【正文】 塊工作面與刀具之間應(yīng)按塞尺厚度 S，標注尺寸。在本夾具設(shè)計中選擇圓形對刀塊：GB/，材料為 20 鋼，熱處理：滲碳深度 ，HRC58 64。常用的定位鍵為矩形斷面結(jié)構(gòu)。定位鍵除起到夾具的定位作用外，還可以用來承受銑削時的切削扭轉(zhuǎn)力矩，加強夾具在工作過程中的穩(wěn)定性。因此，銑床夾具的夾具體上需要設(shè)計座耳。氣缸體頂面、底面都屬于配合表面，平行度和粗糙度會影響配合的精度，氣缸體底面將是后續(xù)工序進行加工的定位基準。在前道工序中，粗銑氣缸體左側(cè)面四塊基平面和三個凸臺面，氣缸體左側(cè)面加工后則精度能滿足定位精度要求。由于是采用已經(jīng)加工的面作為定位基準，根據(jù)要求，則采用支承板作為定位元件，以限制在 Z 方向上的自由度；在氣缸體的前后兩端面與夾具間采用預(yù)定位板定位，以限制氣缸體在 X 方向上的自由度與 Z 軸的轉(zhuǎn)動；在氣缸體主軸承座下端面與夾具間采用支承釘進行定位，以限制氣缸體在 Y 方向上的自由度。盡管有點過定位，是充分的考慮氣缸體的結(jié)構(gòu)和加工的受力情況的，這樣就完全限制了氣缸體的六個自由度 [15]。正確定位和夾緊后才算完成了工件在夾具中的裝夾。本設(shè)計中采用四個氣缸單獨驅(qū)動的擺動式壓板杠桿結(jié)構(gòu)。，根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)和工件加工形式可知，夾緊力主要方譚 亮：柴油發(fā)動機氣缸體機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計20向應(yīng)在 Z 方向上，其次是 Y 軸方向。 加工過程中，工件受到切削力、重力、支承力，摩擦力等的作用。在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K= 式0K123（）式中 ——基本安全系數(shù) , =；0K0——加工性質(zhì)系數(shù)， =；1 1——刀具鈍化系數(shù)， =；2 2K——切削特點系數(shù)， =；3 3由 已算 ＝ N ，所以 Z 軸方向的受力 Fc1=K =。由式（ ）求出 Fj=5419N，于是總夾緊力 =4Fj=21677N。則 Z 軸方向的夾具設(shè)計合理。3　 考慮 X 軸方向的夾緊力情況，應(yīng)為銑削的橫向進給方向為 X 正方向，在夾具的右側(cè)與氣缸體之際安裝預(yù)定位板就行了，沒有必要在增加另外的夾緊結(jié)構(gòu)。 定位精度分析利用夾具在機床上加工工件時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度 [16] 。本道工序中尺寸 108mm 不是主要尺寸，精度不作要求，不進行分析。1　定位誤差包含兩部分，一個為基準不重合誤差，另一個為基準位移誤差，這譚 亮：柴油發(fā)動機氣缸體機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計22里的定位基準采用了基準重合的原則，因此△ B=0，而工件在夾具中定位不準確，使工件的原始基準偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生的工件定位誤差△ Y，△d=△ B+△ Y=。3　因刀具相對于夾具位置不準確，或刀具與導(dǎo)向、對刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差△t。為了控制精度，在夾具總圖上應(yīng)標注出對刀塊對定位件間位置尺寸的公稱值和上、下偏差。4　因機床精度、刀具制造精度和磨損、加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差△g。如主軸的徑向、軸向跳動誤差；主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度、垂直度誤差。如刀具的幾何形狀誤差；刀具磨損和刀具結(jié)構(gòu)本身的相互位置誤差。如對刀調(diào)整時的人為誤差；加工過程中的測量誤差。如由于切削力和切削熱的作用，而引起工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形而產(chǎn)生的誤差。因此常取﹙1/3～1/2﹚△k 作為加工方法誤差和精度儲備之用。由上面的分析計算，可得△d+△a+△t+△g=+++=，而本道工序的工序尺寸公差△k=，△d+△a+△t+△g △k 成立，說明夾具能滿?足加工要求。 夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高生產(chǎn)率，應(yīng)首先看眼于機動夾緊，本道工序的必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。目前采取的措施有三個：一是提高毛坯的制造精度，使最大吃刀量降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的杠桿結(jié)構(gòu)，盡量增加該夾緊機構(gòu)的擴力比；三是在可能的情況2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計23下，適當提高壓縮空氣的工作壓力，以增加氣缸推力。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖。 圖 發(fā)動機氣缸體零件的工序圖 定位基準的分析和定位方案的確定工序 35 是粗鏜氣缸體四個氣缸套孔，氣缸體套孔有四個工步，鏜 mm、??mm、 mm 工序 35 的技術(shù)要求如下：氣缸套孔的 mm ???? .要求以氣缸體的頂面向下加工距離為 mm，氣缸套孔的 mm ? ?以氣缸體的頂面向下加工距離為 27mm?？紤]到工序 35 之前的加工的工序的情況，精銑氣缸體底面和在氣缸體底面鉆，譚 亮：柴油發(fā)動機氣缸體機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計24鉸兩個定位孔，及工序加工的內(nèi)容，以氣缸體的底面作為工序進行加工的定位基準，采用一面兩孔的方式定位。四塊支撐板限制了繞 X、Y 軸的轉(zhuǎn)動，和 Z 軸方向的竄動，圓柱銷與菱形銷的配合限制了繞 Z 軸的轉(zhuǎn)動，和 X、Y 軸方向的竄動。為了提高勞動生產(chǎn)率，在夾具中設(shè)計預(yù)定位板，使氣缸體的定位方便快速。 夾緊方案和夾緊力的計算工件在夾具上獲得正確的位置后，還需設(shè)置夾緊機構(gòu)將其夾緊，以保證工件在加工過程中不會由于重力、切削力、等外力的作用而產(chǎn)生位移或振動。設(shè)計夾緊機構(gòu)時，首先要確定夾緊方案，即根據(jù)工件加工要求、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置、加工過程中的受力狀況等來合理確定夾緊力的三要素——方向、作用點和大小。，根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)和工件加工形式可知，夾緊力主要作用方向應(yīng)在 Z 方向上，其次是 X、Y 軸方向。 加工過程中，工件受到切削力、重力、支承力，摩擦力等的作用。在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K= 式0K123（）式中 ——基本安全系數(shù) , =；0K0——加工性質(zhì)系數(shù)， =；1 1——刀具鈍化系數(shù)， =；2 2K——切削特點系數(shù)， =；3 3所以 K=2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計25軸向切削力 式FnyZFCkvfd0?（）查表取 CF=366 ZF= yF= nF= v=5m/min f=所以 FC=7724N MnyZMkvfdC0? 式（） 查表取CM= ZM= yM= nM= v=5m/min f=kM= M=因為夾緊機構(gòu)采用兩端各有一套聯(lián)動的壓塊作用，因此有 式（）Fc24? 圖 粗鏜夾具的受力圖 式（）?FLM4?譚 亮：柴油發(fā)動機氣缸體機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計26式中，L 為壓塊到氣缸體中心的距離，L= =2022107? Fc=7724N ，為鏜刀的 Z 向軸向力， F 為壓塊受到的力，μ 為壓板與氣缸體的摩擦系數(shù)，取 μ= 由上公式取 Fmax=15448N。而 FQ=8926N，根據(jù)安全系數(shù)有， FQ1=KFQ=8926 =18968N?則設(shè)置夾緊力為 19000N。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置，從而保證工序尺寸A 的要求。1 定位誤差分析與計算 為了保證氣缸體套孔的技術(shù)要求，采用了一面兩孔的方式定位，生產(chǎn)率得到了大幅的提高，但是定位基準與設(shè)計基準不重合，產(chǎn)生了基準不重合誤差，為了保證箱體的加工精度，必須提高作為定位基準的箱體底面和兩定位銷的加工精度。1　定位誤差包含兩部分，一個為基準不重合誤差，另一個為基準位移誤差，這里的定位基準采用了基準不重合的原則，因為氣缸體加工的孔的深度的設(shè)計基準為氣缸體的頂面作為基準，而工序基準為氣缸體的底面，因此△B= ，而工件在夾具中定位不準確，使工件的原始基準偏離規(guī)定minaxminaxSA??位置而產(chǎn)生的工件定位誤差△ Y，△d=△ B+△ Y。在這里的定位分析有兩個方面，一個為氣缸孔的孔徑定位誤差分析，另外一個是氣缸孔的加工深度的定位誤差分析。??2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計27 孔深的定位誤差分析，△ B= ==，因為氣缸minaxminaxSA??體的底面經(jīng)過精銑，氣缸體采用的是一面兩孔的方式定位，對此為了減少誤差，采取了提高作為定位基準的箱體底面,定位基準相對限位基準在加工尺寸方向上的最大變動范圍，因此取△ Y=。3　因機床精度、刀具制造精度和磨損、加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差△g。如主軸的徑向、軸向跳動誤差；主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度、垂直度誤差。如刀具的幾何形狀誤差；刀具磨損和刀具結(jié)構(gòu)本身的相互位置誤差。如對刀調(diào)整時的人為誤差；加工過程中的測量誤差。如由于切削力和切削熱的作用，而引起工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形而產(chǎn)生的誤差。因此常取﹙1/3～1/2﹚△k 作為加工方法誤差和精度儲備之用。由上面的分析計算，可得孔徑的誤差△d+△a+△t+△g=++=，而本道工序的孔徑工序尺寸公差△k=，△d+△a+△t+△g ?△k 成立，孔深的誤差△d+△a+△t+△g=++= ?△k。譚 亮：柴油發(fā)動機氣缸體機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計28 夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高生產(chǎn)率，應(yīng)首先看眼于機動夾緊，本道工序的必要增大氣缸直徑，而這將使整個夾具過于龐大。目前采取的措施有三個：一是提高毛坯的制造精度，使最大吃刀量降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的杠桿結(jié)構(gòu)，盡量增加該夾緊機構(gòu)的擴力比；三是在可能的情況下，適當提高壓縮空氣的工作壓力，以增加氣缸推力。結(jié)論與展望本設(shè)計根據(jù)被加工氣缸體的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，制定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。在大學(xué)四年的學(xué)習中，我們初步掌握了機械專業(yè)的基礎(chǔ)理論和基本技能，并通過一些必要的實驗和簡單的課程設(shè)計獲得了初步的實踐經(jīng)驗。在今后的工作崗位上，必須要把所學(xué)2022 屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計29的理論知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這正是我們目前所欠缺也是亟待提高的基本技能。 從目前國民經(jīng)濟發(fā)展的總體態(tài)勢和機械工業(yè)的增長潛力看，氣缸體行業(yè)發(fā)展既面臨挑戰(zhàn)又有許多機遇。盡管 2022 年的形式很差，但是制造業(yè)的發(fā)展并沒有因為這次危機的發(fā)生而停滯下來，就市場分析調(diào)查 2022 年收入、利潤總額分別增長 30%，40％。 2022 年以來，氣缸體行業(yè)在國內(nèi)投資拉動下呈現(xiàn)高增長態(tài)勢。 預(yù)計未來兩年氣缸體產(chǎn)品需求量將繼續(xù)上升，但增速將減緩。未來看好汽車氣缸體的市場前景。大規(guī)模的汽車使用高峰期在我國加入 WTO 后逐漸啟動，將是一個面廣、時間跨度長的長期發(fā)展戰(zhàn)略；未來幾年中國汽車業(yè)盡管會受信貸緊縮的影響，但總體仍將處于健康、穩(wěn)步發(fā)展階段，預(yù)計 2022 年增速在 20％以上；投資達 1500 多億元，都將有力拉動氣缸體市場需求。根據(jù)發(fā)展“十一五”規(guī)劃要求，我國將繼續(xù)努力提高全國人民生活水平，所有城市公民的汽車使用量將有增無減，我國氣缸體市場占有率將由 2022 年的 24％提高到 2022年的 31％，預(yù)計拖拉機氣缸體 2022 年前的年復(fù)合增長率將超過 20％，有效拉動氣缸體產(chǎn)品的市場需求。氣缸體等產(chǎn)品的高效性、高回報率、以及民間資金的逐利性使得這類產(chǎn)品仍將有較大的潛在市場。我們預(yù)計 2022 年開始資產(chǎn)投資增速將下降，氣缸體行業(yè)增速將跟隨下降，并且下降幅度將高于資產(chǎn)投資的下滑速度。 預(yù)計未來行業(yè)競爭更趨激烈，收購兼并成為趨勢。我們認為在未來需求增速減緩的預(yù)期下，行業(yè)競爭進一步加劇在所難免。在我們分析認為未來幾年氣缸體各產(chǎn)品增長速度將進一步分化，企業(yè)發(fā)展的快慢在很大程度上取決于其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。行業(yè)中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)良好、具備核心競爭力的龍頭企業(yè)，通過兼并收購、投資設(shè)廠生產(chǎn)規(guī)模得以擴張的企業(yè)，未來增長速度將高于行業(yè)平均水平。致 謝本文的設(shè)計工作是在曾宏達老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和論文的畢業(yè)設(shè)計中無不傾注著曾老師的辛勤的汗水和心血。從尊敬的曾老師身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了很多做人的道理。在多年的學(xué)習生后中，以及本此畢業(yè)設(shè)計中還得到了許多老師和同學(xué)的熱情的關(guān)心和幫助。在設(shè)計檔案袋內(nèi)附有： 裝配圖紙兩張，A1 零件圖紙一張，A3 零件圖紙一張；