发动机连杆工艺分析及两套关键工装设计

大连科技学院2019届本科毕业设计（论文）摘要大连科技学院毕业设计（论文）论文题目：发动机连杆工艺分析及两套关键工装设计学 院 机械工程学院专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 导师职称 发动机连杆工艺分析及两套关键工装设计摘 要 随着我国工业的不断发展，我国目前常用的现代机床夹具种类也变得繁多起来，例如组合夹具、成组夹具、自动化夹具、数控机床夹具等，这些夹具都有各自的用途和特点。我国业制造领域对加工精度，加工质量，加工时间，加工成本的要求日益升高，因此这就要求现代机床夹具要与时俱进，适应新时代机械加工的需求。一个夹具设计的好坏，直接影响到产品的质量与性能。本次毕业设计的课题是发动机连杆的工艺过程规划以及两套夹具的设计。本文在机械制造工艺学理论和机械夹具设计理论的基础上，在满足汽车发动机连杆使用功能和制造精度需求的前提下，应用AUTOCAD和PROE三维制图技术，完成了两套夹具的设计以及各工序卡片的编制，以达理论和实践相结合的目的。本文按照所学机械设计的一般步骤，通过对该制品的分析，讨论了零件的机械加工工艺过程，确定表面加工方法以及工序卡片编制，确定夹具总体方案，包括加工方法、定位方案以及定位误差分析、夹紧方案、切削夹紧力的计算等。本论文是关于机械工艺规划和夹具设计的应用型设计制造技术领域，对于生产现场提高劳动生产率，提供了必要的参考。关键词：发动机连杆，工艺规程设计，夹具设计33大连科技学院2019届本科毕业设计（论文）AbstractEngine connecting rod process analysis and two sets of key tooling designAbstractWith 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 大连科技学院2019届本科毕业设计（论文）目录目 录摘 要IAbstractII第一章绪 论1第二章 零件的分析22.1零件的作用22.2零件的工艺分析22.2.1对毛坯图及零件图进行分析22.2.2零件的结构工艺性分析2第三章 确定毛坯33.1毛坯的形状及尺寸的确定33.2毛坯的材料热处理3第四章 工艺规程设计44.1定位基准的选择44.2制定工艺路线44.3选择加工设备及刀具，夹具，量具54.4 加工工序设计64.4.1工序30钻扩铰20的孔和钻35的孔至33。64.4.2工序40粗镗42, 35的孔和工序70精镗42, 35的孔104.4.3 工序50粗铣35+0.34 0的槽至宽为32和工序80精铣宽35+0.34 0的槽114.4.4基本时间与辅助时间的计算13第五章 夹具设计155.1 第3道工序钻扩铰20H7的孔和钻35H7的孔至33的夹具设计155.1.1 确定设计方案155.1.2计算夹紧力155.1.3定位精度的分析165.2 第5道工序铣35+0.34 0的槽夹具设计175.2.1 确定设计方案175.2.2 定位精度的分析17第六章 结 论18致 谢20参考文献21附 录22大连科技学院2019届本科毕业设计（论文）第一章 绪 论汽车零部件行业是那种需要较多资本投入的行业。发动机连杆作为汽车的关键零部件对生产设备要求较高，需要较大的资金投入。现在我国的相关生产设备在一些关键的工序上无法达到加工要求，这就需要我国从国外购买这些用来加工关键工序的加工设备以及质量检测设备。这些国外引进的设备通常需要较高的费用，想要组建完整的生产线所需的资金则更为巨大。要想制造发动机，零部件是必不可少的重要组成部分，在众多零部件中连杆总成就是至关重要的部分，这些零部件的质量直接决定了汽车的质量和安全性，因此高的生产质量就需要高的技术相支持。首先，不同汽车的发动机类型和设计要求各不相同，这就对汽车零部件的生产提出了不同的要求。发动机的零部件生产厂家必须根据汽车制造厂家所提出的要求，选择合适的材料生产开发自己的产品。其次，连杆总成这类的发动机关键零部件需要产品有非常高的产品精度，这些产品的生产过程中涉及多项工艺技术，例如，锻造、铸造、热处理等。这就要求企业有较高的机械制造技术和丰富的制造经验才可以胜任。目前新车的推出周期向着不断缩短的趋势发展，这就使得汽车生产厂商与零部件供应厂商共同研究共同开发的合作形式成为了必然，这种形势有利于整个行业的蓬勃发展，但是同时也限制了我国零部件制造行业的发展，新的供应企业需要投入大量资金，但是却很难与行业大佬竞争，从而很难获得利润。 第二章 零件的分析2.1零件的作用该零件为发动机连杆，是发动机零部件中质量要求较高的，在发动机中起到至关重要的作用，多个连杆与曲轴进行配合，可以将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴从而输出功率。2.2零件的工艺分析2.2.1对毛坯图及零件图进行分析制定零件的加工工艺过程之前，首先应对零件的毛坯图和零件图中的技术要求，加工部位，加工尺寸，粗糙度等方面进行初步了解，以便在设计过程中加以注意。2.2.2零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指零件在不影响使用要求的前提下，将其制造出来的可行性和经济性，对机械加工工艺规程的制定有很大影响。通过毛坯图和零件图可知，该零件的材料为HT200，为灰铸铁，具有铸造性能好，可切削性能好，抗磨损性能好等特点，常用于机床底座，立柱和导轨等部位，作为连杆零件的材料很合适。本次加工的主要部位是大圆的两个端面（AB），小圆的两个端面（CD）, 47, 37, 42, 27的孔以及宽为35的槽，其中AB两端面的粗糙度为Ra12.5,CD两端面的表面粗糙度为Ra3.2，47孔的粗糙度为Ra3.2，42内孔的内壁粗糙度为Ra12.5。 37孔的粗糙度为Ra3.2，大圆端面上27的孔表面粗糙度为Ra3.2m，两孔圆心距为46.32，小圆端面上27的孔粗糙度要求较高为Ra12.5。此零件加工的孔较多要尽量在同一装夹下完成加工，这样能有效降低工时，控制制造成本，减少工人劳动量。此零件工艺性较差，加工经济性较差，但不影响生产的可行性。图2-1零件二维图图2-2零件三维图第三章 确定毛坯毛坯的选择在机械加工的过程中也是非常重要的一环。毛坯常用的种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，即使是同一种毛坯，制造的方法也可能不同，不同类型和制造方法的毛坯，其加工余量就会发生改变，从而对生产效率、加工质量、加工成本产生很大影响。一般对于形状比较复杂的零件，例如箱体、底座、壳体等，会选用铸件，对于力学性能要求高，形状相对简单的零件，会选用锻件，像轴类这样结构简单的零件会选用型材。本零件形状相对复杂，材料为灰铸铁，所以选用铸件作为毛坯类型。3.1毛坯的形状及尺寸的确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。3.2毛坯的材料热处理毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。第四章 工艺规程设计4.1定位基准的选择为了后续的工艺规程可以顺利进行，制定工艺路线时，应该优先选择一组或几组精基准来加工零件各个表面，然后再通过精基准来选择加工精基准的粗基准。精基准的选择要满足六个原则，基准重合原则、基准同一原则、定位准确原则，装夹可靠原则，自为基准和互为基准原则。粗基准的选择原则是，要保证重要加工表面的余量均匀，定位要可靠，并且不可以重复使用。AB两面面积较大，粗糙度要求很低，并且其他平面都可以通过此面进行定位，可以将其中一个选为粗基准来加工另一个面，使另一个面作为精基准这里选择A面为精基准。用平面和V型块配合的方法进行定位，限制六个自由度，实现六点定位。4.2制定工艺路线根据零件图中的技术要求和各个表面粗糙度，制定工艺路线。AB两端面粗糙度要求较低，采用粗铣，CD两面粗铣精铣，37的孔钻-粗镗-精镗，42，47粗镗-精镗，227钻-扩-铰。其中47，37有同轴度要求，加工时应同一套工装夹具下完成，应把两者的工序安排在一起，粗加工精加工应该分开，原则为先粗后精，孔和面的先后顺序为先面后孔，先主后次。根据以上原则制定如下工艺路线。铸造时效处理粗铣AB两大圆端面粗铣CD两小圆端面钻扩铰27的通孔达尺寸要求，钻37的通孔并扩孔至33粗镗47的盲孔和37的通孔粗铣宽35的槽至32留3精铣余量精铣AB两大圆端面至尺寸要求精镗47，37两孔至尺寸要求精铣宽35的槽至尺寸要求质检入库4.3选择加工设备及刀具，夹具，量具铣刀刀具直径的大小会影响切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，应该慎重选择。加工设备是加工零件的重要工具应该根据零件的加工部位进行选择。（1）粗铣AB两大圆端面根据零件的形状、定位方式，决定选用XA6132型万能铣床(参考文献2 P111表3.30)，刀具选择根据毛坯材料为灰铸铁，并根据加工的位置是面，决定使用100 可转位面刀具(参考文献2P96表3.16)，夹具使用专用夹具，量具选用游标卡尺。（2）粗铣CD两小圆端面根据零件的形状、定位方式，决定选用XA6132型万能铣床(参考文献2 P111表3.30)，刀具选择根据毛坯材料为灰铸铁，并根据加工的位置是面，决定使用80可转位面刀具（参考文献1 P128表3.40），夹具使用专用夹具，量具选用游标卡尺。（3）精铣CD两小圆端面根据零件的形状、定位方式，决定选用XA6132型万能铣床(参考文献2 P111表3.30)。精铣刀具类型选择与粗铣刀相同的刀具类型（参考文献1 P128表3.40）。夹具采用专用夹具，量具选用游标卡尺。（4）粗镗42H7的盲孔和35H7的通孔根据零件的形状、定位方式，决定采用双面卧式精镗床TT14（参考文献1 P156表4.20）。刀具方面根据毛坯材料为灰铸铁，分别选择镗40.5的盲孔镗刀和34的通孔镗刀（参考文献1 P180 表4.80）、夹具方面选择专用夹具，量具方面使用游标卡尺。（5）精镗42H7的盲孔和35H7通孔也采用双面卧式精镗床TT14（参考文献1 P156表4.20），刀具选择根据毛坯材料为灰铸铁，分别选择42盲孔镗刀和35通孔的镗刀（参考文献1 P180 表4.80），夹具方面选择专用夹具，量具方面选择游标卡尺。（6）钻扩铰BD两面上20H7的孔选用摇臂钻床Z306320(参考文献2 P79表2.35)，刀具方面需要多种，包括18标准高速钢钻头、19.8高速钢扩孔刀、19.9、20高速钢铰刀(参考文献2 P44表2.1)，夹具选用专用夹具，量具选用螺旋侧微仪。在B面上钻35的孔，同样选用摇臂钻床Z306320，刀具选择33标准高速钢钻头(参考文献2 P44表2.1)，量具选用螺旋测微仪器。（7）粗铣35+0.34/0的槽根据零件的形状、定位方式，决定选用XA6132型万能铣床(参考文献2 P111表3.30)，刀具选择根据毛坯材料为灰铸铁并根据加工的位置决定选用32高速钢立铣刀， 夹具方面选择专用铣夹具，量具选用游标卡尺。（8）精铣35+0.34/0的槽根据零件的形状、定位方式，决定选用XA6132型万能铣床(参考文献2 P111表3.30)，刀具方面选择35高速钢立铣刀，夹具方面选择专用铣夹具，量具选用游标卡尺。4.4 加工工序设计4.4.1工序30钻扩铰20的孔和钻35的孔并扩至33。（1）对20H7和35H7的孔进行加工余量分配根据参考文献1 P222表3.63 取Z扩=1.8 mm，Z铰=0. 2mm。由此可算出Z钻=1.8+0.2=2mm。因为37的孔是通过一次加工钻出，因此其钻削余量为Z钻=3mm。 各个工步的余量和工序尺寸及公差如下表4.1表4.1 各个工步的余量和工序尺寸及公差加工表面加工方法余量（mm）公差等级工序尺寸及公差（mm）20钻孔21820扩孔1.8J1019.8+0.042/-0.04220粗铰孔0.14H919.94+0.052/020精铰孔0.06H720+0.021/020钻孔152035钻孔233（2）计算钻20H7孔时的机床主轴实际转速和切削速度通过参照参考文献2 P50表2.7和 Z306320机床相关数据，选取钻1m的孔的进给量f=0.7m/r，选取钻3m孔的进给量f=1.1m/r,查阅参考文献2 P57表2.15，用查表法求得钻1m孔的切削速v=11 m/min通过公式求得机床主轴转速n=1000vd=1000113.1418=194.6 r/min 式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=200 r/min则实际切削速度为v=dn1000=3.14182001000=11.30 m/min式（4-1）（3）计算钻37孔时的机床主轴实际转速和切削速度通过参照参考文献2 P50表2.7和 Z306320机床相关数据，先选取钻20mm孔的进给量f=0.7m/r，用查表法，查阅参考文献2 P57表2.15，可得20 mm孔的切削速度v=11 m/min通过公式求得机床主轴转速n=1000vd=1000113.1420=175.16 r/min 式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=175 r/min则机床实际切削速度为v=dn1000=3.14201751000=10.99 m/min式（4-1）通过参照参考文献2 P50表2.7和 Z306320机床相关数据，在20mm的基础上，再选取钻33m孔的进给量f=1m/r，用查表法，查阅参考文献2 P57表2.15，可得33 mm孔的切削速度v=10 m/min通过公式求得机床主轴转速n=1000vd=1000103.1433=96.5 r/min 式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=100 r/min则机床实际切削速度为v=dn1000=3.14331001000=10.36 m/min式（4-1）（4）计算钻20H7孔时的轴向力（N）和扭矩(Nm) 查阅参考文献2 P77表2.32得计算公式如下Ff=CFd0zFfyFkF(N)式（4-2）式中参数查阅参考文献2 P77表2.32、表2.33，取CF=420，d0=18mm，f=0.7mm/r，zF=1，yF=0.8，kF=1，将以上数据带入式中得1m孔的轴向力为Ff=4201810.70.81=5683.30 (N) 式（4-2）查阅参考文献2 P77表2.32得计算公式如下Mc=CMd0zMf yMkM(Nm) 式（4-3）式中参数查阅参考文献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，将以上数据带入式中得1m孔的扭矩为Mc=0.2061820.70.81=50.18 (Nm) 式（4-3）根据机床相关数据可得，机床的最大进给力为24500 N，最大扭转力矩为980 Nm，通过对比上面的计算的数据可知，机床的刚度足够。（5）计算钻37孔时的轴向力（N）和扭矩(Nm)查阅参考文献2 P77表2.32得计算公式如下Ff=CFd0zFfyFkF(N)式（4-2）式中参数查阅参考文献2 P77表2.32、表2.33，取CF=420，d0=33mm，f=1.3mm/r，zF=1，yF=0.8，kF=1，将以上数据带入式中得1m孔的轴向力为Ff=4203311.30.81=17096.92 (N) 式（4-2）查阅参考文献2 P77表2.32得计算公式如下Mc=CMd0zMf yMkM(Nm) 式（4-3）式中参数查阅参考文献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，将以上数据带入式中得1m孔的扭矩为Mc=0.2063321.30.81=276.73 (Nm) 式（4-3）根据机床相关数据可得，机床的最大进给力为24500 N，最大扭转力矩为980 Nm，通过对比上面的计算的数据可知，机床的刚度足够。（6）计算扩20H7孔至19.8+0.042 -0.042mm的孔时的机床主轴实际转速和切削速度通过参照参考文献2 P53表2.10和 Z306320机床相关数据，选取得出扩孔时的进给量为f=1.1mm/r，由于钻孔的切削速度要比扩孔速度高1.5倍左右，所以扩孔的切削速度v=11.3023=7.53 m/min过公式求得机床主轴转速n=1000vd=10007.533.1419.8=121.12 r/min式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=120 r/min 则机床实际切削速度v=dn1000=3.1419.81201000=7.46 m/min式（4-1）（7）计算粗铰20H7至19.94+0.052 0mm时的机床主轴实际转速和切削速度通过参照参考文献2 P65表2.24和 Z306320机床相关数据，用查表法选取得出粗铰孔时的进给量f=1.1mm/r，切削速度v=4.5 m/min根据转速公式求得主轴转速n=1000vd=10004.53.1419.94=71.87 r/min式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速取n=7r/min 则机床实际切削速度v=dn1000=3.1419.94701000=4.38m/min式（4-1）（8）计算精铰20H7的孔至尺寸要求时的机床主轴实际转速和切削速度通过参照参考文献2 P65表2.24和 Z306320机床相关数据，用查表法选取得出粗铰孔时的进给量f=1.1m/r，切削速度v=4m/min根据转速公式求得主轴转速n=1000vd=100043.1420=63.69 r/min式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=65 r/min则机床实际切削速度v=dn1000=3.1420651000=4.08m/min式（4-1）4.4.2工序40粗镗42, 35的孔和工序70精镗42,35的孔42,35两孔的位置较为特殊，属于同轴孔，加工时应先加工相对小的35的孔然后再对42H7的孔进行加工，查阅参考文献2 P715 表8.29，得出粗镗37的孔的粗镗直径为34mm，加工余量为1mm，粗镗47的孔的粗镗直径为40.2mm，各个工步的余量和工序尺寸及公差如下表4.24.2镗孔余量和工序尺寸及公差 加工表面加工方法余量（mm）公差等级工序尺寸及公差（mm）42粗镗5.5H1040.5+0.1/042精镗1.5H742+0.025/035粗镗1H1034+0.1/035精镗1H735+0.025/0（1） 粗镗35H7的孔通过参照参考文献2 P716表8.30和双面卧式精镗床TT14相关数据以及刀具材料，用查表法选取得出粗镗孔时的进给量f=1mm/r，切削速度v=20m/min根据转速公式求得主轴转速n=1000vd=1000203.1434=185.33 r/min式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=190 r/min则机床实际切削速度v=dn1000=3.14341901000=20.28m/min式（4-1）（2） 粗镗42H7的孔通过参照参考文献2 P716表8.30和双面卧式精镗床TT14相关数据以及刀具材料，用查表法选取得出粗镗孔时的进给量f=0.7mm/r，切削速度v=20m/min根据转速公式求得主轴转速n=1000vd=1000203.1440.5=175.22 r/min式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=175 r/min则机床实际切削速度v=dn1000=3.14421751000=23.10m/min式（4-1）（3） 精镗35H7的孔通过参照参考文献2 P716表8.30和双面卧式精镗床TT14相关数据以及刀具材料，用查表法选取得出粗镗孔时的进给量f=0.13mm/r，切削速度v=30m/min根据转速公式求得主轴转速n=1000vd=1000303.1435=272.98 r/min式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=275 r/min则机床实际切削速度v=dn1000=3.14352751000=30.22m/min式（4-1）（4） 精镗42H7的孔通过参照参考文献2 P716表8.30和双面卧式精镗床TT14相关数据以及刀具材料，用查表法选取得出粗镗孔时的进给量f=0.1mm/r，切削速度v=30m/min根据转速公式求得主轴转速n=1000vd=1000303.1442=227.4r/min式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=230 r/min则机床实际切削速度v=dn1000=3.14422301000=30.33m/min式（4-1）4.4.3 工序50粗铣35+0.34 0的槽至宽为32和工序80精铣宽35+0.34 0的槽（1）计算粗铣35+0.34/0的槽时的实际切削速度，主轴转速查阅参考文献2 P94表3.14和XA6132型万能铣床相关数据，用查表法选取铣刀的每齿进给量fz=0.04mm/z，切削速度为v=15 m/min根据转速公式求得主轴转速n=1000vd=1000153.1432=149.28 r/min式（4-1） 根据机床相关数据可得机床实际转速为n=150 r/min则机床实际切削速度v=dn1000=3.14321501000=15.072 r/min式（4-1）（2）计算粗铣35+0.34/0的槽时的圆周力和功率 查阅参考文献2 P110表3.28得计算公式如下Fc=CFapxFfzyFaeuFzd0qFnwFkFc(N) 式（4-5）式中参数参照参考文献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，将数据带入式中得粗铣35+0.34/0的槽时的圆周力为Fc=30300.040.65320.83320.83=111.07(N) 式（4-5）查阅参考文献2 P110表3.28得计算公式如下PC=Fcvc1000(kw) 式（4-6）将前文计算的数据带入可得PC=111.0715.071000=1.6（KW）式（4-6）查阅XA6132型万能铣床相关数据可知，机床的电动机功率为7.5W，机床效率为=0.75，所以机床实际功率为P实=P=7.50.75=5.625KW，因为5.62W1.6W，所以机床功率符合需求。（3）计算精铣35+0.34 0的槽时的实际切削速度，主轴转速查阅参考文献2 P94表3.14和XA6132型万能铣床相关数据，用查表法选取铣刀的每齿进给量fz=0.04m/z，切削速度为v=23 m/min根据转速公式求得主轴转速n=1000vd=1000233.1432=228.09 r/min式（4-1）根据机床相关数据可得机床实际转速为n=235 r/min则机床实际切削速度v=dn1000=3.14322351000=23.6/min式（4-1）（4）计算精铣35+0.34 0的槽时的圆周力和功率查阅参考文献2 P110表3.28得计算公式如下Fc=CFapxFfzyFaeuFd0qFnwFkFc(N) 式（4-5）式中参数参照参考文献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，将数据带入式中得粗铣35+0.34/0的槽时的圆周力为Fc=30300.040.65320.83320.83=111.07(N) 式（4-5）查阅参考文献2 P110表3.28得计算公式如下PC=Fcvc1000(kw) 式（4-6）将前文计算的数据带入可得PC=111.0715.071000=1.6（KW）式（4-6）查阅XA6132型万能铣床相关数据可知，机床的电动机功率为7.5W，机床效率为=0.75，所以机床实际功率为P实=P=7.50.75=5.625KW，因为5.62W1.6W，所以机床功率符合需求。4.4.4基本时间与辅助时间的计算基本时间是指使生产对象的尺寸，位置，表面状态和材料性能等工艺过程所消耗的时间，辅助时间是指为实现基本工艺工作所做的辅助动作所消耗的时间。以钻20H7的孔为例，查阅参考文献1 P247 表3.80可知tj=Lfn=l+l1+l2fn式（4-7）l1=D2cotkr+12mm式（4-8）其中钻、扩盲孔和铰盲孔时l2=0,D为孔径l1=D2cotkr+12mm=202cot45+1=11mmtj=Lfn=l+l1+l2fn=93+112000.7=0.742min第五章 夹具设计 本次设计对第30道工序和第50道工序进行专用夹具设计，根据加工两道工序所使用的机床进行设计，针对第30道工序设计的夹具适用于摇臂钻床Z306320， 针对第50道工序设计的夹具适用于XA6132型万能铣床。5.1 第3道工序钻扩铰20H7的孔和钻35H7的孔至33的夹具设计5.1.1 确定设计方案第30道工序需要对三个孔进行加工，两个20H7的通孔和一个35H7的通孔，首先要确定定位基准，定位时要考虑多方面因素，不但要考虑定位基准的选择原则，还要考虑后续工序的加工位置，尽量避免多次更换夹具，在条件允许的情况下减少零件的装夹次数。考虑到后续加工，为了避免基准不重合误差和粗基准的重复使用，选择作为精基准的A面为第一定位基准。另外R40的圆弧处于悬空状态，为了钻孔时的稳定性要不光要限制其自由度，还要适当增加其刚性。35H7所在位置中间是空的，为了保证其加工时的刚度，要避免悬空。根据上述分析，确定选择A面作为第一定位基准，使用两块弧形定位支撑板进行面定位，限制三个自由度。在R45的圆弧作为第二定位基准，用V型块进行定位，限制两个自由度。最后用R40的圆弧作为第三定位基准，用上下两个活动V型块配合定位，限制最后一个自由度，实现六点定位。夹紧方面用B面上使用两个活动压板进行夹紧，中间腔的位置使用活动支撑板支撑，配合滚花螺钉使工件靠在V型块上，最后通过拧紧活动压板上面的螺母，使弹簧压缩完成夹紧。R40的圆弧处夹紧方式同样为手动夹紧，利用钩头螺栓下压，使得下活动V型块固定于导套内，实现完全夹紧。5.1.2计算夹紧力在工件装夹的过程中夹紧是十分重要的组成部分。工件在完成定位以后或者工件在定位的时候，需要使用一些定位装置或者元件进行固定，把工件固定在准确的位置上，不会被加工过程中的产生的惯性力、切削力等因素改变工件位置甚至被破坏定位， 从而对工件的加工要求和生产中的安全问题进行保证。 夹紧应满足以下基本要求。夹紧可靠，能自锁。 操作迅速、方便和省力。夹紧不能把工件已经定位好的正确位置破坏。通常夹紧力的方向应在主定位面上。夹紧力的作用方向应使所需的夹紧力尽可能小。在保证夹紧可靠的情况下，减少夹紧力可以减轻工人工作量，减少工件受到夹紧而产生变形的程度，因此应尽量使夹紧力的方向与工件重力的方向重合使所需夹紧力最小。为了使夹具的夹紧力尽可能小使其与切削方向相反，因此实际中所需要的夹紧力F夹与切削力F的关系式为F夹 =KF式（5-1）上述公式中K为安全系数，由于夹紧力的方向与切削力处于相反状态，因此取K=2当前面的计算可知F夹 =KF=317096.92=51290.7N式（5-1）夹紧力是移动压板施加的，故 F0=F夹/3=51290.76/3=17096.9N式（5-2）5.1.3定位精度的分析27，37两个孔在一次装夹下完成加工，并且需要用钻模保证其加工精度。27，37两孔偏角为32，因角度引起两孔的中心距为46.37+0.17+0.25mm，夹具上钻套的尺寸公差应为两孔公差的四分之一，所以夹具的上偏差应为+0.62m，下偏差为/+0.42m。所以两钻套的中心距离46.37+0.425+0.625mm，即水平位置尺39.46-0.05+0.015mm,竖直位置尺寸为24.66-0.01+0.01mm。衬套与夹具体模板的配合为H7/r6;钻套，扩孔套和铰套与衬套的配合为H9/h9; 钻，扩孔时的刀具与导套内孔的配合为F8/h6;铰孔时取刀具与导套内孔的配合为H7/h6;此外，夹具上还应标注下列技术要求：钻套孔中心轴线与支承板平面的垂直度为30:0.02;钻20的钻套孔中心轴线与支承板平面和夹具的侧平面的平行度为0.02mm。5.2 第5道工序铣35+0.34/0的槽夹具设计5.2.1 确定设计方案 本道工序用35H7的内孔作为第一定位基准，用带台阶的定位心轴来进行心轴定位限制五个自由度，并通过拧紧螺母时移动压板压紧工件，实现定心夹紧，在用一长销来限制旋转方向的自由度。5.2.2 定位精度的分析本夹具设置了直角对刀块，借助平塞尺进行对刀，控制三面刃铣刀的中心位置和铣削深度。取：35的孔与心轴的配合为H7/h6第六章 结 论为了完成本次毕业，通过图书馆和互联网查阅了很多资料，也是在这个过程中对目前我国汽车发动机零部件生产行业有了一定程度的了解。发动机作为汽车的心脏，对构成其的零部件有着相当高的要求，可以说零部件精度和质量的好坏，直接影响到发动机的性能和安全性能。一方面我国的零部件生产厂商在一些关键零部件的工序上达不到质量精度要求，这就需要我国的汽车生产厂商从国外引进这些关键零部件，引进的价格是非常昂贵的。另一方面这些关键零部件会根据发动机的不同而采用不同的制造流程，这就需要汽车生产厂家与零部件制造厂商进行长期稳定的合作，新品的推出周期越短对合作的依赖就越紧密。这就会导致国内新成立的零部件生产厂商很难介入其中。零件制造行业投入资金需求大，只有大规模的生产零件才可以使资金流动，然而新的厂商根本无法和拥有稳定客户的业界巨头相竞争。通过这次毕业设计，我对连杆的生产过程有了一定了解，从毛坯的制造，零件图的绘画，工艺路线的拟定到工序工步的划分再到最后定位基准的选定和夹具的设计，本人水平有限，在老师的帮助和指导下，使我对整个过程有了新的认识。我国目前与大国的零件制造差距不仅仅在技术方面，在机床精度和刀具精度方面也有非常大的差距。我国的工业起步较晚，所以要想跟上大国的脚步，就不仅仅需要有着丰富工作经验的老一辈人的努力，更需要新时代的年轻人把自己所学到的知识回报给自己的祖国，只有这样我们的祖国才能更加的繁荣富强。致 谢时间过得飞快，仿佛昨天我才刚刚步入大学校园，现在已经快要毕业了。毕业前的最后一个任务便是毕业设计。本次毕业设计对我来说收益良多。它对我来说是大学四年所学知识的一个深刻总结。通过这次毕业设计，对课堂上所学习的知识进行了复习和巩固，学会了如何将所学知识运用到实际当中去。在进行毕业设计的过程中难免遇到了很多困难，但是我并未因此而放弃。在网上查阅了许许多多的资料，参考了很多的与专业相关的书籍，运用书中的知识解决了许多问题。在这里还要对我的老师和同学表示感谢，在设计过程中遇到问题的时候，同学们都很愿意帮助我解决问题。特别要感谢我的指导老师，他对我完成毕业设计提供了非常大的帮助，每当我遇到问题的时候，他都能不厌其烦地替我解答。让我印象最深刻的事情便是老师凌晨三点钟还在批阅论文，指出我的不足之处，老师的认真负责让我在遇到困难的时候依然有前进下去的动力，没有老师的悉心指导，我可能很难完成本次毕业设计。这次毕业设计是我人生中的宝贵经历，使我学会如何熟练运用机械制造加工理论，并与实习中学习到的实践经验相结合，能够靠自己的能力解决工艺设计过程中产生的问题，拥有了独立制定零件工艺规程和设计夹具的能力，学会了如何查阅相关资料以及设计过程中的相关计算，学会了如何熟练使用相关制图软件，如CAD、PROE等进行零件的二维三维制图，为以后的工作做好铺垫。最后再次感谢我的指导老师。参考文献1 尹成胡.机械加工简明速查手册.北京化学工业出版社.2015.122 艾兴.切削用量简明手册M.机械工业出版社 (第3版)2006.23 李益民.机械制造工艺学设计简明手册M.哈尔滨工业大学2007.54 王其昌.机械制图M.机械工业出版社.2005.15 蒋清平.Auto CAD 2016机械制图实训教程M,北京：人民邮电出版社，20166 李雨田.浅谈机床夹具的应用及发展趋势J.电子制作，2013.7 张滢滢，刘春雨.关于机床夹具的发展前景的探讨J.科技创新导报，2011.8 杨营营.现代机床夹具简述J.职业，2011.9 Victor E.Repp.Ed.D.Machine Tool Technology. Printed in the United States of America大连科技学院毕业设计（论文）原创承诺书1、本人承诺：所提交的毕业设计（论文）是认真学习理解大连科技学院本科毕业设计（论文）管理办法后，在教师的指导下，独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。2、本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。3、在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。4、本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。5、本人完全了解毕业设计（论文）作假行为认定与处理办法关于“学生毕业设计（论文）出现购买、他人代写、或者抄袭、剽窃等作假情形的，取消学生毕业设计（论文）答辩资格，毕业设计（论文）成绩为无效，并根据情节给予学生相应纪律处分，最高为开除学籍处分；已经获得学位的，依学校依法撤销其学位，并注销学位证书。以上承诺的法律结果、不能正常毕业及其他不可预见的后果由学生本人承担！学生本人签字： 年 月 日附 录