第一章 连杆零件机械加工工艺规程的编制
第一节 计算生产纲领，确定生产类型
一、计算生产纲领，确定生产类型
生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的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与生产类型及产品大小和复杂程度的关系，确定其生产类型。
如图，为某产品上的一个连杆零件。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%，每台产品中该零件的数量为1件，现制定该连杆零件的机械加工工艺规程。
N=Qn（1+a%）（1+b%）
=5000*1*（1+25%）（1+0.2%）
=6262.5 件/年
连杆零件的年产量为6262.5件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献 ，确定其生产类型为大量生产。
连杆零件工件图
大量生产的工艺特征：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
零件的互换性：具有广泛的互换性，少数装配精度较高处，采用分毛坯的制造方法和加工余：广泛采用金属模机器造型，模锻或其他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对工人的技术要求：对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术工艺文件：有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡。 成本：较低。 生产率：高。 工人劳动条件：较好。 组装配法和调整法。 商效方法。毛坯精度高，加工余量小。 水线和自动排列设备。 置，靠调整法达到精度要求。 水平要求较低。
第二节 零件的分析
一、零件的分析
（1）加工表面的尺寸精度和形状精度。
（2）主要加工表面之间的相互位置精度。
（3）加工表面的粗糙度及其他方面的表面质量要求。
（4）热处理及其他要求。
连杆零件的图样的视图正确，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。本零件的两大小头孔的加工并不困难。根据零件的技术要求，其大小头孔的两中心的平行度要求比较高，达Φ0.08mm，因此在加工时应设计一夹具来保证两孔中心的平行度要求。另外就是该零件的油槽加工，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。
二、选择毛坯及毛坯制造方法
(1) 根据零件用途确定毛坯类型。
(2)根据批量（生产纲领）确定毛坯制造方法。
(3)根据手册查定表面加工余量及余量公差。
根据技术要求，零件材料为ZG310—570，即铸造碳钢。
热处理
按GB/T5613—1995规定，铸钢牌号用“铸”和“钢”两字汉语拼音首位字母“ZG”后加工两组数字表示，第一组数字表示屈服点的最低值，第二组数字表示抗拉强度的最低值。
ZG310—570表示бs≥310MPa，бB≥570MPa的铸钢。铸造碳钢的碳质量分数一般为0.15%—0.6%，其铸造性能比铸造铁差，但力学性能比铸造铁好。主要用于制造形状复杂，力学性能要求高，而在工艺又很锻压等方法成形的比较重要的机械零件，例如汽车的变速箱壳，机车车辆的车销和联轴器等。铸造碳钢的牌号，化学成分，力学性能[见表]
毛坯的制造方法：
根据毛坯的材料，生产类型，生产纲领及零件的复杂程度，毛坯可采用模锻成型。
零件并不复杂，因此毛坯可以与零件的形状尽量接近。两孔可不必锻出，直接加工。
通过查加工余量表，得两端面的总加工余量为3mm，毛坯尺寸可以通过加工余量确定。
选择毛坯模锻的主要依据：模锻可锻造形状复杂的毛坯，尺寸精度较高，尺寸偏差0.1mm~0.2mm，表面粗糙度Ra为12.5μm，毛坯的钎维组织好，强度高，生产率较高，但需要专用锻模及锻锤设备。
大批量生产，适于锻造碳素钢，合金钢。
锻件加工表面直线度，平面度公差。
模锻件长度为160mm，热处理为调质时，直线度和平面度公差的普通级为
1.1mm，精密度为0.7mm。
第三节 工艺规程设计
一、定位基面的选择
定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择得正确、合理与否，将直接影响工件的加工质量和生产率。 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的精基面或统一基准，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的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面? 精基面的选择：根据精基面的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准。
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，并用大头孔处指定一侧的外圆面作为另一基面。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。这样就使各工序的定位基准统一起来，减少定位误差。
再深入研究一下：
（1） 根据零件图，连杆零件的大小头孔有一端面（即右端面）在一个平 面上，因此可以同时加工出来，但另一端面（即左端面）不在一个平面上，这对作为定位基准面来说是不利的。因此，在加工时需主意其定位方案的合理性。
（2） 小头孔外圆作为基面，所以小头孔外圆表面的加工安排得比较早。 在小头孔与大头孔作为定位基面前的加工工序且钻孔、扩孔、铰孔，这些工序对于加工后的孔与孔的平行度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度，因此，在加工时应注意，选用合理的定位方案。
（3） 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。连杆加工就是如此。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。但是由于毛坯表面 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。
二、连杆零件表面加工方法的选择
零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，还须考虑生产率和经济性方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。
本零件的加工面有：大小头孔两端面，小头孔外圆，大小头孔，十字形槽，大小孔端槽及螺纹孔。
大小头孔两端面：未注公差，表面粗糙度为Ra3.2μm。需进行粗铣及半精铣。（见教材表3—16）
Φ30H11的大头孔：公差等级为H11，表面粗糙度为Ra6.3μm，采用钻孔及扩孔即可加工出。（见教材表3-15）
小头端Φ10的小孔：未注公差及表面粗造度，采用钻加工即可。
Φ14H8的小头端不通孔：公差等级为H8，表面粗糙度为Ra1.6μm，在已钻出的基础上扩孔及铰孔即可达到要求。（见教材表3-15）
铣两个宽4mm，8mm的十字形通槽：未注公差等级，表面粗糙度为Ra12.5μm，即采用粗铣就可以加工出来。（见教材表3-16）
大头端Φ12深20的孔及螺纹孔：Φ12mm的孔公差等级未注，表面粗糙度Ra12.5μm，先用Φ6的钻头钻通，再用Φ12的钻头钻至深20mm处，再攻M8的螺纹。（见教材表3-15）
大头端4mm的小槽：未注公差等级，表面粗糙度Ra12.5μm，采用粗铣即可。（见教材表3-15）
大头端Φ5的油槽：未注公差等级，表面粗糙度Ra12.5μm，采用钻加工即可。（见教材表3-15）
零件各表面加工顺序的确定
①机械加工顺序安排
根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排大小头孔两端面的加工，接着安排钻大小头两孔，再就是铣十字型通槽，再钻大头端Φ6mm、Φ8mm的孔，攻M8的螺纹，铣大头端槽，最后钻大头端Φ5mm的油孔。
②热处理工序的安排
由于毛坯为模锻件，在机械加工之前，首先安排正火处理，以消除锻造应力，改善金属组织，细化晶粒，改善切削性能。
③辅助工序的安排。
检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验。
三、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的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序的加工方法，然后再确定其他次要表面的加工方法。
(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的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，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的工艺路线也会有较大的差别，先在列出连杆零件大量生产时的工艺路线。
工序10：铣连杆零件大小头孔两端面（有两种方案）
方案1：大头两端面一起铣，再加工小端两端面。
此方案采用的定位方案是以连杆的大头外形及连杆杆身的对称面定位，这种定位方法使工件在夹紧是变形小，同时可以铣工件的两端面，使一部分切削力相互抵消，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。
方案2：大头孔小头孔，右端底平面一起铣，再分别铣大小头孔左端面，钻小头端孔，此方案采用的定位方案是：以小头孔外圆面用V形块定位及以大头孔左端定位，加工右端面，加工好后以右端底平面定位及小头孔外圆定位。加工另一端，及钻小头孔。采用此种方案可以在定位基准不变的情况下同时加工几个面，即减小因基准不重合而产生的误差。
以上两种方案，各有各的优点及缺点，从多种角度考虑，我会选择方案2。 工序20：钻小头端Φ10mm的通孔，再扩钻孔，铰孔至Φ14H8mm 深40mm。 工序30：钻大头端Φ30mm的通孔，然而扩Φ30H11mm的孔。 工序40：粗铣宽4mm，8mm的十字形通槽。
工序50：钻大头端Φ6mm的通孔，再用Φ12mm的钻头从左端钻至深20mm处，攻右端M8的螺纹，深20mm。
工序60：粗铣大头端4mm的槽。
工序70：钻Φ5mm的油孔。
四、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的要求，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，辐以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 ①选择机床
A，工序10：是粗铣和半精铣。本零件外轮廓尺寸不大。精度要求不是很高，选用X5025。
B，工序20，30，50，70：可以在立式钻床上加工。可选用Z5140立式钻床。 C，工序40：可以在立式铣床上加工，可选用X5025。
D，工序60：可用卧式铣床加工出。可选用X6026。
②选择夹具
本连杆零件除加工十字型槽与钻Φ12mm孔，攻M8mm螺纹需设计专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。
③选择刀具
A，铣十字型槽选错齿三面刃铣刀，零件要求铣刀深度为12mm。铣刀直径应为110~150mm。因此，所选铣刀：十字型通槽宽4mm时，铣刀规格为d=16mm，D=50mm，L=4mm，齿数Z=12。宽8mm时，铣刀规格为d=16mm,D=50mm，L=8mm，齿数Z=12。
B，铣大小头两端面时，铣刀选A类可转位面铣刀直径为50mm。
C，钻Φ10 mm的小头端孔至尺寸Φ14H8 mm，选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角。选用锥柄机用绞刀。
D，钻、扩Φ30H11mm 的大头端孔：选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角。
E，钻Φ6 mm的大头端孔，再用Φ12 mm，的钻头钻至深20 mm，选用锥柄麻花钻。
F，攻M8mm的螺纹：选用机用丝锥。
G，钻Φ5mm的大头端油孔：用Φ5mm直柄麻花钻。
④选择量具
本零件属大量生产，一般均采用量具，选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量具的测量方法极限误差选择。 A，选择加工孔用量具，可选内径百分尺，选分度植为0.01mm。
B，选择加工槽所用量具，选用分度植为0.02mm,测量范围为0~150mm游标尺进行测量。
五、加工工序设计、工序尺寸及切削用量的计算
（1）用查表法确定工序余量。
（2）当无基准转换时，工序尺寸及其公差的确定应首先明确工序的加工精度。
（3）当有基准转换时的工序尺寸及其公差应由解算工艺尺寸链获得。
（4）确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。
切削用量的选择
单件小批生产时，一般可由操作工人自定，大批生产条件下，工艺规程必须给定切削用量的详细数值，选择的原则是确保质量的前提下具有较高的生产率和经济性，具有选用可参考各类工艺人员手册。
⑴工序10粗铣及半精铣大小头孔两端面
查有关手册平面加工余量表，得半精加工余量Z为1 mm，已知端面总余量Z总为3 mm，故粗加工余量Z粗=（3-1）mm=2 mm。
如图1.4（a）所示，半精铣右端面以左端面定位，工序尺寸为：
1.4(a)
X小精=61-0.5 mm,
X大精=23mm
则粗铣右端面工序尺寸
X小精为62mm,X大精为24mm。
查教材表3－16平面加工方法，得粗铣加工公差等级为IT11~13，取IT11，其公差T小精=0.13mm，T大精=0.19mm，所以X小精=（62±0.065）mm, X大精=（24±0.095）mm。
加工端面的工步余量和工序尺寸及公差/mm
校核精铣余量Z精
Z小精=X小精min −X小精max=[（62−0.13）−(61+0)]mm=0.87mm Z大精=X大精min −X大精max=[（24−0.19）−23]mm=0.81mm 故余量足够。
查阅有关资料手册，取粗铣的每齿进给量fz=0.2mm/z;半精铣的每转进给量f=0.05mm/z,粗铣走刀1次，ap =2mm;半精铣走刀1
次，ap=1mm。
取粗铣的主轴转速为150r/min，取半精铣的主轴转速为300r/min，又前面已选定铣刀直径D为Φ50 mm，故相应的切削速度分别为：
粗加工 Vc=πDn粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min 半精加工 Vc=πDn粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/min ⑵工序20：钻、扩、铰Φ10的孔到Φ14H8
Φ14H8的孔钻、扩、铰余量参考有关资料手册Z扩=0.9mm，Z铰=0.1 mm，由此可推算出Z钻=（14/2-0.9-0.1）=6 mm。
钻、扩、铰Φ10的孔到Φ14H8的加工余量
参考Z25140机床技术参数表，取钻孔Φ14H8的进给量f=0.3 mm/ r，参考有关资料得钻孔Φ12的v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出转速为： n=1000v/Πd=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min
按机床实际转速取n=630 r /min，则实际切削速度为：
Vc=∏d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min 查有关资料得：
Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N）
M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·m）
钻Φ12 mm的孔Ff和M如下：
Ff=9.81*42.7*12*0.30.8*1 N=1918.56 N
M=9.81*0.021*12²*0.30.8*1 N·m=11.32 N·m
扩孔Φ13.8 mm，参考有关资料，并参考机床实际进给量，取f=0.3 mm/ r，（因扩的是盲孔，所以进给量取得较小）
参考有关资料，扩孔切削速度为钻孔是的1/2-1/3，故取扩孔时=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。
由此算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min 按机床实际转速取n=300 r /min。
参考有关资料，取铰孔的切削速度为Vc=0.3 m/s=18 m/min。 由此算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min 按机床实际转速取为n=400 r /min。则实际切削速度为：
Vc=∏d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min 工序30：钻、扩大头端Φ30H11 mm的孔
Φ30H11 mm的孔，扩余量参考有关手册取Z扩=0.9 mm。 由此可算出Z钻=（30/2-0.9）=14.1 mm
参考Z25140机床技术参数表，取钻孔Φ30H11 mm的进给量取f=0.4 mm/ r。 参考有关资料，得钻孔Φ28.2 mm的切削速度Vc=0.445m/s=126.7m/min。 由此可算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min
按机床实际转速取n=300 r /min，则实际切削速度为：
Vc=∏d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min
查有关资料得：
Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N）
M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·M）
所以Φ30的Ff和M如下：
Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N
M=9.81*0.021*28.2²*0.40.8*1 N·M=78.71N·M
扩Φ30H11 mm的孔，参考机床实际进给量取f=0.4 mm/ r。
参考有关资料，扩孔切削速度为钻孔时的1/2—1/3，故取扩孔时=1/2*26.56 m/min =13.28m/min。
由此可算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r /min
按机床实际转速取n=400 r /min。
⑷确定铣槽时的工序尺寸。粗铣就可达到零件图样的要求，则该工序尺寸：槽宽4mm、8mm、深12mm。其工序余量既等于总余量12 mm。
⑸钻大头端Φ12 mm深20的孔及攻M8的螺纹：本工序用钻孔就可以达到零件的图样要求。
本工序的切削用量及其余次要工序设计略。
六、时间定额计算
（一）计算工序20、30的时间定额
① 机动时间。
参考有关资料，得钻孔的计算公式为：
Tj=（l+l1+l2）/fn
L1=D/2cotkr+（1~2）
L2=1~4，钻盲孔时l2=0。
对钻Φ12 mm的孔有：
L1=D/2cotkr+（1~2）=[12/2cot（118°/2）+1.5] mm≈5.1mm L=40mm，取 l2=0 mm。
将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（40+5.1+0）/0.3*630 min≈0.24min
参考有关资料，得扩孔的计算公式为：
Tj=（l+l1+l2）/fn
L1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）
扩盲孔和铰盲控时l2=0。
对扩孔Φ13.8 mm有：
L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（13.8-12）/2cot60°+1.5] mm≈2 mm L=40mm，取 l2=0 mm。
将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（40+2+0）/0.3*300 min≈0.47min
对铰孔Φ14 mm有：
L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（14-13.8）/2cot45°+1.5] mm≈1.6 mm 将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（40+1.6+0）/0.3*400 min≈0.35min
② 总机动时间Tj（既基本时间tb）为：
Tb=（0.24+0.47+0.35）=1.06 min。
（二）计算工序30的时间定额
① 机动时间。
参考有关资料得钻孔的计算公式为：
Tj=（l+l1+l2）/fn
L1=D/2cotkr+（1~2）
L2=1~4，钻盲孔时l2=0。
对钻Φ28.2 mm的孔有：
L1=D/2cotkr+（1~2）=[28.2/2cot（118°/2）+1.5] mm≈9.96mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。
将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（21.5+9.96+3）/0.4*300 min≈0.29min
参考有关资料，得扩孔的计算公式为：
Tj=（l+l1+l2）/fn
L1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）
扩盲孔时l2=0。
对扩孔Φ30 mm有：
L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（30-28.2）/2cot60°+1.5] mm≈2 mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。
将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（21.5+2+3）/0.4*140 min≈0.47min
②总机动时间Tj（既基本时间tb）为：
Tb=（0.29+0.47）=0.76 min。
其余时间定额计算略。
七、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡
①工艺过程综合卡片
简要写明各道工序，作为生产管理使用。
②工艺卡片
详细说明整个工艺过程，作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件，除 写明工序内容外，还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等。
③工序卡片
用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件，在大批量生产的关键零件的关键工序才使用。
（1）简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图，除加工面、定位面夹紧面、主要轮廓面，其余线条可省略，以必需、明了为度。
（2）被加工表面用粗实线（或红线）表示，其余均用细实线。 应标明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。
（3）定位、夹紧表面应以规定的符号标明。
工艺文件详见表
第二章 连杆零件的夹具设计
（铣床夹具的设计）
第一节 机床夹具设计的基本要求和一般步骤
一、对专用夹具的基本要求
1.保证工件的加工精度
专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2.提高生产效率
应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。
3.工艺性好
专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。
专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。
4.使用性好
专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。
5.经济性好
除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
二、专用夹具设计步骤
1.明确设计任务与收集设计资料
夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。
其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。
2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图
1） 确定工件的定位方案，设计定位装置。
2） 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。
3） 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。
4） 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。
5） 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置 及吊装元件等。
6） 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。
7） 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。
1. 进行必要的分析计算
工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。
3.审查方案与改进设计
夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。
4.绘制夹具装配总图
夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。
夹具总图绘制次序如下：
1）
的线条。
2）
3）
4） 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具标注必要的尺寸、公差和技术要求。 编制夹具明细表及标题栏。 体及连接元件和安装基面。 用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上
完整的夹具装配总图的参阅“夹具图册”中的图。
5.绘制夹具零件图
夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。
第二节 连杆零件的铣床夹具设计
图a所示为连杆类零件
连杆工件图（a）
一、零件本工序的加工要求分析
粗铣宽4mm，8mm的十字形通槽。
本工序前已加工的表面如下：
① 同时铣大小一端面（两工件一起加工）；
② 同时铣大小一端面（两工件一起加工）；
③ 钻，铰Φ30H11孔并倒角；
④ 钻，铰Φ14H8孔并倒角。
本工序使用机床为 X5020立式铣床；刀具为错齿三面刃铣刀。
二、拟订定位方案
⑴定位方案 根据工件结构特点，其定位方案如下。
以大头端Φ30H11的孔及小头端Φ14H8的孔作为定位基准，再选大小头端左端面作为定位基准。
以大头孔作为定位基准限制了z转动；
以小头孔作为定位基准限制了x的移动和y的移动及x的转动和y的转动。 以大、小头孔作为定位基准限制了z移动。
⑵定位误差计算
由于零件是一面两销定位，由于孔与心轴存在最大配合间隙，因此在 铣槽时会产生直线位移误差。由于误差对铣十字槽的影响很小，可忽略不计。
三、确定夹具方案
参考夹具资料，采用钩形压板夹紧工件。如图所示：
铣床夹具装配图
总 结
时光飞逝，为期三个多月的毕业设计已经接近尾声。回首这两个多月的设计过程，感慨万千。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。受益匪浅！ 在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了。使我真正感受到了知识的重要性。 这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。
在毕业设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。
在毕业设计中还用到了CAD制图和一些计算机软件，因为学的时间长了，因此在开始画图的时候有很多问题，而且不熟练，需参阅课本。但不久就能熟练的画了。CAD制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮助的。因此，这次毕业设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了。
在这次毕业设计中，还有一个重要的就是关于专用夹具的设计，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的，并没有亲自设计过，因此，在开始的设计过程中，存在这样那样的问题，在老师的细心指导下，我根据步骤一步一步的设计，画图，查阅各种关于专用夹具的设计资料，终于将它设计了出来，我感到很高兴，因为在这之中我学到了以前没有学到的知识，也懂得了很多东西，真正做到了理论联系实际。
在这次毕业设计中，我学到了很多知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出来，再加工的，因此，作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不是凭空捏造的。而且，各种标准都要严格按照国家标准和国际标准，查阅大量资料，而且设计一个零件，需要花好长时间。亲自上阵后我才知道，做每件是都不是简简单单就能完成的，是要付出大量代价的。因此，我们也要用心去体会每个设计者的心思，这样才能像他们一样设计出好的作品。
在这次毕业设计中，对我来说有所收获也存在着不足之处。
收获：
（1）能把以前所学的各种知识，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所
学的知识。
（2）学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册。
（3）学会了，分析问题，解决问题的能力。
不足之处：
（1）有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进。
（2）有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积累经验，进一步改进。
综上所述：这次的毕业设计对我以后的工作起了很大的帮助，我认识到，无论是工作还是学习都必须做到认真、谨慎，时时处处细心。
致 谢
首先在这里我要感谢四年来每一位给我们上课的任课教师。感谢你们不辞辛苦的给我们传授知识。
这次毕业设计能够完成，我要感谢带我们毕业设计的张艳良老师。感谢您不辞劳苦的为我讲解。
还有，就是帮助过我完成设计的同学，谢谢你们！
参考文献
1、王兴逵 《机械制造技术》 机械工业出版社 1996年
2、本书编写组 《金属切削机床加工工艺人员手册》机械工业出版社 1996年
3、浦林祥 《金属切削机床夹具设计手册》机械工业出版社 1995年
4、上海机械专科学校 《机床夹具图册》 机械工业出版社 1998年
第一章 连杆零件机械加工工艺规程的编制
第一节 计算生产纲领，确定生产类型
一、计算生产纲领，确定生产类型
生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的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与生产类型及产品大小和复杂程度的关系，确定其生产类型。
如图，为某产品上的一个连杆零件。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%，每台产品中该零件的数量为1件，现制定该连杆零件的机械加工工艺规程。
N=Qn（1+a%）（1+b%）
=5000*1*（1+25%）（1+0.2%）
=6262.5 件/年
连杆零件的年产量为6262.5件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献 ，确定其生产类型为大量生产。
连杆零件工件图
大量生产的工艺特征：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
零件的互换性：具有广泛的互换性，少数装配精度较高处，采用分毛坯的制造方法和加工余：广泛采用金属模机器造型，模锻或其他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对工人的技术要求：对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术工艺文件：有工艺过程卡或工序卡，关键工序要调整卡和检验卡。 成本：较低。 生产率：高。 工人劳动条件：较好。 组装配法和调整法。 商效方法。毛坯精度高，加工余量小。 水线和自动排列设备。 置，靠调整法达到精度要求。 水平要求较低。
第二节 零件的分析
一、零件的分析
（1）加工表面的尺寸精度和形状精度。
（2）主要加工表面之间的相互位置精度。
（3）加工表面的粗糙度及其他方面的表面质量要求。
（4）热处理及其他要求。
连杆零件的图样的视图正确，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。本零件的两大小头孔的加工并不困难。根据零件的技术要求，其大小头孔的两中心的平行度要求比较高，达Φ0.08mm，因此在加工时应设计一夹具来保证两孔中心的平行度要求。另外就是该零件的油槽加工，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。
二、选择毛坯及毛坯制造方法
(1) 根据零件用途确定毛坯类型。
(2)根据批量（生产纲领）确定毛坯制造方法。
(3)根据手册查定表面加工余量及余量公差。
根据技术要求，零件材料为ZG310—570，即铸造碳钢。
热处理
按GB/T5613—1995规定，铸钢牌号用“铸”和“钢”两字汉语拼音首位字母“ZG”后加工两组数字表示，第一组数字表示屈服点的最低值，第二组数字表示抗拉强度的最低值。
ZG310—570表示бs≥310MPa，бB≥570MPa的铸钢。铸造碳钢的碳质量分数一般为0.15%—0.6%，其铸造性能比铸造铁差，但力学性能比铸造铁好。主要用于制造形状复杂，力学性能要求高，而在工艺又很锻压等方法成形的比较重要的机械零件，例如汽车的变速箱壳，机车车辆的车销和联轴器等。铸造碳钢的牌号，化学成分，力学性能[见表]
毛坯的制造方法：
根据毛坯的材料，生产类型，生产纲领及零件的复杂程度，毛坯可采用模锻成型。
零件并不复杂，因此毛坯可以与零件的形状尽量接近。两孔可不必锻出，直接加工。
通过查加工余量表，得两端面的总加工余量为3mm，毛坯尺寸可以通过加工余量确定。
选择毛坯模锻的主要依据：模锻可锻造形状复杂的毛坯，尺寸精度较高，尺寸偏差0.1mm~0.2mm，表面粗糙度Ra为12.5μm，毛坯的钎维组织好，强度高，生产率较高，但需要专用锻模及锻锤设备。
大批量生产，适于锻造碳素钢，合金钢。
锻件加工表面直线度，平面度公差。
模锻件长度为160mm，热处理为调质时，直线度和平面度公差的普通级为
1.1mm，精密度为0.7mm。
第三节 工艺规程设计
一、定位基面的选择
定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择得正确、合理与否，将直接影响工件的加工质量和生产率。 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的精基面或统一基准，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的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面? 精基面的选择：根据精基面的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准。
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，并用大头孔处指定一侧的外圆面作为另一基面。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。这样就使各工序的定位基准统一起来，减少定位误差。
再深入研究一下：
（1） 根据零件图，连杆零件的大小头孔有一端面（即右端面）在一个平 面上，因此可以同时加工出来，但另一端面（即左端面）不在一个平面上，这对作为定位基准面来说是不利的。因此，在加工时需主意其定位方案的合理性。
（2） 小头孔外圆作为基面，所以小头孔外圆表面的加工安排得比较早。 在小头孔与大头孔作为定位基面前的加工工序且钻孔、扩孔、铰孔，这些工序对于加工后的孔与孔的平行度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度，因此，在加工时应注意，选用合理的定位方案。
（3） 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。连杆加工就是如此。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。但是由于毛坯表面 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。
二、连杆零件表面加工方法的选择
零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，还须考虑生产率和经济性方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。
本零件的加工面有：大小头孔两端面，小头孔外圆，大小头孔，十字形槽，大小孔端槽及螺纹孔。
大小头孔两端面：未注公差，表面粗糙度为Ra3.2μm。需进行粗铣及半精铣。（见教材表3—16）
Φ30H11的大头孔：公差等级为H11，表面粗糙度为Ra6.3μm，采用钻孔及扩孔即可加工出。（见教材表3-15）
小头端Φ10的小孔：未注公差及表面粗造度，采用钻加工即可。
Φ14H8的小头端不通孔：公差等级为H8，表面粗糙度为Ra1.6μm，在已钻出的基础上扩孔及铰孔即可达到要求。（见教材表3-15）
铣两个宽4mm，8mm的十字形通槽：未注公差等级，表面粗糙度为Ra12.5μm，即采用粗铣就可以加工出来。（见教材表3-16）
大头端Φ12深20的孔及螺纹孔：Φ12mm的孔公差等级未注，表面粗糙度Ra12.5μm，先用Φ6的钻头钻通，再用Φ12的钻头钻至深20mm处，再攻M8的螺纹。（见教材表3-15）
大头端4mm的小槽：未注公差等级，表面粗糙度Ra12.5μm，采用粗铣即可。（见教材表3-15）
大头端Φ5的油槽：未注公差等级，表面粗糙度Ra12.5μm，采用钻加工即可。（见教材表3-15）
零件各表面加工顺序的确定
①机械加工顺序安排
根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排大小头孔两端面的加工，接着安排钻大小头两孔，再就是铣十字型通槽，再钻大头端Φ6mm、Φ8mm的孔，攻M8的螺纹，铣大头端槽，最后钻大头端Φ5mm的油孔。
②热处理工序的安排
由于毛坯为模锻件，在机械加工之前，首先安排正火处理，以消除锻造应力，改善金属组织，细化晶粒，改善切削性能。
③辅助工序的安排。
检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验。
三、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的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度，并综合考虑各个方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列准备工序的加工方法，然后再确定其他次要表面的加工方法。
(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的大致顺序，以定位基准面的加工为主线，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的工艺路线也会有较大的差别，先在列出连杆零件大量生产时的工艺路线。
工序10：铣连杆零件大小头孔两端面（有两种方案）
方案1：大头两端面一起铣，再加工小端两端面。
此方案采用的定位方案是以连杆的大头外形及连杆杆身的对称面定位，这种定位方法使工件在夹紧是变形小，同时可以铣工件的两端面，使一部分切削力相互抵消，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。
方案2：大头孔小头孔，右端底平面一起铣，再分别铣大小头孔左端面，钻小头端孔，此方案采用的定位方案是：以小头孔外圆面用V形块定位及以大头孔左端定位，加工右端面，加工好后以右端底平面定位及小头孔外圆定位。加工另一端，及钻小头孔。采用此种方案可以在定位基准不变的情况下同时加工几个面，即减小因基准不重合而产生的误差。
以上两种方案，各有各的优点及缺点，从多种角度考虑，我会选择方案2。 工序20：钻小头端Φ10mm的通孔，再扩钻孔，铰孔至Φ14H8mm 深40mm。 工序30：钻大头端Φ30mm的通孔，然而扩Φ30H11mm的孔。 工序40：粗铣宽4mm，8mm的十字形通槽。
工序50：钻大头端Φ6mm的通孔，再用Φ12mm的钻头从左端钻至深20mm处，攻右端M8的螺纹，深20mm。
工序60：粗铣大头端4mm的槽。
工序70：钻Φ5mm的油孔。
四、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的要求，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，辐以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 ①选择机床
A，工序10：是粗铣和半精铣。本零件外轮廓尺寸不大。精度要求不是很高，选用X5025。
B，工序20，30，50，70：可以在立式钻床上加工。可选用Z5140立式钻床。 C，工序40：可以在立式铣床上加工，可选用X5025。
D，工序60：可用卧式铣床加工出。可选用X6026。
②选择夹具
本连杆零件除加工十字型槽与钻Φ12mm孔，攻M8mm螺纹需设计专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。
③选择刀具
A，铣十字型槽选错齿三面刃铣刀，零件要求铣刀深度为12mm。铣刀直径应为110~150mm。因此，所选铣刀：十字型通槽宽4mm时，铣刀规格为d=16mm，D=50mm，L=4mm，齿数Z=12。宽8mm时，铣刀规格为d=16mm,D=50mm，L=8mm，齿数Z=12。
B，铣大小头两端面时，铣刀选A类可转位面铣刀直径为50mm。
C，钻Φ10 mm的小头端孔至尺寸Φ14H8 mm，选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角。选用锥柄机用绞刀。
D，钻、扩Φ30H11mm 的大头端孔：选用锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角。
E，钻Φ6 mm的大头端孔，再用Φ12 mm，的钻头钻至深20 mm，选用锥柄麻花钻。
F，攻M8mm的螺纹：选用机用丝锥。
G，钻Φ5mm的大头端油孔：用Φ5mm直柄麻花钻。
④选择量具
本零件属大量生产，一般均采用量具，选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量具的测量方法极限误差选择。 A，选择加工孔用量具，可选内径百分尺，选分度植为0.01mm。
B，选择加工槽所用量具，选用分度植为0.02mm,测量范围为0~150mm游标尺进行测量。
五、加工工序设计、工序尺寸及切削用量的计算
（1）用查表法确定工序余量。
（2）当无基准转换时，工序尺寸及其公差的确定应首先明确工序的加工精度。
（3）当有基准转换时的工序尺寸及其公差应由解算工艺尺寸链获得。
（4）确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。
切削用量的选择
单件小批生产时，一般可由操作工人自定，大批生产条件下，工艺规程必须给定切削用量的详细数值，选择的原则是确保质量的前提下具有较高的生产率和经济性，具有选用可参考各类工艺人员手册。
⑴工序10粗铣及半精铣大小头孔两端面
查有关手册平面加工余量表，得半精加工余量Z为1 mm，已知端面总余量Z总为3 mm，故粗加工余量Z粗=（3-1）mm=2 mm。
如图1.4（a）所示，半精铣右端面以左端面定位，工序尺寸为：
1.4(a)
X小精=61-0.5 mm,
X大精=23mm
则粗铣右端面工序尺寸
X小精为62mm,X大精为24mm。
查教材表3－16平面加工方法，得粗铣加工公差等级为IT11~13，取IT11，其公差T小精=0.13mm，T大精=0.19mm，所以X小精=（62±0.065）mm, X大精=（24±0.095）mm。
加工端面的工步余量和工序尺寸及公差/mm
校核精铣余量Z精
Z小精=X小精min −X小精max=[（62−0.13）−(61+0)]mm=0.87mm Z大精=X大精min −X大精max=[（24−0.19）−23]mm=0.81mm 故余量足够。
查阅有关资料手册，取粗铣的每齿进给量fz=0.2mm/z;半精铣的每转进给量f=0.05mm/z,粗铣走刀1次，ap =2mm;半精铣走刀1
次，ap=1mm。
取粗铣的主轴转速为150r/min，取半精铣的主轴转速为300r/min，又前面已选定铣刀直径D为Φ50 mm，故相应的切削速度分别为：
粗加工 Vc=πDn粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min 半精加工 Vc=πDn粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/min ⑵工序20：钻、扩、铰Φ10的孔到Φ14H8
Φ14H8的孔钻、扩、铰余量参考有关资料手册Z扩=0.9mm，Z铰=0.1 mm，由此可推算出Z钻=（14/2-0.9-0.1）=6 mm。
钻、扩、铰Φ10的孔到Φ14H8的加工余量
参考Z25140机床技术参数表，取钻孔Φ14H8的进给量f=0.3 mm/ r，参考有关资料得钻孔Φ12的v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出转速为： n=1000v/Πd=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min
按机床实际转速取n=630 r /min，则实际切削速度为：
Vc=∏d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min 查有关资料得：
Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N）
M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·m）
钻Φ12 mm的孔Ff和M如下：
Ff=9.81*42.7*12*0.30.8*1 N=1918.56 N
M=9.81*0.021*12²*0.30.8*1 N·m=11.32 N·m
扩孔Φ13.8 mm，参考有关资料，并参考机床实际进给量，取f=0.3 mm/ r，（因扩的是盲孔，所以进给量取得较小）
参考有关资料，扩孔切削速度为钻孔是的1/2-1/3，故取扩孔时=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。
由此算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min 按机床实际转速取n=300 r /min。
参考有关资料，取铰孔的切削速度为Vc=0.3 m/s=18 m/min。 由此算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min 按机床实际转速取为n=400 r /min。则实际切削速度为：
Vc=∏d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min 工序30：钻、扩大头端Φ30H11 mm的孔
Φ30H11 mm的孔，扩余量参考有关手册取Z扩=0.9 mm。 由此可算出Z钻=（30/2-0.9）=14.1 mm
参考Z25140机床技术参数表，取钻孔Φ30H11 mm的进给量取f=0.4 mm/ r。 参考有关资料，得钻孔Φ28.2 mm的切削速度Vc=0.445m/s=126.7m/min。 由此可算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min
按机床实际转速取n=300 r /min，则实际切削速度为：
Vc=∏d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min
查有关资料得：
Ff=9.81*42.7dof0.8KF（N）
M=9.81*0.021 dof0.8KM（N·M）
所以Φ30的Ff和M如下：
Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N
M=9.81*0.021*28.2²*0.40.8*1 N·M=78.71N·M
扩Φ30H11 mm的孔，参考机床实际进给量取f=0.4 mm/ r。
参考有关资料，扩孔切削速度为钻孔时的1/2—1/3，故取扩孔时=1/2*26.56 m/min =13.28m/min。
由此可算出转速为：
n=1000v/Πd=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r /min
按机床实际转速取n=400 r /min。
⑷确定铣槽时的工序尺寸。粗铣就可达到零件图样的要求，则该工序尺寸：槽宽4mm、8mm、深12mm。其工序余量既等于总余量12 mm。
⑸钻大头端Φ12 mm深20的孔及攻M8的螺纹：本工序用钻孔就可以达到零件的图样要求。
本工序的切削用量及其余次要工序设计略。
六、时间定额计算
（一）计算工序20、30的时间定额
① 机动时间。
参考有关资料，得钻孔的计算公式为：
Tj=（l+l1+l2）/fn
L1=D/2cotkr+（1~2）
L2=1~4，钻盲孔时l2=0。
对钻Φ12 mm的孔有：
L1=D/2cotkr+（1~2）=[12/2cot（118°/2）+1.5] mm≈5.1mm L=40mm，取 l2=0 mm。
将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（40+5.1+0）/0.3*630 min≈0.24min
参考有关资料，得扩孔的计算公式为：
Tj=（l+l1+l2）/fn
L1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）
扩盲孔和铰盲控时l2=0。
对扩孔Φ13.8 mm有：
L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（13.8-12）/2cot60°+1.5] mm≈2 mm L=40mm，取 l2=0 mm。
将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（40+2+0）/0.3*300 min≈0.47min
对铰孔Φ14 mm有：
L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（14-13.8）/2cot45°+1.5] mm≈1.6 mm 将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（40+1.6+0）/0.3*400 min≈0.35min
② 总机动时间Tj（既基本时间tb）为：
Tb=（0.24+0.47+0.35）=1.06 min。
（二）计算工序30的时间定额
① 机动时间。
参考有关资料得钻孔的计算公式为：
Tj=（l+l1+l2）/fn
L1=D/2cotkr+（1~2）
L2=1~4，钻盲孔时l2=0。
对钻Φ28.2 mm的孔有：
L1=D/2cotkr+（1~2）=[28.2/2cot（118°/2）+1.5] mm≈9.96mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。
将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（21.5+9.96+3）/0.4*300 min≈0.29min
参考有关资料，得扩孔的计算公式为：
Tj=（l+l1+l2）/fn
L1=（D-d1）/2cotkr+（1~2）
扩盲孔时l2=0。
对扩孔Φ30 mm有：
L1= （D-d1）/2cotkr+（1~2）=[（30-28.2）/2cot60°+1.5] mm≈2 mm L=21.5mm，取 l2=3 mm。
将以上数据及前面已选定的f及n代入公式得：
Tj=（21.5+2+3）/0.4*140 min≈0.47min
②总机动时间Tj（既基本时间tb）为：
Tb=（0.29+0.47）=0.76 min。
其余时间定额计算略。
七、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡
①工艺过程综合卡片
简要写明各道工序，作为生产管理使用。
②工艺卡片
详细说明整个工艺过程，作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件，除 写明工序内容外，还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等。
③工序卡片
用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件，在大批量生产的关键零件的关键工序才使用。
（1）简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图，除加工面、定位面夹紧面、主要轮廓面，其余线条可省略，以必需、明了为度。
（2）被加工表面用粗实线（或红线）表示，其余均用细实线。 应标明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。
（3）定位、夹紧表面应以规定的符号标明。
工艺文件详见表
第二章 连杆零件的夹具设计
（铣床夹具的设计）
第一节 机床夹具设计的基本要求和一般步骤
一、对专用夹具的基本要求
1.保证工件的加工精度
专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2.提高生产效率
应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。
3.工艺性好
专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。
专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。
4.使用性好
专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。
5.经济性好
除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
二、专用夹具设计步骤
1.明确设计任务与收集设计资料
夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。
其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。
2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图
1） 确定工件的定位方案，设计定位装置。
2） 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。
3） 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。
4） 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。
5） 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置 及吊装元件等。
6） 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。
7） 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。
1. 进行必要的分析计算
工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。
3.审查方案与改进设计
夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。
4.绘制夹具装配总图
夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。
夹具总图绘制次序如下：
1）
的线条。
2）
3）
4） 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具标注必要的尺寸、公差和技术要求。 编制夹具明细表及标题栏。 体及连接元件和安装基面。 用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上
完整的夹具装配总图的参阅“夹具图册”中的图。
5.绘制夹具零件图
夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。
第二节 连杆零件的铣床夹具设计
图a所示为连杆类零件
连杆工件图（a）
一、零件本工序的加工要求分析
粗铣宽4mm，8mm的十字形通槽。
本工序前已加工的表面如下：
① 同时铣大小一端面（两工件一起加工）；
② 同时铣大小一端面（两工件一起加工）；
③ 钻，铰Φ30H11孔并倒角；
④ 钻，铰Φ14H8孔并倒角。
本工序使用机床为 X5020立式铣床；刀具为错齿三面刃铣刀。
二、拟订定位方案
⑴定位方案 根据工件结构特点，其定位方案如下。
以大头端Φ30H11的孔及小头端Φ14H8的孔作为定位基准，再选大小头端左端面作为定位基准。
以大头孔作为定位基准限制了z转动；
以小头孔作为定位基准限制了x的移动和y的移动及x的转动和y的转动。 以大、小头孔作为定位基准限制了z移动。
⑵定位误差计算
由于零件是一面两销定位，由于孔与心轴存在最大配合间隙，因此在 铣槽时会产生直线位移误差。由于误差对铣十字槽的影响很小，可忽略不计。
三、确定夹具方案
参考夹具资料，采用钩形压板夹紧工件。如图所示：
铣床夹具装配图
总 结
时光飞逝，为期三个多月的毕业设计已经接近尾声。回首这两个多月的设计过程，感慨万千。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。受益匪浅！ 在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了。使我真正感受到了知识的重要性。 这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。
在毕业设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。
在毕业设计中还用到了CAD制图和一些计算机软件，因为学的时间长了，因此在开始画图的时候有很多问题，而且不熟练，需参阅课本。但不久就能熟练的画了。CAD制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮助的。因此，这次毕业设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了。
在这次毕业设计中，还有一个重要的就是关于专用夹具的设计，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的，并没有亲自设计过，因此，在开始的设计过程中，存在这样那样的问题，在老师的细心指导下，我根据步骤一步一步的设计，画图，查阅各种关于专用夹具的设计资料，终于将它设计了出来，我感到很高兴，因为在这之中我学到了以前没有学到的知识，也懂得了很多东西，真正做到了理论联系实际。
在这次毕业设计中，我学到了很多知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出来，再加工的，因此，作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不是凭空捏造的。而且，各种标准都要严格按照国家标准和国际标准，查阅大量资料，而且设计一个零件，需要花好长时间。亲自上阵后我才知道，做每件是都不是简简单单就能完成的，是要付出大量代价的。因此，我们也要用心去体会每个设计者的心思，这样才能像他们一样设计出好的作品。
在这次毕业设计中，对我来说有所收获也存在着不足之处。
收获：
（1）能把以前所学的各种知识，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所
学的知识。
（2）学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册。
（3）学会了，分析问题，解决问题的能力。
不足之处：
（1）有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进。
（2）有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积累经验，进一步改进。
综上所述：这次的毕业设计对我以后的工作起了很大的帮助，我认识到，无论是工作还是学习都必须做到认真、谨慎，时时处处细心。
致 谢
首先在这里我要感谢四年来每一位给我们上课的任课教师。感谢你们不辞辛苦的给我们传授知识。
这次毕业设计能够完成，我要感谢带我们毕业设计的张艳良老师。感谢您不辞劳苦的为我讲解。
还有，就是帮助过我完成设计的同学，谢谢你们！
参考文献
1、王兴逵 《机械制造技术》 机械工业出版社 1996年
2、本书编写组 《金属切削机床加工工艺人员手册》机械工业出版社 1996年
3、浦林祥 《金属切削机床夹具设计手册》机械工业出版社 1995年
4、上海机械专科学校 《机床夹具图册》 机械工业出版社 1998年