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1、摘要该文首先进行了连杆的零件分析，通过对参考文献进行的分析与研究，阐述 了工艺、和制造技术等的相关内容；在技术路线中，论述连杆工艺的加工工艺， 加工顺序的安排。为毕业设计写作建立了进度表，为以后的设计工作提供了一个 指导。最后，给出了一些参考文献，可以用来查阅相关的资料，给自己的设计带 来方便。该设计根据所给的连杆的零件图、技术要求和加工批量及设备、设计出适合 于该连杆的加工工艺和端面铣夹具。为了实现大批量生产，机床按连杆的机械加 工工艺过程连续排列，且多为专用机床。毛坯由模锻获得，采用连杆体和连杆盖 合锻，提高了材料的利用率，有利于组织和生产管理。加工时装夹也比较方便， 论文还根据零件特征设
2、计了专用夹具。整个设计的指导思想是“简便、高效、经 济”地生产出符合要求的产品。关键词：连杆加工工艺 专用夹具前言一件产品能否制造出来，制造出来的产品质量如何，产品性能达到什么水准， 外观造型怎么样，使用起来是否方便等等。都与工艺信息息息相关。工艺是生产 中最活跃的因素，既是构思和想法，又是实在的方法和手段。工艺设计是生产加 工中的核心内容之一。与此联系，一个企业的产品是否具有竞争力，在很大程度 上也取决与产品工艺是否精湛，制造技术是否精良。材料、设备、工艺是企业生产的基本要素，是反映技术水平的主要标志。其 中，工艺技术是诸要素中的核心。工艺技术决定了产品的加工路线、零件的加工 方法，从而决定
3、了采用什么样的设备及工装。零件在工艺规程制定以后，就要按工艺规程顺序进行加工。加工中除了要机 床、刀具、量具之外，大批量生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的 联、联接装置。使工件相对与机车或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏直接 影响工件加工表面的位置精度。夹具最早出现在 18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅 助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工 件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代， 以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，
4、一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面， 在多品种生产的企业中，每隔34 年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的 实际磨损量仅为 1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、 柔性制造系统（FMS ）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成 本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。
5、2现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四 个方面。（1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我 国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T2259 91以及各类通用夹具、 组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生 产准备周期，降低生产总成本。（2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精 度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度 可达土0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5“m。（3）高效化 高效化夹具主要用来减少
6、工件加工的基本时间和辅助时间， 以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高 速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件， 效率可提高 5 倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转 速为 9000r/min 的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目 前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上， 尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充 分发挥了数控机床的效率。（4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通 过调整、组合等方式，以适应
7、工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工 序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要 有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现 代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹 具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。一、问题的提出设计的依据：连杆体的零件图、连杆盖的零件图、连杆总成图、大批量生产。 机床多为专用机床。设计的要求：设计该连杆的加工工艺及端面粗铣夹具设计。二、基本概念和理论基础1加工工艺：是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成 为成品或半成品的过程。2
8、机床的夹具应满足的要求机床夹具应满足的基本要求包括下面几个方面：（1）、保证加工精度这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案。夹具制造的技术要求，定位误差的分析和计算。（2）、夹具的总体方案应与生产纲领相适应在大批量生产时，尽量采用快速、高速的定位夹紧机构和动力装置。提高自动化程度，符合生产结构要求。（3）、安全方便、减轻劳动强度机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置，要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间， 使工人操作方便。（4）、排屑顺畅机床夹具中积集切屑会影响到工作的位置精度，切屑热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间
9、，降低生 产率。因此，夹具设计中要给予排屑问题的重视。（5）、机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性机床夹具设计时，要方便制造、检验，调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。三、连杆的加工工艺设计1.连杆的功用与结构分析连杆是发动机的五大件之一，是发动机重要的安全件。其大头孔与曲轴连接， 小头孔通过活塞削与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传给曲轴，又受曲轴 驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。连杆受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量 小、强度高。连杆杆身是工字型截面，而且从大头到小头逐步变小。连杆的质量 直接影响发动机的使用性能和安全性能。从结构上看连杆并不复杂，但连杆属于 典型的不规则件且精度要
10、求高，所以加工工艺比较复杂：磨削、钻、铰、镗、铣、 衍磨等多种加工方法。连杆由连杆大头、杆身和连杆小头三部分组成。连杆大头是分开的，一半为 连杆盖，另一半与杆身为一体，通过连杆螺栓连接起来。连杆大头孔内分别装有 轴瓦。由于连杆与连杆盖的结合面是与大、小头孔轴线所在平面垂直，故称为直 剖式连杆。2.连杆的工艺特点(1) 连杆体和盖厚度一样，改善了加工工艺性。盖两端面精度产品要求不高， 可一次加工而成。由于加工面小，冷却条件好，使加工振动和磨削烧伤不易产生。 连杆杆和盖装配后不存在端面不一致的问题，故连杆两端面的精磨不需要在装配 后进行，可在螺栓孔加工之前。螺栓孔、轴瓦对端面的位置精度可由加工精度
11、直 接保证，而不会受精磨加工精度的影响。(2) 连杆小头两端面由斜面和一段窄平面组成。这种楔形结构的设计可增大 其承压面积，以提高活塞的强度和刚性。在加工方面，与一般连杆相比，增加了斜面加工和小头孔两斜面上倒角工序； 用提高零件定位及压头导向精度来避免衬套压偏现象的发生，但却增加了压衬套 工序加工的难度。(3) 带止口平结合面。连杆结合面结构种类较多，有平切口和斜切口，还有 键槽形、锯齿形和带止口的。该连杆为带止口平结合面。3.定位及夹紧粗基准的正确选择和初定位夹具的合理设计是加工工艺中至关重要的问题。 在粗铣连杆大小头端面定位面时，采用连杆的工艺凸台粗基准定位方式。这样保 证了大小头孔和盖上
12、各加工面加工余量均匀，保证了连杆大头称重去重均匀，保 证了零件总成最终形状及位置。精加工基准采用了无间隙定位方法，在产品设计出定位基准面。在连杆杆和 总成的加工中，采用杆端面、小头顶面和侧面、大头侧面的加工定位方式；在螺 栓孔至止口斜结合面加工工序的连杆盖加工中，采用了以其端面、螺栓两座面、 一螺栓座面的侧面的加工定位方法。这种重复定位精度高且稳定可靠的定位、夹 紧方法，可使零件变形小，操作方便，能通用于从粗加工到精加工中的各道工序。由于定位基准统一，使各工序中定位点的大小及位置也保持相同。这些都为稳定 工艺、保证加工精度提供了良好的条件。4.连杆的主要技术要求连杆技术条件是根据其功用和工作制
13、定的，从连杆零件简图可以看出，连杆 的大、小头孔为连杆的装配基准，因此技术条件各项精度指标以大小头孔为基准 确定的。今将连杆的装配精度和主要技术要求列于表 11所示。表 11 连杆的主要技术要求技术要求项目具体要求或数字满足的主要性能大、小孔精度尺寸公差等级为IT6，圆柱度为0.0040.006保证与轴瓦的良好配合两孔中心距0.030.05气缸的压缩比两孔轴线在 两个相互垂直方 向上的自由度在连杆大、小头孔所在的平 面内的平行度为（0.020.05）： 100,在垂直连杆大、小头孔轴线 所在的平面内的平行度为（0.040.09）： 100使气缸壁磨损均匀 和使曲轴颈边缘减少磨 损大小孔两端面对
14、其轴线的垂直度100： 0.1减少曲轴边缘磨损两螺孔（定位孑L）的位置精度在两个垂直方向上的平行度为（0.020.04）： 100保证正常承载能力 和大小孔轴瓦与轴颈的 良好配合连杆组内各连杆的质量差2%保证运转平稳5.连杆的材料与毛坯连杆的材料为 45 钢。45 钢为中碳钢，因钢中珠光体含量多，其强度和硬度较高，淬火后的硬度可显著增加。它不仅强度、硬度较高，其兼有较好的塑性和 韧性，既综合性能优良。因钢制连杆都是用模锻制造毛坯。连杆毛坯的锻造工艺方案有两种：其一是 将连杆体和连杆盖分开锻造；其二是将连杆体和连杆盖整体锻造。整体锻造或分开锻造的选择取决于锻造设备的能力，整体锻造需要有较大的 锻
15、造设备。从锻造后的材料组织来看：分开锻造的连杆盖金属纤维是连续的（图 11a），因此具有较高的强度；而整体锻造的连杆，铳切后连杆盖的金属纤维是 断裂的（图1 1b ） ,因而削弱了强度。整体锻造要增加切开连杆的工序，但整体 锻造可以提高材料的利用率，减少结合面的加工余量，加工时装夹也较方便。整 体锻造只需要一套锻模，一次便可锻成，也有利于组织和生产管理，尤其是整体 精锻连杆盖的应用。故一般只要不受连杆盖形状和锻造设备的限制，均尽可能采6.连杆的加工工艺过程图1-2 是汽车的连杆盖零件简图，图 1-3 是其连杆体的零件简图，这两个零件用螺栓联接，用定位套定位，连杆的生产属于大批量生产，采用流水线加工，图1-2连杆盖零件简图在此边的一个端面 上检验硬度机床按连杆的机械加工工艺过程连续排列，设备多为专用机床。）（装配后加工要求）1翁-T1co寸2：*：313L.24枚术艮朿1. 峨埋愉損角不大千2. 左连抨加仝朗麦面上苹痔有裂武、頂裂、离 层、雷是、凹槪、飞址、包比U忑锈烛锌SS黑. 堆秆上环的有因奁凤未宪情邀損产生脚爨!& 连抨上干岸朴峰琵.q.在希
