畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）柴油機(jī)165F工藝流程及粗銑196平面夾具設(shè)計(jì)

1、華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1摘 要機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。本設(shè)計(jì)是柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑

2、196 平面夾具設(shè)計(jì)，通過對(duì)柴油機(jī) 165f 工藝的正確分析，詳細(xì)地?cái)⑹隽瞬裼蜋C(jī) 165f 加工工藝過程、定位方案的選擇、夾緊方案的確定，對(duì)重要工藝參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，設(shè)計(jì)了粗銑 196 平面的夾具。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：機(jī)械；工藝；粗銑；夾具設(shè)計(jì)孫吉祥：柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 2abstractthe machining process is to realize the product design, assure product quality, energy saving, reduce cost is the important means o

3、f enterprise production preparation, plan scheduling, processing operations, production safety, technical inspection and improve labor organization, also be the important basis on the variety, quality of enterprise, on level, accelerate update products, improving economic efficiency technology guara

4、ntee. fixture is an important part of manufacturing systems, whether traditional manufacturing, or modern manufacturing systems, fixture is very important. therefore, the good fixture design can improve product labor productivity, ensure and improve the machining precision, lower production cost, et

5、c., can also expand the scope of application of machine, thus we make our products in the premise of accuracy is guaranteed to improve efficiency, reduce cost. so for mechanical processing technology and fixture design has the extremely vital significance.this design is diesel engine 165f processes

6、and rough milling 196 plane fixture design, through the correct analysis of the technology of 165f diesel engine is described in detail, 165f processing process, diesel engine positioning scheme selection, clamping schemes to determine the important technical parameters, calculated rough milling, de

7、sign of fixture 196 plane.key words: machinery; craft; rough milling; fixture design華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3目 錄摘摘 要要.1abstract .2目目 錄錄.3前前 言言.41 機(jī)床夾具機(jī)床夾具.51.1 機(jī)床夾具的組成.51.2 機(jī)床夾具的分類.51.3 工件的裝夾方法.61.4 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).62 工件的夾緊工件的夾緊.82.1 夾緊裝置的組成及其設(shè)計(jì)原則.82.2 確定夾緊力的基本原則.92.3 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求.123 零件的加工路線零件的加工路線.133.1 零件的工藝分析.

8、133.2 零件的加工路線.153.3 零件定位原理.163.4 應(yīng)用定位原理幾種情況.163.5 確定要限制的自由度.173.6 定位方案選擇.173.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排.184 零件的夾具設(shè)計(jì)零件的夾具設(shè)計(jì).194.1 零件的切削力.194.2 誤差分析與計(jì)算.204.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明.21總總 結(jié)結(jié).22參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).23后后 記記.25孫吉祥：柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 4前 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)

9、的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大的推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化得到了很好的發(fā)展。但工具（含刀具、夾具、量具與輔具等）在不斷的革新中，起功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具是裝夾工件的工藝設(shè)備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過程中。在各種金屬切削機(jī)床上用來裝夾工件的工藝設(shè)備稱為機(jī)床

10、夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、四爪卡盤，銑床上使用的平口虎鉗等。現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件的加工精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。因此，無論是在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造工藝系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可對(duì)以前學(xué)過的課程進(jìn)行一次綜合的深入的總復(fù)習(xí)，把學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)和實(shí)際結(jié)合起來，從而提高自己分析問題，解決實(shí)際問題的能力。華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）51 機(jī)床夾具在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工的要求，首先要使工件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝

11、夾好。1.1 機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（切削力等）作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。3、對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。4、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能方便、準(zhǔn)確定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。以上各組成部分中，定位元件、

12、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。1.2 機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。按夾具的使用特點(diǎn)可分為：通用夾具，專用夾具，可調(diào)夾具，組合夾具，1、拼裝夾具。2、按使用機(jī)床可分為：車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具，齒輪機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床夾具，自動(dòng)機(jī)床夾具，自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。按夾緊的動(dòng)力源可分為：手動(dòng)夾具，氣動(dòng)夾具，液壓夾具，氣液增力夾具，電磁夾具以及真空夾具等。孫吉祥：柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 61.3 工件的裝夾方法工件的裝夾方法工件裝夾的方法有兩種：1、將工件直接裝夾在

13、機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上2、將工件裝夾在家具上采用第一種方法裝夾的效率低，一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)，用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，都采用夾具裝夾工件。采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn)：a、保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量b、縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”d、改善工人的勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本1.4 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、花鍵及各種成型面。銑削加工的切削用量和切削力一般較大，切削力的大小和方向也是變化的，而且又是斷續(xù)切削，因而，加工時(shí)的沖擊和

14、振動(dòng)也較嚴(yán)重。所以設(shè)計(jì)這類夾具時(shí)，要特別注意工件定位穩(wěn)定性和夾緊可靠性；夾緊裝置要能產(chǎn)生足夠的夾緊力，手動(dòng)夾緊時(shí)要有良好的自鎖性能，夾具上個(gè)組成元件的強(qiáng)度和剛度要高。為此，要求銑床夾具得結(jié)構(gòu)比較粗壯低矮，以降低夾具重心，增加剛度、強(qiáng)度，銑削得切屑較多，夾具上應(yīng)有足夠得排屑空間，以盡量避免切屑堆積在定位支承面上。因此，定位支承面應(yīng)高出周圍的平面，而且在夾具體內(nèi)盡可能做出便于清除切屑和排出冷卻液的出口。粗銑時(shí)振動(dòng)較大，不宜采用偏心夾緊，因?yàn)檎駝?dòng)時(shí)偏心夾緊容易松開。在側(cè)面夾緊工作（如加工薄而大的平面）時(shí)，壓板的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面的定位支承點(diǎn)，并使夾緊力有一垂直分力，將工件壓向主要定位支承面，以避免

15、工件向上抬起；對(duì)于毛坯件，壓板與工件接觸處應(yīng)開有尖齒紋，以增大摩擦系數(shù)。1.4.1 銑床夾具的分類銑床夾具的分類銑床夾具按使用范圍，可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類。按工件在銑床上加工的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可分為直線進(jìn)給夾具、圓周進(jìn)給夾具、沿曲線進(jìn)給夾具（如仿形裝置）三類。還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同（如氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓）以及裝夾工件數(shù)量的多少（如單件、雙件、多件）等進(jìn)行分類。其中，最常用的分類方法是按通用、專用和組合進(jìn)行分類。華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）71.4.2 銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)銑床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長(zhǎng)方形工件，也可用

16、于裝夾圓柱形工件。機(jī)用平口虎鉗是通過虎鉗體固定在機(jī)床上。固定鉗口和鉗口鐵起垂直定位作用，虎鉗體上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用?；顒?dòng)座、螺母、絲桿（及方頭的）和緊固螺釘可作為夾緊元件。回轉(zhuǎn)底座和定位鍵分別起角度分度和夾具定位作用。1.4.3 銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)銑床夾具與其它機(jī)床夾具的不同之處在于：它是通過定位鍵在機(jī)床上定位，用對(duì)刀裝置決定銑刀相對(duì)于夾具的位置。1.床夾具的安裝 銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的 t 形槽尺寸選定，它和夾具底座以及

17、工作臺(tái)t 形槽的配合為 h7/h6、h8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。 作為定位鍵的安裝是夾具通過兩個(gè)定位鍵嵌入到銑床工作臺(tái)的同一條 t 形槽中，再用 t 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿 t 形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺(tái)兩個(gè) t 形槽間的距離一致。2.銑床夾具的對(duì)刀裝置 銑床夾具在工作臺(tái)上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn)行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的相對(duì)位置能迅速而正確地對(duì)準(zhǔn)，在夾具上可以采用對(duì)刀裝置。對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)

18、準(zhǔn)化。各種對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件的具體加工要求進(jìn)行選擇。由于銑削時(shí)切削力較大，振動(dòng)也大，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，還應(yīng)盡可能降低夾具的重心，工件待加工表面應(yīng)盡可能靠近工作臺(tái)，以提高夾具的穩(wěn)定性，通常夾具體的高寬比 h/b11.25 為宜。孫吉祥：柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 82 工件的夾緊在機(jī)械加工過程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。2.1 夾緊裝置的組成及其設(shè)計(jì)原則夾緊裝置的組

19、成及其設(shè)計(jì)原則工件定位后將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。2.1.1 夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成由以下三部分組成。（1）動(dòng)力源裝置 它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩種。手動(dòng)夾緊的力源來自人力，用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。（2）傳力機(jī)構(gòu) 它是介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大小；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀

20、態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重。（3）夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。2.1.2 夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：（1）工件不移動(dòng)原則 夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。（2）工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。（3）工件不振動(dòng)原則 對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以華東

21、交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。（4）安全可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。（5）經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。2.2 確定夾緊力的基本原則確定夾緊力的基本原則2.2.1 夾緊力三要素夾緊力三要素設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。1.夾緊力的方向夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則：（1）夾緊力的方向應(yīng)有

22、助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。（2）夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。（3）夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時(shí)，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。2.夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。夾緊力作用點(diǎn)的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則：（1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)

23、，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對(duì)剛度較差的工件尤其重要，如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。3.夾緊力的大小夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報(bào)廢甚至發(fā)生安全事故。孫吉祥：柴油機(jī)

24、165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 10夾緊力過大會(huì)使工件變形，也會(huì)對(duì)加工質(zhì)量不利。理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力。 當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，即wwf kkf式中

25、：實(shí)際所需夾緊力，單位為 n；wf k 在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為 n；wf 安全系數(shù)，粗略計(jì)算時(shí)，粗加工取 k2.53，精加工取 k1.52。k夾緊力三要素的確定，實(shí)際是一個(gè)綜合性問題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計(jì)出較為理想的夾緊裝置。圖 2-2-1 夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2.2 減小夾緊變形的措施減小夾緊變形的措施有時(shí)一個(gè)工件很難找出合適的夾緊點(diǎn)。如較長(zhǎng)的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點(diǎn)。這時(shí)可以采取以下措施減少夾緊變形。1.增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn) 若高支

26、座可采用增加一個(gè)輔助支承點(diǎn)及輔助夾緊力，就可以使工件獲得滿意的夾緊狀態(tài)。2.分散著力點(diǎn) 用一塊活動(dòng)壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。3.增加壓緊件接觸面積 在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過剛性好的墊環(huán)均勻地作用華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。4.利用對(duì)稱變形 加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，夾具的夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)保證工件能產(chǎn)生均勻的對(duì)稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工

27、精度。5.其它措施 對(duì)于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所要求的精度而需要進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這類夾具是將極薄的特形工件定位于一個(gè)隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進(jìn)行的。2.3 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求夾緊機(jī)構(gòu)是指能實(shí)現(xiàn)以一定的夾緊力夾緊工件選定夾緊點(diǎn)的功能的完整結(jié)構(gòu)。它主要包括與工件接觸的壓板、支承件和施力機(jī)構(gòu)。對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)通常有如下要求。1.可浮動(dòng) 由于工件上各夾緊點(diǎn)之間總是存在位置誤差，為了使壓板可靠地夾緊工件或使用一塊壓板

28、實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)夾緊，一般要求夾緊機(jī)構(gòu)和支承件等要有浮動(dòng)自位的功能。要使壓板及支承件等產(chǎn)生浮動(dòng)，可用球面墊圈、球面支承及間隙聯(lián)接銷不實(shí)現(xiàn)。2.可聯(lián)動(dòng) 為了實(shí)現(xiàn)幾個(gè)方向的夾緊力同時(shí)作用或順序作用，并使操作簡(jiǎn)便，設(shè)計(jì)中廣泛采用各種聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。3.可增力 為了減小動(dòng)力源的作用力，在夾緊機(jī)構(gòu)中常采用增力機(jī)構(gòu)。最常用的增力機(jī)構(gòu)有：螺旋、杠桿、斜面、鉸鏈及其組合。鉸鏈增力機(jī)構(gòu)常和杠桿機(jī)構(gòu)組合使用，稱為鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)。它是氣動(dòng)夾具中常用的一種增力機(jī)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是增力比較大，而摩擦損失較小。4.可自鎖 當(dāng)去掉動(dòng)力源的作用力之后，仍能保持對(duì)工件的夾緊狀態(tài)，稱為夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖。自鎖是夾緊機(jī)構(gòu)的一種十分重要并且十分必要的特性。常

29、用的自鎖機(jī)構(gòu)有螺旋、斜面及偏心機(jī)構(gòu)。孫吉祥：柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 123 零件的加工路線3.1 零件的工藝分析零件的工藝分析3.1.1 工序的合理組合工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：（1）工序分散原則工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。（2）工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次

30、數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及 0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不

31、大于 。3.1.2 工序的集中與分散工序的集中與分散制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 （1）工序集中的特點(diǎn)工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。（2）工序分散的特點(diǎn)工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用

32、量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。3.1.3 加工階段的劃分加

33、工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段：（1）粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為 it11it12。粗糙度為ra80100m。（2）半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精

34、加工的公差等級(jí)為 it9it10。表面粗糙度為 ra101.25m。（3）精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為 it6it7，表面粗糙度為 ra101.25m。（4）光整加工階段孫吉祥：柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 14對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面

35、相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為 it5it6,表面粗糙度為ra1.250.32m。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。3.

36、2 零件的加工路線零件的加工路線（1）以 165f 柴油機(jī)曲軸箱底面為主要加工表面。這一組加工表面包括：對(duì) 165f 柴油機(jī)底面進(jìn)行刨底腳加工。表面粗糙度要求達(dá)到 ra6.3mm。 （2）以 165f 柴油機(jī)曲軸箱 182 平面為主要加工平面。這一組加工表面包括：對(duì) 165f柴油機(jī)曲軸箱 182 平面進(jìn)行雙端銑加工。表面粗糙度要求達(dá)到 ra6.3mm。 （3）以 165f 柴油機(jī)曲軸箱 196 平面為主要加工平面。這一組加工表面包括：對(duì) 165f柴油機(jī)曲軸箱 196 平面進(jìn)行雙端銑加工。表面粗糙度要求達(dá)到 ra6.3mm。圖 3-1 零件簡(jiǎn)圖華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）153.3 零件

37、定位原理零件定位原理當(dāng)工件在不受任何條件約束時(shí)，其位置是任意的不確定的。設(shè)工件為一理想的鋼體，并以一個(gè)空間直角坐標(biāo)作為參照來觀察鋼體的位置變動(dòng)。由理論力學(xué)可知，在空間處于自由狀態(tài)的鋼體，具有六個(gè)自由度，即沿著 x、y、z 三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和繞著這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。用 x、y、z 和 x、y、z 分別表示沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和繞著這三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。六個(gè)自由度是工件在空間位置不確定的最高程度。定位的任務(wù)，就是要限制工件的自由度。在夾具中，用分別適當(dāng)?shù)呐c工件接觸的六個(gè)支撐點(diǎn)，來限制工件六個(gè)自由度的原理，稱為六點(diǎn)定位原理。3.4 應(yīng)用定位原理幾種情況應(yīng)用定位原理幾種情況（1）完全定位工

38、件的六個(gè)自由度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位置，稱為完全定位。（2）部分定位工件定位時(shí)，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個(gè)支撐點(diǎn)的定位稱為部分定位。在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡(jiǎn)化定位裝置，在生產(chǎn)中應(yīng)用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個(gè)自由度。（3）過定位（重復(fù)定位）幾個(gè)定位支撐點(diǎn)重復(fù)限制一個(gè)自由度，稱為過定位。1）一般情況下，應(yīng)該避免使用過定位。通常，過定位的結(jié)果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過定位是應(yīng)該避免的。2）過定位亦可合理應(yīng)用雖然工件在夾具中定位，通常要避免產(chǎn)生“過定

39、位” ，但是在某些條件下，合理地采用“過定位” ，反而可以獲得良好的效果。工件本身剛性和支承剛性的加強(qiáng)，是提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的有效措施，生產(chǎn)中常有應(yīng)用。大家都熟知車削長(zhǎng)軸時(shí)的安裝情況，長(zhǎng)軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。這就是個(gè)“過定位”的定位方式。只要事先能對(duì)工件上諸定位基準(zhǔn)和機(jī)床（夾具）有關(guān)的形位誤差從嚴(yán)控制，過定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強(qiáng)，尾架的扶持有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質(zhì)量和效率也大為提高。孫吉祥：柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 163.5 確定要限制的自由度確定要限制的自由度按

40、照加工要求，銑通槽時(shí)應(yīng)限制五個(gè)自由度，即沿 x 軸移動(dòng)的自由度不需要限制，但若在此方向設(shè)置，則可起到承受部分銑削力的作用，故可采用不完全定位。3.6 定位方案選擇定位方案選擇 由于加工工件的兩端面，采用雙端銑床 x2532,工件以一個(gè)底面限制三個(gè)自由度，另外采用支撐釘限制工件的一個(gè)側(cè)面，限制工件二個(gè)自由度，而在 x 軸方向的前后移動(dòng)可以不加以限制。3.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排參考文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.5-2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中小批）時(shí)間定額的計(jì)算公式為： （大量生產(chǎn)時(shí)）ntktttzzfjd/%)1)(0/ntzz因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：

41、%)1)(ktttfjd其中： 單件時(shí)間定額 dt 基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）jt 輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗ft的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 布置工作地、休息和生理k需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）174 零件的夾具設(shè)計(jì)4.1 零件的切削力零件的切削力 刀具的材料：硬質(zhì)合金端銑刀刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 00015100001280085n002515 mmd638zzmmaf/25. 0mmap0 . 2參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：pzppczkbdfacf9 . 01 . 172. 0

42、1 . 1參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表得：，對(duì)于灰鑄鐵： 1021294pc55. 0)190(hbkp取 ， 即175hb96. 0pk所以 )(69.64096. 08606325. 00 . 22949 . 01 . 172. 01 . 1nfc參考金屬切削刀具表 1-2 可得：垂直切削力 ：（對(duì)稱銑削） )(62.5769 . 0nffccn背向力：)(38.35255. 0nffcp根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：fkwk安全系數(shù) k 可按下式計(jì)算：

43、6543210kkkkkkkk 式中：為各種因素的安全系數(shù)，由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表可得： 60 kk12125. 20 . 10 . 13 . 12 . 10 . 12 . 12 . 1k所以 )(55.144125. 269.640nfkwck孫吉祥：柴油機(jī) 165f 工藝流程及粗銑 196 平面夾具設(shè)計(jì)(30)/x2532 18 )(62.129725. 272.576nfkwcnk )(86.79225. 238.352nfkwpk由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：)(210tgtgqlwz

44、參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得： 09120592其中： )(60 mml )(25 nq 螺旋夾緊力：)(08.19230nw 易得：kww 0經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。并且采用四組螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。4.2 誤差分析與計(jì)算誤差分析與計(jì)算該夾具以平面定位，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。gwj與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：jjw zd ad wj jj m 參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可得：（1）平面定位 v 形塊定心的定位誤差 ：0wd（2）夾緊誤差 ： cos)(minmaxyyjj其中接觸變形位移值： mmlnchbkrknzhbazrazy004. 0)62.19)(1mmyjj0036. 0cos（3）磨損造成的加工誤差：通常不超過mjmm005. 0華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19（4）夾具相對(duì)刀具位置誤差：取admm01. 0誤差總和：mmmmwj07. 00522. 0從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工