发动机箱体机械加工工艺及孔夹具设计

1、青岛理工大学毕 业 设 计（论 文）题目：发动机箱体机械加工工艺及孔夹具设计学生姓名： 杨小猪 学生学号： 2009891xx 院系名称： 机电工程系 专业班级： 机电094 指导教师： 李阳 2012年 5 月12日毕业设计任务书专业 机电一体化 班级 机电094 姓名 杨小猪（2009891xx）下发日期 20011-4-4题目发动机箱体机械加工工艺及孔夹具设计专题发动机箱体机械加工工艺规程及钻削6-mm孔专用夹具设计主要内容及要求主要内容：（1）确定生产类型，对零件进行工艺分析（2）选择毛坯种类及制造方法，绘制零件-毛坯综合图（3）拟订零件的机械加工工艺规程，选择各工序的加工设备和工艺装

2、备，确定各工序切削用量和工序尺寸，计算某一代表工序的工时定额。 （4）填写工艺文件：工艺过程卡片（或工艺卡片）、工序卡片（可视工作量大小只填部分主要工序的工序卡片）。 （5）设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。 （6）撰写毕业设计说明书。要求：在教师指导下，独立完成设计任务书，培养较强创新意识和学习能力，获得机械工程的基本训练。使整个设计上是先进的，在经济上是合理的，在生产上时可行的。工艺规程设计应满足加工质量、生产率、经济性要求，机床夹具设计方案应合理，有一定的特色和见解。设计说明书不少于2万字，查阅文献15篇以上，翻译与课题有关的英文资料2篇，绘制图纸折合总量不少于2张A0。

3、主要技术参数该产品年产量为5000台，设其备品率为16%，机械加工废品率为2%，发动机箱体的年产量为5900件/年进度及完成日期： 布置课题，理解熟悉设计任务，借阅资料，翻译英文文献，制订设计计划。：分析、抄画零件图，绘制零件毛坯综合图。： 选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，编制机械加工工艺规程。： 设计专用夹具，绘制夹具总装图及主要零件图。： 技术文件编制，编写完成毕业设计说明书，打印图纸，上交说明书和图纸。： 请老师审阅毕业设计，准备答辩。系主任签字日 期教研室主任签字日 期指导教师签字日 期指 导 教 师 评 语 指导教师: 年 月 日青岛理工大学毕业设计评阅意见表设计题目发动机箱体

4、机械加工工艺及孔夹具设计评价项目评价标准（A级）满分评 分ABCDE文献资料利用能力能独立地利用多种方式查阅中外文献；能正确翻译外文资料；能正确有效地利用各种规范、设计手册等。10109876综合运用能力研究方案设计合理；设计方法科学；技术线路先进可行；理论分析和计算正确；动手能力强；能独立完成设计；能综合运用所学知识发现和解决实际问题；研究结果客观真实。20192017181516131412设计质量设计结构严谨；逻辑性强；语言文字表准确流畅；格式、图、表规范；有一定的学术水平或实际价值4037-4032-3628-3125-2724创新能力有较强的创新意识；所做工作有较大突破；设计有独到见

5、解151513-1411-12109工作量工作量饱满；圆满完成了任务书所规定的各项任务。151513-1411-12109总分是否同意将该设计（论文）提交答辩：是（ ） 否（ )具体评阅及修改意见： 评阅人： 年 月 日注：1.请按照A级标准，评出设计各项目的具体得分，并填写在相应项目的评分栏中； 2.计算出总分。若总分<60分，“设计质量”<24分，建议不能提交论文评阅乃至答辩。该设计须限期修改合格后重新申请答辩。 3.评阅意见栏不够可另附页。 答 辩 委 员 会 评 语评定成绩周 记说明书图 纸答 辩总 评答辩委员会主席签字日 期（5%）（65%）（30%）百分制等级制摘 要论

6、文的题目是发动机箱体的机械加工工艺规程和专用夹具设计。发动机箱体是机器的基本零件，它将机器和发动机中的轴、套、齿轮等有关零件连接成为一个整体，并使之保证正确的位置以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。发动机箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。本设计说明书是根据机械制造工艺专业教学委员会所制定的教学计划和教学大纲，结合所学专业的理论和实践知识，编写设计处一套机械加工工艺规程和工装夹具。此设计有工作量大、专业知识范围广、要求高等特点，不同于前面所做的课程设计。对我们毕业生来讲，是对我们所学专业知识的一次重大考验，也是对我们参加工作之前的很好的历练。既提高了我们的专业要求，又培养了我们的实

7、际设计意识。说明书对零件的功用分析、零件的加工工艺过程、夹具工艺设计作了比较系统、完整的分析和论证。对工艺规程的设计作了详细的说明，并制定了合理的加工工艺路线。对关键工序的加工余量、工序尺寸、工序公差、切削用量进行了设计分析，保证整个工艺过程的完整。最后，对夹具精度也进行了校核计算。摘要IABSTRACTII目录III第1章 绪论11.1 课题研究的意义及现状11.1.1 发动机的工作原理11.1.2 发动机的结构21.1.2 课题研究的现状及展望41.2 论文主要研究内容5第2章 发动机箱体工艺设计62.1箱体的分析6箱体的功用分析6计算生产纲领，确定生产类型7箱体结构和功用的分析7箱体的技

8、术分析9箱体的材料分析102.2发动机箱体毛坯的设计13确定毛坯种类及加工方法的选择13毛坯的工艺分析及要求15毛坯余量和公差的确定162.3工艺路线设计18零件图的工艺分析18加工方法的选择21箱体的材料及热处理22阶段的划分22工序的集中与分散23基准的选择242.3.7 拟定发动机箱体的工艺路线272.4 加工设备及工艺装备的选择282.5 加工工序设计30第3章 钻床专用夹具设计383.1问题的提出383.2机床夹具的分类38通用夹具38专用夹具383.3夹具的设计内容39定位基准的选择39工件的夹紧及夹紧装置39夹紧结构简介40夹紧力要素的确定40夹具材料的选择43夹具误差分析443

9、.4钻床夹具的设计46钻床夹具的性能要求46钻床夹具的特点473.5钻套与工件间的距离47固定式钻模特点47钻套与被加工的尺寸关系473.6夹具的对刀473.7夹具体的设计48结 论49致谢50参考文献51附件152附件258该论文是设计发动机箱体的机械加工工艺规程和专用夹具。发动机（Engine），又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。1.1.1 发动机的工作原理曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄

10、连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。发动机将汽油等的能量转化为动能来驱动汽车，最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此，汽车发动机是内燃机-燃烧在发动机内部发生。 有两点需注意： 1 内燃机也有其他种类，比如柴油机，燃气轮机，各有各的优点和缺点。 2 同样也有外燃机。在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。燃料（煤、木头、油）在发动机外部燃烧产生蒸气，然后蒸气进入发动机内部来产生动力。内燃机的效率比外燃机高不少，也比相同动力的外燃机小很多。所以，现代汽车不用蒸汽机。 相比之下，内燃机比外燃机的效率高，比燃气轮机的价格便宜，比

11、电动汽车容易添加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。发动机一般都采用四冲程。（四冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气）。完成这四个过程，发动机完成一个周期(2圈)。 理解四冲程活塞，它由一个活塞杆和曲轴相联，过程如下： 1活塞在顶部开始，进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气混合气 2活塞往顶部运动来压缩油气混合气，使得爆炸更有威力。 3当活塞到达顶部时，火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。 4活塞到达底部，排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出。 注意：内燃机最终产生的运动是转动的，活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动，这样才能驱动汽车轮胎。发动

12、机总体构造：发动机基本由以下机构和系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系。 1曲柄连杆机构：它的功用是将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。2配气机构：它的功用是使可燃混合气及时充人气缸并及时从气缸排出废气。3供给系：它的功用是把汽油和空气混合成合适的可燃混合气供人气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。4润滑系：它的功用是将润滑油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件5冷却系：它的功用是把受热机件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。

13、6点火系：它的功用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。7起动系：它的功用是用以使静止的发动机起动并转入自行运转。汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。对于汽车用柴油机，由于其混合气是自行着火燃烧的，所以柴油机没有点火系。因此柴油机由两个机构和四个系统组成。现在汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的发动机常用三缸，12.5升一般为四缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。一般来说，在同等缸径下，缸数越多，排量越大，功率越高；在同等排量下，缸数越多，缸径越小，转速可以提高，从而获得较大的提升功率。发动机的核心部件

14、是汽缸，活塞在汽缸内进行往复运动，上面所描述的是单汽缸的运动过程，而实际应用中的发动机都是有多个汽缸的（4缸、6缸、8缸比较常见）。我们通常通过汽缸的排列方式对发动机分类：直列、V或水平对置（当然现在还有大众集团的W型，实际上是两个V组成）。不同的排列方式使得发动机在顺滑性、制造费用和外型上有着各自的优点和缺点，配备在相应的汽车上。发动机的其他部分 ： 凸轮轴 控制进气阀和排气阀的开闭 火花塞 火花塞放出火花点燃油气混合气，使得爆炸发生。火花必须在适当的时候放出。 阀门 进气、出气阀分别在适当的时候打开来吸入油气混合气和排出尾气。在压缩和燃烧时，这两个阀都是关闭的，来保证燃烧室的密封。 活塞环

15、 在气缸壁和活塞中提出密封： 1防止在压缩和燃烧时油气混合气和尾气泄漏进润滑油箱。 2防止润滑油进入汽缸内燃烧。 大多“烧机油”的汽车就是因为发动机太旧：活塞环不再密封引起的（尾气管冒青烟）。 活塞杆 连接活塞环和曲轴，使得活塞和曲轴维持各自的运动。 润滑油槽 包围着曲轴，里面有相当数量的油.（1）确定生产类型，对零件进行工艺分析（2）选择毛坯种类及制造方法，绘制零件-毛坯综合图（3）拟订零件的机械加工工艺规程，选择各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序切削用量和工序尺寸，计算某一代表工序的工时定额。 （4）填写工艺文件：工艺过程卡片（或工艺卡片）、工序卡片（可视工作量大小只填部分主要工序的工

16、序卡片）。 （5）设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。（6）撰写毕业设计说明书。在教师指导下，独立完成设计任务书，培养较强创新意识和学习能力，获得机械工程的基本训练。使整个设计上是先进的，在经济上是合理的，在生产上时可行的。工艺规程设计应满足加工质量、生产率、经济性要求，机床夹具设计方案应合理，有一定的特色和见解。计算步骤清晰，计算结果正确；设计制图符合国家标准；使用计算机进行设计、计算和绘图；撰写说明书时要文字通顺、语言简练、图示清晰。确定毛坯种类及加工方法的选择零件图的工艺分析零件主要表面的要求及保证方法加工方法的选择箱体的材料及热处理阶段的划分工序的集中与分散基准的选择设计

17、基准 工艺基准 定位方式阐述 （1） 工序100钻缸盖及两侧面各孔 螺纹分别为M8、M10、M12. 查表16.2-13得孔尺寸有：6.7mm，8.5mm，11mm，钻孔因一次钻出，故其钻削余量分别为：钻孔6.7mmZ=3.35mm （2-19）钻孔8.5mmZ=4.25mm （2-20）钻孔11mmZ=5.5mm （2-21） 表2-10各孔余量和工序尺寸加工表面加工方法加工余量工序尺寸钻孔3.356.7钻孔4.258.5钻孔5.511参考立式钻床Z3025机床技术参考表，取钻11mm进给量为0.2mm/r、取钻8.5mm进给量为0.18mm/r、取钻6.7mm进给量为0.14mm/r.参考

18、有关资料得：钻孔11mm的切削速度，由此得出则转速 （2-22）按机床实际转速n=800r/min则实际切削速度为 （2-23）同理参考手册得钻孔8.5mm的切削速度为钻孔6.7mm的切削速度为故转速分别为钻孔8.5mm孔： （2-24）钻孔6.7mm孔： （2-25）按机床实际转速取n=1100r/min。则实际切削速度分别为：钻孔6.7mm孔实际切削速度为钻孔8.5mm孔实际切削速度为（2） 工序160钻、扩、铰、挤挺杆孔6-12mm6-12mm扩、铰孔余量经查机械加工工艺手册得=1.0mm，Z=0.15mm，而挤孔的加工的余量很小，可忽略不计，由此可算出：Z=（-1-0.15）=4.85

19、mm （2-26）表1.11 各工序余量和精度等级加工表面加工方法余量精度等级6-12钻孔4.85IT126-12扩孔1.0IT106-12铰孔0.15IT86-12挤孔IT6参考钻床Z3025有关技术参数取钻孔技术参数进给量为=0.3mm/r由此可以推算出转速为 = （2-27）按机床实际转速取，则实际扩削速度为 （2-28）扩孔6-12mm参考有关技术参数取钻孔技术参数进给量为=0.3mm/r参考有关手册知：扩孔切削速度为钻孔时的1/2-1/3，故取扩孔切削速度为×30=15m/min，由此可以推算出转速为 = （2-29）按机床实际转速取，则实际扩削速度为 （2-30）参考有关

20、技术参数取铰孔技术参数进给量为=0.3m/s=18m/min，f=0.4mm/r，由此可以推算出转速为 = （2-31）按机床实际转速取，则实际扩削速度为 （2-32）（6）时间定额计算机动时间 参考有关资料得钻孔的计算公式为 （2-33） +（12） （2-34）4，钻盲孔时对于钻孔6-12mm，由公式（1-32） （2-35）由零件图知，取=3mm故由公式可得： （2-36）参考有关资料得，扩孔和铰孔的计算公式为 （2-37）式中：+（12）=1.43mm （2-38）又知mm，取mm, 故有 （2-39）对于铰孔6-12mm，有+（12）=1.1mm （2-40）所以 （2-41）查相关

21、资料知，扩孔速度V=2-5m/min，取V=3m/min，故有t=0.417min （2-42）总机动时间 （2-43）其余计算略为了提高机械加工的劳动生产率，保证零件的加工质量，降低工人的劳动强度，需要设计专用夹具。工件的生产类型为大批量生产，为了降低劳动强度，提高生产效率，选用专用工艺装备是合理的。按指导老师的要求，本人设计工序160钻、铰、挤挺杆孔的钻床专用夹具。本夹具用于摇臂钻床Z3025。选用材料为W18Cr4V锥柄长麻花钻，直径选11.8mm。为了提高加工效率，可以同时布置多把刀具将顶面的挺杆孔一次加工完毕。问题的提出 本夹具用于大批量生产，钻、扩、铰、挤挺杆孔位于工序160，应利

22、用上面工序已加工好的加工面实现工序定位，提高加工精度。夹具设计时，应使夹具满足以下基本要求：（1） 稳定地保证工件的加工精度；（2） 提高机械加工的劳动生产率和降低工件的生产成本；（3） 结构简单，操作方便，省力和安全，便于排屑；（4） 具有良好的结构工艺性，便于夹具的制造、装配、检验、调整与维修。机床夹具的分类3.2.1通用夹具 车床上的三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖，铣床上常用的平口钳、分度头、回转工作台等属于此类。这类家具有很大的通用性，一般易将其标准化，并由专门的专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户。3.2.2专用夹具 这类夹具是针对某一工件的某一工序而专门设计的，因其用途

23、专一而得名，专用夹具主要用于批量生产中。夹具的设计内容 3.3.1定位基准的选择 定位基准在最初的工序中时铸造、锻造或轧制等得到的表面，这种未加工的基准称为粗基准。用粗基准定位加工出来光洁表面后，就应该用加工过的表面做以后工序的定位表面，此便为精基准。 上面的工序已将发动机箱体的几个表面的平面加工完毕，并且达到了较高精度。按照基准选择原则，选择箱体的上下表面作为主要定位基准，且限制其中三个自由度，利用定位轴以及底部的定位销等定位元件实现准确定位。3.3.2工件的夹紧及夹紧装置 在机械加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力等力的作用，为了保证在这些外力作用下，工件仍在夹具中保持已由定位元件所

24、确定的加工位置，而不发生震动或位移。因此，一般夹具结构都必须设置一定的夹紧装置将工件可靠固定。一、 夹紧装置的组成 力源装置 力源装置时产生夹紧作用力的装置，来自人力的，称为手动夹紧；来自自动力装置的，如气动、液压、电动等，称之为自动夹紧。 夹紧机构 用来接收和传递作用力，使之变为夹紧力并执行夹紧任务。二、 对夹紧装置的基本要求 夹紧装置的设计或合理选用是否正确合理，直接影响到加工质量与生产率。因此，对夹紧装置提出如下基本要求： 夹紧装置在对工件夹紧时，不应该破坏工件的定位，为此，必须正确选择夹紧力的方向及着力点。 夹紧力的大小应该可靠、适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不致超过允

25、许范围。 夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速、操作方便、省力、安全。 夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。三、 夹紧装置设计的一般步骤 根据工序图绘制夹紧力示意图，在图中表明夹紧力的作用点及应考力的作用 计算所需夹紧力 确定夹紧元件结构 确定夹紧装置所产生的夹紧力。3.3.3夹紧结构简介 螺旋夹紧机构 利用螺旋副夹紧工件的机构。实质上螺旋为绕在圆柱体上的斜楔，因此其作用原理与斜楔相同。由于结构简单、夹紧可靠等优点，很适合与手动夹紧，它的主要特点是夹紧动作比较慢，所以在机动夹紧结构中应用较少。 螺旋压板夹紧结构在螺旋机构中，螺旋压板夹紧机构是应用最多的复合夹紧机构，在设计时根据杠杆原

26、理改变力臂的关系，可使操作省力、方便。 联动夹紧机构在即系加工中，根据工件的特点和生产率的要求，要求对一个工具爱你上的几个点或多个工件的同时夹紧，此时减少工件装夹时间，简化机构，常采用联动夹紧机构。根据发动机箱体的形状、尺寸大小以及生产规模，结合对夹具设计的要求，并考虑以上相关夹紧机构的特点，确定选用液动螺旋机构。3.3.4夹紧力要素的确定 夹紧力包括力的大小、方向和作用点三个要素，他们的确定是夹紧机构设计中首要解决的问题。（1） 夹紧方向的选择一般遵循一下原则： 夹紧力方向应该垂直于工件的主要表面，以保证工件的定位精度。根据加工要求保证孔与下表面的垂直度，所以下表面为主要基准面，因此夹紧力的

27、方向应垂直于下底面，这样能保证定位可靠，满足加工要求； 夹紧力的作用方向应尽量与工具爱你刚度最大方向一致，以减小变形； 夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工作重力方向一致，以减小所需夹紧力。由此可知，夹紧力的作用方向应向下，垂直于表面，且满足工件刚度的要求。（2） 夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择一般注意以下几点： 夹紧力作用点应正对支撑元件或位于支撑元件所形成的支撑平面内，保证工件已获得的定位不变； 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。 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所造成的翻转力矩。（3） 夹紧力大小的计算 因为在加工过程中，工具爱你受

28、到切削力、重力、冲击力、离心力和惯性力等作用，所以夹紧力的计算是很复杂的。为了简化计算过程，通常假设工艺系统是刚性的，切削过程是稳定的，在这些假设条件下，根据切削力实验计算公式求出切削力，然后找出加工过程中最不利的瞬间状态，按静力学原理求出夹紧力的大小。夹紧力的计算公式为 F = KW （3-1）式中： F 实际需要的夹紧力； W 在最不利条件下由静力学平衡计算求出的夹紧力； K 安全系数，一般K=1.53，粗加工时取最大值，精加工时取最小值。 由于需按则的夹紧机构为螺旋夹紧机构，所钻孔为 W = 2QL/dtan（）+fd （3-2）式中： Q 原始作用力 L 作用力臂 d 螺纹中径 螺纹升

29、角 螺纹摩擦角 f 螺纹（螺母）端面与工件间的摩擦系数 d 平头螺杆端部直径 见表6.3-7知：螺纹公称直径d=12mm，d=10.863mm，Q=3.5N,L=140mm 令=6°34， f=0.1， d=0.8d=0.8×12mm = 9.6mm tan = t/d，其中t为螺距，查资料知，t=1.75mm，故有 =arctan=arc=0.06° （3-3）所以可求夹紧力 W = 2QLdtan（）+fd = 399N （3-4） 选取安全系数 K=2 进而由公式（3-1）求出： F = KW = 2×399 = 798N （3-5）（4） 切削力

30、及扭矩的计算 查阅机械加工工艺手册表10.4-13.可得群钻时轴向力及扭矩的计算公式： 轴向力： F = FK （3-6）式中： F 在理想条件下求得的轴向力 K 加工材料改变时的修正系数（K=K）并且有： F=Cdf （3-7） 根据加工材料查表知： C=365.9， Z=0.0661, y=1.217， n=0.361 由前面所述的知：f=0.3mm/r，=30m/min，故由公式3-6得： F = Cdf （3-8） =365.9×11.7×0.3×30 =1467.02 N 根据加工条件选修正系数K=1.1，从而由公式（3-5）可求实际产生的轴向力为：扭矩

31、： M=MK （3-9）其中， M=Cd （3-10）根据加工材料查表10.4-3知：C=0.281，Z=1.788，y=1.048，n=0.077又可知：=0.3mm/r，=30m/min，故有公式（3-10）得 M= Cd （3-11） =0.281×11.7×0.3×30 =8.402 Nm根据加工条件选修正系数K=1.1，进而由公式（3-9）可求实际产生的扭矩为 M= MK=8.402×1.1=9.242 Nm （3-12）理论上讲，夹紧力硬挨与工件加工过程中所受的切削力、离心力、惯性力、冲击力等相平衡。但是在不同条件下，上述作用力在平衡系中对工

32、件所起的作用是不同的。根据本夹具设计的结构，在钻孔过程中，主要产生的是切削力和扭矩。其中轴向力的方向与夹紧方向相同，有利于工件的定位和夹紧，工件只要满足夹紧方向的刚度要求不至于加工时发生变形即可；加工过程产生的扭矩主要由夹具和工件间的摩擦力矩以及定位轴和定位销来平衡。由此看来此夹具设计安全、可靠。3.3.5夹具材料的选择夹具材料的选择应根据其强度、硬度、韧性、耐磨性、脆性、可加工性来确定。铸铁通常用于制造夹具体，中、低碳钢一般用于结构件、压板、螺杆和螺母等；高碳钢则用于易磨损件，如定位元件、对刀引元件等；工具钢用于需要高强度和耐磨性的夹具元件；铝材加工性好，木材、塑料、橡胶、环氧树脂等在多种小

33、批量具生产中也可以用作夹具材料。结合本夹具的特点和结构，夹具主要部分材料为：夹具体、导向架、左右力臂、上盖选为HT200压板、定位轴、上垫铁选为45钢定位销、菱形定位销、套选为20C3.3.6夹具误差分析 要使所设计夹具能保证工件的加工精度，一方面要正确的确定定位方法及定位元件，使其尽量不违反六点定则，另一方面还要进行有关的误差分析，了解误差产生的原因。为了保证夹具设计的正确性，要对夹具的精度进行计算和分析。用家具装夹工件进行加工时，其工序误差可用误差不等式来表示。但由于各种误差均为独立的随机变量，应将误差用概率法叠加，即 （3-13）式中： 定位误差，mm 安装误差，mm 调整误差，mm 加

34、工方法误差，mm 工件工序尺寸误差，mm 上述各项误差中，与夹具直接有关的误差为、三项，可用计算方法计算。加工误差具有很大的偶然性，很难计算，通过这项误差取作为估算范围。即 （3-14）（1） 定位误差（）定位误差时工件在夹具体（或机床上）定位不准造成的加工误差。. 定位误差产生的原因定位误差时定位不准造成某工件在工序尺寸（通常指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。任意一批工件在夹具中加工时，引起加工尺寸产生误差的原因主要有两类：a.由于定位基准本身的尺寸和几何参数误差，以及定位基准与定位元件之间的间隙，所引起的同批工件定位基准沿加工尺寸方向（或指定轴向）的最大位移，称为定

35、位基准位置误差，以jw表示。b.由于工序基准与定位基准不重合，所引起的同批次工件工序基准相对于定位基准而沿加工尺寸方向（或沿指定轴向）的最大位移，称为基准不重合误差，以jb表示。上述两类误差之和即为定位误差，故可得：dw=jw+jb （3-15）. 定位误差的计算：工件在家具中的位置是由定位元件确定的，当工件上的定位表面一旦与夹具上的定位元件相接触或配合，作为一个整体的工件的位置也就确定了。当对于一批工件来说，由于在各个工件的相关表面之间，彼此在尺寸及位置上均有着在公差范围内的差异，但每个被定位元件的某些表面都会有自己的位置变动量，从而造成在工序尺寸和位置要求的加工误差。在本工序中，以发动机缸

36、盖的上下面为定位基准，并与夹具直接相接触，所以缸盖的上下面的加工精度以及形变误差对产生的定位误差有着直接的影响。查阅机械加工工艺手册可得误差计算公式，其中公差为0.1-（-0.1）=0.2mm，并根据表6.2-9，两平行平面为定位基准时的公式如下，其中L=190mmj.yTH/L0.2/1901.05m （3-16）因为工序基准与定位基准重合，故jb=0故有： D=jw+jb=1.05+0=1.05m （3-17）（2）安装误差A在加工孔时，工件孔德位置尺寸决定于钻套对定位元件的位置尺寸，此时夹具安装误差A值只考虑定位元件与夹具安装基面的相互位置误差对加工尺寸的影响。由于夹具距定位面对安装基面

37、不平行造成夹具在垂直方向上的线性误差，从而造成一个角度误差， =arctan （3-18）通过角度误差，可换算为加工尺寸的误差。一般情况下，机床安装误差数值不大，在设计夹具时常以适当的技术加以限制。因此在计算夹具精度时可忽略不计。（3） 调整误差 夹具在机床上安装后，需要调整刀具对夹具上定位元件的位置。如果夹具上的对刀或导向装置对定位元件的位置不正确，将会导致加工表面的位置发生变化，由此而造成的加工尺寸的误差极为对刀或导向误差通常情况下，调整误差值很小，可忽略不计。已知挺杆孔的轴线对基准面的垂直面误差为0.025mm，即=0.025mm由公式（3-14）得： mm=0.0015，=0.017m

38、m由此可知夹具精度满足要求。综上所述，此夹具设计安全、可靠、合理。钻床夹具的设计3.4.1钻床夹具的性能要求 本夹具用于大批来那个生产，钻、扩、铰、挤挺杆孔位于工序160，应利用上面已加工好的加工面实现工序加工定位，提高加工精度。夹具设计时，应使夹具满足以下基本要求： 稳定地保证工件的加工精度； 提高机械加工的劳动生产率和降低工件的生产成本； 结构简单，操作方便，省力和安全便于排屑； 具有良好的结构工艺性，便于夹具的制造、装配、检测、调整与维修。3.4.2钻床夹具的特点 钻床夹具在结构上是有下列全部或部分元件和部件组成：定位元件、加紧原件、导向装置钻套及其模板、辅助装置（如分度转台）、夹具体。钻床夹具在性能上的主要特点：（1）钻床夹具（指钻模）利用其导向装置不仅能引导和确定刀具定位，还能增强刀具的刚性，提高工件的加工精度，所以使用钻模时。被加工孔的精度主要与导向装置的精度有关，与机床的精度关系不大。（2）钻床夹具（指部分通用夹具）能扩大钻床类机床的使用范围（如分度转台、多轴