发动机连杆零件设计.doc

毕业论文（设计）

题目 发动机连杆零件设计

学生姓名 刘宏达 学号
班 级： 110205
专 业： 机电一体化技术
分 院： 工程技术分院
指导教师： 唐 晖

2013 年 10月 10日

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目 录
摘 要 I
Abstract II
1加工任务分析 1
2零件分析 3
2.1连杆结构特点 3
2.2连杆主要技术要求 3
3确定毛坯及其制造方法 5
4工艺设计 7
4.1定位基面选择 7
4.2连杆机械加工工艺过程 7
4.3 制定工艺路线 9
4.4 选择加工设备及工艺装备 10
5 加工工序中各尺寸及切削用量计算 11
5.1确定加工余量 11
5.2确定工序尺寸及其公差 11
6 工序时间确定 13
6.1计算加工连杆体时间 13
6.2计算铣开连杆体和盖时间 15
7连杆专用夹具设计 16
7.1连杆专用夹具设计主要内容 16
7.2 铣剖分面夹具设计 16
结 论 19
致谢 21
参考文献 22

摘 要

连杆是柴油机主要传动件之一，本文主要论述了连杆加工工艺及其夹具设计。连杆尺寸精度、形状精度以及位置精度要求都很高，而连杆刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力作用，并修正加工后变形，就能最后达到零件技术要求。
机械加工工艺是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益技术保障。然而夹具又是制造系统重要部分，工艺对夹具要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。所以对机械加工工艺及夹具设计具有十分重要意义。
夹具是数控机床加工过程中必不可少部件，随着CAD技术普及应用越来越广和越来越深入，夹具设计已经从传统手工设计发展到利用二维、三维CAD绘图软件集成设计。同时，为了达到现代机床加工对数控技术提出了更高要求，在数控技术向高速、高效、高精度、模块化、智能化、柔性化和集成化方向发展带动下，现代机床夹具设计技术正朝着高效化、精密化、模块化、智能化、柔性化、集成化、标准化等7个方向发展.

关键词 加工工艺　夹具设计　技术要求　位置精度

1加工任务分析

生产纲领大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要作用，它决定了各工序所需专业化和自动化程度，以及所选用工艺方法和工艺装备。
零件生产纲领可按下式计算。
N=Qn（1+a%）（1+b%）
根据教材中生产纲领及生产类型及产品大小和复杂程度关系，确定其生产类型。
图1-1，为某产品上一个连杆零件。该产品年产量为5000台。设其备品率为25%，机械加工废品率为0.2%，每台产品中该零件数量为1件，现制定该连杆零件机械加工工艺规程。
图1-1 连杆零件工件
N=Qn（1+a%）（1+b%）
=5000*1*（1+25%）（1+0.2%）
=6262.5 件/年
连杆零件年产量为6262.5件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型及生产纲领关系查阅参考文献 ，确定其生产类型为大量生产。
大量生产工艺特征：
零件互换性：具有广泛互换性，少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法。
1.毛坯制造方法和加工余：广泛采用金属模机器造型，铸或其他商效方法。毛坯精度高，加工余量小。
2.机床设备及其布置形式：广泛采用商效专用机床及自动机床，按流水线和自动排列设备。
3.工艺装备：广泛采用高效夹具，复合刀具，专用量具或自动检验装置，靠调整法
4.对工人技术要求：对调整工技术水平要求高，对操作工技术水平要求较低。

2零件分析

2.1连杆结构特点
连杆是汽车发动机中主要传动部件之一，它在柴油机中，把作用于活塞顶面膨胀压力传递给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞压缩气缸中气体。连杆在工作中承受着急剧变化动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上大头孔用螺栓和螺母及曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质底，底内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦磨损。连杆小头用活塞销及活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔及活塞销磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。
在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力作用和惯性力作用，连杆除应具有足够强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身质量，以减小惯性力作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆质量不能相差太大，因此，在连杆部件大、小头两端设置了去不平衡质量凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头顶端设有油孔(或油槽)，发动机工作时，依靠曲轴高速转动，把气缸体下部润滑油飞溅到小头顶端油孔内，以润滑连杆小头衬套及活塞销之间摆动运动副。
连杆作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞往复直线运动变为曲柄回转运动，以输出动力。因此，连杆加工精度将直接影响柴油机性能，而工艺选择又是直接影响精度主要因素。反映连杆精度参数主要有5个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔及接合面垂直度。

2.2连杆主要技术要求
（1）加工表面尺寸精度和形状精度。
（2）主要加工表面之间相互位置精度。
（3）加工表面粗糙度及其他方面表面质量要求。
（4）热处理及其他要求。
连杆零件图样视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。但基准孔Φ14H8mm要求Ra1.6μm比较高，需要绞孔。本零件两大小头孔加工并不困难。根据零件技术要求，其大小头孔两中心平行度要求比较高，达Φ0.08mm，因此在加工时应设计一夹具来保证两孔中心平行度要求。另外就是该零件油槽加工，分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻至沟槽之内，即能使油路畅通就行。再就是铣小头孔上十字形通槽，需要设计一夹具来加工。

3确定毛坯及其制造方法

连杆在工作中承受多向交变载荷作用，要求具有很高强度。因此，连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如45钢、55钢、40Cr、40CrMnB等。近年来也有采用球墨铸铁，粉末冶金零件尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺出现和应用，使粉末冶金件密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金办法制造连杆是一个很有发展前途制造方法。
连杆毛坯制造方法选择，主要根据生产类型、材料工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料组织性能要求，零件形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进毛坯制造方法可能性来确定毛坯制造方法。根据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成—体。整体锻造毛坯，需要在以后机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题，但由于整体锻造连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯一种主要形式。总之，毛坯种类和制造方法选择应使零件总生产成本降低，性能提高。
目前我国有些生产连杆工厂，采用了连杆辊锻工艺。图（1-2）为连杆辊锻示意图．毛坯加热后，通过上锻辊模具2和下锻辊模具4型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要形状。用辊锻法生产连杆锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。

图（1-2）连杆辊锻示意图
图(1-3)、图(1-4)给出了连杆锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至1140～1200C0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图(1-3)，然后在锻压机上进行预锻和终锻，再在压床上冲连杆大头孔并切除飞边见图(1-4)。锻好后连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆毛坯尚需进行热校正。
连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等全面检查，方能进入机械加工生产线。

4工艺设计

4.1定位基面选择
定位基面选择是拟定零件机械加工路线，确定加工方案中首先要做重要工作。基面选择得正确、合理及否，将直接影响工件加工质量和生产率。
在选择定位基面时，需要同时考虑以下三个问题：
（1）以哪一个表面作为加工时精基面或统一基准，才能保证加工精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行。
（2）为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基面。
（3）是否有个别工序为了特殊加工要求，需要采用统一基准以外精基面。
精基面选择：根据精基面选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能情况下，应尽量选择加工表面设计基准为定位基准。
4.2连杆机械加工工艺过程
由上述技术条件分析可知，连杆尺寸精度、形状精度以及位置精度要求都很高，但是连杆刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆机械加工带来了很多困难，必须充分重视。
连杆机械加工工艺过程如下表(1—1)所示：
表(1—1)
工序
工序名称
工序内容
工艺装备
1
铣
铣连杆大、小头两平面,每面留磨量0.5mm
X52K
2
粗磨
以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对称，无标记面称基面。（下同）
M7350
3
钻
及基面定位，钻、扩、铰小头孔
Z3080
4
铣
以基面及大、小头孔定位，装夹工件铣尺寸mm两侧面，保证对称（此平面为工艺用基准面）
X62W组合机床或专用工装
5
扩
以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔为Φ60mm
Z3080
6
铣
以基面及大、小头孔定位，装夹工件，切开工件，编号杆身及上盖分别打标记。
X62W组合机床或专用工装锯片铣刀厚2mm
7
铣
以基面和一侧面定位装夹工件，铣连杆体和盖结合面，保直径方向测量深度为27.5mm
X62组合夹具或专用工装
8
磨
以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆体和盖结合面
M7350
9
铣
以基面及结合面定位装夹工件，铣连杆体和盖mm8mm斜槽
X62组合夹具或专用工装
10
锪
以基面、结合面和一侧面定位，装夹工件，锪两螺栓座面mm,R11mm,保证尺寸mm
X62W
11
钻
钻2—10mm螺栓孔
Z3050
12
扩
先扩2—12mm螺栓孔，再扩2—13mm深19mm螺栓孔并倒角
Z3050
13
铰
铰2—12.2mm螺栓孔
Z3050
14
钳
用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装成连杆组件，其扭力矩为100—120N.m

15
镗
粗镗大头孔
T6 8
16
倒角
大头孔两端倒角
X62W
17
磨
精磨大小头两端面，保证大端面厚度为mm
M7130
18
镗
以基面、一侧面定位，半精镗大头孔，精镗小头孔至图纸尺寸，中心距为mm
可调双轴镗
19
镗
精镗大头孔至尺寸
T2115
20
称重
称量不平衡质量
弹簧称
21
钳
按规定值去重量

22
钻
钻连杆体小头油孔6.5mm,10mm
Z3025
23
压铜套

双面气动压床
24
挤压铜套孔

压床
25
倒角
小头孔两端倒角
Z3050
26
镗
半精镗、精镗小头铜套孔
T2115
27
珩磨
珩磨大头孔
珩磨机床
28
检
检查各部尺寸及精度

29
探伤
无损探伤及检验硬度

30
入库

连杆主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要加工表面为连杆体和盖结合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上螺栓座面等。
连杆机械加工路线是围绕着主要表面加工来安排。连杆加工路线按连杆分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体和盖切开之前加工；第二阶段为连杆体和盖切开后加工；第三阶段为连杆体和盖合装后加工。第一阶段加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔和大头外侧面）；第二阶段主要是加工除精基准以外其它表面，包括大头孔粗加工，为合装做准备螺栓孔和结合面粗加工，以及轴瓦锁口槽加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求加工，包括连杆合装后大头孔半精加工和端面精加工及大、小头孔精加工。如果按连杆合装前后来分，合装之前工艺路线属主要表面粗加工阶段，合装之后工艺路线则为主要表面半精加工、精加工阶段。

4.3 制定工艺路线
制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。
(1)选择加工方法应以零件加工表面技术条件为依据，主要是加工面尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺因素影响。一般是根据主要表面技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序加工方法，然后再确定其他次要表面加工方法。
(2)在各表面加工方法选定以后，就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中大致顺序，以定位基准面加工为主线，妥善安排热处理工序及其他辅助工序。
(3)排加工路线图表。
当生产批量不同时零件工艺路线也会有较大差别，先在列出连杆零件大量生产时工艺路线。

4.4 选择加工设备及工艺装备
(1)根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素，合理确定机床种类及规格。
(2)根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。
(3)根据工件材料和切削用量以及生产率要求，选择刀具，应注意尽量选择标准刀具。
(4)根据批量及加工精度选择量具。
由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辐以少量专用机床流水生产线。工件在各机床上装卸及各机床间传送均由人工完成。

5 加工工序中各尺寸及切削用量计算

5.1确定加工余量
用查表法确定机械加工余量：
（根据《机械加工工艺手册》第一卷 表3.2—25 表3.2—26 表3.2—27）
（1）、平面加工工序余量（mm）
单面加工方法
单面余量
经济精度
工序尺寸
表面粗糙度
毛坯

43
12.5
粗铣
1.5
IT12()
40()
12.5
精铣
0.6
IT10()
38.8()
3.2
粗磨
0.3
IT8()
38.2()
1.6
精磨
0.1
IT7()
38()
0.8
则连杆两端面总加工余量为：
A总=
=（A粗铣+A精铣+A粗磨+A精磨）2
=（1.5+0.6+0.3+0.1）2
=mm
（2） 、连杆铸造出来总厚度为H=38+=mm

5.2确定工序尺寸及其公差
（根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表2—29 表2—34）
1）、大头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来大头孔为55 mm）
工序名称
工序基
本余量
工序经济
精度
工序尺寸
最小极限尺寸
表面粗糙度
珩磨
0.08

65.5
65.5
0.4
精镗
0.4

65.4
65.4
0.8
半精镗
1

65
65
1.6
二次粗镗
2

64
64
6.3
一次粗镗
2

62
62
12.5
扩孔
5

60
59

2）、小头孔各工序尺寸及其公差
（根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表2—29表2—30）

工序
名称
工序基本余量
工序经济
精度
工序
尺寸
最小极限尺寸
表面
粗糙度
精镗
0.2

1.6
铰
0.2

6.4
扩
9

12.5
钻
钻至

12.5

6 工序时间确定

6.1计算加工连杆体时间
(1) 粗铣连杆体结合面 选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—74（84）选取数据
铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.35 m/s
切削宽度ae = 0.5 mm 铣刀齿数Z = 8
切削深度ap=2 mm af = 0.12 mm/r
则主轴转速n = 1000v/D = 89 r/min
根据表3.1—74 按机床选取n = 750 r/min
则实际切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s
铣削工时为： 按表2.5—10
L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fnz = (38+7.5+2.5)/(2.96×60×8) = 0.03 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 min
(2) 精铣连杆体结合面 选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—84选取数据
铣刀直径D = 75 mm 切削速度V = 0.42 m/s
铣刀齿数Z = 8 切削深度ap = 2 mm
af=0.7 mm/r 切削宽度ae=0.5 mm
则主轴转速n = 1000v/D =107 r/min
根据表3.1—74 按机床选取n = 750 r/min
则实际切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s
铣削工时为：按表2.5—10
L = 38 mm L1 = +1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(2.96×60×8) = 0.03 min
按表2.5—46 辅助时间ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
(3) 粗锪连杆两螺栓底面 选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—67选取数据
锪刀直径D = 28 mm 切削速度V = 0.2 m/s
锪刀齿数Z = 6 切削深度ap = 3 mm 进给量f = 0.10 mm/r
则主轴转速n = 1000v/D = 50.9 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n = 750 r/min
则实际切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.94 m/s
锪削工时为： 按表2.5—7
L = 28 mm L1 = 1.5 mm
基本时间tj = L/fn = (28+1.5)/(0.10×750×8) = 0.04 min
(4) 铣轴瓦锁口槽 选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—90选取数据
铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s
铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm
切削宽度ae = 0.5 mm af = 0.02 mm/r
则主轴转速n = 1000v/D = 94 r/min
根据表3.1—74 按机床选取n=100 r/min
则实际切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.33 m/s
铣削工时为： 按表2.5—10
L = 5 mm L1=0.5×63+1.5 = 33 mm L2 = 1.5 mm
基本时间tj=L/fmz=(5+33+1.5)/(100×24)=0.02 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 min
(5) 精铣螺栓座面 选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—90选取数据
铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.47 m/s
铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm
切削宽度ae = 5 mm af=0.015 mm/r
则主轴转速n = 1000v/D = 142 r/min
根据表3.1—31 按机床选取n = 150 r/min
则实际切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.49 m/s
铣削工时为： 按表2.5—10
L = 28 mm L1 = +1.5 = 19 mm L2 = 3 mm
基本时间tj=L/fmz = (28+19+3)/(150×24) = 0.02 min
按表2.5—46 辅助时间ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
(7) 精磨结合面 选用磨床M7130
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—170选取数据
砂轮直径D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s
切削深度ap = 0.1 mm 进给量fr0 = 0.006 mm/r
则主轴转速n = 1000v/D = 157 r/min
根据表3.1—48 按机床选取n = 100 r/min
则实际切削速度V = Dn/（1000×60） = 0.20 m/s
磨削工时为： 按表2.5—11
基本时间tj= =0.02 min (=0.1 k=1 z=8)

6.2计算铣开连杆体和盖时间
选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—79(90)选取数据
铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s
切削宽度ae = 3 mm 铣刀齿数Z = 24
切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r d = 40 mm
则主轴转速n = 1000v/D = 103 r/min
根据表3.1—74 按机床选取n=750 r/min
则实际切削速度V = Dn/（1000×60） = 2.47 m/s
铣削工时为： 按表2.5—10
L = = 17 mm
L1 = - +2 = 6 mm
L2 = 2 mm
基本时间tj= Li/FM = (17+6+2)/(148) = 0.17 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 min

7连杆专用夹具设计

7.1连杆专用夹具设计主要内容
连杆专用夹具一般由定位装置、夹紧装置、导向或对刀装置、其他装置装置和夹具体等基本装置组成，根据夹具基本组成，可以看出夹具设计主要内容包括:
(1) 夹具定位机构设计
包括夹具定位元件及机构选择、定位方案确定以及定位误差计算等。定位元件选择包括定位元件结构、形状、尺寸及布置形式等，主要决定于工件加工要求、工件定位基准和外力作用状况等因素。定位方案主要指工件以平面定位、工件以外圆柱表面定位和工件以内孔定位，然后，根据不同定位方式进行定位误差计算。
(2) 夹具夹紧装置设计
夹具夹紧装置是由力源装置、中间传力机构、夹紧元件及夹紧机构组成，包括夹具夹紧元件及机构选择、夹紧方案确定以及夹紧力及切削力计算等。夹紧机构选择包括斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、杠杆及铰链夹紧机构、联动夹紧机构、定心夹紧机构等。然后，根据切削力计算夹紧力大小，确定合理夹紧方案。
(3) 夹具对定机构设计
夹具对定机构包括对刀装置及元件、引导装置及元件、对定元件、分度装置以及相关计算，如定向键、对刀块、对刀块到定位元件位置尺寸计算、分度装置、分度误差计算等。
(4) 夹具总体装配布局和工艺设计
包括生产零件图、装配图、爆炸图、装配检查、制定夹具制造工艺等。
根据夹具设计主要内容可以得到机床专用夹具设计一般步骤：
(1) 明确设计要求和生产条件、认真调查研究，收集设计资料；
(2) 确定夹具结构方案、绘制夹具总图；
(3) 夹具精度校核、绘制夹具零件工作图；
7.2 铣剖分面夹具设计
1) 定位基准选择
由零件图可知，在铣剖分面之前，连杆两个端面、小头孔及大头孔两侧都已加工，且表面粗糙要求较高。为了使定位误差为零，按基准重合原则选Φ29.49H8小头孔及连杆端面为基准。连杆上盖以基面（无标记面）、凸台面及侧面定位，连杆体以基面和小头孔及侧面定位，均属于完全定位。
2) 夹紧方案
由于零件小，所以采用开口垫圈螺旋夹紧机构，装卸工件方便、迅速。
3) 夹具体设计
夹具体作用是将定位、夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时，能承受一部分切削力。夹具体图如下：

夹具体为铸造件，安装稳定，刚度好，但制造周期较长。
4) 切削力及夹紧力计算
切削力计算：，由《组合机床》（表7-24）得：
P===1902.538N
夹紧力计算：由《机床夹具设计手册》（表1-2-25）得：
用扳手六角螺母夹紧力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夹紧力：W0=5380N
由于夹紧力大于切削力，即本夹具可安全使用。
定位误差计算: 由加工工序知，加工面为连杆剖分面。剖分面对连接螺栓孔中心线有垂直度要求（垂直度允差0.08）；对连杆体小头孔有中心距1900.1要求；对剖分面有0.025平面度要求。所以本工序工序基准：连杆上盖为螺母座面，连杆体为小头孔中心线，其设计计算如下：
1）确定定位销中心及大头孔中心距离及其公差。此公差取工件相应尺寸平均值，公差取相应公差三分之一（通常取1/5~1/3）。故此尺寸为190.30.010。
2）确定定位销尺寸及公差
本夹具主要定位元件为一固定销，结构简单，但不便于更换。该定位销基本尺寸取工件孔下限尺寸Φ29.49。公差及本零件在工作时及其相配孔尺寸及公差相同，即为Φ29.49。
3）小头孔确定
考虑到配合间隙对加工要求中心距1900.1影响很大，应选较紧配合。另外小头孔定位面较短，定位销有锥度导向，不致造成装工件困难。故确定小头定位孔孔径为Φ29.49。
5) 定位误差分析
① 对于连杆体剖分面中心距1900.1要求，以Φ29.49中心线为定位基准，虽属“基准重合”，无基准不重合误差，但由于定位面及定位间存在间隙，造成基准位置误差即为定位误差，其值为：
ΔDw=δD+δd+Δmin
=0.033+0.012+0
=0.045 mm
ΔDw－－剖分面定位误差
δD――工件孔直径公差
δd――定位销直径公差
Δmin――孔和销最小保证间隙
此项中心距加工允差为0.2mm,因此工件在加工过程中能够保证加工精度要求。
② 连杆上盖剖分面尺寸要求，螺母座面（工艺基准）为加工面工序基准，同时亦为第一定位基准，对加工剖分面来说，它及工序基准距离及相应平行度误差只取决于基准在夹具中位置。因为工序基准同时为定位基准，即基准重合，没有基准不重合误差。基准位置误差为零。所以对加工剖分面来说，定位误差为零。即当基准重合时，造成加工表面定位误差原因是定位基准基准位置误差。

结 论

通过对汽车连杆机械加工工艺及对粗加工大头孔夹具和铣结合面夹具设计，使我学到了许多有关机械加工知识,主要归纳为以下两个方面：
第一方面：连杆件外形较复杂，而刚性较差。且其技术要求很高，所以适当选择机械加工中定位基准,是能否保证连杆技术要求重要问题之一。在连杆实际加工过程中，选用连杆大小头端面及小头孔作为主要定位基面，同时选用大头孔两侧面作为一般定位基准。为保证小头孔尺寸精度和形状精度，可采用自为基准加工原则；保证大小头孔中心距精度要求，可采用互为基准原则加工。
对于加工主要表面，按照“先基准后一般”加工原则。连杆主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要加工表面为连杆体和盖结合面及螺栓孔定位面，次要加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及连杆体和盖上螺栓座面等。
连杆机械加工路线是围绕主要加工表面来安排。连杆加工路线按连杆分合可以分为三个阶段：第一个阶段为连杆体和盖切开之前加工；第二个阶段为连杆体和盖切开加工；第三个阶段为连杆体和盖合装后加工。
第二方面：主要是关于夹具设计方法及其步骤。
（1）、定位方案设计：主要确定工件定位基准及定位基面；工件六点定位原则；定位元件选用等。
（2）、导向及对刀装置设计：由于本设计主要设计是扩大头孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑是选用钻套类型及排屑问题，以及对刀块类型，从而确定钻套和对刀块位置尺寸及公差。
（3）、夹紧装置设计：针对连杆加工特点及加工批量，对连杆夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速特点，所以一般都采用自动夹紧装置。
（4）、夹具体设计：连杆结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸大小。夹具体作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，加工时能承受一部分切削力。所以夹具体材料一般采用铸铁。
（5）、定位精度和定位误差计算：对用于粗加工夹具，都应该进行定位误差和稳定性计算，以及设计夹具能否满足零件加工各项尺寸要求。
（6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。
机械产品品种繁多，结构及加工工艺复杂，所需要机床专用工艺装备结构也相应复杂。要提高工装夹具设计智能化水平不是一件简单事情。同时受本人学术水平所限，加上时间仓促，本文在研究过程中，还存在一些问题需要进一步改进和完善，主要工作有：(1) 建立机床专用夹具库是一项庞大而复杂工作，所以需要不断完善夹具零、部件库。
(2) 进一步开展自动装配技术研究，使机床专用夹具设计系统更加完善、易用，智能化。
(3) 随着网络普及和应用，通过网络使设计人员合作，共同设计己成为现实。因而为了适应这一新发展，本系统还应加入网络功能，通过Internet及同事和用户共享图形和硬件资源。开发基于网络机床专用夹具设计可缩短开发周期，提高质量，降低成本。
通过这次毕业设计，使我对大学三年所学知识有了一次全面综合运用，也学到了许多上课时没涉及到知识，尤其在利用手册等方面，对今后毕业出去工作都有很大帮助。另外，在这次设计当中，指导老师杨家兴老师，在大多数时间牺牲自己宝贵休息时间，对我们进行细心指导，我对他们表示衷心感谢！老师，您辛苦了！
在这次毕业设计中，我基本完成了毕业设计任务，达到了毕业设计目，但是，我知道自己设计还有许多不足甚至错误，希望老师们能够谅解

致 谢

首先在这里我要感谢四年来每一位给我们上课任课教师。感谢你们不辞辛苦给我们传授知识。
这次毕业设计能够完成，在这里首先要感谢我导师，在我做毕业设计每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案确定和修改，中期检查，后期详细设计，轴承等整个过程中都给予了我悉心指导。我设计较为简单，老师仍然细心地纠正图纸中错误。除了老师专业水平外，他们治学严谨和科学研究精神也是我永远学习榜样，并将积极影响我今后学习和工作。还有，就是帮助过我完成设计同学，谢谢你们！
“师恩难忘，友谊长存!”本论文顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友关心和帮助。在此，向曾经帮助我老师和同学表示衷心感谢。
在论文即将完成之际，我心情无法平静，从开始进入课题到论文顺利完成，有多少可敬师长、同学、朋友给了我无言帮助，在这里请接受我诚挚感谢。

参考文献
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