【正文】 銷選取GB/—2000,公稱直徑d＝10mm,公差為m6,公稱長度l＝38，材料35鋼，不經(jīng)淬火，不經(jīng)表面處理的圓柱銷，標(biāo)記為： 銷 GB/ 10m638。連接夾具與機(jī)床定位鍵選取GB2206—80，寬度B＝20mm，熱處理：HRC40～45,偏差為h6的A型定位鍵，標(biāo)記為： 定位鍵 A20h6 GB2206—80。與定位鍵配合使用的螺釘同樣選取GB/T65－2000，螺紋直徑分別為d＝M6，公稱長度L＝10mm,，材料35＃鋼，不經(jīng)表面處理開槽圓柱頭螺釘，標(biāo)記為： GB/T65 M610。與銷孔配合定位的菱形銷選取GB2204－80可換定位銷，材料20鋼，表面滲碳處理，～，HRC55～60。連接菱形銷與襯套的鍵選取GB/1096－1979，圓頭普通平鍵（A型），寬度b＝10mm,h＝8mm，長度L＝80mm，材料45鋼，標(biāo)記為： 鍵 1080 GB/T1096。[19] 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)在選擇夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。根據(jù)夾具的工作條件和受力情況，本夾具的毛坯采用鑄造結(jié)構(gòu)可滿足要求。 夾具體外形尺寸的確定夾具制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，所以夾具體設(shè)計(jì)，一般不作復(fù)雜的計(jì)算。通常都是參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定。實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表192 夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及表193 夾具體座耳尺寸兩表可初步擬訂夾具體的尺寸。（見精鏜銷孔夾具體零件圖） 夾具體的排屑結(jié)構(gòu)為了便于排除切屑，不使其積聚在定位元件工作表面上而影響工件正確定位，一般在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，應(yīng)采取必要的措施。參閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表194，采用切屑自動(dòng)排除結(jié)構(gòu)。 精鏜銷孔夾具工作原理 如圖52所示為精鏜銷孔夾具裝配圖。其工作原理為：結(jié)合人機(jī)工程學(xué)基本原理，從正面裝入活塞工件，工件安放在止口座1上，由活塞止口和端面限制5個(gè)自由度，剩下沿Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度由右 可移動(dòng)的菱形銷13來限定，菱形銷插入銷孔后，順時(shí)針旋動(dòng)手柄8，壓緊螺桿6向下移動(dòng)，通過圓球頭部將作用力傳遞到壓塊3，壓塊將力均勻地傳到活塞2頂面，壓緊工件，活塞夾緊后，退出菱形銷13，將夾具整體平移到工作位置開始加工，加工結(jié)束后，退出刀具，逆時(shí)針旋動(dòng)手柄8， 松開壓塊3，取下活塞，精鏜銷孔工序加工完成，繼續(xù)加工下一個(gè)工件。 圖42止口座 活 塞 壓 塊 壓 板 襯 套 壓緊螺桿 7 、銷 手 柄 9 夾具體 菱形銷導(dǎo)套 1襯 套 1螺 釘 1菱形銷 1鍵 1定位鍵由于本課題活塞加工工藝為大批量生產(chǎn)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師的商討，決定設(shè)計(jì)第三道工序所需的鉆床夾具。由于活塞是回轉(zhuǎn)體，且十個(gè)油孔均勻地分布在圓周上，本夾具將用于回轉(zhuǎn)鉆床，刀具為2mm高速鋼鉆頭。 夾具的設(shè)計(jì)要求本夾具的設(shè)計(jì)目的是鉆分布于活塞環(huán)槽的十個(gè)油孔，它們對(duì)稱分布于銷孔中心線的兩側(cè)，且孔之間的夾角是。由于活塞是大批量生產(chǎn)，因此所設(shè)計(jì)的夾具必須達(dá)到以下要求：1）要盡可能多的減小輔助工時(shí)，在滿足大批量生產(chǎn)的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。2）由為薄壁元件，所以一定要避免選取夾緊力的方向是活塞徑向方向。3) 要確保油孔的加工精度及位置精度，該油孔的直徑是2mm, 在環(huán)槽正中。4) 油槽圓周上的油孔之間的夾角應(yīng)在的位置偏差范圍內(nèi)。經(jīng)工藝過程分析，本工序是在粗車環(huán)槽之后精車環(huán)槽之前進(jìn)行的，由此可知，只要保證位置精度，用的鉆頭一次走刀即可。 本夾具設(shè)計(jì)過程 (1) 定位基準(zhǔn)的選擇為保證油孔中心與止口面的長度精度要求，要限制的自由度為X軸的平動(dòng)及Y軸和Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，為保證油孔間的角度，要限制的自由度為Z軸的平動(dòng)及X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。故選用典型的孔定位方法，定位元件為心軸與圓柱定位銷的配合使用，其中，心軸與止口盤頂面限制X軸、Z軸的平動(dòng)和沿X軸、Y轉(zhuǎn)動(dòng)4個(gè)自由度，圓柱定位銷限制Y軸的移動(dòng)和沿Z轉(zhuǎn)動(dòng)2個(gè)自由度。選擇孔為定位基準(zhǔn)。心軸的寬度和圓柱定位銷的直徑由活塞的內(nèi)孔間距和銷孔直徑確定。(2) 夾緊裝置的設(shè)計(jì)夾緊力方向的選擇：夾緊力的作用方向應(yīng)有助于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，為此一般要求主要夾緊力應(yīng)垂直指向主要定位面。夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減小工件的變形。夾緊力的作用方向應(yīng)盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。夾緊力作用點(diǎn)的選擇：夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內(nèi)，保證工件已獲得的定位不變。夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處于工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以便減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩，必要時(shí)應(yīng)在工件剛度差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以減小切削過程中的振動(dòng)和變形。本設(shè)計(jì)將長銷插入活塞銷孔和所設(shè)計(jì)的定位元件的孔中以實(shí)現(xiàn)工件的夾緊。其他元件的設(shè)計(jì)與選擇：(3) 分度盤的設(shè)計(jì)由于要鉆十個(gè)均勻分布在圓周上的油孔，需要設(shè)計(jì)分度盤來準(zhǔn)確確定角度位置。分度盤上的對(duì)定套的分布位置要相當(dāng)精確才能保證所鉆油孔在活塞圓周上的精確位置。其具體結(jié)構(gòu)如圖43所示。圖 43 分度盤的結(jié)構(gòu)(4) 對(duì)定元件的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用拉銷式對(duì)定元件，其工作原理是：導(dǎo)套右端有一凹槽，當(dāng)拉出捏手并旋轉(zhuǎn)時(shí)，捏手上的橫銷使導(dǎo)套右端面頂住。此時(shí)，對(duì)定銷停止在退出分度孔的位置上便可進(jìn)行分度。分度后，將捏手轉(zhuǎn)回，彈簧把對(duì)定銷推入分度孔中。其具體結(jié)構(gòu)如圖44所示。圖44 拉銷式對(duì)定元件 (5) 導(dǎo)向裝置的確定刀具的導(dǎo)向是為了保證孔的位置精度 ，增加鉆頭和鏜桿的支承以提高其剛度，減少刀具的變形，確?？准拥奈恢镁取１驹O(shè)計(jì)中所選用的導(dǎo)向裝置是可換鉆套。如圖45所示，可換鉆套是先把襯套用過盈配合H7/r6固定在鉆模板上，再采用間隙配合H7/g6將可換鉆套裝入襯套中，并用螺釘壓住鉆套。這種鉆套更換方便，適用于中批以上的生產(chǎn)。1—鉆套 2—襯套 3—鉆模板 4—螺釘圖 45 可換鉆套 本夾具的工作原理此結(jié)構(gòu)屬于回轉(zhuǎn)式鉆模，長銷插在活塞銷孔和定位元件的銷孔內(nèi)，通過擰緊螺母將活塞與分度盤夾緊。而分度盤通過均勻分布在圓周上的四個(gè)螺釘與轉(zhuǎn)軸固定，轉(zhuǎn)軸和夾具體通過螺紋實(shí)現(xiàn)二者的固定。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，轉(zhuǎn)軸通過螺紋移動(dòng)，使分度盤與夾具體松開。由于拉銷式對(duì)定元件中裝有彈簧，此時(shí)拉出捏手并轉(zhuǎn)動(dòng)，使插在分度盤分度孔中的對(duì)定銷拔出。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使分度盤連同活塞一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)分度盤轉(zhuǎn)到第二個(gè)分度孔時(shí)，分度后將捏手轉(zhuǎn)回，彈簧把對(duì)定銷推入第二個(gè)分度孔中，即實(shí)現(xiàn)了分度。再將手柄轉(zhuǎn)回，將分度盤鎖緊，經(jīng)行第二次鉆孔。見圖46圖461 夾具體 2 分度盤 3 螺釘 4 活塞 5 鍵 6 止口座 7 螺釘 8 可換鉆套 9 套筒 10 U形圈 11 手柄 12 心軸13 手柄 14 分度定位銷 15 螺釘 參 考 文 獻(xiàn)[1]童寶宏，. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010,26（9）：159163. [2] ，2006（10）[3] 譚建松. . 浙江： [4] 徐兆坤,張鈺成,. 北京：清華大學(xué)出版社，2010[5] . 鄉(xiāng)村科技，2011（7）[6] 呂彩琴，：524[7] 周亮,，2010（8）：126[8] 劉世英,趙旭東, 2011,4（106） [9] Okamoto H,Anno N,Toh T .New putational and experomental stress analysis method for the design decision on optimum piston configuration of production engine,SAE 920065[10] 施培文,. 內(nèi)燃機(jī) ,2006 (3) P710[11] Tetsuhiro Hosokawa, Hiroshi Tsukada, Yorishige maeda. Development of puter aided engineeing for piston design .SAE Paper 890775:916922.[12] 龍峰,. 現(xiàn)代機(jī)械，2011,(5)[13] 孫曉,王艷艷,，2008,4（106）[14 ] 葛 . 現(xiàn)代機(jī)械，2006，（5）5254.[15] 劉懷喜,高琳, 2011,40（4）[16] . 上海汽車，2005，（12）：3335 [17] : [18] :[19] LE Bird “Discussion About Machining Aluminum Piston” ,199814[20] ：[21] Astrop Arthur.“Redesigned Powerhouse174。 Products Piston Vise Introduced”，2003103[22] :～549  致 謝第 37 頁 共 37 頁