前言機械制造業是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業。機械制造業的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業的產品。我們的生活離不開制造業，因此制造業是國民經濟發展的重要行業，是一個國家或地區發展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。連桿及其銑寬10槽的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行畢業設計之后的下一個教學環節。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養自己的自學與創新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本設計選用連桿來進行工藝編制與夾具設計，以說明書、繪圖為主，設計手冊與國家標準為附來進行詳細說明。第1章工藝規程制定1.1機械加工工藝規程制訂1、工藝規程規定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。2、制訂工藝規程的原則保證圖樣上規定的各項技術要求，有較高的生產效率，技術先進，經濟效益高，勞動條件良好。3、制訂工藝規程的原始資料4、制訂工藝規程的程序計算生產綱領，確定生產類型；分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查；確定毛坯的種類、形狀、尺寸及精度；擬訂工藝路線（劃分工藝過程的組成、選擇定位基準、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序、選擇機床設備等）；進行工序設計（確定各工序加工余量、工序尺寸及公差，選擇工藝裝備，計算時間定額等；確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。1.2機械加工工藝規程的組成工藝過程由若干個按著一定順序排列的工序組成。工序是工藝過程的基本單元，也是生產組織和計劃的基本單元。工序又可細分為若干個安裝、工位及工步等。1、工序一個或一組人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續完成的一部分工藝過程。2、安裝工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序3、工位為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或設備的可動部分相對刀具或設備的固定部分占據每一位置所完成的那部分工序。4、工步在加工表面和加工工具不變的情況下所連續完成的那一部分工序1.3制訂機械加工工藝規程的原始資料產品裝配圖及零件圖；產品質量的驗收標準；產品的生產綱領及生產類型；原材料及毛坯的生產水平；現場生產條件（機床設備與工藝裝備、工人技術水平等）；國內外有關工藝、技術發展狀況。第2章零件的分析2.1零件的作用題目所給的零件是連桿，連桿組承受活塞銷傳來的氣體作用力及其本身擺動和\t"/item/%E8%BF%9E%E6%9D%86/_blank"活塞組往復慣性力的作用，這些力的大小和方向都是周期性變化的。因此連桿受到壓縮、拉伸等交變載荷作用。連桿必須有足夠的疲勞強度和結構剛度。疲勞強度不足，往往會造成連桿體或連桿螺栓斷裂，進而產生整機破壞的重大事故。若剛度不足，則會造成桿體彎曲變形及連桿大頭的失圓變形，導致活塞、汽缸、軸承和曲柄銷等的偏磨。2.2零件的工藝分析零件的材料為45鋼，以下是連桿需要加工的表面：

1.Φ65上端面

2.Φ25上端面Φ65下端面Φ25下端面Φ42.6孔Φ15.3孔Φ65上端面的寬10槽Φ65下端面的寬10槽

第3章工藝規程設計3.1確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼，特性為中碳調質結構鋼,考慮到中碳調質結構鋼的抗缺口敏感性，減震性和耐優良等特點,因此應該選用鍛件,以便使開合螺母在使用中耐磨性良好,保證零件工作可靠.由于零件年產量為3000件,已達到成批生產的水平，而且模鍛，免除了砂模和制模的設備，以及減少了鍛工車間的面積，生產成本就有了降低，這樣得來的鍛件具有緊密與微細的顆粒結構及較好的機械性能。因此采用模鍛,這從提高生產率、保證加工精度來考慮也是應該的。

3.2基面的選擇基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產無法正常進行。

一：粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。基準的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。二：精基準的選擇精基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統一”原則盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3）“自為基準”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。3.3制訂工藝路線制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工件集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工藝路線方案：工序01：備料工序02：調質處理工序03：粗銑Φ65上端面、Φ25上端面工序04：粗銑、半精銑Φ65下端面、Φ25下端面工序05：半精銑Φ65上端面、Φ25上端面工序06：粗鏜、精鏜Φ42.6孔工序07：鉆、擴、鉸Φ15.3孔工序08：粗銑、半精銑、精銑Φ65上端面的寬10槽工序09：粗銑、半精銑、精銑Φ65下端面的寬10槽工序10：鉗工去毛刺工序11：檢驗至圖紙要求并入庫 3.4機械加工余量的確定鍛件重為0.26kg,在1600t熱模鍛壓力機上生產，零件無磨削精加工工序，鍛件復雜系數為，長度為102mm時，查出該零件余量是：厚度方向為1.0-1.5mm，水平方向為1.0-1.5mm。3.5選擇加工設備及工藝裝備工序03：粗銑Φ65上端面、Φ25上端面，刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K工序04：粗銑、半精銑Φ65下端面、Φ25下端面，刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K工序05：半精銑Φ65上端面、Φ25上端面，刀具：端面銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：立式銑床X52K工序06：粗鏜、精鏜Φ42.6孔，刀具：圓柱鏜刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：坐標鏜床T4163工序07：鉆、擴、鉸Φ15.3孔，刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀；量具：圓柱塞規；夾具：專用夾具；機床：立式鉆床Z525工序08：粗銑、半精銑、精銑Φ65上端面的寬10槽，刀具：三面刃銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：臥式銑床X62工序09：粗銑、半精銑、精銑Φ65下端面的寬10槽，刀具：三面刃銑刀；量具：游標卡尺；夾具：專用夾具；機床：臥式銑床X623.6確定切削用量及基本工時工序01：備料工序02：調質處理工序03：粗銑Φ65上端面、Φ25上端面工步一：粗銑Φ65上端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：粗銑Φ25上端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序04：粗銑、半精銑Φ65下端面、Φ25下端面工步一：粗銑Φ65下端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：半精銑Φ65下端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝600當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步三：粗銑Φ25下端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步四：半精銑Φ25下端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝600當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序05：半精銑Φ65上端面、Φ25上端面工步一：半精銑Φ65上端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝600當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：半精銑Φ25上端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝600當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序06：粗鏜、精鏜Φ42.6孔工步一：粗鏜Φ29.6孔至Φ41.6所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓菜鏜刀。確定切削深度確定進給量根據表1.5，當粗鏜鍛件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為34mm時，=0.15～0.30mm/r按T4163機床的進給量（表4.2-26），選擇=0.27mm/r確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=250，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則58.5m/min=448r/min按T4163機床上的轉速，選擇基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=1.0mm，=14.3mm，=4mm，=0，=0.27mm/r,，工步二：精鏜Φ41.6孔至Φ42.6所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據表1.5，當精鏜鍛件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為34mm時，=0.15～0.30mm/r按T4163機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.15mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=250，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則75m/min=561r/min按T4163機床上的轉速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=0.5mm，=14.3mm，=4mm，=0，=0.15mm/r,，工序07：鉆、擴、鉸Φ15.3孔工步一：鉆孔至Φ14確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為工步二：擴Φ14孔至Φ15利用擴孔鉆將Φ14孔至Φ15，根據有關手冊規定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取則主軸轉速為，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為工步三：鉸Φ15孔至Φ15.3確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為工序08：粗銑、半精銑、精銑Φ65上端面的寬10槽工步一：粗銑Φ65上端面的寬9槽1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型臥式銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝4753）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：半精銑寬9槽至寬9.8槽1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型臥式銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝6003）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步三：精銑寬9.8槽至寬10槽1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra1.6，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型臥式銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝7503）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序09：粗銑、半精銑、精銑Φ65下端面的寬10槽工步一：粗銑Φ65下端面的寬9槽1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型臥式銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝4753）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：半精銑寬9槽至寬9.8槽1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型臥式銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝6003）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步三：精銑寬9.8槽至寬10槽1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra1.6，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型臥式銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝7503）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序10：鉗工去毛刺工序11：檢驗至圖紙要求并入庫第4章夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計粗銑、半精銑、精銑寬10槽的銑床夾具。4.1問題的提出本夾具主要用于銑槽，表面粗糙度Ra1.6，精度要求較高，故設計夾具時即考慮如何提高生產效率，降低勞動強度，也要考慮生產質量。4.2定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規程和最終加工出的零件質量。基準選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。由零件圖和工藝過程得，選Φ65上端面、Φ25上端面、Φ42.6孔和Φ15.3孔作為定位基準。4.3定位元件的設計選擇已加工好的Φ65上端面、Φ25上端面、Φ42.6孔和Φ15.3孔來定位，所以相應的夾具上的定位元件應是夾具體及定位銷和削邊銷。因此進行定位元件的設計主要是夾具體及定位銷和削邊銷。Φ65上端面和Φ25上端面與夾具體相配合，限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。Φ42.6孔與定位銷相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。Φ15.3孔與削邊銷相配合，限制一個自由度，即Z軸轉動。工件限制六個自由度，屬于完全定位，故設計合理。4.4定位誤差分析1、移動時基準位移誤差（式3-1）式中：————圓柱銷孔的最大偏差————圓柱銷孔的最小偏差————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式5-5）得：=0.025+0+0.025=0.05（mm)2、轉角誤差（式3-2）式中：————圓柱銷孔的最大偏差————圓柱銷孔的最小偏差————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙————削邊銷孔的最大偏差————削邊銷孔的最小偏差————削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中：則代入（式4-2）得：則：=0.0422°4.5切削力的計算與夾緊力分析本夾具是粗銑、半精銑、精銑寬10槽，粗銑時切削力是最大的，故按粗銑時計算切削力。計算切削力如下：查《簡明機床夾具設計手冊》表3-3得切削力計算公式：由粗銑寬9槽的工時計算知，，=0.2mm，，，，由《簡明機床夾具設計手冊》表3-3知即=33440278N由上計算得》，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。所需夾緊力，查表5得，，安全系數K=式中為各種因素的安全系數，查表得：K=2.153，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M8螺母鎖緊，查表得夾緊力為5315N4.6夾具設計及操作簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇用六角頭螺栓、螺母、彈簧、帶肩螺母和旋轉壓板等組成的夾緊機構進行夾緊工件。