国也采用成分为Fe-（0.35~0.45）C-（0.3~0.4）Mn-（0.1~0.25）Cr-（0.2~0.3）Ni的粉末冶金连杆装配于Porsche928高性能发动机上，且效果良好。到目前为止，国外还没有将粉末锻造连杆批量应用到空压机上的先例。而我国烧结锻造技术比较落后，专用的粉末冶金设备及粉末品种较少，烧结
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锻造质量差且不稳定，烧结保护气体还需进一步研究改进，这些都将制约着粉末锻造空压机连杆的研究，是今后亟待解决的课题。 1.2.2.4塑料
塑料可使空压机连杆显著轻量化，在空压机上最多可减少40%的摆动质量，其机理是采用碳纤维强化用以制造塑料连杆（CFRP）。但目前仍未获得令人满意的疲劳强度，况且纤维材料价格昂贵，布放工艺复杂，成本居高不下，严重制约了其研发，因而在近 期难以大量应用。
1.2.3 空压机连杆材料展望
传统可锻铸铁、球墨铸铁材料生产的空压机连杆具有价格优势，一些低端空压机仍将采用，但却面临着粉末锻造连杆的挑战。碳素钢、合金钢模锻生产的空压机连杆虽然仍占有一席之地，却大有被铝合金连杆、粉末锻造连杆、非调质结构钢裂解连杆所替代的趋势，并将随着挤压铸造、粉末锻造及裂解技术的不断提高，终将被替代。尤其是铝合金挤压铸造连杆，其符合轻量化设计的理念，可改善空压机的工况，提高空压机的可靠性，延长空压机的使用寿命。目前，国外匹配铝合金挤压铸造连杆的高端空压机已大批量装车，并已打入国内市场。国内虽也有一些铝合金空压机连杆生产厂家，但与国外相比，存在着材料、工艺等诸多问题，亟待解决。碳纤维强化塑料空压机连杆是目前空压机连杆中质量最轻的，但存在技术和经济方面的诸多问题，需在技术上有重大突破，方可批量生产应用。
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第2章 连杆的加工工艺
第2章 连杆的加工工艺
2.1 连杆的结构工艺性分析 2.1.1 连杆结构
连杆是较细长的变截面非圆形杆件，其杆身截面从大头孔到小头孔逐渐变小，以适应在工作承受的急剧变化的动载荷，连杆多数为整体结构，为了减少磨损和磨损后便于修理，在连杆小头空中压入青铜衬套，大头孔中装有薄壁巴氏合金轴瓦。
2.1.2 连杆的材料
连杆通常选用45钢，硬度HBS229~269，质量为2.2Kg。
2.1.3 连杆的工艺分析
2.1.3.1 连杆的作用
把活塞和曲轴联接起来，是活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以便输出动力。
2.1.3.2 反映连杆精度的5个参数 ㈠连杆大头螺栓孔与结合面的垂直度 ㈡连杆大头螺栓孔两中心线的平行度 ㈢连杆大、小头孔中心距尺寸精度
㈣连杆大、小头孔关于大头孔侧面的平行度 ㈤连杆大、小头孔的圆柱度
2.2 毛坯的选择
毛坯是根据零件所要求的形状、尺寸等制成的供进一步加工用的生产对象，毛坯的种类、形状、尺寸及精度对机械加工工艺过程、产品质量、材料消耗和生产成本有着直接的影响。
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2.2.1 确定毛坯的种类
机械零件常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件以及粉末冶金件和工程塑
料件等。
由于连杆零件选用45钢，且要求机械性能要求高，固采用锻件。然后在根据生产类型选择，因为连杆的生产批量为中批量生产，固采用段建中的模锻件。查《机械制造工艺设计简明手册》（后面简称《设计简明手册》）表1.3-1得到毛坯制造方法
表2-1 毛坯制造参数
毛坯制作方法 模锻 生产类型 最大质量（kg ） 最小壁厚（mm） 至100 精度等级 2.5 毛坯尺寸公差（mm） 成批、中批量生产 其他 锻件力学性能好，强度高 12-14 形状复杂程度 由锻造难易而定 表面粗糙度（mm） 试用材料 碳素钢、合金钢 生产率 0.2-2 Ra 12.5 高 2.2.2 确定毛坯的形状
为了减少机械加工工作量和节约金属材料，毛坯应尽可能接近零件形状。然后根据《机
械制造技术基础》P185确定毛坯的要求，大致确定毛坯图。
图2-1 毛坯图
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第2章 连杆的加工工艺
2.3 机械加工工艺路线的制定 2.3.1 定位基准的选择
2.3.1.1 粗基准的选择 粗基准选择遵循的原则： ㈠以不需要加工表面作为粗基准
㈡以工件上要求余量均匀的重要表面作为粗基准 ㈢以平整且面积大的表面作为粗基准 ㈣粗基准一般只能使用一次
根据上述的原则，我选择大头孔端面为粗基准。具体的原因有2点：①该加工表面为连杆的重要表面，为保证其余量均匀;②毛坯的大头孔端面较为光洁。 2.3.1.2 精基准的选择
因尽量遵守基准重合原则，以减少因基准不重合而引起的定位误差，应尽量选择工序基准，因此，选择半精加工后的小头孔、大、小头孔端面为精基准。
2.3.2 制定工艺路线
制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、尺寸精度和位置精度等技术要求能
得到合理的保证。既要保证零件的加工力量，又要使加工成本最低，而且要注意加工表面的精度和粗糙度要求、零件的材料和热处理要求、零件的生产类型，更加要考虑本厂现有技术水平、生产条件等。 工艺路线方案一： 连杆体的加工工艺过程 工序10 粗、精铣两端面 工序20 粗磨两端面 工序30 粗镗小头孔及倒角 工序40 粗、精铣工艺凸台 工序50 半精镗小头孔 工序60 粗、精铣结合面
工序70 钻、扩螺纹孔及孔口倒角
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工序80 粗镗大头孔 工序90 粗磨结合面 工序100 中间检验 工序110 攻丝 连杆盖的加工工艺过程 工序10 粗、精铣端面 工序20 粗、精铣结合面 工序30 粗铣螺栓孔平面 工序40 粗磨端面 工序50 粗镗内半圆面
工序60 钻、扩螺纹孔及孔口倒角 工序70 粗磨结合面 工序80 中间检查
连杆合体加工加工工艺过程
工序10 连杆体和连杆盖打号、装配、清洗、紧固螺栓工序20 粗磨两端面 工序30 精磨两端面 工序40 精镗小头孔 工序50 粗镗大头孔
工序60 半精镗大头孔及孔口倒角 工序70 精镗大头孔 工序80 钻小头油孔及倒角 工序90 铣落差及孔口倒角 工序100 珩磨大头孔 工艺路线方案二 工序10 正火 工序20 粗铣两端面 工序30 半精铣两端面 工序40 粗铣工艺凸台 工序50 粗铣螺栓孔平面 工序60 钻螺栓孔
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第2章 连杆的加工工艺
工序70 扩、铰孔及倒角 工序80 攻丝 工序90 切断 工序100 粗铣结合面 工序110 粗镗小头孔 工序120 粗镗大头孔 工序130 粗铣螺栓孔平面 工序140 钻螺栓孔 工序150 扩、铰孔及倒角 工序160 粗磨结合面 工序170 精铣两端面 工序180 连杆体与盖装配 工序190 钻小头油孔及孔口倒角 工序200 半精镗小头孔 工序210 半精镗大头孔 工序220 粗磨大头孔 工序230 精磨大头孔 工序240 精镗小头孔 工序250 珩磨大头孔 工序260 拆连杆体与盖 工序270 检查 工艺方案的比较分析
上述两个工艺方案的特点在于：
方案一：先加工两端面而且达到较高的精度，然后把大头孔加工到较高的精度，是先粗镗小头孔后在半精镗。而方案二：则没有把两端面和小头孔加工到较高的精度。方案一：粗镗大头孔，放在钻、扩、铰螺纹孔及孔口倒角之后。而方案二：则是先粗镗大头孔后，钻、扩、铰螺纹孔。两者相比较，可以看出方案二中的先以去除足够的余量为主，先不考虑是否能达到足够的要求。因此方案二中将半粗镗小头孔放在连杆体与盖合并后加工，能更好地校正前面粗加工带来的误差，使精加工达到更高的要求，并且也能很好地保证其尺寸精度。
方案一：连杆体与盖的两端面是分开加工的，而方案二则是将连杆体与盖放在一道工序
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加工，首先能省工时和机床设备等资源，还有一个重要的问题是方案一种很多粗、精加工放在一道工序加工。这样粗、精精加工的精度要求不同，对机床的精度和其他设备要求也不同，方案二则更加经济，其他加工工序大致相同。方案一中是先加工完结合面后在加工螺栓孔平面。而方案二则是采用互为基准的原则，先以结合面为粗基准加工螺栓平面，然后以螺栓孔平面加工结合面，这样交替加工可以是两端面达到一定的精度要求，因此相比之下选择方案二，然后在其中加入一些辅助工序，如去毛刺、检验、最后的加工路线确定如下： 工序10 正火 工序20 粗铣两端面 工序30 半精铣两端面 工序40 粗铣工艺凸台 工序50 粗铣螺栓孔平面 工序60 钻螺栓孔
工序70 扩、铰螺栓孔及倒角 工序80 攻丝 工序90 切断 工序100 粗铣结合面 工序110 精磨结合面 工序120 清洗 工序130 中间检查 工序140 连杆体与盖装配 工序150 精铣两端面 工序160 粗镗小头孔 工序170 粗镗大头孔
工序180 钻小头油孔及孔口倒角 工序190 半精镗大头孔 工序200 半精镗小头孔 工序210 调质 工序220 精镗大头孔 工序230 精镗小头孔 工序240 去毛刺
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第2章 连杆的加工工艺
工序250 珩磨大头孔 工序260 拆连杆体与盖 工序270 去全部毛刺 工序280 清洗、吹净 工序290 称重量 工序300 检验
工序310 连杆体与盖对号、装配
2.4 工序设计 2.4.1 机床的选择
㈠工序2、3、4、5是粗铣平面，成批生产不是要求很高的生产率，固选择卧式铣床就能满足要求。本零件的轮廓尺寸不是很大，加工精度要求不是很高，选用常用的立式铣床X51。（查《设计简明手册》表4.2-35）
㈡工序6、23是钻Ф15螺栓孔和Ф5小头油孔，根据钻孔的直径，可以选择摇臂钻床Z3025（查《设计简明手册》表4.2-14）
㈢工序11、12是镗大头孔和小头孔，由于加工零件的尺寸不大，固宜在车床上镗孔。由于要的精度高，表面粗糙度要求较低，固选用落地卧式车床C630（查《设计简明手册》表4.2-4）
㈣工序18、27、30是磨削加工，因为这些工序里又有磨削端面又有磨削内圆，然后其粗糙度的要求，固选择万能外圆磨床（查《设计简明手册》表4.2-30）
2.4.2 工艺装备的选择
2.4.2.1 夹具的选择
本零件除了几个重要的加工部位的加工需要专用夹具以外，其他部分的加工按照加工要求选择通用夹具。 2.4.2.2 刀具的选择
在机械加工中常用的金属切削刀具有车刀、中心钻、麻花钻、扩孔钻、铰刀、丝锥、铣刀和齿轮、花键刀具等。在生产中，除了大批量生产和加工特殊形状零件有时采用高效专用刀具、组合刀具和特殊刀具外，一般采用标准刀具。恰当合理地选用标准刀具是
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保持加工质量，提高生产率的一个重要问题。 2.4.2.2.1 车刀的选择
在车床上加工的工序，一般选用硬质合金车刀和镗刀，根据连杆大、小头孔的余量比较大，而连杆的材料为45钢，固采用45度外圆车刀镗孔，而且其材料硬度HBS229~269。根据《机械制造技术课程设计指导》（后面简称《设计指导》）表1-144选择刀具的材料为P类YT15。 2.4.2.2.2 孔类加工刀具
根据连杆中螺栓孔和出油孔的尺寸和加工表面粗糙度Ra6.3，选择麻花钻，查《设计指导》表1-113直柄麻花钻（GB1436-85）选择直柄麻花钻，d取4.5，L取86，L1=52，尺寸参数图如下：
图2-2 直柄麻花钻
2.4.2.2.3 铰刀的选择
因为麻花钻钻螺栓孔只能粗糙度只能达到Ra6.3，固选用铰刀进行精加工，公差等级为IT6~IT8，加工表面的粗糙度能够达到Ra1.6~0.4mm。由于为H7的孔，固采用手用铰刀进行铰孔。查《设计指导》表1-135手用铰刀（GB/T1131-1984）得到L=87，l=44，а=4，d=5。尺寸参数如下图：
图2-3 手用铰刀
2.4.2.2.4 铣刀的选择
铣刀的选用依据《设计指导》表1-121铣削深度ap、铣削宽度ae的选用，选择镶齿套式面铣刀。
13
第2章 连杆的加工工艺
2.4.2.2.5 磨具的选择
磨削加工时常使用的切削工具是砂轮，它是由磨料和结合剂构成，并经烧结灬河道的多孔物体。其特性取决于砂轮的磨料、粒度、结合剂、硬度和组织等参数。根据《机械制造技术基础》表3.5选择棕刚玉的磨料，根据零件需要要磨削的粗糙度选择：粗磨选择小粒度;精磨选择大粒度。结合剂一般选用常用的陶瓷。
2.4.3 量具的选择
在机械加工中，常用的计量器有各种量规、游标卡尺、百分尺、千分尺、百分表、千
分表、千分比较仪、90度角尺、方形平尺及正弦规等。在本次零件加工中，其面的粗糙度为0.025~0.03，固测量面采用游标卡尺：而内孔的测量，采用塞规。
2.5 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸
连杆的材料为45钢，其硬度HBS为229~269，毛坯质量重2.2Kg。生产类型为中批
量生产，采用的模锻毛坯。对于简单的工序尺寸，只需根据工序的加工余量就可以算出各工序的基本尺寸，其计算顺序是由最后一道工序开始向前推算的。各加工尺寸的公差按加工方法的经济精度确定，并按“入体原则”标注。
2.5.1 大头孔的工序尺寸及其公差的确定
大头孔的设计要求为Ф70H70+0.03，Ra=1.6,毛坯为锻造件，在中批量生产的条件下，其加工工艺路线为：粗镗-半精镗-粗磨-珩磨。其工序尺寸如表2-2：
表2-2 大头孔工序尺寸及公差
工序经济精度 公差等级 公差值/mm 0.03 0.12 0.19 0.3 2 工序步骤 工序双边余量 最小极限尺寸/mm Ф70 Ф69.9 Ф69.5 Ф68 Ф65 工序尺寸及极限偏差 Ф700+0.03 Ф69.90+0.12 Ф69.50+0.19 Ф680+0.3 Ф66±1 珩磨 粗磨 半精镗 粗镗 毛坯 0.1 0.4 1.5 2 — IT 6 IT 9 IT10 IT12 — XXXXX）
2.5.2 小头孔的工序尺寸及其公差的确定
孔的设计要求为Ф46H70+0.025，Ra=3.2，毛坯为锻造件，在中批量生产的条件下，其加工工艺路线为：粗镗-半精镗-精镗。其工序尺寸如表2-3：
表 2-3 小头孔工序尺寸及公差
工序经济精度 公差等级 精镗 半精镗 粗镗 毛坯 0.5 1 2 — IT9 IT10 IT12 — 公差值/mm 0.025 0.1 0.25 2 最小极限尺寸/mm Ф46 Ф45.5 Ф44.5 Ф41.5 工序尺寸及极限偏差 Ф460+0.025 Ф45.50+0.1 Ф44.50+0.25 Ф42.5±1 工序步骤 工序双边余量 2.5.3螺栓孔的工序尺寸及其公差的确定
螺栓孔的设计要求为Ф15H80+0.043，Ra=3.2,毛坯为锻造件，在中批量生产的条件下，其加工工艺路线为：钻-扩-铰。其工序尺寸如表2-4：
表 2-4 螺栓孔工序尺寸及公差
工序经济精度 公差等级 铰 扩 钻 0.15 0.85 — IT9 IT10 IT11 公差值/mm 0.043 0.07 0.11 最小极限尺寸/mm Ф15 Ф14.85 Ф14 工序尺寸及极限偏差 Ф150+0.043 Ф14.850+0.07 Ф140+0.11 工序步骤 工序双边余量 2.5.4大头孔端面的工序尺寸及其公差的确定
大头孔端面的设计要求为40CB-0.05，Ra=3.2，毛坯为锻造件，在中批量生产的条件下，其加工工艺路线为：粗铣-半精铣-精铣。其工序尺寸如表2-5：
表 2-5 大头孔端面工序尺寸及公差
+0.12
15
第2章 连杆的加工工艺
工序步骤 工序双边余量 工序经济精度 公差等级 公差值/mm 0.25 0.062 0.025 2 最小极限尺寸/mm Ф39.99 Ф40.49 Ф41.4 Ф42.5 工序尺寸及极限偏差 Ф40+0.015 -0.01 Ф40.5+0.032 -0.03 Ф41.5+0.15 -0.1 Ф43.5±1 精铣 半精铣 粗铣 毛坯 0.5 1 1.5 — IT7 IT9 IT12 — 2.5.5 钻小头油孔的工序尺寸及其公差的确定
小头油孔的设计要求为2*Ф5，毛坯为锻造件，在中批量生产的条件下，其加工工艺路线为：钻。其工序尺寸如表2-6：
表 2-6 小头油孔工序尺寸及公差
工序步骤 钻 工序的双边余量 0.2 工序尺寸 Ф5
2.6 确定切削用量及基本工时 2.6.1 单件时间定额的组成
时间定额是指在一定生产条件下，规定完成一件产品或完成一道工序所需消耗的时
间。时间定额不进是衡量劳动生产率的指标，也是安排生产计划、核算生产成本的重要依据，还是新建或扩建工厂（车间）时计算设备和工人数量的依据。完成一个工件的一道工序的时间定额，称为单件时间定额，它由基本时间（t1）、辅助时间（t2）、布置工作场地时间（t3）、休息和生理需要时间（t4）组成。基本时间和辅助时间的总和称为操作时间，而布置工作场地时间和休息和生理需要时间一般为操作时间的2%。
2.6.2 确定工序的切削用量及基本工时
工序1 正火
依据热处理技术要求 工序2 粗铣两端面 粗铣大头孔端面
XXXXX）
查《设计简明手册》表4.2-35 立式铣床X51的功率为4.5Kw 查《设计指导》表1-149 fz=0.04~0.06mm/z 取铣刀每齿进给量fz=0.05mm/z
查《设计简明手册》表3.1-28 ap=5 ae=90 d=110~130 查《设计指导》表1-151 v=47.5 d=125 z=14 ae=75
ns1000vd (2-1)
将数据带入公式（2-1）得：ns=121.01 查表得：ns=125r/min 切削实际速度： v1251251000=47.1m/min
切削工时： tLL1L21f (2-2) mL2查《设计简明手册》表6.2-7，取L=85,10.5(dd2ae)(12)=14.5,L2=2,
fm=fz*z* ns=84,将查表所得带入公式2-2的t1=1.20min
辅助时间：查《设计简明手册》表6.3-5得：装夹时间为0.05min。
查《设计简明手册》表6.3-6得：松开，卸下工件时间为0.04min。 查《设计简明手册》表6.3-7得：操作时间为0.05min。 查《设计简明手册》表6.3-8得：测量时间为0.14min。 所以t2=0.05+0.04+0.05+0.14=0.28min 单件时间t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.07min 粗铣小头孔端面
查《设计指导》表1-149：fz=0.04~0.06mm/z，取fz=0.05mm/z， 查《设计简明手册》表3.1-28：ap=4 ae=60d=75~90， 查《设计指导》表1-151：v=45.8m/min,d=80,z=10, ae=48, 由公式2-1得，ns=182.32r/min
查表得：ns=185r/min
实际切削速度：v1251251000=46.72m/min
切削工时：L=62，L1=9，L2=2，fm=92.5带入公式2-2得：t1=0.78min 辅助工时：辅助工时与粗铣大头孔端面相同，则t2=0.28min
17
第2章 连杆的加工工艺
单件时间t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.48min 工序3 半精铣两端面 半精铣大头孔端面
基本时间与粗铣一样，则t1=1.20min 辅助时间与粗铣一样，则t2=0.28min 单件工时与粗铣一样，则t单=2.07min 半精铣小头孔端面
基本时间与粗铣一样，则t1=0.78min 辅助时间与粗铣一样，则t2=0.28min 单件工时与粗铣一样，则t单=1.48min 工序4 粗铣工艺凸台
查《设计指导》表1-149, fz=0.04~0.06，取fz=0.04mm/z 查《设计简明手册》表3.1-28，得ap=4,ae=40,d=50~75 查《设计指导》表1-151，v=45.8m/min,d=80,z=10, ae =48 由公式2-1得，ns=182r/min
查表得：ns=185r/min
80185实际切削速度：v=46.72m/min
1000切削工时：L=25，L1=9,L2=2.fm=74，带入公式2-2得：t1=0.48min。 因为同样是铣削加工，固辅助时间相同，则t2=0.28min。 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.06min 工序5 粗铣螺栓孔平面
查《设计指导》表1-149得：fz=0.04~0.06，取fz=0.05mm/z 查《设计简明手册》表3.1-28，得ap=4,ae=60,d=50~75 查《设计指导》表1-151，v=45.8m/min,d=80,z=10, ae =48 由公式2-1得，ns=182r/min
查表得：ns=185r/min
80185实际切削速度：v=46.72m/min
1000切削工时：L=30，L1=9,L2=2.fm=92.5，带入公式2-2得：t1=0.44min 因为同样是铣削加工，固辅助时间相同，则t2=0.28min。 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.4min 工序6 钻螺栓孔
XXXXX）
钻Ф14的通孔：
查《设计指导》表1-160得：v=20，fz=0.13 由公式2-1得，ns=424.62r/min
查表得：ns=400 r/min
14.5400实际切削速度：v=18.84m/min
1000切削工时：查《设计简明手册》表6.2-5得：
t1式中：L为加工的工件长度，L1LL1L2 (2-3) fmDctgkr(12),L2=1~4，fm=fz*ns dL=85，L1=8.5，L2=2，fm=2.44（其中kr取90度）带入公式（2-3）得：t1=1.83min。 辅助时间：查《设计简明手册》表6.3-9得：装夹时间为0.03min。
查《设计简明手册》表6.3-10得：松开，卸下工件时间为0.05min。 查《设计简明手册》表6.3-11得：操作时间为0.17min。 查《设计简明手册》表6.3-12得：测量时间为0.04min。 所以t2=0.03+0.05+0.17+0.04=0.29
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.41min 工序7 扩、铰螺栓孔、倒角 ㈠ 扩螺栓孔 从Ф14到Ф14.85：
查《设计指导》表1-161得：f=0.7 mm/r，
查《设计指导》表1-162得：ap=0.11.5，则v=51m/min， 由公式2-1得，ns=1097.4r/min，
查表得：ns=1000r/min
14.81000实际切削速度：v=46.72 m/min,
1000切削工时：查《设计简明手册》表6.2-5得：
t1LL1L2 (2-4) fm式中：L为加工的工件长度，L1Dd1ctgkr(12)，L2=2~4，fm=fz*ns 219
第2章 连杆的加工工艺
L=85，L1=2，L2=2，fm=700带入公式（2-4）得：t1=0.13min， 辅助时间t2=0.03+0.05+0.17+0.04=0.29min， 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=0.58min ㈡ 铰孔
从Ф14.85到Ф15：
查《设计指导》表1-163得：v=11.4m/min,f=0.8mm/r 由公式2-1得，ns=242.03r/min
查表得： ns=200r/min
15200实际切削速度： v=9.42r/min
1000切削工时：L=85，L1=2，L2=2，fm=160带入公式（2-4）得：t1=0.56min 辅助工时：t2=0.29min
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.19min 工序8 攻丝
攻螺纹2-M15mm，根据《设计指导》表1-172得：机动丝锥的切削速度v=10.8m/min， 刀具材料：高速钢机动丝锥w18crv， 由公式2-1得，ns=288.6r/min 查表得： ns=275r/min 切削工时：
t12(LL1L2) (2-5)
fm式中：L=17，L1=0，L2=2，fm=275*1.25=343.75， 将上列数据带入公式2-5得：t1=0.11min， 辅助时间：查《设计简明手册》得：t2=1.05min 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.624min 工序9 切断 工序10 粗铣结合面
查《设计指导》表1-149得：fz=0.04~0.06，取fz=0.06mm/z 查《设计简明手册》表3.1-28，得ap=4,ae=40,d=50~75 查《设计指导》表1-151，v=48.4m/min,d=80,z=10, ae =48 由公式2-1得，ns=192.67r/min 查表得：ns=160r/min
XXXXX）
实际切削速度：v80160=40.19m/min
1000切削工时：L=26，L1=10,L2=2.fm=96，带入公式2-2得：t1=0.39min 因为同样是铣削加工，固辅助时间相同，则t2=0.28min 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=0.93min 工序11 精磨结合面
㈠选择砂轮： A60V6P.，砂轮尺寸为：200*25*75,
㈡切削用量的选择：砂轮的转速n砂=3000r/min（见机床说明书） 由公式2-1得，v砂=31.4m/s
轴向进给量：fa=0.5B=0.5*25=12.5mm(双行程) 工件速度：v=10m/min
径向进给量：fr=0.015mm/双行程
㈢切削工时：查《设计简明手册》表6.2-8得：
t12LbZbk （2-6）
1000vfafr式中：L为加工长度，b为加工宽度，Zb为单面加工余量，k为系数，v为工作台移动速度，fa为工作台往还一次砂轮轴向进给量，fr为为工作台往还一次砂轮径向进给量。 L=40，b=26，Zb=0.5，k=1.1,v=10, fa=12.5, fr=0.015带入公式2-6得：t1=0.61min 辅助时间：查《设计简明手册》表6.3-13装夹时间和松卸时间为0.17min。 查《设计简明手册》表6.3-15：操作时间为0.15min。
查《设计简明手册》表6.3-16：测量时间为0.05min。
所以t2=0.17+0.14+0.05=0.36
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=1.778min 工序12 清洗 工序13 中间检查 工序14 连杆体与盖装配 工序15 精铣两端面 ㈠精铣大头孔端面
查《设计指导》表1-150：f=0.24-0.5，取f=0.3
0.3则fz=0.021,取fz=0.03，ap=3
14查《设计指导》表1-151：v=55.4m/min，d=125,z=14, ae=75
21
第2章 连杆的加工工艺
由公式2-1得：ns=141.14r/min
查表得：ns=150r/min
实际切削速度：v1251501000=58.87m/min
切削工时：L=85，L1=14.5,L2=2.fm=45，带入公式2-2得：t1=2.2min 因为同样是铣削加工，固辅助时间相同，则t2=0.28min 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=3.47min ㈡精铣小头孔端面
查《设计指导》表1-150：f=0.24-0.5，取f=0.3
则f0.3z14=0.021,取fz=0.03，ap=3
查《设计指导》表1-151：v=55.4m/min, d=125,z=14, ae=75 由公式2-1得：ns=141.14r/min
查表得：ns=150r/min
实际切削速度：v1251501000=58.87m/min
切削工时：L=62，L1=14.5,L2=2.fm=45，带入公式2-2得：t1=1.74min 因为同样是铣削加工，固辅助时间相同，则t2=0.28min 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.82min 工序16粗镗小头孔
工件材料：45钢正火，Gb=0.5Gpa，模锻， 加工要求：C630卧式车床，
刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16*16，kr=90°， 查《设计指导》表1-146得：ap=1,f=0.03-0.020，f取0.2， 查《设计指导》表1-143得：v=30-50m/min,v取40r/min 由公式2-1得，ns=276.93r/min
查表得：ns=230r/min
实际切削速度：v42.52301000=30.69r/min
查《设计简明设计》表6.2-1得：
t1L2L31LLf m式中：L=40，L1=2,L2=4，L3=5,fm=f*ns=46 将上面的数据带入公式2-7得：t1=1.13min
2-7）（
XXXXX）
辅助时间：查《设计简明手册》表6.3-1得：装夹时间为0.42min。
查《设计简明手册》表6.3-2得：松开，卸下工件时间为0.12min。 查《设计简明手册》表6.3-3得：操作时间为0.25min。 查《设计简明手册》表6.3-4得：测量时间为0.07min。 所以t2=0.42+0.12+0.25+0.07=0.86min 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.78min 工序17粗镗大头孔
查《设计指导》表1-146得：ap=1,f=0.08-0.20，f取0.1， 查《设计指导》表1-143得：v=30-50m/min,v取40r/min 由公式2-1得，ns=181.98r/min
查表得：ns=150r/min
66150实际切削速度：v=31.08r/min
1000L=40，L1=3,L2=5，L3=5,fm=f*ns=15，将数据带入公式2-7得：t1=3.5min
辅助工时：由于都是粗镗孔，则和上面的粗镗小头孔的辅助时间相同，则为：t2=0.86min， 单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=6.10min 工序18 钻小头油孔及孔口倒角 查《设计指导》表1-160：v=20 fz=0.13 由公式2-1得，ns=1273.82r/min 查表得：ns=1000r/min
切削工时：L=8，L1=5.5，L2=2,fm=130,将上述数据带入公式2-4得：t1=0.11min 辅助工时：t2=0.29min
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=0.56min 工序19 半精镗大头孔
大头孔的加工余量为1.5mm，其单边余量为0.75mm，ap=0.75mm 查《设计指导》表1-146，f=0.08-0.20，f=0.1mm/r 查《设计指导》表1-143，v=30-50m/min,取v=40m/min 由公式2-1得，ns=181.98r/min
查表得：ns=150r/min
68150实际切削速度：v=32.97m/min
1000切削工时: L=40，L1=3,L2=5，L3=5,fm=f*ns=15，将数据带入公式2-7得：t1=3.5min
23
第2章 连杆的加工工艺
辅助工时：t2=0.86min
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=6.10min 工序20 半精镗小头孔
小头孔的加工余量为1，单边余量为0.5，ap=0.5mm 查《设计指导》表1-146，f=0.08-0.20，f=0.2mm/r 查《设计指导》表1-143，v=30-50m/min,取v=40m/min 由公式2-1得，ns=276.93r/min
查表得：ns=230r/min
44.5230实际切削速度：v=32.13mm/min
1000切削工时: L=40，L1=3,L2=4，L3=5，fm=f*ns=46,将数据带入公式2-7得：t1=1.13min 辅助工时：t2=0.86min
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.78min 工序21调质 工序22精镗大头孔
大头孔的加工余量为0.4mm，其单边余量为0.2mm，ap=0.2mm 查《设计指导》表1-144：f=0.1-0.3mm/r，v=110-130m/min 取f=0.1mm/r,v=120m/min 由公式2-1得，ns=546.73r/min
查表得：ns=478r/min
69.5478实际切削速度：v=104.9 m/min
1000切削工时: L=40，L1=3,L2=4，L3=5，fm=f*ns=47.8,将数据带入公式2-7得：t1=1.08min 辅助工时：t2=0.86min
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.72min 工序23 精镗小头孔
大头孔的加工余量为0.5mm，其单边余量为0.25mm，ap=0.25mm 查《设计指导》表1-144：f=0.1-0.3mm/r，v=110-130m/min 取f=0.1mm/r,v=120m/min， 由公式2-1得，ns=830.79r/min
查表得：ns=750r/min
45.5230实际切削速度：v=107.15 m/min
1000XXXXX）
切削工时: L=40，L1=3,L2=4，L3=5，fm=f*ns=75,将数据带入公式2-7得：t1=0.68min 辅助工时：t2=0.86min
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=2.16min 工序24去毛刺 工序25 珩磨大头孔
㈠选择砂轮：JR7OQM2PPA，砂轮尺寸为：30*15*40
㈡切削用量的选择：砂轮转速：n砂=3000r/min（见机床说明书） 由公式2-1得，v砂=2450r/min
轴向进给量：：fa=0.5B=0.5*15=7.5mm(双行程) 工件速度：v=57m/min
径向进给量：fr=0.0040mm/双行程
㈢切削工时：L=70，b=15，Zb=0.1，k=1.1,v=10, fa=7.5, fr=0.004带入公式2-6得：t1=0.2min
辅助工时：查《设计简明手册》6.3-14：装夹松卸时间为0.12 查《设计简明手册》6.3-14：操作时间0.15 查《设计简明手册》6.3-16：测量时间0.07 则t2=0.34
单件时间：t单= t1+ t2+（t3+ t4）*0.4=0.75min 工序26 拆连杆体与盖 工序27 去全部毛刺 工序28 清洗、吹净 工序29 称重量 工序30 检验
工序31 连杆体与盖对号、装配
25
第3章 镗大头孔车床夹具设计
第3章 镗大头孔车床夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具，经过指导老师的决定，我将设计工序22精镗大头孔的车床夹具，本夹具用卧式车床C630，刀具为45度外圆车刀对大头孔进行加工。
3.1 车床夹具的设计要求 3.1.1 定位装置的设计
在车床上加工回转表面时，要求工件被加工表面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，
则夹具上定位装置的结构和布置，必须要保证这一点。
3.1.2 夹紧装置的设计
必须安全可靠，具有较好的自锁性，确保工件在切削过程中不会松动 3.1.3 夹具与机床的联接
车床夹具与机床主轴的联接精度对夹具的回转精度有决定性的影响，要求夹具的回转
轴线与车床主轴尽量同轴。
3.1.4 机床夹具总体结构
床夹夹具大都安装在机床主轴上，并与主轴一起作回转运动
3.2 问题的提出
本夹具主要是用来精镗大头孔，选择“一面两销”定位，由于都是已加工表面，固
加工的精度就能达到一定的要求，因此，在本道工序加工时，主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。
3.3 夹具设计
3.3.1 确定定位方案，设计定位装置
根据加工要求和自为基准原则，采用大头孔、小头孔和一个定位面为定位基准。定
XXXXX）
位方案采用“一面两销”。定位孔与定位销的主要尺寸如图3.1所示：
图 3-1 定位孔与定位销尺寸图
3.3.1.1 两孔中心距LD和两销中心距Ld
已知：两孔的中心距：LD=275±0.1，按两销中心距基本尺寸等于两孔中心距平均尺寸，
11其公差取两孔中心距公差的，且公差带对称分布，得到两销中心距基本尺寸及其
32公差：
Ld=275±0.05
3.3.1.2 圆柱销直径尺寸 经过查表得：Ф46g6=Ф46-0.009 -0.025
3.3.1.3 查削边销尺寸表，去削边销尺寸b
b=8
3.3.1.4 计算削边销直径尺寸
先计算两孔连线方向上，销、空配合单边最小间隙a：
aLDLd22min
0.050.025=0.075 2在计算销、孔配合最小间隙Х
2min2ab20.0758=0.017 D2min69.527
第3章 镗大头孔车床夹具设计
所以，削边销最大直径d2max
d2max=D2min-2min=69.5-0.017=69.483
削边销直径公差按g6取，则:
d2=Ф69.483g6=Ф69.483-0.029=Ф69.5-0.046
-0.01
-0.027
3.3.2 确定夹紧方式以及切削力和夹紧力的计算
因系中批量生产，无需采用复杂的动力装置。为使夹紧可靠和结构紧凑，采用螺旋压板机构作为夹紧装置。装置图3.2：
图 3-2 夹紧装置图
3.3.2.1 切削力的计算
查《机械加工工艺手册》表2.4-21：
xFcF9.81cFCapfyFc(60vc)nFcK （3-1）
查《机械加工工艺手册》表2.4-21：cFC=270，xFc=1，yFc=0.75，nFc=-0.15 查表得：
KK1K2K3K4 （3-2）
查《机械加工工艺手册》得：K1-基本安全系数为：1.5 K2-加工性质系数为：1.1 K3-刀具钝化系数为：1.1 K4-断续切削系数为：1.1
XXXXX）
将上面的数据带入公式3-2得：K=1.9965
由前面计算得到：ap=0.2mm，f=0.1mm/r,vc==104.9 m/min。 将上述数据带入公式3-1得：F=430.10N 水平分力：FH=1.1F=437N 垂直分力：FV=0.3F=129N 3.3.2.2 夹紧力的计算
根据《机械制造技术基础》图6.66 螺旋压板夹紧机构得到图3.3：
图 3-3 受力分析图
查《机床夹具设计》表1-225得：M16的Fq=7870 查《设计指导》表2-44得：L2=52，L1=120 根据《机械制造技术基础》公式6.32得：
FFqL2jL （3-3）1将上述数据带入公式3-3得：Fj=3410N 查《机床夹具设计手册》表1-212得：
η=0.16 Fj³η=545.6≥FH
固夹紧方案正确
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第3章 镗大头孔车床夹具设计
3.3.3 加工精度的分析
本工序的主要要求是两孔的距离尺寸275±0.1。影响此尺寸的各种加工误差，分析如下：
3.3.3.1 定位误差ΔD
加工尺寸275±0.1的工序基准是大头孔和小头孔的对称中心面：现采用的是两孔定位，即定位基准亦是起中心面，故基准重合，则基准不重合误差ΔB=0。“两销”对“两孔”定位，两销和两孔的中心距公差及销、孔的配合间隙，均形成定位基准与限位基准不重合，即形成定位基准对限位基准的位移量，但是基准位移量并不构成加工尺寸275±0.1的加工误差，故基准位移误差Δr也等于零。又因为定位误差ΔD=ΔB+ΔrΔD。则定位误差ΔD=0。 3.3.3.2 夹具的安装误差ΔA
夹具安装定位孔Ф155H7与车床主轴的配合，以及配合尺寸Ф300
H7，尽管他们存n6在有配合间隙，但是由于夹具安装时，必须校正校正圆，从保证校正圆的轴线与主轴回 转轴线同轴，所以，前两者间隙均不影响校正圆的轴线的位置，从而，不构成加工尺寸275±0.1的加工误差。设校正圆的轴线与主轴回转轴线的同轴度误差为0.01，作为夹具的安装误差。所以ΔA=0.01。 3.3.3.3 夹具误差ΔZ
夹具误差为定位衬套Ф85+0.023的公差0.022。则ΔZ=0.022 3.3.3.4 加工方法误差ΔG
加工方法误差取工序尺寸公差的1/3，加工尺寸误差为0.1，所以ΔG=0.03 3.3.3.5 总加工误差∑Δ 查《工装设计》公式6.2得：
+0.045
2D2Z2A2G (3-4)
将上述数据带入公式3-4得：∑Δ=0.038 精度储备量：Jc=0.1-0.038=0.062
XXXXX）
由计算可知，此夹具方案可行。
3.3.4 配重块的计算
图3-4 配重平衡受力分析图
2
F1=m1w1r1 ΣF=ΣF1+Fb m1r1+m2r2+mbrb=0
(mbrb)x=-Σmiricosai, (mbrb)y=Σmiricosai;i=(1,2,3²²) mbrb=[(mbrb)x2+(mbrb)y2]1/2;ab=arctan[(mbrb)y/(mbrb)x]
经过估算：m1 =零件+定位原件+夹紧原件=4.7kg；m2 =0.1X3=0.3kg r1=0.14m;r2=0.25m
带入上面的公式得到：Σmiri=0.66，a=0 则(mbrb)x=-0.66，(mbrb)y=0 mbrb=0.66 ab=0 所以：配重块在轴线上 设rb =0.25m ，mb=2.64kg
因为配重块的材料为铸铁，所以它的密度经过查表得：p=7.3 然后经过上述分析得到配重块的尺寸为：40X100X90（mm）
3.4 夹具在车床主轴上的安装
由于本工序在C630型车床上进行，过渡盘采用圆柱孔Ф145H7及其端面在车床主轴
上定位，用内螺纹M120X6与主轴上的外螺纹配合紧固。有关资料可查阅《夹具设计手册》。花盘上的止口与过渡盘上的凸缘的配合为Ф320
H7。花盘外圆设置找正圆。 n631
第4章 结论
第4章 结论
本次毕业设计是大学阶段最后一个教与学的环节，是对以前学习知识的通盘检验和
巩固，是走向社会之前最好的一次锻炼机会。熟悉完成一个项目设计所应具备的步骤和程序。有利于熟练运用有关知识，提高机械结构设计能力，学会使用手册以及图表资料，熟练运用机械制图软件及Word文档。
通过本次较认真地毕业设计，在基本完成任务的情况下，我对本次设计有以下几点心得：
⑴ 理论知识经实践后易于巩固。实践是检验真理的唯一标准。理论知识经过实践检验之后，才会显得易懂、具体、生动。例如，在学习《机械制造技术基础》这门课程时，很难理解零件在加工过程中的定位于夹紧，为什么会遵循诸多原则，如何定位，如何夹紧，通过选择的方式，运用何种定位原件，采用什么夹紧措施，显得十分混乱。但是经过这次设计后才知道，工件在定位于夹紧的问题中，如何找到突破口，以及怎样解决问现实中的问题。
⑵ 才疏学浅。通过本次设计，我发现自己很多的不足，以及运用知识的能力不够好，心有余而力不足，没有很好做设计的能力。
⑶ 实事求是的态度。通过制定工艺路线，计算工序中的诸多参数，感觉实事求是是解决问题的根本，各个工序不能随心而欲，应该认真仔细地找手册、资料获取信息。
⑷ 百折不挠的精神。 在本次设计中，本人由于基础不牢，从而遇到很多困难吗，但是不能应为困难而就放弃、抱怨、抄袭等不良行为。
本次设计已完成，有很多的不足之处，而且，我会将本次设计中获得的经验、知识应用到以后的工作中。
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参考文献
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致 谢
致 谢
经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多不周全的地方，如果没有指导老师XXX的悉心教导，以及一些同学的帮助，想要完成这次毕业设计基本上是困难重重。
首先在这里感谢我的指导老师XXX。他平日里工作繁忙，可是在我做设计的每个阶段，他都是认真为我解答我很多的疑惑，从最开始的查阅资料，再到零件加工工艺的分析，最后到夹具的设计，可以说没有XXX的悉心指导，我不可能会完成本次设计。我的基础没有其他同学好，所以在做本次的设计的时候，困难可想而知，所以每次我都会遇到很多困难，但是经过张老师的一步一步的指导，我还是毕业临近的时候成功的完成了我的设计。再次，我郑重感谢XXX。
然后就是感谢我的专业课老师，本次设计中牵涉到许多的专业基础知识，没有你们的教导，为我打下一定的基础，本次设计的完成即便成功，也会充满许多的坎坷，谢谢你们，谢谢你们这几年来的教导，使我成长，使我的知识丰富。
最后便是感谢我的学校—XXXXXXX，没有学院提供良好的教育环境，优良的硬件、软件设施，优秀的教育班子，我是不可能得到良好的教育，不可能成为国家、社会的有用人才。
至此，我心中的感谢之情愈加浓厚，谢谢你们，谢谢你们为我做的一切。
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