連桿體加工工藝和銑寬度94的夾具設(shè)計(jì)[含CAD圖紙和文檔所見(jiàn)所得]

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連桿的加工工藝1.1連桿的用途及其特點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱(chēng)量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對(duì)稱(chēng)分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞銷(xiāo)之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個(gè)：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)連桿桿身中心面的對(duì)稱(chēng)度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。1.2連桿的的材料及毛坯制造連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。因此，連桿材料一般采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來(lái)也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強(qiáng)度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個(gè)很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對(duì)材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車(chē)間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造方法的可能性來(lái)確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開(kāi)鍛造，另一種是將體和蓋鍛成體。整體鍛造的毛坯，需要在以后的機(jī)械加工過(guò)程中將其切開(kāi)，為保證切開(kāi)后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對(duì)于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動(dòng)力大和金屬纖維被切斷等問(wèn)題，但由于整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時(shí)少、模具少等優(yōu)點(diǎn)，故用得越來(lái)越多，成為連桿毛坯的一種主要形式?？傊鞯姆N類(lèi)和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。1.3連桿的加工工藝過(guò)程由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機(jī)械加工帶來(lái)了很多困難，必須充分的重視。(連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程見(jiàn)加工工藝卡片)連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來(lái)安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個(gè)階段：第一階段為連桿體和蓋切開(kāi)之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開(kāi)后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來(lái)分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。加工過(guò)程如下：1.4 連桿的加工工藝過(guò)程分析1.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇在連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來(lái)，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖1所示：在安裝工件時(shí)，注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不圖1連桿與夾具的定位元件接觸（在設(shè)計(jì)夾具時(shí)亦作相應(yīng)的考慮）。在精鏜小頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時(shí)，也用小頭孔（及襯套孔）作為基面，這時(shí)將定位銷(xiāo)做成活動(dòng)的稱(chēng)“假銷(xiāo)”。當(dāng)連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后，再?gòu)男☆^孔中抽出假銷(xiāo)進(jìn)行加工。1.4.2 加工階段的劃分和加工順序的安排再工序安排上先加工定位基準(zhǔn)，如端面加工的銑、磨工序防在加工過(guò)程的前面，然后再加工孔，符合符合先面后孔的加工工序安裝原則。連桿工藝加工過(guò)程可分為以下幾個(gè)方面：1）粗加工階段粗加工階段也是連桿體和連桿蓋合之前的加工階段：基準(zhǔn)面的加工，包括輔助基準(zhǔn)面加工：準(zhǔn)備連桿體及連桿蓋合并所進(jìn)行的加工，如兩者對(duì)口面的銑、磨等2）半精加工階段半精加工階段也是連桿體和連桿蓋合并之后的加工，如精磨兩平面，半精鏜大頭孔及孔口倒角等?？傊菫榫庸ご蟆⑿☆^孔做準(zhǔn)備的階段。3）精加工階段精加工階段主要是最終保證連桿主要表面大、小頭孔全部達(dá)到圖樣要求的階段，如珩磨大頭孔，精鏜小頭活塞銷(xiāo)軸承孔。1.4.3 確定合理的夾緊方法既然連桿是一個(gè)剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點(diǎn)的選擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。在加工連桿的夾具中，可以看出設(shè)計(jì)人員注意了夾緊力的作用方向和著力點(diǎn)的選擇。在粗銑兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產(chǎn)生在平行于端面的方向上，很少或不會(huì)影響端面的平面度。夾緊力通過(guò)工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭孔時(shí)，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷(xiāo)定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形。1.4.4 連桿主要面的加工方法采用粗銑、精銑工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度，這種方法的生產(chǎn)率較高。以基面及小頭孔定位，它用一個(gè)圓銷(xiāo)（小頭孔）。裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對(duì)稱(chēng)（此對(duì)稱(chēng)平面為工藝用基準(zhǔn)面）。1.4.5 連桿主要孔的加工方法連桿大、小頭孔的加工是連桿機(jī)械加工的重要工序，它的加工精度對(duì)連桿質(zhì)量有較大的影響。小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過(guò)了鉆、鉸兩道工序。鉆時(shí)以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。小頭孔在鉆、鉸后，在金剛鏜床上與大頭孔同時(shí)精鏜，達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)，然后壓入襯套，再以襯套內(nèi)孔定位精鏜大頭孔。由于襯套的內(nèi)孔與外圓存在同軸度誤差，這種定位方法有可能使精鏜后的襯套孔與大頭孔的中心距超差。大頭孔經(jīng)過(guò)擴(kuò)、粗鏜、精鏜、金剛鏜和珩磨達(dá)到IT6級(jí)公差等級(jí)。表面粗糙度Ra 為1.6m，大頭孔的加工方法是在銑開(kāi)工序后，將連桿與連桿體組合在一起，然后進(jìn)行精鏜大頭孔的工序。這樣，在銑開(kāi)以后可能產(chǎn)生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。連桿的螺栓孔經(jīng)過(guò)鉆、鉸工序。加工時(shí)以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。為了使兩螺栓孔在兩個(gè)互相垂直方向平行度保持在公差范圍內(nèi)，在擴(kuò)和鉸兩個(gè)工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向。從而達(dá)到所需要的技術(shù)要求。1.5夾具使用應(yīng)具備適應(yīng)“一面一孔一凸臺(tái)”的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。而大小頭定位銷(xiāo)是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準(zhǔn)”情況，這時(shí)小頭定位銷(xiāo)應(yīng)做成活動(dòng)的，當(dāng)連桿定位裝夾后，再抽出定位銷(xiāo)進(jìn)行加工。保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此，精銑端面時(shí)，夾具可考慮重復(fù)定位情況，如采用夾具限制7個(gè)自由度（其是長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)限制4個(gè)，長(zhǎng)菱形銷(xiāo)限制2個(gè)）。長(zhǎng)銷(xiāo)定位目的就在于保證垂直度。但由于重復(fù)定位裝御有困難，因此要求夾具制造精度較高，且采取一定措施，一方面長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)削去一邊，另一方面設(shè)計(jì)頂出工件的裝置。1.6 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差1.6.1 確定加工余量 用查表法確定機(jī)械加工余量：（根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第一卷 表3.225 表3.226 表3.227）（1）、平面加工的工序余量（mm） 單面加工方法單面余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸表面粗糙度毛坯54812.5粗銑4.4IT12()43.6()12.5精銑0.6IT10()43()3.2 則連桿兩端面總的加工余量為： A總= =（A粗銑+A精銑+A粗磨+A精磨）2=（1.5+0.6+0.3+0.1）2=mm（2）、連桿鑄造出來(lái)的總的厚度為H=43+=mm 1.6.2確定工序尺寸及其公差（根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 表229 表234）1）、大頭孔各工序尺寸及其公差（鍛造出來(lái)的大頭孔為81 mm）工序名稱(chēng)工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸極限尺寸表面粗糙度精鏜0.481+0.021/ 0811.6粗鏜280.680.612.5擴(kuò)孔578.678.62）、小頭孔各工序尺寸及其公差（根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 表229表230）工序名稱(chēng)工序基本余量工序經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸最小極限尺寸表面粗糙度精鏜0.21.6鉸0.26.4鉆鉆至12.51.7 各項(xiàng)加工數(shù)據(jù)的計(jì)算1、 加工小頭孔(1) 鉆小頭孔 選用鉆床Z3080 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.438(41)選取數(shù)據(jù)鉆頭直徑D = 19.6 mm 切削速度V = 0.99 mm切削深度ap = 10 mm 進(jìn)給量f = 0.12 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 945 r/min根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 1000 r/min則實(shí)際鉆削速度V = Dn/（100060） = 1.04 m/s (2) 鉸小頭孔 選用鉆床Z3080根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.481選取數(shù)據(jù)鉸刀直徑D = 30 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap = 0.10 mm 進(jìn)給量f = 0.8 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 140 r/min根據(jù)表3.131 按機(jī)床選取n = 200 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 0.32 m/s 2 、銑大頭兩側(cè)面 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.477(88)選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s銑刀齒數(shù)Z = 3 切削深度ap = 2.5 mm af = 0.10 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 611 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=750 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 0.78 m/s 3 、銑開(kāi)連桿體和蓋 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.479(90)選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.34 m/s切削寬度ae = 3 mm 銑刀齒數(shù)Z = 24 切削深度ap = 2 mm af = 0.015 mm/r d = 40 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 103 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=750 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 2.47 m/s 4 粗锪連桿兩螺栓底面 選用鉆床Z3025根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.467選取數(shù)據(jù)锪刀直徑D = 28 mm 切削速度V = 0.2 m/s锪刀齒數(shù)Z = 6 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 50.9 r/min根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 2.94 m/s 5 銑15槽 選用銑床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.490選取數(shù)據(jù)銑刀直徑D = 63 mm 切削速度V = 0.31 m/s銑刀齒數(shù)Z = 24 切削深度ap = 2 mm 切削寬度ae = 0.5 mm af = 0.02 mm/r 則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 94 r/min根據(jù)表3.174 按機(jī)床選取n=100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 0.33 m/s 6 磨結(jié)合面 選用磨床M7130根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.4170選取數(shù)據(jù)砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min根據(jù)表3.148 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 7 、磨連桿蓋結(jié)合面 選用磨床M7350根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.4170選取數(shù)據(jù)砂輪直徑D = 40 mm 切削速度V = 0.330 m/s 切削深度ap = 0.1 mm 進(jìn)給量fr0 = 0.006 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 157 r/min根據(jù)表3.148 按機(jī)床選取n = 100 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 0.20 m/s 8 鉆鉸螺栓孔 選用鉆床Z3025a)鉆鉸螺栓孔根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.438（41）選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 5 mm進(jìn)給量f = 0.08 mm/r 鉆頭直徑D = 11.8 mm則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 1910 r/min根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 910 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 0.99 m/sb）鉸螺栓孔 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.481選取數(shù)據(jù)鉸刀直徑D = 12 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap = 0.10 mm 進(jìn)給量f = 0.2 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速n = 1000v/D = 140 r/min根據(jù)表3.131 按機(jī)床選取n = 200 r/min則實(shí)際切削速度V =Dn/（100060） = 0.127 m/s (3) 從連桿蓋上方給螺栓孔口倒角根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.467選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min9 、粗鏜大頭孔 選用鏜床T618根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.466選取數(shù)據(jù)鏜刀直徑D = 80.6 mm 切削速度V = 0.16 m/s進(jìn)給量f = 0.30 mm/r 切削深度ap = 3.0 mm 則主軸轉(zhuǎn)速n = 000v/D = 47 r/min根據(jù)表3.141 按機(jī)床選取n = 800 r/min則實(shí)際切削速度V = Dn/（100060） = 2.72 m/s 10 、大頭孔兩端倒角 選用機(jī)床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.467選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min11、精磨大頭兩平面（先標(biāo)記朝上） 選用磨床M7130根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.4170選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.413 m/s 切削深度ap = 0.10 mm 進(jìn)給量f = 0.006 mm/r 12 、精鏜小頭孔 選用鏜床T2115（2）根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.466選取數(shù)據(jù)鏜刀直徑D = 16 mm 切削速度V = 3.18 m/s進(jìn)給量f = 0.10 mm/r 切削深度ap = 1.0 mm根據(jù)表3.139 按機(jī)床選取n = 2000 r/min13 、精鏜大頭孔 選用鏜床T2115根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.466選取數(shù)據(jù)鏜刀直徑D = 65.4 mm 切削速度V = 0.20 m/s進(jìn)給量f = 0.2 mm/r 切削深度ap = 1 mm根據(jù)表3.139 按機(jī)床選取n = 1000 r/min14 、小頭孔兩端倒角 選用機(jī)床X62W根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.467選取數(shù)據(jù)切削速度V = 0.2 m/s 切削深度ap = 3 mm 進(jìn)給量f = 0.10 mm/r Z = 8 根據(jù)表3.130 按機(jī)床選取n = 750 r/min第2章 銑寬度94的夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。下銑寬度94的夾具設(shè)計(jì)，本夾具將用X52K。本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問(wèn)題。1.2夾具設(shè)計(jì)1.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。由零件圖可知：定位、夾緊方案有：方案：選底平面和兩銷(xiāo)孔定位夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的螺旋機(jī)構(gòu)壓板來(lái)夾緊。通過(guò)比較分析滿(mǎn)足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇外圓和側(cè)面支撐釘來(lái)定位，從而保證其尺寸公差要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。1.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)55表129 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 有：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5121可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對(duì)加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過(guò)程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過(guò)程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，只能進(jìn)行粗略的估算。估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理= (FP)。b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿(mǎn)足條件：FJFJ需。夾具的夾緊裝置和定位裝置1 2夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的。定位問(wèn)題已在前面研究過(guò)，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無(wú)法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的。不過(guò)這里上是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（2）擴(kuò)力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動(dòng)作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心工件通過(guò)定位銷(xiāo)的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過(guò)精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱(chēng)中心在規(guī)定位置上。查參考文獻(xiàn)51226可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下：圖1.1 移動(dòng)壓板受力簡(jiǎn)圖由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式 即： 由上述計(jì)算易得： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。1.3定位誤差的分析為了滿(mǎn)足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)5可得：定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。1.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度，固定V型塊定位兩個(gè)自由度，V型塊活動(dòng)定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度本次課程設(shè)計(jì)是在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，是一次對(duì)我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況的重要考察和檢驗(yàn)，更是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，分析并解決問(wèn)題能力的重要內(nèi)容和階段。使我更好的掌握了CAD和PROE制圖軟件。這次課程設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)圖主要用CAD制圖軟件完成。自我感覺(jué)尚有很多不足和錯(cuò)誤，首先，在設(shè)計(jì)夾具裝配件時(shí)過(guò)于匆忙，裝配YA19005連接板時(shí)放在了左手邊，不符合工人正常勞作習(xí)慣；其次是課程設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作沒(méi)做好，在圖書(shū)館很多資料和文獻(xiàn)都沒(méi)能借到（早已借空了），在借閱同學(xué)的相關(guān)資料時(shí)沒(méi)有時(shí)間認(rèn)真琢磨和分析相關(guān)信息和數(shù)據(jù)；最后就是課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)過(guò)于匆忙，時(shí)間很緊，很多文字和標(biāo)準(zhǔn)，公式，數(shù)據(jù)，計(jì)算上的錯(cuò)誤沒(méi)有時(shí)間一一改正（確實(shí)，在打這篇文稿，發(fā)現(xiàn)了很多錯(cuò)誤和缺憾）。課程設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)性、知識(shí)點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)這樣一個(gè)系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過(guò)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，運(yùn)用到各個(gè)方面上去。同時(shí)，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)及各種參考資料，學(xué)會(huì)了在實(shí)際中運(yùn)用工具書(shū)，和獨(dú)立完成每一步查找工作；整個(gè)零件的加工過(guò)程是和其他同學(xué)分工完成的，集中體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)精神，合作分工能很好的提高辦事效率！在這次設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我獨(dú)立分工合作的能力！為以后出身社會(huì)的工作打下基礎(chǔ)！十、參考文獻(xiàn)1、徐洪本 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)遼寧科技大學(xué)出版社2004.32、鄧文英等金屬工藝學(xué)高等教育出版社2008.43、付風(fēng)嵐等公差與檢測(cè)技術(shù)科學(xué)出版社2006.94、王先逵等機(jī)械加工工藝手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社2007.95、陳宏鈞金屬切削速算手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社2007.920