毕业设计缸体工艺装备设计（全套图纸）.doc

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1、缸体工艺装备设计摘 要根据零件的加工工艺，来确定采用何种形式的组合机床以及夹具；因此零件工艺编制得合不合理，直接关系到零件最终能否达到质量要求；夹具的设计也是不可缺少的一部分，它关系到能否提高其加工效率的问题，因此夹具设计在机械加工行业中是至关重要的环节。本次设计的是汽缸体孔加工夹具的设计，汽缸是汽轮机的外壳。汽缸的作用主要是将汽轮机的通流部分（喷嘴、隔板、转子等）与大气隔开，保证蒸汽在汽轮机内完成做功过程。此外，它还支承汽轮机的某些静止部件（隔板、喷嘴室、汽封套等），承受它们的重量，还要承受由于沿汽缸轴向、径向温度分布不均而产生的热应力，因此要求缸体能够承受压力，以及缸体与其他零部件的密封性

2、，要考虑到各个接触面的各项精度以及形状与位置公差等。在设计加工缸体顶面和斜面上的孔专用夹具时，由于本工序需保证方框内所有尺寸、加工余量较小且为大批量生产，所以为了满足要求，除了采用一面两销定位外，还采用两个平行平面使箱体工件过定位，使用钻模以及钻模套来确定孔的加工位置，有钻模套加工孔无需画线定位，直接就可以加工（由于斜孔钻刀具接杆过长，采用了双导向钻模，以保证其加工精度），为了便于推入工件采用浮动滚道，提高了加工效率。关键词：工艺、基准、切削用量、定位基准、定位误差。全套图纸加QQ 695132052Cylinder block drilling fixture designABSTRACTA

3、ccording to the machining process, to determine what form of combination of machine tools and fixtures; therefore prepared at a reasonable part process, directly related to the parts can ultimately achieve the quality requirements; Fixture design is an integral part, it relates to can improve the pr

4、ocessing efficiency of the issue, so in the machining fixture design is essential part of the industry. The design of the cylinder bore machining fixture design, the cylinder main role is to compress the low pressure gas sucked into the cycle of high-pressure gas, so that part of the kinetic energy

5、into pressure energy to increase the vapor pressure. Will have to carry the cylinder pressure and connecting all parts and therefore asked the cylinder to withstand pressure, and the cylinder block and other parts of the seal, taking into account the accuracy of all contact surfaces and the shape an

6、d position tolerances. Cylinder top in the design process and dedicated fixture hole on an inclined plane, because the process takes the box to ensure that all sizes, allowances and for the mass production of smaller, so in order to meet the requirements, in addition to sales by positioning the two

7、outer side , also uses two parallel plane to box off the workpiece positioning, using jig and jig processing units to determine the hole location, a set of processing hole jig positioning without drawing lines, can be processed directly (due to oblique hole drilling tool connected long pole, using a

8、 dual orientation jig to ensure the accuracy of its processing), into the workpiece to facilitate floating raceway, improve processing efficiency. KEY WORDS: process, benchmarking, cutting, positioning base, positioning error.目录前言1第1章 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2第2章工艺规程的设计62.1缸体零件的制造形式以及加工要求62.2基准的选择与

9、确定62.3制订工艺路线62.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7第3章 专用夹具设计93.1概述93.1.1机床夹具的功用93.1.2机床夹具的分类与发展93.1.3夹具的组成103.2问题的指出103.3夹具的设计113.3.1工件的定位113.3.2工件的夹紧133.3.3夹具其他零件和部件的选择与确定193.3.4夹具安装及操作的简要说明28结论29谢 辞30参考文献31外文资料翻译32夹具的发展趋势35前言就目前而言“复合、高速、智能、精密、环保”已成为当今机床工业技术发展的主要趋势。其中，高速加工可以有效地提高机床的加工效率、缩短工件的加工周期。这就要求机床主轴及其相关部件要

10、适应高速加工的需求。滑动轴承在弹性流体力学润滑理论的研究，流体动压滑动轴承油膜刚度阻尼特性测定方法的研究、铁谱技术研究和电磁铁谱仪、论摩擦学数据库、固体变形等因素对滑动轴承流体动力润滑的影响、具有非线性油膜力的滑动轴承转子系统振动特性研究等等方面有了更进一步的发展。汽缸是汽轮机的外壳，汽缸的作用主要是将汽轮机的通流部分（喷嘴、隔板、转子等）与大气隔开，保证蒸汽在汽轮机内完成做功过程。此外，它还支承汽轮机的某些静止部件（隔板、喷嘴室、汽封套等），承受它们的重量，还要承受由于沿汽缸轴向、径向温度分布不均而产生的热应力，因此要求缸体能够承受压力，以及缸体与其他零部件的密封性，生活各处都有使用气缸的机

11、器，因此，在生活以及工程上获得广泛的应用。 汽缸体要达到其性能要求，就得在机械加工方面得到保证。近年来机械加工行业有了高速的发展，特别是数控技术的发展，提高了高精密零件的加工精度以及加工效率；此外铸造技术也有极大的提高，各式样的铸造方式使得铸件达到很高的要求。 本次设计是根据汽缸工艺编制来进行某一道工序夹具的设计，其设计的目的在于回顾自己大学三年所学的专业知识，提高自身的专业知识的理论水平，在工作之前就有一次自己独自搞一个题目的锻炼，从中提高自己分析问题、解决问题的能力，为以后工作打下一定的基础。我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的设计.这是我们在进行毕业设计之前对

12、所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。 第1章 零件的分析1.1零件的作用气缸主要作用是把低压气体吸进压缩成高压气体的循环，使部分动能转化为压力能从而提高气体的压力。气缸体则要承载这个压力和连接各零部件，因此要求缸体能够承受压力，以及保证缸体与其他零部件的密封性。1.2零件的工艺分析 汽缸加工的孔系共2组：1.在缸体的顶面上加工一系列的孔，本工序只加工2个直径为mm加工余量为0.3mm的孔，保证其间距离为mm，并保证其中心线与工艺孔轴线距离为2400.01mm；2.在缸体侧面凸台上加工一与竖直轴线夹角为15度的mm精度为

13、H7斜孔，保证其轴线顶面与气缸体定位孔中心线距离为1580.05mm，并保证其轴线端面与定位孔两肩面竖直距离为160.05mm；具体加工时应加工好一组表面后以这个表面为基准来加工相关的孔，选择基准时考虑基准重合误差，尽量使用同一个基准进行加工。图 11图 12加工位置图，表明了加工尺寸精度的要求，夹紧，定位等要按照本工序加工图进行。图 13表明了工件加工侧面斜孔与定位基准之间的相对位置关系。以上三图是该工件的加工工序图，表明了工件定位夹紧以及其加工要求，是设计机床和夹具的依据。第2章 工艺规程的设计2.1缸体零件的制造形式以及加工要求零件材料为HT250，硬度180250HB，编号YTR410

14、5，大批量生产8000件，零件结构一般，查机械制造工艺设计简明手册表1.3-1毛坯的制造采用金属型浇注,加工余量等级F。本机床加工前应保证：除方框尺寸外所有尺寸。工件输送方向 ：底面朝下，后端面在前，由左至右移动。2.2基准的选择与确定定为基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。箱体类零件，一般采用一面两销的定位方式进行定位，但具体情况具体分析，最终达到加工目的即可，此外还要考虑方案的经济性与可行性，综合考虑后再做决定。根据零件加工工序图的要求，以

15、汽缸中间H8的孔作为一个定位基准；与其相连的两肩面也有加工尺寸要求，因此也作为一个基准；此外还有底座上一个J6的孔作为另一基准，加工时要保证各基准面的加工精度，以保证本工序孔加工的精度。 基准的选择重要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。2.3制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,由于生产类型为大批生产，故采用组合机床配以专用工夹具，并使工序集中来提高生产率。除此之外，还应降低生产成本。由于采用组合机床与专用夹具工艺路线很简单。工艺路线如下：1. 使用专用夹具加工顶面上的1号和4号孔mm，达到

16、精度要求（可以通过使用钻、扩、铰复合刀具）；2. 使用专用夹具加工底座侧面凸台上的斜孔mm，达到精度要求（可以通过使用钻、扩、铰复合刀具）；3. 终检。零件工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为HT250，硬度180250HB，编号YTR4105，大批量生产8000件，零件结构一般，查机械制造工艺设计简明手册表1.3-1毛坯的制造采用金属型浇注,表2.2-3公差等级CT7-9，取CT9，表2.2-5加工余量等级F。根据上述原始资料及加工工艺，可确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.查机械制造工艺设计简明手册

17、表(2.2-4)，以及技术要求可知1号和4号孔mm加工余量为0.3mm；钻削加工。加工余量计算表：表21孔的直径加工后的直径12钻扩粗铰精铰11.811.9211.97012.0002.查机械制造工艺设计简明手册表(2.2-4)，以及技术要求可知斜孔mm的加工余量为0.5mm；钻削加工。加工余量计算表：表22孔的直径加工后的直径15 钻扩粗铰精铰14.714.8514.95015.000第3章 专用夹具设计3.1概述3.1.1机床夹具的功用夹具是一种装夹工件的工艺装备，它的主要功用是实现工件定位和夹紧，使工件加工时相对于机床、刀具有正确的位置，以保证工件的加工精度。机床夹具在零件的加工过程中其

18、作用主要有以下几个方面：1.保证加工精度 用夹具装夹工件，减少对其他生产设备和操作者技术水平的依赖性，能稳定地保证加工精度。2.提高劳动生产率 用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速的定位和夹紧，显著地缩短辅助时间，提高劳动生产率。3.改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件，方便、迅速。当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。4.降低生产成本 在批量生产中，使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显的降低成本。5.扩大机床的工艺范围 如使用夹具可将车床改为镗床或拉床、深孔加工机床等。3.1.2机床夹具的分类与发展 夹具有多种分类方法，一般按使用范围和特点

19、可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具和可调夹具，或按所使用的机床分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具等。通用夹具是指已经标准化的，可用于加工一定范围内的不同工件的夹具。如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工作台等。专用夹具是指专为某一工件的某一工序而设计的夹具。专用夹具一般在批量生产中使用，是机械制造厂里数量最多的一种夹具。随着科学技术的高速发展，机械产品不断更新换代，其品种型号越来越多，质量要求越来越高，更新周期越来越短。机床夹具是保证产品质量、提高劳动生产率的重要技术手段，其结构形式必须与其生产类型和市场变化相适应。显然，单一品种大批量生产中所使用的专用夹具的结构形式，已

20、难适应这种多品种、高精度、短周期生产的要求，必须随生产形式的变化而向前发展。其发展方向，主要表现在柔性化、精密化、搞笑自动化等方面，夹具设计工作则更加注重表追话和采用计算机辅助来实现夹具设计的自动化 。3.1.3夹具的组成虽然各类机床夹具结构不同，但按其主要功能加以分析，机床夹具一般是由定位元件、夹紧装置、夹具体、其他装置和元件组成。 1. 定位元件定位元件是夹具的主要功能元件之一。它的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2. 夹紧装置 夹紧装置也是夹具的主要功能元件之一，它的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不脱离已经占据的正确位置。3. 夹具体 夹具体是夹

21、具的基础件，通过它将夹具的所有元件构成一个整体。4. 其他装置或元件 除了定位元件、夹紧装置和家具体之外，各种夹具根据需要还有一些其他装置或元件，如分度装置、对刀元件、连接元件、导向元件等。3.2问题的指出为了提高劳动生产率，保证加工质量， 降低劳动强度，需用专用夹具。根据加工要求以及生产类型，本工序采用组合机床以及专用夹具进行加工。本组其他两个组员设计组合机床，本人进行夹具设计。本夹具主要用来钻孔，有顶面上的一系列孔也有侧面上的一个斜孔（斜孔轴线与竖直线呈15度夹角，各孔的要求较高，位置要求也较高，对本工序加工的定位已提出具体的要求，是既定公差，定位要求较高。而且本工件要大批量生产，因此，本

22、步的重点应在定位方案的选择与确定、定位误差的分析与计算、夹紧方式的选择与确定以及夹紧力的分析与计算、夹具其他零件和部件的选择与确定，此外为方便快速操作应多采用电器及自动化控制系统。3.3夹具的设计3.3.1工件的定位工件定位包含如下两个基本要求：1.位置正确。 即保证工件沿工序尺寸方向具有正确的位置（也就是工件相对于机床或刀具具有正确的位置）。2.位置准确。 即必须保证工件的工序尺寸精度和位置精度。实际上，第一个是要求工件定位时应符合工件的定位规律。第二个是要求保证足够的定位精度，即定位误差不能超出工序尺寸公差的一定范围。1.定位方案的选择与确定（1）.定位基准的选择与确定由零件图及加工工序图

23、要求，以汽缸中间H8的孔作为一个定位基准；与其相连的两肩面也有加工尺寸要求，因此也作为一个基准；此外还有底座上一个J6的孔作为另一基准，加工时要保证各基准面的加工精度，以保证本工序孔加工的精度。（2）.有已确定的定位基准知：1）.汽缸中间孔及两肩面可做成一个定位块（材料： HT250；圆柱面以及两见面进行渗碳处理增加表面耐磨性，其他要求见定位块零件图），由顶杆（顶杆尾部与插拔销相连）的锥面来控制其上下移动，而且为了满足其定心精度要求，除了顶杆之外还有两个导柱（导柱和弹簧配合解除一个竖直方向的自由度）来保证，并保证其与夹具底座面的垂直度，一个半圆柱面（削顶）和一个大平面限制缸体5个自由度；2）.

24、另一个孔采用削边插拔销定位限制缸体1个自由度；3）.由于夹具底座与工件间有一定的距离，为了避免支撑不稳，而其定位精度较高，特增加了六块定位支撑板（材料 ： T8按GB1298规定；热处理： 5560HRC；其他技术条件： 按GB/T2259的规定；总体按GB/T223691规定制造选用；具体形式见夹具总图第2页），形成过定位，对工件底面加工有一定要求，也提高了其支撑刚性。综上所述这种定位方式可以满足加工要求，增加的支撑板安装加工也比较经济，此方案可行。2.定位误差的分析与计算 由于工件和夹具定位元件均有制造误差，所以一批工件在夹具中定位后的位置是变动的，即存在定位误差。一批工件由于在夹具中定位

25、而使得工序基准在沿工序尺寸方向上产生了位移，其可能的最大位移量就叫做该工序尺寸的定位误差。本工序的加工尺寸较多，除了孔的直径和深度外，对孔的位置度要求也比较高，而且孔的位置度误差与定位没有关系，它们的大小主要取决于钻套间的距离，与工件定位无关。因此，对前者定位误差应控制在一定范围内，以满足加工要求。由于支撑板和定位块做的比较精准且符合设计基准，定位误差只存在于削边销在定位过程中，具体分析如下：（1）.工件以平面定位时的定位误差 1）.基准位移误差 因为定位元件的形状以及定位元件各表面间的位置精度较高，因此在计算工件以平面定位的基准位移误差时，通常可以忽略它们的影响。工件以平面定位的基准位移误差

26、不仅受定位平面的形状误差（平面度）的影响，而且对与第二、第三定位基准有关的工序尺寸，其基准位移误差还会受三个平面间位置误差（如垂直度等）的影响。通常因精基准面的形状误差很小，所以可以忽略其影响（但当定位基准平面的平面度误差占工序尺寸公差比例较大时则不可忽略）。2）.基准不重合误差可用作图法求出因定位基准与工序基准不重合而引起工序基准在沿工序尺寸方向上的两个极限位置，这两个极限位置间距离之差就是基准不重合误差。或者利用尺寸链原理，求各基准尺寸误差之和，即为基准不重合误差。总的定位误差应为基准位移误差与基准不重合误差之和。3）.本工序采用的是精基准，故，以平面定位的误差可忽略不计。（2）.工件以两

27、个销定位的定位误差该定位误差也是由基准位移误差和基准不重合误差组成。由加工工序图以及定位方式，由前设计得知：1).两定位元件中心距为170mm0.05mm；2）.半圆柱面直径为mm； 3）.削边销直径mm。计算： （1） 由于定为基准与工序基准重合，所以=0。（2） 半圆柱销水平放置，在水平方向与工件任意变接触，此时 mm故定位误差 mm其它定位误差均按此方法类推计算。3.3.2工件的夹紧工件在夹具里定位正确、准确与否，是关系到能否保证加工质量的重要问题。但只解决定位问题还不能保证加工的正常进行，如果工件不夹紧、或夹而不紧、或夹而过紧，以及夹紧机构不合理等，均将影响工件加工多、快、好、省的进行

28、。因此工件在夹具中的夹紧问题也是一个重要问题。夹紧装置是夹具的重要组成部分，用于防止工件在切削力、自重及惯性力等作用下产生移动或振动，即保持工件定位后的正确位置。夹紧装置包括：1.动力装置动力装置的作用就是产生力源，并将作用力传至夹紧机构。动力装置通常分为：机械动力装置（如弹簧夹紧）、气缸装置、液压装置、电动装置、真空装置，磁力装置等。若以人力为力源，夹具则没有这部分装置。2.夹紧机构中间机构和夹紧元件，有些能区分开来，有时也不好区分，一般统称为夹紧机构。它的作用是传递作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧工件的任务。在传力的过程中，根据夹紧的需要它还可以起如下作用：1）.改变作用力的方向；2）.

29、改变作用力的大小，通过杠杆比或其他增力机构等改变作用力的大小，以适应夹紧工件夹紧力的大小。3）.起仅仅后的自锁作用，当作用力消失之后，仍能使工件可靠夹紧而不松脱，因此应设置自锁环节。对夹紧装置的基本要求：1.保证加工精度1）.夹紧机构应产生足够大的夹紧力，以保证工件在加工过程中不产生位移或振动，既不破坏定位而又能起到保持定位的作用。2）.夹紧机构应具有足够的刚性，应尽量地把工件，夹具定位元件、导向件以及夹具体等的变形控制在最小限度内。为此必须合理的施加夹紧力，合理的布置夹紧点，以及设计合理的夹紧机构等。3）.夹紧工件时，不应破坏工件的已加工面。为此，夹紧件与工件最好采用面接触，而不采用点或线接

30、触，以增大接触面，减小接触应力，避免损伤工件的已加工面。2.提高生产率夹紧动作应迅速，尽量缩短辅助时间，从而使生产率得到提高。为此，应采用完善、自动化的夹紧装置。如气、液压夹紧装置等等。3.保证工作可靠为了保证夹紧装置夹紧的可靠，通常应使夹紧机构具有自锁性，以保证再撤除作用力后仍能维持夹紧。气动夹紧通常也有自锁环节，以保证在压缩空气中断或失压时，工件在加工中不致松夹。只有在切削条件比较稳定和切削力不大的情况下，如攻丝机床的气动夹紧装置才可以不带自锁环节。4.夹紧装置应紧凑、简单夹紧装置在保证前三项基本要求的前提下，应使夹紧力越小越好，使夹紧装置结构尽量紧凑、简单，从而使加工成本降低。5.夹紧装

31、置操作应安全、方便、省力尤其对各种高效机床夹具，因生产率很高，工人操作频繁，因此，应尽可能减轻工人的劳动强度，并且保证在使用过程中安全可靠。1.夹紧方案的选择与确定 由前面分析知，该工件在加工过程中所受外力不大，用一般夹紧机构即可；又考虑到为了便于自动化控制，采用气动夹紧的方式，快速、平稳、可靠。 根据机床以及夹具整体布局来计算和选用合适的夹紧机构。 根据 金属切削机床夹具设计手册 推荐，采用利用返回连杆的自动压板。在压板的支点部位使用返回连杆，由气缸活塞杆的直线运动，实现压板松开和后退。 夹紧机构组成： 压板 1）. B12180 GB/T2188 2）.材料 45钢按GB/T699规定 3

32、）.热处理 3540HRC 4）.其他技术条件按GB/T2259的规定 返回连杆以及与活塞杆连接的连杆材料均为Q275，其他技术条件按GB/T2259的规定，具体形式见夹具总图第1张。 其示意图如 图 31所视下： 动力装置： 采用QGB系列气缸： QGB5050F，即内径50mm，行程50mm的后法兰型气缸在气压为0.4MPa时，推力785N，拉力705N。图 31 2.切削力及加紧力的计算1.切削力的计算切削力在切削的过程中是变化的，影响切削力大小的因素有很多，如工件质量的不均匀，加工余量的不均匀（尤其在粗加工），刀具磨损以及切削用量的变化等等。根据切削手册以及第二章加工工艺的制定，由经验

33、可知，该工件在加工过程中所受切削力不大，整个工艺系统的强度、刚度均可满足要求，因此只需考虑选用合适的夹紧力即可。3.夹紧力的确定与计算确定夹紧力的“三要素”，即指确定夹紧力的方向、作用点的数量和位置、夹紧力的大小。只有正确的确定夹紧力，才能更好地发挥夹具的技术经济效果。确定夹紧力又是一个综合性的问题，必须综合考虑工件的结构特点，定位元件的结构及其布置，切削力的大小和方向等诸因素。夹紧力方向主要根据下列因素加以确定：1）.夹紧力方向应朝向定位元件在夹具中，工件的位置是由定位元件来确定的，因此使夹紧力的方向指向定位元件，才能可靠地保证工件与定位元件的密切接触，从而达到巩固定位之目的。在几个定位基准

34、中，应使夹紧力优先指向主要定位基准，这是因为主要定位基准的面积比较大，消除工件自由度数量多，容易保证工件安装稳定。并且由于面积比较大，产生的接触变形较小，有利于保证工件的加工精度。2）.夹紧力的方向使工件变形小由于工件不同方位的变形是不同的，所以在不同的方向对工件施加夹紧时，产生的变形也不一样。若使夹紧力指向主要定位几面时，工件容易变形而不能保证质量时，可使夹紧力指向工件刚性较大的部位。这一点对于刚性较弱的工件，如薄壁零件的夹紧尤为重要。3）.夹紧力方向应使所需夹紧力最小夹紧力越小，工件的夹紧变形越小，夹紧装置紧凑，并可减轻工人劳动强度，提高劳动生产率。因此，选择夹紧力方向应使夹紧力最小。夹紧

35、力的大小与夹紧力、切削力和重力方向，以及与夹紧力所指向的定位基面的位置均有关系。夹紧力作用点的确定：在夹紧力方向已定的情况下，确定夹紧力作用点的位置和数量。在确定时应注意以下几个问题：1）.确定夹紧力作用点的位置时应不破坏定位应使夹紧力合力的作用点不使工件产生颠覆力矩。夹紧力作用点的位置应尽可能靠近加工部位，以减小切削力绕夹紧点的力矩，防止工件在加工过程中产生转动或振动。这是由于平行于接触面的切削力，容易造成工件绕夹紧点转动，而当夹紧点接近工作部位时减小了转动力矩力臂的缘故。2）.应保证夹紧变形不影响加工精度夹紧力的作用点位置应避免放在加工部位的上方或容易引起较大变形的地方，为此应使其接近工件

36、的筋或壁。但着力点也不能离开加工部位太远，以防工件在加工中产生转动或振动。有时为防止夹紧力使工件产生很大的变形，不得不将夹紧力的着力点离开加工面较远，此时往往在力加工面较近处施以辅助夹紧，以防工件在加工过程中产生振动而影响加工质量。夹紧力作用点的数量应使工件在整个接触面上受力均匀，接触变形较小。对刚性小而精度要求高的工件，应使夹紧点分散，采用多点夹紧，或变点、线接触为面接触。根据分析以及加工工序的要求，加工该工件时，采用四点对称夹紧，使夹紧平稳可靠，而且夹紧力方向指向定位基准，竖直向下（加工工序图上已有明确要求），且该工件为箱体类零件，无其他特殊要求，加工工艺性较好。夹紧力大小的计算：工件在夹

37、具中，若夹紧力过小，则夹不紧工件，将引起工件振动或移动，而不能保证加工精度。严重时还将导致设备和人身事故。若夹紧力过大，将引起工件和夹具定位件产生过大的变形，也无法保证加工质量。夹紧力的大小主要取决于切削力和重力，重力可认为是不变的，切削力在切削的过程中是变化的，影响切削力大小的因素有很多，如工件质量的不均匀，加工余量的不均匀（尤其在粗加工），刀具磨损以及切削用量的变化等等。同时夹紧力也与其他因素有关，如夹紧件与工件及工件与定位件间接触表面的光洁度，工艺系统的刚性等等。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，假定切削过程稳定，而且切削参数不变。根据工件所受切削力、夹紧力（大型工件还应该

38、考虑工件的重力，运动的工件还应该考虑惯性力等）的作用情况，找出在加工过程中对夹具不利的瞬时状态即所需夹紧力最大的情况，此时列出作用于工件上所有外力（切削力P、重力G、夹紧力F）。按静力平衡原理（），计算出理论夹紧力，最后为保证夹紧可靠，将理论夹紧力乘以安全系数，作为实际所需夹紧力的值，即 式中：实际所需夹紧力（N）；W在一定条件下，由静力平衡原理，计算出的理论夹紧力（N）；K安全系数。安全系数K按下式计算：式中，为各种因素的安全系数，查机床夹具设计手册（第二版）表1-2-1得，则计算得， =2.73但由机床夹具设计手册（第二版）表1-2-1备注知，当K值计算结果大于2.5时，取K=2.73。设

39、连杆长度mm受压后变为mm。则3.510 查材料力学表2.2 灰铸铁的弹性模量E=78.5157GPa,取78.5 ; 。 螺杆的预紧力为因此实际夹紧力由前面的夹紧装置知，气缸推力为785N，满足使用要求。3.3.3夹具其他零件和部件的选择与确定1.夹具选用的部分标准零件1.开槽沉头螺钉GB/T682000在夹具总图中有三种规格：1）.（1）. M12 材料： Q235（2）.与支撑板配合将支撑板与夹具底座连接起来的螺钉2）.（1）.M10，材料： 45钢（2）.与销配合将夹具体与夹具底座连接起来的螺钉 3）.（1）. M12 材料： Q235（2）.与销配合将钻模板与夹具体连接起来的螺钉图

40、322.六角螺母（GB52-76）查 机械制图与计算机绘图 P234（1）.材料： 45钢 优质碳素给构纲号和一般技术条件（2）.热处理： HRC3540（3）.其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件（4）.标记：细牙普通螺纹，直径20mm，螺距1mm的六角螺母螺母M161 GB/T6171。图 33 3. 垫圈（GB97.1-85）查 金属切削机床夹具设计手册 P109（1）. 材料： Q275按GB699-65（2）.热处理：HRC3540。（3）.其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。公称尺寸d=8mm 厚度h=1.6mm 性能等级为140HV级

41、，不经表面处理，标记为：垫圈 GB848-85 8-140HV。图 344.双头螺柱 规格：M8 GB/T90085 材料：Q275 用于气缸与夹具的连接（与配套的螺母和垫圈配合使用）图 355. 内螺纹圆锥销：（1）. 材料： 35钢 按GB/T12186 的技术条件规定 （2）. 公称直径d=12mm 长度l=60mm （3）.热处理：2838HRC 表面氧化处理图 366.钻模套：快换钻套GB2264-80（1）.材料：d26mm T10A按GB1298-77碳素工具钢技术条件；（2）.热处理：T10AHRC5864；20渗碳深度为0.8-1.2mm HRC5864。（3）.其他技术条件

42、按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件。 标记：钻套7F712k612GB2264-80图 377.底座：（1）时效处理；（2）材料：HT200； 图 388.钻模板：钻顶面孔的钻模板（1）材料：HT200；（2）时效处理；（3）保证钻模板上与钻套配合的孔的精度以及相互间的位置精度； 保证与钻斜孔的导向套配合的孔的轴线倾斜度；（4）其他要求详见钻模板零件图。图 39还有一些标准件，像钻套螺钉、圆柱销、弹簧等在此不一一列举，可查相关手册与资料，见夹具装配总图。2.夹具中用到的一些其他零部件1.斜孔导向部分：其中钻套和衬套是非标的，但考虑到其使用条件要求不高，起导向作用，单做也比较划算，成

43、本不高。 图 310 2.插拔销拨杆：一根拨杆带动三个定位块下的三个插拔销，通过保证拨杆的制造与安装精度来保证其带动定位块的定位精度。图 3113.浮动滚道机构由于该工件要进行大批量生产，为了便于工人推入工件，降低工人劳动强度，特采用了浮动滚道机构，它利用杠杆原理以及弹簧的特性工作。综上所述，可知在夹具中除了定位和夹紧装置外，还有其他一些装置如对刀装置，分度装置，导向装置，攻丝装置以及活动攻丝模板等等。具体到本组合机床夹具则是以导向装置为主。导向装置或元件用以引导刀具进入正确的加工位置，并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的刚性，从而保证零件上孔的尺寸精度和各孔之间的相

44、互位置精度，如同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度及各孔轴线间的平行度等。导向装置的设计要考虑到其类型、形式和结构、数量等，还要注意各导套孔的位置精度（钻模板体上的导向孔，各孔的坐标位置公差为0.010.02毫米）；不使夹紧力作用到导向装置上，以免影响其精度；装卸工件时避免工件与导向装置碰撞；为了便于引导刀具应在导套入口处加大倒角，对于立式机床，为防止切屑进入，应加大导向杆前端倒角；考虑导套更换的可能性和方便性；导向装置的润滑，通常采用稀油（HJ30或HJ50机械油）润滑。除此之外，本夹具中还有一些非标零部件，都是再考虑其使用和经济性后设计选用的，在此不一一列举，详见夹具总图。3.3.4夹具安装及操

45、作的简要说明如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，所以本夹具中有多出采用了固定连接，为保证精度要求，一般都采用两销定位配合螺钉连接的形式。安装：1.将底座螺栓栓在工作台上；2.将定位支撑板使用螺钉固定在底座上；3.安装插拔销和定位块；4.安装夹紧装置；5.将斜钻模板块使用圆锥销和螺钉固定在夹具体上；6.将夹具体使用圆柱销和螺钉固定在底座上；7.安装钻模板，以及将钻模安装在钻模板上，8.调试。安装好了之后应注意钻模板的水平位置；斜钻模板的地面与水平面成75度夹角。结论一个零部件质量的高低取决于设计、加工等因素，那么机械加工就是不可缺少的一部分，零件从设计到加工生产再到实际应用，其中加工是联系设计和应用的重要环节，即要想使设计者的思想变为现实，就必须在工艺以及夹具上下工夫，工艺编制的合不合理，夹具结构设计的合不合理这些都是很重要的因素。因此在加工零件之前，要认真的分析设计者以及最终生产的目的，认真分析零件的功用和加工工艺性，然后编制合理的工艺和夹具设计。本次设计的是汽缸体的加工工艺及夹具的设计，汽缸是汽轮机的外壳，汽缸的作用主要是