【正文】 m i rd vn ????? ? m 10 ???? nflt 3 夾具設(shè)計 3． 1 夾具設(shè)計的基本要求和步驟 夾具設(shè)計的基本要求 a)能穩(wěn)定保證工件的加工精度； b)能提高機械加工的勞動生產(chǎn)率，降低工件的制造成本； c)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，省力和安全； d)便于排屑； e)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于夾具的制造、裝配、檢驗、調(diào)整和維修。 夾具設(shè)計的步驟 夾具設(shè)計一般按以下的步驟設(shè)計進行： a)研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù)； b)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖； c)繪制夾具總裝配圖； d)繪制夾具零件圖。被加工零件為機體，零件形狀較為復(fù)雜，左右后三面均為加工面。 方案一：如圖 31 所示 基于 ProE 平臺的柴油機機體工藝及三面精鏜夾具設(shè)計 14 圖 31 三面定位示意圖 以底平面為主要定位基準(zhǔn)，以支承板來限制 3個自由度；右面以一個定位塊，限制 2個自由度；后面以一個支承釘限制 1個自由度 ，從而完全定位。 兩方案都是按基準(zhǔn)重合的原則確定的。方案一的優(yōu)點：三面定位較為均布，三面的定位元件所分擔(dān)的載荷較小，箱體也不易在加工時變形；支 撐塊接觸面積大，磨損較小，使用壽命長；裝卸工件簡單，簡化了夾具結(jié)構(gòu)；易于保證加工精度。方案二的優(yōu)點：底面的兩銷承受了大部分的載荷，因此易于磨損；箱體底面沒有預(yù)留定位孔，加工定位孔還需考慮被加工零件的要求，復(fù)雜了加工程序，復(fù)雜了夾具結(jié)構(gòu)，延長了裝卸的輔助時間和過程，同時也相應(yīng)的提高了加工成本；安裝調(diào)試較為費時。從夾具的加工，安裝，調(diào)試，拆卸的可行性和易行性考慮；從加工時的易于操作性和精度保證的容易程度上來考慮；加之考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及加工的具體情況，方案一為佳，故含全套圖紙 值得下載 選擇方案一。它通常是一種機構(gòu)，包括夾緊元件、增力及傳動裝置以及動力裝置等。夾緊機構(gòu)采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)，因為如果剛性壓板，則工件所受的夾緊力就有可能不一致，甚至沒有夾到，這樣就會影響加工精度。本夾緊元件采用球面墊片和錐面墊片使其能自動調(diào)節(jié)，從而使夾緊力能夠均勻。 左輔助夾緊機構(gòu)主要通過夾緊油缸、推板來實現(xiàn)夾緊。 前輔助夾緊機構(gòu)通過夾緊 油缸和壓板實現(xiàn)夾緊。 圖 33 夾緊方案 3． 3 夾緊力的計算 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成上一個剛性系統(tǒng)。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。 6543210 KKKKKKKK ? ? ? ? ? ? ? ? ? 主要夾緊機構(gòu)夾緊力： （數(shù)據(jù)見表 21） 22(1 1 7 .7 6 3 9 .5 ) 2 4 .9 8 2 .1 3FN? ? ? ? 1 .2 8 2 .1 31 1 1 .9 60 .1 8 0 .7kWN???? 左輔助夾緊機構(gòu)夾緊力： ? 1 . 2 3 9 . 55 3 . 8 60 . 1 8 0 . 7kWN???? 前輔助夾緊機構(gòu)夾緊力： ? 1 . 2 2 4 . 93 3 . 9 50 . 1 8 0 . 7kWN???? 3． 4 夾緊油缸的選擇 根據(jù)文獻 [2]806 頁推力工作時缸徑 1. 13 ( )kWD mmp? （ 33） 式中 kW — 活塞最大作用力（ N ）； ??；含全套圖紙 值得下載 p— 油缸工作壓力（ MPa），夾緊油缸一般取 （ MPa）； p 取 5 MPa； 主要夾緊機構(gòu)缸徑計算： 11 1. 96D =1. 13 5? ? 取后法蘭式夾緊油缸 T5034Ⅰ：缸徑 45mm ，行程 35mm ，推力 245N ， 能滿足要求。 前輔助夾緊機構(gòu)缸徑計算： = 5? ? 取地腳式夾緊油缸 T5024Ⅰ：缸徑 45mm ，行程 30mm ，中心高 50 mm ， 推力 245N ，能滿足要求。 根據(jù)前輔助夾緊機構(gòu)的中心高和行程，接頭長為 40mm ，推桿長為 240mm 。 3． 5 導(dǎo)向裝置的設(shè)計 由于切削速度比較大，同時為了保證加工精度，鏜套采用固定式鏜套。為了增加鏜桿剛性， 1， 2,3,6 孔采用雙支承結(jié)構(gòu)。 基于 ProE 平臺的柴油機機體工藝及三面精鏜夾具設(shè)計 18 圖 34 鏜套結(jié)構(gòu)圖 3． 6 夾具體的設(shè)計 夾具體是用來將夾具的各個部分聯(lián)結(jié)成整體的元件，它是夾具上最大的和最復(fù)雜的元件。此外，在夾具體上還應(yīng)有夾具在機 床上安裝用的定位部分，以保證夾具在機床上獲得所需的相互位置，夾具體也是承受負(fù)荷最大的元件，承受著工作時的切削力、夾緊力等。 本設(shè)計方案中的夾具體材料為 HT200，基本尺寸： 11001100314mm，底部設(shè)計排屑裝置。綜合考慮到其剛度和強度要求，及被加工的零件的尺寸和被加工孔的相對位置。定位基準(zhǔn)為鏜模架定位銷和底面。 a)確定各組成環(huán)的平均極值公差 01.1 1 0 . 0 5 2 0 . 0 1 7 33a v L TT m mm? ? ? ； 04.4 4 0 . 0 4 0 0 . 0 1 3 33a v L TT m mm? ? ? ； 02.2 2 0 . 0 3 4 0 . 0 1 1 33a v L TT m mm? ? ? ； 05.5 5 0 . 0 3 4 0 . 0 1 1 33a v L TT m mm? ? ? ； 03.3 3 0 . 0 4 0 0 . 0 1 3 33a v L TT m mm? ? ? ； 06.6 6 0 .0 3 0 0 .0 13a v L TT m mm? ? ? ； b)估計各組成環(huán)的公差的等級 按公差等級 7IT 作為各組成環(huán)的平均公差。 0L 表示封閉環(huán)。 a)確定各組成環(huán)的平均極值公差 01.1 1 0 . 0 5 4 0 . 0 2 72a v L TT m mm? ? ? ； 04.4 4 0 . 0 5 4 0 . 0 2 72a v L TT m mm? ? ? ； 02.2 2 0 . 0 5 4 0 . 0 2 72a v L TT m mm? ? ? ； 05.5 5 0 . 0 5 6 0 . 0 2 82a v L TT m mm? ? ? ； 30 . 0 5 2 0 . 0 2 62a v L TT m mm? ? ? ； 60 . 0 4 6 0 . 0 2 32a v L TT m mm? ? ? ； b)估計各組成環(huán)的公差的等級 按公差等級 7IT 作為各組成環(huán)的平均公差。在使用夾具的情況下，影響工件加工精度的因素可歸納為： 與機床夾具有關(guān)的加工誤差 T 一般包括： a)一批工件的定位誤差 D? ； b)夾緊誤差 J? ； c)對刀和導(dǎo)向誤差 T? ； d)夾具在機床上的安裝誤差 A? ； e)加工方法 G? 。其中，除了在夾具的制造、安裝、調(diào)整、使用中減小所產(chǎn)生的誤差外，在夾具設(shè)計時正確的計算和減小工件在夾具中的定位誤差，是必須解決的重要問題之一。因此，在夾具設(shè)計時；應(yīng)當(dāng)盡可能選擇工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)；并選擇精度較高的表面作為定位基準(zhǔn)。 根據(jù)本工序的要求，精度分析包括以下內(nèi)容： 6個孔工序尺寸精度分析： 1 孔 Φ 52： 43 4 27 25 7 26??， ； 2 孔 Φ 52： 43 4 27 17， 83 ； 3孔 Φ 195： 30 5 26 20??， 170 ； 4孔 Φ 37： 41 2 27 20， 178 ； 5孔 Φ 25： 33 8. 12 0. 02 8 0. 01 3??， ； 6孔 Φ 57： 21 23 17， 83 ； 由鏜模架設(shè)計 6個孔的定位可知，氣缸體的 6個孔的工序尺寸可以充分保證。 a)計算 D? 由于同軸度與定位誤差沒有關(guān)系，故定位誤差為： 0D?? b)計算 J? 對所加工的兩孔而言，夾緊誤差即使存在，也發(fā)生在相同的方向，對同軸度沒有影響，故夾緊誤差為： 0J?? c)計算 T? 鏜套與鏜桿的配合為 6/ 5Hg，其最大間隙為 2 ?? 兩鏜套的最大距離為 0 .0 8 4ta n 0 .0 0 0 1778? ?? 這樣，由于鏜套與鏜桿的配合間隙所產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差為 1 2 100 001 2T mm? ? ? ? ? 又因左右兩鏜 套孔的軸線的同軸度公差為 ,故由于兩鏜套位置誤差所產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差即為 2 mm?? d)計算 A? 因為兩鏜孔同時鏜削 ，且鏜桿由兩鏜套支承，則兩孔同軸度與夾具安裝誤差無關(guān) 0A?? e)計算 G? 因夾具上有很嚴(yán)的鏜套控制刀具的位置精度，而且支承鏜桿的兩鏜套間的距離僅 為 778mm，且加工面離鏜套很近，因此可認(rèn)為與機床有關(guān)的誤差 0G?? J T A G T m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 綜合以上，可知滿足不等式是滿足的，工件該項精度要求能予充分保證。能滿足工件平行度的要求的，關(guān)鍵在于 T? 的值，由于夾具裝配圖上以規(guī)定了兩鏜套的軸線平行度公差為，工件上兩對孔的同軸度誤差可保證在 范圍內(nèi)。 C． 2 孔 Φ 52， 4孔 Φ 37， 5 孔 Φ 25， 6孔 Φ 57 平行度同 1 孔 2? Φ 52平行度精度分析，都滿足誤差不等式。 基于 ProE 平臺的柴油機機體工藝及三面精鏜夾具設(shè)計 28 3． 9 安裝過程 首先：夾具體的三鏜模架分別連接在夾具體底板上，將鏜模架上鏜套以及夾緊壓缸都安裝完畢。切削完畢后檢驗工件的尺寸誤差，位置誤差和形狀誤差，看是否滿足要求。最后，安裝定位銷，將位置確定后，擰緊 連接螺母和螺栓。然后按夾緊的控制按鈕，將工件靠到右邊和后面的定位塊上。切削過程結(jié)束后，鏜桿快速返回。 值得注意的是：定位，夾緊和動力頭的工作進給運動的動作過程順序都是由液壓控制元件控制它們進行順序運作的。通過對工件的結(jié) 構(gòu)工藝分析，確定了氣缸體的機械加工工藝過程和制定了機械加工工序卡片。為使機械加工滿足零件的設(shè)計要求，使用了基準(zhǔn)重合原則。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，安裝的難易，加工精度等因素，夾具采用三面定位，并且機床采用液壓夾緊。 本組合機床設(shè)計合理，符合實際應(yīng)用，滿足加工要求，且絕大部分采用了通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件，機床操作簡單，設(shè)備調(diào)整、維修方便。 含全套圖紙 值得下載 參考文獻 ［ 1］趙家奇編 ,機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書 — 2版 .北京 :機械工業(yè)出版社 ,. ［ 2］李云主編 ,機械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊 . 北京 :機械工業(yè)出版社 , ［ 3］孟少農(nóng)主編 ,機械加工工藝手冊 .2北京 :機械工業(yè)出版社 ,. ［ 4］徐圣群主編，簡明加工工藝手冊。在做論文的整個階段中，黃曉峰工程師對我的指導(dǎo)傾注了大量的精力。他以淵博的知識、豐富的教學(xué)指導(dǎo)經(jīng)驗、敏銳的洞察力，以對我們青年一代成材負(fù)責(zé)的態(tài)度，對我們進行悉心的指導(dǎo)。同時他自己以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，踏實的工作作風(fēng)作為表率，嚴(yán)格要求我，使我受益匪淺。 我衷心地感謝我的父親和母親，在生活上對我的悉心照顧，經(jīng)濟上的大力資助，在學(xué)習(xí)上給我支持和鼓勵，讓我能夠?qū)Ｐ牡赝瓿闪怂哪甑谋究频膶W(xué)習(xí)。 最后，我要感謝所 有曾經(jīng)幫助過我的老師和同學(xué)，通過和他們的交流使我開闊了眼界、拓寬了思路，學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的東西，使我受益