【正文】 我的論文是在你們悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，我的每一點(diǎn)進(jìn)步和提高都得益于兩位老師的指導(dǎo)、鼓勵(lì)、影響和支持；同時(shí)也使我在思維方法、工作。參考文獻(xiàn):[1] 陳宏鈞,方向明,馬素敏 等編典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例 機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 王季琨,沈中偉,劉錫珍 主編機(jī)械制造工藝學(xué) 天津大學(xué)出版社 [3] 哈爾濱工業(yè)大學(xué),上海工業(yè)大學(xué) 主編機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 [4] 李 洪 主編機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京出版社 [5] 貴州工學(xué)院機(jī)械制造工藝教研室編機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 貴州人民出版社 [6] 龔定安,蔡建國(guó) 編著陜西科學(xué)技術(shù)出版社 [7] 孟少農(nóng) 主編機(jī)械加工工藝手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 修訂組金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) [9] 孫麗嬡 主編機(jī)械制造工藝及專用夾具 冶金工業(yè)出版社 [10] 楊叔子 主編機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 [11] 王紹俊 主編機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) [12] 劉文劍 曹天河 趙維緩 編夾具工程師手冊(cè) 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 [13] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 編金屬切削手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 [14] 邱仲潘 主編計(jì)算機(jī)英語(yǔ) 科學(xué)出版社 [15] 于駿一　主編典型零件制造工藝　　機(jī)械工業(yè)出版社 致謝首先衷心感謝陳廣凌和張彥博兩位教授，論文的選題、研究的方向和設(shè)計(jì)內(nèi)容都得到兩位教授的精心指導(dǎo)與熱情的幫助。（5）、定位精度和定位誤差的計(jì)算：對(duì)用于粗加工的夾具，都應(yīng)該進(jìn)行定位誤差和穩(wěn)定性的計(jì)算，以及設(shè)計(jì)的夾具能否滿足零件加工的各項(xiàng)尺寸要求。夾具體的作用是將定位及夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時(shí)能承受一部分切削力。（3）、夾緊裝置的設(shè)計(jì)：針對(duì)連桿的加工特點(diǎn)及加工的批量，對(duì)連桿的夾緊裝置應(yīng)滿足裝卸工件方便、迅速的特點(diǎn)，所以一般都采用自動(dòng)夾緊裝置。（1）、定位方案的設(shè)計(jì)：主要確定工件的定位基準(zhǔn)及定位基面；工件的六點(diǎn)定位原則；定位元件的選用等。連桿加工路線按連桿的分合可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段為連桿體和蓋切開(kāi)之前的加工；第二個(gè)階段為連桿體和蓋的切開(kāi)加工；第三個(gè)階段為連桿體和蓋合裝后的加工。連桿的主要加工表面為大小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及連桿體和蓋上的螺栓座面等。為保證小頭孔尺寸精度和形狀精度，可采用自為基準(zhǔn)的加工原則；保證大小頭孔的中心距精度要求，可采用互為基準(zhǔn)原則加工。且其技術(shù)要求很高，所以適當(dāng)?shù)倪x擇機(jī)械加工中的定位基準(zhǔn),是能否保證連桿技術(shù)要求的重要問(wèn)題之一。即基準(zhǔn)位置誤差為零，定位誤差為零。③ 大頭孔兩側(cè)面對(duì)中心距的要求：擴(kuò)大頭孔時(shí)，限制Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是一擋板（工序基準(zhǔn)），同時(shí)亦為第一定位基準(zhǔn)，對(duì)加工大頭孔來(lái)說(shuō)，它與工序基準(zhǔn)的距離49及相應(yīng)的平行度誤差只取決于工序基準(zhǔn)在夾具中的位置。5) 定位誤差分析① 定位元件尺寸及公差的確定：本夾具的主要定位元件為一固定定位銷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于更換。擴(kuò)孔時(shí)的切削力計(jì)算：根據(jù)（《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 李洪 主編 ） 擴(kuò)孔時(shí)的切削力為： 夾緊力的計(jì)算：根據(jù)（《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 第三版 王光斗 王春福 主編）表1311 =90526 N在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。擴(kuò)大頭孔夾具體圖如下： 夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長(zhǎng)。自鎖機(jī)構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛的是圓錐鎖緊機(jī)構(gòu)。使用時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，經(jīng)過(guò)齒輪齒條的傳動(dòng)和左右滑柱的導(dǎo)向，便能順利的帶動(dòng)鉆模板升降，將工件夾緊或松開(kāi)。故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具。2) 夾緊方案由于所加工的零件比較小，夾具的夾緊力與加工零件時(shí)的軸向力方向相同，為了裝卸工件方便，采用手動(dòng)式滑柱鉆模。為了使定位誤差為零，定位銷限制2個(gè)自由度，基面限制工件3個(gè)自由度，大頭孔的外側(cè)面限制工件1個(gè)自由度，屬完全定位。由于本工序是粗加工，在加工本道工序時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 擴(kuò)大頭孔夾具由連桿工作圖可知，連桿材料為45鋼，年產(chǎn)量20萬(wàn)件。所以對(duì)加工剖分面來(lái)說(shuō)，定位誤差為零。因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)同時(shí)為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)重合，沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差。5) 定位誤差分析① ，雖屬“基準(zhǔn)重合”，無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差，但由于定位面與定位間存在間隙，造成的基準(zhǔn)位置誤差即為定位誤差，其值為：ΔDw=δD+δd+Δmin=++0= mmΔDw－－剖分面的定位誤差δD――工件孔的直徑公差δd――定位銷的直徑公差Δmin――孔和銷的最小保證間隙,因此工件在加工過(guò)程中能夠保證加工精度要求。3）小頭孔的確定，應(yīng)選較緊的配合。2）確定定位銷尺寸及公差本夾具的主要定位元件為一固定銷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于更換。所以本工序的工序基準(zhǔn)：連桿上蓋為螺母座面，連桿體為小頭孔中心線，其設(shè)計(jì)計(jì)算如下：1）確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。定位誤差的計(jì)算: 由加工工序知，加工面為連桿的剖分面。夾具體圖如下：夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長(zhǎng)。2) 夾緊方案由于零件小，所以采用開(kāi)口墊圈的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，裝卸工件方便、迅速。為了使定位誤差為零。由于本工序是粗加工，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，需設(shè)計(jì)一套銑剖分面夾具，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀。圖（1—7）大小頭孔平行度的檢驗(yàn)圖 連桿螺釘孔與結(jié)合面垂直度的檢驗(yàn)制做專用垂直度檢驗(yàn)心軸，其檢測(cè)心軸直徑公差，分三個(gè)尺寸段制做，配以不同公差的螺釘，檢查其接觸面積，一般在90%以上為合格，或配用塞尺檢測(cè)，塞尺厚度的一半為垂直度公差值。用結(jié)合面為定位基準(zhǔn)分別測(cè)量連桿體、連桿上蓋兩個(gè)半圓的半徑值，其差為對(duì)稱度誤差。 觀察外表缺陷及目測(cè)表面粗糙度 連桿大頭孔圓柱度的檢驗(yàn)用量缸表，在大頭孔內(nèi)分三個(gè)斷面測(cè)量其內(nèi)徑，每個(gè)斷面測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向，三個(gè)斷面測(cè)量的最大值與最小值之差的一半即圓柱度。由此可見(jiàn)，精加工時(shí)選用較小的吃刀深度ap和進(jìn)給量f，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)滿足生產(chǎn)率的要求。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。進(jìn)給量增大時(shí)，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當(dāng)吃刀深度較大時(shí)，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。因此，選擇精加工的切削用量時(shí)應(yīng)先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率。如超過(guò)了機(jī)床的許用功率，則應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。3）切削速度的選擇：粗加工時(shí)，切削速度主要受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制。選擇進(jìn)給量時(shí)應(yīng)考慮到機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長(zhǎng)度等。2）進(jìn)給量的選擇：粗加工時(shí)限制進(jìn)給量提高的因素主要是切削力。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應(yīng)當(dāng)盡量將粗加工余量一次切除。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對(duì)提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的吃刀深度ap,其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量度f(wàn)，最后確定一個(gè)合適的切削速度V.選用較大的ap和f以后，刀具耐用度t 顯然也會(huì)下降，但要比V對(duì)t的影響小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，能使V、f、ap的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。金屬切除率可以用下式計(jì)算：Zw ≈式中：Zw單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量（mm3/s）V切削速度（m/s）f 進(jìn)給量（mm/r）ap切削深度（mm） 提高切削速度、增大進(jìn)給量和切削深度，都能提高金屬切除率。 粗加工時(shí)切削用量的選擇原則粗加工時(shí)加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較大。但由于重復(fù)定位裝御有困難，因此要求夾具制造精度較高，且采取一定措施，一方面長(zhǎng)圓柱銷削去一邊，另一方面設(shè)計(jì)頂出工件的裝置。為此，精銑端面時(shí)，夾具可考慮重復(fù)定位情況，如采用夾具限制7個(gè)自由度（其是長(zhǎng)圓柱銷限制4個(gè)，長(zhǎng)菱形銷限制2個(gè)）。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準(zhǔn)”情況，這時(shí)小頭定位銷應(yīng)做成活動(dòng)的，當(dāng)連桿定位裝夾后，再抽出定位銷進(jìn)行加工。因?yàn)槎嗣娴拿娣e大，定位穩(wěn)定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。　定位基準(zhǔn)精基準(zhǔn)：以桿身對(duì)稱面定位，便于保證對(duì)稱度的要求，而且采用雙面銑，可使部分切削力抵消。 連桿加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題　工序安排連桿加工工序安排應(yīng)注意兩個(gè)影響精度的因素：（1）連桿的剛度比較低，在外力作用下容易變形；（2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。 大頭側(cè)面的加工以基面及小頭孔定位，它用一個(gè)圓銷（小頭孔）。但剖分面本身的平面度、粗糙度對(duì)連桿蓋、連桿體裝配后的結(jié)合強(qiáng)度有較大的影響。 ，并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度，除夾具本身要保證精度外，鋸片的安裝精度的影響也很大。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。精銑時(shí)，為了保證螺栓孔的兩個(gè)端面與連桿大頭端面垂直，使用兩工位夾具。從而達(dá)到所需要的技術(shù)要求。加工時(shí)以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。這樣，在銑開(kāi)以后可能產(chǎn)生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。大頭孔經(jīng)過(guò)擴(kuò)、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)。小頭孔在鉆、擴(kuò)、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時(shí)精鏜，達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)，然后壓入襯套，再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔。小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過(guò)了鉆、擴(kuò)、鉸三道工序。精磨在M7130型平面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產(chǎn)率低一些，但精度較高。粗磨在轉(zhuǎn)盤磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形。在精鏜大小頭孔時(shí)，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。夾緊力通過(guò)工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。在加工連桿的夾具中，可以看出設(shè)計(jì)人員注意了夾緊力的作用方向和著力點(diǎn)的選擇。同時(shí)，由于是以對(duì)稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比較小。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對(duì)稱面定位。在粗銑中工件如何定位呢？一個(gè)方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個(gè)端面后，翻身以銑好的面定位，銑另一個(gè)毛坯面。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開(kāi)始前，先粗銑兩個(gè)端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。在第一道工序中，工件的各個(gè)表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對(duì)加工精度會(huì)有很大影響。由于用小頭孔和大頭孔外側(cè)面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。當(dāng)連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再?gòu)男☆^孔中抽出假銷進(jìn)行加工。具體的辦法是，如圖（1—5）所示：在安裝工件時(shí)，注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不圖（15）連桿的定位方向與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計(jì)夾具時(shí)亦作相應(yīng)的考慮）。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。各主要表面的工序安排如下：（1）兩端面：粗銑、精銑、粗磨、精磨（2）小頭孔：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜（3）大頭孔：擴(kuò)孔、粗鏜、半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過(guò)程的中間或后面。粗、精加工分開(kāi)后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。因此，在安排工藝進(jìn)程時(shí)，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開(kāi)，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。 連桿的機(jī)械加工工藝過(guò)程分析 工藝過(guò)程的安排在連桿加工中有兩個(gè)主要因素影響加工精度：（1）連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來(lái)安排的。（下同）M73503鉆與基面定位，鉆、擴(kuò)、鉸小頭孔Z30804銑以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銑尺寸mm兩側(cè)面，保證對(duì)稱（此平面為工藝用基準(zhǔn)面）X62W組合機(jī)床或?qū)Ｓ霉ぱb5擴(kuò)以基面定位，以小頭孔定位，擴(kuò)大頭孔為Φ60mmZ30806銑以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件，切開(kāi)工件，編號(hào)桿身及上蓋分別打標(biāo)記?！∵B桿的機(jī)械加工工藝過(guò)程由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機(jī)械加工帶來(lái)了很多困難，必須充分的重視。為了提高毛坯精度，連桿的毛坯尚需進(jìn)行熱校正。圖（12）連桿輥鍛示意圖圖(13)、圖(14)給出了連桿的鍛造工藝過(guò)程，將棒料在爐中加熱至1140～1200C0，先在輥鍛機(jī)上通過(guò)四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯見(jiàn)圖(13)，然后在鍛壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，再在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊見(jiàn)圖(14)。用輥鍛法生產(chǎn)的連桿鍛件，在表面質(zhì)量、內(nèi)部金屬組織、金屬纖維方向以及機(jī)械強(qiáng)度等方面都可達(dá)到模鍛水平，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率較高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適于在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用。目前我國(guó)有些生產(chǎn)連桿的工廠，采