汽车调速器油泵壳体机械加工工艺与专用车夹具设计-[机械毕业设计论文A1117]
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专用车
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毕业设计
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a1117
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文档包括:
说明书一份,34页,13200字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
翻译一份.
图纸共2张:
A1-车夹具装配图.dwg
A1-零件图.dwg
- 内容简介：
-
南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 4 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 35 钻工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻直径为 4孔 钻头，游标卡尺 2 钻直径为 6的孔 3 钻 6的孔 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 5 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 40 钻工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻5 的孔 钻头，游标卡尺 2 攻丝：攻直径为 6的内螺纹 钻头，量规 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 6 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 45 钻工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻5 孔 钻头，游标卡尺 2 攻丝：攻直径为 6的内螺纹 量规 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 7 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 50 钻工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻 16的孔 钻头，游标卡尺 2 攻丝： 攻 18的内螺纹 量规 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 8 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 55 钻工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻 11 的孔 钻头，游标卡尺 2 攻钻 量规 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 9 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 15 车工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 以底面为基准，粗车直径 40的内孔端面 ，游标卡尺 ，车刀 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 10 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 60 钻工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻 20 的孔 钻头。游标卡尺 2 攻 量规 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 11 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 钻工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 钻 4深 9的孔 钻头，游标卡尺 2 钻 3的孔 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11 页 第 1 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 20 铣工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 以底面为基准，粗铣上面 游标卡尺，铣刀 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11页 第 2 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 25 铣工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 以顶面为基准，粗铣底面 游标卡尺，铣刀 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程系 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 11页 第 3 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 30 铣工 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切雪 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切雪 深度 (进给次数 工步工时 机动 辅助 1 以顶面为基准， 精 铣底面 游标卡尺，铣刀 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程学院 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 2 页 第 1 页 材料牌号 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 备注 工序号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 00 铸造 铸造毛坯 铸砂 05 毛坯入库检验 10 毛坯入库 15 车工 以底面 为基准，粗车直径为 40的内孔端面 车床 专用夹具 20 铣工 以底面为 基准，粗铣上面 铣床 专用夹具 25 铣工 以顶面为基准，粗 铣底面 铣床 专用夹具 30 铣工 以底面为 基准，精铣底面 铣床 专用夹具 35 钻工 钻直径为 2直径为 6及 6的孔 钻床 游标卡尺 40 钻工 钻孔，攻丝，加工 6 6H 的 内螺纹 钻床 量规 45 钻工 钻 孔，攻丝，加工 2 6H 的 内螺纹 钻床 量规 50 钻工 钻孔，攻丝，加工 螺纹 钻床 量规 55 钻工 钻孔，攻丝，加工 6的内螺纹 钻床 量规 60 钻工 以底面以及直径为 直径 40的孔 车床 专用夹具 65 钻工 车端面上直径为 车床 专用 夹具 70 钻工 钻侧面直径为 3和直径为 4深 9的孔 钻床 专用夹具 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文 件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 南昌航空大学科技学院 航空 工程学院 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 产品型号 零件图号 产品名称 调速器前壳 零件名称 共 2 页 第 2 页 材料牌号 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 备注 工序号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 75 去毛刺 综合出去零件表面的毛刺 钳工台 80 成品检验 85 成品入库 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 毕业设计（论文） 题目： 调速器前壳加工工艺与工装设计 系 别 航空工程系 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级学号 078105231 学生姓名 伍汉平 指导教师 王细洋 二 O 一一年 六 月 一、选题的依据及意义 调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定的转速运行。 用于减小某些机器非周期性速度波动的自动调节装置。可使机器转速保持定值或接近设定值。水轮机、汽轮机、燃气轮机和内燃机等与电动机不同，其输出的力矩不能自动适应本身的载荷变化，因而当载荷变动时，由它们驱动的机组就会失去稳定性。这类机组必须设置调速器，使其能随着载荷等条件变化，随时建立载荷与能源供给量之间的适应关系，以保证机组作正常运转。调速器的理论和设计问题，是机械动力学的研究内容。调速器的种类很多。其中应用最广泛的是机械式离心调速器。而以测速发电机或其他电子器件作为传感器的调速器，已在各个工业部门中广为应用。调速器必须满足稳定性条件： 当机组转速与设定值出现偏差时，调速器能做出相应的反应动作，同时又必须有一经常作用的恢复力使调速器回复初始状态。离心调速器中的弹簧就是产生恢复力的零件。这样的调速器称静态稳定的调速器。但是静态稳定的调速器也可能在调节过程中出现动态不稳定性，当调节动作过度而出现反向调节时，实际调节动作会形成一个振荡过程。使振荡能很快衰减的调速器，称为动态稳定的调速器，否则 是动态不稳定的调速器，后者不能保证机器正常工作。 在调节系统中增加阻尼是提高动态稳定性的一种方法。调节系统中的阻尼，例如运动副中的摩擦，使调速器具有一定的不灵敏性，即当被控制轴的转速稍微偏离设定值时，调速器不产生相应的动作。机械式调速器的不灵敏性一般约为其设定值的 1。灵敏性过高的调速器，也会由于机组正常运转中周期性的速度波动而产生不应有的调节动作。 而调速器 前壳 是调速器的工作场所（调速器主要安装于壳体内）。其工艺工装设计的是否合理将会直接关系到油泵能否正常的工作从而影响 调速器 的性能指标 ,是调速器的重要组成部分 二、 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述） 世界上包括我国的中重型卡车 用 动力几乎百分之百采用柴油机。轻型卡车中 的以上也是用柴油机。从上世纪九十年代开始，欧洲生产的轿车中已有采用柴油机，目前已接近。而对柴油机的性能和排放影响最大的部件是燃油喷射系统。燃油喷射系统俗称油泵油嘴，是柴油机的心脏部件。由于其产品要密封几百巴甚至更高压力的燃油，同时又要精确控制其喷油量、喷油时刻，因此，其制造精度极高。随着我国对汽车排放实施逐步严格的排放标准，对燃油喷射系统提出了更高的要求，喷射压力已提高到巴，控制要求还要细化到控制喷油规律，控制一次喷油过程中的多次喷射，因此，控制系统电子化是不可逆转的趋势。燃油喷射装置的电控系统又是整个汽车电子控制的基础和核心。因此，未来燃油喷射系统是 一个集高精密加工技术、电子数控技术于一体的高新技术产品，行业也由劳动密集型、技术密集型向技术密集、资金密集的行业转变，面对这一形势，我国燃油喷射系统行业正在经历着一场严峻的变化。产品发展动态 ； 燃油喷射系统产品发展围绕着执行国家汽车排放标准推进。燃油喷射系统是车用柴油机改善排放、降低油耗、提高性能 最有效、 最关键的部件。近年来我国高速公路、高等级公路发展迅猛，因此中重型载重车的吨位、功率不断提高，柴油机的排量增大。与此相应，多缸喷油泵中喷射压力高，工作能力大，泵体刚性好的型泵（包括、等）产量增加很快。年时，全国型泵产量才万台，年即达万台，翻了一番，年达到万台，又翻了一番多，年为万台，增幅大大趋缓。与此相对应的喷射压力较低的、喷油泵，已从年万台下降到年的万台，下降了。六十年代 设计投产的用于轻型卡车和农用运输车低喷射压力泵号泵，其产量已从鼎盛时年近 万台跌至年的万台，跌幅。南京威孚金宁生产的分配泵从年的万台，至年的万台，年的万台，至年的万台。三年内的产量增加倍。当前，喷射压力达、工作能力更大的喷油泵，是满足欧 排放标准的重型卡车发动机的关键部件。在最近年来，产量将快速增加。从近几年产品发展速度来看，燃油喷射系统行业中一个产品可以生产几十年的历史将结束 ，产品更新周期加快，这是燃油喷射系统行业面临的挑战。 市场预测及行业展望 ； 由于我国载重汽车的发展速度不会像轿车发展那么快，因此燃油喷射系统产品在今后几年内其总量上也不会出现突破性发展，但每年仍将以左右的速度在增加。有一点值得注意的是我国柴油轿车何时能有长足的发展。目前已有一些轿车生产企业和发动机生产厂家在规划、研制轿车柴油机。一旦柴油轿车实现批量生产，则相应的燃油喷射系统产量会突发性增长。 我们展望行业未来，可以预测： 主导产品向行业大企业进一步集中 由于汽车要求配套的燃油喷射系统产品向高喷射压力、 电子控制方向发展，燃油喷射系统行业正向技术密集性产业发展，高精设备的投入和技术开发费用所占比重加大，这对投资少、技术力量不足的小企业是个严峻考验。再加上汽车配套所必须的一整套严格的技术认证程序，都将促使燃油喷射系统主导产品向行业大企业集中。计划经济体制下无法解决的生产布点分散的局面将有可能彻底解决。而民营小企业会进一步占据那些技术含量略低的产品生产。 产品型式将由单一的多缸直列泵向单体泵、泵喷嘴和共轨系统发展 新中国成立多年来，除了农用小缸径单缸泵外，汽车用多缸柴油机一直采用多缸直列泵作为主导产品， 几乎没有其他燃油喷射系统。唯一例外的是康明斯燃油喷射系统，每年也才台左右，用于引进的重型车用康明斯、系列柴油机。随着汽车向大功率、低排放方向发展，中国第一汽车集团公司已经引进德国道依兹公司发动机，该机采用高置式单体泵燃油喷射系统，每年产量将逐步达到万台。广西 玉林柴油机厂也正在开发研制采用电控单体泵燃油喷射系统的车用柴油机，准备达到欧 排放标准。有的大汽车企业正在开发的大功率车用柴油机将采用箱体合成式单体泵，因此用于大中功率车用柴油机的单体泵将成为今后我国燃油喷射系统又一主导产品。同时， 一汽无锡柴油机厂、上海柴油机厂等有名的发动机制造厂正在开发用电控共轨喷射系统的发动机，以满足欧 排放法规。因此，多缸柴油机采用单一的多缸直列泵的局面必将打破。 年世界著名的燃油喷射系统生产厂商德国公司与我国最大的燃油喷射系统生产企业无锡威孚集团公司正式签约在无锡开发区建立规模巨大的生产燃油喷射系统产品的合资企业，总投资亿欧元（约亿人民币）。公司控股，主导产品是喷油器总成、喷油嘴偶件和电控燃油喷射系统。由于该合资企业依托技术先进、开发力量雄厚的德国公司，又有巨大规模的投资，企图垄断我国未来燃油喷射系统市场，我国燃油喷射系统行业面临极大挑战，现有行业中的企业有可能陷入生死存亡的危险。日本电装公司与上海伊维公司合资 ，已经成立了上海东维油泵油嘴公司，美国公司准备在中国建立独资或合资企业，这将使我国燃油喷射系统行业雪上加霜。如果我们没有自己的电控燃油喷射系统产品，不以自己的优势（例如较低的价格，较完善的售后服务系统）在国内市场上占有一席之地，那么在年后现有的燃油喷射系统企业原有的产品已不能维持再生产，企业从萎缩至淘汰，这决不是危言耸听。而燃油喷射系统行业又关系到汽车发动机乃至汽车行业，也关系到与发动机有关的军用车辆、船舶、机车、工程机械行业，因此关系到我国国民经济健康发展的一件大事。我们绝不能坐以待 毙。 尽量选用柴油车也是交通运输节油途径之一。柴油机与汽油机相比，具有功率大、燃油热效率高、使用寿命长、起动性能好、一氧化碳和碳氢化合物排放低，油耗低等一系列优点，因而在工业发达国家柴油机汽车发展很快，在世界范围内出现了汽车柴油化的趋势。 中国柴油车生产比例 1998 年为 26%，但 2003 年降到 2003 年生产的汽车中，重型载重汽车， 中型载货汽车， 轻型载货汽车， 大型客车和 中型客车采用了柴油发动机。但只有 轻型客车采用 柴油发动机，微型客车全部为汽油车，生产柴油轿车只占轿车生产量的 6921 辆 )。汽车柴油化应该成为中国汽车工业的一个发展方向。 由此可见柴油机将会在未来的汽车工业中将担任着重要的角色，而柴油机的心脏即是油泵所以说油泵将会有很大的需求量， 前壳是 调速器的工作场所（油泵的调速器主要安装于壳体内）。其工艺工装设计的是否合理将会直接关系到油泵能否正常的工作从而影响油泵的性能指标。 三、研究内容及实验方案： 在 做 调速器前壳加工工工艺与工装设计 时，一般应根据 调速器前壳的使用要求、工作状况和所需 机械特性来进行。首先 应了解和掌握 任务书所列的 已知条件 ，分析零件，对零件图机型工艺分析，绘制二维零件图，确定工艺路线，编制机械加工工艺过程卡片、机床加工工序卡 等。 具体步骤如下： 四、目标 、主要特色 及 工作进度 1、设计目标 通过这次毕业设计，可以系统的把大学里的专业知识应用到实际设计和生产中去，提高自己的动手能力和创新能力，锻炼自己的自主能力和查阅资料的能力，以此提高自己的综合素质来适应社会发展的需求。 2、 工作进度 滚轮架零部件采用标准化元件， 缩短了辅助时间，工件定位迅速，装夹方便，能够保证加工的稳定性和操作的方便快捷，并且扩大了加工工艺范围，降低了对工人技术水平的要求和减轻了工人的劳动强度。滚轮机架综合应用了机电一体化技术、电工技术、自动化控制、机械控制和机械制造等方面的最新成就而发展起来的高效自动化机械设备，是一中典型机电一体化产品。它集高效率、高稳定和高柔性于一身，代表了机械的主要发展方向。它是机械加工自动化的一种核心设备。 3、 工作进度 悉零件结构及功能，撰写开题报告。 1 周 读与翻译 （ 6000 字符以上） 2 周 4 周 4 周 5 周 1 周 五、参考文献 【 1】王先逵 . 机械制造工艺学 . 北京：机械工业出版社， 2008 【 2】于骏一 . 典型零件制造工艺 . 北京：机械工业出版社， 1989 【 3】王凡 . 实用机械制造工艺设计手册 . 北京：机械工业出版社， 2008 【 4】张进生，房晓东主编 . 机械工程专业课程设计指导 . 北京：机械工业出版社， 2004 【 5】 005 4、方世杰，綦耀光主编 北京：机械工业出版社， 5 朱孝录主编 . 机械传动装置选用手册 械工业出版社， 1999 6 成大先主编 . 机械设计手册 （第四版） 学工业出版社， 2002 7 刘艳革 . 焊接用自调式滚轮架设计 2 期 1998 8 唐金松主编 . 简明机械设计手册 海科学技术出版社， 1992 9 o., 1985 调速器前壳加工工艺与工装设计 学生姓名 ： 伍汉平 班级 ： 0781052 指导老师 ： 王细洋 摘要： 本次毕业设计题目是调速器前壳加工工艺与工装设计。本人致力于调速器前壳的工艺与工装的设计， 前壳 是调速器箱 体 的一个重要零件。调速器的零部件安装于壳体内 ， 主要通过调速器箱控制动元件的快慢运动 。 调速器是用来保持柴油机的转速稳定的。在柴油机的负载变化的过程中，它的转速是会相应发生变化的。当转速降低时，如果调速器不调节，柴油机最终将停掉；当转速升高时，如果调速器不作用，柴油机最终将无法承 受过大的离心力而损坏。调速器的作用就是保持柴油机的转速稳定。另 外 调速器还可以保持柴油机的最低转速和最高转速，防止 低转速运转时熄火和高转速运转时 “飞车 ”，造成机械损坏。 运行时，柴油机所带的负载是不断变化的。在负载变化时，特别是突然变化时，必须保持柴油机的转速稳定。调速器就是自动保持转速稳定的装置。对于发电用的柴油机，要求其转速基本恒定在同步转速，对调速器的调速特性要求很高。 而调速器 前壳是调速器的工作场所（调速器主要安装于壳体内）。其工艺工装设计的是否合理将会直接关系到油泵能否正常的工作 ， 从而影响 调速器 的性能指 标。 关键字： 调速器 调速器箱 柴油机 指导老师签名 ： u 781052 i is I am to is an in of of is to in of is if if is of is to to at in is by to is a to in of is of in is be to s 目录 （一）摘要 二）计算生产纲领 ， 计算生产纲领决定生产类型 2， 生产纲领 （三） 零件的分析 2，零件的技术分析 （四）确定毛坯 ，毛坯的铸造方式 2，铸件的尺寸 3，铸件的加工余量 4，零件 毛坯综合图的绘制 （五） 工艺规程设计 a) 定位基准的选择 粗基准的选择 精基准的选择 b) 制定工艺路线 c) 拟订定位方案和选择定位元件 定位方案 选择定位元件 d) 初步拟定加工工艺路线 e) 修改后的工艺路线 6，选择加工设备 7，填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 （六）机床夹具设计 ， 加工中心用的夹具 零件体工序的加工要求分析 确定夹具的类型 2， 工作台面与夹具体的设计 定位装方案 加紧机构设计 夹具精度分析与计算 绘制夹具总图 总图的绘制 （七） 设计所参考书籍 调速器 速器的作用是将内燃机的转速限制在一定范围内。运行时，柴油机所带的负载是不断变化的。在负载变化时，特别是突然变化时，必须保持柴油机的转速稳定，不得出现停车或飞车事故。调速器就是自动保持转速稳定的装置。对于发电用的柴油机，要求其转速基本恒定在同步转速，对调速器的调速特性要求很高。 内燃机工作时，如内燃机的输出转矩与外界的阻力矩 (负载 )相等时，工作才能稳定。如阻力矩超过内燃机的转矩时，转速将降低 ;反之则升高。为使工作机械稳定地工作，就必须随着阻力的变化相应调节供油量，使发 动机的转矩与外界负载相适应。由柴油机的速度特性可以看出，柴油机的转矩 Me=f(n)曲线比较平坦。在柴油机运转时，如油量调节杆固定在某一位置，柴油机的转矩 按速度特性变化，而外界负载是经常变化的。如推土机在干湿不同、软硬不一的土壤中作业时，阻力矩就有明显的变化。如阻力矩有较小的变化 ( M)，将引起转速较大的变化 ( n)，柴油机的工作是不稳定的。如要人为的控制供油量来适应外界负载的变化，这不仅使司机疲劳，而且也难以保持转速的稳定。 调速器属于自动调节装置。当外界负载变化时，它能随着负载的变化自 动调节供油量，使柴油机的转速稳定在一定的转速范围内。 汽车或工程机械是经常在负载不断变化的情况下工作的，而且还会遇到负载突变的情况。如推土机作业时，当卸土以后，由于突然卸去了负载，喷油泵油量调节杆一时还来不及向减少供油量的方向移动，柴油机的转速就会迅速升高，而这时由于喷油泵速度特性的作用，喷油泵的循环供油量反而增大，促使柴油机的转速进一步升高。这样相互影响的结果，便柴油机的转速越来越高，严重时会出现超速，甚至发生 飞车 事故，以致引起机件损坏。 另外，柴油机还经常遇到低速空转 (怠 速 )的场合，如短暂停车、起动暖车、变速器换挡等。柴油机在怠速运转时只供给很少量的燃油，这部分燃油发出的能量只能克服发动机内部的摩擦阻力，这时发动机工作的稳定性主要取决于其内部摩擦阻力的变化和气缸内气体做功变化的相互关系。这两者可用平均机械损失压力 平均指示压力 变化来表示。一般发动机随转速的增加，平均机械损失压力 略有增加。为了使怠速运转稳定，必须在转速升高时，使平均指示压力 小，而在转速降低时使其增大。柴油机怠速运转时，油量调节杆保持在最小供油量位置，这时如果某种原因 (如润滑油粘度的变化 )使柴油机的内部阻力略有增大，则其转速就略为降低，但由于喷油泵速度特性的作用，每循环供油量反而减少，这就促使转速迸一步降低，如此循环作用，最后将使柴油机熄火 ;反之，如柴油机内部的阻力略有减小，则将导致柴油机怠速转速不断升高，所以柴油机的怠速是很不稳定的。因此，汽车柴油机通常装用两极式调速器来达到防止超速和稳定怠速的目的。 调速器的作用即在于改变 线的变化历程，使 线随转速升高而急剧下降。这样在怠速时能保持稳定，在高速时能防止超速。 在某些工作条件比较特殊的柴油机上，如工作时 负载变化急剧的工程机械以及工作条件要求在负载改变后转速保持一定范围的柴油机 (如带发电机、空压机、水泵等 )，则要求采用全程式调速器，这种调速器不仅能防止超速和保持怠速的稳定性，而且还能自动控制任何所要求的速度工况。全程式调速器还可以减轻司机操作，提高柴油机的使用经济性和劳动生产率。 油泵的循环供油量主要取决于油量调节杆 (拉杆或齿杆 )的位置。但是，在实际上供油量还受到柴油机转速的影响。 当油量调节杆位置定时，喷油泵的循环供油量随转速变化的关系，称为喷油泵 的速度特性。它对柴油机的工作有很大的影响。 he of is to a is by to no or is a to in of as to as be to to be of of to of be e = f (n) is In as in a e to is as in in in If in M), a n), To to to to of it of of at a or is as of a to to of he of of to of be in or in In of as so at a of of be by to of on of in m i of m In to to i it is to a if as in s to he of of so as it to so is is to of of is to i so i at to of in as in of in to a of as , to of of to of 2. on of or in by of of of a 第一章 引言 世界上包括我国的中重型卡车 用 动力几乎百分之百采用柴油机。轻型卡车中的以上也是用柴油机。从上世纪九十年代开始，欧洲生产的轿车中已有采用柴油机，目前已接近。而对柴油机的性能和排放影响最大的部件是燃油喷射系统。燃油喷射系统俗称油泵油嘴，是柴油机的心脏部件。由于其产品要密封几百巴甚至更高压力的燃油，同时又要精确控制其喷油量、喷油时刻，因此，其制造精度极高。随着我国对汽车排放实施逐步严格的排放标准，对燃油喷射系统提出了更高的要求，喷射压力已提高到巴，控制要求还要细化到控制喷油 规律，控制一次喷油过程中的多次喷射，因此，控制系统电子化是不可逆转的趋势。燃油喷射装置的电控系统又是整个汽车电子控制的基础和核心。因此，未来燃油喷射系统是一个集高精密加工技术、电子数控技术于一体的高新技术产品，行业也由劳动密集型、技术密集型向技术密集、资金密集的行业转变，面对这一形势，我国燃油喷射系统行业正在经历着一场严峻的变化。产品发展动态 ； 燃油喷射系统产品发展围绕着执行国家汽车排放标准推进。燃油喷射系统是车用柴油机改善排放、降低油耗、提高性能最有效、最关键的部件。近年来我国高速公路、高等级公路发展迅猛， 因此中重型载重车的吨位、功率不断提高，柴油机的排量增大。与此相应，多缸喷油泵中喷射压力高，工作能力大，泵体刚性好的型泵（包括、等）产量增加很快。年时，全国型泵产量才万台，年即达万台，翻了一番，年达到万台，又翻了一番多，年为万台，增幅大大趋缓。与此相对应的喷射压力较低的、喷油泵，已从年万台下降到年的万台，下降了。六十年代设计投产的用于轻型卡车和农用运输车低喷射压力泵号泵，其产量已 从鼎盛时年近万台跌至年的万台，跌幅。南京威孚金宁生产的分配泵从年的万台，至年的万台，年的万台，至年的万台。三年内的产量增加倍。当前，喷射压力达、工作能力更大的喷油泵，是满足欧 排放标准的重型卡车发动机的关键部件。在最近年来，产量将快速增加。从近几年产品发展速度来看，燃油喷射系统行业中一个产品可以生产几十年的历史将结束，产品更新周期加快，这是燃油喷射系统行业面临的挑战。 市场预测及行 业展望 ； 由于我国载重汽车的发展速度不会像轿车发展那么快，因此燃油喷射系统产品在今后几年内其总量上也不会出现突破性发展，但每年仍将以左右的速度在增加。有一点值得注意的是我国柴油轿车何时能有长足的发展。目前已有一些轿车生产企业和发动机生产厂家在规划、研制轿车柴油机。一旦柴油轿车实现批量生产，则相应的燃油喷射系统产量会突发性增长。 我们展望行业未来，可以预测： 主导产品向行业大企业进一步集中 由于汽车要求配套的燃油喷射系统产品向高喷射压力、电子控制方向发展，燃油喷射系统行业正向技术密集性产业发展，高精设 备的投入和技术开发费用所占比重加大，这对投资少、技术力量不足的小企业是个严峻考验。再加上汽车配套所必须的一整套严格的技术认证程序，都将促使燃油喷射系统主导产品向行业大企业集中。计划经济体制下无法解决的生产布点分散的局面将有可能彻底解决。而民营小企业会进一步占据那些技术含量略低的产品生产。 产品型式将由单一的多缸直列泵向单体泵、泵喷嘴和共轨系统发展 新中国成立多年来，除了农用小缸径单缸泵外，汽车用多缸柴油机一直采用多缸直列泵作为主导产品，几乎没有其他燃油喷射系统。唯一例外的是康明斯燃油喷射系统，每 年也才台左右，用于引进的重型车用康明斯、系列柴油机。随着汽车向大功率、低排放方向发展，中国第一汽车集团公司已经引进德国道依兹公司发动机，该机采用高置式单体泵燃油喷射系统，每年产量将逐步达到万台。广西玉林柴油机厂也正在开发研制采用电控单体泵燃油喷射系统的车用柴油机，准备达到欧 排放标准。有的大汽车企业正在开发的大功率车用柴油机将采用箱体合成式单体泵，因此用于大中功率车用柴油机的单体泵将成为今后我国燃油喷射系统又一主导产品。同时，一汽无锡柴油机厂、上海柴油机厂等有名的发动机制造厂正在开发用电控 共轨喷射系统的发动机，以满足欧 排放法规。因此，多缸柴油机采用单一的多缸直列泵的局面必将打破。 3我国燃油喷射系统行业正面临着国外大公司的激烈挑战 年世界著名的燃油喷射系统生产厂商德国公司与我国最大的燃油喷射系统生产企业无锡威孚集团公司正式签约在无锡开发区建立规模巨大的生产燃油喷射系统产品的合资企业，总投资亿欧元（约亿人民币）。公司控股，主导产品是喷油器总成、喷油嘴偶件和电控燃油喷射系统。由于该合资企业依托技术先进、开发力量雄厚的德国公司，又有巨大规 模的投资，企图垄断我国未来燃油喷射系统市场，我国燃油喷射系统行业面临极大挑战，现有行业中的企业有可能陷入生死存亡的危险。日本电装公司与上海伊维公司合资，已经成立了上海东维油泵油嘴公司，美国公司准备在中国建立独资或合资企业，这将使我国燃油喷射系统行业雪上加霜。如果我们没有自己的电控燃油喷射系统产品，不以自己的优势（例如较低的价格，较完善的售后服务系统）在国内市场上占有一席之地，那么在年后现有的燃油喷射系统企业原有的产品已不能维持再生产，企业从萎缩至淘汰，这决不是危言耸听。而燃油喷射系统行 业又关系到汽车发动机乃至汽车行业，也关系到与发动机有关的军用车辆、船舶、机车、工程机械行业，因此关系到我国国民经济健康发展的一件大事。我们绝不能坐以待毙。 尽量选用柴油车也是交通运输节油途径之一。柴油机与汽油机相比，具有功率大、燃油热效率高、使用寿命长、起动性能好、一氧化碳和碳氢化合物排放低，油耗低等一系列优点，因而在工业发达国家柴油机汽车发展很快，在世界范围内出现了汽车柴油化的趋势。 中国柴油车生产比例 1998年为 26%，但 2003年降到 2003 年生产的汽车中， 重型载重汽车 ， 中型载货汽车， 轻型载货汽车， 大型客车和 中型客车采用了柴油发动机。但只有 轻型客车采用柴油发动机，微型客车全部为汽油车，生产柴油轿车只占轿车生产量的 6921 辆 )。汽车柴油化应该成为中国汽车工业的一个发展方向。 由此可见柴油机将会在未来的汽车工业中将担任着重要的角色，而柴油机的心脏即是油泵所以说油泵将会有很大的需求量，壳体是油泵调速器的工作场所（油泵的调速器主要安装于壳体内）。其工艺工装设计的是否合理将会直接关系到油泵能否正常的工作从 而影响油泵的性能指标。 第二章 纲领的计算 （一） 计算程设计生产纲领决定生产类型 该产品年产量为 8000台 ,(1件 /台 )壳体 ,设备品率为 17%机械加 工废品率为 现制定该零件的机械加工工艺流程 . 技术要求； （ 1） 压铸件应解除内应力 （ 2） 未说明铸造同角为 3） 铸件表面不得有粘砂 ,多内 ,裂纹等缺陷 （ 4） 铸件不允许有眼存在 ,导用压铸件（精密铸造） （ 5） 未注明倒角为 45 （ 6） 去元刺，锐边倒钝 （ 7） 压铸件材料为 合金材质） 生产纲领 N N=+a%+b%) =8000 (1+17%+ =9400(件 /年 ) 油泵壳体的年产量为 9400 件 /年现通过计算， 生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有着决定性的作用，包括觉得各工作点的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装等。 同一种产品，生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有着完全不同的生产组织类型。根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为单件生产，成批生产，和大量。生产三种，其中成批生产可分为大批生产，中批生产和小批生产，下表 1各种生产组织管理类型 的划分，从工艺特点上看单件生产与小批生产相近，大 批生产和大量生产相近，因此在生产中一般按单件小批，中批，大批大量生产来 划分生产类型，这三种类型有着各自的工艺特点 表 1产类型 零件年生产类型（件 /年） 重型机械 中型机械 轻型机械 单件生产 5 20 100 小批生产 5 100 20 200 100 500 中批生产 100 300 200 500 500 5000 大批生产 300 1000 500 5000 5000 30000 大量生产 1000 5000 50000 所以综上所说，根据生产类型和 生产纲领的关系，可以确定该产品的生产类型为大批量生产。 关键字；材料 N=9400(件 /年 ) 生产类型；大批量生产 第三章 零件的分析 1， 零件的结构分析 前壳是调速器箱的一个重要零件。 调速器 的零部件安装于壳体内 ， 主要通过调速器箱控制动元件的快慢运动。 2,l 零件的技术分析； 由壳体零件图可知，材料为 合金材质） . 该材料具有较高的韧性，耐（热和磨）及减振性适用于高温环境， 易振动 场合的耐磨零件。该零件上主要加工为底面，顶面 ,端面侧面及一些孔和螺孔的加工。 底面平面度为 接影响壳体与机器的接触精度与密封。 顶面平面度为 直度 顶面平面度为 直度 0. 1对底面，水平度 求更严格，主要与其他驱动元件的精 1. 确配合，以达到机器的运动精度。 第四章 毛坯的确定 合金的铸造性能所涉及的主要是铸件的质量问题，铸件结构设计时，必须充分考虑适应合金的铸造性能。否孔，缩松，裂纹，冷隔，浇不足气孔等多种铸造缺陷，造成铸件很高的废品 率。我们选用压铸的方式即将液态或半液态金属快速压入金属铸行中，并在压力的作用下凝固。其种铸造方式产品 质量最好，生产效率也高，能取得良好的经济效益，根据零件材料 合金材料，N=9400 件 /台，可知其生产 型为大批量生产。由于铝合金的昂贵普通铸造既浪费严重，更达不到零件结构要求，也不便于加工，因此我们选用压铸，为了消除压铸后的残余应力，在压铸完成后的将铸件低温加热过程中使合金产生强化，以消除应力即人工时效。 关键字； 毛坯加工方式为压铸。 底面加工余量等级 G 级，端面加工等级 H 级。 铸 件的尺寸公差； 铸件的尺寸公差分为 16 级，由于生产的客观要求我们选取 件的加工余量； 对于成批大量生产的铸件加工余量，由工艺人员手册查得，选取 ，（铅合 金压铸）。各表面的总余量见由工艺人员手册可得 加工表面总余量： 底面加工余量 面加工余量 4 端面加工余量 4 尺寸总余量及公差： 底面 总余量 4+ 公差 面 总余量 4 公差 面 总余量 4+ 公差 五章 工艺规程设计 (1) 定位基准的选择 精基准的选择 调速器前壳的底面和顶面以及 孔 ,他们既是装配的基准又是设计的基准 ,用他们作为精基准 能实现 一面二孔 的典型定位公式 ,其余各面以及孔的加工也能用他定位 ,这样使工艺路线遵循了 ”基准统一 ”的原则 ,操作也比较方便 . 粗基准的选择考虑到以下的几个要求 ,选择 零件的内孔作为粗基准 要求如下 : 能保证各个加工面均有加工余量的前提下 ,使重要孔的加工余量均匀 夹紧可靠 . 制定加工的工艺路线 根据各表面的加工要求和各种加工方法能达到的最经济的精度 ,确定各表面的加工方法如下 : 底面的精度要求比较高 ,普通的铣是不能够满足的 ,得须有精铣 ,即先粗铣 ,然后再精铣 ,这样才能达到底面的精度要求 ,而端面的精度要求不是很高 ,普通单铣可以达到要求 ,所以单铣就可以了 只需要单铣就能达到尺寸的要求 ,同样钻 ,扩 ,绞锤 ,也为单遍就可以了 ,不用分粗精 . 利用集中的原则 ,即在一次的装夹的情况下 ,完成大多数表面和孔的加工 多次装夹不仅的麻烦 ,费时 ,费力而且容易造成装夹误差集中的原则可以避免产生装夹误差 先主要平面的加工后次要平面 的加工 ,先粗加工后精加工。 工艺规程设计 10 毛坯入库检验 20 毛坯合格入库 30 粗精铣底面 40 加工顶面 上面 50 钻孔 60 车螺纹 70 综合去毛刺 80 零件清洗 90 成品检验 100 成品综合入库 上述加工工艺路线的方案遵循了工艺路线 ,拟定的一般原则性某些工序还存在些问题 ,编制的不够合理 ,还得进一步思考 ,讨论和修改 . 如 :粗铣底面 ,由于没有一个确定的定位基准 ,给铣削加工带来了很大的麻烦 ,所以在这里用铣削的方式加工底面显得不合理 ,我们采用 制系统找正 内孔 ,然后车底面 ,这样不仅可以达到加工底面的目的 ,而且省略了许多麻烦 . 工序 40的工艺路线制定也存在问题 ,粗精铣 内孔为确保其孔的精度在加工之前去毛刺 我们选用数据车床 ,即 加专用的夹具 ,可转位刀具为主 ,精度检测仪选用游标卡尺 . 粗精车 内孔 40， 同样是因为生产的批量是大批量生产以及产品的精度要求 ,我们还得依靠 加夹具来完成 ,精度检测仪选用内径百分表 . 气密性实验装置 采用气密试验检测机 (专用 ),这里就不作过多的介绍 . 加工顶面以及侧面 ,由于加工面比较多 ,而且不是在同一平面内 ,这样如果采 用普通的机床会很麻烦 ,而且容易造成误差而造成产品的废品率增多 ,在这里我们 从经济的角度出发选用卧式加工中心五轴联动 用夹具 ,其优点是在一次 的装夹下可以完成多界面的铣 ,削加工 ,很方便且精度也得到保证 . 压衬套 采用气压机 ,其机床也是专用机床 ,在这里也不作过多的叙述 . 加工端面两侧面 同样 ,此道工序加工的面比较多 ,而且被加工面也不在同一平面 ,其精度 要求也比较高这样操作会比较麻烦 ,而且多次装夹易产生误差 ,从经济的角度出 发， 选用卧式加工中心 来完成这道工序比较方便 ,我们仍采用 60 工序一样的加工设 备 , 即卧式加工中心五轴联动 加专用夹具 . 钻 孔 由于孔比较多，用普通的机床对其进行加工比较复杂，而且孔的精度要求也 比较高，在这里我们从经济的角度出发我们选择加工中心对其进行加工，即 46 气密性检验： 采用专一的气密检测装置，（在这里就不做过多的介绍） 修改后的工艺路线见下表 表二 修改后的工艺路线 工艺规程设计 工序号 工序内容 设备 00 铸造 铸砂 05 毛坯合格入库 30 铣底面 铣床 40 车顶面 车床 50 铣上面 铣床 60 钻孔 钻床 70 钻孔，攻丝 钻床 80 车直径 40 内孔 车床 90 气密试验 100 钻孔，攻丝 钻床 110 综合去毛刺 120 钻孔 钻床 130 成品检验 140 成品入库 3选择加工设备和检测工具； 综上所述所用的加工设备和检测装置主要为；远州卧式加工中心 自动数据库车床 标卡尺 ，钳工台，内径百分表 ，气密性检测装置 26，锉刀。 4填写机械机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。 工艺文件祥见袋内（附表） 第六章 夹具的设计 在金属切削机床上进行加工时，为了保证工件加工表面的尺寸，几何形状和 相互位置的精度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的问题之一是使工件相 对于刀具和机床占有正确的加工位置（即工件的定位）并把工件压紧夹牢，以保 证这个确定了的位置在加工过程中稳定不变（即工件的夹紧）着就是工件在上的 正确安装。 在现代自动化生产中，数控机床的应用已愈来愈广泛。数控机床加工时，刀 具或工作台的运 动是由程序控制 ，按一定坐标位置进行的。 数控机床夹具设计时应注意以下几点： 1 数控机床夹具上应设置原点 (对刀点 )。 2 数控机床夹具无需设置刀具导向装置。这是因为数控机床加工时，机床、夹 具、刀具和工件始终保持严格的坐标关系，刀具与工件间无需导向元件来确定位置。 3 数控机床上常需在几个方向上对工件进行加工，因此数控机床夹具应是敞开式的。 4 数控机床上应尽量选用可调夹具、拼装夹具和组合夹具。因为数控机床上加 工的工件，常是单件小批生产，必须采用柔性好、准备时间短的夹具。 5 数控机床夹具的夹紧应牢固可靠、操作方便。夹紧 元件的位置应固定不变， 6 防止在自动加工过程中，元件与刀具相碰。 数控夹具是指夹具按数控程序使 工件进行定位和夹紧功能的夹具。工件一般采用一面两孔定位，夹具上两个 定位销距离的调节。以及定位销插入和退出定位孔的动作，均可按程序实现自动 调节。调节距离的方式有按直角坐标平移方式、按极坐标回转方式和复合式三种。 该零件加工工序多，精度要求较高，但形状较为复杂。在加工中心上若用夹具加 工，工件可采用一面两孔的定位方案，先将工件的底平面及其上两孔进行粗、精 加工，再在加工中心上完成其他表面的加工。 机 床夹具的分类 ： 机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型： 1）通用夹具 通用夹具具有一定的通用性。 2）专用夹具 专用夹具是针对某一种工件的某一个工序而专门设计的。 3）通用可调整夹具和成组夹具 通用可调整夹具和成组夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。 4）组合夹具 组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成的夹具。 5）随行夹具 随行夹是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。 机床夹具的功用 1）保证加工质量 机床夹具的首要任 务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。 2）提高生产率，降低成本 使用夹具后可减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多件、多工位加工。 3）扩大机床工艺范围 在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。 4）减轻工人劳动强度，保证生产安全。 1， 设计的准备： 为了提高劳动生产率，保证质量，精度，需要设计专用夹具。 2，总体设计 工件在夹具上的定位 ： 位 的方式 （ 1） 直接找正 定位 生产率低，精度工人技术 单件小批或位置要求高 定位基准 所找正的表面 （ 2） 划线找正 定位 精度低 单件小批，复杂件，毛坯精度低 定位基准 所划的线 （ 3）夹具定位 生产率高，定位精度高，成批及大量生产 2工件的定位原理 （ 1）六点定则 用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度 误解： 工件被夹紧，就定位了 并没有保证一批工件的一致位置。 工件定位后，反方向可移动 定位面与定位点应保持接触 （ 2）限制工件自由度与加工要求的关系 完全定位 六个自由度全部限制 不完全定位 限制的自由度 6 欠定位 该限的自由度没有限 绝不允许 过定位 重复限制一自由度 一般不允许 正确处理： 危害 定位不稳，安装困难，工件或夹具变形 措施 去除过定位，修改结构 特殊 可用过定位 提高定位稳定性和结构刚度，简化夹具 前提 提高工件定位面、夹具定位面的相互位置精度 注意：理论上要限制的自由度 按加工要求确定 不欠定位 实际上所限制 的自由度 多于理论要求的 不过定位 为承受切削力、简化夹具结构 3， 定位元件 基本要求： 足够的精度 足够的硬度和耐磨性 足够的强度和刚度 工艺性好 4， 常用定位方法与定位元件 ： （一）工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有以下几种： 1)主要支承 限制自由度 固定支承 支承钉 球头 毛坯面 齿纹 侧面 平头 已加工面 支承板 光 侧面、顶面 斜槽 底面 非标支承板 如圆环 可调支承 一批工件调一次 限制自由度 自位支承（浮动支承） 只定 1 点 2）辅助支承 一个工件调一次 不限制自由度 提高刚度 （ 2）孔定位 1）圆柱销（定位销） 短销 定 2 点 长销 定 4 点 2）圆柱心轴 间隙配合心轴 定心精度 低 和端面联合定位 过盈配合心轴 定心准确、装卸不便 精加工 花键心轴 花键孔定位 3）圆锥销 定 3 点 4）圆锥心轴（小锥度心轴） 定 5 点 （ 3）外圆定位 1） V 形块 定 2 点 基准是检验心轴的中心 长 定 4 点 对中性好 活动 定 1 点 非整圆表面定位 2）定位套 定心精度低，已加工面定位 3）半圆套 大轴件、不便轴向装夹的零件 4）圆锥套 反顶尖 （ 4）组合表面定位（一面两孔） 支承板 x 、 y 、 z 菱短圆柱销 x 、 y 短削边销 z 安装 削边方向垂直于两销连线 本专用夹具设计中的 定位 方式为具 以大平面 A 和内孔 40， 位，“一 面两销”法，限制六个自由度 定位元件为定位销。 5， 定位误差的计算 ： 定位误差：是由于工件在夹具上定位不准确所引起的加工误差，在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 （一）用几何方法计算定位误差 采用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图，并在图中夸张地画出工件变动的极限位置，然后运用三角几何知识，求出工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量，即为定位误差。 （二）用微分方法计算定位误差 : 22222 T 工件在夹具上定位不一致 定位误差 D。 刀具与对刀导向元件的位置不准确 对刀误差 T。 夹具在机床安装不准确 安装误差 T。 定位元件、对刀导向元件及安装基面三者位置不准确 制造误差 Z 加工方法误差 G D （ 1）产生定位误差的原因 1）基准不重合误差 B 工序基准与定位基准不重合，工序基准相对于定位 基准在加工尺寸方向上的最大变动范围， B 2）基准位移误差 Y 定位副制造误差，定位基准相对于刀具在加工 尺寸方向上的最大变动范围， Y （ 2）定位误差的计算方法（合成法） Y 0、 B=0时，则 D= Y B 0、 Y=0时，则 D= B Y 0、 B 0时， 判断相关性： 若工序基准不在定位基面上， 若工序基准在定位基面上， 断方向性： 若工序基准和定位接触点在定位基准的异侧，方向相同， 若工序基准和定位接触点在定位基准的同侧，方向相反， (3)各种定位方法的基准位移误差 平面定 位 一般 Y=0 孔销定位 单方向位移，2 0 任意方向位移， Y = X 水平方向， Y =0 垂直方向， Y =2d (1)提高夹具的精度 提高定位元件、对刀元件及配合表面 与机床 连接表面的制造精度，提高精度、安装精度 调整夹具，刀具与夹具位置，提高对刀精度 (2)减少定位误差 基准重合，误差小的定位方式（如定心夹紧装置等） 提高定位面与定位件加工精度，减少间隙，减少基准位移误差 (3)减少夹具的磨损 提高夹具易磨件耐磨性。可换装置，及时更换。 主要介绍工件孔与定位心轴（或销）采用间隙配合的定位误差计算 定 = 不 + 基 定位销）垂直放置，按最大孔和最销轴求得孔中心线位置的变动量为： 基 = D+ d+ (最大间隙） 定位销）水平放置，孔中心线的最大变动量（在铅垂方向上）即为 定 基 =1/2( D+ d+ 或 基 =()-()= 工件孔与定位心轴 (销 )过盈配合时 (垂直或水平放置 )时的定位误差 此时，由于工件孔与心轴 (销 )为过盈配合，所以 基 =0。 对 工序基准与定位基准重合 ,均为中心 O ,所以 不 =0 对 寸 : 不 = d/2 工件与 一面两孔 定位时的定位误差 “ 1” 孔中心线在 X， 定（ 1x)= 定 (1y)= 1 1与销的最大间隙） “ 2” 孔中心线在 X, 定 (2x)= 定 (1x)+2 孔中心距公差 ) 定 (2y)= 2 2 两孔中心连线对两销中 心连线的最大转角误差 : 定 ( )=2 =2 1 22L (其中 第三节 工件在夹具中的夹紧 一、 （ 1）夹紧装置的组成 1）力源装置 产生夹紧原始作用力 2）中间传动机构 改变作用力的方向 改变作用力的大小 起自锁作用 3）夹紧元件 最终执行元件 （ 2）对夹紧装置的基本要求 不得破坏定位 力适当，不移动、不振动，不损伤、不变形 操作方便，迅速省力 结构简单，工艺性好，标准件，自锁性 二、夹紧力的确定 夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。 （一）夹紧力方向的选择 夹紧力方向的选择一般应遵循以下原则： 1）夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。 2）夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。 3）夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。 （二）夹紧力作用 点的选择 一般注意以下几点： 1）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。 2）夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。 3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。 （ 1）夹紧力作用点、方向的确定 应指向主要定位面 夹紧力应落在定位支承范围内 夹紧力应尽量靠近加工面 夹紧力应作用在刚性好的部位上 夹紧力最好与切削力、重力方向一致 （三）夹紧力大小的估算 夹紧力不足，会使工件在切削过程中产生位移并引起振动；夹紧力过大又会造成工件或夹具不 夹紧力大小的估算 受切削力、重力、离心力和惯性力等的作用 力（矩）平衡 建立力学模型，求出切削力，在最不利的瞬时，求夹紧力大小。 为了保证夹紧可靠，再乘以安全系数 K F 一般 K =3，粗 加工取大值，精加工取小值。 楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一 ,其他夹紧装置均是它的变形。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。 楔块夹紧装置特点 : 自锁性 (自锁条件 1+ 2) 斜楔能改变夹紧作用力方向 斜楔具有扩力作用 ,+ 1) 夹紧行程小 效率低 (因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦 ,所以夹紧效率低 ) 所以适用范围 :多用与机动夹紧装置中 夹紧力计算 : =p/+ 1) 其中 为楔块升角 ,常数 6度 1:工件与楔块的摩擦角 2:夹具体与楔块的摩擦角 自锁条件 : 原始力 楔块在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁 . 1+ 2 ,一般 取 10 传力系数 : 夹紧力与原始力之比称为传力系数 .用 + 1) 楔 块尺寸与材料 : 升角 确定后 ,其工作长度应满足夹紧要求 ,其厚度保证热处理不变形 ,小头厚应为 0钢或 20 螺旋夹紧装置 螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的 ,相当于吧楔块绕在圆柱体上 ,转动螺旋时即可夹紧工作 . 螺旋夹紧装置特点 : 结构简单 ,制造容易 ,夹紧可靠 扩力比 夹紧行程 夹紧动作慢 ,效率低 应用场合 :手动夹紧装置常采用 . 螺杆夹紧力计算 : =PL/r 中 + 1)+ 其中 :r 中 是螺旋中经的一半 , 是螺旋升角 , 1螺母于螺杆的摩擦角 , 2工件与螺杆头部 (或压块 )间的摩擦角 自锁性能 : 因为楔块的自锁条件为 而螺旋夹紧装的螺旋升角 (2 很小 ,所以自锁性很好 . 传力系数 : /p=PL/r 中 + 1)+楔块的 多位或多件夹紧 : 为了减小夹压的辅助时间和提高生产率 ,可采用多位或多件夹紧装置 . 压块的材料一般位 45钢 ,3杆的材料一般位 45钢 ,3 偏心夹紧装置 偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装的一种变形 . 圆偏心夹紧力 : =+ 1)+ 其中 支承轴中心 (回转中心 )到夹 紧点距离 1, 2分别为偏心轮与支承轴及偏心轮与工件间的摩擦角 . 传力系数 (+ 1)+,远小于螺旋夹紧的 特点及应用场合 : 偏心夹紧与螺旋夹紧相比 ,夹紧行程小 ,夹紧力小 ,自锁能力差 ,但夹紧迅速 ,结构紧凑 ,所以常用与切削力不大 ,振动较小的的场合 ,常与其他夹紧元件联合使用 . 三、常用夹紧机构 （一） 斜楔夹紧机构 斜楔夹紧具有结构简单，增力比大，自锁性能好等特点，因此获得广泛应用。 （二） 螺旋夹紧机构 螺旋夹紧机构结构简单，易于操作，增力比大，自锁性能好，是手动夹紧中应用最广泛的一种夹紧机构。 （三）偏心夹紧机构 偏心夹紧的优点是结构简单，操作方便，动作迅速，缺点是自锁性能较差，增力比较小。一般常用于切削平稳且切削力不大的场合。可获得的夹紧力为 （四）铰链夹紧机构 铰链夹紧机构的优点是动作迅速，增力比大，并易于改变力的作用方向；缺点是自锁性能差。多用于机动夹紧机构中。 （五）定心夹紧机构 定心夹紧机构是一种同时实现对工件定心定位 和夹紧的夹紧机构，即在夹紧过程中，能使工件相对于某一轴线或某一对称面保持对称性。定心夹紧机构按其工作原理可分为两大类： （六）联动夹紧机构 夹紧力作用在两个相互垂
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