发动机缸体机加工工艺夹具设计方案毕业论文

第二章加工设备的选取2。1加工中心的基本概念和分类2。1．１加工中心的基本概念加工中心（MａchｉniｎgCｅｎtｅr）简称ＭC,是由机械设备与数控系统组成的,适用于复杂零件加工的高效自动化机床。这种机床可装若干把刀具，能自动更换刀具，在一次装夹中完成铣、镗、钻、扩、铰、锪、攻螺纹、内槽加工等。它用于加工各种箱体类、板类复杂零件。第一台加工中心是１９5８年由美国卡尼—特雷克公司首先研制成功的。二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。２。1．２加工中心的分类按工艺用途分类：（１）镗铣加工中心(2）车铣加工中心（3）钻削加工中心（４）复合加工中心2。按控制轴数分类：(1)三轴加工中心（2)四轴加工中心（３）五轴加工中心３.按主轴与工作台相对位置分类：（1）卧式加工中心(２）立式加工中心(３)万能加工中心２．2加工中心的结构和工作原理2.2．１加工中心的结构加工中心虽然有各种类型，结构各异,但总体上主要由以下四部分构成。数控系统是加工中心执行顺序控制和控制加工过程的中心。伺服系统是把来自数控装置的信号转换为机床移动部件的运动.机械本体是加工和中心结构中的基础部件,由床身、立柱和工作台等大件组成。主轴部件是切削加工的功率输出部件,由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。加工中心结构如图2-1图2-1加工中心结构图2.2。2加工中心的工作原理加工中心根据工件图样制定工艺方案,采用手工或计算机自动编程，把工件所需的机床各种动作及全部工艺参数变成机床数控装置能接受的信息代码,并把这些代码存储在信息载体上（穿孔带、磁盘等）、将信息载体送到输入装置，读出信息并送入数控装置。进入数控装置的信息,经过一系列处理和运算转变成脉冲信号。有的信号送到机床的伺服系统，通过伺服系统对其进行转换盒和放大，再经过传动机构，驱动机床有关部件,使刀具和工件严格执行程序所规定的相应运动。有的信号送到可编程序控制器中，用以顺序控制机床的其他辅助动作,如实现刀具自动更换等.加工中心的工作原理见图２—2。图2－２加工中心原理图2。3加工中心工艺特点分析１。加工中心的工艺特点:工艺范围宽，能加工复杂曲面。具有高度柔性，便于研制、开发新产品.加工精度高,表面质量好。生产效率高减轻工人体力劳动强度便于实现计算机辅助制造2。加工中心需要考虑的问题（1)粗加工时,金属切除量大，工件温升很快，工件是在热状态下进行精加工,因此在工件冷却后后造成精度下降.（2)有毛坯加工成成品的过程中，工件不能时效，内应力难以消除。（3)多工序集中加工要使用各种各样刀具,在卧式加工中心上要对工件四周进行加工，在机床上工件安装区域周围大部分空间都被切削刀具运动轨迹所占去,而固定工件所需的夹具和压紧块安装空间小。工件的夹具必须能适应零件粗加工时切削力大、高刚度、夹紧力打大的要求，又需适应精加工时定位精度要求高、工件夹紧变形尽可能小的要求。(4)加工中心的机床精度是按高精度加工要求制定的，若要稳定加工出Ｈ７级孔，机床定位精度须达到±0.0１ｍｍ/全长，主轴振摆、轴向跳动须达到0.0０５~0.01mｍ以内，另一方面,又须使用加工中心铣铸件黑皮、钻销孔距要求±0。５mｍ的连接孔等.（5）多工序集中加工，要及时处理切屑。在加工过程中，切屑不断屑、切屑堆积、切屑缠绕等会影响加工顺利进行。（６)工件每个工序的加工内容、切削用量、工艺参数都可以编织到程序中去,以软件的形式出现.软件适应性很好,可以及时修改，这样给新产品试制，实行新的工艺流程和试验均提供了方便.２．4加工中心的合理选择每一种加工中心都有一定的规格，一定的功能范围,也有最佳的适用范围。卧式加工中心适于加工箱体类零件、泵体、阀体和壳体等。立式加工中心适于加工板类工件,如箱盖、盖板、壳体、平面凸轮等.规格相近的（指工作台宽度)卧式加工中心比立式的价格要高５0％～１０0%,卧式加工中心比立式的加工工时也多5０％～1００％，因此，完成同样工艺内容，采用立式加工中心要比卧式加工中心经济。但卧式加工中心的工艺性广泛，一般一个机械加工车间中卧式加工中心与立式加工中心数量之比大约为２：1。机床规格和精度的选择机床规格选择按已定的工件来选择机床的规格机床的主要规格由：工作台尺寸、坐标位置、坐标行程等。这里我们要加工的WD６15发动机缸体尺寸大致为:970*５00*40０(mｍ）因此，我们依据产品尺寸参数、重量参数以及各加工特性应选择工作台为1000mm×８０0mm卧式加工中心.选取机床工作台面稍大于零件尺寸是为了给安装夹具留出空间。另外工件和夹具的总重量不能大于工作台的额定负载，工件的移动轨迹不能与机床防护罩干涉，交换刀具时,不得与工件相碰等。机床精度的选择机床精度的选择包括:机床定位精度和重复定位精度、铣圆精度、定位进度分析等.机床定位精度和重复定位精度机床定位精度和重复定位精度反映了该轴向格运动部件的综合精度,尤其是重复定位精度,它反映了该轴向在有效行程内任意定位点的定位稳定性，这是衡量该数控轴能否稳定可靠工作的基本指标。铣圆精度铣圆精度综合反映了机床两轴联动时，伺服运动特性和数控系统的插补功能.定位进度分析加工中心每个控制轴的定位精度是指在该轴行程内任意定位点的定位误差,在这项误差反映了伺服执行机构的运动精度.任意定位点的误差均存在随机误差,从整个行程来看，定位误差包络线是全行程的精度范围。自动换刀装置的选择自动换刀装置是加工中心进行多工序集中加工的基本条件。它的任务是在每个工序变换前,做好刀具准备,所以它的工作质量与整机质量直接有关.自动换刀装置的投资占整机的30%～50％。在加工中心使用中，50％的故障都出自自动换刀装置，因此，在选择自动换刀装置时，应尽量选择结构简单,可靠性好的自动换刀装置。在刀库中,刀柄的存储容量有10－40、6０、８０、１00、12０等多种规格，一些柔性加工单元配有中央刀库，可存储上千把道具。若所选加工中心作为单机使用,不准备用于柔性加工单元或柔性制造系统，刀库容量不宜选的太大。因为大容量刀库成本高、结构复杂、故障率高,刀柄管理也相应复杂化。一般来说，选用立式加工中心是刀库容量2０把较合适。选用卧式加工中心时，刀库容量４0把较合适。根据缸体第一加工工序，本次设计需要２４个工步，共需2４把刀具.因此确定刀库容量为40把也是合理的.加工中心可行性分析选购加工中心前必须做可行性分析，即一年内加工多少工件，有几种典型零件。对每个典型零件进行工艺分许，确定工艺路线,制定出准备在加工中心上加工的内容。根据机床配置的刀具情况来确定切削用量，计算每道工序的切削时间t1及相应的辅助时间t2,对大型加工中心每次交换道具时间约为4－6秒,因此单工序时间为t=ｔ1+ｔ2+5ｓ发动机下缸体机加工第一工序共有2４个工步共需24把刀具换刀时大约为1２0秒，整个工序所需时间大约为７２0秒。一年按３00个工作日、两班制，一天有效工作时间为16小时计算，即可计算出该机床的年生产能力。日生产量：c=1６＊６0*60/720=８０件年生产量：C＝c*3００＝24000件因此选用加工中心ＭAＧHPC8０0卧式加工中心MAGHＰC８０0卧式加工中心，该机床各重要参数如下：工作台尺寸：10０0×800（mm)主轴直径：Φ１00mm移动速度:X、Y:80ｍ／min，Ｚ：６０m/min精度:定位精度,０。0０7mｍ刀库容量：40把加工中心的主要结构特点:X、Ｙ、Z轴均采用双丝杠传动技术;ﻫ(2)采用对称的框中框结构,设计达到最大的稳定性；ﻫ（３)整体式床身，采用三点式调平，安装快捷；ﻫ(4)可选配高扭矩ＸT系列或高转速ＡP系列；第三章夹具的选取第三章刀具的选取3。1刀具的材料要求及特点3.1．1刀具的材料及其要求刀具、机床和工件组成切削加工工艺系统.而刀具又是其中最活跃、最基本的重要因素。因此刀具的好坏直接影响整个工艺系统的加工性能。因此，刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大.刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。现代刀具材料一般分为五大类:高速钢(2）硬质合金(３）陶瓷(４）立方氮化硼（5）金刚石金属切削刀具应具备的基本要求高的硬度和耐磨性刀具常温硬度必须大于6２HRC，而且必须高于工件的硬度3０％以上,否则无法切削。较高的耐热性刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度,具备良好的抗氧化能力。足够的强度和韧性刀具在切削时，要承受很大的切削力、冲击力和振动。因此，刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动，防止刀具脆性断裂和崩刃.良好的工艺性为了便于压制成型、机械加工、锻造、焊接、热处理、，要求刀具材料具有可加工性。３.１。2加工中心常用道具的特点目前,国内外用于数控加工的刀具材料的主要有金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、涂层刀具、硬质合金刀具和高速钢刀具等。它们各有优点，适应不同的工件材料和不同的切削速度范围。（1）金刚石刀具：1.极高的硬度和耐磨性。2。各向异性。3.具有很低的摩擦系数。4。切削刃非常锋利。5.具有很高的导热性能。6。具有较低的热膨胀系数。（２)立方氮化硼刀具：1.高的硬度和耐磨性。２.具有很高的热稳定性。3。优良的化学稳定性.４．具有较好的热导性.5。具有较低的摩擦系数.（3）陶瓷刀具:1。硬度高,耐磨性能好。2.耐高温、耐热性好。3.化学稳定性好。4。摩擦系数低。５．原料丰富。（4）涂层刀具:1．力学和切削性能好。2．通用性强。３。刀具寿命与涂层厚度有关。4。刀片重磨性差,刀具成本较高。5。涂层材料决定涂层性能。(5)硬质合金刀具：1．高硬度。2.抗弯强度高,韧性强。３.导热系数随TｉC含量的增加而下降。4。热膨胀系数比高速钢小得多。5。抗冷焊性强.3。２加工中心刀具的选用加工中心刀具的选用要参照所加工的工件材料、工序内容、切削速度、进给量、切削深度选用合适刀具。加工中心刀具：（1)铣削类刀具由于加工中心主要用于复杂曲面的铣削,所以铣刀的选择是非常重要的。铣刀的种类繁多，功能也不尽相同.平面铣刀(盘铣刀)适合于大面积的平面类零件的加工;面铣刀(圆柱铣刀、立铣刀）既适合于平面加工，也可以加工侧面，即它除用其端刃铣削外，还用于其侧刃铣削。球头铣刀和成型刀具适合于曲面类零件的加工。特殊铣刀如专用成型铣刀适用于特殊形状的孔和台。鼓型铣刀,主要用于对变斜角类零件中变斜角面的近似加工。由于缸体平面面积较大，因此铣削时选用平面铣刀。(２）孔加工类刀具在加工中心上可进行钻孔、扩孔和镗孔，其刀具分被称为浅孔钻、扩孔钻（粗镗刀)、精镗刀。浅孔钻用于实体工件上打孔,一般加工的长径比在4：1以内.这种钻头的刚性很好,可保证钻孔的精度，有易于排屑的容屑槽,其加工效率很高.扩孔钻（粗镗刀）用于对铸造孔和预加工孔的加工,由于刀体上的容屑空间可以通畅的排屑，因此可以扩不通孔,有些扩孔刀的直径还可以进行调整,可满足一定范围内不同孔径的要求。精镗刀用于孔的精加工,加工中心用的精镗刀通常采用模块式结构,通过高精度的调整装置调节镗刀的径向尺寸，可加工出高精度的孔。另外，精镗刀还采用平衡块调整其动平衡,以减少振动，从而保证孔的表面粗糙度和尺寸精度.本次设计需要镗孔和钻孔,因此浅钻孔刀具,粗镗刀，精镗刀都要选择.（3）刀柄的选用刀柄的选样是非常重要的它直接影响机床的开动率和成套设备投资的大小.加工中心要投入使用，只有数百套刀柄一般很难满足生产要求，因此设计时必须注意刀柄的选用并考虑此项投资。选用模块式刀柄和复合刀柄时，需要综合考虑各种因素。模块式刀柄主要是经济,方便，简单具有较大的灵活性。例如镗碗形塞孔，配一把普通镗刀杆需要4０0元左右，而一个镗刀头按现有的价格已达到１0０0元左右，加工中心刀库容量是４0把,需要配置一百套普通刀柄才能满足使用要求。若采用模块式刀柄，就只需要配4０个柄部、６０个左右接杆,７0到８0个头部便可满足要求,因此，选用模块式刀柄是非常经济方便的..对批量较大又反复生产的典型工件,应考虑采用复合刀具。虽然复合刀具价格高(订购一把三到五个刀头的复合刀柄要2０00元左右），但采用复合刀具后使多道工序用一把刀完成，大大节省了机加工工时，若每个工件的加工时间节省５－10ｍin，工件批量为日1２0件,则可节省机加工时间为1０－２0个小时。这样也会具有较大的经济效益.对于缸体属于批量且又是反复生产的典型工件，我们选择复合刀具。另外一些特殊道具，例如增速头刀柄可以安装一些小孔加工刀具，转速可提高３-7倍。多轴动头刀具可同时加工若干小孔.(4)材料的选择加工的缸体材料为灰铁250，硬度大约在HBＳ１８0~２40之间,换算成HＲA大约为６９.６~76．９之间。根据３.1所介绍的各类刀具特点,在这里选用硬质合金刀具.根据缸体硬度，选择（氮化()钨基硬质合金,刀头选择钨钴类(YＧ）。硬度为ＨRA８9～91。5,抗弯强度为11０0～１500MＰa。对于本论文设计的加工发动机下缸体的OP10工序来说选用的刀具如下表3—1表3－1第四章定位基准的选择第四章定位基准的选择４。1基准的概念基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高，否则，加工工艺规程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。(1)粗基准的选择对于一般的缸体类零件而言，以缸体孔作为粗基准是完全合理的,按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准;若零件有若干个不加工表面时,则可能与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面作为粗基准），以缸体孔为粗基准可以保证重要加工表面加工余量均匀。（2)精基准的选择主要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。在缸体类零件的加工过程中设计基准和工序基准是重合的，以缸体止口作为精基准，这样可以保证后道工序面、孔加工余量一致,从而达到设计的要求,同时精度都会逐渐得到提高。同时也为下面即将进行的夹具设计打下良好的基础，保证夹具设计的顺利进行.4.2基准的分类基准是指确定零件上某些点,线，面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。按其作用的不同,基准可分为设计基准和工艺基准两大类.设计基准是指零件设计图上用来确定其他点,线，面位置关系所采用的基准。工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同,又可分为工序基准，定位基准，测量基准和装配基准四种.(1）工序基准在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸,形状,位置的基准，及工序图上的基准。（2）定位基准在加工时用作定位点基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点,线,面.（3）测量基准在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准。（４)装配基准装配时用来确定零部件在产品中的相对位置时所采用的基准.4。3基准的分析分析基准时，必须注意以下几点：(１）基准是制订工艺的依据，必须是客观存在的.当作为基准的是轮廓要素，如平面,圆柱面等时,容易直接接触到,也比较直观。但是有些作为基准的是中心要素,如圆心，球心，对称轴线等时，则无法触及，然而它们却也是客观存在的.（２）当作为基准的要素无法触及时,通常由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面。如轴的定位则可以外圆柱面为定位基面，这类定位基准的选择则转化为恰当地选择定位基面的问题.（3）作为基准,可以是没有面积的点，线以及面积极小的面。但是工件上代表这种基准的基面总是有一定接触面。(4)表示尺寸关系的基准问题如上所述，而表示位置精度的基准关系也是如此。４．４定位基准的选用选择定位基准时应符合两点要求：1、各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸，位置符合设计要求。2、定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受打打切削力,保证定位稳定可靠。在选择定位基准时，通常是保证加工精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序应从精基准到粗基准。（1)精基准的选择此时主要考虑基准重合问题，当设计基准和工序基准不重合时，应进行尺寸计算，此处不再重复.考虑到精基准的选取原则，已加工表面是必须的条件。由于在加工时基准是随工序不断变换的,因此选取精基准时必须根据以加工面来确定.（2）粗基准的选择（1）为了保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加工表面作为粗基准。（２)为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度要求,应选择非加工表面作为粗基准；如果零件上同时具有多个加工面时，应选择与加工面位置精度要求最高的非加工表面作为粗基准.（３）有多个表面需要一次加工时，应选择精度要求最高，或者加工余量最小的表面作为粗基准。（4)粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。(５）选作粗基准的表面应平整光洁,有一定面积，应保证定位稳定，夹紧可靠。本论文着重分析一下发动机下缸体OP10加工工序的定位基准选择，本工序由于是第一道工序，所以对定位基准的选择尤为重要，要充分考虑到后续工序加工基准的选定,因此，要从整体定位，选择一个合适基点作为加工定位的坐标中心,并以此坐标中心作为基准中心进行加工。缸体的缸孔壁厚是否均匀是影响发动机工作正常与否最重要的参数，因此选择毛坯定位时首先考虑的是缸孔壁厚的保证。其次，曲轴孔也是要求极高的重要参数，因此在选取OP10定位时使用缸壁及曲轴孔为定位基准。在OＰ10加工出缸体左侧面精定位基准，作为后序的主要加工定位基准使用.OＰ1０工序加工的工步内容如下表４－1表4－1首先选定定位空4３9作为基准坐标中心建立X／Y/Z基准坐标系如图4－1,这样就可以通过一个加工定位软件定位出每一个加工部位的坐标值如图4-2４00,500，600三个面加工孔坐标位置，各面坐标值如表4－2。进行工件加工时必须保证工件牢固不可移动，必须限制好工件的各个方向自由度如图４-３采用两组球形定位部件限制工件的两个方向的自由度，即上下方向和左右反转方向。通过液压夹紧部件和止推装置限制了其它方向自由度，完成工件定位.图4—１定位坐标图图４—2缸体端面图4－3夹具定位图表４—2第五章夹具的设计第五章夹具的设计５．1夹具的概述夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛的应用于机械制造的切削加工、热处理、装配、焊接、和检测等工艺过程。5．１。１夹具的功能1．机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件在夹具中定位和夹紧（1）定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的，正确的定位可以保证工件加工面的尺寸和位置精度要求。（2)夹紧工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作.由于工件在加工时，受到各种力的作用,若不将工件固定,则工件会松动、脱落。因此,夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2。机床夹具的特殊功能（1）对刀调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。（2）导向如钻床夹具中的钻模板和钻套能迅速确定钻头的位置并引导其进行钻削。5.１。２夹具的分类夹具的通用特性是夹具分类的主要依据,目前我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动生产夹具五大类.(1）通用夹具通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用以装夹不同工件的夹具。如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、机用平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批量生产.(2）专用夹具指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具.其结构紧凑,，操作方便，主要用于固定产品的大批量生产。(３）可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具，它们都是通过调整或更少元件就能加工一定能够范围内的工件,兼有通用夹具和专用夹具的优点.通用可调夹具适用范围较宽，加工对象并不十分明确;成组夹具是根据成组工艺要求,针对一组形状及尺寸相似、加工工艺相近的工件加工而设计的,其加工对象和范围很明确，又称专用可调夹具。（4)组合夹具是指按一定的工艺要求由一套预先制造好通用标准元件和部件组装而成的夹具.适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。（５）自动化生产用夹具自动化生产用夹具主要分为自动化夹具和数控机机床用夹具两大类.5。1.3夹具的组成虽然各类机床夹具的结构有所不同，但各类夹具的基本组成却类似,机床夹具一般由以下基本组成部分。(１）定位元件定位元件是夹具的主要功能元件之一，用于确定工件在夹具中的正确位置。定位元件的定位精度直接影响工件的加工精度。（２)夹紧装置夹紧装置也是夹具的主要功能元件之一，夹紧装置用于保持工件在夹具中的既定位置,保证定位可靠，使其在外力作用下不致产生移动,包括夹紧元件、传动装置及动力装置等。(３)夹具体夹具体是夹具的基本骨架,通过它将夹具的所有元件构成一个整体。（４）其他组成部分如连接元件、对刀与导向装置等。5.２定位精度的分析１．定位误差的概念定位误差是工件在夹具或机床上定位不准确而引起的加工误差。定位误差的来源(1）由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不准确引起定位误差，成为基准位置误差.(２）由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起定位误差，称为基准不重合误差。3．计算定位误差常用方法：几何方法和微分方法。5。3工件夹紧装置的要求和选择5．3。１工件夹紧装置的要求夹紧装置是夹具的重要组成部分，它用来保持工件定位时所确定的正确加工位置,防止工件在切削力、惯性力、离心力及重力等作用下发生移位和振动。在设计夹紧装置时，应注意满足一下要求：(１）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获的的正确位置.（２）夹紧力大小适当。夹紧机构应能保证在加工过程中工件不产生松动或者振动，同时又要避免工件产生不适当的变形和表面损伤。夹紧机构应有自锁作用。（３)夹紧装置应操作方便、省力、安全.（4）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与生产批量和生产方式相适应。结构设计应该力求简单、紧凑，并尽量采用标准化元件。5.３．2夹紧力的确定1．夹紧力的方向（１）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。（2）夹紧力作用方向应尽量与工件刚度大的方向一致，以减小工件夹紧变形。（3）夹紧力方向应尽量与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力.2．夹紧力作用点的选择(１）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支撑面内,以保证工件已获得的定位不变。（2)夹紧力作用点应处于工件刚性较好的部位,以减小工件夹紧变形，保证加工精度。（3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩.3.夹紧力的大小估算方法估算夹紧力的一般方法是将工件市委分离体，并分析作用在工件上的各种力，再根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所需最小夹紧力，最后将最小夹紧力乘以以适当的安全系数，即得到所需夹紧力.5.3．３夹紧装置动力方案选择一般夹紧装置的动力提供装置有气压动力、液压动力、电动、气液联动装置.现代高效率的夹具，大多数都是采用机动夹紧方式。因此,对其夹紧力源选择也有了较高的要求，主要有一下几种：气压动力夹紧装置气压动力装置：是通过压缩空气的方式来提供动力。气动装置的优点(１）工作介质获取容易.工作介质为空气,能够在大气中获取．同时用过的空气能够直接排放到大气中去,处置便当。而且能够应用空气的可紧缩性贮存能量,集中供气。（2)输出力和速度调理容易。气缸动作速度普通为５0－500mｍ/s，工作压力０.4—0．6ＭＰa。（３)气动系统构造简单、维修便当,管路不易梗塞，也不存在介质蜕变、补充改换等问题。（４)压缩空气具有粘度小、不污染，传送分配方便。气动装置缺点（１）由于空气具有可乐缩性．因而传送运动的平稳性差。(2）系统工作压力低（０。４－0．８ＭPａ)又因构造尺寸不易过大，因而气缸的愉出推力不可能很大。（３）排气声音大，需加消声器.(４)气压传动的传送效率还比拟低。液压动力夹紧装置液压动力装置:是将液压能转化为机械能驱动执行元件做功.液压装置优点（1）易于完成无级调速.经过调理流量就能够完成无级调速,而且ＨYPERLＩＮK"http：//wｗ/fａｎｂan/"磁翻板液位计调速范围大,最大可达２00０：１,容易取得极低的速度.（２)传送运动平稳。靠液压油的连续活动传送运动，液压抽简直不可紧缩，且具有吸振才能,因而执行元件运动平稳。（3)承载能力大。液压传动是将液压能转化为机械能驱动执行元件做功的,因系统很容易取得很大的液压能，因而驱动执行元件做功的机械能也大,即承载才能大。（4）元件运用寿命长。因元件在油中工作,光滑条件充沛,可延长其运用寿命。（５）易于完成过载维护。液压传动采取了多种过载维护措施，能自动避免过载，防止发生辜故。ﻫ(６）易于完成规范化、系列化和通用化。ﻫ(７）体积小、质量轻、构造紧凑。液压装置的缺点（１)传动比不准确。由于运动零部件间会产生一定的走漏，加上液压油并非绝对不可压缩,从而招致使传动比不如机械传动准确.

(2）不易完成远间隔传送动力．当采用管路传输液压油而传送动力时,由于存在较多的能量损失(走漏损失、摩擦损失),故不易远间隔保送动力.ﻫ（３）油温变化时，液压油粘度的变化会影响系统的稳定工作。

（4)液压油可能出现泄漏，造成污染.ﻫ(5）发作毛病不易检查与扫除。ﻫ(6）液压元件制造精度请求高；系统维护技术程度请求高。气液联动动力夹紧装置气液联动装置:．气液联动执行器的动力源直接取自主管线的高压天然气，经过滤后无需采取任何减压措施,直接通过高压梭阀和单向阀进入储气罐储存.采用集成模块、大流量、高压设计技术，使较少的控制元件承受高压气液联动装置优点气液联动系统具有传动刚性强、不易压缩、传动平稳、易于密封等众多优点；传动中的高压气体具有压缩性大，体积较小、易于蓄能的优点.气液联动装置缺点有膨胀颤动、传动不平稳、容易泄漏，设备精度要求高,技术要求高，不易控制，制造成本高，经济性差。针对于缸体的加工，采用加工中心加工时考虑到技术、稳定性和经济方面的要求,我们一般不采用气液联动装置。多采用气动或液动装置。液压动力装置与气压动力装置相比较优点有工作介质为液压油,工作压力为６MPａ（3－5MPａ），采用液压油缸，油缸尺寸小，夹紧装置紧凑.液压油具有不可压缩性，动力传动平稳。液压夹紧装置噪声小。液压装置承载能力大。本次设计对缸体进行切削加工,工件体积较大，切削力较大,加工精度要求高,并且采用数控加工中心进行加工，而液压动力装置比较气压动力装置由以上优点.因此，这里我们选用液压动力装置来提供夹紧所需动力。5。３．4夹紧机构的选择我们对下缸体进行加工OP1０时以以缸体缸孔壁、曲轴孔等毛坯基准点为定位基准，在曲轴孔处我们采用两组半球对缸体进行对称定位，限制工件上下移动和左右翻转,再通过液压夹具和止推销对缸壁进行夹紧，因此，为了保证工件定位精度,必须保证个定位点同时定位夹紧,这样工件就不会因为受力不均导致工件变形和移动。因此，我们选择齿轮和齿条传动的自动夹紧机构如图5-１。液压推动回转自动压板，齿轮是压板的一部分转动齿轮即实现压板夹紧和松开.不仅可以使各定位点同时进行夹紧,操作简单，减少装夹时间，简化夹紧机构，而且可以保证定位精度.图5－1齿轮齿条联动机构5.4切削力和夹紧力的计算我们加工的ＷD615发动机缸体是铸件,材料是铸铁,进行切削加工时切削易脆断，切削过程中切削力集中于切削刃处很小区域,作用在刃口上的局部压力大，因此要求切削刀具材料强度和韧性较好，抗冲击能力强，耐磨性好。ＹＧ类合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料.细晶粒硬质合金YＧ３Ｘ、ＹＧ6X在含钴量相同时,比中晶粒的硬度和耐磨性要高，适用于加工一些特殊的硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、钛合金、硬青铜和耐磨的绝缘材料等。因此,我们选择刀具ＹＧ６X.刀具牌号：YG6X(硬质合金刀）刀具有关几何参数：由参考文献《机床夹具设计手册》表1—2-9可得切削力的计算公式：式（5。1）查参考文献《机床夹具设计手册》表１—2—10得：对于灰铸铁:式(5．２）取，即所以：由参考文献《金属切削刀具》表1－2可得：垂直切削力：式(５．３）背向力:根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即:式(５.4）安全系数K可按下式计算：式(5。5)式中：为各种因素的安全系数,见《机床夹具设计手册》表1-2—1可得:所以:式（5．６)式（5。７）式（5.８）双杆活塞液压夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算式(5．9）式中参数：A——活塞的有效工件面积——液压缸的进油腔压力——液压缸的回油腔压力，若液压缸的出口直接连油箱,=0D—-活塞的直径ｄ——活塞杆的直径F——液压缸的推力其中:D=80ｍmd=32mm＝6MPa=0液压夹紧力:易得:经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力,因此采用液压夹紧装置工作是可行的。第六章全文总结第六章全文总结６。1本次设计的内容本文设计的主题是发动机缸体的加工工艺，主要针对发动机下缸体加工OP10工序加工中心夹具进行了设计和刀具进行了选取。在本次设计过程中首先,对工件进行了分析选择合适的定位基准，对工件进行精确定位，保证工件定位精度。其次,对刀具进行了分析选择和切削力进行了计算。最后，对夹具的夹紧机构、动力装置进行了详细设计，并对夹紧力进行了计算,确保定位牢固，且不会过度夹紧，保证加工质量.在此次设计中我系统回顾了大学四年学习知识,全面强化了自身的专业知识，系统提高了技能水平。6．2进一步设计和研究本次设计因为对各项国标以及行标都不是很了解，因此在设计过程中难免有不符合标准的地方出现，以后需要针对性的改进.随着现今技术的进步和设