2.4.5非标件入库26

2.5标准件库的特点-27

2.6本章小结-28

第三章连杆夹具设计-29

3.1已知条件-29

3.1.1船用柴油机连杆--29

3.1.2连杆加工工艺-30

3.1.3加工设备与刀具--31

3.2专利设计归纳32

3.3夹具初步方案33

3.3.1多工位适应33

3.3.2多件装夹--34

3.3.3综合方案--35

3.4切削力计算--35

3.4.1镗削力-35

3.4.2铣削力-36

3.5元件选型-37

3.5.1粗加工定位元件选择37

3.5.2夹紧力计算38

3.5.3粗加工夹紧元件选择-40

3.6本章小结-41

结语42

致谢43

参考文献-44

第一章绪论

1.1研究背景

在机械生产制造中的重要性不可忽视，在小批量试制、精度要求不高的条件下，一般的机床与通用夹具即可满足基本的要求，但要保证批量增加的同时提升精度，则必须使用专用的夹具。而作为船舶动力来源的船用柴油机，其零件的制造自然也不开夹具，其中较为典型的有箱体、缸盖、连杆等。随着近几年船舶行业的发展，以及海洋领域的探索，对船用柴油机的需求有了较大提升，而船用柴油机的零件又多为重型大型，不易加工，因此有必要设计出更好的典型零件夹具，提升生产率。同时，传统的夹具设计需要耗费相当长的时间建模，在夹具相关部件已经标准化系列化的当下，有必要建立起常用件的参数化图库，减少设计人员在重复建模上浪费的时间，将更多精力转移到设计优化上。

1.2研究现状与发展

1.2.1船用柴油机零件夹具

夹具方面，常州大学的杨慧斌、华同曙、金蕊等人设计了一款多工序一体化连杆夹具，以端面、连杆大头内弧和小头侧面定位，在加工中心加工连杆时可快捷地进行翻转，节省装夹时间和劳动成本，同时也减小了定位误差。

来自上海中船三井造船柴油机有限公司的李小旺和王通宝等人设计了一款连杆加工自动定位夹具，使用双V形块基于连杆身的外圆面定位，能够同时限定连杆体工件沿辅助台面横向移动和水平面内旋转的两个运动自由度，达到连杆工件的自动定位。相比于吊送毛坯，使用等高垫块反复校调校正的传统方法，减少了加工前的准备时间，减少机床占用的工时，可增加生产效率、降低加工成本。

沪东重机的朱秦超、汝文斌和藏春杰发明了一种船用柴油机上连杆镗孔用夹具，从一次装夹加工多部位考虑，使用了扇形垫板代替传统的标准垫板和支承板，在定位大小头端面的同时为镗刀预留了空间，同时也保证定位的稳定可靠。此外，由于生产线中有PA、PC两种类型的连杆，形状结构相同，但尺寸大小有所不同，夹具体也设计成了可根据加工对象更换零件安装组合的形式，提高了夹具利用率。新型夹具解决了加工柴油机连杆时的搭压变形、校调不便、效率不高、质量不稳定等重要问题，且总体设计结构简单，使用方便、成本低效率高，安全可靠。

通用汽车公司的RobertFrederickSalow设计了一套通用连杆夹具和方法，通过使用可滑动的分离式夹具体，实现对不同长度连杆的支持；用V形块的V面定位连杆小头外圆，从而保证了不同尺寸下小头外圆定位的一致性；在连杆大头的定位上，他使用了一种两点定位元件，以适应不同尺寸下的大头内圆柱面。这种柔性的设计，尤其适用于多品种的连杆生产线。

1.2.2参数化图库

图库方面，唐庶、肖祥芷、盛自强和李建军用C语言开发了一种几何构形语言GIL，并提出了标准件建库的新思路。基于数据库的几何构形语言建立标准件库，标准件库包括数据库和GIL程序，数据库中存放标准件特性（名称、材料、类型、技术要求以及尺寸信息），GIL程序则集成标准件的几何构形信息。GIL标准件几何构形语言可以用于三维CAD系统，而且解决了二维CAD系统中标准件构形及其三视图联动的难题。