D13型汽车排气管机加工艺及管身凸台柔性锪夹具的设计制作【全套图纸】.doc

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1、南 阳 理 工 学 院 本科生毕业设计（论文） 学院（系）： 机电工程系 专 业：机械设计制造及其自动化学 生： 指导教师： 完成日期 2009 年 6 月 南阳理工学院本科生毕业设计（论文）D13型排气管机加工艺 及管身凸台面锪夹具的设计制作 全套图纸，加153893706 The Flexible Milling Machine and Fixture Design ofD13 Tailpipe Machining Technics of Play 总计： 毕业设计（论文）22 页表格： 7 个插图 ： 4 幅南阳理工学院本科生毕业设计（论文）D13型汽车排气管机加工艺及管身凸台柔性锪夹具

2、的设计制作The Flexible Milling Machine and Fixture Design ofD13 Tailpipe Machining Technics of Play 学 院（系）： 机电工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 学 号： 21407239 指 导 教 师（职称）： 完 成 日 期： 2009.2.162009.6.1 南阳理工学院 Nanyang Institute of TechnologyD13型汽车排气管机加工工艺及管身凸台柔性锪夹具的设计与制作 摘 要 随着全球制造产业的区域转移整个制造行业竞争的加剧，所有机械加工生产单位都面临

3、提高生产效率的问题。而在机加过程中作为装夹工件的工艺装备的夹具，在提高生产效率方面有其特别的优势。本论文是结合目前实际生产中，仅用通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件生产效率低劳动强大，加工质量不高，而且往往加工相同规格的零件时需要几套不同的夹具，所以需要设计一种结构简单，精度高、强度高和通用性好、适应性强、柔性高的夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。有力于提高企业生产效率，使得许多复杂零件的加工成为可能，常规零件加工的质量进

4、一步提升，并降低劳动强度，在保证产品质量加工精度的同时批量生产，从而降低生产成本。从而夹具的使用在某种程度上提高实际生产中企业的效益 。因而对夹具知识的认识和学习，在今天显的优为重要起来。关键词柔性；成组技术；气动夹具The Flexible Milling Machine and Fixture Design of D13 Tailpipe Machining Technics of Play Abstract：Along with the global manufacturing industry area of the manufacturing industry shift compe

5、tition intensifies, all mechanical processing production units are facing to improve production efficiency. But in the machining process as clamping work-piece jig of technological equipment, improve the production efficiency is its special advantages. This thesis is to combine the actual production

6、, only use generic cannot satisfy the production requirements, fixture with general clamping work-piece jig low labor productivity, quality is not high, and often the same specification parts processing when need several different sets of fixture, so need to design a kind of simple structure, high p

7、recision, high strength and high universality, high adaptability, flexibility of fixture, mainly including the positioning jig, clamping, concrete and orientation of the key aspects of design and machining accuracy of analysis. Can effectively reduce the processing time and auxiliary time of basic,

8、greatly improving the labor productivity, which can effectively reduce the labor intensity and increase the work efficiency. Powerful to improve production efficiency, make many complex parts processing, conventional machining quality further, and reduce the labor intensity, and ensure the quality o

9、f the machining precision and batch production, so as to reduce the production cost. Thus the use of fixture in some extent, to improve the efficiency of enterprises in practical production. So the understanding and knowledge of fixture in the study, the optimal for important today.Key words： Flexib

10、le； Group technology；Pneumatic clamping目 录1. 绪论11.1 课题提出的背景11.2 研究现状11.3 研究内容12. 零件的工艺分析22.1 零件的作用22.2 零件的工艺分析22.3确定毛坯，画毛坯零件合图33. 工艺规程的设计33.1 定为基准的选择33.1.1 精基准的选择33.1.2 粗基准的选择33.1.3 确定合理的夹紧方法33.2 工艺路线的拟定43.3选择加工设备及刀、夹、量具53.4 加工工序设计63.5 时间定额的计算103.5.1 机动时间103.5.2 辅助时间113.5.3 布置工作地时间Ts113.5.4休息和生理需要时间

11、Tr113.5.5准备与终结时间Te123.6 工艺过程的技术经济分析124. 排气管背面铣夹具的设计124.1 工件在夹具上的定位124.1.1 定位销的设计134.2 夹紧力的确定134.3 设计方案的确定144.4 夹具柔性的确定154.5 四杆铰链机构的设计164.6 定位精度的分析164.6气缸的选择175. 夹具的制作185.1 加工零件的加工工艺过程185.1.1 夹具体零件图185.1.2 夹具体工艺路线185.2 零件的加工过程195.3 夹具实体装配图196. 结论及存在的问题206.1 结论206.2 存在的问题20参考文献21致谢语22 - IV -D13型汽车排气管机

12、加工艺及管身凸台柔性锪夹具的设计制作姓名：王中琦 学号：21407239 班级：0721421. 绪论1.1 课题提出的背景本课题是结合目前汽车排气管的实际生产中，仅用通用夹具不能满足生产要求，仅用通用夹具装夹工件生产效率低，加工质量不高，在这种形式下，需要一种结构简单，精度高、强度高和通用性好、适应性强、柔性高的夹具，并且具有一定柔性的铣床夹具，采用成组技术能够更好的利用产品的相似性，统一的将产品、部件和零件的相似性准则分类编组，并以这些组为基础，组织生产的各个环节，以实现多品种大批量的产品的生产设计、制造、管理的合理化。同时为了适应多种产品的加工。本次设计的夹具易操作、能保证加工精度，提高

13、劳动生产率，改善生产环境、工人的劳动条件，降低生产成本和扩大机床的工艺范围。其发展方向朝着柔性化，精密化，高效化发展。特别适用于大批量的生产。1.2 研究现状近年来，随着汽车工业不断发展，排气管的生产工艺也在发生不断的变化，品种多，批量小，生产效率低，所以对夹具的使用性能和结构提出了更高更新的要求，需要一种结构简单，精度高、强度高和通用性好、适应性强、柔性高的夹具。这种夹具能适应不同的机床、不同的产品或同一产品不同的规格，能最大限度地满足各种机床夹具的需要。另一方面引进成组技术，将多种零件按其工艺的相似性分类以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量，从而使小批生产能

14、获得接近于大批生产的经济效果。 1.3 研究内容首先，根据零件材料，生产批量和结构特点制定合理的零件加工工艺方案，并填写工艺工程卡和工序卡，其次，根据自己所要加工的侧面管身凸台面设计出合理的夹具，其中应考虑到此夹具的柔性。在夹具的制作过程中，图纸和实际相结合。另外，通过对排气管公司的参观，设计应注重实用性。该课题要求学生作到以下几点：一、积极开发创新思维，能在导师指导的基础上提出更好的设想；二、综合运用机械工艺、计算机辅助设计的知识完成设计，编写工艺，最终加工出相应的实体。2. 零件的工艺分析2.1 零件的作用题目所给定的零件是D13型汽车排气管（见图1），它安装于发动机排气岐管和消声器之间的

15、排气管中，使整个排气系统呈挠性联接，从而起到减振降噪、方便安装和延长排气消声系统寿命的作用。其主要作用，一是用来排出废气,其间增加过滤装置,以符合环保的强制要求；二是中间装配消音装置,以减少汽车发动机排出废气时的噪音。零件的B面有3个排气口，6个小孔起固定连接作用，零件排气口与消音装置相连。 图1 D13型排气管零件图2.2 零件的工艺分析D13型汽车排气管的材料为HT200。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性等特点，适用于承受较大的应力，耐磨耐热的零件。该零件的主要加工面为排气管进气口面、排气口面及其面6-11上的孔。排气口面和进气口面平面度为0.03，直接影响与汽车汽缸和消声器的

16、接触精度及密封。6-11的孔的尺寸精度，同轴度0.04影响到进气口与汽车汽缸的连接和准确定位，因此在它们加工时最好能一次装夹将孔加工出来。通过查阅相关的资料知有关面和孔的加工精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达达到的，零件的结构工艺性也是可行的。2.3确定毛坯，画毛坯零件合图根据零件材料确定毛坯为铸件，又由题目已知零件生产类型为大批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。又由于排气管的内腔及六个12孔均需铸出，故还应安放型芯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。参考文献【1】表2，3-5，用查表法确定各表面的总余量如下表2-1所示加工表面基本尺寸（mm）加工余量等级加工

17、余量数值 （mm）说明B面8G2底面，单侧加工D面54.09G4外圆端面，双侧加工2-24凸台面52H2顶面，单侧加工2-20凸台面41G2侧面，单侧加工2-32凸台面32G2侧面，单侧加工3. 工艺规程的设计3.1 定为基准的选择3.1.1 精基准的选择D13型排气管的B面和6个11的孔既是装配基准，又是设计基准，用它们做精基准，能使加工遵循“基准重合的”原则，实现箱体零件“一面两孔”的定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外，B面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。3.1.2 粗基准的选择考虑到以下几点要求，选择排气管

18、进气口背后凸台面作为粗基准：第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要加工面加工余量尽量均匀；第二， 能保证定位准确，夹紧可靠。3.1.3 确定合理的夹紧方法本排气管采用汽缸夹紧，利用一面两孔的定位方式。故采用确定合理夹紧方法这样定位使工件刚度较高，变形小，节省时间又比较容易装卸，符合大批量生产的要求，故合理3.2 工艺路线的拟定根据各表面加工要求和加工方法能达到的加工精度要求，确定各表面的加工方法如下：排气口面：粗铣精铣；凸台面：粗铣精铣；7级9级未铸出的孔：钻铰；螺纹孔：钻孔攻螺纹。6-11的孔因孔有较高的同轴度要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，即在一次装夹下将孔加工出来，以保证

19、其位置度的精度要求。根据先面后孔的原则，先主要面后次要面和先粗加工的原则，将进气口面加工放在前面，精加工放在后面，加工完排气口面之后，加工孔。初步拟定工艺路线如下：工序号工 序 内 容102030405060708090100110120130140150铸 造 时 效 涂底漆粗铣进气口端面M钻扩铰2-11H10至10H10 孔口倒角145钻4-12粗铣六个底座凸起面N铣管身顶部两个凸台面Q钻2M8螺纹底孔铣管身侧面三个凸台面R钻2M10螺纹底孔 钻锥度为Z3/4的孔24精铣进气口面M精扩铰2-11H10孔，并提高精度至2-11H9攻螺纹2M8-6H，2M10-6H铣排气口端面S粗车-半精车-

20、精车3.62槽保证47.5和54检 验入 库上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工艺有些问题还值得进一步讨论。如工序80精铣B面，因工件形状不规则，装夹不方便，为减少装夹误差，应将精加工和粗加工安排在一起。修改后的工艺路线如下：工序号工 序 内 容 102030405060708090100110铸 造时 效 涂底漆粗、精铣进气口端面M钻扩2-11H10至2-11H9,钻4-12 孔口倒角145铣两个方向的六个底座凸起面N、N铣管身顶部两个凸台面P铣管身侧面三个凸台面Q铣管身侧面两个方向的36的圆柱凸台面R、R车排气口端面S粗车-精车54 2槽3.647.5钻2M8螺纹底孔 攻螺纹2M

21、8-6H钻2M10螺纹底孔 攻螺纹2M10-6H检 验入 库上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则。3.3选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为中小批量生产，故主要采用组合机床生产，生产方式以成组夹具为主，加紧方式以气动夹紧方式为主。铣E面（进气口背面）。考虑到工件的夹紧方式及夹具的结构等设计问题，采用卧铣，选择X62W机型（参考文献机械加工工艺手册表3.173）采用可调的专用夹具，测量工具为游标卡尺。铣N面（进气口面）。由于进气口面为一装配面，精度要求较高，所以此工序要粗铣和精铣分为两个工步来加工完成，达到要求。根据加紧方式和夹具的设计结构，采用立铣，选择X52K，莫氏面铣刀，专用铣夹具，测

22、量工具游标卡尺、专用夹具。钻进气口面的孔。根据此面的结构，及夹具结构，为了提高效率采用组合钻床。选择直径为10的合金钻头。测量工具有游标卡尺、塞规等。铣P面（排气口面）此面和进气口面一样，都是装配面，要求精度较高，所以粗精铣要分开，但选用的机床一样，只需调整相应的转速等。根据夹紧方式和所设计的夹具，采用卧铣，检测工具为游标卡尺和相应的工具等。钻排气口面的孔。为了提高加工效率采用组合机床。夹具采用P面加工夹具，选用直径为7的合金钻头，检验的工具为游标卡尺，塞规等。铣凸台面。根据零件的结构和考虑设计夹具的结构选用卧铣。检测工具为游标卡尺、专用工具等。钻凸台面的孔和攻丝。所采用的夹具为铣凸台面用的夹

23、具，选用的机床为组合钻床，攻丝也采用机攻丝。检测工具为游标卡尺和塞规等。3.4 加工工序设计1.工序10粗铣进气口B面由于此面同进气口面，为一配作面，加工精度较高，所以分为粗铣和精铣两个工步完成达到加工要求。查机械加工工艺设计手册表2.359，平面的加工余量，得加工余量为1.5mm。已知N面总余量为5mm，故粗加工余量为5-1.5=3.5mm精铣N面工序以N面为定为基准，此面至设计尺寸为131.5mm，可计算出粗铣N面工序尺寸为133.0mm。查文献机械加工工艺设计手册表2.66，得粗加工公差等级IT11IT14，取IT=11，其公差为0.16，所以知粗加工至设计基准为78.8.校核精铣余量z

24、：故余量足够。参考文献机械加工工艺设计手册表2.473取粗铣每齿进给量为fz为0.2mm/z,取精铣的进给量为f=0.5mm/r,粗铣走到一次，ap=3.5，精铣走到一次，ap=1.5，参考文献机械加工工艺手册表3.174，取粗铣主轴转速为150r/min,取精铣主轴转速为300r/min,相应的切削速度分别为：V粗=dn/1000=3.14200150/1000=94.2m/minV精=dn/1000=3.14200300/1000=188.4m/min2. 粗铣凸台进气口背面凸台面通过对零件的分析知，B面的要求不高，故可以一次铣出，其工序余量为3mm。取每齿的进给量fz为0.2mm/z；分

25、一次走刀，ap=3，主轴转速为130r/min则V=dn/1000=3.14200130/1000=75.2m/min3. 粗铣进气管背面2-20台面、侧面2-24及2-36凸面此面精度要求高，加工时需粗铣和精铣。查机械加工工艺设计手册表2.359，平面的加工余量，得加工余量为1.5mm。已知N面总余量为5mm，故粗加工余量为5-1.5=3.5mm采用N面一面两孔定位，精铣凸台面以孔210.5定位，其加工面到其中心线为89.50.3mm，则粗铣凸台面工序尺寸为91.0mm，经计算余量足够。参考文献机械加工工艺设计手册表2.473取粗铣每齿进给量为fz为0.2mm/z,取精铣的进给量为f=0.5

26、mm/r,粗铣走到一次，ap=3.5，精铣走到一次，ap=1.5，参考文献机械加工工艺手册表3.174，取粗铣主轴转速为100r/min,取精铣主轴转速为350r/min,相应的切削速度分别为：V粗=dn/1000=3.14200100/1000=62.8m/minV精=dn/1000=3.14200350/1000=219.8m/min经校核机床功率足够。4. 钻N面（进气孔面的孔）6-11及2-10.56-11空的扩、铰余量参考文献【1】表2.3-48取Z扩=0.9mm，Z铰=0.1mm，由此可算出Z钻=11/2-0.9-0.1=4.5mm。2-10.5mm 因一次钻出，故其钻削余量为Z钻

27、=10.5/2=5.25mm。 各工步的余量和工序尺寸及公差列于下表： 加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差6-11mm6-11mm6-11mm2-10.5mm钻孔扩孔铰孔钻孔5.5mm0.9mm0.1mm5.25mm-H10F9-9 10.5孔与孔之间的位置尺寸如1370.05mm，沿270mm孔轴线方向的定位是以两孔的内侧面用一面两孔定位，关于中心对称，外形对称。所以6-11两孔连心限制内测中心面对称。有参考文献【1】表2.4-38，并参考Z3025机床说明书，取钻6-11H9孔的进给量f=0.39mm/r，取钻2-10.5孔的进给量f=0.39mm/r.参考文献【1】表2.4-4.

28、1，用插入法求得钻11H9孔的切削速度v=17.38m/min,由此算出转速为N= =503.18r/min取实际转速n=500 r/min，则实际切削速度为V= =17.27 m/min 同理，用插入法求得钻2-10.5mm孔的v=12.96m/min,由此可算出转速为：N=393r/min, 按机床的实际转速N=400r/min,则实际切削速度v=m/min=13m/min参考文献【1】表2.4-69，得：=（N）M=分别求出钻11的和M及钻10.5孔的和M如下：= 2169 NM= = 11.46 N.m= = 2067 NM= = 10.67 N.m他们均小于机床的最大进给力7840N

29、和机床的最大扭转力矩196 N.m,故机床的刚度足够。扩6-11的孔，参考文献【1】表2.4-50，并参考机床实际进给量，取f=0.31mm/r钻头直 径（mm）钢（Mpa）铸铁、铜、铝合金硬度80080010001000200HBS200HBS进给量f（mm/r）10130.050.060.250.310.040.060.190.230.030.040.150.190.090.110.520.640.050.070.310.39参考文献【4】表3-54，扩孔的切削速度为（1/21/3）V钻，故取V扩=1/2V钻=8.6m/min。由此算出转速N= = =256r/min。按机床实际转速取N=

30、250 r/min。参考文献【1】表2.4-58，铰孔的进给量f=0.3mm/r参考文献【1】表2.4-60，取铰孔的切削速度为v=0.3m/s。由此算出转速N= = =521 r/min。按机床的实际转速取N=545 r/min。则实际切削速度为：=17.9 m/min.5.钻排气口面孔4M6的工序设计。本工序的设计同工序3，相关的计算及机床的校核按照上方法即可算知，在这里就不在计算了。6.钻凸台孔3M87H及M107H。参考文献【1】表2.4-41，用插入法求得钻7孔的v=0.435m/s=26.1m/min,由此可算出转速为：n= 按机床的实际转速取n=1000 r/min,则实际切削速

31、度为v=参考文献【1】表2.4-69，得 =（N） M= 分别求出钻7的和M及9和M如下： = 1869 NM= = 9.84 N.m= =1952 NM= = 9.87N.m同理扩孔的切削速度是（1/21/3）v钻，故取v扩=1/2v钻=11m/min参考文献【1】表2.4-58，铰孔的进给量f=0.3mm/r参考文献【1】表2.4-60，取铰孔的切削速度为v=0.3m/s。由此算出转速N= = =449 r/min。按机床的实际转速取N=450 r/min。则实际切削速度为：=11.02 m/min.3.5 时间定额的计算根据本次设计要求，只计算老师指定的一道工序工时。下面计算工序60的时

32、间定额。3.5.1 机动时间参考文献【1】表2.5-7，的钻孔的计算公式为： =14，钻盲孔时=0钻3-6孔时：= =2.52mm =19.5mm, =3mm将以上的数据代入公式及前面已选定的f和n代入公式得： = 3=3 0.19=0.0.57min钻8孔时：=3.7mm =11.5mm, =3mm 将以上的数据代入公式及前面已选定的f和n代入公式得：=参考文献【1】表2.5-7，得扩孔和铰孔的计算公式为： 扩盲孔和铰盲孔时=0扩3-7.8mm孔： =11.5mm, =3.将以上的数据代入公式及前面已选定的f和n代入公式得： =3=30.135=0.41min铰3-8mm孔: =11.5mm

33、, =3.将以上的数据代入公式及前面已选定的f和n代入公式得：=总的机动时间0.57min+0.15min+0.135min+0.178min=1.03min3.5.2 辅助时间参考文献【1】表2.5-41。辅助时间各工步辅助时间为：钻3-7孔0.605min、钻9孔时0.3min；铰3-7孔0.96min;铰9时0.32min.装卸时间据参考文献【1】表2.5-42取1.5min.所以辅助时间=0.605+0.3+0.96+0.32+1.5=3.73min作业时间。 =+=3.73+1.03min=4.76min3.5.3 布置工作地时间Ts参考文献【5】，取=3%。则： =4.763%=0

34、.14min3.5.4休息和生理需要时间Tr参考文献【5】，取=3%。则： =4.763%=0.14min3.5.5准备与终结时间Te 据参考文献【1】表2.5-42取各部分时间为：中等件 33min;升降摇臂 1min；深度定位 0.3min；使用夹具 10min;试铰刀 7min; 3.6 工艺过程的技术经济分析机械制造工艺设计所要解决的基本问题是如何利用最小的劳动消耗，生产出一定数量的合乎规定质量要求的产品。因此，必须重视技术经济分析。工艺工程的技术经济分析主要包括产品工艺方案的技术经济分析和采用工装设备的技术经济分析。但对于本零件的工艺过程来说，由于参数太有限，很难进行必要的计算，所以

35、并没有进行分析。4. 排气管背面铣夹具的设计机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺装备，其主要功用是实现工件的定位和夹紧，使工件加工时相对于机床、刀具有正确的位置，以保证工件的加工质量和生产效率的要求。 4.1 工件在夹具上的定位工件在夹具上采用一面两孔进行定位。定位面为进气口面，定位元件为一个圆柱销和一个菱形销。由于销钉与所配合的孔之间存在最大配合间隙，因此会产生直线位移误差，同时，由于定位元件的转动，还会产生角位移误差。参照参考文献【2】对其误差按下列公式进行计算：=+ =其中，=；为第一定位孔与圆定位销间的最小间隙；为第二定位孔与削边销间的最小间隙；为转角误差；为两孔中心距地公差；

36、为两定位销中心距的公差，一般取（）；为削边销宽度；削边销定位孔的最小直径；圆柱销与定位孔之间的配合为H7/g6。=+0.0210.020+0.007mm=0.008mm=arctan()=0.0034结论：由于工件的定位误差0.008mm0.2=0.067mm，所以该定位方案能满足本工序加工精度的要求。4.1.1 定位销的设计按零件图给出的尺寸，两销孔为2-11H9,即2-；中心距尺寸为130.50.05。 取两定位销中心距尺寸为130.50.015按基轴制常用配合，取销与孔的配合为，即圆柱销为11H9=mm.查文献【6】表1-6，取菱形销的b=4mm,B=8mm。因为 a= mm =0.06

37、5mm所以 菱形销最小间隙为： =0.052mm菱形销的最大直径为： = 10.9608mm 故菱形销为 4.2 夹紧力的确定1）切削力 由切削用量手册P50页可知切削力计算： 主切削力FZ Fz=9.8160nFz CFZ apxFz fyFz vnFz kFz(N) 径向切削力Fy Fy=9.8160nFy CFy apxFy fyFy vnFy kFy(N) 轴向力Fx Fx=9.8160nFx CFx anFx fyFx vnFx kFx(N) 工件材料为灰铸铁，查表知： CFZ=114 CFy=119 CFx=51 xFz=1.0 xFy=0.9 nFx=1.2 yFz=0.75 y

38、Fy=0.75 yFx=0.65 nFz=0 nFy=0 nFx=0 带入计算得 Fz=2928N 2)夹紧力 加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力的作用。理论上，夹紧力的作用应与上述力矩的作用平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，估算时应找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力。并只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素的影响。根据参考文献【2】工件采用一面两孔定位，用压板压紧的夹紧力估算公式为：=N,式中为切削力，为安全系数，为菱形销允许承受的力，=,菱形销的宽度，为菱形的接触长度，为许用

39、挤压应力，单位MPa。经计算确定各个参数值为：=2840N, =51642N=3360N, =1.51.21.01.21.21.3=3.4, =170mm, =132mm ; 则=N=1806.7N 4.3 设计方案的确定本次设计的夹具是第20道工序铣排气管身的凸台面，该夹具适用于X63W铣床。这道工序加工的是排气管的管身凸台面，应采取B面定位，一次性将管身凸台面铣完，或者采用万能铣床。在本课题中我们采用X63W铣床进行加工。工件以B面定位，利用一面两孔的定位方法，然后采用气动夹紧，并且要考虑成组技术和柔性制造的概念在其中。方案1 即以B面一面两孔定位。圆柱销和菱形销完全定位，这种方案从定位原

40、理上分析是合理的，夹具结构也很简单。但是这种定位方案没有考虑到成组技术和柔性制作的应用。不适合大批量的生产根据成组夹具的特点，一定要一是专用二是可调。选用气缸夹紧装置，用调整(或更换)个别元件的方法来适应组内不同零件的需要。方案2 这种方案仍采用一面两孔定位，不同的是采用了成组技术和柔性的概念在里面。采用燕尾槽和滑块在里面。能加工不同类型的零件。本夹具易操作、能保证加工精度，提高劳动生产率，改善生产环境、工人的劳动条件，降低生产成本和扩大机床的工艺范围。其发展方向朝着柔性化，精密化，高效化发展。特别适用于大批量的生产。本道工序采用气动夹紧，使夹具简单可靠。操作方便。设计夹具如下图：图2 1.定

41、位键 2.气缸 3.锁紧垫圈 4.锁紧螺母 5.压板支撑钉 6.气缸顶杆 7.铰链 8.压板 9.定位块锁紧螺钉 10.沉头螺钉 11.对刀块定位销 12.内六角圆柱头螺钉 4.4 夹具柔性的确定本夹具的柔性主要体现在可以调整两定位块之间的距离，以适用于加工不同型号的排气管，定位块与导轨配合，夹紧部分设计了四杆铰链机构，便于装卸工件。 4.5 四杆铰链机构的设计 图3 四杆铰链机构有上图所示的四杆机构，主要是计算AC升的高度h，能不能使工件方便是装卸，令AG=xmax=70cm,GF=y,C1=h，AA1=S=60cm(S为气缸的行程)，A1C1=L=150cm,有三角形相似性可得GF=y=

42、,在三角形A1C1D1中，由勾股定理得出下式： 代入数据后得到h=60cm 4.6 定位精度的分析定位误差是由于工件在夹具上定位不准确而引起的加工误差，定位误差的来源主要有两个方面，基准不重合误差和基准位移误差。由于工序基准与定位基准不重合，而使工件尺寸产生的加工误差，所谓为一误差是指定位基准相对于理想未知的最大变动量。4-M8mm孔的精度由钻模板的精度决定的。与其有关的夹具尺寸有170mm，40mm的尺寸公差参考文献（3）表1-10-1。取工件公差的1/4,即夹具的公差为mm。定位销与钻模板配合，参考文献（3）表1-10-4，选取最大的配合间隙为0.012mm，配合时，定位销相对孔的最大位移量为0.056mm。它不应超过工件公差的1/3,即0.112mm，方可保证加工精度。实际上这一公差还可以放大的。参考文献（3）表1-10-6，取衬套与夹具体的配合为H7/r6；钻套与衬套的配合为H7/g6。此外，夹具上还应标注下列技术要求：钻套轴线与定位面的垂直度为0.1mm；定位面的平行度为0.05mm；定位面与夹具安装面的垂直度0.08。4.6气缸的选择本夹具为了提高效率，降低工人的劳动强度，采用气动夹紧，气缸的选择应根据在夹具上的安装位置，夹紧力的大小，以及气缸的行程等基本情况确定。本次设计