【正文】 傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。 數(shù)控機床的出現(xiàn)，提高了更新頻繁的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，大大推進了機械加工工藝 的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。目前，數(shù)控機床的工藝功能已由加工循環(huán)控制、加工中心，發(fā)展到適應(yīng)控制。加工循環(huán)控制雖可以實現(xiàn)每個加工工序的自動化，但不同的工序中刀具的更換及工件的重新裝夾，仍須人工來完成。加工中心是一種高度自動化的多工序機床，能自動完成刀具的更換，工件的轉(zhuǎn)位和定位，主軸和進給量的變換等，使工件在機床上只安裝一次就能完成全部加工。因此，他可以顯著縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率，改善勞動條件，適應(yīng)控制數(shù)控機床是一種具有“隨機應(yīng)變”功能的機床，他能在加工中，根據(jù)切削條件的變化，自動調(diào)整切削條 件，是機床保持最佳狀態(tài)下進行加工，因而有效提高加工效率，擴大品種，更好的保證了加工質(zhì)量，并達到最大的經(jīng)濟效率。 近年發(fā)展起來的以計算機為行動中心，完成加工、裝卸、運輸、管理的柔性制造系2021 屆畢業(yè)設(shè)計連桿的加工工藝及夾具設(shè)計 2 統(tǒng)，具有監(jiān)視、診斷、修復(fù)、自動轉(zhuǎn)位加工產(chǎn)品的功能，使多品種、中小批量生產(chǎn)實現(xiàn)了加工自動化，大大促進了自動化的進程，尤其是將計算機輔助設(shè)計與制造結(jié)合起來而形成的計算機集成制造系統(tǒng)，是加工自動化向智能化方向發(fā)展的又一關(guān)鍵性技術(shù)，并進一步朝著網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化的方向發(fā)展。 夾具的發(fā)展趨勢 工藝裝備的設(shè)計、制造、使用和管理，體現(xiàn)著 一個企業(yè)的工藝技術(shù)水平，夾具設(shè)計與制造又是制造環(huán)境中的生產(chǎn)準備周期時間和加工成本的重要因素，工裝設(shè)計水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。 夾具設(shè)計與制造是機電產(chǎn)品設(shè)計與制造的一項重要步驟，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計制造時需大量的工時消耗和金屬材料的消耗。目前，基于特征參數(shù)化技術(shù)已在機電產(chǎn)品設(shè)計與制造的各個階段得到廣泛的應(yīng)用，夾具設(shè)計也必須向標準化、系統(tǒng)化、參數(shù)化方向發(fā)展。而且，為了適應(yīng)我國加入 WTO 后機電產(chǎn)品的創(chuàng)新能力和盡快機電產(chǎn)品設(shè)計制造的全程仿真，快速組合夾具的發(fā)展正是適應(yīng)了這種要求。 夾具是機 械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 2． 連桿零件的工藝規(guī)程設(shè)計 、連桿零件的分析 連桿零件結(jié)構(gòu)分析 本課題設(shè)計的零件 是汽車發(fā)動機連桿（零件圖如圖 1），從零件圖的分析可以知道，零件的表面大都由一系列的規(guī)則的直線和圓弧 組成，因此 選擇通用的加工方法即可。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計連桿的加工工藝及夾具設(shè)計 3 圖 1 連桿零件圖 為了減少連桿的慣性力，要求連桿的質(zhì)量要盡可能的輕，所以連桿采用“工字形”截面，以便保證有較高的強度和剛度，又 能夠減輕連桿的質(zhì)量。各部分的精度都要求比較高 ,在加工大、小頭孔時，都有圓柱度和互相的平行度要求，加工時必須加以注意。兩端面的加工有垂直度的要求，加工過程中可考慮設(shè)計專用夾 具來適合加工需要 。加工時根據(jù)尺寸精度選擇合理的機床設(shè)備型號。 零件加工表面及其加工要求 零件主要加工表面 零件主要尺寸及精度要求如圖 2 G 2021 屆畢業(yè)設(shè)計連桿的加工工藝及夾具設(shè)計 4 圖 2 56（未裝軸瓦） 大頭孔上要裝軸瓦，通過瓦與曲軸配合，配合間隙為 ～ ，為了保證良好的配合精度，減少沖擊力 的影響，大頭孔的加工精度為 IT6，圓柱度為 ，表面粗糙度 Ra 為 m。 34（未裝銅套） 小頭孔是與活塞銷配合的表面，加工尺寸精度要求為 IT5，圓柱度誤差為 、表面粗糙度 m。小頭孔與活塞銷的配合精度要求較高，如果配合間隙過小，會影響連桿與活塞銷之間的運動傳力效果，如果配合間隙過大，又會晃動，使得發(fā)動機在運行過程中發(fā)出敲擊聲，考慮到工作后的磨損量 ，因此，安裝時必須保證連桿小頭孔與活塞銷之間的配合間隙為 ～ 。 大、小頭孔兩端面與曲軸軸承座端面配合，其精度影響到安裝和磨損，端面厚度公差為 ，它與孔的垂直度誤差為 。厚度尺寸為 ? mm 大、小頭孔的中心距影響到發(fā)動機的壓縮比，即發(fā)動機的工作效率，所以規(guī)定了較高的要求，中心距為 152+，大、小頭孔的中心線的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，造成汽缸壁磨損不均勻，同時使曲軸的連桿頸產(chǎn)生邊緣磨損，縮短發(fā)動機的使用壽命，所以規(guī)定平行度公差 為 。大、小頭孔中心線的扭曲對不均勻磨損的影響較小，一般規(guī)定扭曲度不大于 。這兩項技術(shù)要求，對于結(jié)構(gòu)剛性較差的連桿來說，加工可能有些困難，但是為了保證發(fā)動機的使用壽命，必須達到這些要求，加工中應(yīng)特別注意。 連桿在工作過程中，受到急劇的動載荷的作用，這一作用又傳遞到連桿和蓋的兩個連接螺母上。因此，除了對螺栓及螺母提出較高的技術(shù)要求外，對螺栓孔及兩螺栓孔端面也有一定的要求，兩螺栓孔在互相垂直的方向的平行度公差 ，兩螺栓孔與結(jié)合面的垂直度 ，兩螺栓孔的尺寸公差為 。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計連桿的加工工藝及夾具設(shè)計 5 零件材料的選擇 連桿是發(fā)動機的重要零件，其作用是將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。其好壞與優(yōu)劣直接影響發(fā)動機的整體性能 在工作過程中，連桿受力較復(fù)雜：一方面承受氣體的壓力和往復(fù)運動的慣性力所產(chǎn)生的沖擊性拉壓交變載荷；同時連桿擺動產(chǎn)生橫向慣性力，導(dǎo)致其承受彎曲交變載荷。因其較長，所以要求連桿有足夠的強度和剮度。在滿足要求的前提下，盡量減小自身質(zhì)量，以減少慣性力，保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低工作時的噪聲和振動，因此材料選擇的重要性顯而易見。 本次畢業(yè) 設(shè)計課題所采用的是 40Cr。并作調(diào)質(zhì)處理 ,使硬度為 HB235277。以提高強度和抗沖擊能力。 40Cr 是使用比較廣泛的調(diào)質(zhì)鋼種之一，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合機械性能；鋼的淬透性較好，但水淬易開裂，故宜用水油雙液淬火；有回火脆性；此鋼除調(diào)質(zhì)外還可進行氰化和表面淬火處理。冷變形塑性中等；切削加工性尚好。可用做高速度及輕微沖擊負荷下 工作的受磨損零件，如齒輪、軸套、漲圈、凸輪、轉(zhuǎn)軸以及機床夾具元件定位器、主軸、滑塊等。適合于做載荷較大的中型零件（如曲軸、連桿等）的材料。 連桿的技術(shù)要求分析 連桿上 需進行機械加工的主要表面為 :大 ,小頭孔及其兩端面 ,連桿與桿蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術(shù)要求如下 : A、為了使連桿大 , 小頭運動副之間配合良好 ,大頭孔的尺寸公差等級取為 IT6,表面粗糙度應(yīng)不大于 m。小頭孔的尺寸公差等級取為 IT5,表面粗糙度不大于 m。對它們的圓柱度也相應(yīng)規(guī)定了嚴格的要求。連桿大小頭端面間距離的基本尺寸相同 ,但技術(shù)要求不同。大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面有配合要求 ,而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合要求。故此 ,大頭兩端面間的尺寸公差等級為 IT9,表面粗糙度不大于 m。小頭兩端面間的尺寸公差等級為 IT12,表面粗糙度不大于 m。 B、連桿大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比 ,故兩孔中心距的尺寸公差等級應(yīng)不低于IT 6。連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度誤差過大 ,將加劇連桿大