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南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
姓 名： 袁潔
學(xué) 號(hào)： 060104264
(用外文寫)
外文出處： Technical English
附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。
指導(dǎo)教師評(píng)語：
簽名：
年 月 日
注：請將該封面與附件裝訂成冊。
附件1：外文資料翻譯譯文
制造業(yè)
雖然為某一產(chǎn)品選擇制造工藝不是設(shè)計(jì)工程師的職責(zé)。但是，設(shè)計(jì)工程師所設(shè)計(jì)的任何一個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)、公差和材料直接影響到其最佳制造工藝和整個(gè)生產(chǎn)周期。同時(shí)，零件的形狀和材料的特性必須適合以下一種或更多種制造工藝的要求。
（1）制造加工;
（2）鑄造;
（3）鍛造;
（4）彎曲;
（5）沖壓;
（6）擠壓;
（7）脫模成型。
以上每種工藝都有一個(gè)加工精度范圍，這一范圍是采用這種加工方法容易獲得的一般精度。因此，確定零件的公差也就確定了零件的加工方法。加工過程中，另外一個(gè)重點(diǎn)考慮的問題是裝配件上的各種零部件的裝配。選擇以下哪一種裝配方法取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)。
（1） 螺栓聯(lián)接（便于拆卸）
（2） 彈性元件聯(lián)接（便于拆卸）
（3） 鉚接（可以拆卸，但不容易拆卸）
（4） 焊接（永久性聯(lián)接）
要求的加工表面質(zhì)量也在很大程度上決定了加工工藝。外觀和耐腐蝕上的要求通常決定了最后一道加工工序，如噴漆、拋光、電鍍和可塑的涂層。
經(jīng)濟(jì)性
價(jià)格過于昂貴的產(chǎn)品很難暢銷。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的責(zé)任就是要用盡可能低的成本設(shè)計(jì)出質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品。制造商的成本很大一部分是由勞動(dòng)力成本和原材料成本構(gòu)成的。而客戶承擔(dān)的并不僅僅是產(chǎn)品的銷售價(jià)格，還包括了運(yùn)營和維護(hù)費(fèi)用。低價(jià)格的劣質(zhì)產(chǎn)品需要持續(xù)性的維護(hù)，這種產(chǎn)品很難占據(jù)市場。同樣的，如果價(jià)格過高，即便是產(chǎn)品質(zhì)量非常出色，在市場營銷上也要花費(fèi)大量的力氣。意識(shí)到低價(jià)格并不代表著低質(zhì)量這一點(diǎn)是非常重要的。 在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)該經(jīng)常性的問問自己下面的幾個(gè)問題：
(1)產(chǎn)品所要達(dá)到的基本功能是什么？
(2)如何最好的達(dá)到該功能？
(3)是否有絕對的必要去使用耐蝕性的材料？
(4)是否需要使用螺母及螺栓這樣的標(biāo)準(zhǔn)配件
(5)裝配和拆卸是否可以便利的完成？
(6)設(shè)計(jì)是否需要提供互換性？
(7)哪些部件需要由外部供應(yīng)商提供？
(8)耐受性是否可以進(jìn)一步提高？
(9)是否真的需要一個(gè)非常光滑的表面？
與最后一個(gè)問題相關(guān)的，比如，為了要達(dá)到4微英寸或更小的表面光潔度，一般接下來的工序會(huì)有：粗加工，精加工，粗研磨，完成研磨，開鑿和磨光。
安全性
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意產(chǎn)品在正確使用的狀態(tài)下不會(huì)給使用者造成危險(xiǎn)。當(dāng)然，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師無法掌控產(chǎn)品被誤用的情況。但我們在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)依然應(yīng)該努力降低產(chǎn)品被誤用的可能性以阻止用戶偶爾的繞過安全裝置。
另外，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量降低對使用者技術(shù)的要求。這一點(diǎn)對汽車來說尤為重要，雖然汽車駕駛員都已經(jīng)通過了在危險(xiǎn)路面和惡劣天氣下的各種測試。以下列出的是在汽車設(shè)計(jì)中日益受到強(qiáng)調(diào)的一些安全特性：
(1)吸能保險(xiǎn)杠；
(2)車門蜂鳴器；
(3)在重壓下迅速膨脹的空氣囊；
(4)有駕帶駛警示燈的雙液壓制動(dòng)系統(tǒng)；
(5)當(dāng)駕駛者和乘客沒有系好安全帶時(shí)具有燈光閃爍和蜂鳴功能的膝部和肩部安全帶；
(6)頭部保護(hù)系統(tǒng)；
(7)內(nèi)門鋼護(hù)欄；
(8)鋼束帶，徑向簾布層輪胎。
環(huán)境效應(yīng)
一個(gè)成功的產(chǎn)品，不應(yīng)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。合理的設(shè)計(jì)通常可以降低環(huán)境污染已經(jīng)噪聲污染。由于噪音是由震動(dòng)產(chǎn)生的，因此組合震動(dòng)環(huán)是一個(gè)可能的解決方案。
另一種環(huán)境污染就是空氣污染。鑒于我們之前的討論，有人認(rèn)為汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)相對于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)來說會(huì)排放出更少的廢氣。然而并非如此。
可靠性和壽命
壽命是指一件產(chǎn)品功能正常的時(shí)間段。通常來說，產(chǎn)品價(jià)格大體上也反映了他的設(shè)計(jì)壽命，因?yàn)?，不必要的過長的使用壽命是不經(jīng)濟(jì)的。另一方面來說，在使用者看來過短的使用壽命就意味著劣質(zhì)。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在選擇產(chǎn)品的使用壽命時(shí)應(yīng)該具有良好的基于經(jīng)濟(jì)效益和消費(fèi)者態(tài)度上的判斷力。侵蝕性，耐磨性和疲勞性事三個(gè)影響使用壽命的重要因素。
與使用壽命密切相關(guān)的是可靠性。如果產(chǎn)品在每次使用時(shí)都能發(fā)揮正常的功能，那么該產(chǎn)品就是可靠的。如果產(chǎn)品在操作中容易受潮，對冷，熱，制造公差和微小的變化過于敏感，那么它常被認(rèn)為是低可靠性的。通常來說，在其他功能相同的情況下，簡單機(jī)械比復(fù)雜機(jī)械更可靠。
1952年，羅伯特盧瑟繪制了一條曲線用來顯示假設(shè)的產(chǎn)品的失效率。這個(gè)曲線描述了產(chǎn)品壽命的初期死亡率，持續(xù)的危害和磨損三個(gè)階段。理論指出在最初的使用階段，產(chǎn)品具有高失效率主要是由于“一些小的原因”，如失效部件，錯(cuò)誤的組裝或者是微小的設(shè)計(jì)缺陷。當(dāng)調(diào)試過后，故障率就會(huì)降低。接下來就是試運(yùn)轉(zhuǎn)期，在這一階段，產(chǎn)品在持續(xù)危害期的低失效率下可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然不是經(jīng)常性的，但故障總是會(huì)在意外情況下發(fā)生，如超負(fù)荷，誤用或過多的環(huán)境因素。在壽命期運(yùn)行一段時(shí)間后，產(chǎn)品便進(jìn)入了多失效率的磨損期。在這一階段通常會(huì)歸因于老化，侵蝕以及簡單的基本組成部分的磨損。預(yù)防性的維護(hù)通?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)的檢查和程序維修來延長使用壽命。
法律上的考量
要求設(shè)計(jì)師具備所有的由于產(chǎn)品使用而導(dǎo)致的法律狀況的知識(shí)是不合理的。但設(shè)計(jì)師需要再三思量以制造出安全的產(chǎn)品。法律所要求的一切安全性能都應(yīng)該盡可能的涉及。另外，應(yīng)警告消費(fèi)者由于不當(dāng)使用而可能出現(xiàn)的潛在的危險(xiǎn)。在起訴制造商的案件，產(chǎn)品質(zhì)量領(lǐng)先于所在行業(yè)是很重要的。例如，產(chǎn)品組建和裝配圖表是一件具有法律效力的文件可以在法庭上使用。
另一個(gè)法律問題是和專利有關(guān)的，大多數(shù)的技術(shù)人員，被錄用的前提條件是要與他們的雇主簽訂一份專利協(xié)議。如果雇主申請專利，并被授予發(fā)明權(quán)，則該專利協(xié)議會(huì)保護(hù)該雇主免于競爭。以下是與專利問題有關(guān)的清單：
(1)申請專利的第一步是進(jìn)行搜索，看這個(gè)發(fā)明是否已經(jīng)被申請專利了。
(2)如果在提出申請前該發(fā)明已經(jīng)在印刷刊物中出現(xiàn)超過一年的時(shí)間，或該發(fā)明已經(jīng)被公眾使用則不授予專利權(quán)。
(3)“申請專利”是指填寫了申請表，但專利并沒有簽發(fā)或被拒絕。
(4)專利是由美國政府授予個(gè)人（非公司），可享受該專利權(quán)17年。
(5)無用的設(shè)備不能成為專利。
(6)當(dāng)專利被認(rèn)定后，它可以防止他人制造，使用或銷售其潛在的發(fā)明。
(7)由于被認(rèn)為是個(gè)人財(cái)產(chǎn)因此專利可以進(jìn)行交易。
(8)若他人侵犯了專利權(quán)，則專利所有人可以提起訴訟。
(9)任何新產(chǎn)品，工藝和材料只要達(dá)到要求都可申請專利。
失效分析和診斷
本章主要回答以下兩個(gè)問題：
(1)為什么機(jī)械部件會(huì)出現(xiàn)失效?
(2)如何確定部件的幾何特性?
設(shè)計(jì)者了解什么是失效，以及為何會(huì)出現(xiàn)機(jī)械失效對他們設(shè)計(jì)出需要最少維護(hù)的可靠的機(jī)器來說是至關(guān)重要的。有時(shí)失效會(huì)非常嚴(yán)重，諸如在高速自動(dòng)行駛時(shí)，輪胎飛出。有時(shí)候，失效也就是一些干擾而已，比如說，洗車?yán)鋮s系統(tǒng)中散熱器軟管松了，跟著的一些麻煩就是丟了冷凍劑，這是些很容易發(fā)現(xiàn)和糾正的狀況。總體來說，反方向動(dòng)態(tài)負(fù)載比靜態(tài)負(fù)載會(huì)帶來更多的困難，因?yàn)?，疲勞?qiáng)度必須被考慮進(jìn)來。另一個(gè)問題是這種材料韌性和脆性。比如說，當(dāng)考慮到疲勞時(shí)，脆性的材料是不受歡迎的。
很多人把疲勞錯(cuò)誤的理解為實(shí)際的破損。但是，作為一名設(shè)計(jì)者必須對失效形成的有更廣泛的了解。例如，一個(gè)脆性材料在受到拉伸荷載下在其沒有發(fā)生變形前就可能破損了。一種塑性的材料在斷裂前就會(huì)大量的變形。沒有斷裂的過度的變形就會(huì)使機(jī)器發(fā)生失效，因?yàn)樽冃蔚牟糠謺?huì)阻礙其他部分的運(yùn)行。因此，部分失效（甚至還沒有發(fā)生物理損壞）就是它無法履行其應(yīng)有功能之時(shí)。兩個(gè)配件之間磨損可能是由于不正常的摩擦或振動(dòng)。失效也有可能是一種叫做蠕變的現(xiàn)象造成的，這是在高溫下，受到負(fù)荷的機(jī)器的塑性流動(dòng)。另外，部件的實(shí)際形狀也可能是導(dǎo)致失效的原因。例如，外形輪廓突然變化導(dǎo)致的應(yīng)力集中也應(yīng)該被考慮到，尤其是在存在反方向轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)負(fù)載存在和原料不是很有韌性的情況下。
通常來說，設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮到失效的所有可能性，它們包括以下這些狀況:
(1)應(yīng)力
(2)變形
(3)磨損
(4)腐蝕
(5)振動(dòng)
(6)環(huán)境造成的損害
(7)固定裝置的松動(dòng)。
零件的尺寸和形狀也必須考慮到很多幾何因素，這些因素會(huì)造成外部負(fù)載效應(yīng)，
諸如幾何不連續(xù)性，理想輪廓鑄造時(shí)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，過盈配合連接的應(yīng)用。
南京理工大學(xué)紫金學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
系：
機(jī)械工程系
專 業(yè)：
機(jī)械工程與自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名：
袁潔
學(xué) 號(hào)：
060104264
設(shè)計(jì)(論文)題目：
連桿銑鍵槽工序的夾具設(shè)計(jì)
起 迄 日 期:
2010年2月25 日 ~ 5月25 日
設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn):
南京理工大學(xué)紫金學(xué)院
指 導(dǎo) 教 師:
江琴
專業(yè)負(fù)責(zé)人:
發(fā)任務(wù)書日期: 2010 年 3 月 22 日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)；
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
1、 熟悉機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)原則、步驟和方法。
2、 能夠根據(jù)零件加工工藝要求，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行必要的定位誤差計(jì)算，最終設(shè)計(jì)出符合工序加工要求、使用方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的夾具
3、 強(qiáng)化計(jì)算機(jī)繪圖的操作訓(xùn)練。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
成批生產(chǎn)整體鍛造的連桿機(jī)械加工，所用機(jī)床為X62W。本工序要求銑工件兩端面處的8個(gè)槽。具體參數(shù)見下圖：
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
3．對本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕：
制定完成連桿的機(jī)械加工工藝規(guī)程，完成工序卡
（1） 進(jìn)行一臺(tái)專用夾具的設(shè)計(jì)，完成以下工作量：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖。
（2） 進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)，繪制裝備圖一份。
最后繪制裝配圖及零件圖并按所要求的格式編寫設(shè)計(jì)說明書。
4．主要參考文獻(xiàn)：
[1]劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[2]曾志新 呂明.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2004
[3]倪曉丹等.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社，2007
[4]劉越.機(jī)械制造基礎(chǔ).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001
[5]吳宗澤，羅圣國. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊. 北京：高等教育出版社，1999
[6]鄭修本等.機(jī)械制工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992
[7]王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998
[8]孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2010 年
2月25日 ~ 3 月 4 日
3月 5 日 ~ 3 月15日
3月16日 ~ 3 月31日
4月 1 日 ~ 4 月10日
4月15日 ~ 4 月30日
5月 4 日 ~ 5 月18日
5月19日 ~ 5 月25日
理解課題性質(zhì)、內(nèi)容、指標(biāo)及要求，安排進(jìn)度，完成外文翻譯
提出結(jié)構(gòu)方案，查閱文獻(xiàn)資料，完成開題報(bào)告
比較方案，確定總體方案，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)前期材料
繪制結(jié)構(gòu)草圖，完善必要的結(jié)構(gòu)組成
繪制結(jié)構(gòu)總圖及零件圖，完善計(jì)算
編制設(shè)計(jì)說明書檢查欲達(dá)到產(chǎn)品圖要求的加工性
完成論文及答辯前的全部準(zhǔn)備工作，參加論文答辯
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
這是連桿組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書目次（僅供參考）
目 次
1 引言 …………………………………………………………………………… 1
1.1 連桿的用途和發(fā)展概況 ……………………………………………………… 1
1.2 組合機(jī)床的概念及其自動(dòng)線 ………………………………………………… 2
1.3 機(jī)床夾具的作用及其設(shè)計(jì)方法………………………………………………… 3
2 連桿零件分析 …………………………………………………………………… 5
2.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ……………………………………………………………… 5
2.2 零件的技術(shù)要求 ……………………………………………………………… 6
2.3 設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………………………… 8
3 工藝規(guī)程的制定 ………………………………………………………………… 8
3.1 材料和毛坯 …………………………………………………………………… 8
3.2 生產(chǎn)類型及工藝特征 ………………………………………………………… 9
3.3 定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………… 10
3.4 工藝路線的擬定 ………………………………………………………………11
3.5 毛坯機(jī)械加工余量及工序尺寸的確定 ………………………………………12
3.5.1 機(jī)械加工余量的確定…………………………………………………………12
3.5.2 主要切削用量的確定 ……………………………………………………… 13
4 銑端面組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì) …………………………………………………… 14
4.1 組合機(jī)床結(jié)構(gòu)方案的確定 …………………………………………………… 14
4.2 銑端面組合機(jī)床配置型式的選擇 …………………………………………… 15
4.3 被加工零件的工序圖 ………………………………………………………… 16
4.3.1 被加工零件工序圖的作用和要求 ………………………………………… 16
4.3.2 零件工序圖的內(nèi)容 ………………………………………………………… 16
4.4 被加工零件的加工示意圖 …………………………………………………… 17
4.4.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容 ………………………………………………… 17
4.4.2 加工示意圖的編制 ………………………………………………………… 18
4.5 組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖的繪制 ………………………………………………… 18
4.5.1 機(jī)床填料高度的確定 ……………………………………………………… 18
4.5.2 夾具外形輪廓尺寸的確定 ………………………………………………… 19
4.5.3 機(jī)床通用部件的選擇 ……………………………………………………… 19
5 專用夾具設(shè)計(jì) …………………………………………………………………… 21
5.1 組合機(jī)床專用夾具的特點(diǎn) …………………………………………………… 21
5.2 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)步驟 ……………………………………………………… 22
5.3 夾具支承定位系統(tǒng) …………………………………………………………… 22
5.3.1 工件定位方案 ……………………………………………………………… 23
5.3.2 定位誤差分析 ……………………………………………………………… 23
5.4 夾緊機(jī)構(gòu) ……………………………………………………………………… 24
5.4.1 夾緊元件的選擇 …………………………………………………………… 24
5.4.2 夾緊動(dòng)力部件的確定 ……………………………………………………… 24
5.4.3 夾緊力的計(jì)算 ……………………………………………………………… 25
5.5 對刀裝置工作原理 …………………………………………………………… 26
結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 28
致謝 ………………………………………………………………………………… 29
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 30
南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前期工作材料
學(xué)生姓名:
袁潔
學(xué) 號(hào)：
060104264
系：
機(jī)械工程系
專 業(yè):
機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)(論文)題目:
連桿銑鍵槽工序的夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師:
江琴
講師
(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))
材 料 目 錄
序號(hào)
名 稱
數(shù)量
備 注
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、審題表
1
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書
1
3
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告〔含文獻(xiàn)綜述〕
1
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯〔含原文〕
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
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2010年 3 月
注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查工作結(jié)束后，請將該封面與目錄中各材料合訂成冊，并統(tǒng)一存放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中（打印件一律用A4紙型）。
南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
袁潔
學(xué) 號(hào)：
060104264
專 業(yè)：
機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)(論文)題目：
連桿銑鍵槽工序的夾具設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
江琴
2010 年 3 月 19 日
開題報(bào)告填寫要求
1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，固定工件，使之占有確定位置以接受加工或檢測的工藝裝備統(tǒng)稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備[1， 2]。機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的位置并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用可以歸納這幾個(gè)方面：保證加工精度；提高生產(chǎn)效率、降低成本；擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍；減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。其組成包括定位元件、夾緊裝置、夾具與機(jī)床間的連接元件、對刀或?qū)蛟?、其他裝置或元件、夾具體。根據(jù)夾具的使用范圍可分為：通用夾具，專用夾具，通用可調(diào)夾具和成組夾具，組合夾具，隨行夾具。在這里我們著重于夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和高效化；并注重綠色設(shè)計(jì)，使操作舒適、敏捷、準(zhǔn)確。這樣有利于縮短生產(chǎn)周期和降低成本，使獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益[2,3,4]。
連桿銑鍵槽工序的夾具設(shè)計(jì)為本課題的研究內(nèi)容，連桿銑鍵槽工序是連桿機(jī)械加工工藝過程中，用切削的方法改變毛坯的形狀、尺寸和材料的物理機(jī)械性質(zhì)使之成為具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件的過程。
一． 機(jī)床夾具的國內(nèi)外現(xiàn)狀
我國國內(nèi)的夾具始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時(shí)曾達(dá)到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀(jì)80年代以后，兩廠又各自獨(dú)立開發(fā)了適合NC機(jī)床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當(dāng)前我國每年尚需進(jìn)口不少NC機(jī)床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價(jià)格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯[3，7，10，11]。
從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當(dāng)前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個(gè)品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料，但歐美市場上一套用于加工中心的央具，通常為機(jī)床價(jià)格的1110一1115，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價(jià)格比的優(yōu)勢，隨著我國加入wTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景[3，7，10，11]。
國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)
的應(yīng)用，對夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度[12,13,14]。
二．現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化，精密化，高效化和柔性化四個(gè)方面：
（1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
（2）精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。
（3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。
（4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向[12,13,14,15]。
?隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，先進(jìn)制造技術(shù)不斷得到發(fā)展。在機(jī)械加工過程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度。在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、符合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展[16,17]。
根據(jù)連桿銑鍵槽加工工藝的要求，本課題所要求的夾具的特點(diǎn)是加工精度高、針對性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、生產(chǎn)率高。除此之外選擇夾具的類型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應(yīng)，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間[18，19]。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[2]曾志新 呂明.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2004
[3]倪曉丹等.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社，2007
[4]劉越.機(jī)械制造基礎(chǔ).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001
[5]吳宗澤，羅圣國. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊. 北京：高等教育出版社，1999
[6]鄭修本等.機(jī)械制工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992
[7]王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998
[8]張龍勛.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題.北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2006
[9]王光斗，王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 2001
[10]李名望.機(jī)床夾具實(shí)例教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009
[11]張耀宸.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊.北京：北京航空工業(yè)出版社，1993
[12]徐發(fā)仁.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版社，2005
[13]徐嘉元、曾家駒.機(jī)械制造工藝學(xué). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007
[14]孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：冶金工業(yè)出版社，2002
[15]龔定安，蔡建國.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理.陜西：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1999
[16]毛振揚(yáng)、陳秀寧、施高義.機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程.浙江：浙江大學(xué)出版社，1985
[17]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊（上、下冊）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002
[18]馮辛按. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[19]蔣育華等.連桿銑槽夾具的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì).http://www.cnki.com.cn
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題要研究或解決的問題：在此次設(shè)計(jì)中，我將對連桿進(jìn)行進(jìn)工藝分析，提出幾種可能的機(jī)械加工工藝方案，經(jīng)過分析論證后確定適合于給定生產(chǎn)條件的最佳方案后擬定其詳細(xì)的工藝規(guī)程，確定各工序尺寸、工序加工余量、加工工時(shí)等，選擇其加工設(shè)備，設(shè)計(jì)指定的夾具。
第一部分：分析零件的工藝過程和本工序的加工要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)
第二部分：擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案
1. 定位方案的確定
2. 定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸及在夾具中位置的確定
3. 夾緊方案的確定
4. 對刀方案的確定
5. 夾具在機(jī)床上的安裝方式
6. 夾具體及總體設(shè)計(jì)
第三部分：夾具總圖設(shè)計(jì)
第四部分：夾具精度的校核
第五部分：用相關(guān)軟件繪制零件和裝配圖
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
南京理工大學(xué)紫金學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)
作 者:
袁潔
學(xué) 號(hào)：
060104264
系：
機(jī)械工程系
專 業(yè):
機(jī)械工程及自動(dòng)化
題 目:
連桿銑鍵槽工序的夾具設(shè)計(jì)
講師
江琴
指導(dǎo)者：
(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))
評(píng)閱者：
(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))
2010年5月
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要
本設(shè)計(jì)是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，而專門設(shè)計(jì)的一種銑鍵槽夾具，在設(shè)計(jì)過程中，使用一面兩孔的定位方式，其次對夾緊方案、對刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面進(jìn)行分析。該夾具具有良好的加工精度，針對性強(qiáng)，主要用于連桿銑鍵槽零件工序的加工。此外還具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
關(guān)鍵詞 夾具設(shè)計(jì) 一面兩孔 銑鍵槽
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要
Title The Design of Rod Keyway Milling Fixture
Abstract
This design is incorporated into the practical production, the common clamp can not satisfy the production request, so people need a specially-designed sloting ttachment, in the designing, we use the way side two holes to locate, then analyze clamps plan and tool-setting plan. The design of navigation key and the clamp and the analyse of processing precision. his clamp has good processing precision and is typically targeted, hich is used for manipulating of the profile keyseating of onnecting rod. This clamp has clamping device that has the characteristics of modern clamp with high efficiency and accuracy, which can reduce the basic and subsidiary time of manufacturing, greatly improve labor productivity and efficiently relieve labour intensity.
Keywords Fixture Design Side two holes Milling Keyway
目 次
1 引言 1
1．1 夾具作用及組成 2
1.1.1 概念 2
1.1.2 夾具的作用 2
1.1.3 夾具的組成 3
2 連桿的加工特性及其工藝結(jié)構(gòu)性 4
2．1 連桿加工特性及作用 4
2．2 連桿的結(jié)構(gòu)工藝性分析 4
2．3 毛坯材料的選擇 5
2．4 連桿加工過程 6
3 夾具設(shè)計(jì) 8
3．1 工件的加工工藝分析 8
3.1.1 選擇刀具及切削用量 8
3.1.2 檢驗(yàn)機(jī)床功率 10
3．2 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 10
3.2.1 定位方案的確定 10
3.2.2 定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸及其在夾具中位置的確定 12
3.2.3 夾緊方案的確定 13
3.2.4 對刀方案的確定 13
3.2.5 夾具在機(jī)床上的安裝方式 14
3.2.6 夾具體及總體設(shè)計(jì) 14
3．3 切削力和夾緊力的計(jì)算 14
3．4 夾具總圖設(shè)計(jì) 15
3．5 夾具精度校核 16
3．6 繪制夾具零件總圖 18
結(jié) 論 19
致 謝 20
參 考 文 獻(xiàn) 21
附錄 連桿銑槽加工工藝卡片 22
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第 21 頁 共 21頁
1 引言
夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備[1]。
有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3年～4年就要更新50％～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10％～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具在標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化四個(gè)方面出了如下新的要求：
（1）標(biāo)準(zhǔn)化：機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
（2）精密化：隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。
（3）高效化：高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。
（4）柔性化：機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向[1,2]。
本設(shè)計(jì)為連桿銑鍵槽工序的夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，先通過對連桿銑槽零件的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等的分析；其次認(rèn)真研究加工件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內(nèi)容和加工要求，了解本工序所使用的機(jī)床和刀具，確定定位基準(zhǔn)和工序尺寸，設(shè)計(jì)出符合該工序要求的零件，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，節(jié)約成本，提高生產(chǎn)率，減小工人勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。
1．1 夾具作用及組成
1.1.1 概念
在金屬切削機(jī)床上加工工件時(shí)，為了保證加工表面的尺寸、幾何形狀和相互位置精度，應(yīng)使工件相對于刀具和機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)占有正確的位置，然后將工件夾緊固定以完成安裝過程。在機(jī)床上用于安裝工件的工藝裝備稱為夾具[3]。
1.1.2 夾具的作用
⑴ 工件易于正確定位，保證加工精度
工件裝入夾具時(shí)，依靠定位基準(zhǔn)與夾具的定位元件相接觸占有正確的位置。工件上加工表面與不加工表面之間的相互位置關(guān)系就完全由夾具來保證，不需要找正即可夾緊。只要正確確定夾具在機(jī)床上的安裝位置，就可以保證工件相對于刀具和機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)之間具有正確的位置，這樣，在加工一批工件時(shí)可使它們占據(jù)同一正確位置，從而穩(wěn)定地獲得較高的加工精度。
⑵ 縮短安裝時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
工件在夾具中的定位可以通過其定位元件快速實(shí)現(xiàn)。而夾緊工件時(shí)可用聯(lián)動(dòng)夾緊裝置、快速夾緊裝置或機(jī)動(dòng)夾緊裝置等，使用這些裝置能明顯地縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
⑶ 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能
采用夾具后，可以使機(jī)床工藝范圍擴(kuò)大。對于中小工廠，由于機(jī)床的品種、規(guī)格和數(shù)量有限，為了挖掘現(xiàn)有設(shè)備的潛力，往往可通過設(shè)計(jì)不同的夾具進(jìn)一步擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，達(dá)到一機(jī)多用的目的。例如，在車床溜板上或搖臂鉆床工作臺(tái)上裝上鏜模，就可代替鏜床實(shí)現(xiàn)箱體的鏜孔安裝。
⑷ 操作方便、安全、可降低對工人的技術(shù)要求，還可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度
使用夾具，不但操作方便、安全，而且工件的加工質(zhì)量基本一致，不取決于工人的技術(shù)水平，可以降低對工人的技術(shù)要求，同時(shí)可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度[3,4]。
1.1.3 夾具的組成
雖然機(jī)床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。
a．定位支承元件
定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。
b．夾緊裝置
夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。
c．連接定向元件
這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?
d．對刀元件或?qū)蛟?
這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。
e．其它裝置或元件
根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。
f．夾具體
夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。
上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分[3,4]。
2 連桿的加工特性及其工藝結(jié)構(gòu)性
2．1 連桿加工特性及作用
連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的五大件之一，是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的安全件。連桿由連桿大頭、桿身和連桿小頭三部分組成。其大頭孔與曲軸連接，小頭孔通過活塞銷與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳給曲軸，又受曲軸驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿受的是沖擊動(dòng)載荷，因此要求連桿質(zhì)量小、強(qiáng)度高。連桿桿身是工字型截面，而且從大頭到小頭逐步變小。連桿的質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能和安全性能。從結(jié)構(gòu)上看連桿并不復(fù)雜，但連桿屬于典型的不規(guī)則件且精度要求高，所以加工工藝比較復(fù)雜：磨削、鉆、鉸、鏜、銑、衍磨等多種加工方法[5]。
連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力[5-7]。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個(gè)：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度[6,7]。
2．2 連桿的結(jié)構(gòu)工藝性分析
連桿的工藝特點(diǎn)是：外形復(fù)雜、不易定位；大、小頭是由細(xì)長的桿身連接，所以彎曲剛性差，易變形；尺寸精度、形狀精度和位置精度及表面粗糙度要求很高。在連桿加工時(shí)，小頭孔的公差等級(jí)選為為IT7，表面粗糙度Ra值應(yīng)不大于1.6μm,圓柱度公差取為0.015㎜；小頭銅套孔尺寸公差等級(jí)為IT6,表面粗糙度Ra值不大于0.4μm，圓柱度公差為0.005㎜。大頭孔的尺寸公差等級(jí)取為IT6，表面粗糙度Ra值應(yīng)不大于0.8μm，圓柱度公差取為0.012㎜。連桿小頭孔和小頭銅套孔中心線對大頭孔中心線的平行度公差為0.04㎜/100㎜；大、小頭孔中心線在水平面內(nèi)的平行度（扭曲度）公差為0.06/100㎜。大、小頭孔中心距極限偏差為±0.05㎜；大頭孔兩端面面對大頭孔中心線的垂直度公差為0.1㎜，表面粗糙度Ra值應(yīng)不大于3.2μm。
此外，帶桿連桿的質(zhì)量（無螺栓）應(yīng)小于5200g；連桿蓋的質(zhì)量應(yīng)小于1400g；連桿體的質(zhì)量應(yīng)小于3800g。另外還要求在連桿全部表面上不允許有裂縫、發(fā)裂、碰傷、分層、結(jié)疤、銹蝕、氧化皮和凹陷等缺陷，在不加工表面上允許有修整后的分模面痕跡和深度不大于0.5㎜的局部缺陷[6,7]。
連桿的工藝特點(diǎn)決定了連桿在機(jī)械加工時(shí)存在一定的困難，因此在確定連桿的工藝過程中要注意定位基準(zhǔn)的選擇，盡量減少定位誤差。在連桿機(jī)械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。
既然連桿是一個(gè)剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點(diǎn)的選擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。在加工連桿的夾具中，可以看出設(shè)計(jì)人員注意了夾緊力的作用方向和著力點(diǎn)的選擇。在粗銑兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產(chǎn)生在平行于端面的方向上，很少或不會(huì)影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。
在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時(shí)，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形[8,9]。
2．3 毛坯材料的選擇
連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來確定毛坯的制造方法。連桿屬于機(jī)械強(qiáng)度要求高的鋼制件，所以一般要用鍛件毛坯。鍛件又分為自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件是在鍛錘或壓力機(jī)上用手工操作而鍛制成形的鍛件。它的精度低，加工余量大，生產(chǎn)率也低，適用于單件小批量生產(chǎn)及大型鍛造。而模鍛件是在鍛錘或壓力機(jī)上，通過專用鍛模而鍛造制成形的鍛件。模鍛件形狀精度高，加工余量小，且材料纖維組織分布號(hào)，機(jī)械強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率高。
因?yàn)檫B桿工件的尺寸精度要求較高，又需要成批大量的生產(chǎn)，因此通常采用模鍛的方式來鍛造連桿。鍛坯有兩種形式：連桿體和蓋在一起的整體鍛件和兩者分開的分開鍛件。整體鍛件較分開鍛件而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動(dòng)力大和金屬纖維被切斷等問題，但整體鍛件可以節(jié)約金屬材料，并減少毛坯制造勞動(dòng)量，又可使連桿體和連桿蓋的端面同時(shí)加工，可以減少工序數(shù)目，所以連桿毛坯一般采用整體鍛造的較多。整體鍛造的毛坯需要在機(jī)械加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔時(shí)的余量均勻，需要將毛坯的大頭孔鍛成橢圓形。
因?yàn)檫B桿的加工要通過模鍛來實(shí)現(xiàn)，連桿的剛度和強(qiáng)度要求都比較高，所以選用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。其中45鋼為最常用的碳素調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，因此就選擇45鋼為連桿加工所采用的材料[9]。
2．4 連桿加工過程
連桿加工工藝過程見表2.1所列。
表2.1 連桿加工工藝過程
工序號(hào)
工序名稱
1
劃加工線
2
粗車桿身、大小端側(cè)面外圓
3
粗銑大小、頭兩端面
4
鉆、擴(kuò)連桿大、小頭孔
5
大、小頭兩端倒角
6
熱處理
7
精車桿身、大小端側(cè)面外圓
8
精銑大、小兩端面
9
半精鏜大、小端孔
10
粗銑大頭端槽口
11
半精銑大頭端槽口
12
去毛刺
13
噴砂處理以保護(hù)兩端孔及端面
14
檢查
連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓孔定位面。
連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個(gè)階段：第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段[9]。
由表2.1可以看出工序10和11為連桿銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)的核心部分，在之前的工序中大小端孔已經(jīng)先加工好，使其作為后續(xù)工序的定位基準(zhǔn)。大小端面常用銑、磨以及拉削方法加工。加工時(shí)先以其中的一邊端面為基準(zhǔn)加工另一邊端面，然后將連桿翻轉(zhuǎn)180°，以加工過的端面作為基準(zhǔn)加工另一端面。工序8和9為加工連桿大、小端孔。
大小端孔常常為孔本身加工和其他表面的定位基準(zhǔn)。大小端孔的加工精度和表面粗糙度要求都很高，通常分為粗、半精及精加工三次進(jìn)行。對于這種尺寸較小的連桿，模鍛毛坯大小端孔均為盲孔，而且精度要求不是太高，一般只經(jīng)過粗鏜、半精鏜。小端孔的粗加工一般都安排在大端孔粗加工前，這是由于小端孔在后續(xù)加工中將作為主要定位基準(zhǔn)。鏜孔時(shí)以桿身裝夾，按孔的劃線痕找正定位。在大、小端面，大、小頭孔分別加工完成后，這樣，就可以很容易地定出連桿銑鍵槽工序的定位基準(zhǔn)，即為已經(jīng)加工過的大頭孔端面和大、小頭兩孔，這樣銑削鍵槽時(shí)，定位基準(zhǔn)就可以選擇已經(jīng)精加工過的大頭孔端面，選擇已經(jīng)精加工的面作為定位基準(zhǔn)，這樣就可以保證工件的定位精度，減少定位誤差，從而提高工件的加工精度。
3 夾具設(shè)計(jì)
3．1 工件的加工工藝分析
圖3.1連桿銑槽工序圖
本工序的加工在X62W臥式銑床上用三面刃盤銑刀進(jìn)行。如圖3.1所示。
工序規(guī)定了該工件將通過四次安裝完成加工八個(gè)槽，每次安裝的基準(zhǔn)都用兩個(gè)孔和一個(gè)端面，并在大端面上進(jìn)行夾緊。
工件已加工過的大小頭孔徑分別為Φ42.6+0.1 0㎜和Φ15.3+0.1 0㎜，兩孔中心距為57±0.06㎜，大小頭厚度均為14.30 -0.1㎜。
在加工槽口時(shí)，槽口的寬度由刀具直接保證，而槽口的深度和位置則和設(shè)計(jì)的夾具有關(guān)。槽口的位置包括兩方面的要求：
⒈槽口的中心面應(yīng)通過Φ42.6+0.1 0㎜的中心線，但沒有在工序圖上提出，說明此項(xiàng)要求精度較低，因此可以不做重點(diǎn)考慮。
⒉要求槽口的中心面和兩孔中心線所在平面的夾角為45°±30＇。為保證槽口的深度3.2+0.4 0㎜和夾角45°±30＇，需要分析與這兩個(gè)要求有關(guān)的夾具精度。
3.1.1 選擇刀具及切削用量
選擇高速鋼直齒三面刃盤銑刀，根據(jù)槽口要求，選銑刀直徑=50mm，齒數(shù)為8
1. 選擇切削用量
1) 決定切削深度 =5㎜ 切削寬度=3.2mm
2) 決定進(jìn)給量 查金屬切削手冊=0.10㎜/z[10]
(1)選擇車刀后到面最大磨損量為0.4㎜，刀具壽命為T=120min。
(2)查切削用量手冊, , [10]
當(dāng)，查切削用量簡明手冊修正系數(shù)為0.87[10]，所以
(3) 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
根據(jù)銑床X61W型萬能銑床說明書，選擇
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
(4)計(jì)算基本工時(shí)
式中L=ｌ+η+Δ，其中ｌ＝4×52ｍｍ=208mm，根據(jù)切削用量簡明手冊[10]
η+Δ＝17mm
故
根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，可以繪制出連桿銑鍵槽的機(jī)械加工工序卡，如圖3.2所示。
圖3.2連桿銑鍵槽機(jī)械加工工序卡
3.1.2 檢驗(yàn)機(jī)床功率
當(dāng)時(shí)
根據(jù)銑床X61W型萬能銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
故，故選擇的切削用量可用。即
3．2 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案
3.2.1 定位方案的確定
根據(jù)連桿銑槽工序的尺寸、形狀和位置精度要求，根據(jù)六點(diǎn)定位原理，工件定位時(shí)需要限制6個(gè)自由度[11]。工件的定位基準(zhǔn)和夾緊裝置雖然在工序圖上已經(jīng)規(guī)定，但在擬定定位夾緊方案時(shí)，仍需要對其進(jìn)行研究，考察定位基準(zhǔn)的選擇是否能夠滿足工件位置精度的要求，夾具的結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)。
在連桿銑槽工序中，工件在槽深方向的工序基準(zhǔn)是和槽相連的端面，如果以此端面作為平面定位基準(zhǔn)，可以達(dá)到與工序基準(zhǔn)相重合，就不會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。但由于此面上需要開槽，那么夾具的定位面勢必要設(shè)計(jì)成朝下的，這樣，會(huì)給定位和夾緊帶來麻煩，夾具結(jié)構(gòu)也會(huì)比較復(fù)雜。如果選擇與加工槽相對的另一端面為定位基準(zhǔn)，那么就會(huì)引起基準(zhǔn)不重合誤差ΔB，根據(jù)工序圖，可以得出這個(gè)誤差的大小等于工件面與端面之間的聯(lián)系尺寸公差0.1㎜。因?yàn)榧庸げ鄣牟凵罟畋容^大（0.4㎜），這樣完全可以保證加工要求。這種方案又可以使定位夾緊可靠，操作方便，比較兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合后選擇后一種方案，即以工件底面為定位基準(zhǔn)。采用支撐板做定位元件。
在保證角度尺寸45°±30′方面，因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)是兩孔的中心線，所以選擇兩孔為定位基準(zhǔn)，這樣，不僅可以做到基準(zhǔn)重合，避免基準(zhǔn)不重合誤差，而且操作也方便。
由于孔與銷為間隙配合，當(dāng)誤差較大，且孔與銷的間隙又較小時(shí)，將導(dǎo)致兩孔不能同時(shí)套進(jìn)兩銷，限制同一自由度的兩定位元件出現(xiàn)了干涉，這種重復(fù)定位是不允許的，因此采用一個(gè)圓柱銷，一個(gè)菱形銷作為定位元件。由于被加工槽的角度位置是以大孔中心為基準(zhǔn)的，槽的大孔應(yīng)通過大孔的中心，并與兩孔連線成45°角，因此把圓柱銷放在大孔，菱形銷放在小孔。這樣，工件以一面兩孔為定位基準(zhǔn)，定位元件采用一面兩銷，分別限制工件的6個(gè)自由度，屬于完全定位。定位元件結(jié)構(gòu)及布置參見圖3.3所示。
圖3.3定位元件結(jié)構(gòu)及其布置
3.2.2 定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸及其在夾具中位置的確定
由上可知，定位元件由支撐板、圓柱銷、菱形銷組成。
⑴ 圓柱銷與菱形銷之間的中心距及公差 兩銷之間的中心距的平均尺寸應(yīng)等于工件上兩定位孔之間中心距的平均尺寸，其公差一般為δLd=(1/3～/5) δLD
即 L±δLd、/2=L±(1/3～/5) δLD=57±(1/3～/5)×0.06
取L±δLd、/2=（57±0.02）㎜
式中δLd、、δLD——兩銷之間的中心距公差和兩定位孔之間中心距的公差。
式中工件加工精度要求較高時(shí)取1/5，加工精度要求較低時(shí)取1/3，這里由于加工精度要求不高，故取1/3[12]。
⑵ 圓柱銷尺寸的確定 圓柱銷的基本尺寸應(yīng)等于與之相配合的工件定位孔的最小極限尺寸，其公差一般取g6或者f7。這里取定位孔Φ42.6+0.1 0mm直徑的最小值為圓柱銷的基本尺寸圓柱銷尺寸為
d1=Φ42.6g6=Φ42.6-0.009 -0.025㎜（查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可得出）
⑶ 菱形銷尺寸的確定
根據(jù)表2.1查得菱形銷的b=4，B=13 代入下式，可得
d2max=D2min-=15.3-=15.279㎜
式中d2max——允許的菱形銷尺寸的最大值；
D2min——與菱形銷相配合的孔的最小極限尺寸。
銷與孔的配合一般取h6。由于其上偏差為零，故d2max等于菱形銷尺寸d2的基本值。
即d2=Φ15.2790 -0.011=Φ15.3-0.021 -0.032㎜。
表3.1 菱形銷的尺寸
D2
>3～6
>6～8
>8～20
>20～24
>24～30
>30～40
>40～50
B
d-0.5
d-1
d-2
d-3
d-4
d-5
d-5
b1
1
2
3
3
3
4
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⑷ 分度方案的確定
由于連桿每一面各有兩對兩對呈90°完全相同的槽，為提高加工效率，應(yīng)在一道工序中完成，這樣就需要按工件正反面分別加工，而在加工任一面時(shí)，一對槽加工完成后，還必須變更工件在夾具中的位置。實(shí)現(xiàn)這一目的有兩種方案，方案一：采用一個(gè)分度盤，將工件與分度盤一起轉(zhuǎn)過90°，再加工另外一對槽；方案二：在夾具上裝夾兩個(gè)相差為90°的菱形銷，加工完一對槽后，卸下工件，將工件轉(zhuǎn)過90°套在另外一個(gè)菱形銷上，重新進(jìn)行夾緊后再加工另外一對槽。對比兩種方案，方案一，工件只需要一次裝夾，定位精度較高，效率也比較高，但加工過程中，需要轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤，而且分度盤也需要鎖緊，夾具結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜；而方案二，夾具結(jié)構(gòu)比較簡單，但是需要進(jìn)行兩次裝夾，效率可能會(huì)降低。綜合兩方案的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到產(chǎn)品的生產(chǎn)批量不是特別大，選擇方案二更為合適。
3.2.3 夾緊方案的確定
連桿是一個(gè)剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點(diǎn)的選擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。而在銑削加工時(shí)，切削力比較大，并且是不連續(xù)切削，易引起沖擊和振動(dòng)，所以夾緊力要求較大，以保證工件夾緊可靠。為防止工件在加工過程中因振動(dòng)而松動(dòng)，夾緊裝置要有足夠的夾緊力和自鎖性能[12,13]。在批量較小時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)采用螺釘壓板較為合適（生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用手動(dòng)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)或液動(dòng)、氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)）[14]?？晒┻x擇的夾緊部位有兩個(gè)方案：一是壓在大端上，需用兩個(gè)壓板（讓開加工位置）；另一是壓在桿身上，此時(shí)只需要用一個(gè)壓板。前者的缺點(diǎn)是夾緊兩次，后者的確定是夾緊點(diǎn)離加工面較遠(yuǎn)，而且壓在桿身中部可能引起工件變形，考慮到銑削力較大，夾緊點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，確定采用第一方案。但如桿身截面較大，加工的槽也不深時(shí)，后一種方案也是可以使用的。夾緊方案具體見圖3.4所示。
3.2.4 對刀方案的確定
本工序被加工槽的精度一般，主要保證槽深和槽中心線通過大孔（Φ42.6+0.1 0㎜）中心等要求。夾具中采用直角對刀塊及塞尺的對刀裝置來調(diào)整銑刀相對夾具的位置。其中，利用對刀塊的鉛垂對刀面及塞尺調(diào)整銑刀，使其寬度方向的對稱面通過圓柱銷的中心，從而保證零件加工后，兩槽中心對稱性通過Φ42.6+0.1 0㎜大孔中心。利用對刀塊水平對刀面及塞尺調(diào)整銑刀圓周刃口位置，從而保證槽深尺寸3.2+0.4 0㎜的加工要求。對刀塊采用銷釘定位、螺釘緊固的方式與夾具體連接[15]。對刀裝置的設(shè)計(jì)具體見圖3.4所示。
圖3.4夾緊對刀裝置的設(shè)計(jì)
3.2.5夾具在機(jī)床上的安裝方式
安裝在工作臺(tái)平面上的夾具，其夾具體的底面便是夾具的安裝基準(zhǔn)面，因而應(yīng)經(jīng)過比較精密的加工，以保證良好的接觸并未其他表面提供良好的工藝基準(zhǔn)。由于該夾具屬于銑床類夾具，加工表面有方向性要求，為了保證夾具的定位元件相對于切削運(yùn)動(dòng)有準(zhǔn)確的方向，需要在夾具體上安裝定位鍵，這樣夾具安裝到機(jī)床時(shí)就不需要找正便可確定它的位置，然后再緊固。同時(shí)還可以承受部分切削力矩，以減輕夾具體與銑床工作臺(tái)連接用螺栓的負(fù)荷。綜合上述情況考慮，選擇一個(gè)定位鍵與機(jī)床工作臺(tái)T型槽來配合以實(shí)現(xiàn)該夾具在銑床上的定位，并通過T型槽螺栓將夾具固定在工作臺(tái)上[16]。
3.2.6夾具體及總體設(shè)計(jì)
夾具體的設(shè)計(jì)應(yīng)通盤考慮，使各組成部分通過夾具體有機(jī)地聯(lián)系起來，形成一個(gè)完整的夾具。從夾具的總體設(shè)計(jì)考慮，由于銑削加工的特點(diǎn)，切削力較大，在加工中容易引起振動(dòng)，故要求夾具體需要有適當(dāng)?shù)木群头€(wěn)定性，有足夠的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)工藝性好，排屑方便，在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠[17]。
3．3 切削力和夾緊力的計(jì)算
夾緊力的大小，對工件裝夾的可靠性、工件和夾具的變形、夾緊裝置的復(fù)雜程度等都有很大的影響。
刀具：高速鋼直齒三面刃盤銑刀。=50mm Z=8
切削力
經(jīng)計(jì)算700N
根據(jù)夾緊力的計(jì)算公式，每個(gè)壓板需給工件的夾緊力為Fj=kFz/2f[17]
式中K為安全系數(shù)取K=1.6，f為工件與定位元件之間的摩擦因數(shù)，取f=0.5
故Fj=1120N。取Fj=1200N
即每個(gè)壓板需給工件的壓緊力為1200N時(shí)滿足要求。
3．4 夾具總圖設(shè)計(jì)
工件裝夾方案確定后，要進(jìn)行切削力，夾緊力以及定位誤差的計(jì)算，以確定夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸及定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸和精度。另外還要根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需的空間范圍及機(jī)床工作臺(tái)的尺寸，確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖[17]。
先用雙點(diǎn)劃線畫出工件外形，然后依次畫出定位元件，夾緊機(jī)構(gòu)及其它元件最后用夾具體把各種元件連成一體，便成為連桿銑鍵槽夾具總圖。
⒈夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸及配合公差
⑴ 夾具的外輪廓尺寸180㎜×140㎜×70㎜
⑵ 兩定位銷直徑及公差，兩定位銷之間的距離和公差：圓柱定位銷直徑按g6取為Φ42.6-0.009 -0.025，菱形銷直徑按h6取為Φ15.3-0.021 -0.032mm。兩銷之間的距離尺寸與公差按連桿相應(yīng)尺寸公差±0.06的1/3取值±0.02，所以該尺寸標(biāo)注為57±0.02㎜；為保證槽的角度要求，兩菱形銷安裝位置的角度公差可以取得稍微嚴(yán)一些，為工件相應(yīng)角度公差±30′的1/5，即±6′，所以圓上 角度標(biāo)注為45°±6′。
⑶ 定位平面到對刀塊底面之間的尺寸關(guān)系到槽深精度，而連桿上相應(yīng)的這個(gè)尺寸是由尺寸3.2+0.4 0㎜和14.30 -0.1㎜間接決定的，經(jīng)過尺寸鏈的換算（3.2+0.4 0㎜是封閉環(huán)），得到這個(gè)尺寸為11.1-0.1 -0.4mm。因?yàn)閵A具的工序尺寸是按要保證的槽深相應(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注，將上面得到的尺寸改寫為10.85±0.15㎜然后再減去塞尺厚度3㎜，得到7.85㎜。此尺寸的公差取為工件上尺寸公差（±0.15㎜的1/3～1/5，最終取為±0.02，所以最終夾具總圖上對刀塊到定位面距離為7.85±0.02㎜考慮到塞尺的尺寸，對刀塊水平方向的工作表面到定位圓柱銷中心的距離為8.05㎜相應(yīng)尺寸公差的1/3～1/5）。
⑷ 其他配合尺寸。圓柱銷及菱形銷與夾具體裝卸孔的配合尺寸（Φ25H7/n6和Φ10H7/n6）。
⒉夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求
⑴ 圓柱銷、菱形銷的軸心線相對定位面N的垂直度公差為0.03mm。
⑵ 定位面N相對夾具底面M的平行度公差為0.03mm。
⑶ 對刀塊與對刀工作面相對定位鍵側(cè)面的平行度公差為0.05mm。
夾具總圖結(jié)構(gòu)如圖3.5所示。
圖3.5連桿銑鍵槽夾具總裝圖
3．5 夾具精度校核
為確使夾具能滿足工序要求，在夾具技術(shù)要求指定以后，還必須對夾具進(jìn)行精度分析。若工序某項(xiàng)精度不能被保證時(shí)，還需要夾具的有關(guān)技術(shù)要求作適當(dāng)調(diào)整。
考查工件上與使用夾具有關(guān)的工序尺寸及工序要求（即工序位置尺寸和位置要求）有①槽深3.2+0.4 0㎜②槽的中心線與大頭孔中心線連線夾角為45°±30′下面對這兩項(xiàng)要求的定位誤差分別討論：
對于第一項(xiàng)要求，工序基準(zhǔn)是和槽相連的端面，而定位基準(zhǔn)是與槽相對的另一端面，那么便存在基準(zhǔn)不重合誤差ΔB,其值等于工件面端面之間的聯(lián)系尺寸0.1㎜而定位端面已經(jīng)進(jìn)行過精加工，其基準(zhǔn)位置誤差ΔY可近似看作為0。所以定位誤差ΔD=ΔB=0.1㎜。
由于夾具定位面和夾具底面間的平行度誤差等，會(huì)引起工件的傾斜，使被加工槽的底面和端面不平行，而影響槽深的尺寸精度。夾具技術(shù)要求規(guī)定不大于0.03/100，故工件大頭約50㎜范圍內(nèi)的影響值為0.015㎜，所以夾具安裝誤差就取為0.015㎜。
與加工方法有關(guān)的誤差：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，這方面的誤差一般可以控制在被加工公差的1/3范圍內(nèi)，這里取為0.15㎜。
以上三項(xiàng)合計(jì)為0.265㎜，即可能的加工誤差為0.265㎜，這遠(yuǎn)小于工件加工尺寸要求保證的公差0.4㎜。
對于第二項(xiàng)要求，工序基準(zhǔn)為兩孔中心線，與定位誤差一致，故不存在基準(zhǔn)不重合誤差。但由于工件定位孔與夾具定位銷之間的配合間隙會(huì)造成基準(zhǔn)位移誤差，有可能導(dǎo)致工件兩定位孔中心聯(lián)系對規(guī)定位置的傾斜，其最大轉(zhuǎn)角誤差為：
Δα=arctan(D1max-d1min+D2max-d2min/2L)
=arctan(0.1+0.025+0.1+0.032/2×57)
=7.7′
即傾斜對工件45°角的最大影響量為±7.7′。
式中D1max——工件上與圓柱銷配合的孔的最大直徑；
D2max——工件上與菱形銷配合的孔的最大直徑：
d1min——夾具上圓柱銷最小直徑
d2min——夾具上菱形銷最小直徑
L——兩孔兩銷中心距
夾具上兩菱形銷分別和大圓柱銷中心連線的角向位置誤差為±6′，這也會(huì)影響工件的45°角。
與加工方法有關(guān)的誤差：主要是機(jī)床縱向走刀方向與工作臺(tái)T形槽方向的平行度誤差，查閱有關(guān)機(jī)床手冊，一般取為0.03/100，經(jīng)換算，相當(dāng)于角度誤差為±1′。
綜合以上三項(xiàng)誤差，其最大轉(zhuǎn)角誤差為±14.7′，此值遠(yuǎn)小于工序要求的角度公差±30′。
結(jié)論：從以上所進(jìn)行的分析和計(jì)算來看，本夾具能滿足連桿銑槽工序的精度要求，可以在生產(chǎn)中投入使用。
3．6繪制夾具零件總圖
夾具總圖繪制完畢后，對夾具上的非標(biāo)準(zhǔn)件要繪制零件工作圖，并規(guī)定相應(yīng)在的技術(shù)要求。零件工作圖應(yīng)嚴(yán)格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應(yīng)完整，尺寸要標(biāo)注齊全，所標(biāo)注的公差及技術(shù)條件應(yīng)符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應(yīng)選擇合理。
在夾具設(shè)計(jì)圖紙全部完畢后，還有待于精心制造和實(shí)踐和使用來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。經(jīng)試用后，有時(shí)還可能要對原設(shè)計(jì)作必要的修改。因此，要獲得一項(xiàng)完善的優(yōu)秀的夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員通常應(yīng)參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過程。本工序的夾具零件總圖參考圖3.5所示[18,19]。
結(jié) 論
隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。
通過上述夾具的設(shè)計(jì)的過程可以看出，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的工作，需要熟練掌握夾具的設(shè)計(jì)原則、步驟和方法，勤學(xué)多練才能逐步掌握。特別要注意以下幾點(diǎn)。
⑴ 夾具是為零件加工服務(wù)的，零件技工質(zhì)量的保證是第一位的。要想做到這一點(diǎn)，首先必須明確相應(yīng)工序的加工要求，可能的話，多考慮幾種方案，再進(jìn)必要的計(jì)算，最終最頂能滿足定位精度要求的、合理的定位和夾緊方案；其次，必須明白，定位與夾具是相輔相成的，光有正確的定位，沒有合理的（夾緊力的大小和方向要合理）夾緊裝置，同樣無法保證加工質(zhì)量。
⑵ 夾具是在機(jī)床上使用的，要想保證零件與機(jī)床刀具之間的正確位置，除了夾具本身的結(jié)構(gòu)之外，還必須了解各種機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，注意夾具與機(jī)床的連接方式，保證夾具在機(jī)床上的準(zhǔn)確定位。
⑶ 夾具的設(shè)計(jì)，除了要能夠保證工序的加工質(zhì)量外，還必須做到能提高生產(chǎn)效率，易于工人操作，否則會(huì)被操作工人束之高閣。
致 謝
在此要感謝我的指導(dǎo)老師江琴對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，她給予了我學(xué)術(shù)和指導(dǎo)性的意見。我萬分的感謝他給我的寶貴的指導(dǎo)意見和鼓勵(lì)。江老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)，豐富的理論知識(shí)給了我很深的啟迪，使我受益匪淺。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會(huì)對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。
我的論文是在江老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，我的每一點(diǎn)進(jìn)步和提高都得益于老師的指導(dǎo)、鼓勵(lì)、影響和支持；同時(shí)也使我在思維方法、工作作風(fēng)以及學(xué)習(xí)態(tài)度方面得到進(jìn)步。
感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師們、同學(xué)們！
參 考 文 獻(xiàn)
[1]周世學(xué).機(jī)械制造工藝與夾具[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1999.
[2]孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專用夾具[M].北京：冶金工業(yè)出版社出版社，2003.
[3]方子良.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 南京：南京理工大學(xué)出版社，2003.
[4]張世昌.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2003.
[5]戴亞春. 機(jī)械制造工藝實(shí)習(xí)指導(dǎo)書[M]. 北京：化學(xué)教育出版社，2007.
[6]陳宏均.典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
[7]于駿一.典型零件制造工藝[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.
[8]王凡.實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2008.
[9]楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.
[10]艾興.切削用量簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
[11]王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（第二版)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996.
[12]東北工學(xué)院.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1993.
[13]蔣育華，劉燕德.連桿銑槽夾具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)[J].南方農(nóng)機(jī)，2001,(1)1-6
[14]王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983.
[15]楊靜聲.銑槽夾具[J].機(jī)械工人.冷加工，1980,(3):21-23
[16]楊黎明.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社 ，1996.
[17]李慶壽.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.
[18]劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
[19]王辰寶.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)[M].南京：東南大學(xué)出版社，1996.
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第 Ⅰ 頁 共 I 頁
目 次
1 引言 1
1．1 夾具作用及組成 2
1.1.1 概念 2
1.1.2 夾具的作用 2
1.1.3 夾具的組成 3
2 連桿的加工特性及其工藝結(jié)構(gòu)性 4
2．1 連桿加工特性及作用 4
2．2 連桿的結(jié)構(gòu)工藝性分析 4
2．3 毛坯材料的選擇 5
2．4 連桿加工過程 6
3 夾具設(shè)計(jì) 8
3．1 工件的加工工藝分析 8
3.1.1 選擇刀具及切削用量 8
3.1.2 檢驗(yàn)機(jī)床功率 10
3．2 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 10
3.2.1 定位方案的確定 10
3.2.2 定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸及其在夾具中位置的確定 12
3.2.3 夾緊方案的確定 13
3.2.4 對刀方案的確定 13
3.2.5 夾具在機(jī)床上的安裝方式 14
3.2.6 夾具體及總體設(shè)計(jì) 14
3．3 切削力和夾緊力的計(jì)算 14
3．4 夾具總圖設(shè)計(jì) 15
3．5 夾具精度校核 16
3．6 繪制夾具零件總圖 18
結(jié) 論 19
致 謝 20
參 考 文 獻(xiàn) 21
附錄 連桿銑槽加工工藝卡片 22