汽车发动机缸体机械加工工艺与工装设计--毕业设计说明书正文(7)

某汽车发动机缸体机械加工工艺与工装设计

4.3.3 工件两销定位

因为工件以推拉方式出入夹具，所以定位销采用伸缩式结构。这种结构 动力一般有手动和液压驱动两种，前者结构较简单且动作可靠，故采用手动式伸缩定位销。

根据支承板的高度，选用带防护罩的定位销。定位销采用组装结构，与 整体式的定位销相比，增加了定位系统的误差环节，降低了定位精度，但对于加工精度要求不是很高的夹具来说，组装结构便于更换，也经济一些。

定位销的插入和拨出是通过转动手柄经打推杆杠杆拔动伸缩则实现的，其移动距离由手柄座上的弹簧及钢球的位置来保证，并由挡销来控制插销和拨销的极限位置。本夹具中伸缩行程为13mm，销顶伸入工件11mm，手柄转动角度为15o。

伸缩式定位销示意图如图4.2：

图4.2 伸缩式定位销示意图

定位销的尺寸设计及定位误差计算如下： 4.3.3.1 定位销尺寸设计

图4.1为一面两销定位时一个圆柱销和一个菱形销的示意图。

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图4.3 定位销示意图

设计参数如下：

(1)定位销的中心距L1为424mm (2)两孔中心距公差为±0.006mm。

0.018(3)两定位销孔直径：D1?D2??12.3H17??12.3? 0 圆柱销的最大直径为：d1?D2??12.3mm D1——第一基准孔最小直径

0.006d??12.3g5??12.3--0.01 4

(4)切削边销宽度，查表D2?8取b=4mm B为11.3 (5)切削边销与基准的最小配合间隙

min?2?2?b?? D2D2——第二基准孔的最小直径 min?2?2?4?0.0595?0.039mm

12.3 (6)切削边销的最大直径

d2?D2-min?2?12.3-0.039?12.261mm

取 d2h5??12.610-0.08

4.3.3.2 定位销的定位误差计算

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图 4.4 定位销的定位误差示意图

（1） ?DW??D1??d1??1min

D1?DW——定位误差 ?——第一基准孔的公差 ?d1——圆柱销的公差

?1min——圆柱销与第一基准孔的最小间隙

?DW?0.018?0.008?0.006?0.032mm

??arctan(（2） ?j?wD1??d1??1min??22D2??d2??2min)

-2 ?JW?(7.38?10)?

4.4 夹具夹紧机构设计

4.4.1 夹紧动力的选择

作为夹紧机构的力源，可以分为手动夹紧和自动夹紧。为提高生产效率、降低劳动强度，选择自动夹紧的夹紧机构。

自动夹紧又可分为气动夹紧和液压夹紧。其中气动夹紧具有许多其它能源所不及的优点：

(1)空气取之不尽，没有供应上的困难，而且废气处理也方便。 (2)空气粘度小，在管道中压力损失小，便于集中供应和远距离输送。 (3)工作压力低，可降低对气动元件的材质和制造上的要求。 (4)气动动作迅速、反应快。

(5)气动维护简单、介质清洁，也不存在介质变质等问题。 (6)使用安全，便于实现过载自动保护。

(7)气动操作控制方便，元件便于标准化，易于集中控制、程序控制和实现工序自动化。

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因此夹具中选择气动夹紧方式。 4.4.2 夹紧力的确定 4.4.2.1夹紧力的作用点

为了保证工件在夹紧后定位稳定，作用点应在工件定位支承平面以上；为了保证夹紧后工件的变形最小，作用点应在工件刚性最好的部位，即夹紧点应靠近工件的壁或筋板并要避免设在被加工孔的上方；此外还要保证夹紧力和切削力不产生使工件弯曲的力矩。因此，选择四个夹紧点，分别作用在靠近气缸孔壁、支承板的正上方的位置，为了保证工件在夹紧后有足够的抗扭性，作用点之间的距离应尽量拉大，靠近工件的两端。 4.4.2.2夹紧力的方向

为了保证夹压后工件定位的稳定和减少工件的夹紧变形,夹紧力的方向应工件在夹具上定位的主要加工基准面，并尽量使夹紧力和切削力方向一致。气缸体定位的主要基准面为水平布置的底面，且在加工时，大部分切削力来自顶面，因此选择夹紧力竖直向下指向顶面。

4.4.2.3夹紧力的大小 (1) 加工时工件所受的切削力

垂直方向上，钻14—Φ10孔(f=0.08mm/r，v=0.54mm/s，n=960r.p.n.)，和4—Φ7(f=0.05mm/r，v=0.48mm/s，n=1120r.p.n.)。据公式[11-12]：

F=CFdXfYKF

其中：CF=304.11 X=1 Y=0.8

KF=0.9

F=304.11创0.9(14创1010.080.8+471?0.050.8)

?则：

=6251N水平方向上，左右两面各有七个加工孔大小、位置均一致，其钻削力相互抵消，另外左侧面上还有2—Φ6.7孔(f=0.05mm/s)、右侧面上有2—Φ8.7孔(f=0.08mm/s)及Φ15孔(f=0.10)，则：

?F=304.11创0.9(2创8.510.080.8+151创0.100.8-26.71?0.050.8) =934N第 29 页 共 36 页

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(2) 加工时工件所需夹紧力

由以上计算可知，加工时工件所承受的主切削力是来自顶面加工的钻削力，侧面的钻削力相比之下很小。而夹紧机构由上向下夹压工件，与主切削力方向一致，都朝着夹具的定位支承块，这时主切削力起着帮助夹紧工件的作用，所需的夹紧力只是防止工件在加工时产生振动和转动，因此仅需要较小的夹紧力就足够了。

选用T5613型通用夹紧气缸，活塞直径105毫米，工作压力位3公斤/平方厘米时，活塞干推力260公斤。

4.4.3. 夹紧机构设计

由于采用气动压紧，气压易受影响而不稳定，以致影响工件夹紧的可靠性， 因此需要采用自锁夹紧机构—锲铁压紧机构。

锲铁机构结构简单，工作可靠、调整方便，是一种快速夹紧机构。为提高其 耐用性，选择带滚子的锲铁机构。锲铁锲角为8°，夹紧行程7毫米。

滚子固定在压板上，压板一端连接铰链，中间安装一块浮动压板。气缸工作时推动锲铁，锲铁压下压板，从而实现对工件的压紧。

夹紧机构简图如图：

图4.5 夹紧机构简图

4.5 夹具导向装置设计

4.5.1 导向装置形式的选择

在组合机床上进行的孔加工工序中，除采用“刚性主轴”加工方法外，一

般情况下，刀具都在导向装置中工作。因此，组合机床上的导向装置时作为引导刀具对工件进行切削加工的重要装置，它对保证刀具对工件的正确位置、保证各刀具间的相互

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