【正文】 the plate is operated by hands. The fixture is installed in the machine tool table, the clamp base bottom is connected with the machine tool table by the screw and the taper pin. The design and manufacture of the design cycle is short, the structure is simple, the precision is high and stable. Through the analysis and calculation ,we can meet the 1110 piston pin hole machining accuracy and production program requirements. Key words: boring。 fixture。1 緒論　選題的目的及意義 活塞號稱發(fā)動機(jī)的“心臟”，是發(fā)動機(jī)的核心零件，它與連桿、曲軸等部件組成運(yùn)動機(jī)構(gòu)，活塞在氣缸里承受高溫、高壓氣體的壓力，并將氣體壓力經(jīng)連桿傳給曲軸，驅(qū)動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。尤其是隨著客戶和社會對發(fā)動機(jī)性能的要求越來越苛刻,產(chǎn)品推向市場的緊迫性日趨迫切,活塞的合理設(shè)計(jì)與否成為制約發(fā)動機(jī)開發(fā)成敗的關(guān)鍵因素?；钊N孔是活塞最關(guān)鍵的部位之一，是活塞結(jié)構(gòu)中承載最大機(jī)械應(yīng)力的部位。因此對精鏜銷孔工序夾具的改進(jìn)和合理設(shè)計(jì)活塞銷孔鏜床對保證活塞的加工精度具有十分重要的意義。 　國內(nèi)外發(fā)展及現(xiàn)狀經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)活塞失效的主要原因是由于作用在活塞銷孔處的機(jī)械應(yīng)力過大，導(dǎo)致銷孔內(nèi)側(cè)上方區(qū)域應(yīng)力集中，超過了活塞材料的抗拉強(qiáng)度及屈服疲勞強(qiáng)度所致[1]，因此保證活塞銷孔的加工質(zhì)量非常重要。上述設(shè)計(jì)特點(diǎn)，引起了工藝和機(jī)床結(jié)構(gòu)改革的觀念性轉(zhuǎn)變。而對活塞銷孔精度及表面粗糙度的影響是一個綜合性的因素。 由于活塞是大批量生產(chǎn)，因而需要有高效的加工設(shè)備和合理的加工工藝。因此，專用設(shè)備就成為活塞切削加工的關(guān)鍵設(shè)備，其功能和精度將直接影響最終產(chǎn)品關(guān)鍵特性的質(zhì)量指標(biāo)。普通鏜床中常用的是一種用金剛石、立方氮化硼或硬質(zhì)合金等刀具進(jìn)行精密鏜孔的精密鏜床，又稱金剛鏜床。在大批量生產(chǎn)的汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等制造業(yè)中廣泛用于高精度孔的半精加工和精加工，但是裝夾麻煩、生產(chǎn)效率低等；專用鏜床速度快、噪音小、易于定位、調(diào)整方便、加工精度高、結(jié)構(gòu)緊湊，但柔性差；數(shù)控加工中心，能實(shí)現(xiàn)高效、柔性自動化生產(chǎn)且結(jié)構(gòu)緊湊，但成本高，普及性差[3]。另外鋁合金比鑄鐵有以下優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)熱性好、質(zhì)量輕、慣性力小、加工工藝性好等。鋁合金活塞毛坯銷孔預(yù)先鑄出，因孔帶有錐度（起摸斜度），直接用來定位與夾緊很不方便，經(jīng)過粗鏜銷孔后，銷孔便可用作有關(guān)工序的定位與夾緊表面。為保證加工精度及各項(xiàng)形位公差的要求，除機(jī)床本身要達(dá)到所要求的加工精度外，工裝夾具設(shè)計(jì)的合理性，使用的可靠性及較高的定位精度則是保證活塞銷孔加工質(zhì)量的必備條件[3]。在實(shí)際的活塞銷孔加工過程中，我們在加工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)兩個重要問題：一是活塞銷孔的表面質(zhì)量不穩(wěn)定，如表面粗糙度的超差和外觀的不理想，二是銷孔的圓柱度波動有時較大，甚至超差。所以設(shè)計(jì)出針對1110活塞銷孔的專用精鏜床和專用夾具，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品具有重大的意義。其加工工藝要求如表1所示。方案選用通用部件鏜削頭、液壓滑臺、側(cè)底座，配以專用夾具等基礎(chǔ)部件組成單面臥式組合鏜床，鏜桿與主軸采用剛性連接；方案選用通用部件液壓滑臺、側(cè)底座，配以專用剛性鏜削頭、專用夾具等基礎(chǔ)部件組成單面臥式組合鏜床，鏜桿與主軸采用剛性連接；方案選用通用部件液壓滑臺、側(cè)底座，配以主軸箱、專用夾具等基礎(chǔ)部件組成單面臥式組合鏜床，鏜桿與主軸采用浮動卡頭連接。方案2中的剛性鏜削頭，剛度高，承載能力大，有利于保證機(jī)床的工作精度，鏜桿和主軸采用剛性連接，不用鏜套，使夾具的結(jié)構(gòu)更緊湊，但是通用性不強(qiáng)。綜上所述，我選用方案2。它是進(jìn)行主軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)?！C(jī)床布局形式的確定 由于活塞銷孔是活塞與連桿結(jié)合的裝配基準(zhǔn)，又是活塞主要部位加工用的定位基準(zhǔn)，活塞的加工精度在很大程度上取決于其定位銷孔的精度，因此活塞銷孔的加工一直是關(guān)鍵工序。 圖1 機(jī)床布局 1電動機(jī)；2主軸箱；3鏜削頭；4滑臺；5側(cè)底座；6中間底座；7夾具　動力部件的選擇首先要確定切削用量。根據(jù)工件的材料鋁合金及加工要求，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》知刀具材料為金剛石，背吃刀量mm。表2 切削用量/ (m/min)/(mm/r)mm300　鏜削頭的確定首先對主電動機(jī)進(jìn)行選擇。切削功率 式（32） 當(dāng)機(jī)床結(jié)構(gòu)未確定時，主電動機(jī)功率可用下式粗略估算： Kw 式（33）主運(yùn)動為回轉(zhuǎn)運(yùn)動時，通常,。它的技術(shù)參數(shù)如下：，轉(zhuǎn)速為710r/min?！?3（等效于國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3590—1976）在TA系列的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的。根據(jù)所選用的電動機(jī)的功率和活塞銷孔的加工質(zhì)量要求選擇精密級的，同時由于此機(jī)床是單面、單軸臥式的鏜床，要盡量保證結(jié)構(gòu)緊湊，因此選用1TA25M型號的就夠用。其主要聯(lián)系尺寸如表3和圖2所示。因此在采用1TA25M的外形、尺寸和電動機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出能達(dá)到加工要求的專用剛性鏜削頭。 由于鏜削頭用了1IT25M的尺寸參數(shù)，一般滑臺和鏜削頭要配套使用，也要選擇“1”字開頭25型的標(biāo)準(zhǔn)件。機(jī)械滑臺只能有級調(diào)速，變速比較麻煩，一般沒有可靠的過載保護(hù)，快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換位置精度較低。鑒于此，本設(shè)計(jì)選用液壓滑臺。（等效ISO25621873）標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)設(shè)計(jì)的具有國際八十年代先進(jìn)水平的新型產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、剛性好、精度高、性能可靠、外型美觀、配置靈活、通用發(fā)化程度高、用途廣泛等。滑臺精度和導(dǎo)軌形式的選擇1HYT系列滑臺分為普通、精密（M）、高精密（G）三種精度等級，根據(jù)活塞銷孔的加工精度要求，我選用了1HYT25G型的液壓滑臺[10]。這種導(dǎo)軌的導(dǎo)向性好，剛度高，制造方便，適用于臥式組合機(jī)床[4]。鑲鋼導(dǎo)軌是將淬硬的碳素鋼或合金鋼導(dǎo)軌，分段地鑲裝在鑄鐵或鋼制的床身上，具有較高的耐磨性?；_行程的選擇滑臺的行程除保證足夠的工作行程外，還應(yīng)留有前備量和后備量。后備量的作用是使鏜削頭有一定的向后移動的余地，以方便裝卸刀具，后備量一般不小于40~50mm，或不少于刀具尾柄插刀具接桿錐孔內(nèi)的長度。由于設(shè)計(jì)中活塞銷孔的長度為104mm，因此液壓滑臺的行程選用I型mm的即可。其主要聯(lián)系尺寸如表4和圖3所示。表5 液壓滑臺主要技術(shù)參數(shù)臺面寬度臺面長度行程最大推進(jìn)力工作進(jìn)給速度快行程速度250mm500mm250mm8000N32~800mm/min12m/min最大推進(jìn)力、工作進(jìn)給速度的校核進(jìn)給力 kNkN 式（34）所以,最大推進(jìn)力符合要求。側(cè)底座與滑臺是配套使用的，選用 1CC25MI型號的。組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)中，推薦裝料高度為1060mm，但根據(jù)具體情況，如車間運(yùn)送工件的滾道高度、多軸箱最低主軸高度等因素，在mm范圍內(nèi)選取[11]?！A具輪廓尺寸的選擇工件的尺寸和形狀是確定夾具體底座尺寸的基本依據(jù)。夾具體底座高度應(yīng)根據(jù)裝料高度、夾具大小和中間底座高度而定，并充分考慮中間底座剛度，以便于布置定位機(jī)構(gòu)和設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)，便于排屑為原則。綜合以上考慮，本設(shè)計(jì)中夾具體底座的寬度、長度尺寸分別選為270mm和500mm。中間底座的尺寸根據(jù)所選動力部件（鏜削頭、滑臺、）及配套部件（側(cè)底座）的位置關(guān)系及上料高度、主軸的高度來確定。本設(shè)計(jì)按公式（35）計(jì)算。高度方向尺寸的確定在高度方向必須滿足下列尺寸鏈： 式（36）式中，——夾具底座到加工孔中心線的距離，為240mm；——中間底座的高度；——側(cè)底座高度，本設(shè)計(jì)為560mm；——滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊片，用來保證當(dāng)工件有誤差時也能滿足工件的加工精度，本設(shè)計(jì)取為5mm；——滑臺的高度，本設(shè)計(jì)為250mm；——鏜削頭中心軸線到滑臺頂面的距離，本設(shè)計(jì)為125mm；——工件加工孔中心線至夾具定位基面的高度；——機(jī)床的上料高度，設(shè)計(jì)取為907mm；——夾具底座的底面到夾具定位基面的高度；將以上數(shù)據(jù)帶入公式（36）中計(jì)算得，中間底座的高度= 700mm。鏜桿與鏜削頭的連接用法蘭盤來完成剛性連接。 圖4 外觀圖主要聯(lián)系尺