课程设计说明书课程设计题⽬：连杆的机械加⼯⼯艺及夹具设计
（教务处制表）
连杆加⼯说明书
⽬录
⼀、绪论-------------------------------------------------- -----------------------3
1.1 本课题的意义、⽬的--------------------------------------------------------- 3 1.2 机械制造⼯艺在国内的发展概况----------------------------------------------- 3 1.3 机械制造⼯艺在国外的发展概况----------------------------------------------- 3 1.4 机床夹具的定义及发展趋势--------------------------------------------------- 3 1.4.1 机床夹具的定义--------------------------------------------------------- 3
1.4.2 机床夹具的发展趋势----------------------------------------------------- 3 1.5本课题应解决的主要问题及技术要求------------------------------------------- 4 1.5.1本课题的主要问题------------------------------------------------------- 4 1.5.2本课题的技术要求------------------------------------------------------- 4
⼆、零件的⼯艺分析-------------------------------------------------------------- 4
2.1零件的作⽤----------------------------------------------------------------- 4
2.2零件的⼯艺分析------------------------------------------------------------- 4
三、⼯艺规程的设计--------------------------------------------------------------- 6
3.1 确定⽑坯的制造形式--------------------------------------------------------- 6 3.2 基准的选择----------------------------------------------------------------- 6
3.2.1 粗基准的选择----------------------------------------------------------- 6
3.2.2 精基准的选择----------------------------------------------------------- 6 3.3 ⼯艺路线的拟定及⼯艺⽅案的分析与⽐较--------------------------------------- 6
3.3.1 ⼯艺路线的拟定--------------------------------------------------------- 6
3.3.2 ⼯艺⽅案的⽐较与分析--------------------------------------------------- 6 3.4 机械加⼯余量、⼯序尺⼨及
⽑坯尺⼨的确定-------------------------------------- 7
3.4.1 ⽑坯尺⼨的确定，画⽑坯图------------------------------------------------ 7
3.4.2 加⼯两凸⾯------------------------------------------------------------- 8
3.4.3 钻φ7.94mm孔------------------------------------------------------ 8
3.4.4 钻φ3.7mm孔----------------------------------------------------------- 8
3.4.5 加⼯1mm槽⾯----------------------------------------------------------- 8
3.4.6 钻φ3.5mm螺纹孔------------------------------------------------------- 8
3.4.7 钻φ2.5mm孔----------------------------------------------------------- 9
3.4.8 时间定额计算---------------------------------------------------------- 9
四、夹具设计--------------------------------------------------------------------10
4.1精铣连杆两端⾯的夹具设计----------------------------------------------10
4．1.1铣床夹具定位⽅案的确定-----------------------------------------------10
4.1.2 铣床夹具的夹紧机构的确定----------------------------------------------11
4.1.3铣床夹具对⼑装置的确定------------------------------------------------11
4.1.4 铣床夹具的结构分析----------------------------------------------------11
五、总结----------------------------------------------------------------------- 13
六、参考⽂献------------------------------------------------------------------- 14
⼀、绪论
1.1 本课题的意义、⽬的
机械制造业是⼀个古⽼⽽永远充满⽣命⼒的⾏业。随着现代⼯业的发展，对机械产品的要求越来越⾼，机械制造⼯艺也在⽇新⽉异地发展。资料表明，优秀的⼯艺⼯程师在发达国家⼗分稀缺，因为培养⼯艺⼯程师需要长时间的磨练，不可能⼀蹴⽽就。
这次课程设计，就是旨在进⾏⼀次⼤练兵。当然，不可能期望通过⼀次课程设计就成为合格的⼯程师，
但起码可以籍此踏⼊机械制造与⾃动化专业的门槛。
1.2 机械制造⼯艺在国内的发展概况
随着我国装备制造业的发展，特别是结合国家重⼤装备研制与技术引进、技术改造，制造业总体⼯艺⽔平和综合制造能⼒得到了新的提⾼。我国已掌握了⼀批重⼤装备的成套制造⼯艺技术，对规模制造产品，能较快地形成规模化、集成化的⼯艺结构与制造能⼒，装备制造业的机床数控化率有了较⼤的提⾼，产品装配⼯艺有新的突破，在铸造、锻压、热处理、电镀等⾏业普遍推⾏专业化⽣产，涌现出许多较⾼⽔平的⼯艺创新成果。
我国机械制造⼯艺虽然取得了长⾜进步，但与发达国家先进⼯艺相⽐，在技术⽅⾯还存在着相当⼤的差距，主要表现在“两低”、“两⾼”。“两低”：⼀是产品零件精度低，⼆是⽣产效率低；“两⾼”：⼀是⼯艺消耗⾼，⼆是环境污染⼤。
我国机械制造业正⾯临着⼀个快速发展的重⼤机遇。针对如何抓住机遇快速发展问题，原机械⼯业部副部长、中国机械制造⼯艺协会⾼级顾问陆燕荪认为核⼼问题是产业结构的调整。
1.3 机械制造⼯艺在国外的发展概况
进⼊21世纪，发达国家把机械制造⼯艺置于更为优先发展的重要地位，机械制造⼯艺的基础地位毫不
动摇。机械制造⼯艺位居⼯业的核⼼地位，担负着为国民经济发展和国防建设提供技
计算机控制系统术装备的重任，是⼯业化国家的主导产业。⼯业发达国家不断加⼤对机械制造⼯艺的研发投⼊，持续加强核⼼技术创新，增强⾼技术在机械制造⼯艺发展中的影响⼒和渗透⼒，从⽽更加凸显了现代机械制造⼯艺对于推动产业技术升级和国民经济发展的重要性。极端制造技术将成为制造技术发展的重要领域。极端制造是指在极端条件下，制造极端尺度或极⾼功能的器件和功能系统，集中体现在微细制造、超精密制造和巨系统制造。不断提升系统设计、成套制造的能⼒，是机械制造⼯艺的重要发展⽅向。不断强化系统设计、成套制造的能⼒，是国际机械制造⼯艺的⼀个重要发展⽅向。在机械制造⼯艺的发展过程中，各国越来越重视以保护环境和提⾼⽣活质量为核⼼的产品开发、⽣产流程和作业。产业集成为培育产业竞争⼒的重要基础性环节。20世纪90年代以来，全球机械制造⼯艺的集化趋势不断发展。
1.4 机床夹具的定义及发展趋势
1.4.1 机床夹具的定义
在机械制造过程中，⽤来固定加⼯对象，使其占有正确的位置，以便接受施⼯，检测的装置，都可统称为“夹具”。机床夹具为机床的⼀种附加装置，安装⼯件后使之获得相对于机床或⼑具的正确位置，并把⼯件可靠地夹紧。
1.4.2 机床夹具的发展趋势
夹具从产⽣到现在，⼤约可以分为三个阶段：第⼀个阶段主要表现在夹具与⼈的结合上，这是夹具主要是作为⼈的单纯的辅助⼯具，是加⼯过程加速和趋于完善；第⼆阶段，夹具成为⼈与机床之间的桥梁，夹具的机能发⽣变化，它主要⽤于⼯件的定位和夹紧。⼈们越来越认识到，夹具与操作⼈员改进⼯作及机床性能的提⾼有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的⼀部分，成为机械加⼯中不可缺少的⼯艺装备。
随着机械⼯业的迅速发展，对产品的品种和⽣产率提出了愈来愈⾼的要求，使多品种，中⼩批⽣产作为机械⽣产的主流，为了适应机械⽣产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更⾼的要求。它主要表现在以下⼏个⽅⾯：
A.加强机床夹具的三化⼯作：为了加速新产品的投产，简化设计⼯作，加速⼯艺装备的准
备⼯作，以获得良好的技术经济效果，必须重视机床夹具的标准化，系列化和通⽤化⼯作。
B.⼤⼒研制推⼴实⽤新型机床夹具：在单件，⼩批⽣产或新产品试制中，应推⼴使⽤组合
夹具和半组合夹具。在多品种，中⼩批⽣产中，应⼤⼒推⼴使⽤可调夹具，尤其是成组夹具。
C.提⾼夹具的机械化，⾃动化⽔平：近⼗⼏年来，⾼效，⾃动化夹具得到了迅速的发展。
主要原因是：⼀⽅⾯是由于数控机床，组合机床及其它⾼效⾃动化机床的出现，要求夹具能适应机床的要求，才能更好的发挥机床的作⽤
1.5 本课题应解决的主要问题及技术要求
1.5.1 本课题的主要问题
连杆零件的机加⼯⼯艺、⼯装设计。
1.5.2 本课题的技术要求
A.连杆应按经规定程序批准的产品图样及技术⽂件制造；
B.连杆不加⼯表⾯应光洁，不允许有裂纹、折叠、折痕、结疤、氧化⽪及因⾦属未充满锻
模⽽产⽣的缺陷；杆⾝部位不允许有切边拉伤；
每天改变一点点
C.铸件有倾斜的部位、其尺⼨公差带应沿倾斜⾯对称配置；
D.连杆应采⽤灰铸铁HT200(⼀般为：2.6%～3.6% C,1.2%～3.0% Si,0.4%～1.2% Mn,≤0.3%
P,0.15% S；⾼强度铸铁，硬度163-255 HBS)制造。同⼀连杆上的硬度差应不⼤于35 HBS；
E.铸件应清除浇冒⼝、飞刺等。⾮加⼯表⾯上的浇冒⼝残留量要铲平、磨光，达到表⾯质
量要求。铸件⾮加⼯表⾯的粗糙度，砂型铸造R，不⼤于50µm；
F.零件加⼯表⾯上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表⾯的缺陷；
G.铸件⾮加⼯表⾯上的铸字和标志应清晰可辨，位置和字体应符合图样要求；
H.未注形状公差应符合GB1184-2000；未标注尺⼨公差应该按照 GB/T1804-m。
⼆、零件的⼯艺分析
2.1零件的作⽤
此连杆可⽤于许多地⽅，与其他连杆机构结合。连杆的功能决定了它既是传⼒构件，⼜是运动件，可以将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作⽤在活塞组上的燃⽓压⼒传给曲轴。连杆除上下运动外，还左右摆动作复杂的平⾯运动。
连杆⼯作时，主要承受⽓体压⼒和往复惯性⼒所产⽣的交变载荷，要求它应有⾜够的疲劳强度和结构刚度。同时，由于连杆既是传⼒零件，⼜是运动件，不能单靠加⼤连杆尺⼨来提⾼其承载能⼒，须综
合材料选⽤、结构设计、热处理及表⾯强化等因素来确保连杆的可靠性。φ7.94mm为配合⾯，有较⾼精度。
2.2零件的⼯艺分析
该零件是属于连杆机构，形状不规则，尺⼨精度、形位精度要求不⾼，零件的主要技术要求分析如下：（见附图1）
A.两个φ7.94mm孔的孔⾯平⾏度应为100:0.1；
B.φ7.94mm孔与外圆之间的同轴度为0.006；
C.主要保证连杆能正确的与其他零件配合，因此必须保证φ7.94mm，还有上下⼆孔之
间的中⼼线距离39.5±0.1mm；
D.铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及刚度，在外⼒的作⽤下，
不致于发⽣意外事故。
CO2封存
附图1
三、⼯艺规程的设计
3.1 确定⽑坯的制造形式
由于零件的结构不是很复杂，⼜是薄壁件，所以采⽤⾦属型铸造。⼯件材料为HT200(灰铸铁)，⽑坯的尺⼨精度要求为IT 7～8级。
3.2 基准的选择电视卡播放软件
根据零件图纸及零件的使⽤情况分析，知φ7.94mm孔，φ2.5mm孔，φ3.7mm孔，φ3.5mm 螺纹孔，1mm槽等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。
3.2.1 粗基准的选择
外高桥二期按照粗基准的选择原则，为保证不加⼯表⾯的和加⼯表⾯的位置要求，应选择不加⼯表⾯为粗基准，故此处选择杆壁左侧（⽆凸出）为第⼀⽑基准；在加⼯φ7.94mm孔时，为保证孔壁均匀，选择φ12mm的外圆表⾯为第⼆⽑基准。
3.2.2 精基准的选择
在φ
7.94mm两孔加⼯以后，各⼯序则以该孔为定位精基准。这样就满⾜了基准重合的
原则和互为基准的原则。在加⼯某些表⾯时，可能会出现基准不重合，这时需要进⾏尺⼨链的换算。
3.3 ⼯艺路线的拟定及⼯艺⽅案的分析与⽐较
3.3.1 ⼯艺路线的拟定
为保证达到零件的⼏何形状、尺⼨精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的⼯艺路线。
由于⽣产纲领为⼤量⽣产，所以采⽤通⽤机床配以专⽤的⼯、夹、量具，并考虑⼯序集中，以提⾼⽣产率和减少机床数量，使⽣产成本下降。
⼯艺路线⽅案⼀：
热处理时效，整形
⼯序：
1.同时铣2-φ12的⼀端⾯
2.同时铣2-φ12的另⼀端⾯
3.粗铣2-ф12⾄2-ф10
4.精铣2-φ10⼀端⾯
城市外乡人5.精铣2-φ10另⼀端⾯
6.钻扩铰2-φ
7.94孔
7.倒⾓
8.钻M3.5底孔，扩孔⾄φ3.7
9.铣1mm槽
10.加⼯螺纹M3.5
11.钻φ2.5孔
12.去⽑刺
13.检验⼯艺路线⽅案⼆：
热处理时效，整形
⼯序：
1.钻孔，扩⾄2-φ7.94
2.拉孔
3.铣⼤头，定位凸台
4.夹外圆粗、精车内孔及其端⾯2-φ7.94
5.倒⾓
6.以内孔为基准铣下端⾯
7.⼯件装夹在⼯装上，铣上端⾯
8.钻φ2.5孔
9.去⽑刺
10.铣1mm槽
11.钻φ3.7孔，加⼯螺纹M3.5
12.去⽑刺
13.检验
3.3.2 ⼯艺⽅案的⽐较与分析
⽅案⼀是先加⼯铸件两侧的四个端⾯，再在钻床上加⼯出孔。因为同⼀侧的两个端⾯⼀次铣出，可以有很好的平⾏度，然后再
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