3.1 确定毛坯的制造形式
由于零件的结构不是很复杂，又是薄壁件，所以采用金属型铸造。工件材料为HT200(灰铸铁)，毛坯的尺寸精度要求为IT 7～8级。
3.2 基准的选择
根据零件图纸及零件的使用情况分析，知φ7.94mm孔，φ2.5mm孔，φ3.7mm孔，φ3.5mm螺纹孔，1mm槽等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。
3.2.1 粗基准的选择
按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面的和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择杆壁左侧（无凸出）为第一毛基准；在加工φ7.94mm孔时，为保证孔壁均匀，选择φ12mm的外圆表面为第二毛基准。
3.2.2 精基准的选择
在φ7.94mm两孔加工以后，各工序则以该孔为定位精基准。这样就满足了基准重合的原则和互为基准的原则。在加工某些表面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。
3.3 工艺路线的拟定及工艺方案的分析与比较 3.3.1 工艺路线的拟定
为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。
由于生产纲领为大量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。
工艺路线方案一： 工艺路线方案二： 热处理时效，整形 热处理时效，整形 工序： 工序： 1. 同时铣2-φ12的一端面 1. 钻孔，扩至2-φ7.94 2. 同时铣2-φ12的另一端面 2. 拉孔 3. 粗铣2-ф12至2-ф10 3. 铣大头，定位凸台 4. 精铣2-φ10一端面 4. 夹外圆粗、精车内孔及其端面2-φ7.94 5. 精铣2-φ10另一端面 5. 倒角 6. 钻扩铰2-φ7.94孔 6. 以内孔为基准铣下端面 7. 倒角 7. 工件装夹在工装上，铣上端面 8. 钻M3.5底孔，扩孔至φ3.7 8. 钻φ2.5孔 9. 铣1mm槽 9. 去毛刺 10. 加工螺纹M3.5 10. 铣1mm槽 11. 钻φ2.5孔 11. 钻φ3.7孔，加工螺纹M3.5 12. 去毛刺 12. 去毛刺 13. 检验 13. 检验
3.3.2 工艺方案的比较与分析
方案一是先加工铸件两侧的四个端面，再在钻床上加工出孔。因为同一侧的两个端面一次铣出，可以有很好的平行度，然后再以端面定位，用滑注钻模的钻套定中心，用钻模板直接压紧，也得到很好的孔与端面的垂直度，并且是先钻M3.5再扩孔至3.7。
方案二是先钻两头的孔，其次在粗精车端面，用车削的方法,在车端面的同时将孔一并完成，这样也可以较好的保证孔与端面的垂直度。后面的工序均以孔及端面定位，故基准是重合的，两方案在这点是相同的。
选择方案时考虑到零件的大量生产，工厂的具体条件和加工简便等因素，如设备，能否借用
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工、夹、量具等。所以本次设计我们选择方案一。
毛坯为铸铁件，清理后退火处理，以消除铸件的内应力及改善机械加工性能。在毛坯车间初步加工，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。所以工序为：
热处理时效 1. 整形
2. 同时铣2-φ12的一端面 3. 同时铣2-φ12的另一端面 4. 粗铣4-ф12至4-ф10 5. 精铣2-φ10一端面 6. 精铣2-φ10另一端面 7. 钻扩铰2-φ7.94孔 8. 倒角2-φ7.94孔
9. 钻M3.5底孔，扩孔至φ3.7 10. 铣1mm槽
11. 加工螺纹M3.5 12. 钻φ2.5孔 13. 去毛刺 14. 检验
根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。
附表1：机械加工工艺过程卡；附表2～15：机械加工工序卡。
3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
3.4.1 毛坯尺寸的确定，画毛坯图
此连杆材料为HT200(灰铸铁)。由于产品的形状简单，生产纲领是大量生产，所以毛坯选用金属型铸造。毛坯铸出后应进行时效处理，以消除铸件在铸造过程中产生的内应力，减少工件的变形。
由文献<1>表2-1，该种铸件的尺寸公差等级CT为8～10，加工余量等级RMA为F级。故取CT为9级，RMA为F级。
由文献<1>表2-6可用查表法确定各表面的总余量，但由于用查表法所确定的总余量与生产实际情况有些差距，故还应根据工厂具体情况进行适当的调整。
由文献<1>表2-3可查出铸件主要尺寸的公差，现将调整后的主要毛坯尺寸及公差，如附表16所示： 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT 14两端面 1槽面 φ7.94的端面
附表16 主要毛坯尺寸及公差 (mm)
由此，即可绘制出零件的毛坯图(见附图2)：
51.5 1 14 3+3 1+1 2+2 57.5 3 18 2 1 1.6
附图2
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3.4.2 加工凸面
凸面由粗铣、精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀（高速钢），铣刀的规格为φ125313.5。 由文献<1>表2-4，查得精加工余量为0.5mm，由于两凸面较小，根据实际情况将其调整为0.35，故其粗加工余量为(2.75-0.35)mm=2.4mm。
由文献<1>表2.4-73，取粗铣的每齿进给量为0.2mm/z，取精铣的每转进给量为0.5mm/r，粗铣走刀一次αp=2.4mm，精铣走刀一次αp=0.35mm。
由文献<1>表3.1-74，取粗、精铣的主轴转速分别为150r/min和300r/min，又由前面选定的刀具直径φ125mm，故相应的切削速度分别为：
υ粗=πDn/1000=π31253150/1000m/min=58.9 m/min υ精=πDn/1000=π31253300/1000m/min=117.8 m/min
校核机床的功率（只需校核粗加工即可） 由文献<1>表2.4-96，得切削功率Pm为：
-5
Pm=92.4310d αααpZnKpm
取Z=16，n=150/60=2.5r/s，αe =18mm，αf =0.2mm/z，ap=2.4mm，而Kpm=Kv2KFZ由文献<1>表2.4-94可知Kv=1，KFZ=1，故Kpm=1，
所以
-50.140.860.72
Pm=92.4310312531830.232.431632.531kW=0.66KW
其所耗功率小于机床功率，故可用。
3.4.3 钻φ7.94mm孔
采用直径为φ7.94mm的高速钢钻头加工，尺寸39.5±0.1mm由钻模保证。 由文献<1>表2.4-38，取进给量f=0.3mm/r，
由文献<1>表2.4-41，用插入法求得钻φ7.94mm孔的切削速度为υ=0.457m/s=27.42m/min，由此算出转速为
n=1000υ/πD=1000327.42/π37.94 r/min =1099r/min
按机床实际转速取n=1100 r/min，则实际切削速度为：
υ=πDn/1000=π37.9431100/1000 r/min =27.42m/min
3.4.4 钻φ3.7mm孔
采用直径为φ3.7mm的高速钢钻头加工，尺寸8mm由钻模保证。 由文献<1>表2.4-38，取进给量f=0.3mm/r，
由文献<1>表2.4-41，用插入法求得钻φ3.7mm孔的切削速度为υ=0.227m/s=13.62m/min，由此算出转速为：
n=1000υ/πD=1000313.62/π33.7 r/min =1172r/min
按机床实际转速取n=1200 r/min，则实际切削速度为：
υ=πDn/1000=π33.731200/1000 r/min =13.94m/min
3.4.5 加工1mm槽面
1mm的槽面可用变速钢三面刃铣刀加工，由前定余量为1mm故可一次铣出，铣刀规格为φ120312。
由文献<1>表2.4-73，取每齿进给量为0.15mm/z，αp=2mm；由文献<1>表3.1-74，取主轴转速为190r/min，则相应的切削速度为
υ=πDn/1000=π31203190/1000m/min=71.59 m/min
3.4.6 钻φ3.5mm螺纹孔
采用直径为φ3.5mm的高速钢钻头加工，尺寸30°由钻模保证。 由文献<1>表2.4-38，取进给量f=0.3mm/r，
由文献<1>表2.4-41，用插入法求得钻φ3.5mm孔的切削速度为υ=0.32m/s=19.52m/min，由此算出转速为
n=1000υ/πD=1000319.52/π33.5 r/min =1776r/min
按机床实际转速取n=1800 r/min，则实际切削速度为：
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υ=πDn/1000=π33.531800/1000 m/min =19.78m/min
3.4.7 钻φ2.5mm孔
采用直径为φ2.5mm的高速钢钻头加工，尺寸30°由钻模保证。 由文献<1>表2.4-38，取进给量f=0.3mm/r，
由文献<1>表2.4-41，用插入法求得钻φ2.5mm孔的切削速度为υ=0.225m/s=13.5m/min，由此算出转速为
n=1000υ/πD=1000313.5/π32.5 r/min =1720r/min
按机床实际转速取n=1700 r/min，则实际切削速度为：
υ=πDn/1000=π32.531700/1000 r/min =13.35m/min
3.4.8 时间定额计算
根据设计要求，现计算其中一道工序，以钻Φ2.5mm孔为例，计算其时间定额： A. 机动时间
由文献<1>表2.5-7得钻孔的计算公式为
t=（l+l1+l2）/fn
式中 l1=（D/2）3cotKy+（1～2），
l2=1～4，这里取3，
l=12，l2=2，f=0.3，n=1700，
l1=（2.5/2）3cot（30°/2）+1=2.2
所以
t=（12+2.2+3）/0.331700 min =0.0337min
Tb=2t=230.0337 min =0.0674min
B. 辅助时间
由文献<1>表2.5-41确定 开停车 0.015min 升降钻杆 0.015min 主轴运转 0.02min 清除铁屑 0.04min 卡尺测量 0.10min
装卸工件时间由文献<1>表2.5-42取1min 所以辅助时间
Tα=（0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1）min=1.19min
C. 作业时间
TB= Tb+ Tα=（0.0674+1.19）min=1.2574min
D. 常量工作场地时间Ts 由文献<6>,取α=3%,则
Ts= TBα=1.257433% min =0.0377min
E. 休息与生理需要时间Tr 由文献<6>,取β=3%,则
Tr=TBβ=1.257433% min =0.0377min
F. 单件时间
Tp= Tα+ Tb+ Ts+ Tr=（1.19+0.0674+0.0377+0.0377）min=1.3328min
四、夹具设计
4.1精铣连杆两端面的夹具设计
连杆端面是整个连杆加工过程的主要定位基准,应首先加工出来。由零件图可知,连杆大小头端面厚度的基本尺寸是相同的,但其精度要求不同。若在铣大小头端面时,也按不同的要求加工,会增加
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夹具制造与机床调整的复杂性。故在加工中使大小头端面处在同一平面上,简化了后续工序的夹具结构,减少了机床的调整工作。 4．1.1铣床夹具定位方案的确定
根据六点定位原理,对本道工序的加工定位采用完全定位。其中,选用连杆的大小头孔端面作为主要定位基准,使零件的支承面积大,定位稳定,装夹方便。同时也符合精基准选择时应注意的基准重合原则。这个面定位共消除了3个自由度。再次,选用连杆大、小头孔上下顶面作为第二定位基准,压紧定位不仅便于在加工过程中实现基准统一,而且装夹方便,端面与大头孔中心线的垂直度要求也能很好的保证,两端面的距离要求在加工中实现基准重合,从而减少加工误差。另外,采用互为基准反复加工的办法,对连杆的两个端面进行加工。
在定位元件的选择上,为满足六个自由度完全定位要求,分别对三个定位元件进行设计：
（1）首先在第一定位面,考虑到夹具加工性及夹具在使用过程中出现的磨损,故采用圆形支
承板进行定位。支承板用螺钉安装在夹具底板上,然后再加工支承板面，保证与机床的平行度要求。支撑板不但可以很容易地保证支承面对夹具底板面的平行度,而且这样磨损后还可以替换降低夹具的制造费用。
（2）其次在第二定位面,为消除两个自由度,故采用固定V形块和活动V形块进行定位。以
消除最后一个自由度。具体请见图4。
图4 定位图
4.1.2 铣床夹具的夹紧机构的确定
夹紧装置是夹具的重要组成部分。因此在夹具设计过程中,必须保证定位时获得的正确位置,并使夹紧可靠,适当,操作方便安全。而且结构力求简单,紧凑,并尽可能地多采用标准件。
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连杆的机械加工工艺及夹具设计(含图纸)
