柴油機氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機床總體及夾具設計【含4張CAD圖紙、說明書】
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本科畢業(yè)論文
題 目： 柴油機氣缸體頂?shù)酌娲帚?
組合機床總體及夾具設計
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級：
學生姓名：
指導教師：
論文提交日期： 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 年 6 月 5 日
摘要
本論文設計的主題是柴油機氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機床總體及夾具設計。根據(jù)缸體的大小、形狀、材料、加工部分的結(jié)構(gòu)和加工精度,表面粗糙程度的一系列要求,實現(xiàn)工件快進和方便移動工作臺;加工飛機是一架飛機,所以刀具硬質(zhì)合金端銑刀的選擇。夾具安裝在移動工作臺。在加工零件的定位,這個程序使用了“一面兩銷”定位,方便達到最理想的效果。夾緊是通過手動夾緊，以四個壓板實現(xiàn)夾緊，這樣能很好的防止夾緊力作用下工件產(chǎn)生形變。因為被加工的零件體積、重量較大，所以采用支承板支承。同時通過夾具設計誤差分析，可以更好地保證加工精度。
通過設計滿足加工要求，為了完成柴油機的粗加工。
關(guān)鍵詞： 組合機床； 夾具； 缸體； 銑削
Abstract
Roughing the surface and the bottom of the cylinder block of the diesel engine combined machine and fixture overall diesel。
My?design?subject?is?diesel?engine?combination?machine?tools?and?fixture?design?as?a?whole.?According?to?the?cylinder?block?size,?shape,?material,?processing?parts?of?the?structure?and?machining?accuracy,?surface?roughness?and?a?series?of?requirements,?in?order?to?realize?workpiece?fast?forward?into?the?convenient?to?moving?workbench?and?workers;?By?processing?plane?is?large?plane,?so?the?cutting?tool?choice?carbide?end?milling?cutter.?Clamp?installed?on?the?top?of?the?sliding?table.?In?the?aspect?of?the?positioning?of?the?processed?parts,?this?scheme?adopts?the?"side?two?pin"?way?of?positioning,?convenient?to?achieve?the?ideal?effect.?Clamping?is?by?manual?clamping?to?four?clamp?clamping,?this?can?be?a?very?good?prevent?clamping?force?is?generated?under?the?action?of?deformation.?Because?of?the?processed?parts?volume,?the?weight?is?bigger,?so?the?supporting?plate?bearing.?At the same time through the error analysis of the fixture design, can better guarantee the machining precision.
Through the design satisfies the requirement of processing, in order to complete the rough machining of diesel engine.
Keywords: modular machine tool; fixture; cylinder block; milling
目 錄
第一章 前言 1
第二章 機床的總設計 3
2.1被加工零件分析 3
2.2機床結(jié)構(gòu)的確定 3
2.3 本組合機床的特點 3
2.4 切削用量的確定 4
2.4.1切削用量選擇的特點 4
2.4.2切削用量選擇的方法 4
2.4.3刀具的選擇 4
2.4.4銑削用量的確定 4
2.4.5計算切削功率 5
2.5 各部件的選型 5
2.5.1選擇電動機 5
2.5.2選擇銑削頭 6
2.5.3選擇工作臺 7
2.5.4選擇側(cè)底座 7
2.5.5選擇中間底座 8
2.5.6機床分組 8
第三章 夾具的設計 9
3.1概述 9
3.1.1夾具 9
3.1.2機床的分類 10
3.1.3機床夾具的組成 10
3.1.4夾具設計方法與步驟 10
3.2設計準備 11
3.3定位裝置的確定 11
3.3.1概述 11
3.3.2定位方式 12
3.3.3定位元素 12
3.4確定夾緊方案 14
3.4.1設計夾緊裝置的要求 14
3.4.2夾緊力的確定 15
3.5 其它元件的設計 17
3.6夾具的公差配合與技術(shù)要求 17
3.6.1制定夾具公差與技術(shù)要求的基本原則 17
3.6.2夾具公差的制定 17
3.6.3夾具技術(shù)要求的制定 18
3.7工序的精度分析 19
3.7.1定位誤差的分析與計算 19
3.7.2夾緊誤差的分析與估算 20
3.7.3對刀和導向誤差 21
3.7.4夾具的位置誤差 22
3.7.5加工方法誤差 22
3.7.6保證加工精度的條件 23
總 結(jié) 24
參 考 文 獻 25
致謝 26
附錄 27
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 前言
第一章 前言
根據(jù)需要加工的部件,通常的基礎上常見的組件作為特殊機床的基礎上,一些特殊的部分,稱為組合機床。適用于小批量生產(chǎn),批處理,大量的生產(chǎn)企業(yè),用于處理能力大、中型和大型箱和工件箱來完成鉆孔、鉸孔、堆焊和老板,在孔全部無聊槽形狀，以及銑削平面和成形面。
通用部件是組成組合機床的基礎。用于通用機床部件進行切割和進給運動的過程，如單軸切割頭驅(qū)動器，電源，電源箱、進給滑臺部件等。
常見的組件(如基地,列和權(quán)力的基礎組件用作支持部分) .
組合機床的特點：
組合機床從70%到90%的通用部件，可以縮短設計和制造周期。如果需要，可以部分或完全被修改以適應新的設備，形成了一種新的處理要求。這意味著組合機床通用部件已經(jīng)徹底改造它的優(yōu)勢，可重復使用。
組合機床是根據(jù)具體的設計對象，并可以根據(jù)最佳工藝流程分析處理。
在組合機床上可以同時從幾個方向的許多工具的工作是一個工件，實現(xiàn)集中處理的最佳方式，提高生產(chǎn)效率。
組合機床在裝夾下同時與多軸加工制成多孔的工件，幫助確保每個彼此之間的精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量；減少工件的裝卸過程之間，改善工作條件；減少足跡。
因為機床部件的組合是最類似的通用組件，簡化了機床的維護和維修。
機床一般單位可以組織專業(yè)工廠集中生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平，降低生產(chǎn)成本。
電子技術(shù)的快速發(fā)展,大規(guī)模生產(chǎn)要求許多品種的多樣化和小批量生產(chǎn),以及產(chǎn)品更新的加速度特征,自1970年代以來,這與發(fā)展機床相結(jié)合,靈活的組合機床。
它使用多主軸箱,改變主軸箱,托盤編碼,自動改變工具,與系列可編程序控制器(PC),數(shù)控(NC),可以任意更改工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng),更急靈活地適應變量組合機床加工多品種。
在中國,組合機床有28年的發(fā)展歷史,其研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)有一定的基礎,應用程序也已深入到各種行業(yè)。因此，機床是當前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，技術(shù)改造，提高高速關(guān)鍵設備的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟社會發(fā)展的高速關(guān)鍵設備。
在機械加工設備，機床夾具的使用，和使用它的工具的準確定位和工件之間的相對位置關(guān)系，換種說法是，實現(xiàn)定位和裝夾工件，加工完成，相對準確的運動。
夾具可以有效保證加工精度和提高勞動生產(chǎn)率，已成為不可或缺的關(guān)鍵工藝設備。為了滿足產(chǎn)品更新的需求,多樣化和小批量生產(chǎn)的機械制造行業(yè),夾具設計的發(fā)展近年來顯示如下:
A.通用夾具奔著高精度、高效率、大范圍方向發(fā)展；
B.專用夾具的發(fā)展不僅注重高精度與高效率，而且朝標準化與規(guī)格化方向發(fā)展；
C.開發(fā)可調(diào)夾具和組合夾具；
D.發(fā)展可以擴大機床的使用范圍和性能的夾具；
E.夾具的設計和制造采用新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)和新材料。
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沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 機床的總設計
第二章 機床的總設計
2.1被加工零件分析
被加工零件：柴油機氣缸體
材料：HT250
硬度：HB180-240
年產(chǎn)量：65000件
加工部位：頂?shù)酌?
處理要求:表面粗糙度的缸體加工精確至6.3,和頂部底部表面的大小需要精確到427 + 0.3毫米。
2.2機床結(jié)構(gòu)的確定
根據(jù)具體要求，處理部分：頂?shù)酌娲帚姡姍C床的選擇。
對被加工零件的兩側(cè)移動工作臺，分別設置兩個銑刀，雙電機驅(qū)動。
還應該包括兩側(cè)基，中間基，兩銑頭，兩主軸箱和夾具。
2.3 本組合機床的特點
A.整體結(jié)構(gòu)牢固，B.部分的剛性好，C.能調(diào)整尺寸范圍較大，D.單元的工作來實現(xiàn)高效率的基礎，即精度好，容易操作，E. 可以對鑄件進行大行程走刀，F(xiàn).強力銑削。
2.4 切削用量的確定
綜合機床的過程中,整個測定過程中,過程方法和關(guān)鍵過程的切削用量更重要。切削用量的選擇是否合理,加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用性、結(jié)構(gòu)和機床的可靠性可以大大影響。
2.4.1切削用量選擇的特點
A.為保證機床的生產(chǎn)率及經(jīng)濟效果，在選擇好所需道具的基礎上，要考慮加工成本。
B.組合機床通常情況下使用動力滑臺驅(qū)動進給。因此，同一滑臺驅(qū)動每分鐘進給刀具，主軸箱是相同的，也就是滑臺速度工作。
2.4.2切削用量選擇的方法
a.應該合理地使用所有的工具,并充分發(fā)揮工具的使用。
b.復合刀具的切削用量的選擇應考慮工具的使用壽命。
c.多軸主軸葉片頭部方向迅速撤退,鏜軸的速度等于整數(shù)倍的需要。
2.4.3刀具的選擇
根據(jù)加工面為250 x 250 x 330毫米和330毫米的大平面，和加工零件材料為HT250，因此硬質(zhì)合金端銑刀的選擇［8］。
規(guī)格：400
齒數(shù)：20
2.4.4銑削用量的確定
根據(jù)：a.銑刀種類：硬質(zhì)合金端銑刀
b.被加工零件材料：HT250
c.工序：粗銑
查得：
a.銑削深度：2～5mm 取3mm
b.銑削速度v：50～90m/mm 取90 m/mm（大平面盡量取大原則）
c.每齒走刀量：0.2～0.4mm/z 取0.2 mm/z（大平面盡量取小原則）[1]
轉(zhuǎn)速：n=v×1000/∏D=90×1000/3.14×400=106.17r/min
圓整為：n=64 r/min
實際切削速度：Vc=nπD/1000=87.4m/min
每分鐘進給量：V=f×n=20×0.2×60=245mm/min
2.4.5計算切削功率
根據(jù)：每分鐘進給量：V=245mm/min 銑削深度：180
銑削深度： a=3mm 銑削寬度：a=580mm
每齒進給量: f=0.2mm/z
查表得： P=7.8kw［9］
由于功率損耗，取=0.85
P= =9.1kw
2.5 各部件的選型
2.5.1選擇電動機
根據(jù)：P= 9.1kw
選擇電動機Y160L-6[2]
參數(shù)：
表2-1 電動機參數(shù)
P
L
電機轉(zhuǎn)速
輸出軸轉(zhuǎn)速
動力箱型號
11kw
535
1460
730
1TD63Ⅳ
2.5.2選擇銑削頭
根據(jù)電動機功率：P= 9.1kw ，以及刀盤直徑：Ф =400mm
選取銑削頭1TX40（有滑套）根據(jù)文獻資料［3］
參數(shù)：（如圖2.1）
圖2.1 銑削頭
表2-2 銑削頭尺寸參數(shù)
b
L
D
L
b
d
h
L
400
500
128.57
160
355
M16
200
80
圖2.2銑削頭聯(lián)系尺寸
根據(jù)銑削頭，對齒輪傳動端尾銑頭的接觸尺寸檢查［3］。
2.5.3選擇工作臺
根據(jù)所需要求的處理部分,也就是說,雙方的機床,銑刀不移動在加工過程中,因此,移動電臺的選擇。通過移動站的過程中，快速前進和飼料。
根據(jù)被加工零件尺寸：
被加工平面250×250mm和330×330mm，頂?shù)酌婢嚯x為427mm，
移動工作臺的寬度W=800mm；
銑削寬度：a=580mm，夾具底座寬1140mm,
移動工作臺的最小行程為1150mm
選移動工作臺，型號：1AYU80IV［4］
參數(shù)：（如圖）
圖2.3移動工作臺
表2-4移動工作臺尺寸
W
H
S
L
L
L
L
L
800
280
1150
1250
2440
232
232
230
2.5.4選擇側(cè)底座
臥式組合機床，側(cè)底座安裝滑動，主軸箱，銑和臺灣和其他部分，側(cè)面和中間底座連接鍵或錐銷定位。側(cè)底座的長度應與滑臺相適應。
因為沒有滑動的機器，所以側(cè)基的大小根據(jù)銑頭主軸箱尺寸設置。
由：L=630mm, L=380mm
選擇1CC系列側(cè)底座，側(cè)底座長定為1100mm；寬取810mm；高取630m。
2.5.5選擇中間底座
這中間的頂部安裝在夾具或輸送部分，和側(cè)或側(cè)或支柱的基礎，并通過結(jié)束鍵或銷位置。根據(jù)機床的配置，有很多形式的基礎，如：臥式組合機床是在底座與底座底座安裝側(cè)面的中間；三臥式組合機床底座的三側(cè)安裝側(cè)基的中間；垂直回工作臺組合機床，除了安裝支柱，還需要安裝回轉(zhuǎn)工作臺?？傊?，在中間的結(jié)構(gòu)，尺寸應根據(jù)工件的尺寸，形狀和結(jié)構(gòu)，確定組合機床。因此，在基地根據(jù)特殊部位一般設計中，但為了不使剖面尺寸組合機床是不同的，在主基地規(guī)模中間太多應該符合國家標準的規(guī)定。
根據(jù)多工位移動工作臺尺寸：寬W=800mm,長L=2800mm［5］
中間底座尺寸選為：寬：900mm， 長：2800mm, 高：65mm
2.5.6機床分組
為了方便設計和生產(chǎn)組織,由不同功能的組合機床和設備部門的組織。數(shù)字劃分如下:
10-19組支持組件。一般由普通的基礎,柱及其基礎和專門的中間基地和其他組件。
20-29套夾具和輸送設備。夾具是主要的機床的特殊部分,和經(jīng)常被編譯成20組,包括工件定位夾緊和固定的指導作用。
30-39套電氣設備。電氣設計通常是編譯了30組,包括原理圖、接線圖和安裝計劃,等等。特殊的控制柜,臺灣和其他一系列數(shù)字。
40-49套傳輸設備。包括機器所有電源組件如動力滑臺、電源箱和大會,編號為40組,其余需要修改部分或特殊傳輸設備是一個獨立的組織。
50-59套液壓和氣動設備。
60-69集的工具、工具、儀表和輔助工具。
70-79集的主軸箱及其配件。
89 – 99組-冷卻,卸貨和潤滑設備。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 夾具的設計
第三章 夾具的設計
3.1概述
在機械制造機械加工，檢驗，裝配，焊接和熱處理工藝，如冷熱水，使用大量的夾具，安裝加工對象，因此它具有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量。提高生產(chǎn)效率。
3.1.1夾具
為了保證加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定。
由于特殊的機床夾具，工件可以被精確地確定，確定工件的相對運動和位置的工具和機器的工具。因此，加工精度容易保證，加工質(zhì)量穩(wěn)定，不受各種主客觀因素的。
提高勞動生產(chǎn)率，降低加工成本。
用于機床夾具的安裝，可以使工件的裝夾，有利于較大的切削用量，減少機動時間。為了達到提高生產(chǎn)力。
由于相應的生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，浪費大大降低，勞動生產(chǎn)率，可以使用低水平工人等，可以大大降低加工成本。
擴大機床的工藝范圍，可以實現(xiàn)。
小批量生產(chǎn)的條件下，類型和尺寸的工件，和機器的種類和數(shù)量是有限的。
采用機床夾具，可使機床“一機多能”。
減輕勞動強度，保證安全生產(chǎn)。
使用專用夾具安裝工件,位置方便,迅速,夾具和使用鋼筋,移動設備,因此可以減少工人的勞動強度。根據(jù)加工條件下,保護裝置也可以用來確保操作員的安全。
大腸的生產(chǎn)線,容易平衡生產(chǎn)節(jié)拍。
過程的過程中,當需要特別的一些流程長,使用多站或有效的夾具,以提高生產(chǎn)效率,因此節(jié)拍平衡。
3.1.2機床的分類
通用夾具:通用夾具是標準的,和有一個更大范圍的夾具。
特殊夾具:特殊夾具是指某一過程的機械過程的一部分,特別設計的。
可以調(diào)整夾具:可以調(diào)整夾具的加工一個工件,調(diào)整或更換的單個組件之后,你可以處理各種各樣的類似規(guī)模和加工技術(shù)類似于相同的大小。
專業(yè)裝配夾具:這種類型的夾具過程加工需求,之前生產(chǎn)的通用標準組件和部件組裝好。
自動化生產(chǎn)設備:自動生產(chǎn)設備是專門用于自動生產(chǎn)線和數(shù)控機床。
3.1.3機床夾具的組成
A.定位元件或夾定位裝置
定位元件及定位裝置，用于確定工件或夾具的零件或部件的正確位置。
B.緊或夾緊裝置夾緊元
夾緊元緊或夾緊裝置用于夾緊工件，外力的作用使它仍能保持其既定位置的部件或零件。
C.刀，引導元
來確定鉛刀，和引導刀具和夾具定位元件的組件的位置。
D.連接組件
連接元件是用來保證相互位置之間的夾具和機床配件。
E.夾具體
夾具體用于連接夾具，每一部分都成為一個整體的基礎上。
F.其他元件及裝置
根據(jù)加工要求，工件的夾具，除了以上部分，還需要建立其他元件或裝置。
3.1.4夾具設計方法與步驟
a.設計前的準備
b.擬定夾具結(jié)構(gòu)方案、繪制草圖
⑴確定定位方案
⑵對刀和導向方式的選擇
⑶確定夾緊方案
⑷設計夾具體，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖
c.繪制夾具總圖
d.繪制夾具零件圖
3.2設計準備
a.通過分析加工的零件,零件柴油機缸體,材料是鑄鐵,加工的過程要求是頂部和底部表面粗銑、磨缸表面RA 6.3,頂部和底部表面大小427 + 0.3毫米。
b.程序完成后在雙方的粗銑,所以在這個過程中銑削表面的頂部和底部可以雙方為基準的飛機,飛機的方向。
c .雙面銑機床的機床,夾具體的安裝高度345毫米。
d .銑刀用于硬質(zhì)合金端銑刀規(guī)格400。
3.3定位裝置的確定
3.3.1概述
在工件的加工，首先必須使它相對于刀具及切削與正確的位置，這就是運動，工件的定位。在夾具的定位意味著，隨著一批文物的任何一個，按照夾具元件接觸或合作的定位和定向的要求，可以使其具有正確位置的過程。夾具設計，定位方案的第一個問題是，夾具的總體設計乃至整個夾具決定成敗，起著決定性的作用。
工件定位的基本原理：運動的再認識，在空間剛體的三個相互垂直的坐標系統(tǒng)，六自由度的自由，即，沿三軸和三軸的轉(zhuǎn)動自由度的移動，分別說。工件的定位是相當于一個免費的剛體，它不能處理。因此，為了使工件在夾具的正確位置，這將對限制自由度的工件的加工表面精度。在這個過程中，被加工零件的夾具的定位。
定位：在工件夾具的定位，如果持有人有六個支撐點，六個自由度都是有限的固定效應已經(jīng)完全確定工件在夾具中的定位，這種方式稱為“定位”。
3.3.2定位方式
圖3.1工序圖
如圖3- 1中,較低的表面有兩個支撐板,表面上是四個壓點,其他的底部有兩個定位銷,使用兩個銷定位。
為了防止定位,增加兩個香港聯(lián)鑫第一方向的差距和第二銷刮墻工件孔的部分,只留下對圓柱表面的一部分,也減少第二銷直徑的作用。由于連接線的方向垂直于第二銷直徑并不減少,它沒有影響工件旋轉(zhuǎn)誤差。安裝前沿銷,邊緣切割方向垂直的線心,為了確保邊緣切銷強度,通常通過金剛石結(jié)構(gòu)。
這種定位方法和圓柱銷和切邊的自由度引腳限制處理部分，和三個方向，下面的兩個支承板和四大卡設備有限自由度的處理，和三個方向。
3.3.3定位元素
根據(jù)缸體的大小,選擇油缸銷的直徑,和釘頭是15。
a.切銷的尺寸的確定
根據(jù)文獻數(shù)據(jù),表3-1如下
圖3.2削邊銷
表3-1削邊銷尺寸參數(shù)
D(mm)
3～6
6～8
8～20
20～24
24～30
30～40
40～50
b(mm)
2
3
4
5
5
6
8
B(mm)
D-0.5
D-1
D-2
D-3
D-4
D-5
D-5
由上述表格可查得在孔徑為10的情況下，B=8mm；b=4mm。
根據(jù)文獻資料[6]P24，查得極限偏差為g6
b.工件的轉(zhuǎn)角誤差
圖3-3 轉(zhuǎn)角誤差圖
（3-1）
式中 ——以菱形銷定位的定位孔直徑的公差；
——菱形銷直徑的公差；
——菱形銷與孔的最小配合間隙
由上式得 0.015°
0.005°
所以工件在任意方向偏轉(zhuǎn)時，最大轉(zhuǎn)角誤差為0.02°。
c.基準位移誤差 0.0086mm。
d.基準不重合誤差：基準不重合誤差應該從位置數(shù)據(jù)的位置的程序數(shù)據(jù)的所有尺寸和加工尺寸方向上的投影，所以基準不重合度誤差 =0。
最后，在求得基準位移誤差和轉(zhuǎn)角誤差后，算得定位誤差=0.0086mm。這個值是小于1 / 3的工件的相對位置，即0.0086mm<(0.03/3)mm=0.01mm。
3.4確定夾緊方案
3.4.1設計夾緊裝置的要求
為了保持工件的正確位置進行了定位，并在加工過程中切削力，離心力和慣性力，在外力作用下保證不變和不振動，一般夾具的夾緊裝置應設置。
夾緊裝置必須滿足以下基本要求：
A.無法打破時，工件裝夾定位已經(jīng)正確的位置；
B. 夾緊力應是可靠的，合適的，它不僅要保證加工過程中振動的位移和工件的損壞，和超過允許范圍；
C.夾緊裝置應安全可靠，操作方便；
D.合模裝置的自動化和復雜性應該適應生產(chǎn)批次和生產(chǎn)條件；
E.自動夾緊裝置的復雜性應適應生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件；
為了便于制造，調(diào)整結(jié)構(gòu)，使用和維護。
3.4.2夾緊力的確定
確定夾緊力是決定其方向，角度和大小。因此，我們應根據(jù)工件的定位方法，結(jié)構(gòu)特點，工藝要求，以及切削力等外力，等等綜合考慮。
A.力的方向
夾緊力的方向應使定位穩(wěn)定，夾緊力的方向應垂直于主要定位面；夾緊力的方向應是減少夾緊力，夾緊力方向應剛性工件的手移動的方向是正確的。
根據(jù)上述標準，夾具設計，夾緊力的方向是從上向下垂直于水平面，即加工后的零件表面。這可以幫助固定在夾具體零件，而且在主要的定位原理的垂直表面的夾緊力線。同時，該裝置也可通過摩擦產(chǎn)生的夾緊力來克服切削力。
B.發(fā)力點
夾緊力的點是由夾子的垂直方向的確定，和點的位置確定的。
夾緊力應不破壞工件的定位已定選擇，這應該是在軸承或軸承領域的影響；夾緊力應盡量夾緊變形小的夾持系統(tǒng)；夾緊力應靠近加工表面。
根據(jù)以上原則，本設計夾具的夾緊力在四角的四選擇，盡量靠近加工表面，并在承載板的垂直線，（支撐板結(jié)構(gòu)擴展為支持和夾緊點靠近加工表面）。
C.夾緊力的大小
計算夾緊力，為了簡化計算，通常的夾具和工件剛性的制度。根據(jù)工件的切削力，夾緊力的作用下，發(fā)現(xiàn)在加工過程中的夾具的缺點，根據(jù)靜力平衡理論計算夾緊力。再乘安全系數(shù)，所得為實際所需夾緊力。即
W=/（N） （3-2）
式中 W--實際所需夾緊力
P----切削力
P---圓柱銷允許承受的部分切削力
---摩擦系數(shù)
K----安全系數(shù)
安全系數(shù)由下式計算：
K=KKKKKKK （3-3）
式中，K～K為各種因素的安全系數(shù)。
表3-2 安全系數(shù)
符號
考慮的因素
系數(shù)值
K0
考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)
1.2—1.5
K1
加工性質(zhì)
粗加工
1.2
精加工
1
K2
刀具鈍化程度
粗加工
1.2—1.4
精加工
1.6—1.8
K3
切削特點
連續(xù)切削
1
斷續(xù)切削
1.2
K4
平緊力的穩(wěn)定性
手動夾緊
1.3
機動夾緊
1
K5
手動夾緊時的手柄位置
操作方便
1
操作不便
1.2
K6
僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時工件于支承面接觸的情況
接觸點確定
1
接觸點不定
1.6
代入式（3-3）得：K=2.64
切削力 P=p×A
p=1300/
a=xasin
x=360a/πdD
式中：
x---平均切削厚度圓周方向系數(shù)
a--每齒進給量
d----銑削角
---銑削導角
p---單位面積銑削力
A---銑削面積
D---刀具直徑
數(shù)據(jù)代入公式得，P=1.028KN
W=21.120KN
分到四個夾緊點上，每個夾緊裝置上設的夾緊力為Wˊ=5.280KN
3.5 其它元件的設計
需要使用主夾具體，主要承載部件，頂桿，出版社，手柄，導向板，法蘭盤，等。這些組件在設計的重要組成部分。對零件圖的詳細設計，在這里不一一說明介紹。
3.6夾具的公差配合與技術(shù)要求
3.6.1制定夾具公差與技術(shù)要求的基本原則
A.為了保證工件的精度，夾具公差的發(fā)展，應使夾具的定位，制造和調(diào)整誤差不超過1／3的加工公差。
B.為了延長設備的壽命和可靠性，夾具的磨損，必須在B的考慮。在制造困難的前提下增加的情況下，應設置夾具公差盡可能小。
C. 固定尺寸的公差不管工件尺寸是單向或雙向公差應該雙向?qū)ΨQ分布。
D.夾具的尺寸公差的工件尺寸是單向或雙向公差應雙向?qū)ΨQ分布。
E. 夾具公差和技術(shù)要求尺寸應該清楚,不重復和矛盾。
F.公差和夾具尺寸技術(shù)要求應該是明確的，不重復和矛盾。哪里有部分的公差,必須有相應的檢查基準使用修復方法,調(diào)整裝配夾具,夾具配件制造公差可以適當放大。
3.6.2夾具公差的制定
表3-3夾具的尺寸公差
工件加工尺寸公差
夾具相應尺寸公差
工件加工尺寸公差
夾具相應尺寸公差
0.008～0.01
0.006
0.20～0.24
0.08
0.01～0.02
0.010
0.24～0.28
0.09
0.02～0.03
0.015
0.28～0.34
0.10
0.03～0.05
0.020
0.34～0.45
0.15
0.05～0.06
0.025
0.45～0.65
0.20
0.06～0.07
0.030
0.65～0.90
0.20
0.07～0.08
0.035
0.90～1.30
0.20
0.08～0.09
0.040
1.30～1.50
0.20
0.09～0.10
0.045
1.50～1.80
0.20
0.10～0.12
0.050
1.80～2.00
0.20
0.12～0.16
0.060
2.00～2.50
0.20
0.16～0.20
0.070
2.50～3.00
0.20
表3-4夾具上常用配合的選擇
配合形式
一般精度
較高精度
應用
定位銷與工件基準孔
定位元件與工件定位基準間
滑動定位件
刀具與導套
有引導作用，且有相對運動的元件間
滑動夾具底座板
無引導作用，但有相對運動的元件間
固定支承釘定位銷
沒有相對運動的元件間
3.6.3夾具技術(shù)要求的制定
所有的夾具的要求是工件的加工要求直接相關(guān)。
表3-5 技術(shù)要求參數(shù)
技術(shù)要求
參考數(shù)值（mm）
同一平面上的支承釘或支承板的等高公差
0.02
定位元件工作表面對定位鍵槽側(cè)面的平行度或垂直度
0.02/100
定位元件工作表面對夾具體底面的平行度或垂直度
0.02/100
鉆套軸線對夾具體底面的垂直度
0.05/100
鏜模前后鏜套的同軸度
0.02
對刀塊工作表面對定位元件工作表面的平行度或垂直度
0.03/100
對刀塊工作表面對定位鍵槽側(cè)面的平行度或垂直度
0.03/100
車、磨夾具的找正基面對其回轉(zhuǎn)中心的圓跳動
0.02
3.7工序的精度分析
在機械加工中，各種負載和干擾是不可避免的產(chǎn)生，又反映了不同程度的各種加工誤差。3123為保證加工零件能達到規(guī)定的精度要求，必須相應地采取各種有效的措施，以限制和減少這些加工誤差的產(chǎn)生。
3.7.1定位誤差的分析與計算
在加工零件的數(shù)量調(diào)整方法的使用，夾具的相對位置變化后不再調(diào)整。由于基準不重合，在夾具加工將零件的數(shù)量，由于工藝基準位置的變化會產(chǎn)生變化的過程中工件的尺寸變化，尺寸范圍是最終的差稱為定位誤差，以表示。
這種裝置是通過側(cè)兩銷定位（圖），所以這里的定位誤差是一個圓形的孔定位誤差。
圖3.4定位誤差分析圖
在任意方向上：
（3-4）
（3-5）
式中 ------基準位移誤差
---定位圓孔與心軸間的最小配合間隙（必要時可以在調(diào)刀時消除），此處選0.001mm。
------角度偏差
-----尺寸D1的上偏差 -0.005mm
-----尺寸D2的上偏差 -0.005mm
-----尺寸d1的下偏差 -0.014mm
-----尺寸d2的下偏差 -0.014mm
把數(shù)據(jù)代入式中得到=0.02mm；=1.146
3.7.2夾緊誤差的分析與估算
所謂的裝夾誤差是指過程中夾具的一批工件，由于夾緊力，使工件和夾具元件發(fā)生變形，導致在最大位置變動量的加工尺寸方向工件的工藝基準。一個零件的數(shù)量，如果位置變化通常是樹，一般通過在機器的調(diào)整工具和夾具的安裝位置，以消除對加工精度的影響［7］。
夾具的夾緊元件為壓板，以支承板支承，所以用以下公式：
= （3-6）
-----夾緊誤差
-----工件定位表面粗糙度 25
---工件材料硬度 180HBS
----作用在定位元件上的法向力 5280N
------定位元件與工件的接觸面積 52.8cm
表3-6 接觸變形計算系數(shù)
支承元件
工件材料
kR
k
C1
n
m
球頭支承釘
鋼
0
-0.003
0.67+6.23/r
0.8
0
鑄鐵
0
-0.008
2.70+9.28/r
0.6
0
有齒紋的平頭支承釘
鋼
0
-0.004
0.38+0.034D
0.6
0
鑄鐵
0
-0.008
1.76-0.03D
0.6
0
平頭支承釘或支承板
鋼
0.004
-0.0016
0.40+0.12S
0.7
0.7
鑄鐵
0.015
-0.0045
0.776+0.053S
0.6
0.6
數(shù)據(jù)代入公式為，=1.74
3.7.3對刀和導向誤差
夾具上的對刀上或在定位元件位置導向夾具是不準確的，會導致一些表面的變化，而造成加工尺寸誤差是對刀或?qū)蝈e誤。
當使用銑床夾具加工工件時，采用標準塞尺和對刀塊進行對刀，其對刀誤差為：=T+T［7］
式中 T----塞尺的制造公差；
T---對刀塊工作面對定位元件的尺寸公差
3.7.4夾具的位置誤差
在夾具的安裝過程中，該定位元件在機床上的定位誤差會導致工件的位置移動，然后改變經(jīng)營規(guī)模。這種誤差一般被稱為夾具的安裝誤差。
產(chǎn)生夾具的安裝誤差的因素有：
A.夾具定位誤差之間的安裝面夾。
B.因為機床夾具和夾具在機床上的位置不準確、加工夾具安裝錯誤,錯誤
C.因為對機床的機床夾具和夾具時位置不準確，加工誤差夾具的安裝誤差［1］
根據(jù)本機床夾具安裝形式，主要取決于夾具體和安裝夾具的移動工作臺之間的平行度。此處平行度誤差為0.02mm。
3.7.5加工方法誤差
加工方法誤差是指在切削加工過程中，機床，工件材料的質(zhì)量，由于切削力和切削熱工藝系統(tǒng)的彈性變形，熱變形的影響，以及其他因素使加工表面位置的變化，導致加工尺寸誤差［8］。
表3-7 平面的加工方法誤差
平面的加工方法
平面寬度B=3—50mm
平面長度L
L<3B
3B12B
機床研磨
5—11
6—15
8—15
9月15日
精磨
9—18
10—20
11—20
12—25
精銑
15—20
15—20
18—25
20—30
拉削
15—30
15—30
15—40
25—30
端面磨削
13—27
15—30
18—40
25—50
圓周磨削
15—30
18—35
20—45
25—55
精刨
18—35
20—40
35—50
30—60
端面細銑
35—50
40—60
45—70
50—80
圓柱銑刀細銑
30—50
35—60
40—70
45—80
細插
50—70
50—80
60—100
70—120
去皮粗銑
100
100—120
120
端面粗銑
70—100
80—120
80—150
100—200
圓柱銑刀粗銑
90—140
100—140
110—180
130—200
本機床加工方法為端面粗銑，B=320mm，L=580mm，即L<3B
故=70
3.7.6保證加工精度的條件
在整理過程中，機床-夾具-工件-刀具 -機床。他們依次連接，刀具和工件之間的正確位置關(guān)系，以及程序的尺寸要求是保障。在這個封閉的系統(tǒng)，是影響加工尺寸的明顯影響，為了確保一個加工要求，上述誤差的總和不應超過的工序尺寸公差T
本工序的尺寸為427±0.3mm，故T=0.3mm。
而=0.041mm〈T
所以該夾具的精確度是滿足要求的。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 總結(jié)
總 結(jié)
轉(zhuǎn)眼之間，我的畢業(yè)論文設計接近了尾聲，我不知道該怎樣形容這段日子，這也許是我一生都難以忘懷的，對我本身而言，四年的大學生活給了我無盡的快樂與夢想，在機械設計及其自動化這個領域，帶給我的遠遠不僅是書本上的知識，在這幾個月的設計階段，不停地研究相應的論題，計算尺寸，填寫記錄，總覺得時間太過倉促，總覺得有太多的事情沒有辦法在規(guī)定的時間內(nèi)完成，也許正是因為這樣的緊迫感，讓我在有限的時間內(nèi)，盡自己最大的努力完成了這項設計，我從中體會到的是，無論你有多么強硬的基本專業(yè)知識，在實際操作面前都顯得捉襟見肘。你唯有將自己的學術(shù)知識與時間相融合，并且積極的向前輩們學習經(jīng)驗教訓，這才是將來能夠在這個學科領域立足的根本。將你的想法和你的理念相結(jié)合起來，在設計圖紙的過程當中精確自己的數(shù)據(jù)，這一系列的問題都是在畢業(yè)設計當中不可忽視的。本次設計是我在沈陽化工大學科亞學院最后一次設計，是對我四年大學生涯的一次挑戰(zhàn)，雖然在設計過程中也充滿了無盡的挑戰(zhàn)，但是對于專業(yè)的熱愛讓我義無反顧的完成了此次設計。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 參考文獻
參 考 文 獻
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沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝
致謝
此次畢業(yè)設計是在侯志敏老師的認真指導下完成的。感謝沈陽化工大學科亞學院給了我們11級畢業(yè)生一個這樣的機會，讓我們能在這整個過程中學到更多的經(jīng)驗和教訓。雖然工作繁忙，但侯老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問題，指導我的思想，引導著我的設計思路，客觀的糾正了我的錯誤。在整個設計過程中，我遇到了許多難以解決的問題，也為此付出了相應的辛苦，但是雖然如此，我仍舊感謝這個讓我苦樂參半的學習過程。讓我在困難中學到了許多知識，在失敗中積累了無數(shù)的經(jīng)驗。這一切都離不開侯老師的悉心教導，另外陳慧珍老師在此設計的過程中也給了我巨大的幫助，幫我解決了很多實際性的問題。在此，向兩位老師以及沈陽化工大學科亞學院院領導表示由衷的謝意。
四年的大學生涯，要深深的感謝沈陽化工大學科亞學院對我的細心栽培，在機械設計制造及其自動化這個專業(yè)中，我收獲了許多異常珍貴的朋友和難忘的回憶，在整個畢業(yè)設計的過程中，我的同組同學們給了我許多的幫助，幫我查找了許多的參考文獻，同時也幫助我計算具體的數(shù)據(jù)，讓我深刻明白到團結(jié)一致的重要性，順利的完成了本次的設計，在此再一次的感謝在畢業(yè)設計中給予我?guī)椭乃腥恕?
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 附錄
附錄
序號 圖名 圖號 圖副
1 機床尺寸聯(lián)系總圖 YG02-0003 A0
2 夾具總裝圖 YG02-2001 A0
3 夾具體 YG02-2011 A0
4 支座 YG02-2012 A2
5 導向板（短） YG02-2045 A2
6 導向板（長） YG02-2046 A2
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