發(fā)動機(jī)飛輪殼畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本課題選用了邵陽神風(fēng)動力制造有限責(zé)任公司產(chǎn)品YC4110發(fā)動機(jī)飛輪殼，分析飛輪殼加工工藝，制定出飛輪殼周邊孔鉆床夾具合理的設(shè)計方案。本設(shè)計中鉆模設(shè)計為回轉(zhuǎn)式，一面兩銷的定位方式，采用簡單的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。整個夾具結(jié)構(gòu)緊湊合理，操作簡單方便，安全可靠。通過對YC4110發(fā)動機(jī)飛輪殼周邊孔鉆床夾具設(shè)計，使飛輪殼的加工精度得到可靠保證，

2、提飛輪殼的生產(chǎn)加工效率，節(jié)約成本，并為實(shí)現(xiàn)該夾具在以后實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)用打下基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：夾具；工藝；飛輪殼</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The topic chosen Shaoyang Shenfeng Manufacturing Co., Ltd. Product YC41

3、10 engine flywheel housing, analysis on process of flywheel machining, to develop flywheel hole drilling fixture around a reasonable design.The design of rotary jig design, side two holes targeted approach, using a simpl

4、e screw clamp Agency。YC4110 engine flywheel by drilling holes around the fixture design, precision machining flywheel reliable guarantee to achieve fixture is simple, safe and reliable, provided the processing</p>

5、<p>　　Key words: fixture；process； flywheel housing</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　中文摘要……………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　英文摘要……………………………………………………………………Ⅱ</p>

6、<p>　　前言…………………………………………………………………………1</p><p>　　1.緒論………………………………………………………………2</p><p>　　1.1機(jī)床夾具概述…………………………………………………2</p><p>　　1.2機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢……………………………………3</p><p>

7、　　1.3機(jī)床夾具的設(shè)計方法……………………………………………4</p><p>　　2.零件的技術(shù)分析……………………………………………………5</p><p>　　3.定位方案的擬定…………………………………………………6</p><p>　　3.1定位基準(zhǔn)的選定…………………………………………………6</p><p>　　3.2定位元件

8、的選用……………………………………………………7</p><p>　　4.導(dǎo)向元件設(shè)計………………………………………………………8</p><p>　　4.1鉆套類型選擇………………………………………………………8</p><p>　　4.2確定鉆套的尺寸及公差……………………………………………8</p><p>　　5.夾緊裝置設(shè)計…………

9、…………………………………………9</p><p>　　5.2夾緊力的的計算分析………………………………………9</p><p>　　5.1夾緊裝置的選用…………………………………………9</p><p>　　6.夾具體及其他元件的選擇……………………………………10</p><p>　　6.1夾具體的設(shè)計………………………………………………

10、…10</p><p>　　6.2分度軸的設(shè)計………………………………………………10</p><p>　　6.3對定機(jī)構(gòu)設(shè)計……………………………………………</p><p>　　7.誤差分析……………………………………………………</p><p>　　7.1一面兩銷定位誤差分析………………………………………</p><

11、p>　　7.2分度誤差計算…………………………………………………</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　附錄一 圖表</b><

12、;/p><p>　　附錄二 外文文獻(xiàn)及翻譯</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要地位。機(jī)床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)，是影響加工質(zhì)量的重要因素。</p><p>　　隨著當(dāng)今制造業(yè)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)效率的大幅度提高，自動化程度不斷升級，對機(jī)床夾具的設(shè)計與制造也提出了新的要

13、求與挑戰(zhàn)。</p><p>　　對夾具設(shè)計的的理論進(jìn)行深入的研究，不斷的創(chuàng)新設(shè)計的方法，對制造業(yè)的的貢獻(xiàn)，由此產(chǎn)生的巨大社會及經(jīng)濟(jì)效益不不可估量的。同時，機(jī)床夾具設(shè)計專業(yè)化程度越來越高。</p><p>　　本課題是基于機(jī)床夾具設(shè)計的基本理論，對YC4110發(fā)動機(jī)飛輪殼的周邊孔鉆床夾具設(shè)計。</p><p>　　設(shè)計過程中，得到了老師和同學(xué)的熱情幫助，給我提供了寶貴

14、的支持！</p><p>　　限于本人的水平，錯誤和紕漏之處必然很多，請各位老師批評指正!不勝感激!</p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1機(jī)床夾具概述</b></p><p>　　1.1.1機(jī)床夾具的定義</p><p>　　機(jī)床夾具

15、是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地定位工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。[1]</p><p>　　1.1.2機(jī)床夾具的分類</p><p>　　1.1.2.1按夾具的應(yīng)用范圍類</p><p><b>　　(1)通用夾具</b></p><p>　　通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，有較大適用范圍的夾具。例如，車床

16、用的三爪卡盤，銑床上的平口虎鉗及萬能分度頭等均屬于該類夾具。這類夾具能廣泛的用應(yīng)用與機(jī)床加工領(lǐng)域，故稱通用夾具。通用夾具的種類鉸少，但應(yīng)用范圍廣。</p><p><b>　　(2)專用夾具</b></p><p>　　專用夾具是指專門為某個零件的某一道工序設(shè)計的。常用于在大批量的生產(chǎn)中，并能很好的發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)效益。這類夾具的設(shè)計和制造周期較長，設(shè)計工作量大，且更新速

17、度快。在實(shí)際生產(chǎn)中，技術(shù)人員所設(shè)計的通常就是專用夾具，本設(shè)計便是這類夾具。</p><p>　　(3)專用可調(diào)整夾具</p><p>　　此類夾具是用于裝夾和加工多品種、中小批量生產(chǎn)中的一組工件。可以針對具體工件形狀更換專用元件；或者是調(diào)節(jié)某些夾具元件的位置。這類夾具是在專用夾具基礎(chǔ)上少量更換或調(diào)解夾具元件，因此能達(dá)到有限目標(biāo)的通用化，極大提高了專用夾具在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用的經(jīng)濟(jì)性

18、。 </p><p>　　(4) 自動化生產(chǎn)用夾具</p><p>　　自動化生產(chǎn)用夾具主要是自動線夾具，分固定式夾具和隨行夾具兩類。固定式夾具和專用夾具類似；而隨行夾具除了一般夾具所擔(dān)負(fù)的裝夾工件的任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)著沿自動線輸送工件的任務(wù)，即跟隨被加工工件沿著自動線從一個工位移動到下一個工位的任務(wù)。</p><p>　　1.1.2.2按使用機(jī)床類型分類</p&

19、gt;<p>　　由于使用的機(jī)床類型不同，其工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式也不同，對夾具的結(jié)構(gòu)相應(yīng)的提出了不同的要求?？煞譃檐嚧矈A具，鉆床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床夾具，組合機(jī)床夾具，數(shù)控機(jī)床和加工中心使用的夾具等類型。</p><p>　　隨著機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，機(jī)床夾具的種類不斷增加，分類方法不斷變化，目前工廠一般按使用機(jī)床類別區(qū)分夾具種類，并組合夾具的結(jié)構(gòu)形式和使用特點(diǎn)進(jìn)行分類。</p>

20、<p>　　夾具的主要作用是，可靠的保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。[1]</p><p>　　1.2機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　1.2.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀</p><p>　　現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用

21、夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具;另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10~20%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：</p><p>　?。?）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本;</p>

22、<p>　?。?）能裝夾一組具有相似性特征的工件;</p><p>　　（3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具;</p><p>　?。?）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具;</p><p>　?。?）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率;</p><p>　　（6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)

23、準(zhǔn)化程度。</p><p>　　1.2.2.現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢</p><p>　　現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。</p><p>　　(1)標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。</p><p>

24、　　(2)精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多。</p><p>　　(3)高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)度</p><p>　　(4)柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征

25、、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。</p><p>　　1.3機(jī)床夾具的設(shè)計方法</p><p>　　1.3.1機(jī)床夾具設(shè)計要求</p><p>　?。?）機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)與其用途的和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。條件允許的情況下，應(yīng)盡量使用可調(diào)夾具，成組夾具和組合夾具等。</p><p>　?。?）機(jī)床夾具零件標(biāo)

26、準(zhǔn)化程度高</p><p>　　以此提高夾具設(shè)計質(zhì)量和降低夾具制造周期及成本。</p><p>　?。?）機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性</p><p>　?。?）保證使用安全和方便</p><p>　?。?）有良好的工藝性</p><p>　　所設(shè)計的夾具應(yīng)便于制造，檢驗(yàn)，裝配，調(diào)整和維修。<

27、/p><p>　　1.3.2專用機(jī)床夾具設(shè)計步驟</p><p>　?。?）分析和研究有關(guān)資料</p><p>　　分析要零件圖和工序圖；了解使用的機(jī)床和刀具；熟悉國家標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，查閱夾具設(shè)計的相關(guān)資料；了解夾具的典型結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（2）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p><b>　　

28、主要考慮以下內(nèi)容：</b></p><p>　　確定工件的定位方案，確定刀具的對刀或引導(dǎo)方案，確定工件的夾緊方案，確定夾具的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　?。?）繪制夾具的裝配草圖和裝配圖</p><p>　　（4）繪制夾具零件圖</p><p>　?。?）編寫專用機(jī)床夾具設(shè)計說明書</p><p><

29、;b>　　2.零件的技術(shù)分析</b></p><p>　　YC4110發(fā)動機(jī)飛輪殼材料為HT200，見圖1，其結(jié)構(gòu)外形尺寸較大，最大直徑達(dá)Ф450mm,</p><p>　　高度為79mm,壁厚6-10.5mm,壁厚不均勻，屬于薄壁零件，加工較困難。前后端面的平面度不超過0.15mm,工件的孔大多有位置度不超過0.3mm的要求。尺寸關(guān)聯(lián)性很大，這要求準(zhǔn)確的選擇定位基準(zhǔn)。Y

30、C4110發(fā)動機(jī)飛輪殼加工的具體工藝方法如下：（1）粗銑前端面；（2）粗車后端面；（3）精車前端面；（4）鉆前端面孔、鉸定位孔；（5）精車后端面孔；（6）精車后端面；（7）銑周邊平面；（8）粗鏜電動機(jī)孔；（9）精鏜電動機(jī)孔；（10）電動機(jī)孔倒角；（11）鉆周邊孔；（12）周邊孔攻絲；（13）鉆后端面孔；（14）锪后端面孔；（15）后端面孔攻絲；（16）鉆前面電動機(jī)螺孔；（17）前端面孔攻絲；（18）清理、去毛刺、標(biāo)記；（19）成品檢驗(yàn)；

31、（20）包裝入庫。本次設(shè)計的是鉆周邊孔鉆模，有5處加工的地方：A處為Ф18通孔，B處為一組M6螺紋孔，C、E為兩組M12螺紋孔，F(xiàn)處為M18的螺紋孔。經(jīng)分析C、E、B三處孔有0.4mm的位置度公差要求。應(yīng)該高效率，低成本，高質(zhì)量的完成加工。</p><p><b>　　3.定位方案的擬定</b></p><p>　　工件定位的實(shí)質(zhì)，就是要使工件在夾具上占有某一確定的位

32、置。這一確定的位置可以通過定位元件相應(yīng)的限制自由度來獲得。 </p><p>　　3.1定位基準(zhǔn)的選定</p><p>　　3.1.1自由度分析</p><p>　　夾具用于YC4110發(fā)動機(jī)飛輪殼鉆周邊孔的工序。殼體周邊上的孔或孔系是按一定的角度和距離分布的，為了使工件在一個位置上加工后連同定位元件相對于刀具轉(zhuǎn)動一定的角度在另一個位置上繼續(xù)進(jìn)行加工，將鉆模設(shè)計成

33、回轉(zhuǎn)式。因此工件裝夾在回轉(zhuǎn)分度盤上，通過分度轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)換各工步。為保證各組內(nèi)的孔及各組孔之間的尺寸和位置精度達(dá)到要求，必須保證工件的可靠定位和裝夾，各工步加工時不使工件挪位或是移動，從而保證下一工步中工件的正確對定和刀具的正確找位，均不能使工件有沿各個軸的移動或是轉(zhuǎn)動，因此本工序中工件的六個自由度都要進(jìn)行限制。</p><p>　　3.1.2 定位方案的選擇</p><p>　　從分析圖紙可知

34、，本工序中各工步的各組孔分布在各自的平面內(nèi)，或是在飛輪殼的徑向上，因此，各組孔應(yīng)與所在的周邊平面垂直或是保持分布在徑向上。各自周邊平面內(nèi)的各個孔之間還應(yīng)該保持平行。`</p><p>　　以前端面和其上的兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)，即一面兩銷定位，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)的統(tǒng)一原則。分析可知定位銷的中心孔距為442.98mm,前端面的平面度為0.12mm，表面粗糙度Ra3.2um。</p><p>　　這里選擇

35、前端面作為第一定位基準(zhǔn)，通過分析可以知道，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一和大端面定位的原則。工件的兩個工藝孔在該端面上，不需要另外找第二和第三定位基準(zhǔn)，免去了要增加設(shè)計其他輔助定位裝置的需要。而且可通過兩工藝孔和飛輪殼圓心的位置尺寸關(guān)系確定分度盤的分度圓心和兩定位銷之間的位置關(guān)系，使定位體系的更加的緊湊。提高了定位和分度精度，使產(chǎn)品加工在更高精度的定位精度和裝夾基礎(chǔ)之上進(jìn)行。簡化了夾具結(jié)構(gòu)，減少了夾具的設(shè)計工作量，縮短了設(shè)計周期，更符合高水準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)，高效

36、的設(shè)計原則。且前端面緊靠在支承板上，有效接觸面積大，且夾緊時，工件與支承板能有效接觸，即使受到夾緊力和較大的切削力，工件也不易變形。</p><p>　　第二和第三定位基準(zhǔn)選用與兩定位銷配合的工藝孔中心線。為了保證工件的順利找正和定位，防止出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，兩定位銷一個設(shè)計為圓柱銷，另一個設(shè)計為菱形銷。其中與短圓柱配合的孔中心線作為第二定位基準(zhǔn)，通過第二定位基準(zhǔn)的定位消除X和Z軸移動的自由度，與菱形銷銷配合定位的孔

37、中心線作為第三定位基準(zhǔn)，通過第三定位基準(zhǔn)的定位來消除Y軸轉(zhuǎn)動的自由度。</p><p>　　3.2定位元件的選用</p><p>　　端面定位用的定位元件為支撐板，因?yàn)橹伟迨峭ㄟ^內(nèi)六角圓柱頭螺釘安裝在立式回轉(zhuǎn)鉆模的分度轉(zhuǎn)盤上的，不用擔(dān)心有積屑的問題。查文獻(xiàn)[4]表3-21可以選用A型支撐板。選用兩塊A30×220×25支撐板. 內(nèi)六角圓柱頭螺釘?shù)男吞枮镸10×

38、;25。</p><p>　　圓柱銷作為第二定位基準(zhǔn)，菱形銷作為第三定位基準(zhǔn)。在安裝菱形銷時，應(yīng)注意使其削邊方向垂直于連心線上。</p><p>　　兩定位銷直徑的基本尺寸取工件工藝孔下限尺寸，公差取g6（定位精度較高）。兩定位孔的尺寸為，銷定位與孔的配合按H7/g6，所以圓柱定位銷的的直徑及其公差為。圓柱銷與菱形銷的具體型號及尺寸按文獻(xiàn)[1]選?。℅B 2203-80）。</p&g

39、t;<p>　　兩定位銷中心距的基本尺寸取工件兩孔中心距的基本尺寸，而定位銷中心距偏差取工件中心孔中心距偏差的1/5~1/3，本夾具上取1/5工件中心孔中心距偏差。故取兩銷中心距及公差為L=。</p><p><b>　　4.導(dǎo)向元件設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1鉆套類型選擇</b></p><

40、p>　　按鉆套的結(jié)構(gòu)和使用情況，可分為固定式鉆套，可換式鉆套，快換式鉆套和特殊鉆套，前三種均已標(biāo)準(zhǔn)化。本設(shè)計根據(jù)分析，選用可換式鉆套。</p><p>　　4.2確定鉆套的尺寸及公差</p><p>　　首先確定鉆頭直徑，根據(jù)需要，查文獻(xiàn)[3]表2-39，確定鉆螺紋孔所用的鉆頭直徑。對于M18的螺紋孔，選用φ15.4mm的錐柄麻花鉆；鉆M12螺紋孔選用φ10.5mm直柄麻花鉆；鉆M6

41、螺紋孔選用φ5mm的直柄麻花鉆；鉆φ18通孔選用φ18的直柄麻花鉆。</p><p>　　本工序中孔的鉆削加工均采用可換鉆套作為刀具引導(dǎo)元件，便于鉆套磨損后，可以迅速更換，適用于大批量生產(chǎn)。</p><p>　　查文獻(xiàn)[3]表9-9,鉆M6螺紋孔所選用的鉆套類型為5×10×12；鉆M12螺紋孔選用10.5×18×16型號的可換鉆套；鉆Ф18通孔選用1

42、8×26×20型號的可換鉆套。鉆Ф18螺紋孔選用15.4×26×20型號的可換鉆套。</p><p>　　鉆套用襯套的選擇是根據(jù)可換鉆套的規(guī)格選用的，查文獻(xiàn)[3]表9-11，鉆M6螺紋孔組選用A10×12型鉆套襯套；鉆M12螺紋孔組選用 A26×28型鉆套襯套；鉆Ф18孔與Ф18螺紋孔均選用A26×20型號鉆套襯套。鉆套與襯套的配合為F7/k6

43、,過度配合，平均的配合間隙為0，配合精度較高。而襯套與鉆模板的配合為H7/p6的過盈配合。</p><p><b>　　5.夾緊裝置設(shè)計。</b></p><p>　　5.1夾緊裝置的選用</p><p>　　加工過程中，工件受到切削力、慣性力、離心力等外力的作用，為了保證在這些外力的作用下工件任然能保持正確的位置，而不致于產(chǎn)生振動或位移等不利

44、因素，就需要在夾具結(jié)構(gòu)里設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　夾緊裝置的的基本要求</p><p>　?。?）在夾緊時工件不產(chǎn)生位移。</p><p>　?。?）夾緊力適當(dāng)，保證穩(wěn)定性的同時不使工件產(chǎn)生變形。</p><p>　?。?）夾緊機(jī)構(gòu)操作應(yīng)安全、簡單。</p><p>　　（4）夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要便于制造、維修。

45、</p><p>　?。?）具有良好的自鎖性能。</p><p>　　工件夾緊時，夾緊力的方向應(yīng)作用在定位支撐上，夾緊力遵從方向朝向主要限位面和作用點(diǎn)應(yīng)考慮工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)落在定位元件的支承范圍內(nèi)的原則。在本工序的鉆削加工中鉆頭將對工件施加垂直向下的軸向切削力及切削扭矩。此外，垂直方向上還有工件自身的重力。由于飛輪殼為薄壁零件，其夾緊部位選在飛輪的底部，夾緊采用結(jié)構(gòu)簡單的帶肩螺母和螺桿配合作

46、用在壓板上。拆裝工件時 將壓板轉(zhuǎn)一角度即可 不需拆除壓板。簡化了操作，降低了勞動強(qiáng)度，提高了加工效率。</p><p>　　5.2夾緊力的的計算分析</p><p>　　工件的夾緊力過大，會引起工件的變形，達(dá)不到加工精度要求，而且使夾緊裝置結(jié)構(gòu)尺寸過大，造成結(jié)構(gòu)不緊湊；夾緊力過小，會造成工件夾緊不牢，加工時易破壞定位，同樣也保證不了加工精度要求，甚至?xí)鸢踩鹿?。由此可見，必須對工件施?/p>

47、大小適當(dāng)?shù)膴A緊力。在本夾具上進(jìn)行鉆孔加工時，工件受到垂直向下的軸向切削力以及饒縱向軸的轉(zhuǎn)矩。另外在垂直方向上還受工件自身重力的作用。</p><p>　　計算夾緊力時，通常將工件和夾具看成一個剛性系統(tǒng)以簡化計算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動工件還應(yīng)該考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)K作為實(shí)際所需夾緊力。即：</p><p><

48、;b>　　Wk=W×K</b></p><p>　　Wk---實(shí)際所需的夾緊力（N）；</p><p>　　W---一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力（N）;</p><p><b>　　K---安全系數(shù)</b></p><p>　　查文獻(xiàn)[1]表1-2-1安全系數(shù)K按下式計算：<

49、/p><p><b>　?。?.1）</b></p><p><b>　　———安全系數(shù)；</b></p><p>　　———基本安全，取=1.4；</p><p>　　———加工狀態(tài)，取=1；</p><p>　　———刀具鈍化，取=1.15；</p><p

50、>　　———切削特點(diǎn)，取=1.2；</p><p>　　———考慮夾緊動力穩(wěn)定性，本計算中取=1.3；</p><p>　　———考慮手動夾緊時手柄位置，取 =1.2；</p><p>　　———僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時工件與支承面的接觸情況，取=1.0；</p><p><b>　　根據(jù)以上參數(shù)計算：</b><

51、/p><p>　　=1.4×1×1.15×1.2×1.3×1.2×1.0=3.0139</p><p>　　本工序中鉆φ18通孔所用的刀具材料為硬質(zhì)合金鋼，鉆螺紋孔多用刀具材料均為高速鋼。查文獻(xiàn)[1]表1-2-7刀具材料為硬質(zhì)合金鋼的鉆頭鉆削所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和軸向力計算公式分別為： ；</p><p>　　刀具材料

52、為高速鋼的鉆頭鉆削所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和軸向力計算公式分別為： (5.2)</p><p><b>　　(5.3)式中：</b></p><p><b>　　D———鉆頭直徑；</b></p><p><b>　　M———切削轉(zhuǎn)矩；</b></p&

53、gt;<p><b>　　———軸向切削力；</b></p><p><b>　　———休正系數(shù)；</b></p><p>　　S———每轉(zhuǎn)進(jìn)給量；</p><p>　　通過以上公式的顯示夾緊力的參考僅用鉆M18螺紋孔產(chǎn)生的扭矩和軸向切削力作為依據(jù)即可。而本夾具中加工的工件材料為灰鑄鐵。</p>

54、<p>　　查文獻(xiàn)[4]表2.4-38鉆M18螺紋孔的進(jìn)給量為0.65mm/r。</p><p>　　鉆M18螺紋孔所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和軸向切削力分別為：</p><p>　　==4121.68 N×mm</p><p><b>　　==533.51N</b></p><p>　　本工件加工時除了受切削力

55、的作用外還受到自身重力的作用，因此最終確定夾緊力時還要考慮重力因素（G=25Kg×10N/Kg=250N）。</p><p>　　工件軸向總受力為=+G=1244.84+250=1494N。</p><p>　　經(jīng)計算緊工件所的夾緊力為：</p><p><b>　　Wk==4533N</b></p><p>

56、　　上式中為工件表面與支撐件間的摩擦因數(shù)，因?yàn)楣ぜ榧庸み^的表面，=0.2；為工件表面與夾緊元件間的摩擦因數(shù),取=0.3。</p><p>　　查文獻(xiàn)[3]表2.38，一個M20的帶肩螺母和螺桿配合夾緊所能承受的許用夾緊力為16080N＞W(wǎng)k。</p><p>　　夾緊機(jī)構(gòu)通常由三個部分組成：夾緊動力部分，中間傳動機(jī)構(gòu)和夾緊元件。本夾具夾緊動力部分為帶肩螺母,用于產(chǎn)生力源并將作用力傳給中間

57、傳動機(jī)構(gòu)，中間傳動機(jī)構(gòu)為螺桿用于改變作用力的大小和方向，并能產(chǎn)生自鎖。夾緊元件壓板則承受由中間傳動機(jī)構(gòu)傳遞的夾緊力并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動作。為保證夾緊穩(wěn)定,本夾具設(shè)計了一塊直壓板A290×60×32用于與M20的帶肩螺母和螺桿配合組成獨(dú)立的夾緊機(jī)構(gòu).為了保證夾緊機(jī)構(gòu)的靈活操作,在壓板中間設(shè)計了一個通孔可使壓板在螺母松掉（無需完全卸下）的情況下便可卸下壓板.實(shí)現(xiàn)了拆卸的簡單化，降低了勞動強(qiáng)度。</p>

58、<p>　　6.夾具體及其他元件的設(shè)計</p><p><b>　　6.1夾具體的設(shè)計</b></p><p>　　夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì)，在做夾具設(shè)計時，一般無須復(fù)雜的計算，通常是參照類似結(jié)構(gòu)，采用類比法估算確定。實(shí)際上，在繪制夾具總圖時，根據(jù)夾具的各組成元件，裝置與機(jī)構(gòu)所在的位置，夾具體的外形尺寸已大體確定。以下數(shù)據(jù)可供確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸時參考：&

59、lt;/p><p>　　(1) 鑄件結(jié)構(gòu)夾具體，壁厚一般取8～30㎜，過厚處應(yīng)挖空。</p><p>　　(2)用板材、型材焊接的夾具體，一般壁厚以6～10㎜為宜，若剛性不足可增設(shè)加強(qiáng)筋。</p><p>　　(3)為了工件順利裝卸，與夾具體不發(fā)生干涉，夾具體非工作表面應(yīng)留有一定的間隙。</p><p>　　當(dāng)夾具體和工件都是毛面時，可取8~10

60、mm；當(dāng)夾具體與工件都是光面時，可取4~10mm。</p><p>　　本夾具上所加工的工件為中型重量為25Kg零件,工件有相當(dāng)?shù)闹亓?工件首先要在分度轉(zhuǎn)盤上進(jìn)行定位，而轉(zhuǎn)盤的尺寸為275×300mm，厚度為26mm,再加上其他零件的重量和切削力。因此，作為整個夾具體的支座的夾具體，所受的力總計有接近2000N。為了能夠很好的支撐住整個夾具機(jī)構(gòu)，保證機(jī)構(gòu)的剛度，家具體首先要保證有很好的穩(wěn)定性和剛性。要保

61、證夾具體的穩(wěn)定,夾具體的底座要達(dá)到一定的寬度，參照機(jī)床聯(lián)系尺寸，夾具體厚度為26mm，縱向尺寸為600mm，橫向尺寸為300mm，高度為740mm,與分度心軸配合的孔中心高度為433mm,在反面的下方設(shè)計有垂直相交的兩處處加強(qiáng)筋骨加強(qiáng)來加強(qiáng)夾具體的剛性。另外在夾具體的底座設(shè)計四處合乎機(jī)床聯(lián)系尺寸的T型槽,便于用螺栓將夾具體固定在機(jī)床工作臺上。</p><p><b>　　6.2分度軸的設(shè)計</b&

62、gt;</p><p>　　夾具中所應(yīng)用的分度心軸為壓入配合光滑心軸,軸與工件有過贏配合,定心精度高。但其配合的最大過盈量均為H7/p6.前面提到在加工工件時,工件所受軸向切削力為533.51N,再加上工件、分度盤和其他零件的的重力，心軸將受到較大的彎矩。轉(zhuǎn)盤和夾具體的距離為5mm，心軸應(yīng)力敏感位置為前軸承的徑向?qū)ΨQ面的位置上，粗略估算，此處距離轉(zhuǎn)盤重心有40mm的距離。因此，心軸所受彎矩大致為M=F*L=250

63、0×40=100000N*mm。由文獻(xiàn)[11]附表7和式2-45，查到兩個公式：和。</p><p>　　本心軸所選用的材料為45鋼，=65，所以有：</p><p>　　==30.5mm （6.1） </p><p>　　因?yàn)楣ぜ诩庸み^程中可能會受到一些額外的沖擊，考慮到要保證夾具可以長期使用，確定d=80mm，此直徑與

64、6218深溝球軸承配合定位心軸。 </p><p><b>　　圖6.2分度軸</b></p><p>　　與分度盤配合的軸頭分為導(dǎo)向部分和配合定位部分。導(dǎo)向部分的直徑尺寸d=90mm。6.3對定件的設(shè)計本設(shè)計中選用手拉式對定器，查文獻(xiàn)[1],此結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)化（GB 2215-80） ，只需按圖表2-1-68選?。喝缦聢D </p><p>　　1

65、-把手，2-導(dǎo)套，3-螺釘，4-定位銷，5-襯套，6-彈簧</p><p><b>　　圖 6.2對定機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　7.誤差分析</b></p><p>　　7.1 一面兩銷定位誤差</p><p>　　工件以一面兩孔定位時，其基準(zhǔn)不重合誤差應(yīng)分為兩項(xiàng)來計算：</

66、p><p>　　7.1.1 縱向誤差 </p><p>　　指的是工件工件在兩孔連心線方向上工序基準(zhǔn)的極限位置誤差。雙孔定位時，夾具上銷的幾何中心應(yīng)為元件基準(zhǔn)，工件上與圓柱銷配合定位的孔的幾何中心為其工序基準(zhǔn)，由于配合間隙的存在，二者不相重合，故屬基準(zhǔn)不重合。此外，此孔與銷間的配合間隙小于與銷邊銷的銷邊量，又因?yàn)楣ぜ且粋€整體件，工件在兩孔連心線方向上的基準(zhǔn)極限位置誤差，只能受到圓柱銷與

67、工藝孔配合間隙的影響。故縱向誤差為</p><p>　　Y=δg+δx+△=0.26+0.012+0.044=0.082（1/5—1/3）δLgx (7.1)</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　——縱向定位誤差</b></p><p>　　Δg——工

68、件定位孔的直徑公差</p><p>　　△——工件裝卸是所要求的圓銷與工藝孔的配合間隙</p><p>　　δLgx——兩工藝孔的位置尺寸公差，為0.5 </p><p>　　7.1.2 轉(zhuǎn)角誤差</p><p>　　雙孔定位時除了縱向誤差外，工件上兩孔中心連線還可以饒X軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故使工序基準(zhǔn)（兩孔連心線）與元件基準(zhǔn)（兩銷中心連線）不相

69、重合，將致使工件發(fā)生轉(zhuǎn)角誤</p><p>　　△α=2=2=（1/5—1/3）δα（7.2）</p><p>　　故，定位誤差滿足要求</p><p>　　夾具在機(jī)床上安裝后，需要調(diào)整夾具相對于刀具的相對位置，以便于保證工件的加工技術(shù)要求。但是，由于制造夾具是，對刀塊或?qū)蜓b置對定位元件的位置不準(zhǔn)確，導(dǎo)致加工表面位置尺寸變化，有此產(chǎn)生的加工尺寸誤差，稱為調(diào)刀誤差。

70、</p><p>　　本夾具上用鉆套作為刀具引導(dǎo)元件，各影響因素均為隨機(jī)性的獨(dú)立變量，不可能同時均為最大值。因此，調(diào)刀誤差應(yīng)該按概率法疊加，即調(diào)刀誤差的計算公式如下：</p><p>　　= (7.3)</p><p><b>　　其中:</b></p><p><b>

71、;　　=</b></p><p>　　——刀具與引導(dǎo)套的最大間隙 </p><p>　　——襯套與引導(dǎo)套的最大間隙</p><p>　　——由引起的鉆頭末端的單邊偏斜量 </p><p>　　——引導(dǎo)套內(nèi)外圓柱面徑向跳動</p><p>　　——襯套內(nèi)外柱面徑向跳動</p><p&g

72、t;<b>　　H——引導(dǎo)套長度</b></p><p>　　B——工件加工孔長度</p><p>　　S——引導(dǎo)套與工件表面間的距離</p><p>　　7.2 分度誤差計算</p><p>　　由于存在對定銷與分度盤襯套孔以及與固定部分襯套孔的配合間隙，分度盤襯套的內(nèi)外圓的同軸度誤差，分度盤兩相臨孔距離偏差等因素，

73、故在一次分度的兩個極端下會造成位置誤差，此誤差稱為位置誤差。其計算公式為：</p><p><b>　　(7.4)</b></p><p><b>　　式中：——轉(zhuǎn)角誤差</b></p><p>　　——一次分度造成的分度誤差</p><p>　　——對定銷與分度盤襯套孔的最大間隙</p>

74、;<p>　　——對定銷與固定部分襯套孔的最大間隙配合</p><p>　　e——分度盤襯套內(nèi)外圓同軸度誤差</p><p>　　——兩相臨孔距離公差之一般</p><p>　　對定銷的對定部分直徑尺寸公差為，分度盤襯套孔和固定部分襯套孔的內(nèi)徑均為，所以==0.017+0.018=0.035，所選用的襯套中e=0.008，=0.15。 ==0.158&

75、lt;/p><p><b>　　==，式中</b></p><p>　　=。經(jīng)計算誤差范圍滿足設(shè)計要求。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本次進(jìn)行的YC4110發(fā)動機(jī)飛輪殼周邊孔鉆床夾具設(shè)計，嚴(yán)格按照機(jī)床夾具設(shè)計規(guī)范化程序進(jìn)行，最終完成了設(shè)計任務(wù)。</p>&

76、lt;p>　　本次設(shè)計中查閱了大量有關(guān)夾具設(shè)計的資料書籍，熟悉了相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。了解了機(jī)床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀及今后的發(fā)展趨勢。</p><p>　　從擬定設(shè)計方案開始，到工廠調(diào)研，再經(jīng)過了零件技術(shù)分析、定位方案的確定、夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計、夾具體及其他零部件設(shè)計，期間利用AutoCAD繪制了夾具裝配圖及零件圖，繪圖能力得到了鍛煉。</p><p>　　最后按時按量的完成了

77、畢業(yè)設(shè)計。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次設(shè)計終于在老師和同學(xué)的幫組下完成了，這也為我四年的大學(xué)生活畫上了一個句號。</p><p>　　首先，要感謝xx老師給我的幫助，是您的悉心教導(dǎo)才有這次設(shè)計的順利完成。發(fā)自內(nèi)心的說一句：辛苦老師了！</p><p>　　這是我第一次系統(tǒng)的接觸機(jī)床