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1、1 江蘇城市職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 （ 2011 屆） 設(shè)計(jì)（論文）題目 柴 油 機(jī) 連 桿 鉆 床 夾 具 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 辦 學(xué) 點(diǎn) （系） 宿 遷 辦 學(xué) 點(diǎn) 機(jī) 電 系 專 業(yè) 機(jī) 電 一 體 化 班 級(jí) 08 機(jī) 電 普 專 （ 1） 班 學(xué) 號(hào) 081301350221 學(xué) 生 姓 名 張 輝 起 訖 日 期 2010 年 12 月 1 號(hào) 2011 年 4 月 5 號(hào) 地 點(diǎn) 江 蘇 城 市 職 業(yè) 學(xué) 院 宿 遷 分 校 指 導(dǎo) 教 師 朱 月 娥 職 稱 ： 高 級(jí) 2011 年 4 月 1 日 江 蘇 城 市 職 業(yè) 學(xué) 院 教 務(wù) 處 制 江 蘇 城 市 職 業(yè) 學(xué) 院 1
2、摘要 機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。而制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于制 造裝備機(jī)床的先進(jìn)程度。組合機(jī)床兼有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生 產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 本組合機(jī)床是為了保證加工柴油機(jī)連桿大端的兩個(gè)螺紋孔的位置精度、加工精度 以及提高生產(chǎn)率而設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)過程中借鑒了國內(nèi)外一些現(xiàn)有的組合機(jī)床的資料并 結(jié)合了被加工零件的結(jié)構(gòu)特征上改進(jìn)而成的。 本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)夾具部分的設(shè)計(jì)，夾具的好壞直接影響工件加工表面精度，是 加工過程中最活躍的因素。夾具可以擴(kuò)大機(jī)床的應(yīng)用范圍，降低加工成本，提高勞動(dòng) 生產(chǎn)率。 關(guān)鍵詞：組合機(jī)床 攻絲 連桿 夾具 3 ABSTRACT
3、Machinery manufacturing industry of a countrys economy. The productive capacity of the manufacturing sector depends largely on manufacturing equipment - the sophistication of the machine. Combination of both machine tools and high-efficiency low-cost advantages of large. mass production to be widely
4、 applied. and which is part of automated production lines. This combination of processing machine tools is to ensure that the two big diesel engine connecting rod screw hole location accuracy. precision machining, as well as designed to increase productivity. During the design process. both at home
5、and abroad to learn from some of the existing portfolio of information tools and a combination of parts to be machined to improve the structural features formed. The design of the main part of fixture design. fixture a direct impact on the accuracy of the workpiece surface is most active during the
6、processing factor. Fixture can expand the scope of application tools and lower processing costs and improve labor productivity. Keywords: Modular Machine Tool Tapping Link Fixture 1 目錄 摘要 .1 ABSTRACT .2 緒論 .1 第一章 夾具設(shè)計(jì) .1 1.1 機(jī)床夾具在加工中的作用 .2 1.2 機(jī)床夾具的分類 .7 1.3 機(jī)床夾具的組成 .8 1.4 夾具的選材 .8 1.5 夾具體的熱處理 .8 1.
7、6 問題的提出 .8 1.7 確定夾具體的結(jié)構(gòu) .8 1.7.1 確定工件的定位方案 .8 1.7.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .9 1.7.3 夾具的定位基準(zhǔn)的選擇 .9 1.7.4 工件自由度分析 .9 1.7.5 夾緊方案 .10 1.7.6 夾緊力的確定 .10 1.7.7 夾緊力的計(jì)算 .11 1.7.7.1 確定夾緊力時(shí)應(yīng)考慮的計(jì)算系數(shù) .13 1.7.7.2 夾緊力的確定 .14 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 1.8 夾具的主要元件 .15 1.9 工件在夾具中加工精度分析 .16 1.9.1.影響加工精度因數(shù) .17 1.9.2 保證加工精度 .17 結(jié)論 .18 參考文獻(xiàn) .2
8、0 致謝 .21 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 緒論 一 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)夾具部分的設(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要部分，夾 具設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的主 要思路是用工件以已加工端面為定位基準(zhǔn)，夾具體的凸臺(tái)和大端面孔為定位面，工件 以氣動(dòng)夾緊，這樣設(shè)計(jì)主要是為了解決了手動(dòng)夾緊時(shí)夾緊力不一致、誤差大、精度低、 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)；氣動(dòng)夾緊采用空氣作為動(dòng)力源，資源豐富并且干凈、清潔， 對(duì)周圍環(huán)境沒有污染；不足是噪音比較大。 具體的設(shè)計(jì)思路是：首先確定工件的已加工端面定位方式，通過夾具體的凸臺(tái)、 內(nèi)孔，再用氣動(dòng)裝置將其夾緊，這
9、樣連桿的六個(gè)自由度全部限制，實(shí)現(xiàn)了零件的定位 夾緊，然后確定零件的夾緊方式。在本次設(shè)計(jì)中采用的是氣壓夾緊方式；然后進(jìn)行誤 差分析、夾緊力的計(jì)算，對(duì)夾具的主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 7 第一章 夾具設(shè)計(jì) 由機(jī)械制造工藝系統(tǒng)的組成機(jī)床、工件、刀具和夾具可以看出，夾具在機(jī) 械加工中占有很重要的地位。尤其在成批生產(chǎn)時(shí)更是大量的采用機(jī)床夾具。它們是機(jī) 床和工件之間的聯(lián)結(jié)裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具獲得正確的位置。機(jī)床夾具的好 壞直接影響工件加工表面的位置精度，所以機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工 作，是加工過程最活躍的因素之一。正確設(shè)計(jì)和合理使用機(jī)床夾具，對(duì)保證機(jī)械加
10、工 質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍及降低成本都有重要意義。 1.1 機(jī)床夾具在加工中的作用 對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正 確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變得。主要有以下幾點(diǎn)作用： （1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度; （2）能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率; （3）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍； （4）能降低成本； 1.2 機(jī)床夾具的分類 機(jī)床夾具的種類很多，可以從不同的角度對(duì)夾具進(jìn)行分類，常用的分類方法有以 下幾種。 1.按夾具的使用特點(diǎn)分類 （1）通用夾具 已經(jīng)標(biāo)注化的，可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱通用 夾具。 （2）專用夾具 專為某一工件的某道
11、工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱專用夾具。專 用夾具 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 般在批量生產(chǎn)中使用。 （3）組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合夾具元件、部件，專為某一工件的某道工序 組裝的夾具，稱組合夾具。 （4）可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整可更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具， 稱可調(diào)夾具。它還可以分為通用可調(diào)夾具和組成可調(diào)夾具兩類。 （5）拼裝夾具 用專門的標(biāo)注化、系列化的拼裝夾具零件拼裝而成都夾具，稱 為拼裝夾具。它具有組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊，它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中 常帶有小的液壓缸。此類夾具個(gè)辦法適合在數(shù)控機(jī)床上使用。 2.按使用機(jī)床來分類 夾具按使用機(jī)床可分車床夾具、銑床夾具、鉆車夾具
12、、 鏜床夾具、 齒輪車床夾 具、 數(shù)控機(jī)床夾具 、自動(dòng)機(jī)床夾具 、自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具等。 3.按夾緊的動(dòng)力源分類 夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具 、氣液增力夾具、 電磁夾 具以及真空夾具等。 1.3 機(jī)床夾具的組成 機(jī)床夾具的種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多，但它們的組成均可概括為下面幾個(gè)部分。 1.定位裝置 2.夾緊裝置 3.導(dǎo)向裝置或?qū)Φ?4.連接元件 5.夾具體 6.其他裝置或元件 1.4 夾具的選材 根據(jù)零件圖的加工條件可以知道，夾具可以由鑄造成型，選用 HT200,鑄造夾具體 的優(yōu)點(diǎn)是工藝行好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需 進(jìn)行時(shí)效處理，以消
13、除內(nèi)應(yīng)力。 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 9 1.5 夾具體的熱處理 由于本夾具體屬于復(fù)雜型夾具，熱處理主要采用時(shí)效或退火處理。 1.6 問題的提出 本夾具主要是加工柴油機(jī)連桿大端面兩個(gè)螺紋孔。為了保證他的位置精度和提 高生產(chǎn)率，特制了一套專用夾具，孔 的軸線與分合面有垂直度的要求，孔12 與螺紋孔有圓度要求，公差為 0.20。162 1.7 確定夾具體的結(jié)構(gòu) 1.7.1 確定工件的定位方案 方案 1：以機(jī)床為立式時(shí)的定位方式安裝，攻絲力是由上向下，由于工件重力 的存在，從而使夾緊力的緊系統(tǒng)更加復(fù)雜，定位基準(zhǔn)也不好選擇，夾具體設(shè)計(jì)較為復(fù) 雜。 方案 2：以機(jī)床為臥式的組合機(jī)床時(shí)的定位方式
14、安裝，攻絲力是水平的，工件 以已加工的大端面和小端面定位，加緊力與攻絲力都在一個(gè)水平面上，方向相反。夾 具體易制造，工件安裝平穩(wěn)。 對(duì)上述兩種方案的對(duì)比總結(jié)，可以得出方案 2 是比較合理的定位方案。夾緊力 和攻絲力都在水平面上，方向相反；以平面和兩個(gè)端面定位；夾具體的側(cè)面與工件近 體，足以保證孔 的垂直度的要求，夾具體易鑄造。12 1.7.2 定位基準(zhǔn)的選擇 1.零件分析 連桿是柴油機(jī)的主要傳動(dòng)構(gòu)件之一，其作用是把活塞和曲軸連接起來，使活塞 的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。工作時(shí)，連桿承受大小、方向?yàn)?周期性變化的動(dòng)載荷，在做工沖程中，燃?xì)鈮毫υ谶B桿軸線上的分力 S 產(chǎn)生壓縮應(yīng)力
15、， 在進(jìn)氣沖程上止點(diǎn)，活塞組和連桿本身的慣性力在橫斷面內(nèi)造成拉伸應(yīng)力，燃?xì)鈮毫?在水平方向的分力引起縱向彎曲應(yīng)力，擺動(dòng)時(shí)的橫向慣性力造成橫向彎曲應(yīng)力。而且， 交變應(yīng)力值在很寬的范圍內(nèi)急劇變化，彎曲應(yīng)力引起彎曲變形，導(dǎo)致產(chǎn)生疲勞破壞。 連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。桿身多為工字形斷面，大頭孔用連桿螺母 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 和螺栓與曲柄軸頸裝配在一起，孔內(nèi)裝有薄壁軸瓦。鋼質(zhì)瓦背表面澆有一層耐磨合金； 大頭結(jié)合面多為平切口，為便于從氣缸中裝卸，大頭結(jié)合面也有做成斜切口的。定位 方式有銷釘定位、套筒定位、齒形定位和凸肩定位。小頭孔已內(nèi)般壓入銅套，用以補(bǔ) 償磨損，以便更換，當(dāng)然也有壓裝
16、軸瓦的。小頭、大頭與桿身采用較大圓弧過渡，逐 漸變化以減少應(yīng)力集中，從而可獲得足夠的強(qiáng)度和剛度。 2 連桿的材料 （1）材料 通常采用相同的材料，對(duì)于本連桿采用 45 號(hào)鋼，毛坯整體模鍛，正火處理， 加工中間采用調(diào)質(zhì)處理，提高強(qiáng)度和抗沖擊能力。 （2）對(duì)連桿材料的要求 a)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和剛度 b)具有較高的抗疲勞強(qiáng)度 c)為減小慣性力，盡量減輕桿身重量 3.連桿攻絲加工要求 據(jù)零件圖工藝要求可以看出，零件以大頭和小頭已加工端面為定位基準(zhǔn)，兩螺 釘孔（定位孔）在兩個(gè)互相垂直方向上的平行度及對(duì)結(jié)合面的垂直度。連桿在工作中 受到急劇變化的動(dòng)載荷作用，這一動(dòng)載荷又傳遞到兩個(gè)螺釘上。因此除了對(duì)螺釘
17、提出 高的技術(shù)要求外，對(duì)螺釘孔（定位孔）也提出了一定的要求。上述平行度和垂直度誤 差會(huì)使連桿體和蓋的結(jié)合面結(jié)合不良，影響螺釘?shù)某休d能力，并引起大頭孔軸瓦與曲 軸的曲軸頸配合不良，而產(chǎn)生不均勻磨損。一般規(guī)定兩螺紋孔（定位孔）在兩個(gè)垂直 方向上的平行度為 100mm 長(zhǎng)度上公差 0.20.4mm，對(duì)結(jié)合面的垂直度為 100mm 長(zhǎng)度上公 差 0.10.2mm 為了保證柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，連桿重量差別不能超過一定的范圍。 1.7.3 夾具的定位基準(zhǔn)的選擇 夾具放在機(jī)床的床身的導(dǎo)軌上，以夾具體的底面作為夾具的定位基準(zhǔn)，為了減少 夾具體的加工量，在不影響夾具體整體剛度的情況下，將底面中間鑄造空的，能節(jié)約 生
18、產(chǎn)成本。 1.7.4 工件自由度分析 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 11 工件已加工過的端面為定位基準(zhǔn)，凸臺(tái)平面限制 ，夾具體側(cè)面限制 z yx 。調(diào)節(jié)支承z 釘限制 。如圖y 21 所示。 1、2、3 z 、 y x 4、5 、 z 6 y 圖 11 自由度 1.7.5 夾緊方案 專用夾具分為手動(dòng)夾緊、氣動(dòng)夾緊及液壓夾緊三種方式，下面就其特點(diǎn)分析，再結(jié) 合廠家的要求確定最終方案。 1.手動(dòng)夾緊：是針對(duì)較薄的零件、切削余量不大，批量不大而采用的夾緊方法，不 符合本次設(shè)計(jì)中大批量生產(chǎn)，零件形狀較復(fù)雜的要求。 2.氣動(dòng)夾緊：夾緊力基本恒定，夾緊動(dòng)作迅速，省力，但由于空氣是壓縮的，因此 夾緊剛
19、性差。 3.液壓夾緊：油液能夠傳遞較大的壓力，抗震性較強(qiáng)，能維持較好的夾緊剛度，但 采用時(shí)，必須有一套動(dòng)力裝置及各種泵閥等輔助裝置，另外密封性能要求較高。 綜上所述，在組合機(jī)床上，氣動(dòng)與液壓相比，雖然遠(yuǎn)不及液壓應(yīng)用那樣廣泛，但 是它卻具有許多其它能源所不及的優(yōu)點(diǎn)： 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 1.空氣可以從大氣中取之不盡，沒有介質(zhì)費(fèi)用的損失和供應(yīng)上的困難。同時(shí)，可以 直接將廢氣任意排放到外界大氣中，處理非常方便。氣動(dòng)管路中的泄漏，除引起功率 損失外，不致產(chǎn)生不利于工作的嚴(yán)重影響。 2.空氣的粘度很小，在管道中的壓力損失很小，一般其阻力損失不到油路損失的千 分之一，因此壓縮空氣便于集中供
20、應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。 3.壓縮空氣的工作壓力較低（一般為 48Kg/cm 2） ，因此，可降低對(duì)氣動(dòng)元件的材 質(zhì)和制造精度上的要求，但工作壓力低，使結(jié)構(gòu)尺寸增大，這是缺點(diǎn)。 4.氣動(dòng)動(dòng)作迅速，反應(yīng)快。用作夾緊力時(shí)，這是一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。 5.氣動(dòng)維護(hù)簡(jiǎn)單，介質(zhì)清潔，管道不易阻塞，亦不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充和更換等問 題。 6.和液壓傳動(dòng)一樣，氣動(dòng)也有操作控制方便，元件便于標(biāo)準(zhǔn)化，易于集中控制，程 序控制和實(shí)現(xiàn)工序自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。 由于氣壓傳動(dòng)具有上述許多優(yōu)點(diǎn)，因此在組合機(jī)床上廣泛地采用了氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 但是由于氣動(dòng)工作壓力低，往往需要通過加大結(jié)構(gòu)尺寸和采用增力機(jī)構(gòu)來達(dá)到增加夾 緊力的目的，因而使機(jī)構(gòu)龐大而
21、復(fù)雜。由于氣體的可壓縮性，使外載變化對(duì)工作速度 的影響較大，氣動(dòng)夾緊所能維持的剛性比液壓夾緊的剛性低。 圖 1-2 工件的夾緊 1.7.6 夾緊力的確定 所謂確定夾緊力，從廣義上說，就是正確地確定夾緊力的三要素：作用點(diǎn)、方向和 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 13 大小。 1. 夾緊力的作用點(diǎn)。選擇夾緊力的作用點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意： 1）保證工件在夾緊后定位穩(wěn)定。為此必須避免產(chǎn)生能使工件離開夾具定位表面的力系 和力矩系，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)在工件定位支承面上，或落在由諸支承塊所連成的面積 范圍內(nèi)。 2）必須保證夾緊后工件的變形最小。為此，夾緊力應(yīng)作用在剛性最好的部位，即夾緊 部位應(yīng)盡量靠近工件的壁或筋，
22、并要避免設(shè)在工件被加工孔的上方。此外還要保證夾 緊力和切削力不產(chǎn)生使工件彎曲的力矩。為此，夾緊點(diǎn)應(yīng)力求對(duì)著定位支承面，輔助 支承要盡量地布置在接近被加工表面處。 3）為了滿足上述兩項(xiàng)要求，只有一個(gè)夾緊點(diǎn)往往是不夠的，因此，在多數(shù)情況下需對(duì) 工件進(jìn)行多點(diǎn)夾壓，力求使工件夾緊得比較穩(wěn)固。但是，要實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)夾緊，并不等于 每一個(gè)夾緊部位都需要有自己?jiǎn)为?dú)的夾緊裝置，可以借助改變壓板的形狀和采用聯(lián)動(dòng) 夾緊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 在本次設(shè)計(jì)中，夾緊點(diǎn)的位置選擇在連桿大端兩個(gè)螺紋孔的中線上，只有一個(gè)夾緊點(diǎn)。 這樣選擇的原因是：這樣能夠保證夾緊后連桿的變形比較小，而且在這個(gè)部位上連桿 的剛性比較好。另外，夾緊點(diǎn)在兩個(gè)被加
23、工孔的中線上，不會(huì)有夾緊力和切削力產(chǎn)生 的使工件彎曲的力矩，保證了加工精度。 2.切屑力的方向 夾緊力方向的選擇與工件定位基準(zhǔn)的位置，工件重力的方向和切削力的方向有密切 的聯(lián)系，夾緊力的方向應(yīng)朝向工件在夾具上定位時(shí)的主要基準(zhǔn)面，因?yàn)檫@對(duì)于保證夾 壓后工件定位的穩(wěn)定和減小工件的夾緊變形都是有利的。 切削力的大小和方向，是確定夾緊力的方向的另一個(gè)重要因素。在加工中、小型零件 時(shí)，對(duì)夾緊參數(shù)來說，切削力的大小和方向具有重要的意義；在加工大型和重型工件 時(shí)，工件本身的重量也起著很大的作用。夾緊力和切削力的相關(guān)方向可以有下列三種 典型的情況： 1.夾緊力和切削力的方向一致，這一情況最為有利，通常所需的夾
24、緊力較小。 2.夾緊力和切削力的方向相反，這是一種不利的情況，此時(shí)夾緊力必須大于切削力。 本次設(shè)計(jì)的切削力與夾緊力的方向相反，是由于采用的是氣動(dòng)夾緊裝置，夾緊力的大 小可以調(diào)節(jié)，夾緊比較可靠，所以采用的這種情況。 3.夾緊力和切削力的方向互相垂直，這種情況比較多見，此時(shí)，切削力是依靠夾緊 力所產(chǎn)生的摩擦力來抵制的，因此所需的夾緊力也很大。 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 4.加工孔時(shí)的切屑力 NDTF3310.21.233.40. 1.7.7 夾緊力的計(jì)算 2.7.7.1 確定夾緊力時(shí)應(yīng)考慮的計(jì)算系數(shù) a 摩擦系數(shù) f 在許多情況下，并不是由夾具的定位支承機(jī)構(gòu)或夾緊機(jī)構(gòu)本身直接承受工件所受
25、切削 力，而是由工件在緊急狀態(tài)下，工件與定位支承機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)之間所產(chǎn)生的摩擦力 來防止工件產(chǎn)生平移或轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在確定夾緊力時(shí)，需要考慮各種接觸表面之間的摩 擦系數(shù)。 摩擦系數(shù)主要取決于工件、支承塊和已加工夾具體，調(diào)節(jié)支承釘之間的接觸形式： 工件和支承塊、夾具體之間的摩擦系數(shù)；（均為加工過的光滑表面）1f 工件和調(diào)節(jié)支承釘之間的摩擦系數(shù)；（工件側(cè)面毛坯球面）2 查表得， =0.150.25 ， =0.20.31f2f b.安全系數(shù) 在加工過程中，由于工藝的不同，工件材質(zhì)和加工余量的不同以及刀具鈍化等因素的 影響，欲準(zhǔn)確地確定所需夾緊力是很困難的。因此，為了夾緊可靠，必須將計(jì)算所得 的切削力乘以
26、安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊力。 3210K 式中 基本安全系數(shù)（考慮工件材料，余量是否均勻）0K 加工性質(zhì)系數(shù)1 刀具鈍化系數(shù)2 切屑特點(diǎn)系數(shù)3K 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 15 由表查得 =1.2 =1.2 =1.2 =1.00K12K3 =1.21.21.21.0210K =1.728 1.7.7.2 夾緊力的確定 NFKQ431 10768.25.014728f 夾 本機(jī)床設(shè)計(jì)的夾緊力為 Q夾 1.8 夾具的主要元件 1 夾具體 夾具體是用來將夾具的各個(gè)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。在它上面要安裝定位元件、夾緊裝置、刀具引導(dǎo)件以及其它各種裝置和元件。此
27、 外，在夾具體上還應(yīng)有夾具在機(jī)床上安裝用的定位部分，以保證夾具在機(jī)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(shí)的切削力、夾緊力和 慣性力。 對(duì)夾具體的一般要求： 1.足夠的剛度和強(qiáng)度； 2.較輕的重量； 3.安裝要穩(wěn)定； 4.保證裝卸工件方便； 5.工藝性要好； 6.便于清除切屑和贓物；切屑和贓物是否容易清理，不僅影響生產(chǎn)效率，同時(shí)也影響 夾具使用的可靠性。 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 圖 13 夾具體 2 導(dǎo)套 技術(shù)要求 1). 對(duì) 的徑向跳動(dòng)不大于 0.005mm。350 2).銳邊倒鈍。 3).熱處理：淬火 HRC6064。 圖 14 襯套 3.支承板 材
28、料：T8 熱處理：HRC5560 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 17 圖 1-5 支承板 4.調(diào)節(jié)支承 材料 45； 熱處理：HRC4560 圖 16 調(diào)節(jié)支承 1.9 工件在夾具中加工精度分析 1.9.1.影響加工精度因數(shù) 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多， 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差 p、對(duì)刀誤差 t、夾具在機(jī)床上的安裝誤差 a 和 夾具誤差 e，在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤 差 g。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確而形成總的加工誤差 1.定位誤差 p 本工序的定位是
29、由凸臺(tái)平面和一個(gè)側(cè)面保證的，孔的中心線和刀具的中心線是 否重合，有安裝精度決定，必然存在安裝誤差為，即 p。也稱累積誤差。由圖可知夾 具體定位平面對(duì)基準(zhǔn)底面平行度為 0.020.05。中心線與基準(zhǔn)工公差為 .03 可得 01.5.06.p 2.對(duì)刀誤差 t 因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蜓b置不精確造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤差。 本工序中絲錐是采用自引導(dǎo)進(jìn)行導(dǎo)向，所以對(duì)刀誤差為 0，即 t=0。 3.夾具在機(jī)床上的安裝誤差 a 因?yàn)閵A具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)： =0.02mm水 平 =0mm垂 直 4.夾具誤差 e 因夾具上定位元件，對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基
30、面三者之間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向 元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差，夾具誤差大小取決于夾 具零件的加工精度的夾具裝配時(shí)的調(diào)整和修配精度。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 =0.04mme 5.加工方法誤差 g 因機(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形 等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差，因該項(xiàng)誤差影響因素很多，又不便于 計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的 。計(jì)算時(shí)可設(shè) = 。3 1g3k 工件位置公差取 0.20k 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 19 =g mk067.2.31 1.9.2 保證加工精度 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差 為上述各項(xiàng)誤差
31、之和。由于上述誤差均為 獨(dú)立隨機(jī)誤差，應(yīng)用概率法加，因此，保證工件加工精度條件是： 0817.6.04.2.01. 222222 geatp 即工件總加工誤差 應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具完全 可以保證加工精度。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加 工精度時(shí)需留出一定精度儲(chǔ)備量 ，因此將上式改為：cJ = kcJck 當(dāng) 0 時(shí)夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上c = =0.20-0.08117=0.118830，所以夾具完全可以滿足加工要求。Jk 結(jié)論 本次是柴油機(jī)連桿螺紋孔的夾具設(shè)計(jì)。以組合機(jī)床為設(shè)計(jì)類型，從機(jī)床的起源到 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)
32、設(shè)計(jì)說明書 1 組合機(jī)床的發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)中所占的重要作用等。組合機(jī)床發(fā)展到現(xiàn)在從總體結(jié)構(gòu) 也發(fā)生了變化，使它的作用和功能更強(qiáng)大， 夾具是機(jī)床和工件之間的聯(lián)結(jié)裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具獲得正確位置，直 接影響工件加工表面精度，是加工過程中最活躍的因素。夾具可以擴(kuò)大機(jī)床的應(yīng)用范 圍，降低加工成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 課題涉及的知識(shí)面很廣，綜合知識(shí)比較強(qiáng)，面對(duì)設(shè)計(jì)過程中很多活躍的因素，如 何做到更好，不僅要用所學(xué)的知識(shí)，更要求不斷的創(chuàng)新，更新自己，增強(qiáng)自己的專業(yè) 知識(shí)及其他綜合能力，更新自己的思維方式和思想理念。 通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到了自己存在不足，特別是對(duì)知識(shí)總體結(jié)構(gòu)上不 夠 從而使我
33、在設(shè)計(jì)過程中難題重重，幾種方案的提出并在老師細(xì)心的分析后得出來 最終的方案。帶著問題設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中解決問題，使自己感受到解決問題后的喜悅。培 養(yǎng)了我面對(duì)困難要解決困難的能力。為今后的工作中積累一定的經(jīng)驗(yàn)。困難并不可怕， 可怕的是不去面對(duì)困難，解決困難。 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 21 參考文獻(xiàn) 1 李青余 張佳主編. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003.8 2 大連組合機(jī)床研究所編 組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1977.10 東 北 重 型 機(jī) 械 學(xué) 院 3.洛 陽 工 學(xué) 院 編M 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1990.2 第以汽車制造
34、廠職工大學(xué) 4.李益民主編 .機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1995.10 5.李旦 邵東向 王杰主編 機(jī)床專用夾具圖冊(cè)M 哈爾濱工業(yè)出版社 1998.7 6.胡家秀主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10 7.艾興等主編.金屬切削用量手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.10 8.徐錦康主編.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.1 9.吳宗澤 羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：高等教育出版社， 2006.5 10 肖繼德 陳寧平主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.5 11.陳秀寧 施高義主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M
35、.杭州：浙江大學(xué)出版社，1995.8 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 致謝 在近三個(gè)月的設(shè)計(jì)中，非常感謝我的指導(dǎo)老師，那嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，一絲不夠的工作作風(fēng) 使我在今后工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了學(xué)術(shù)目標(biāo)。 領(lǐng)會(huì)了很多思維方式，掌握了一定的研究方法，循序漸進(jìn)的教導(dǎo)和不拘一格的思維給 予我無盡的啟發(fā)。 我這次設(shè)計(jì)的內(nèi)容還很全面，只做了部分部件設(shè)計(jì)，我想我將會(huì)帶著一些設(shè)計(jì)的問 題在今后進(jìn)一步進(jìn)行探討。我現(xiàn)在只是在理論在上設(shè)計(jì)，沒有工作經(jīng)驗(yàn)，更不能理解 某些問題在實(shí)際工作中的作用。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，只要我們?cè)诠ぷ髦胁粩嗟呐?力工作，發(fā)現(xiàn)問題解決問題。虛心向老師傅們請(qǐng)教，不斷的提高自己，相信自己會(huì)做 得更好。 在設(shè)計(jì)中由于時(shí)間的倉促及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，自己所學(xué)知識(shí)有限，可能還存在一些 問題，希望各位老師指教。我將帶著對(duì)知識(shí)實(shí)事求是的態(tài)度，本著為社會(huì)多做貢獻(xiàn)的 精神，投入到未來的工作生活中去。
柴油機(jī)連桿鉆床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)
