機械畢業(yè)設計（論文）-基于ProE平臺的柴油機機體工藝及三面精鏜夾具設計

1、1 前言全套圖紙，加695132052課題內容設計ZH1105W柴油機氣缸體的工藝設計和三面精鏜夾具的專用夾具設計 課題來源于江動集團。課題背景我國柴油機產業(yè)自20世紀80年代以來有了較快的開展， 隨著一批先進機型和技術的引進，我國柴油機總體技術水平已經(jīng)到達國外80年代末90年代初水平， 一些國外柴油機近幾年開始采用 的排放控制技術在少數(shù)國產柴油機上也有應用。 最新開發(fā)投產的柴油機產品的排放水平已經(jīng)到達歐1排放限值要求，一些甚至可以到達歐2排放限值要求。 但我國柴油機產業(yè)的整體開展仍然面臨著許多問題。箱體是機器和部件的根底零件，它將機器和部件中所有零件連接成一個整體，并使之保持正確的相互位置，

2、完成必需的運動。因此，箱體的加工質量直接影響著機器的性能，精度和壽命。箱體類零件盡管形狀各異，尺寸不一，但是它們均有空腔，結構復雜，壁厚不均等共同特點，在箱壁上既有許多精度較高的軸承支撐孔和平面需要加工，又有許多精度較低的緊固孔需要加工。因此，箱體不僅需要加工的部位多，而且加工的難度也較大。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向開展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向開展。組合夾具可以縮短生產準備周期，保證產品質量和提高經(jīng)濟效益，非常適合多品種，小批量的生產類型。隨著近年來柔性化設備和加工系統(tǒng)的迅速開展，具有元件全部標準化的高

3、柔性組合夾具已成為制造系統(tǒng)的必備輔助工具。 課題要求氣缸體加工工藝合理，在工廠生產設備條件下能到達加工技術要求，并且加工過程合理，生產率高，經(jīng)濟效益好。夾具工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修，調整，易操作。夾具設計符合大批大量生產要求。 組合機床國內外開展概況我國參加WTO以后，制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存。組合機床行業(yè)企業(yè)適時調整戰(zhàn)略，采取了積極的應對策略，出現(xiàn)了產、銷兩旺的良好勢頭，截至2002年9月份，組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床產品一項，據(jù)不完全統(tǒng)計產量已達800余臺，產值達3個億以上，較2001年同比增長了10%以上, 另外組合機床行業(yè)工業(yè)增加值、產品銷售率、全員工資總額、出口交貨

4、值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增長，新產品、新技術較去年均有大幅度提高，可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內燃機、農機、工程機械、化工機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設備，隨著我國參加WTO后與世界機床行業(yè)進一步接軌，組合機床行業(yè)企業(yè)產品開始向數(shù)控化、柔性化轉變。從近兩年的企業(yè)生產情況看，數(shù)控機床與加工中心的市場需求量在上升，而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機床那么有下降趨勢，中國機床工具工業(yè)學會的?機床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標報表?的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅從幾個全國大型重點企業(yè)的生產情況看，2000年生產數(shù)控機床590臺，產值10731萬元，生產加工中心118臺，產值460

5、1萬元；2001年生產數(shù)控機床685臺，產值17969萬元，生產加工中心129臺，產值5760萬元；而2002年，截至9月份，數(shù)控機床、加工中心產量、產值已接近2001年全年水平，故市場在向數(shù)控、高精制造技術和成套工藝裝備方面開展?！熬盼搴笃冢诮M合機床行業(yè)企業(yè)的50余家組合機床分會會員中，僅有兩家企業(yè)實行了股份制改造，一家企業(yè)退出國有轉為民營，其余都是國有企業(yè)。而從2001年至今，不到兩年的時間里，就先后有十幾家企業(yè)實行股份制改造，一些小廠幾乎全部退出國有轉為民營，現(xiàn)在一些國家重點國有企業(yè)也在醞釀股份制改造，轉制已勢不可擋，“民營經(jīng)濟在經(jīng)歷了從被歧視、被藐視到不可小視和現(xiàn)在的高度重視4個階段

6、后，煥發(fā)勃勃生機。組合機床行業(yè)企業(yè)正在以股份制、民營化等多種形式快速開展。組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質、經(jīng)濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產批量比擬大的大中型箱體類和軸類零件近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額，完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。組合機床的分類繁多，有大型組合機床和小型組合機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜

7、式、復合式，還有多工位回轉臺式組合機床等；隨著技術的不斷進步，一種新型的組合機床柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器PLC、數(shù)字控制NC等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅動系統(tǒng)，并能靈活適應多品種加工的可調可變的組合機床。另外，近年來組合機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。 由于組合機床及其自動線是一種技術綜合性很高的高技術專用產品，是根據(jù)用戶特殊要求而設計的，它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術。我國組合機床及

8、組合機床自動線總體技術水平比興旺國家要相對落后，國內所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大，并使產品生產本錢提高。因此，市場要求我們不斷開發(fā)新技術、新工藝，研制新產品，由過去的“剛性機床結構，向“柔性化方向開展，滿足用戶需求，真正成為剛柔兼?zhèn)涞淖詣踊b備。 本課題主要解決的問題和總體設計思路 在柴油機氣缸體工藝設計中，主要要制定合理的工藝過程，選擇適宜的加工機床，選擇適宜的切削用量。在柴油機氣缸體加工三面精鏜夾具設計中，首先要按照工序圖來確定夾具的夾緊力方式和夾緊力的受力點，確定夾緊方式后要確定夾具的配置形式，然后進行總體的設計，本人設計的是

9、專用夾具，但夾具的設計也要盡量選用通用部件，以節(jié)約本錢和縮短產品的制造周期。 氣缸體加工工藝的設計思路如下：在看懂零件圖的根底上，對氣缸體有個大概的了解。氣缸體工藝的設計主要就是在滿足加工要求的根底上工藝過程的合理性和經(jīng)濟性和加工效率問題。由于本人水平有限，經(jīng)驗缺乏，在查閱相關資料的根底上，盡可能的把工藝過程制定的合理。氣缸體的加工決定先銑上下面，然后以上下做定位基準，銑前后面和左右面。在精銑完上下左右前后面的根底上，根據(jù)零件圖上的設計基準做基準，鏜各面上的孔，然后根據(jù)零件圖上的設計基準鉆定位孔，定位孔鉆好之后就可以以定位孔做基準鉆個面上的螺紋孔。氣缸體加工工藝的設計思路如下：在三面精鏜工序圖

10、的根底上，確定要加工的孔，和孔之間的相互位置關系，然后選擇夾緊方式，由于三面精鏜組合機床有液壓傳動局部，而又由于液壓傳動的諸多優(yōu)點，如，液壓氣動元件的布置不受嚴格的空間位置關系，液壓傳動的平穩(wěn)性等。所以選擇夾具的夾緊方式可以用液壓力夾緊。此外，用液壓夾緊異域實現(xiàn)自動化，液壓傳動具有過載保護功能，可以調節(jié)液壓閥的調定值輕易實現(xiàn)夾緊力的調節(jié)。由于精鏜工序在六面面精銑之后，所以可以用各個面用來定位，所以夾具選擇三面定位。夾緊力的受力點選擇柴油機前后面的底座搭子，選擇底座搭子做為夾緊了的受力點，這樣可以減少夾緊變形，提高加工精度。畢業(yè)設計是完成工程技術人員根本訓練的最后一個重要環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學生的綜

11、合運用所學專業(yè)和根底理論知識，獨立解決本專業(yè)一般工程技術問題的能力，在設計方案的選定、設計資料的收集，手冊和國家標準、標準的運用，設計方案的應用，零部件圖及總裝圖的繪制等方面有定較全面的段練，并使每個學生樹立起正確的設計思想和良好的工作作風。由于水平有限，經(jīng)驗缺乏，第一次全面的系統(tǒng)的設計本次設計難免有許多不妥和錯誤之處，懇請指導老師和讀者批評指正錯誤，以便及時改正2 氣缸體加工工藝設計此缸體零件的生產類型為大批大量生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以專用設備為主，大量采用專用工裝。 確定毛坯種類： 考慮氣缸體零件結構復雜,采用鑄造成型,材料為HT250。柴油

12、機活塞運行過程中所受沖擊較大，零件機械性能要求較高，生產類型為大批大量生產。查?機械制造工藝及設備設計指導手冊?選用鑄件尺寸公差等級IT8級。 確定鑄件加工余量及形狀?機械制造工藝及設備設計指導手冊?325頁表15-7，選用加工余量為MA-G級，各表外表加工余量按經(jīng)驗選取。 有屢次加工外表的加工余量 用材料去除法制造機器零件時，一般都要從毛坯切除一層層材料之后最后才能得到符合圖紙規(guī)定要求的零件。坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。某一外表毛坯尺寸與零件設計尺寸之差稱為總余量，以t表示。該外表加工相鄰兩工序尺寸之差稱為工序余量t1,總余量t與工序余量t1的關系

13、可用下式表示。式中：n某一外表所經(jīng)歷的工序數(shù)。 工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。對于非對稱外表，其加工余量用單邊余量zb表示：zbla-lb 式中：zb本工序的工序余量；lb本工序的根本尺寸；la上工序的根本尺寸。 對于外圓與內圓這樣的對稱外表，其加工余量用雙邊余量2zb表示， 對于外圓外表有：2zbda-db；對于內圓外表有：2zbdbda 由于工序尺寸有偏差，故各工序實際切除的余量值式變化的，因此工序余量有公稱余量簡稱余量、最大余量zmax、最小余量zmin之分，對于上圖所示被包容面加工情況，本工序加工的公稱余量：zbla-lb 公稱余量的變動范圍：tzzmaxzmintbta式中：tb

14、本工序工序尺寸公差；ta上工序工序尺寸公差。 工序尺寸公差一般按“入體原那么標注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是根本尺寸；對包容尺寸孔徑、鍵槽、下偏差為0，其最小尺寸就是根本尺寸。 基準基準：基準是用來確定生產對象上幾何要素之間的幾何關系的所依據(jù)的那些點、線或面。從設計和工藝兩方面看基準，可以把基準分為兩打類：設計基準和工藝基準。設計基準：設計者在設計零件時，根據(jù)零件在裝配結構中的裝配關系以及零件本身結構要素之間的相互位置關系，確定標注尺寸的其實位置。工藝基準：零件在加工和裝配過程中所采用的基準稱為工藝基準。工藝基準又進一步分為：工序基準、定位基準、測量基準、和裝配基準。定位

15、基準的選擇各工序定位基準的選擇，應先根據(jù)工件定位來確定所需定位基準的個數(shù)，再按基準選擇原那么來選定每個定位基準。為使所選定的定位基準能保證整個機械加工工藝過程順利進行，通常應先考慮如何選擇精基準來加工各個外表，然后考慮如何選擇粗基準把作為精基準的外表先加工出來。1、精基準的選擇原那么1基準重合原那么 應盡可能選擇被加工外表的設計基準為精基準，這樣可以防止由于基準不重合引起的定位誤差。2統(tǒng)一基準原那么 應盡可能選擇用同一組精基準加工工件上盡可能多的加工外表，以保證各加工外表之間的相對位置關系。例如，加工汽缸體時大多數(shù)工序以底面及底面銷孔定位，就可以保證加工面的相對位置關系誤差減小到最低。3互為基

16、準原那么 當工件上兩個加工外表之間的位置精度要求比擬高時，可以采用兩個加工外表互為基準反復加工的方法。例如在精銑汽缸體前，后面時為保證其平面度公差為0.05及二者平行度公差0.08，以他們本身為基準加工測量。 4自為基準原那么 一些外表的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工外表自身為基準。5可靠方便原那么 應選定位可靠，裝夾方便的外表作基準。2、粗基準的選擇原那么 保證零件加工外表相對于不加工外表具有一定位置精度的原那么 被加工零件上如有不加工外表應選不加工面作粗基準，這樣可以保證不加工外表相對于加工外表具有較為精確的相對位置。合理分配加工余量的原那么 從保證重要外表加工余量均勻考慮，應

17、選擇重要外表作粗基準。在床身零件中，導軌面是最重要的外表，它不僅精度要求高，而且要求導軌面具有均勻的金相組織和較高的耐磨性。由于在鑄造床身時，導軌面是倒扣在砂箱的最底部澆鑄成型的，導軌面材料質地致密，砂眼、氣孔相對較少，因此要求加工床身時，導軌面的實際切除量要盡可能地小而均勻，故應選導軌面作粗基準加工床身底面，然后再以加工過的床身底面作精基準加工導軌面，此時從導軌面上去除的加工余量可較小而均勻。 2汽缸加工粗基準選擇 便于裝夾的原那么 為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選用的粗基準盡可能平整、光潔，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆冒口切痕或其它缺陷，并有足夠的支承面積。 粗基準一般不得重復使用的原那么

18、 在同一尺寸方向上粗基準通常只允許使用一次，這是因為粗基準一般都很粗糙，重復使用同一粗基準所加工的兩組外表之間位置誤差會相當大，因此，粗基一般不得重復使用。外表加工方法的選擇選擇加工方法時，首先根據(jù)零件主要外表的技術要求和工廠具體條件，先選定它的最終工序方法，然后再逐一選定該外表各有關前導工序的加工方法。同一種外表可以選用各種不同的加工方法加工，但每種加工方法所能獲得的加工質量、加工時間和所花費的費用卻是各不相同的，工程技術人員的任務，就是要根據(jù)具體加工條件(生產類型、設備狀況、工人的技術水平等)選用最適當?shù)募庸し椒?，加工出符合圖紙要求的機器零件。具有一定技術要求的加工外表，一般都是只通過一次

19、加工就能到達圖紙要求的，對于精密零件的主要外表，往往要通過屢次加工才能逐步到達加工質量要求。例如，加工一個精度等級為IT7的螺紋孔，其最終工序選用絲錐攻絲，那么其前導工序可分別選為鉆孔，擴孔，鉸孔。主要外表的加工方案和加工工序選定之后，再選定次要外表的加工方案和加工工序。加工階段的劃分劃分加工階段的原因是：保證加工質量。有利于合理利用機床設備。便于及時發(fā)現(xiàn)毛胚缺陷。精加工，光整加工安排在后面，課保護精加工和光整加工過的外表少受磕碰損壞。零件的加工質量要求較高時，應把整個加工過程劃分為以下幾個階段：粗加工階段其主要任務是切除大局部加工余量，應著重考慮如何提高生產效率半精加工階段完成次要外表的加工

20、，并為主要外表的精加工做好準備。精加工階段使各主要外表到達圖樣規(guī)定的質量要求光整加工階段對于質量要求很高的的外表，需進行光整加工，以進一步提高尺寸精度和減小外表粗糙度。確定工序集中及分散1、工序集中原那么按工序集中原那么組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量多些，將許多工序組成一個集中工序，最大限度的工序集中，就是在一個工序內完成工件所有外表的加工。傳統(tǒng)的流水線、自動線生產根本是按工序分散原那么組織工藝過程的，這種組織方式可以實現(xiàn)高生產率生產，但對產品改型的適應性較差，轉產比擬困難。 2、工序分散原那么按工序分散原那么組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量少些，最大限度的工

21、序分散就是每個工序只包括一個簡單工步。采用數(shù)控機床、加工中心按工序集中原那么組織工藝過程，生產適應性反而好，轉產相對容易，雖然設備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來愈多的重視。加工順序的安排先加工主要外表，后加工次要外表 先安排粗加工工序，后安排精加工工序 先加工平面，后加工孔 熱處理工序的安排熱處理工序及外表處理工序的安排為改善工件材料切削性能安排的熱處理工序，例如，退火、正火、調質等，應在切削加工之前進行。為消除工件內應力安排的熱處理工序，例如，人工時效、退火等，最好安排在粗加工階段之后進行。為了減少運輸工作量，對于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前進行。對于機床床

22、身、立柱等結構較為復雜的鑄件，在粗加工前后都要進行時效處理(人工時效或自然時效)，使材料組織穩(wěn)定，日后不再有較大的變形產生。為提高工件外表耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進行。 其它工序的安排為保證零件制造質量，防止產生廢品，需在以下場合安排檢驗工序：1)粗加工全部結束之后；2)送往外車間加工的前后；3)工時較長和重要工序的前后；4)最終加工之后。除了安排幾何尺寸檢驗工序之外，有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗工序。零件表層或內腔的毛刺對機器裝配質量影響甚大，切削加工之后，應安排去毛刺工序。零件在進

23、入裝配之前，一般都應安排清洗工序。工件內孔、箱體內腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件外表上，要注意清洗。在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進入裝配線。 機床設備與工藝裝備的選擇所選機床設備的尺寸規(guī)格應與工件的形體尺寸相適應，精度等級應與本工序加工要求相適應，電機功率應與本工序加工所需功率相適應，機床設備的自動化程度和生產效率應與工件生產類型相適應。工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產效率和制造本錢，應根據(jù)不同情況適中選擇。在中小批生產條件下，應首先考慮選用通用工藝裝備(包括夾具、刀具、量具和輔具)；在大批大量生產中，可根據(jù)加工要

24、求設計制造專用工藝裝備。機床設備和工藝裝備的選擇不僅要考慮設備投資的當前效益，還要考慮產品改型及轉產的可能性，應使其具有足夠的柔性。2.4制定工藝過程：1、粗銑水箱面及油底面；2、粗銑主軸支承面及齒輪室；3、粗銑氣缸蓋面及后蓋板面；4、鏨缸面水道孔；5、精銑水箱面及油底殼面；6、去除水箱面及油底殼面上的毛刺；7、精銑主軸承面及齒輪室蓋面；8、去除主軸承蓋面及齒輪室蓋上的毛刺；9、精銑缸頂面急后蓋面；10、去除氣缸蓋面及后蓋板面上的毛刺；11、三面粗鏜；12、鏨油道孔；13、半精鏜；14、精鏜；15、鉆定位孔；16、鉸定位孔；17、鉆水箱面各孔；18、鉆油底殼面后蓋面各孔；19、割鎖圈槽；20、

25、攻絲；21、鉆、擴鉸挺桿孔；22、鉆主軸承面上下平衡軸蓋板孔；23、鉆氣缸蓋面水箱孔；24、鉆氣缸蓋面水箱面孔；25、攻水箱面4xM10-6H螺紋；26、鉆孔；27、攻絲；28、擴鉸；29、鉆后面孔；30、擴鉸；31、攻絲；32、終檢；33、清洗、吹氣、入庫。 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能到達的經(jīng)濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產本錢盡量下降。見工序卡2.7機械加工余量、工序尺寸及公差確實定工序01：粗銑缸蓋結合面及底面工件材料：HT250,b =0

26、.16GPa HB=170241,鑄造。機床：15KW 雙端面組合銑床刀具：W18Cr4V硬質合金鋼機夾銑刀盤,牌號YG6。銑削寬度ae=180,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=4mm，nc=100r/min,，V c=/min，f z=/z。 工序05：精銑水箱面及油殼底面1、加工條件 加工要求：外表粗糙度到達Ra12.5，加工長度l=1892、 切削用量 = 245 0.2 0.15 0.35 0.2 0 根據(jù) (3-2)工序10：三面粗鏜 查參考文獻=35-60 取 半精鏜,精鏜同上步驟工序15：鉆定位孔鉆定位孔2至4.8,深6鉆孔深6，加工計算長度l=10，加工余量即為孔徑

27、d=, 背吃刀量 ap=d/2=查參考文獻 確定進給量f=/r 查表3.4-7 T=20min查參考文獻 確定 22.2 0 0.3 kv=式中：與刀具耐用度相關的系數(shù)；與工件材料相關的系數(shù)；與工件材料狀態(tài)相關的系數(shù)；根據(jù) (3-3)切削工時工序16:鉸定位孔25，深5刀具 硬質合金錐柄機鉸刀，加工余量=查參考文獻表3.4-6 取f=/r 查參考文獻表3.4-7 取T=20min查參考文獻表3.4-8 109 0 0.5 根據(jù) (3-4)工序20:攻絲1、攻水箱面M12-6通 -4 f查參考文獻表7.2-12 T=250min 140 0.4 0.3 根據(jù) (3-5)查參考文獻表7.2-13

28、V取12通孔2、攻M8-6H，深14V同上 非通孔工序21：擴孔擴15.1 -5 f 走刀長度l=4-10mm查參考文獻表3.4-7 T=30min 查參考文獻表3.4-8 68.2 0.15 0.45 根據(jù)3夾具設計31夾具設計的根本要求和步驟夾具設計的根本要求a)能穩(wěn)定保證工件的加工精度；b)能提高機械加工的勞動生產率，降低工件的制造本錢；c)結構簡單，操作方便，省力和平安；d)便于排屑；e)有良好的結構工藝性，便于夾具的制造、裝配、檢驗、調整和維修。 設計時，應在保證加工精度的前提下，綜合考慮生產率、經(jīng)濟性和勞動 條件等項因素。夾具設計的步驟夾具設計一般按以下的步驟設計進行：a)研究原始

29、資料，明確設計任務；b)確定夾具的結構方案，繪制結構草圖；c)繪制夾具總裝配圖；d)繪制夾具零件圖。32定位機構設計及夾緊裝方案確定定位元件設計工件在夾具中的定位應符合定位原理。被加工零件為機體，零件形狀較為復雜，左右后三面均為加工面。根據(jù)工序加工要求，工件在夾具定位有兩種方案可供選擇。方案一：如圖3-1所示圖3-1 三面定位示意圖以底平面為主要定位基準，以支承板來限制3個自由度；右面以一個定位塊，限制2個自由度；后面以一個支承釘限制1個自由度，從而完全定位。方案二：如圖3-2所示圖3-2 一面兩孔定位示意圖以底面為定位基準，以兩孔兩銷共限制6個自由度。兩方案都是按基準重合的原那么確定的。這樣

30、的優(yōu)點有：不存在基準不重合誤差，有利于保證加工精度；夾緊點靠近切削點，夾緊力方向與切削力方向相反，可以抵消一局部切削力，有利于提高工件被夾緊時的剛性。方案一的優(yōu)點：三面定位較為均布，三面的定位元件所分擔的載荷較小，箱體也不易在加工時變形；支撐塊接觸面積大，磨損較小，使用壽命長；裝卸工件簡單，簡化了夾具結構；易于保證加工精度。缺點是：所有定位塊安裝時需配磨，以保證所有定位塊等高，安裝調試較為復雜；也在一定程度上提高了本錢。方案二的優(yōu)點：底面的兩銷承受了大局部的載荷，因此易于磨損；箱體底面沒有預留定位孔，加工定位孔還需考慮被加工零件的要求，復雜了加工程序，復雜了夾具結構，延長了裝卸的輔助時間和過程

31、，同時也相應的提高了加工本錢；安裝調試較為費時。零件的形狀結構較為復雜，所需夾具相應地也很復雜。從夾具的加工，安裝，調試，拆卸的可行性和易行性考慮；從加工時的易于操作性和精度保證的容易程度上來考慮；加之考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及加工的具體情況，方案一為佳，應選擇方案一。確定加緊方案夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置，在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產生位移，同時防止或減小振動。它通常是一種機構，包括夾緊元件、增力及傳動裝置以及動力裝置等。主夾緊機構主要通過夾緊油缸，連板，鉤形螺栓，墊片，螺釘實現(xiàn)夾緊。夾緊機構采用聯(lián)動夾緊機構，因為如果剛性壓板，那么工

32、件所受的夾緊力就有可能不一致，甚至沒有夾到，這樣就會影響加工精度。因此為了均勻的夾緊工件，夾緊元件必須做成浮動的或者能自動調節(jié)。本夾緊元件采用球面墊片和錐面墊片使其能自動調節(jié)，從而使夾緊力能夠均勻。并且在鉤形螺栓上開了槽，使其能夠上下運動時，能使鉤形螺栓轉動，從而方便工件安裝，提高工作效率。左輔助夾緊機構主要通過夾緊油缸、推板來實現(xiàn)夾緊。左夾緊機構夾緊油缸活塞應和推桿在同一軸線上，這樣可以防止推杠在加緊過程中卡死，從而損壞機床。前輔助夾緊機構通過夾緊油缸和壓板實現(xiàn)夾緊。在壓板推回時應注意壓板頂端高度低于支承板的高度，從而使工件在安放過程中不于壓板發(fā)生碰撞。圖3-3 夾緊方案33夾緊力的計算 計

33、算夾緊力時，通常將夾具和工件看成上一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力大型工件還應考慮工件重力，運動的工件還應考慮慣性力等的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以平安系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。根據(jù)文獻2189頁查得夾緊力公式的計算公式如下 3-1式中實際所需的夾緊力；平安系數(shù)；切削力夾緊元件與工件外表間的摩擦系數(shù)；工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)；根據(jù)查得平安系數(shù)按下式計算 3-2式中為各種因素的平安系數(shù)： ：考慮工件材料及加工余量均勻性的根本平安系數(shù)，取=1.2；：加工性質，精加工??；：刀具鈍化程度，取；：切削特點，連續(xù)

34、切削??；：夾緊力的穩(wěn)定性，機動夾緊?。唬簥A緊時手柄位置 ，操作方便?。唬簝H有力矩作用于工件時與支承面接觸情況，接觸點穩(wěn)定取。 主要夾緊機構夾緊力：數(shù)據(jù)見表2-1 左輔助夾緊機構夾緊力： 前輔助夾緊機構夾緊力： 34夾緊油缸的選擇根據(jù)文獻2806頁推力工作時缸徑 3-3式中活塞最大作用力；p油缸工作壓力MPa，夾緊油缸一般取MPa；p取5 MPa；主要夾緊機構缸徑計算： 取后法蘭式夾緊油缸T5034：缸徑45，行程35，推力245，能滿足要求。左輔助夾緊機構缸徑計算： 取地腳式夾緊油缸T5024：缸徑45，行程30，中心高50 ，推力245，能滿足要求。前輔助夾緊機構缸徑計算： 取地腳式夾緊油缸

35、T5024：缸徑45，行程30，中心高50 ，推力245，能滿足要求。故根據(jù)主夾緊機構的油缸行程和鉤形螺栓的運動方式，確定主夾緊機構的鉤形螺栓的槽旋轉90度，長度為35，鉤形螺栓總長為341。根據(jù)前輔助夾緊機構的中心高和行程，接頭長為40，推桿長為240。根據(jù)前輔助夾緊機構的中心高和行程，前夾緊機構的壓板總長150，寬50，槽的長度為65。35導向裝置的設計由于切削速度比擬大，同時為了保證加工精度，鏜套采用固定式鏜套。因為其結構簡單，同軸度好。為了增加鏜桿剛性，1，2,3,6孔采用雙支承結構。支承分別裝在工件的兩側，鏜桿與機床主軸用浮動卡頭連接，這樣可以保證加工孔的同軸度。圖3-4 鏜套結構圖

36、36夾具體的設計 夾具體是用來將夾具的各個局部聯(lián)結成整體的元件，它是夾具上最大的和最復雜的元件。在它上面要安裝定位元件、夾緊裝置、刀具引導件以及其它各種裝置和元件。此外，在夾具體上還應有夾具在機床上安裝用的定位局部，以保證夾具在機床上獲得所需的相互位置，夾具體也是承受負荷最大的元件，承受著工作時的切削力、夾緊力等。夾具體設計的根本要求有：a)有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性；b)有足夠的強度和剛度；c)結構工藝性好；d)排屑方便；e)保證裝卸工件方便；f)在機床上安裝穩(wěn)定可靠。本設計方案中的夾具體材料為HT200，根本尺寸：11001100314mm，底部設計排屑裝置。夾具體主要尺寸參數(shù)的選擇 夾具體

37、壁厚35；夾具體加強筋厚度25；圖3-5 夾具體結構圖37鏜模架的設計鏜模架是用來安裝鏜套的，保證其導向準確的。綜合考慮到其剛度和強度要求，及被加工的零件的尺寸和被加工孔的相對位置。圖3-6 鏜模架結構圖鏜模架孔位置計算 圖3-7 鏜模架各孔高度尺寸鏈尺寸鏈方程： 3-4表示工件各孔的高度，表示夾具凸臺高度，表示支承板高度，表示鏜模架各孔的高度,其中是封閉環(huán)。定位基準為鏜模架定位銷和底面。以知數(shù)據(jù)如下：封閉環(huán)的極限偏差1孔52： 2孔52： 3孔195： 4孔37： 5孔25： 6孔57： 封閉環(huán)的中間偏差 封閉環(huán)公差 由于精度高使用完全互換法計算公差與極限偏差來保證本工序各個孔位置的精度。a

38、)確定各組成環(huán)的平均極值公差 b)估計各組成環(huán)的公差的等級 按公差等級作為各組成環(huán)的平均公差。c)按各成環(huán)的公差按各組成環(huán)根本尺寸的大小與零件工藝性好壞，以平均公差值為根底，取d)確定各組成環(huán)的極限偏差取為調整尺寸，那么 各組成環(huán)的中間偏差為 e)計算組成環(huán)的中間偏差f)確定組成環(huán)的的極限偏差表示工件各孔到汽缸體后外表的尺寸即各孔到后定位塊的距離，表示鏜模架的定位銷到后定位塊的距離，表示定位銷到鏜模架各孔距離。表示封閉環(huán)。 圖3-8 鏜模架各孔水平尺寸鏈尺寸鏈方程： 3-51孔52： 2孔52： 3孔195： 4孔37： 5孔25： 6孔57： 封閉環(huán)的中間偏差封閉環(huán)公差 由于精度高使用完全互

39、換法計算公差與極限偏差來保證本工序各個孔位置的精度。a)確定各組成環(huán)的平均極值公差 b)估計各組成環(huán)的公差的等級 按公差等級作為各組成環(huán)的平均公差。c)按各成環(huán)的公差按各組成環(huán)根本尺寸的大小與零件工藝性好壞，以平均公差值為根底，取d確定各組成環(huán)的極限偏差取為調整尺寸，那么 e)計算組成環(huán)的中間偏差f)確定組成環(huán)的的極限偏差 各孔以定位銷和底面基準的工序尺寸：1孔52 2孔523孔195 4孔37() 5 孔25 () 6孔57()38夾具的精度分析機械加工必須保證工序所規(guī)定的加工精度。在使用夾具的情況下，影響工件加工精度的因素可歸納為：與機床夾具有關的加工誤差一般包括：a)一批工件的定位誤差；

40、b)夾緊誤差；c)對刀和導向誤差；d)夾具在機床上的安裝誤差；e)加工方法。 為了給加工中其它誤差因素能占有更大一些比列，應當減小與夾具有關誤差。其中，除了在夾具的制造、安裝、調整、使用中減小所產生的誤差外，在夾具設計時正確的計算和減小工件在夾具中的定位誤差，是必須解決的重要問題之一。定位誤差是工件在夾具定位時，工序基準一批零件的位置在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的變動所引起的。因此，在夾具設計時；應當盡可能選擇工序基準為定位基準；并選擇精度較高的外表作為定位基準。一般應在使定位誤差控制在有關尺寸或位置尺寸的。根據(jù)本工序的要求，精度分析包括以下內容：A.對氣缸體五6個孔工序尺寸精度分析：1孔

41、52： 2孔52： 3孔195： 4孔37： 5孔25： 6孔57： 由鏜模架設計6個孔的定位可知，氣缸體的6個孔的工序尺寸可以充分保證。 B.形位公差精度分析：以1孔252為例：1孔252同軸度的精度分析：誤差不等式的完整形式：此時即為工序要求保證的兩孔同軸度公差值，即a)計算 由于同軸度與定位誤差沒有關系，故定位誤差為： b)計算 對所加工的兩孔而言，夾緊誤差即使存在，也發(fā)生在相同的方向，對同軸度沒有影響，故夾緊誤差為： c)計算 鏜套與鏜桿的配合為，其最大間隙為 兩鏜套的最大距離為這樣，由于鏜套與鏜桿的配合間隙所產生的導向誤差為 又因左右兩鏜套孔的軸線的同軸度公差為,故由于兩鏜套位置誤差

42、所產生的導向誤差即為 d)計算 因為兩鏜孔同時鏜削，且鏜桿由兩鏜套支承，那么兩孔同軸度與夾具安裝誤差無關 e)計算 因夾具上有很嚴的鏜套控制刀具的位置精度，而且支承鏜桿的兩鏜套間的距離僅為778mm，且加工面離鏜套很近，因此可認為與機床有關的誤差 綜合以上，可知滿足不等式是滿足的，工件該項精度要求能予充分保證。1孔252與3孔195平行度的精度分析：根據(jù)不等式 的分析同上，其值均為0。能滿足工件平行度的要求的，關鍵在于的值，由于夾具裝配圖上以規(guī)定了兩鏜套的軸線平行度公差為，工件上兩對孔的同軸度誤差可保證在0.025范圍內。故252孔軸線對195的軸線平行度誤差將不會大于它們兩者之和，即故誤差不等式滿足。C2孔52，4孔37，5孔25，6孔57平行度同1孔252平行度精度分析，都滿足誤差不等式。D. 3孔195的同軸度1孔252同軸度精度分析，滿足不等式要求。39安裝過程 首先：夾具體的三鏜模架分別連接在夾具體底板上，將鏜模架上鏜套以及夾緊壓缸都安裝完畢。將要加工的工件定位，夾緊后，進行試切削。切削完畢后檢驗工件的尺寸誤差，位置誤差和形狀誤差，看是否滿足要求。如果不滿足，再繼續(xù)對夾具進行調整，然后再進行試切削，直到工件檢驗合格為止。最后，安裝定位銷，將位置確定后，擰緊連