【導(dǎo)讀】軸類(lèi)零件的功用為支承傳動(dòng)零件、傳遞扭矩和承受載荷以及保證裝在軸上的工件(刀具)具有一定的回轉(zhuǎn)精度。本次設(shè)計(jì)給出的零件是蘇南某柴油機(jī)廠生產(chǎn)的曲軸零件，如圖1所示。其材料為球墨鑄鐵，零件為鑄件。S195－05006型曲軸有左、右二個(gè)主軸頸和一個(gè)連桿軸頸，其外形結(jié)構(gòu)是曲軸類(lèi)零件中比較簡(jiǎn)單的一種。它的工作過(guò)程是：在外力作用下使曲軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)連桿軸頸上的連桿將運(yùn)動(dòng)傳遞到缸筒內(nèi)的活塞，從而壓縮缸內(nèi)的高壓油并將油點(diǎn)燃，燃燒的高壓油將自身的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)又傳到連桿再通過(guò)連桿帶動(dòng)連桿軸頸，這樣曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。錐形規(guī)涂色檢查錐面密合面應(yīng)不少于70%。軸頸圓角處允許不淬火，但在距離軸頸端面10mm內(nèi)均勻過(guò)渡。在加工連桿軸頸時(shí)選擇主軸頸定位，加工主軸頸時(shí)則選擇頂尖孔定位。擬定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到保證。

　　

【正文】 δg—工序誤差。 可見(jiàn)使用夾具加工工件時(shí)，應(yīng)盡量減小與夾具有關(guān)的加工誤差，在保證工序加工要求情況下，留給加工過(guò)程中其他誤差因素的比例大一些，以便較易控制加工誤差。本工序的定位誤差計(jì)算如下。 ΔDW(A)=0，ΔDW(B)=δD，ΔDW(C)=δD 式中 ΔDW(A)——中心孔的定位誤差，mm；ΔDW(B)，ΔDW(C)——左右兩主軸勁定位基準(zhǔn)80的基準(zhǔn)位置誤差，mm； δD—— 80的尺寸公差，mm。 由此可見(jiàn)定位誤差滿足零件的精度要求。（二）夾緊機(jī)構(gòu)在機(jī)械加工過(guò)程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用為保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。夾緊裝置由以下幾個(gè)部分組成。 （1）力源裝置 力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)構(gòu)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等動(dòng)力裝置。 （2）中間遞力機(jī)構(gòu) 中間遞力機(jī)構(gòu)是將力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對(duì)工件的夾緊。 （3）夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件，通過(guò)它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動(dòng)作，對(duì)夾緊裝置的基本要求如下。 ①在夾緊過(guò)程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開(kāi)定位支承。 ②夾緊力的大小要適當(dāng)、可靠，既要使工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。③夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。夾緊裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)如下。夾緊元件選擇常用夾緊元件有：螺母、螺釘、螺栓、壓塊、壓板等。組合機(jī)床夾具常用夾緊機(jī)構(gòu)為壓板，壓板分類(lèi)為平壓板、鉤形壓板、浮動(dòng)壓板三大類(lèi)。其中平壓板在組合機(jī)床夾具中應(yīng)用最廣泛，平壓板常用形式有固定式壓板、移動(dòng)式壓板、旋轉(zhuǎn)式壓板。根據(jù)本零件的結(jié)構(gòu)尺寸和本道工序的加工要求，固定式壓板不可用，旋轉(zhuǎn)式的可用，所以本次設(shè)計(jì)的夾具夾緊元件為旋轉(zhuǎn)式壓板。夾緊動(dòng)力部件的確定動(dòng)力部件作為夾緊機(jī)構(gòu)的力源，可分為手動(dòng)夾緊與自動(dòng)夾緊，組合機(jī)床常用自動(dòng)夾緊力源，氣動(dòng)夾緊、液壓夾緊與夾緊扳手都屬自動(dòng)夾緊力源。為提高生產(chǎn)自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率，本夾具選用液壓夾緊。液壓夾緊利用壓力油作為夾緊動(dòng)力，通過(guò)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使夾具的夾緊元件執(zhí)行夾緊動(dòng)作。在組合機(jī)床夾具上，采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)較多。液壓夾緊機(jī)構(gòu)具有操作簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，易于集中控制、程序控制和實(shí)現(xiàn)工序自動(dòng)化；工作壓力高，液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸小)便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù)和元件便于標(biāo)準(zhǔn)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。此外，由于油液具有不可壓縮性，因此液壓夾緊能夠維持的剛性比氣動(dòng)夾緊等所能維持的剛性高。由于液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，并且可以采用統(tǒng)一的液壓系統(tǒng)來(lái)控制夾緊機(jī)構(gòu)，因此在組合機(jī)床自動(dòng)線上廣泛采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)。由于夾具底座的輪廓尺寸已經(jīng)初定，現(xiàn)選擇后法蘭式夾緊液壓缸。夾緊力計(jì)算確定夾緊力時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。 （1）組合機(jī)床通常都是多面多工序同時(shí)加工，在一臺(tái)機(jī)床上往往有大量刀具同時(shí)工作粗加工時(shí)切削力都很大，加工振動(dòng)也很大，尤其在多軸粗鏜孔時(shí)。 （2）由于工件材料硬度不均勻$加工余量不均勻和刀具磨鈍等因素的影響，往往使實(shí)際的切削力大大增加。 （3）組合機(jī)床夾具是保證加工精度的主要部件，因此，要注意工件夾緊后產(chǎn)生的變形對(duì)加工精度的影響，尤其在工件剛性差、精度要求高的情況下，更應(yīng)特別注意。 （4）為保證夾緊可靠，應(yīng)選擇機(jī)床工作過(guò)程中最不利的工作狀態(tài)來(lái)確定所需的夾緊力。 圖 6 壓力受力圖將夾緊力計(jì)算簡(jiǎn)化后的力學(xué)模型如圖6所示。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)可考慮切削力（矩）對(duì)夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過(guò)程基本穩(wěn)定。將夾緊力計(jì)算簡(jiǎn)化后的力學(xué)模型如圖6所示。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)可考慮切削力（矩）對(duì)夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過(guò)程基本穩(wěn)定。 （4）得：；，式中 ——單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，N； ——實(shí)際所需要的夾緊力，N； ——除螺旋機(jī)構(gòu)外的效率，～； ——?jiǎng)恿?，Nmm； ——螺桿與工作間的當(dāng)量摩擦半徑，mm； ——螺桿與工件間的摩擦角； ——螺旋副當(dāng)量摩擦角； ——螺紋中經(jīng)之半； ——螺紋升角。 選用液壓螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，液壓缸為后法蘭式2號(hào)單作用液壓缸，當(dāng)壓縮液壓油時(shí)P=，液壓缸力為3900N。故實(shí)際夾緊力為N油=3900N，本夾具可安全工作。 （三）銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）為提高銑床夾具在銑床上安裝的穩(wěn)固性，除要求夾具有足夠的剛度和強(qiáng)度外，還應(yīng)注意使工件的加工面盡可能靠近工作臺(tái)面，以降低夾具重心。因此夾具的高度比H/。 （2）對(duì)定位裝置的設(shè)計(jì)和布置，應(yīng)盡量使主要支承面大些；要盡量選取加工過(guò)的平面為定位基準(zhǔn)；定位元件要用支承板，且布置盡可能遠(yuǎn)些，必要的時(shí)候可采用輔助支承，以免加工時(shí)發(fā)生振動(dòng)。 （3）銑床夾具的夾緊裝置應(yīng)有足夠的夾緊力和良好的自鎖性能。夾緊力的作用點(diǎn)要盡量靠近加工表面，并夾緊在工件剛性較好的部位，以保證夾緊可靠，定位穩(wěn)定。必要時(shí)可采用浮動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，以提高夾緊剛度。 （4）為了減少裝卸工件需用的輔助時(shí)間，改善工人的勞動(dòng)條件，在與夾具的復(fù)雜程度,工作效率和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的前提下，要注意采用快速夾緊,聯(lián)動(dòng)夾緊,氣動(dòng)液壓夾緊裝置和機(jī)械化傳動(dòng)裝置等。 （四）對(duì)刀裝置工作原理 對(duì)刀裝置用來(lái)確定刀具和夾具的相對(duì)位置，它是由對(duì)刀塊和塞尺等所組成。利用它可迅速而準(zhǔn)確的調(diào)整刀具和夾具的相對(duì)位置。對(duì)刀時(shí)，要使用對(duì)刀平塞尺或?qū)Φ秷A柱塞尺。 采用對(duì)刀塞尺的目的是為了防止刀具與對(duì)刀塊直接接觸而損壞刀刃和對(duì)刀塊的工作表面。使用時(shí)，將塞尺放在刀具和對(duì)刀塊之間，憑抽動(dòng)塞尺的松緊感覺(jué)來(lái)判斷對(duì)刀精度。 對(duì)刀塊在夾具中的位置，應(yīng)設(shè)于刀具開(kāi)始銑削或刨削的一端，以免在加工過(guò)程中因換刀而要卸下正在加工的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，如果由于工件的加工精度較高，用對(duì)刀塊對(duì)刀不能保證加工精度時(shí)，則采用試切對(duì)刀。即使采用對(duì)刀裝置對(duì)刀之后，對(duì)加工的第一個(gè)工件也要進(jìn)行測(cè)量，如其尺寸精度不能達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，還必須調(diào)整刀具，直到加工合格為止。有時(shí)由于夾具結(jié)構(gòu)的限制，不便于設(shè)置對(duì)刀塊，則可以用標(biāo)準(zhǔn)試件對(duì)刀。銑端面打中心孔夾具圖如圖7，所示。參 考 文 獻(xiàn)[1]，北京：北京出版社，1990.[2]：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990.[3]哈爾濱工業(yè)大學(xué)，（第三分冊(cè)軸箱體絲桿加工）.北京：北京出版社，1982.[4]：冶金工業(yè)出版社[5]吳宗澤，（第二版）.北京：高等教育出版社，1998.[6]（第一冊(cè)機(jī)械部分）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社[7]：機(jī)械工業(yè)出版社，1973.[8]華南工學(xué)院，：機(jī)械工業(yè)出版社，1978.[9]東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)工學(xué)院，(第二冊(cè)）.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1987.[10]吳宗澤!機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（上下冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[11]夾具：機(jī)械工業(yè)出版社，1974.[12]：華南理工大學(xué)出版社，1990.