【正文】 件與定位元件間的位置誤差，及其形狀誤差導致產(chǎn)生的導向北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文23誤差和對刀誤差。3）夾具在機床上安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生的位置誤差。4）夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。5）定位元件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。上述定位誤差的分析計算，一般是在成批大量生產(chǎn)中用調(diào)整法加工時，需要分析，對于具體夾具的定位誤差需要具體分析，要找出各個產(chǎn)生定位誤差的環(huán)節(jié)及大小，然后按照極值法或概率法求出總的定位誤差。如果采用試切法加工，一般就不作定位誤差的分析計算了。 工件的夾緊裝置的設計 夾緊裝置的組成典型的夾緊裝置，是由下列幾個部分組成。 (1) 夾緊元件與夾緊機構: 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。本夾具的設計根據(jù)零件的特點設計螺旋夾緊裝置。樣式見總裝配圖。 夾緊力的確定(1) 夾緊力的計算夾緊力的大小需要準確的場合 ，一般需要實驗來確定。通常，由于切削力本身是估算的，工件與支撐件間的摩擦因數(shù)也是近似的，因此夾緊力也是粗略估算。在計算夾緊力時，將夾具和工件看作一個剛性系統(tǒng)，以切削力的作用點、方向和大小處于最不利于夾緊的狀況為工件的受力狀況，根據(jù)切削力、夾緊力（大工件還應考慮重力，運動速度較大時應考慮慣性力） ，以及夾緊機構的具體尺寸，列出工件的靜力方程式，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實際所需夾緊力。 [17]本設計中，夾緊機構選用最常用的壓板夾緊機構。加工活塞時采用的夾緊工件的勞動強度也不是很大，為節(jié)約成本，動力裝置采用手動夾緊機構。此時夾緊力的方向也符合“夾緊力的方向應用有利于工件的準確定位，不會破壞定位。實際所需夾緊力的計算如下。壓板夾緊機構是夾緊機構中應用最廣泛的一種， 對定裝置夾具體底面是夾具的主要基準面，要求底面經(jīng)過比較精密的加工，夾具的各定位元件相對于此底面應有較高的位置精度要求。為了保證夾具具有相對切屑運動的準確北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文24的方向，夾具體底平面的對稱中心線上開有定向槽，安裝上兩個定向鍵，夾具靠這兩個定向鍵定位在工作臺面中心線上的 T 型槽內(nèi)，采用良好的配合，一般選用 H7/h6，再用 T 型槽螺釘固定夾具。由此可見，為了保證工件相對切屑運動方向有準確的方向，夾具上的第二定位基準（導向）的定位元件必須與兩個定向鍵保持較高的位置精度。 標準件的選取壓板連接夾具體壓緊螺栓的選取 GB/T5783—2022，螺紋規(guī)格為直徑 d＝M8，長L＝45mm,性能等級為 8﹒8 級，表面氧化，材料 45＃鋼，全螺紋螺栓，標記為： GB5783 M845。連接夾具與機床定位鍵選取 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/T65－2022，螺紋直徑分別為 d＝M6，公稱長度 L＝10mm,性能等級為 級，材料 45＃鋼，不經(jīng)表面處理開槽圓柱頭螺釘，標記為： GB/T65 M616。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，深度 ～，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，標記為： 鍵 1080 GB/T1096。 [19] 夾具體的設計 夾具體的毛坯結(jié)構在選擇夾具體的毛坯結(jié)構時，應以結(jié)構合理性、工藝性、經(jīng)濟性、標準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)，為縮短設計和制造周期，減少設計和制造費用，所以夾具體設計，一般不作復雜的計算。通常都是參照類似的夾具結(jié)構，按經(jīng)驗類比法估計確定。實際上在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置以及其他輔助機構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)《機床夾具設計手冊》表 192 夾具體結(jié)構尺寸的經(jīng)驗數(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。 （見銑四槽夾具體零件圖） 夾具體的排屑結(jié)構為了便于排除切屑，不使其積聚在定位元件工作表面上而影響工件正確定位，一般在設計夾具體時，應采取必要的措施。參閱《機床夾具設計手冊》表 194，采用北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文25切屑自動排除結(jié)構。5 鉆四孔夾具設計 工件的定位 ，只限制四個自由度就行。所以采用中心孔定位。 定位誤差的分析與計算本設計是采用孔定位，因而可能產(chǎn)生的誤差是元件的中心孔與定位軸之間的間隙引起軸向的誤差和心軸與活塞內(nèi)壁配合產(chǎn)生的徑向誤差。以中心孔與定位軸的定位誤差為例：根據(jù)《機械制造裝備設計》第 265 頁可查最大間隙公式為 maxinxgDd?????? (17)圖 6 夾具裝配圖式中 —定位孔最大直徑；maxD北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文26—定位心軸最小直徑；mindΔ —銷孔的最小間隙；—銷的公差；x?—孔的公差。g由于銷孔與之間有間隙，工件安裝時孔中心可能偏離銷孔中心，其偏離的最大范圍是以 δ 為直徑，以銷中心為圓心的圓。若定位時讓工件始終靠緊銷的一側(cè)，即定位以銷的一條母線為基準，工件的定位誤差公為： 。12g??本設計選用的活塞中心孔最大直徑為 = + =，定maxD位銷直徑選定為 = ，其長度選定為 = 10mm。定位銷與銷孔間采用dLH7/g6，銷軸最小尺寸為 ＝－＝，所以其定位誤差最大間隙由min公式得： ＝。??? 工件的夾緊查《機械加工工藝手冊》表 104—11 有：鉆孔加工時軸向力計算公式為： ( 18 ) 3bfF＝式中 — 鉆削加工軸向切削力； — 鉆頭直徑；0d — 切削進給量； — 加工材料的屈服強度；b?代入數(shù)據(jù)計算得 ＝201 .???F取夾緊安全系數(shù)為 K＝螺旋夾緊機構源動力： = N??012`tantQZMWr?????Ψ α Ψ為方便加工完成以后取出活塞零件，在夾具中增加了彈簧。根據(jù)《機械設計手冊》表 26126111 可知，該彈簧選用國標件 GB/T2089—1994，彈簧半徑 D＝20mm，彈簧材料 65Mn,截面直徑 d＝2mm，有效圈數(shù) n＝，長度 H＝20mm，一圈彈簧的剛度K＝316N/mm。彈簧的預緊壓縮量為 0，夾緊工件后的壓縮行程 S＝，故彈簧產(chǎn)生的力 ＝ ＝316N/mm＝。qnS所以本夾具的夾緊力 ＝ N + N ＝ NqWF?? 導向裝置的確定刀具的導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，減北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文27少刀具的變形，確?？准拥奈恢镁?。本設計中所選用的導向裝置是可換鉆套。如圖 7 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—螺釘查《機械加工工藝手冊 》表 104—11 有：鉆孔加工時軸向力計算公式為： 3bfF?＝式中 — 鉆削加工軸向切削力；F — 鉆頭直徑；0d — 切削進給量； — 加工材料的屈服強度；b?代入數(shù)據(jù)計算得 ＝201 .???F取夾緊安全系數(shù)為 K＝螺旋夾緊機構源動力： = N??012`tantQZMWr?????Ψ α Ψ為方便加工完成以后取出活塞零件，在夾具中增加了彈簧。根據(jù)《機械設計手冊》表 26126111 可知，該彈簧選用國標件 GB/T2089—1994，彈簧半徑 D＝20mm，彈圖 7 可換鉆套Fig 7 Replaceable drill sleeve簧材料 65Mn,截面直徑 d＝2mm，有效圈數(shù) n＝，長度 H＝20mm，一圈彈簧的剛度 K＝316N/mm。彈簧的預緊壓縮量為 0，夾緊工件后的壓縮行程 S＝，故彈簧產(chǎn)生的力 ＝ ＝316N/mm＝ N。qnS所以本夾具的夾緊力 ＝ N + N ＝ N [20] WF??北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文28 標準件的選擇查相關書籍及《機械加工工藝手冊》 ，聯(lián)接銷選用 GB/T119—2022，材料為 35 鋼，不經(jīng)淬火、不經(jīng)表面處理；夾緊螺釘選用 GB/T65－2022；夾緊螺栓選用 GB/T5783—2022；墊圈選用 GB/—2022, 材料為 Q235，不經(jīng)表面處理；鍵選取GB/T1096－1979；壓緊螺母選取 GB/T6170—2022，螺紋規(guī)格為 D＝M20，性能等級為 8級，不經(jīng)表面處理，產(chǎn)品等級為 A 級的 1 型六角螺母，標記為：螺母 GB/T6170；彈簧選取 GB/T2089—1994,A 型、材料為 60Si2MnA，表面渡漆處理的右旋圓柱螺旋壓縮彈簧；鉆套按 GB2268—80 選取，材料 T10A，熱處理： HRC58～6；與鉆套配合使用的鉆套用襯套從 GB2263—80 選取，材料 T10A，熱處理： HRC58～64（具體見夾具裝配圖） 。6 結(jié)論 設計體會這次畢業(yè)設計是獨立完成的工作量最大的一次，在設計的過程中我查閱了大量的網(wǎng)絡資料和原始的書籍和手冊，特別是 Solideworks,CAXA 圖紙的繪畫，讓我重新溫習和深入了解我了 Solideworks,CAXA 制圖軟件的應用，增強了我的動手實踐能力，圖紙中許多尺寸和結(jié)構都是我參照相關書籍擬定的，也基本上能實現(xiàn)設計的要求，這也增強了我整體思考和聯(lián)系實際的能力。 前景展望目前，對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、環(huán)保性及可靠性的要求越來越嚴格，活塞已發(fā)展成為集輕質(zhì)高強度新材料、異型外圓復合型面、異型銷孔等多項新技術于一體的高技術含量的產(chǎn)品，以保證活塞的耐熱性、耐磨性、平穩(wěn)的導向性和良好的密封功能，減少發(fā)動機的摩擦功損失，降低油耗、噪聲和排放?，F(xiàn)在制造活塞的材料雖說多種多樣，但真正理想的材料并不多，同時活塞的結(jié)構和加工工藝還需要進一步改進，活塞的發(fā)展前景還具有相當大的市場空間。因此,從短期發(fā)展來看,鑄鐵和鋁合金仍是活塞產(chǎn)品的主導材料,但從長期發(fā)展戰(zhàn)略來看,隨著復合材料制備技術的日臻成熟及成本的不斷降低,新型活塞材料具有廣闊應用前景，在活塞生產(chǎn)領域，誰能不斷的更新產(chǎn)品結(jié)構和機械加工工藝，誰就能主導活塞產(chǎn)品市場。北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文29參考文獻[1] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2022：5080.[2] [M].上海：上?？茖W技術出版社，2022：4475.[3] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2022：第 2 卷.[4] 王光斗，[M].上海：上?？茖W技術出版社，2022 第三版：74124.[5] [M].北京：高等教育出版社，2022 第五版：1066.[6] [M].湖南：湖南大學出版社，2022：2782.[7] 肖繼德，[M].天津：機械工業(yè)出版社，2022：235289.[8] [M].上海：機械工業(yè)出版社,2022:1580.[9] [M].哈爾濱：機械工業(yè)出版社,2022：4598.[10] 陸 劍 中 ， 家 寧 .金 屬 切 削 原 理 與 刀 具 [M].沈 陽 ： 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2022： 55199.[11] [M].北京：航空工業(yè)出版社，2022：215258.北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文30致 謝在這次畢業(yè)設計中，從剛開始的毫無頭緒，到最后的順利完工，一路走來頗為艱辛。在此，要十分感謝王秋林老師對我的指導，從開始的給課題，到后來的修改，找不足，再修改，再找不足等等。感謝王老師給了我很大的幫助，不但及時地發(fā)現(xiàn)我的不足之處，還給出正確的指導。通過這次的畢業(yè)設計，我能比較全面地綜合運用機械加工工藝及機床夾具設計的理論和實踐知識，能根據(jù)被加工零件的技術要求，運用零件制造的基本工藝路線和方法，學會擬訂專用機床的設計路線，完成工件的加工、夾具的結(jié)構設計，并且對有關手冊、規(guī)范、圖表等技術資料有了一定的熟悉，也重新鞏固了識圖、制圖和編寫技術文件等的基本技能。更加全面地復習了機械方面的專業(yè)知識，加強鍛煉獨立思考的能力和自己動手的能力。綜合運用機械制造工藝學課程和其它相關課程的知識,分析和解決機械加工問題,進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識。在這一過程中，我不僅學會了如何完整地設計出一個符合要求的專用機床和夾具，還學會了一種方法一種態(tài)度，一種獨立分析和解決問題的方法，一種面對困難從容不迫的態(tài)度, 增強和提高