摘 要
连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，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的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。
关键词: 连杆 变形 加工工艺 夹具设计
The connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .
Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device
2.1 连杆的主要技术要求
连杆上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要求（图2-1）
如下。
连杆总成图（2—1）
2.1.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度
为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.4μm；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于3.2μm。小头孔的圆柱度公差为0.025 mm
2.1.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度
两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.06 mm。
2.1.3 大、小头孔中心距
大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：190±0.05 mm。
2.1.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度
连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在100 mm长度上公差为0.08 mm）。
2.1.5 大、小头孔两端面的技术要求
连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8μm, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。
2.1.6 螺栓孔的技术要求
连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按IT8级公差等级和表面粗糙度Ra应不大于6.3μm加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25 mm。
2.1.7 有关结合面的技术要求
在连杆受动载荷时，接合面的歪斜使连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位，影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。对于本连杆，要求结合面的平面度的公差为0.025 mm。
2.2 连杆的材料和毛坯
连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。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的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。
连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。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。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，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，但由于整体锻造的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
坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。
目前我国有些生产连杆的工厂，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的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连杆锻件，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)给出了连杆的锻造工艺过程，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)。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，以改善性能，减少毛坯内应力。
2.3 连杆的机械加工工艺过程
由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。
连杆机械加工工艺过程如下表(1—1)所示：
表(1—1)
连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的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的螺栓座面等。
2.4 连杆的机械加工工艺过程分析
2.4.1 工艺过程的安排
在安排工艺进程时，要把各主要表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。
2.4.2 定位基准的选择
在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，如图（1—5）所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不
图（1-5）连杆的定位方向
与夹具的定位元件接触。
为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头孔前，粗磨端面，在精镗大、小头孔前，精磨端面。
由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序对于铰后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。
在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差，则对加 工精度会有很大影响。因此，第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，在精加工主要表面开始前，先粗铣两个端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面和端部夹紧，粗铣一个端面后，翻身以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯面不平整，连杆的刚性差，定位夹紧时工件可能变形，粗铣后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。另一方面是以连杆的大头外形及连杆身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度较好的平面。同时，由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。
2.4.3 确定合理的夹紧方法
既然连杆是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响加工精度。在加工连杆的夹具中，可以看出设计人员注意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在粗铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。
2.4.4 连杆两端面的加工
采用粗铣、精铣、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床上，使用砂瓦拼成的砂轮端面磨削。这种方法的生产率较高。精磨在M7130型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种办法的生产率低一些，但精度较高。
2.4.5 连杆大、小头孔的加工
连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连
杆质量有较大的影响。
小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了钻、扩、铰三道工序。钻时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。
大头孔经过扩、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗和珩磨达到IT6级公差等级。表面粗糙度Ra 为0.4μm，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将连杆与连杆体组合在一起，然后进行精镗大头孔的工序。这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最后精镗工序中得到修正，以保证孔的形状精度。
2.4.6 连杆螺栓孔的加工
连杆的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头一侧面定位。
粗铣螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与连杆大头端面垂直，使用两工位夹具。连杆在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。
2.4.7 连杆体与连杆盖的铣开工序
剖分面（亦称结合面）的尺寸精度和位置精度由夹具本身的制造精度及对刀精度来保证。为了保证铣开后的剖分面的平面度不超过规定的公差0.03mm ，并且剖分面与大头孔端面保证一定的垂直度，除夹具本身要保证精度外，锯片的安装精度的影响也很大。但剖分面本身的平面度、粗糙度对连杆盖、连杆体装配后的结合强度有较大的影响。因此，在剖分面铣开以后再经过磨削加工。
2.4.8 大头侧面的加工
以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。装夹工件铣两侧面至尺寸，保证对称。
2.5 连杆加工工艺设计应考虑的问题
2.5.1 工序安排
连杆加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（1）连杆的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力。因此在连杆加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要分开。
2.5.2 定位基准
精基准：以杆身对称面定位，便于保证对称度的要求，而且采用双面铣，可使部分切削力抵消。
统一精基准：以大小头端面，小头孔、大头孔一侧面定位。因为端面的面积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。
2.6 切削用量的选择原则
正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。
2.6.1 粗加工时切削用量的选择原则
粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高,毛坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。
金属切削量可以用下式计算：
Zw ≈V.f.ap.1000
式中：Zw单位时间内的金属切除量（mm3/s）
V切削速度（m/s）
f 进给量（mm/r）
ap背吃刀量（mm）
提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度ap,其次选择一个较大的进给量度f，最后确定一个合适的切削速度V.
选用较大的ap和f以后，刀具耐用度t 显然也会下降，但要比V对t的影响小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到规定的合理数值，因此，能使V、f、ap的乘积较大，从而保证较高的金属切削量。此外，增大ap可使走刀次数减少，增大f又有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。
1）切削深度的选择：
粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。
2）进给量的选择：
粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。
3）切削速度的选择：
粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。 2.6.2 精加工时切削用量的选择原则
精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。
1）切削深度的选择：
精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。
2）进给量的选择：
精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。
3）切削速度的选择：
切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。
由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度ap和进给量f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。
2.7 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差
2.7.1 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）、平面加工的工序余量（mm）
则连杆两端面总的加工余量为：
n
A总=
∑
i=1
Ai⨯2
=（A粗铣+A精铣+A粗磨+A精磨）⨯2 =（1.5+0.6+0.3+0.1）⨯2 =50mm -0.55
43（2）、连杆铸造出来的总的厚度为H=38+50=mm -0.55-0.55
2.7.2 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（铸造出来的大头孔为Φ55 mm）
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）
2.8 计算工艺尺寸链
2.8.1 连杆盖的卡瓦槽的计算
增环为：A2 ； 减环为：A3 ；封闭环为：A0 1）、A0极限尺寸为：
m
→
n-1
←
→→
A0max=
∑
i=1
Aimax-
∑
Aimin
i=m+1
= 30.20-4.95 = 25.25 mm
m
→
n-1
←
A0min=
∑
i=1
Aimin-
∑
Aimax
i=m+1
= 29.8-5.1 = 24.7 mm 2）、A0的上、下偏差为:
m
→
n-1
←
ESA
=
∑
i=1
ESAi-
∑
EIAi
i=m+1
=0.20-(-0.05) =0.25(mm)
m
→
n-1
←
EIA
=
∑
i=1
EIAi-
∑
ESAi
i=m+1
=-0.20-0.10 =-0.30(mm)
3）、A0的公差为:
T0=ESA
-EIA
= 0.25-（0.30） = 0.55 mm
4）、A0的基本尺寸为:
A0
=A2-A3
= 30-5 = 25 mm
5）、A0的最终工序尺寸为:
A0
0.25
)mm = 25(+
-0.30
2.8.2 连杆体的卡瓦槽的计算
增环为：A1 ； 减环为：A2 ；封闭环为：A0 1）、A0极限尺寸为：
m
→
n-1
←
→
→
A0max=
∑
i=1
Aimax-
∑
Aimin
i=m+1
= 13.30-4.95 = 8.35 mm
m
→
n-1
←
A0min=
∑
i=1
Aimin-
∑
Aimax
i=m+1
=12.9-5.1 =7.8 mm
2）、A0的上、下偏差为:
m
→
n-1
←
ESA
=
∑
i=1
ESAi-
∑
EIAi
i=m+1
= 0.30-(-0.05) = 0.35 mm
m
→
n-1
←
EIA
=
∑
i=1
EIAi-
∑
ESAi
i=m+1
= -0.10-0.10
= -0.20 mm
3）、A0的公差为:
T0=ESA
-EIA
=0.35-(-0.20)
=0.55 mm
4）、A0的基本尺寸为:
A0
=A1-A2
=13-5 = 8 mm
5）、A0的最终工序尺寸为:
A0
0.35
)m = 8(+
-0.20
2.9 工时定额的计算
2.9.1 铣连杆大小头平面
选用X52K机床
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—81选取数据 铣刀直径D = 100 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s 切削宽度 ae= 60 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 3 mm 则主轴转速n = 1000v/πD = 475 r/min
根据表3.1—31 按机床选取n = 500 /min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 2.67 m/s 铣削工时为：按表2.5—10 L= 3 mm L1 =
ae(d-ae)
+1.5 =50 mm L2 = 3 mm
基本时间tj = L/fm z = (3+50+3)/(500×0.18×6) = 0.11 min
按表2.5—46 辅助时间ta = 0.4×0.45 = 0.18 min 2.9.2 粗磨大小头平面
选用M7350磨床
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 磨削速度V = 0.33 m/s 切削深度ap = 0.3 mm fr0 = 0.033 mm/r Z = 8 则主轴转速n = 1000v/πD = 158.8 r/min
根据表3.1—48 按机床选取n = 100 r/min
则实际磨削速度V = πDn/（1000×60） = 0.20 m/s 磨削工时为：按表2.5—11
基本时间tj = zbk/nfr0z = (0.3×1)/(100×0.033×8) = 0.01 min 按表3.1—40 辅助时间ta = 0.21 min 2.9.3 加工小头孔
(1) 钻小头孔 选用钻床Z3080
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—38(41)选取数据 钻头直径D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm 切削深度ap = 10 mm 进给量f = 0.12 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 945 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n = 1000 r/min 则实际钻削速度V = πDn/（1000×60） = 1.04 m/s 钻削工时为：按表2.5—7
L = 10 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm 基本时间tj = L/fn = (10+1.5+2.5)/(0.12×1000) = 0.12 min
按表2.5—41 辅助时间ta = 0.5 min 按表2.5—42 其他时间tq = 0.2 min (2) 扩小头孔 选用钻床Z3080
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—53选取数据
扩刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.32 m/s 切削深度ap = 1.5 mm 进给量 f = 0.8 mm/r 则主轴转速n =1000v/πD = 203 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n = 250 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.39 m/s 扩削工时为：按表2.5—7
L = 10 mm L1 = 3 mm 基本时间tj=L/fn=(10+3)/(0.8×250)=0.07 min
按表2.5—41 辅助时间ta=0.25 min (3) 铰小头孔 选用钻床Z3080
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—81选取数据
铰刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.8 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 140 r/min
根据表3.1—31 按机床选取n = 200 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.32 m/s
铰削工时为： 按表2.5—7 L=10 mm L1 =0 L2=3 mm
基本时间tj = L/fn = (10+3)/(0.8×200) = 0.09 min
按表2.5—41 辅助时间ta = 0.25 min 2.9.4 铣大头两侧面
选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—77(88)选取数据
铣刀直径D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s 铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 4 mm af = 0.10 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 611 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 = πDn/（1000×60） = 0.78 m/s 铣削工时为：按表2.5—10 L=40 mm L1=
ae(d-ae)
+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (40+8.5+2.5)/(750×0.10×3)=0.23 min 按表2.5—46 辅助时间ta = 0.4×0.45 = 0.18 min 2.9.5、扩大头孔
选用钻床床Z3080 刀具:扩孔钻 根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—54选取数据
扩孔钻直径D = 60 mm 切削速度V = 1.29 m/s 进给量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次数I = 1 则主轴转速n = 1000v/πD=410 r/min
根据表3.1—41 按机床选取n=400 r/min 则实际切削速度V=πDn/（1000×60）=1.256 m/s 扩削工时为： 按表2.5—7
L = 40 mm L1 = 3 mm L2 =3 mm 基本时间:
tj=
lfn
40+3+30.50⨯400
=⨯1=0.23(min)
r
l1
2.9.6 铣开连杆体和盖
选用铣床X62W
=
D-d2
⨯(ctgk+1~2)
l2=2~4
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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 2.47 m/s 铣削工时为： 按表2.5—10 L =
d
2
-(d-2ap)
2
2
= 17 mm
p
p
L1 =
L2 = 2 mm
(da
-ap)+Da
-
da
p
-ap
2
+2 = 6 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 2.9.7 加工连杆体
(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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 2.94 m/s 铣削工时为： 按表2.5—10 L = 38 mm L1 =
ae(d-ae)
+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/πD =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 = πDn/（1000×60） = 2.94 m/s 铣削工时为：按表2.5—10 L = 38 mm L1 =
ae(d-ae)
+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/πD = 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 = πDn/（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/πD = 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 = πDn/（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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 0.49 m/s 铣削工时为： 按表2.5—10 L = 28 mm L1 =
ae(d-ae)
+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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 0.20 m/s 磨削工时为： 按表2.5—11 基本时间tj=
zbk/nfr0z
=0.02 min (
zb
=0.1 k=1 z=8)
2.9.8 铣、磨连杆盖结合面
(1) 粗铣连杆上盖结合面 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 = 3 mm 铣刀齿数Z = 8 af = 0.12 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 89 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 = πDn/（1000×60） = 0.39 m/s 铣削工时为：按表2.5—10 L = 38 mm L1 =
ae(d-ae)
+1.5 = 16 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz=(38+16+2.5)/(100×8) = 0.07 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 min (2) 精铣连杆上盖结合面 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 切削宽度ae = 0.5 mm 铣刀齿数Z = 8 进给量f = 0.7 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 107 r/min
根据表3.1—74 按机床选取n = 110 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.43 m/s 铣削工时为： 按表2.5—10 L = 38 mm L1 =
ae(d-ae)
+1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(110×8) = 0.6 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 min (3) 粗铣螺母座面 选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—88选取数据
铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s
铣刀齿数Z = 24 切削宽度ae = 5 mm af = 0.15 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 103 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 = πDn/（1000×60） = 0.39 m/s
铣削工时为：按表2.5—10
L = 28mm L1 = ae(d-ae)+1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (28+17.5+2.5)/(100×24) = 0.02 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 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 = 0.6 mm af = 0.02 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 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 = πDn/（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) 精磨结合面 选用磨床M7350
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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 0.20 m/s
磨削工时为： 按表2.5—11
基本时间tj = zbk/nfr0z= 0.02 min (zb=0.1 k=1 z=8)
2.9.9 铣、钻、镗（连杆总成体）
(1) 精铣连杆盖上两螺母座面 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
切削宽度ae = 5 mm 铣刀齿数Z = 24
切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 142 r/min
根据表3.1—74 按机床选取n = 150 r/min
则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.49 m/s
铣削工时为： 按表2.5—10
L = 28 mm L1 = ae(d-ae)+1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (28+17.5+2.5)/(150×24) = 0.02 min
按表2.5—46 辅助时间ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
（2）、从连杆上方钻、扩、铰螺栓孔
a) 钻螺栓孔 选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—38（41）选取数据
切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 5 mm
进给量f = 0.08 mm/r 钻头直径D = 10 mm 则主轴转速n = 1000v/πD = 1910 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n = 910 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.99 m/s
钻削工时为： 按表2.5—7
L = 34 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2 mm 基本时间tj = L/fn = (34+1.5+2)/(0.08×1910) = 0.23 min
按表2.5—41 辅助时间ta = 0.5 min
按表2.5—42 其他时间tq=0.2 min
b) 扩螺栓孔 选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—53选取数据
扩刀直径D = 10 mm 切削速度V = 0.40 m/s 切削深度ap = 1.0 mm 进给量f = 0.6 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 764 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n=764 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.40 m/s
扩削工时为： 按表2.5—7
L = 34 mm L1 = 2 mm
基本时间tj = L/fn = (34+2)/(0.6×764) = 0.07 min
按表2.5—41 辅助时间ta=0.25 min
c）铰螺栓孔
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—81选取数据
铰刀直径D = 12.2 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.2 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 140 r/min
根据表3.1—31 按机床选取n = 200 r/min 则实际切削速度V =πDn/（1000×60） = 0.127 m/s
铰削工时为： 按表2.5—7
L = 34 mm L1 = 2 mm L2 = 3 mm
基本时间tj = L/fn = (34+2+3)/(0.8×200) = 0.23 min
(3) 从连杆盖上方给螺栓孔口倒角
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—67选取数据
切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm
进给量f = 0.10 mm/r Z = 8
根据表3.1—30 按机床选取n = 750 r/min
切削工时为： 按表2.5—7
基本时间tj = L/fn = （0.5+1.5）/750×0.10 = 0.03 min
2.9.10 粗镗大头孔
选用镗床T68
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
铣刀直径D = 65 mm 切削速度V = 0.16 m/s
进给量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm
则主轴转速n = 000v/πD = 47 r/min
根据表3.1—41 按机床选取n = 800 r/min
则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 2.72 m/s
镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.30×800) = 0.19 min
按表2.5—67 辅助时间ta = 0.50 min
2.9.11 大头孔两端倒角
选用机床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—67选取数据
切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm
进给量f = 0.10 mm/r Z = 8
根据表3.1—30 按机床选取n = 750 r/min
切削工时为： 按表2.5—7
基本时间tj = L/fn = （0.5+1.5）/750×0.10 = 0.03 min
2.9.12精磨大小头两平面（先标记朝上）
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
切削速度V = 0.413 m/s 切削深度ap = 0.10 mm
进给量f = 0.006 mm/r
磨削工时为： 按表2.5—7
基本时间 tj = lbzbk/1000vfafr0z
=0.1×70×0.02×1.1/（1000×60）×0.413×0.006×20×0.1
=0.03 min
2.9.13 半精镗大头孔及精镗小头孔
选用镗床T2115
（1）根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
镗刀直径D = 65.5 mm 切削速度V = 0.20 m/s
进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 1000 r/min
镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min
（2）根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
镗刀直径D = 30 mm 切削速度V = 3.18 m/s
进给量f = 0.10 mm/r 切削深度ap = 1.0 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 2000 r/min
镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.10×2000) = 0.23 min
2.9.14精镗大头孔
选用镗床T2115
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
镗刀直径D = 65.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s
进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 1000 r/min
镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min
2.9.15钻小头油孔
选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—38（41）选取数据
切削速度V = 1.18 m/s 切削深度ap = 3 mm
进给量f = 0.05 mm/r
根据表3.1—30 按机床选取n = 1000 r/min 钻削工时为： 按表2.5—7
L = 6 mm L1 = 3 mm
基本时间tj = L/fn =(6+1)/(1000×0.05) = 0.14 min
2.9.16 小头孔两端倒角
选用机床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—67选取数据
切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm
进给量f = 0.10 mm/r Z = 8
根据表3.1—30 按机床选取n = 750 r/min 切削工时为： 按表2.5—7
基本时间tj = L/fn = （0.5+1.5）/750×0.10 = 0.03 min
2.9.17 镗小头孔衬套
选用镗床T2115
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
镗刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.25 m/s
进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.2 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 1000 r/min 镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min
2.9.18 珩磨大头孔
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
切削速度V = 0.32 m/s 进给量f = 0.05 mm/r
切削深度ap = 0.05 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 1000 r/min 镗削工时为： 按表2.5—3
基本时间 tj=2Lnd/（1000×60）v
=(2×38×2)/(1000×0.32)
=0.47 min
2.10 连杆的检验
连杆在机械加工中要进行中间检验，加工完毕后要进行最终检验，检验项目按图纸上的技术要求进行。
结束语：
通过对汽车连杆的机械加工工艺及对粗加工大头孔夹具和铣结合面夹具的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,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，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证连杆技术要求的重要问题之
一。在连杆的实际加工过程中，选用连杆的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，可采用自为基准的加工原则；保证大小头孔的中心距精度要求，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”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及连杆体和盖上的螺栓座面等。
连杆机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。连杆加工路线按连杆的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的加工；第二个阶段为连杆体和盖的切开加工；第三个阶段为连杆体和盖合装后的加工。
第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。
（1）、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。
（2）、导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是扩大头孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题，以及对刀块的类型，从而确定钻套和对刀块的位置尺寸及公差。
（3）、夹紧装置的设计：针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。
（4）、夹具体设计：连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的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。所以夹具体的材料一般采用铸铁。
（5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要
求。
（6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。
参考文献:
[1] 陈宏钧,方向明,马素敏 等编
典型零件机械加工生产实例 机械工业出版社 2004.8
[2] 王季琨,沈中伟,刘锡珍 主编
机械制造工艺学 天津大学出版社 2004.1
[3] 哈尔滨工业大学,上海工业大学 主编
机床夹具设计 上海科学技术出版社 1991.3
[4] 李 洪 主编
机械加工工艺手册 北京出版社 1996.1
[5] 贵州工学院机械制造工艺教研室编
机床夹具结构图册 贵州人民出版社 1983.6
[6] 龚定安,蔡建国 编著
陕西科学技术出版社 1981.7
[7] 孟少农 主编
机械加工工艺手册 机械工业出版社 1991.9
[8] 《金属机械加工工艺人员手册》 修订组
金属机械加工工艺人员手册 上海科学技术出版社1979.1
[9] 孙丽嫒 主编
机械制造工艺及专用夹具 冶金工业出版社 2003.9
[10] 杨叔子 主编
机械加工工艺师手册 机械工业出版社 2004.9
[11] 王绍俊 主编
机械制造工艺设计手册 哈尔滨工业大学 1981.5
[12] 刘文剑 曹天河 赵维缓 编
夹具工程师手册 黑龙江科学技术出版社 1987.12
[13] 上海市金属切削技术协会 编
金属切削手册 上海科学技术出版社 1991.10
[14] 邱仲潘 主编
计算机英语 科学出版社 2004.9
[15] 于骏一 主编
典型零件制造工艺 机械工业出版社 1989.1
致谢
首先衷心感谢陈广凌和张彦博两位教授，论文的选题、研究的方向和设计内容都得到两位教授的精心指导与热情的帮助。两位教授严谨细致的作风，丰富的理论知识给了我很深的启迪，使我受益匪浅。
我的论文是在你们悉心指导和严格要求下完成的，我的每一点进步和提高都得益于两位老师的指导、鼓励、影响和支持；同时也使我在思维方法、工作作风以及学习态度方面得到进步。
感谢所有关心和帮助过我的老师们、同学们
摘 要
连杆是柴油机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，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的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。
关键词: 连杆 变形 加工工艺 夹具设计
The connecting rod is one of the main driving medium of diesel engine, this text expounds mainly the machining technology and the design of clamping device of the connecting rod. The precision of size, the precision of profile and the precision of position , of the connecting rod is demanded highly , and the rigidity of the connecting rod is not enough, easy to deform, so arranging the craft course, need to separate the each main and superficial thick finish machining process. Reduce the function of processing the surplus , cutting force and internal stress progressively , revise the deformation after processing, can reach the specification requirement for the part finally .
Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device
2.1 连杆的主要技术要求
连杆上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。连杆总成的主要技术要求（图2-1）
如下。
连杆总成图（2—1）
2.1.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度
为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.4μm；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于3.2μm。小头孔的圆柱度公差为0.025 mm
2.1.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度
两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.06 mm。
2.1.3 大、小头孔中心距
大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：190±0.05 mm。
2.1.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度
连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在100 mm长度上公差为0.08 mm）。
2.1.5 大、小头孔两端面的技术要求
连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8μm, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3μm。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。
2.1.6 螺栓孔的技术要求
连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按IT8级公差等级和表面粗糙度Ra应不大于6.3μm加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25 mm。
2.1.7 有关结合面的技术要求
在连杆受动载荷时，接合面的歪斜使连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位，影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。对于本连杆，要求结合面的平面度的公差为0.025 mm。
2.2 连杆的材料和毛坯
连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。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的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。
连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。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。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，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，但由于整体锻造的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
坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。
目前我国有些生产连杆的工厂，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的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连杆锻件，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)给出了连杆的锻造工艺过程，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)。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，以改善性能，减少毛坯内应力。
2.3 连杆的机械加工工艺过程
由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。
连杆机械加工工艺过程如下表(1—1)所示：
表(1—1)
连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的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的螺栓座面等。
2.4 连杆的机械加工工艺过程分析
2.4.1 工艺过程的安排
在安排工艺进程时，要把各主要表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在半精加工中修正；半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。
2.4.2 定位基准的选择
在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，如图（1—5）所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不
图（1-5）连杆的定位方向
与夹具的定位元件接触。
为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头孔前，粗磨端面，在精镗大、小头孔前，精磨端面。
由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序对于铰后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。
在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差，则对加 工精度会有很大影响。因此，第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，在精加工主要表面开始前，先粗铣两个端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面和端部夹紧，粗铣一个端面后，翻身以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯面不平整，连杆的刚性差，定位夹紧时工件可能变形，粗铣后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。另一方面是以连杆的大头外形及连杆身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度较好的平面。同时，由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。
2.4.3 确定合理的夹紧方法
既然连杆是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响加工精度。在加工连杆的夹具中，可以看出设计人员注意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在粗铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。
2.4.4 连杆两端面的加工
采用粗铣、精铣、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床上，使用砂瓦拼成的砂轮端面磨削。这种方法的生产率较高。精磨在M7130型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种办法的生产率低一些，但精度较高。
2.4.5 连杆大、小头孔的加工
连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连
杆质量有较大的影响。
小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了钻、扩、铰三道工序。钻时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。
大头孔经过扩、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗和珩磨达到IT6级公差等级。表面粗糙度Ra 为0.4μm，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将连杆与连杆体组合在一起，然后进行精镗大头孔的工序。这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最后精镗工序中得到修正，以保证孔的形状精度。
2.4.6 连杆螺栓孔的加工
连杆的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头一侧面定位。
粗铣螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与连杆大头端面垂直，使用两工位夹具。连杆在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。
2.4.7 连杆体与连杆盖的铣开工序
剖分面（亦称结合面）的尺寸精度和位置精度由夹具本身的制造精度及对刀精度来保证。为了保证铣开后的剖分面的平面度不超过规定的公差0.03mm ，并且剖分面与大头孔端面保证一定的垂直度，除夹具本身要保证精度外，锯片的安装精度的影响也很大。但剖分面本身的平面度、粗糙度对连杆盖、连杆体装配后的结合强度有较大的影响。因此，在剖分面铣开以后再经过磨削加工。
2.4.8 大头侧面的加工
以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。装夹工件铣两侧面至尺寸，保证对称。
2.5 连杆加工工艺设计应考虑的问题
2.5.1 工序安排
连杆加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（1）连杆的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力。因此在连杆加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要分开。
2.5.2 定位基准
精基准：以杆身对称面定位，便于保证对称度的要求，而且采用双面铣，可使部分切削力抵消。
统一精基准：以大小头端面，小头孔、大头孔一侧面定位。因为端面的面积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。
2.6 切削用量的选择原则
正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。
2.6.1 粗加工时切削用量的选择原则
粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高,毛坯余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。
金属切削量可以用下式计算：
Zw ≈V.f.ap.1000
式中：Zw单位时间内的金属切除量（mm3/s）
V切削速度（m/s）
f 进给量（mm/r）
ap背吃刀量（mm）
提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的吃刀深度ap,其次选择一个较大的进给量度f，最后确定一个合适的切削速度V.
选用较大的ap和f以后，刀具耐用度t 显然也会下降，但要比V对t的影响小得多，只要稍微降低一下V便可以使t回升到规定的合理数值，因此，能使V、f、ap的乘积较大，从而保证较高的金属切削量。此外，增大ap可使走刀次数减少，增大f又有利于断屑。因此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的。
1）切削深度的选择：
粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。
2）进给量的选择：
粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量。
3）切削速度的选择：
粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率。如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。 2.6.2 精加工时切削用量的选择原则
精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。
1）切削深度的选择：
精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量。
2）进给量的选择：
精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。
3）切削速度的选择：
切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围。
由此可见，精加工时选用较小的吃刀深度ap和进给量f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。
2.7 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差
2.7.1 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）、平面加工的工序余量（mm）
则连杆两端面总的加工余量为：
n
A总=
∑
i=1
Ai⨯2
=（A粗铣+A精铣+A粗磨+A精磨）⨯2 =（1.5+0.6+0.3+0.1）⨯2 =50mm -0.55
43（2）、连杆铸造出来的总的厚度为H=38+50=mm -0.55-0.55
2.7.2 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（铸造出来的大头孔为Φ55 mm）
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）
2.8 计算工艺尺寸链
2.8.1 连杆盖的卡瓦槽的计算
增环为：A2 ； 减环为：A3 ；封闭环为：A0 1）、A0极限尺寸为：
m
→
n-1
←
→→
A0max=
∑
i=1
Aimax-
∑
Aimin
i=m+1
= 30.20-4.95 = 25.25 mm
m
→
n-1
←
A0min=
∑
i=1
Aimin-
∑
Aimax
i=m+1
= 29.8-5.1 = 24.7 mm 2）、A0的上、下偏差为:
m
→
n-1
←
ESA
=
∑
i=1
ESAi-
∑
EIAi
i=m+1
=0.20-(-0.05) =0.25(mm)
m
→
n-1
←
EIA
=
∑
i=1
EIAi-
∑
ESAi
i=m+1
=-0.20-0.10 =-0.30(mm)
3）、A0的公差为:
T0=ESA
-EIA
= 0.25-（0.30） = 0.55 mm
4）、A0的基本尺寸为:
A0
=A2-A3
= 30-5 = 25 mm
5）、A0的最终工序尺寸为:
A0
0.25
)mm = 25(+
-0.30
2.8.2 连杆体的卡瓦槽的计算
增环为：A1 ； 减环为：A2 ；封闭环为：A0 1）、A0极限尺寸为：
m
→
n-1
←
→
→
A0max=
∑
i=1
Aimax-
∑
Aimin
i=m+1
= 13.30-4.95 = 8.35 mm
m
→
n-1
←
A0min=
∑
i=1
Aimin-
∑
Aimax
i=m+1
=12.9-5.1 =7.8 mm
2）、A0的上、下偏差为:
m
→
n-1
←
ESA
=
∑
i=1
ESAi-
∑
EIAi
i=m+1
= 0.30-(-0.05) = 0.35 mm
m
→
n-1
←
EIA
=
∑
i=1
EIAi-
∑
ESAi
i=m+1
= -0.10-0.10
= -0.20 mm
3）、A0的公差为:
T0=ESA
-EIA
=0.35-(-0.20)
=0.55 mm
4）、A0的基本尺寸为:
A0
=A1-A2
=13-5 = 8 mm
5）、A0的最终工序尺寸为:
A0
0.35
)m = 8(+
-0.20
2.9 工时定额的计算
2.9.1 铣连杆大小头平面
选用X52K机床
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—81选取数据 铣刀直径D = 100 mm 切削速度Vf = 2.47 m/s 切削宽度 ae= 60 mm 铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 3 mm 则主轴转速n = 1000v/πD = 475 r/min
根据表3.1—31 按机床选取n = 500 /min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 2.67 m/s 铣削工时为：按表2.5—10 L= 3 mm L1 =
ae(d-ae)
+1.5 =50 mm L2 = 3 mm
基本时间tj = L/fm z = (3+50+3)/(500×0.18×6) = 0.11 min
按表2.5—46 辅助时间ta = 0.4×0.45 = 0.18 min 2.9.2 粗磨大小头平面
选用M7350磨床
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 磨削速度V = 0.33 m/s 切削深度ap = 0.3 mm fr0 = 0.033 mm/r Z = 8 则主轴转速n = 1000v/πD = 158.8 r/min
根据表3.1—48 按机床选取n = 100 r/min
则实际磨削速度V = πDn/（1000×60） = 0.20 m/s 磨削工时为：按表2.5—11
基本时间tj = zbk/nfr0z = (0.3×1)/(100×0.033×8) = 0.01 min 按表3.1—40 辅助时间ta = 0.21 min 2.9.3 加工小头孔
(1) 钻小头孔 选用钻床Z3080
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—38(41)选取数据 钻头直径D = 20 mm 切削速度V = 0.99 mm 切削深度ap = 10 mm 进给量f = 0.12 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 945 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n = 1000 r/min 则实际钻削速度V = πDn/（1000×60） = 1.04 m/s 钻削工时为：按表2.5—7
L = 10 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2.5mm 基本时间tj = L/fn = (10+1.5+2.5)/(0.12×1000) = 0.12 min
按表2.5—41 辅助时间ta = 0.5 min 按表2.5—42 其他时间tq = 0.2 min (2) 扩小头孔 选用钻床Z3080
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—53选取数据
扩刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.32 m/s 切削深度ap = 1.5 mm 进给量 f = 0.8 mm/r 则主轴转速n =1000v/πD = 203 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n = 250 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.39 m/s 扩削工时为：按表2.5—7
L = 10 mm L1 = 3 mm 基本时间tj=L/fn=(10+3)/(0.8×250)=0.07 min
按表2.5—41 辅助时间ta=0.25 min (3) 铰小头孔 选用钻床Z3080
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—81选取数据
铰刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.8 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 140 r/min
根据表3.1—31 按机床选取n = 200 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.32 m/s
铰削工时为： 按表2.5—7 L=10 mm L1 =0 L2=3 mm
基本时间tj = L/fn = (10+3)/(0.8×200) = 0.09 min
按表2.5—41 辅助时间ta = 0.25 min 2.9.4 铣大头两侧面
选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—77(88)选取数据
铣刀直径D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s 铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 4 mm af = 0.10 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 611 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 = πDn/（1000×60） = 0.78 m/s 铣削工时为：按表2.5—10 L=40 mm L1=
ae(d-ae)
+1.5=8.5 mm L2=2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (40+8.5+2.5)/(750×0.10×3)=0.23 min 按表2.5—46 辅助时间ta = 0.4×0.45 = 0.18 min 2.9.5、扩大头孔
选用钻床床Z3080 刀具:扩孔钻 根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—54选取数据
扩孔钻直径D = 60 mm 切削速度V = 1.29 m/s 进给量f = 0.50 mm/r 切削深度ap =3.0 mm 走刀次数I = 1 则主轴转速n = 1000v/πD=410 r/min
根据表3.1—41 按机床选取n=400 r/min 则实际切削速度V=πDn/（1000×60）=1.256 m/s 扩削工时为： 按表2.5—7
L = 40 mm L1 = 3 mm L2 =3 mm 基本时间:
tj=
lfn
40+3+30.50⨯400
=⨯1=0.23(min)
r
l1
2.9.6 铣开连杆体和盖
选用铣床X62W
=
D-d2
⨯(ctgk+1~2)
l2=2~4
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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 2.47 m/s 铣削工时为： 按表2.5—10 L =
d
2
-(d-2ap)
2
2
= 17 mm
p
p
L1 =
L2 = 2 mm
(da
-ap)+Da
-
da
p
-ap
2
+2 = 6 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 2.9.7 加工连杆体
(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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 2.94 m/s 铣削工时为： 按表2.5—10 L = 38 mm L1 =
ae(d-ae)
+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/πD =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 = πDn/（1000×60） = 2.94 m/s 铣削工时为：按表2.5—10 L = 38 mm L1 =
ae(d-ae)
+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/πD = 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 = πDn/（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/πD = 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 = πDn/（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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 0.49 m/s 铣削工时为： 按表2.5—10 L = 28 mm L1 =
ae(d-ae)
+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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 0.20 m/s 磨削工时为： 按表2.5—11 基本时间tj=
zbk/nfr0z
=0.02 min (
zb
=0.1 k=1 z=8)
2.9.8 铣、磨连杆盖结合面
(1) 粗铣连杆上盖结合面 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 = 3 mm 铣刀齿数Z = 8 af = 0.12 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 89 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 = πDn/（1000×60） = 0.39 m/s 铣削工时为：按表2.5—10 L = 38 mm L1 =
ae(d-ae)
+1.5 = 16 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz=(38+16+2.5)/(100×8) = 0.07 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 min (2) 精铣连杆上盖结合面 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 切削宽度ae = 0.5 mm 铣刀齿数Z = 8 进给量f = 0.7 mm/r 则主轴转速n = 1000v/πD = 107 r/min
根据表3.1—74 按机床选取n = 110 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.43 m/s 铣削工时为： 按表2.5—10 L = 38 mm L1 =
ae(d-ae)
+1.5 = 7.5 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (38+7.5+2.5)/(110×8) = 0.6 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 min (3) 粗铣螺母座面 选用铣床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—88选取数据
铣刀直径D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s
铣刀齿数Z = 24 切削宽度ae = 5 mm af = 0.15 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 103 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 = πDn/（1000×60） = 0.39 m/s
铣削工时为：按表2.5—10
L = 28mm L1 = ae(d-ae)+1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (28+17.5+2.5)/(100×24) = 0.02 min
按表2.5—46 辅助时间ta=0.4×0.45=0.18 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 = 0.6 mm af = 0.02 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 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 = πDn/（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) 精磨结合面 选用磨床M7350
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/πD = 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 = πDn/（1000×60） = 0.20 m/s
磨削工时为： 按表2.5—11
基本时间tj = zbk/nfr0z= 0.02 min (zb=0.1 k=1 z=8)
2.9.9 铣、钻、镗（连杆总成体）
(1) 精铣连杆盖上两螺母座面 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
切削宽度ae = 5 mm 铣刀齿数Z = 24
切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 142 r/min
根据表3.1—74 按机床选取n = 150 r/min
则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.49 m/s
铣削工时为： 按表2.5—10
L = 28 mm L1 = ae(d-ae)+1.5 = 17.5 mm L2 = 2.5 mm
基本时间tj = L/fmz = (28+17.5+2.5)/(150×24) = 0.02 min
按表2.5—46 辅助时间ta = 0.4×0.45 = 0.18 min
（2）、从连杆上方钻、扩、铰螺栓孔
a) 钻螺栓孔 选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—38（41）选取数据
切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 5 mm
进给量f = 0.08 mm/r 钻头直径D = 10 mm 则主轴转速n = 1000v/πD = 1910 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n = 910 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.99 m/s
钻削工时为： 按表2.5—7
L = 34 mm L1 = 1.5 mm L2 = 2 mm 基本时间tj = L/fn = (34+1.5+2)/(0.08×1910) = 0.23 min
按表2.5—41 辅助时间ta = 0.5 min
按表2.5—42 其他时间tq=0.2 min
b) 扩螺栓孔 选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—53选取数据
扩刀直径D = 10 mm 切削速度V = 0.40 m/s 切削深度ap = 1.0 mm 进给量f = 0.6 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 764 r/min
根据表3.1—30 按机床选取n=764 r/min 则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 0.40 m/s
扩削工时为： 按表2.5—7
L = 34 mm L1 = 2 mm
基本时间tj = L/fn = (34+2)/(0.6×764) = 0.07 min
按表2.5—41 辅助时间ta=0.25 min
c）铰螺栓孔
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—81选取数据
铰刀直径D = 12.2 mm 切削速度V = 0.22 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 进给量f = 0.2 mm/r
则主轴转速n = 1000v/πD = 140 r/min
根据表3.1—31 按机床选取n = 200 r/min 则实际切削速度V =πDn/（1000×60） = 0.127 m/s
铰削工时为： 按表2.5—7
L = 34 mm L1 = 2 mm L2 = 3 mm
基本时间tj = L/fn = (34+2+3)/(0.8×200) = 0.23 min
(3) 从连杆盖上方给螺栓孔口倒角
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—67选取数据
切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm
进给量f = 0.10 mm/r Z = 8
根据表3.1—30 按机床选取n = 750 r/min
切削工时为： 按表2.5—7
基本时间tj = L/fn = （0.5+1.5）/750×0.10 = 0.03 min
2.9.10 粗镗大头孔
选用镗床T68
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
铣刀直径D = 65 mm 切削速度V = 0.16 m/s
进给量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm
则主轴转速n = 000v/πD = 47 r/min
根据表3.1—41 按机床选取n = 800 r/min
则实际切削速度V = πDn/（1000×60） = 2.72 m/s
镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.30×800) = 0.19 min
按表2.5—67 辅助时间ta = 0.50 min
2.9.11 大头孔两端倒角
选用机床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—67选取数据
切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm
进给量f = 0.10 mm/r Z = 8
根据表3.1—30 按机床选取n = 750 r/min
切削工时为： 按表2.5—7
基本时间tj = L/fn = （0.5+1.5）/750×0.10 = 0.03 min
2.9.12精磨大小头两平面（先标记朝上）
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
切削速度V = 0.413 m/s 切削深度ap = 0.10 mm
进给量f = 0.006 mm/r
磨削工时为： 按表2.5—7
基本时间 tj = lbzbk/1000vfafr0z
=0.1×70×0.02×1.1/（1000×60）×0.413×0.006×20×0.1
=0.03 min
2.9.13 半精镗大头孔及精镗小头孔
选用镗床T2115
（1）根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
镗刀直径D = 65.5 mm 切削速度V = 0.20 m/s
进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 1000 r/min
镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj= Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min
（2）根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
镗刀直径D = 30 mm 切削速度V = 3.18 m/s
进给量f = 0.10 mm/r 切削深度ap = 1.0 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 2000 r/min
镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.10×2000) = 0.23 min
2.9.14精镗大头孔
选用镗床T2115
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
镗刀直径D = 65.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s
进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 1000 r/min
镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min
2.9.15钻小头油孔
选用钻床Z3025
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—38（41）选取数据
切削速度V = 1.18 m/s 切削深度ap = 3 mm
进给量f = 0.05 mm/r
根据表3.1—30 按机床选取n = 1000 r/min 钻削工时为： 按表2.5—7
L = 6 mm L1 = 3 mm
基本时间tj = L/fn =(6+1)/(1000×0.05) = 0.14 min
2.9.16 小头孔两端倒角
选用机床X62W
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—67选取数据
切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm
进给量f = 0.10 mm/r Z = 8
根据表3.1—30 按机床选取n = 750 r/min 切削工时为： 按表2.5—7
基本时间tj = L/fn = （0.5+1.5）/750×0.10 = 0.03 min
2.9.17 镗小头孔衬套
选用镗床T2115
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
镗刀直径D = 30 mm 切削速度V = 0.25 m/s
进给量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 0.2 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 1000 r/min 镗削工时为： 按表2.5—3
L = 38 mm L1 = 3.5 mm L2 = 5 mm
基本时间tj = Li/fn = (38+3.5+5)/(0.20×1000) = 0.23 min
2.9.18 珩磨大头孔
根据《机械制造工艺设计手册》表2.4—66选取数据
切削速度V = 0.32 m/s 进给量f = 0.05 mm/r
切削深度ap = 0.05 mm
根据表3.1—39 按机床选取n = 1000 r/min 镗削工时为： 按表2.5—3
基本时间 tj=2Lnd/（1000×60）v
=(2×38×2)/(1000×0.32)
=0.47 min
2.10 连杆的检验
连杆在机械加工中要进行中间检验，加工完毕后要进行最终检验，检验项目按图纸上的技术要求进行。
结束语：
通过对汽车连杆的机械加工工艺及对粗加工大头孔夹具和铣结合面夹具的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,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，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证连杆技术要求的重要问题之
一。在连杆的实际加工过程中，选用连杆的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，可采用自为基准的加工原则；保证大小头孔的中心距精度要求，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”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面，次要的加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及连杆体和盖上的螺栓座面等。
连杆机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。连杆加工路线按连杆的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的加工；第二个阶段为连杆体和盖的切开加工；第三个阶段为连杆体和盖合装后的加工。
第二方面：主要是关于夹具的设计方法及其步骤。
（1）、定位方案的设计：主要确定工件的定位基准及定位基面；工件的六点定位原则；定位元件的选用等。
（2）、导向及对刀装置的设计：由于本设计主要设计的是扩大头孔夹具和铣结合面夹具，所以主要考虑的是选用钻套的类型及排屑问题，以及对刀块的类型，从而确定钻套和对刀块的位置尺寸及公差。
（3）、夹紧装置的设计：针对连杆的加工特点及加工的批量，对连杆的夹紧装置应满足装卸工件方便、迅速的特点，所以一般都采用自动夹紧装置。
（4）、夹具体设计：连杆的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。夹具体的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。所以夹具体的材料一般采用铸铁。
（5）、定位精度和定位误差的计算：对用于粗加工的夹具，都应该进行定位误差和稳定性的计算，以及设计的夹具能否满足零件加工的各项尺寸要
求。
（6）、绘制夹具装备图及夹具零件图。
参考文献:
[1] 陈宏钧,方向明,马素敏 等编
典型零件机械加工生产实例 机械工业出版社 2004.8
[2] 王季琨,沈中伟,刘锡珍 主编
机械制造工艺学 天津大学出版社 2004.1
[3] 哈尔滨工业大学,上海工业大学 主编
机床夹具设计 上海科学技术出版社 1991.3
[4] 李 洪 主编
机械加工工艺手册 北京出版社 1996.1
[5] 贵州工学院机械制造工艺教研室编
机床夹具结构图册 贵州人民出版社 1983.6
[6] 龚定安,蔡建国 编著
陕西科学技术出版社 1981.7
[7] 孟少农 主编
机械加工工艺手册 机械工业出版社 1991.9
[8] 《金属机械加工工艺人员手册》 修订组
金属机械加工工艺人员手册 上海科学技术出版社1979.1
[9] 孙丽嫒 主编
机械制造工艺及专用夹具 冶金工业出版社 2003.9
[10] 杨叔子 主编
机械加工工艺师手册 机械工业出版社 2004.9
[11] 王绍俊 主编
机械制造工艺设计手册 哈尔滨工业大学 1981.5
[12] 刘文剑 曹天河 赵维缓 编
夹具工程师手册 黑龙江科学技术出版社 1987.12
[13] 上海市金属切削技术协会 编
金属切削手册 上海科学技术出版社 1991.10
[14] 邱仲潘 主编
计算机英语 科学出版社 2004.9
[15] 于骏一 主编
典型零件制造工艺 机械工业出版社 1989.1
致谢
首先衷心感谢陈广凌和张彦博两位教授，论文的选题、研究的方向和设计内容都得到两位教授的精心指导与热情的帮助。两位教授严谨细致的作风，丰富的理论知识给了我很深的启迪，使我受益匪浅。
我的论文是在你们悉心指导和严格要求下完成的，我的每一点进步和提高都得益于两位老师的指导、鼓励、影响和支持；同时也使我在思维方法、工作作风以及学习态度方面得到进步。
感谢所有关心和帮助过我的老师们、同学们