曲轴的加工及铣夹具的设计

1、蚌埠爭院毕业设计（论文）曲轴的加工与其铳夹具的设计系别：机械与电子工程系专业am2010级机制设计制造及其自动化2班偉（学号）：许宝励(51001012010)指导教师：杨丽完成日期：2014年6月10日蚌埠学院教务处制55:2引言41零件分析51. 1曲轴类零件分析及设计任务书51. 1. 1轴类零件的功用、分类51. 1. 2曲轴类零件分析51. 2零件的结构特点51. 3零件的技术要求61. 4零件加工要求51. 5设计任务书62机械加工工艺规程的制订72. 1 S19505006曲轴材料及毛坯62. 2生产类型及工艺特征72. 3工艺过程设计82. 3. 1定位基准的选择82. 3.

2、2定位与夹紧符号82. 3. 3零件表面加工方法的选择82. 3. 4拟订工艺路线92.4毛坯机械加工余量及工序尺寸确定112. 4.1毛坯机械加工余量112. 4.2单而余量与双而余量112. 4. 3工序尺寸确定122.5主要切削用量的确定132. 6工序设计142. 6. 1选择机床142. 6.2工艺装备的选择132. 6.3工序图143组合机床夹具设计163. 1组合机床专用夹具的特点163. 1. 1工件定位方法及泄位元件153. 1.2工件以内孔表而泄位153. 1.3工件以外圆表而泄位163. 1. 4定位误差计算163. 2工件的定位173. 2. 1定位原理173. 2.2

3、定位方式173. 2.3定位误差分析183.3 1件的夹紧机构193. 3. 1工件的夹紧机构193. 4铳床夹具的设计22致谢24参考文献25曲轴的加工工艺及铳夹具的设计扌商要：本文设讣是针对常州柴油机厂S193型柴油机曲轴加工工艺以及铳夹具的设计。设计初期首先针对零件结构、精度等进行了工艺分析，根据加工零件要求和生 产批量，确定了零件的各部位的加工方法和最终的零件的加工路线。随后考虑 每一工序内所对应的夹紧定位方式，以及加工余量和切削要素的讣算选择，进 行工序图的绘制和工艺卡片的编制。最后根据在铳两端面钻中心孔工序内采用 的定位夹紧方式，釆用两个V形块加一挡销限制5个自山度，两气缸带动餃链

4、、 压板进行压紧。以确保零件的加工精度，保证加工过程平稳可靠。关键词：曲轴；工艺；设计；夹具Crankshaft milling machining fixture designwith itsAbstract : The thesis is designed for the process technology of crankshaft and the design of milling fixture of S195 diesel engine in Changzhou diesel engine factories In the initial design is analysis t

5、he structure of parts and it's precision. According the parts processing and production volume to ensure the processing methods and processing routing Then consider the clamp positioning of each process, calculate to choice an apposite allowance and cutting Then drawing the process chart and car

6、d Finally, according the both end face using two V-shaped backs plus ane black to limit five freedom. The two cylinders driven hinge plate be pressed It can ensure accuracy of the parts And ensure the processing smooth and reliable Keywords： crankshaft; design; process; fixture訂前机械加工中大多采用的是通用机床加上各种夹

7、具以及辅助工具与刀具等进行 零件的生产与加工，所以工艺准备工作比较复杂。因此，夹具设汁与制造的工作显得更 为突出，往往成为生产准备中的关键。做好夹具设计工作，必须具备必要的基本知识，掌握大量的结构示例，熟悉合理的 设计方法，了解产品生产的具体要求。为了精确地确定工件加工的位置，牢固可靠的夹紧，以保证加工过程中零件不会因 加工而移动，导致位置偏差。然后保证工件的质量，可靠性，实现生产力的提高和降低 成本，减轻劳动强度，显示机床性能和可扩展性，需要使用夹具。机床夹具是机床上的一种辅助设备，将工件定位和夹紧，以完成加工所需的相对运 动，提高加工精度、提高良品率，降低对工人的技术要求。目前对夹具的研究

8、方向主要集中在以下四个方面：标准化、精密化、高效化和柔性 化。(1) 高效率高生产率的机床，四边有许多夹紧更安全的部件，其中电磁钳位开关控制仅需1秒， 该终端机床具有简单的结构和控制多台机器的功能，可以多方位，多部分同时处理。外 国夹具装配和卸载仅需要短时间，它减少了在机床上安装和调整夹具的时间。(2) 高精度随着精密加工的高速发展，机床与夹具都趋于高精度化，可以减少定位误差，外 国先进制造业4m宽的系列组合夹具，深2米的钻孔和铳圆轮廓误差土003mm,平行度和 垂直度达到5um或更小，定位精度达到±5um。(3) 通用化夹具的通用性可以提高其经济性。要想夹具的通用性好，其必须要有较

9、好的通用化, 系列化，以及标准化。是适应性强、不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范 围内的各种工件。这类夹具已商品化。(4) 模块化模块化设计是对一定范圉内的不同功能或相同功能但不同性能、不同规格的产品进 行功能分析的基础上，划分并设汁出一系列功能模块，通过模块的选择和组合就可构成 不同的产品，以满足不同产品的需求。1零件分析1.1曲轴类零件分析1.1.1轴类零件的功用、分类轴类零件具有驱动单元的功能，在负载下传递转矩。轴类零件按其形状特点，可分 为四类：空心轴、异形轴、光滑轴和阶梯轴。若按轴的长度(L)和直径(D)的比例来分， 可分为刚性轴(L/DW12),绕性轴(L/D>12

10、)两类。1.1.2曲轴类零件分析曲轴在轴类零件分类中属于异形轴，是传动发动机动力的相关零件，它可以接受活 塞与连杆传来的能量，传递于活塞，使活塞不间断的进行着往返运动，不停地将发动机 所作的功传递出去。1.2零件的结构特点曲轴是汽车、拖拉机等常使用的零件，虽然发动机转速和各功能都不同，但曲轴具 有通用的模块化。曲轴有许多的优点，它的结构紧凑，强度高，刚性好等，但是曲轴由 于使用时高的旋转精度的要求，其表面的精度要求较高，所以制造及加工工艺的整体技 术是比较复杂的。本次设计的零件是柴油机厂生产的曲轴零件，材料是球墨铸铁 (QT602),毛坯釆用铸件。S195曲轴有两个重要表面一一连杆轴颈和主轴颈

11、。其工作过程如下：大量的燃油在 气缸有限的空间里进行燃烧，产生强大的压强，推动里面的活塞往复运动，产生动能, 通过连杆的作用变成曲轴的旋转运动，达到期望的运动效果。图1-1曲轴零件图1.3零件的技术要求(1) 铸件应该经过正火、，硬度达HB240290,显微组织按部标JB1802,石墨大 小大于5级，球化体多于75%,允许有少于5%的碳化铁+,但磷共晶小于1.5%。(2) 未注圆角半径为3mm。(3) 加工面不能有毛刺，要保持干净(4) 所有加工要表面光洁，不可有裂缝，压痕，发裂，毛刺，气孔及非金属杂 质，不能有刻痕及黑点(5) 锥形规涂色检查锥面密合面应不少于70%o(6) 油道不能有杂质。

12、(7) 中心孔必须保持完好。(8) 精加工后，必须要用磁力探伤对其进行探伤并且对其退磁。(9) 为调整不平衡力矩可在R96表面上钻孔，孔径15mm,孔边距应不小于10mm, 深度小于30mm,不平衡重心应在曲轴对称平面内可偏差1°。(10) <1)70. "65三处轴颈淬硬至HRC4048HRC,淬深1. 54.5mm。轴颈圆角 处可不淬火，但在距离轴颈端面10mm范围内要过渡均匀。零件的加工要求高，我们要对加工的表面进行中心钻孔，攻丝，较孔，倒角车，钻 斜孔等加工，同时对加工表面的硬度和整个曲轴的不平衡力矩也都有要求。考虑到现代化的生产设计审查，设计的生产路线，结合

13、了通用机床和专用设备，釆 用自动化生产，可降低成本，提高生产效率，降低了劳动强度。1.5设计任务书设计题目：曲轴加工工艺及铳夹具设计(1) 编制曲轴加工过程卡；(2) 绘制被加工零件的加工工序图：(3) 编制曲轴加工工序卡；(4) 绘制铳端面打中心孔专用夹具装配图和零件图；(5) 设计说明书；2机械加工工艺规程的制订对于零件加工，规划的过程是一个步骤负责的不同进程。作为规模生产的具体情况, 应采用的具体情况，选择一个更合适的方案。工艺计划过程中，反映基本因素：(1) 生产设备的不同，其机械化自动化程度的不同，工具的不同；(2) 零件的精密制造，包括尺寸，形位公差和基础部分的要求；(3) 适用于

14、制造零件的大小，外形，尺寸和精度；(4) 零件材料特性；(5) 工件表面粗糙度；(6) 规模生产和生产效益以达到最经济和最安全的结果来处理过程的发展；2.1 S19505006曲轴材料及毛坯S19505006型曲轴材料是球墨铸铁(QT602),它的强度较高，具有较好的耐磨 性、并且具有较强的韧性，多适合并应用于机床的主轴。毛坯种类的确定和以下因素有关：零件结构的大小、加工工艺、尺寸精度、材料的 机械性能另外还有零件的生产纲领等。铸件材料种类繁多，其具有良好的可塑性，同时具有吸振能力，但缺点是机械性能 较差。若是生产大批次的零件，且要求生产的毛坯零件精度较高和生产率高通常釆用毛 坯铸造的方法，比

15、如说砂型铸造，它可以让毛坯的形状无限的接近于零件的形状，不需 要进行二次的加工就能成形。砂型机器造型是本零件最适合的造型方法。2. 2生产类型及工艺特征零件的生产纲领：N = Qn(l+a) (1+b)式中 N -零件的生产纲领，单位：件/年；Q -产品的年产量， 单位：台/年；n 每台产品中包含零件的数量；a 该零件备件的白分率 %;b 该零件废品的百分率 %;不同的生产纲领对应着不同的制造方式。有着不同的制造方式，同时零件的需要考虑的因素有质量，环境，人员素质以及其他方面。应当指出，生产过程中的因素直接影 响生产计划的实施，并在一定程度上对该产品的生产制造起着重要作用。根据已知条件，可知曲

16、轴的生产纲领为10000件/年，作为大规模生产，生产工序的 份额较大，它的主要特点是技术专用机匸具，设备和工具，特殊测量仪器工具排列在零 件过程中以流水生产方式的广泛使用。为了提高生产率，加强的曲柄轴的生产效率，在 设计过程中，采用流水线的生产方法。2.3工艺过程设计2.3.1定位基准选择基准:确定生产对象上的某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。定位基准：工件在机床上用夹具夹紧加工时，用来表明工件相对于刀具的位置，工 件上的这些面称为定位基准面。定位基准包括粗基准和精基准。粗基准的选择原则：(1) 选择不加工表面为参考，尤其是选择一个地方与精密加工表面不干涉的面。目的：确保加工面和不加

17、工面的定位基准。(2) 选择一个关键的参考面；的：确保加工余量的表面加工精度。(3) 选择一加工余量小的表面做基准面LI的：为了保证所有加工表面有充足的加工余量。(4) 选择大而平整面，作为精基准面；目的：提供可靠的定位(5) 粗参考面可以只使用一次，再利用应加以避免。LI的：山于粗基准再一次使用会有错误的定位，所以只能使用一次。精基准的选择原则： 待加工零件的设计基准是精基准。tl的：为了避免不重合产生的误差。 应尽量在多数工序中使用同一组精基准定位。目的：降低生产的成本提高效率 两个精度都比较高的表面可以相互作为基准。目的：为了保证两者之间的位置要求。 选定位稳定、准确且夹紧简单的表面为精

18、基准。目的:可使工件安装和加工更方便。一般零件与主轴的主要一个区别是：一般轴件的轴颈全都处于同一条直线上，但曲 柄的主轴颈是不在同一直线上，它们不同轴。减小轴颈不同轴的距离，使其尽可能处于 平衡状态。要保证同轴的要求，参考选择单元时，粗加工和精加工当使用端面作为定位 参考。曲柄销，用于连接中，我们为了保证轴的曲柄销的同轴度，在选择要使用的要求 基准和定位组件的连杆轴颈时，我们要使用两个主轴颈面作为定位基准。2.3.2定位与夹紧？定位符号夹紧符号常见的通用夹紧装置有，如车、磨机床上的顶针、鸡心夹头、四爪、三爪卡盘。另 外，铳、刨床上的分度头，平口钳和回转工作台上也都有。2.3.3零件表面加工方法

19、的选择零件表面加工方法的选择应注意的问题：(1) 主要取决于零件技术要求和加工面的表面处理方法。(2) 选择较经济且满足零件结构、精度要求，满足材料性能和加工性能，范围适合 每个零件的方法。本零件的加工面有外圆，内孔，端面，键槽，还有深孔。参考机械制造工艺设计简明 手册相关资料，其加工方法如下：(1) 7O°_o gmm外圆：公差等级为IT6,表面粗糙度为RaO. 4 u m,需要粗车一半精车一精车一粗磨一精磨(2) 50圆锥面：未注明公差，公差等级按IT8,表面粗糙度为RaO. Sum,需要粗车一半精车一精车一磨削(3) 键槽：槽宽和槽深的公差等级为IT13和IT14,表面粗糙度R

20、a3.2um,需要 釆用直柄键槽铳刀进行粗铳并半精铳。(4) 端面：本零件端面为回转体端面，尺寸要求精度不高，表面粗糙度为Ral2. 5 nm,只需要粗铳即可。(5) 连杆轴颈：表面粗糙度为RaO. 4 y m,公差等级为IT6,需要进行粗铳-精铳一 粗磨一精磨。(6)钻25台阶孔：表面粗糙度Ral2.5um,只需要钻扩。2.3.4拟订工艺路线拟定工艺路线的出发点是使零件的技术要求如：儿何精度和尺寸精度，还有位置精度得到保证。通常设计零件工艺路线的原则是按“先主后次，先粗后精”的顺序，精度要求高的 零件我们要进行多步加工，可以先对各主要表面进行粗加工，然后还要半精加工和精加 工，最后我们还得采

21、用磨削，有需要的表面再进行光整加工。加工前热处理首先采用人工时效，用以消除毛坯制造中产生的内应力。辅助工序安排探伤主要用于工件表面质量的检验，通常在精加工阶段进行。拟定的工艺路线如下：表2-1工艺路线10热处理热处理20铳两端而、打中心孔铳两端而打中心孔30粗车扇形块外圆粗车扇形块外圆至R96±0.540粗车主轴颈及英侧而粗车主轴颈及其侧而50粗车连杆轴颈及其侧而粗车连杆轴颈及其侧而60粗车长头和短头轴颈车退刀槽，650轴颈粗车、锥形轴颈和螺纹轴颈及粗车30轴颈及其侧而粗车70精车长头轴颈精车长头轴颈80精车主轴颈精车主轴颈90精车连杆轴颈精车连杆轴颈及其侧而100精车短头轴颈精车3

22、0轴颈及其侧面并倒角110加工油塞孔钻汕塞孔120枪钻主轴颈斜汕孔枪钻66斜油孔130钻连杆轴颈斜油孔钻2斜油孔140油塞孔攻丝油塞孔攻丝150孔口倒圆角所有油孔口倒圆角160去毛刺对油孔去除锐边毛刺170淸洗淸洗各油孔及螺孔180修磨中心孔去除中心孔黑皮、提高精度190圆角滚角滚压圆角200铳键槽粗、精铳键槽210车螺纹、锁簧槽车M42*2螺纹、锁簧槽220髙频感应淬火高频感应淬火230回火对曲轴回火处理240粗磨主轴颈粗磨主轴颈、630, 650轴颈、锥形轴颈及螺纹轴颈和其侧而250粗磨连杆轴颈粗磨连杆轴颈260精磨主轴颈精磨主轴颈、30轴颈、50轴颈、锥形轴颈和螺纹轴颈及其侧而270精磨

23、连杆轴颈精磨连杆轴颈2.4毛坯机械加工余量及工序尺寸确定2.4.1毛坯机械加工余量加工总余量：是指某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。2.4.2单面余量与双面余量确定加工余量合理的加工余量，对确保加工质量，提高生产率和降低成本都具有重要的意义。确 定加工余量的方法有三种：计算法，查表法和经验估计法。(1) 余量分类 工序余量：指每道工序金属层被切除的厚度，即相邻两个工序尺寸的差。 加工总余量：毛坯和图纸设计尺寸差异被称为总余量。由于工序尺寸公差，所以实际的切削余量是一个变量值，从而使工件的基本余量, 最高余量和最低余量分开。(2) 工件加工余量的确定我们确定加工余量的方法主要有计算法，另外我们

24、还能根据前人总结出来的经验来 计算。当然査表的方法是现在最普遍的方法，是工厂的生产加工和实验的基础上积累的数据，并结合特定加工条件修订开发。因此。在本次设计中釆用查表法来查出各表面的 加工余量。查机械加工工艺手册得知本次机械零件加工余量见表2,表3。表2-2零件圆柱面加工余呈基本尺寸/mm加工余量/mm附注基本尺寸/mm加工余量/mm附注G 301.8双侧<1>502.0双侧"702.0双侧<1>251.5双侧R962.5单侧6962.5双侧"652.0双侧表2-3零件各端面加工余量基本尺寸/mm加工余量/nun附注基本尺寸/mm加工余量/mm附注3

25、05 （两外端而）5.0单侧40（厚度为29的扇形4.5单侧281 （"70左侧面）内侧面）203. 5 （巾70右侧5.0单侧192 （厚度为29的扇4.5单侧而）形外侧面）5.0单侧口前多数工厂是通过切实可行的切削用量手册和实践资料或工艺试验来确定切削 用量的。加工环境的不同，切削用量，程度以及深度不经相同，会有不同的效果。切削 用量选的过高，会降低刀具的寿命，加工的产品不合格，影响加工精度。切削用量较低 时，生产成本高，生产效率低。表24使用高速钢钻头加工铸件时的切削用量加工直160200HB200241HB300400HB径d/mmv m iw._S 转 /mm r-Iv m

26、 im_lS 转 /mm r-lv m mm-1S 转 /mm r22 5016 240.4-0. 810 180. 25045120.2-0. 32.5部分切削用量的确定工序20铳两端面，钻中心孔工件材料：QT60-2机床：卧式双面组合铳床刀具：镶齿套式面铳刀，中心孔钻头查切削手册/ = 0.4 min/r, f2 = 0.6 min/r查切削手册切削速度畑=6m f min , vc2 = 8m/ min修正系数K“ = 1.0 KMV = 1.0Kn. =1.0 Kxv = 1.0 Klv =1.0 Kapv = 10 故 vcl = 6m / min查切削手册表3. 7,后刀面最大磨损

27、为1.01.6mm查切削手册表3. 8,寿命T为ISOmino计算切削速度根据切削手册可得K=0.6/n/minill于是打中心孔，所以实际的切削速度就是比2 =0-8n?/min工序40粗车主轴颈及其侧面工件材料：QT60-2机床：SUC8U7刀具：YG6硬质合金车刀查切削手册fi = 0.23 mm/r, f2 = 0.42mm/r查切削手册切削速度v, = 8 m/min, v2=4m/min修正系数=1.0 K加=1.0Kn. = 1.0 Kxv = 1.0 Kh. =1.0 Kapv = 10 故 vcl =6/n/niiii查切削手册表3. 7,后刀面最大磨损为0.81.8mm查切

28、削手册表3. 8,寿命T为240mino计算切削速度 根据切削手册可得K=0.6/n/miii山于是车上轴颈，所以实际的切削速度就是比2 =0.&”/min2.6工序设计2.6.1选择机床选择机床时要有以下儿个要求：（1）机床要能够满足加工精度的基本要求。（2）机床的加工能力要能满足零件的尺寸要求。（3）机床的生产效率要高。 工序2包括铳钻两个工步，需选择组合机床，工序30、40、50、60是粗车，70、80、90、100精车。SUC8U7曲轴车床可以满足生产要求。 工序110钻"25阶梯孔，采用组合机床，实现一次完成钻扩。 工序140选SZ4224,工序150的切削机床是C

29、6140A。 工序240、250是粗磨，使用外圆磨床MQ6025A。 工序260、270精磨，选用曲轴磨床M131W0 其中工序160, 170, 180, 190, 220, 230, 280, 290需要用专业的技术设 备，具体见工艺卡片。2.6.2工艺装备的选择在大批量生产中应按工序要求设计制造专用夹具。刀具的选择根据曲轴各部分的加工方法来确定刀具，如铳键槽选用直柄键槽铳刀。 一般选用小直径规格的铳刀，因为铳刀直径大，会使切削力矩增大，会造成切削振动, 而且随着铳刀的切入长度增加，铳削效率下降。故按照铳削深度和铳削宽度来决定铳刀的直径选用直柄键槽铳刀。零件要求铳切深 度为5. 75毫米时

30、，铳刀的直径就应当为90110mm；磨1： 10的锥面用砂轮，钻25台 阶孔用复合钻一次钻出等。量具的选择，III于曲轴零件属于大批量生产，通常使用通用量具。如各外圆加工面 的量具应该选择外径千分尺或工作量规：磨1： 10的锥面应用万能角度尺；键槽处需经 粗铳和精铳两次加工。槽宽和槽深的尺寸公差等级为：粗铳为IT14：半精铳时，槽宽为 IT13, 深为IT14o用分度值为0. 02mm，测量范围0150 mm的游标卡尺；台阶孔则 用塞规。2.6.3工序图绘制工序图的要求：1）用粗实线表示本工序的各加工表面，其他部位用细实线表示。1）加工表面应标注表面粗糙度的符号。2）工序图应标出工序结束时应达

31、到的尺寸，偏差及形状公差，位置公差。工序图 上应标明定位夹紧符号。3）工序图应以合适的比例，最少的视图，来表示工件在加工时处于的位置状态，4）与本工序加工无关的部彳 305 ±1图2-1曲轴铳端面打中心孔的工序图3组合机床夹具设计该夹具是机床部件的重要组成部分，没有夹具机床难以对零件进行定位加工，也难 以找正刀具与被加工零件之间的关系。根据具体结构和精度要求，我们要设计不同的夹 具。3.1组合机床专用夹具的特点组合机床夹具和一般的夹具性能要求一样，但其结构和设计的差别是根本的区别。 组合机床的配置选择，夹具及固定装置的结构和性能对零件生产加工有很大的影响。另 外，模块化单元多用在通用

32、机械制造，加工完成特定的程序，安装一些标准组件或通用 定位钳压装置。使用这些组件之后，可以在一个新的夹紧装置中形成新的组装。组合机 床夹具是在公共元素的基础上加上一些特殊项目的专用设备，它不容易改型。3.1.1工件定位方法及定位元件在设计工件的加工中，技术人员已经选定每道工序的加工要求，并明确了解定位基 准和必须限定的自由度，它们定位在工序图中或其他程序文件中。设计的首要任务是选择定位元件的基准面然后并且标出来。所述定位部件与定位基 面（或接触）表面称为基面，而这些定位点的选择就会受到工艺的限制。对刀块有圆角对刀块和直角对刀块，在此次加工中我们需要的是直角对刀块，起一 个基准的作用，顾名思义，

33、直角对刀块的面是标准的相互垂直，这样可以快速准确的确 定刀具是否垂直于加工面。3.1.2工件以内孔表面定位定位基准是一个圆柱形的孔的中心轴，这种定位基准孔的平面一般需要更高的精度。 中心的工件的定位方法是使用定位销或与这样的实施例中的心轴和孔。我们常用的定位销有两种方式，固定式和可换式。图（d）为可换式定位销。图（&）、 （b）、（c）皆为固定式定位销。在本次定位设计中，选择的是固定式中的b类型。(b)D> 18mm(c)(d)图3-1定位销3.1.3工件以外圆表面定位常用的定位元件有许多种，其中V形块、定位套、半圆套、圆锥套等是最常用的。以圆柱表面定位的工件有：轴类、套类、盘类

34、、连杆类等。以下为V型块的示意图:(c)(d)图3-2 V形块V形块分为活动式和固定式两种。一般情况下我们加工工件时选用活动V形块来 进行定位，活动V形块它可以限制所加工工件的其中一个转动自由度，其沿V形块对 称面方向的移动可以补偿工件山毛坯尺寸变化对定位产生的影响，同时还有夹紧的功能。常用的V形块的两斜面间的夹角，一般选用60°、90。、120°,其中应用最广的是90° V形块。其结构和大小已被系列化，通用化。3.1.4定位误差分析山于工件在夹具上（或者机床上）定位不准而引起的加工误差。每个工件的移动设 备的位置不完全一致，后面的工件加工尺寸的误差的存在，从这个

35、结果中的工件定位的 基础上，在工序尺寸造成的最大变化量，以下简称定位误差，AD表示。我们定位误差研究的主要是研究零件上的定位基准误差和丄序基准误差。3.2工件的定位3.2.1定位原理使用夹具安装工件时，工件在夹具中处于正确的位置，即工件定位。通过工件定位， 使每一个被加工工件放置到夹具中都能处于定位元件规定的正确位置。一个物体在空间直角坐标系中，可以沿着x、y、z轴有不同的位置，也可以绕x、y、 z轴有不同的位置，这6个方向称为工件的6个自由度。工件的定位就是采取一定的约束措施来使工件的某些自由度被限制，使工件在该方 向上不会移动，处于确定的位置。用当用空间分布的六个约束点限定工件的六个自山度

36、， 称为六点定位。实际夹具是用一定形状的物体即定位元件对工件产生约束作用。夹具中工件的定位, 通常是用工件与夹具上的儿个面和儿个定位元素相接触来限制自山度。3.2.2定位方式虽然是对曲轴进行定位，但基本上是相同的，与一般轴类零件的圆柱面定位没有区 别。例如加工305土 1处两个端面，首先我们在两主轴颈处用两个V形块定位，这时加 工零件毛坯的四个自山度就被限制了；然后在扇形面处加一个定位销定位，这样这个零 件的毛坯就不能在加工过程中左右移动，即我们限制了五个自山度；虽然加工工件会沿 着轴向转动，但因为是圆柱体，所以不会影响加工的准确性，因此可以不用去限制这个 地方的自由度。只要这5个自由度限制了

37、，就可以把这个零件的毛坯定位好，同时也就 可以进行加工了。323定位误差分析计算我们在加工过程中，影响加工的误差因素很多。其中，与设备相关的一个因素是随 着张紧的夹具装置，在机器上的夹紧位置与工件的加工表面的位置误差是加工质量好与 坏的基本因素。形成定位误差的原因有两个：(1) 定位基准与设计基准的不重合，产生了基准不重合误差人(2) 定位基准与限位基准的不重合，产生了基准位移误差Ar我们为了达到加工过程的要求，就必须对零件的定位误差进行分析，即：式中 A./与机床中夹具有关的加工误差；A” 一一工序中除夹具外的误差J 工序误差。所以工件使用夹具装置时，必须使用相同的处理方法处理错误，以尽量减

38、少，在确 保满足工艺要求的情况下，选择处理误差大小更易控制的。本工序的定位误差讣算如下。DW(A)= D>DW(C) = D式中 砂一一夹具的定位误差，单位mm；，mc 左右两主轴定位基准4)70的基准位置误差，单位mm：SD070的尺寸公差，单位mm。j 二 A/w(如 + ow(8)+ dac)二+g耳=耳=0°2""8d-V8d = 0.02 + 0.01 = 0.03 < 0.05mm/ + Avv =2山此可知定位误差满足零件精度要求3.3工件的夹紧机构因为加工过程中工件会受到离心力、惯性力、切削力及重力等外力的作用，所以工 件在夹具中不但要

39、定位还要夹紧，夹紧可防止工件定位时获得的正确位置因发生运动 而破坏。3.3.1夹紧的基本要求夹具上正确合理夹紧机构，能保证加工质量、加工的速度、可减轻操作人员的工作 量。工件的夹紧应满足以下基本要求：(1) 夹紧时要选用合理的基准面。(2) 夹紧的力度要适中。(3) 夹紧操作应方便、省力、安全。(4) 夹紧机构要具有高度的自动化程度。(5) 夹紧机构具有良好的结构工艺性，同时尽可能使用标准件。3.3.2夹紧元件选择常用夹紧元件有：支撑板、支撑钉、定向键、螺钉、钻套、夹具体。我们常用的组合机床夹具常用的夹紧机构有斜楔夹紧机构，螺旋夹紧机构和偏心夹 紧机构。3.3.3夹紧动力部件的确定气动夹紧机构

40、的动力室可以压缩空气作为夹紧，其生产效率较高，安全可靠，维修 起来比较方便。气动夹紧机构可以实现计算机控制、实现管理、输送等自动化。中间驱动机构带动夹紧元件的夹紧端子。在组合机床附件，气压传动比较先进，其 特点是柔性高，方便等许多优点。3.3.4夹紧力的确定以及夹紧力的分析确定夹紧力就是要确定夹紧力的方向、作用点和大小。它必须结合工件的结构特点 和加工种类、工件的基准面和切削力方向等具体情况来定。在确定夹紧力时应注意以下儿个问题：(1) 组合机床加工通常都是多面多工序同时进行的。(2) 其实际切削力还受到加工工件及其刀具材料的影响。(3) 组合机床夹具是保证加工精度的主要部件，其刚性程度越高，

41、其加工的精度就越高；其柔性程度越高，其加工的精度就越低。(4) 机床工作时应尽量选择利于加工的一面。将夹紧力计算简化成的力学模型如下图所示。图3-3压力板受力图L-l 1叫=叫-r- 一I叭=Wo r tan(px +r7 tan(cr + 0MQ = WK / tan + tan(a + O ) / ()得：02=9°50； /= 57.5m,厶= 113式中Wk实际所需要的夹紧力，N；W。一单一螺旋夹紧时所产生的夹紧力，N；r 螺杆与工件间的当量摩擦半径，mm；螺杆与工件间的摩擦角；。一除螺旋机构外的其他效率，其值约为0.850.95 耳一螺纹中径之半，mm：螺纹升角。®

42、; 螺旋副当量摩擦角；一动力矩，X mm；选用气动夹紧机构，当压缩中的气压P=0. 5 MPa,汽缸压力为3900No故实际夹紧 力为叫二3900,此时的N泊大于实际所需的夹紧力3726. 14N,本夹具可安全工作。3.4对刀元件的设置对刀时，可以使用对刀平塞尺或对刀圆柱塞尺。对刀装置是我们通常用来确定刀具 和夹具的相对位置用的，它是山对塞尺和刀块组成。利用它可迅速并准确的调整刀具和 夹具的位置。为了减小刀具与刀块之间的摩擦和减少刀块的工作表面的摩擦，应采用刀 塞尺。在夹紧位置的刀座中，刀块应该放于开始铳削或刨削的那端，避免出现加工时需换 到卸下处于工作状态下的工件。在使用过程中，塞尺刀具和刀

43、块之间放置，凭感觉塞尺 抽动时的松紧程度判定对刀精度。在实际生产中，如果工件的加工精度较高，用对刀块不能满足加工精度，需要使用 试切。试切对刀就是对刀后，对加工好的第一个工件进行测量，判断其是否满足所需的 精度，进行不断的调整，有时，由于结构的限制，就必须使用标准的测试片对刀。铳端面打中心孔夹具图如图2-7所示。i=_图3-4铁端面打中心孔夹具在此次毕业设计中，首先简单的分析了零件，制定了工艺路线，再分析了加工余 量和定位基准，确定了其每部的定位基准与面加匸余量，选择合适的加工刀具和切削速 度，画出工序卡片，并选择气动夹具作为其夹紧方式。并对夹紧力做了计算校验，确定 了夹具是合适的。大学四年的学习时间还是有限的