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邵陽學院畢業(yè)設計（論文）任務書
專業(yè)班級
04機制
學生姓名
鮑義柱
學 號
0430817002
課題名稱
492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計
設計(論文)
起止時間
2007年 3 月 19 日至200 7 年 5 月 28 日
課題類型
工程設計、應用研究、開發(fā)研究、
軟件工程、理論研究、其他
課題性質(zhì)
真實、模擬、虛擬
一、課題研究的目的與主要內(nèi)容
為了綜合訓練學生的綜合設計能力，我們畢業(yè)設計小組，選用了邵陽汽車發(fā)動機廠產(chǎn)品發(fā)動機曲軸箱，對其加工過程的工藝、每道工序的工裝夾具進行設計。
1．完成492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計。（圖紙總量達零號圖3張）
2．完成夾具裝配圖（零號圖）。
3．應用AUTOCAD完成所有非標準件零件圖若干張。
4．完成設計說明書。
5．翻譯3000——5000字與畢業(yè)論文有關的外文文獻。
6．設計過程中，需經(jīng)常去邵陽汽車發(fā)動機廠進行調(diào)研。
二、基本要求
1．429發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計。
2．夾具裝配圖（零號圖）。
3．AUTOCAD完成所有非標準件零件圖若干張。
4．設計說明書。
5．翻譯3000——5000字與畢業(yè)論文有關的外文文獻。
注：1、此表由指導教師填寫，經(jīng)各系、教研室主任審批生效；
2、此表1式3份，學生、指導教師、教研室各1份。
三、課題研究已具備的條件（包括實驗室、主要儀器設備、參考資料）
1．修完了機械制造類課程；
2．產(chǎn)品圖齊全。
3．生產(chǎn)廠家可進行調(diào)研。
四、設計（論文）進度表
第4周完成開題報告；
第5——13周，畢業(yè)設計階段；
第14周，撰寫論文，并經(jīng)指導老師審核，取得答辯資格；
第15周，整理資理，遞交設計。
五、教研室審批意見
教研室主任（簽名） 年 月 日
六、院（系）審批意見
院（系）負責人（簽名） 單位（公章） 年 月 日
指導教師（簽名） 學生（簽名）
邵陽學院畢業(yè)（論文）
內(nèi)容提要
本次進行的是429發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計。銑削加工一般切削力較大，且是多刀齒斷續(xù)切削，其大小和方向瞬時急劇地變化，尤其是刀齒切入和切出的過程中會在工件上產(chǎn)生沖擊和振動。所以，設計銑床夾具時應特別考慮工藝系統(tǒng)的剛度，夾具要有足夠大的夾緊力。夾具上一般有確定與刀具間相對位置的對刀裝置和確定它在車床工作臺方向的定位鍵，這也是銑床夾具結(jié)構(gòu)的主要特征。
本次夾具設計的內(nèi)容為：
(1）研究原始資料，明確設計要求；
(2）擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖；
①確定定位方案，選擇定位元件；
②確定工件的夾緊方案；
③確定夾具其它組成部分的結(jié)構(gòu)形式；
④確定夾具的形式和夾具的總體結(jié)構(gòu)。
（3）繪制夾具的裝配草圖和裝配圖；
（4）繪制夾具的零件圖。
經(jīng)過設計和討論，終于圓滿地完成了設計任務。本次設計整個設計過程條理清晰，能讓讀者明白整個過程。力求結(jié)構(gòu)合理，計算準確，經(jīng)濟可靠。本設計的創(chuàng)新之處在于簡化了銑床夾具的結(jié)構(gòu)設計,使其結(jié)構(gòu)更簡便,同時也能滿足設計要求，可以用于實際生產(chǎn)中。
關鍵詞：定位；夾緊 夾具
Abstract
This time carries on is 429 engine crankcase mill host axle hole bottom wall and anchor packer trough jig design. The milling processing general cutting force is big, is precisely the multi-knife tooth off and on cuts, its size and the direction instant change suddenly, in particular the knife tooth cuts into in the process which and cuts to be able on the work piece to have the impact and the vibration. Therefore, designs time the milling jig should consider specially the craft system the rigidity， the jig must have the enough big clamping force.
This design general steps :
(1) original research data clearly design requirements ;
(2) Prepare jig program structure, the structure of the draft map jig;
①Determine positioning program choices positioning components;
② Determine Jig;
③ Identify specific kits and other devices;
④ mapping jig master plan .
After the design and discussion, and finally the successful completion of the design task. The current design of the entire design process lucid, readers can understand the whole process. To structured, accurate calculation, the economy reliable. The design innovations to simplify the structure of the drilling template design to the structure simpler, but also to meet the design requirements. However, because I lack the experience and knowledge of the limitations of the design process inevitably some mistakes, the jig work and the availability of actual practice has yet to be tested, ask your leadership, teachers, students valuable advice and insights, I would like to express my sincere gratitude!
Keyword : Positioning；jig ；clamp
邵 陽 學 院
畢業(yè)設計（論文）開題報告書
課題名稱492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計
學生姓名 鮑義柱
學 號 0430817002
院（系）、專業(yè) 機械與能源工程系機械、機械制造工藝與設備
指導教師 肖 軍
2007年 3 月 27 日
一、課題的來源、目的意義（包括應用前景）、國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平
1.課題來源：邵陽汽車發(fā)動機廠產(chǎn)品發(fā)動機曲軸箱。
2.目的意義：
為了綜合訓練我們的綜合設計能力，使理論與實際相結(jié)合，融會貫通所學知識，我們畢業(yè)設計小組，運用了邵陽汽車發(fā)動機廠產(chǎn)品發(fā)動機曲軸箱，對其加工過程的工藝、每道過程的工藝，每道工序的工裝夾具進行設計。本次設計要求解決實際的工程問題，在設計過程中，不僅鞏固了相關的專業(yè)知識，還將提高查閱設計手冊及圖冊的能力，并熟悉相關的國家標準，鍛煉獨立解決問題的能力，提高應用繪圖軟件繪制工程圖的制圖熟練度等。最重要的是能讓我們將學到的理論知識運用到實踐中，提高實踐能力，使我們的設計更具是實用性，能為社會發(fā)展獻一分微薄之力。本次設計還讓我們更多的接觸社會，了解社會的發(fā)展態(tài)勢和國內(nèi)外的現(xiàn)狀，為以后的發(fā)展明確方向。
通過對發(fā)動機曲軸箱結(jié)構(gòu)的分析，了解曲軸箱加工的特點，設計一套有關492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具。綜合訓練自己整體設計能力，同時學習發(fā)動機機加工的特點與工業(yè)要求，為畢業(yè)出去工作奠定基礎。通過對機床夾具總體設計的過程，深入生產(chǎn)實際調(diào)查研究，了解工件的工藝過程、本工序的加工要求、工件已加工面及待加工面的情況、基準面選擇的情況、可以選用的機床設備及切削用量等；了解工件的年產(chǎn)量和使用夾具急緩的要求，以決定夾具結(jié)構(gòu)的復雜程度，了解該廠有關制造與使用夾具的情況，如有哪些通用的零件、部件可供選用，適當節(jié)省設計時間。
3.國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平：
隨著科學技術的進步和市場需求的日益增長，要求產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，因而尋求縮短生產(chǎn)準備周期的途徑，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)準備的成本等問題已顯得十分突出。在現(xiàn)代制造業(yè)中，作為工藝裝備重要組成部分的機床夾具，如何適應上述生產(chǎn)發(fā)展的需要，是值得注意的問題。
曲軸是發(fā)動機中承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件，在發(fā)動機五大件中最難以保證加工質(zhì)量。由于曲軸工作條件惡劣，因此對曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動平衡等要求都十分嚴格。如果其中任何一個環(huán)節(jié)質(zhì)量沒有得到保證，則可嚴重影響曲軸的使用壽命和整機的可靠性。世界汽車工業(yè)發(fā)達國家對曲軸的加工十分重視，并不斷改進曲軸加工工藝。隨著WTO的加入，國內(nèi)曲軸生產(chǎn)廠家已經(jīng)意識到形勢的緊迫性，引進了為數(shù)不少的先進設備和技術，以期提高產(chǎn)品的整體競爭力，使得曲軸的制造技術水平有了大幅提高，特別是近5年來發(fā)展更為迅猛。
目前國內(nèi)曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機床和專用機床組成，生產(chǎn)效率和自動化程度相對較低。粗加工設備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸，工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，難以達到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光，通常靠手工操作，加工質(zhì)量不穩(wěn)定。
隨著貿(mào)易全球化的到來，各廠家已意識到了形勢的嚴峻性，紛紛進行技術改造，全力提升企業(yè)的競爭力，近年來引進了許多先進設備和技術，進展速度很快。就目前狀況來講，這些設備和技術基本依賴進口。
二、課題研究的主要內(nèi)容、研究方法或工程技術方案和準備采取的措施
1.課題研究的主要內(nèi)容：
薦于夾具的重要性,同時也為了培養(yǎng)我們綜合設計地能力，進一步培養(yǎng)我們科學的思維方式和正確的設計思維，提高我們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的實際能力，我們選用了邵陽汽車發(fā)動機廠產(chǎn)品429發(fā)動機曲軸箱作為畢業(yè)課題，對其加工過程的工藝，每一道工序的工裝夾具進行設計。
一般來說,夾具設計必須滿足下列要求：
1. 保證工件加工的各項技術要求
要求正確確定定位方案、夾緊方案，正確確定刀具的導向方式，合理制定夾具的技術要求，必要時要進行誤差分析與計算；
2. 具有較高的生產(chǎn)效率和較低的制造成本
為提高生產(chǎn)效率，應盡量采用多件夾緊、聯(lián)動夾緊等高效夾具，但結(jié)構(gòu)應盡量簡單，使用安全，有利于實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、造價低廉；
3. 盡量選用標準化零部件
盡量選用標準夾具元件和標準件，這樣可以縮短夾具的設計制造周期，提高夾具設計質(zhì)量和降低夾具制造成本；
4. 夾具操作方便安全、省力
為便于操作，操作手柄一般應放在右邊或前面；為便于夾緊工件，操縱夾緊件的手柄或扳手在操作范圍內(nèi)應有足夠的活動空間；為減輕工人的勞動強度，在條件允許的情況下，應盡量采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置；
5. 夾具應具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性
所設計的夾具應便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整和維修，且便于排屑。
本次夾具設計的主要任務如下：
1．完成492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計。（圖紙總量達零號圖3張）
2、完成夾具裝配圖（零號圖）。
3、應用AUTOCAD完成所有非標準件零件圖若干張。
4、完成設計說明書。
5、翻譯3000——5000字與畢業(yè)論文有關的外語文獻。
6、設計過程中，需經(jīng)常去邵陽汽車發(fā)動機廠進行調(diào)研。
研究方法：
通過對邵陽汽車發(fā)動機的實際考察，了解其492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計的結(jié)構(gòu)特點和使用方法，來引導自己對本課題的設計。
準備采取的措施：
初步設計一套夾具系統(tǒng)，反復推導自己的方案的合理性、方便性、經(jīng)濟性、
從而改進自己的設計，以達到其技術要求。
三、現(xiàn)有基礎和具備的條件
通過四年的學習，本人已經(jīng)掌握了基本的專業(yè)知識，對本課題的相關學科有一定的了解，具有了相關的理論基礎，學校還組織進行了各種課程設計，積累了一定的經(jīng)驗，對本次的設計將會有很大的幫助。通過在邵陽紡織機械股份公司，邵陽維克液壓件有限公司，株洲南航公司進行的生產(chǎn)實習，獲得基本生產(chǎn)的感性認識，理論聯(lián)系實際，擴大知識面。在夾具設計方面收獲也很大，通過對相類似夾具之間的對比，和不同類型夾具對不同形狀的零件的定位和夾緊的感性認識，了解了它們的設計原理，同時本次畢業(yè)設計的課題來源也是邵陽神風動力有限公司，理論聯(lián)系實際，可以使設計出的夾具系統(tǒng)更具實用價值。
1．修完了機械制造類課程；
2．產(chǎn)品圖齊全；
3．生產(chǎn)廠家可進行調(diào)研；
4．計算機輔助設計。
四、總的工作任務，進度安排以及預期結(jié)果
總的工作任務：
1、完成492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計。
2、完成夾具裝配圖（零號圖）。
3、應用AUTOCAD完成所有非標準件零件圖若干張。
4、完成設計說明書。
5、翻譯3000——5000字與畢業(yè)論文有關的外語文獻。
進度 ：
第4周完成開題報告；
第5——13周，畢業(yè)設計階段；
第14周，撰寫論文，并經(jīng)指導老師審核，取得答辯資格；
第15周，整理資理，準備答辯。
預期結(jié)果：設計出合理、經(jīng)濟、方便的夾具以達到畢業(yè)論文的要求。
五、指導教師審查意見
指導教師（簽名）
年 月 日
六、教研室審查意見
教研室主任（簽名）
年 月 日
七、院（系）審查意見
院（系）主任（簽名）
年 月 日
備 注
·9·
邵陽學院畢業(yè)設計（論文）課題申報表
課程名稱
492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計
適用專業(yè)
機械
課題來源
生 產(chǎn) 實 踐
指導老師
姓名
肖軍
職稱
講師
研究方向
機械設計
課題的主要內(nèi)容、要求和具備的條件：
培養(yǎng)學生綜合運用所學的專業(yè)知識和技能，獨立解決本專業(yè)一般工程技術問題的能力，樹立正確的設計思想和工作作風。本課題是492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計 ，該課題來源于邵陽汽車發(fā)動機廠，通過課余時間的參觀以及學校組織的實習，使學生了解了一定的設計知識，也給學生的畢業(yè)設計提供了參考。該設計有很多不足部分，也可以對其加以改進。目前中國的機械行業(yè)蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在國內(nèi)的水平還是與現(xiàn)在的社會發(fā)展有一定的聯(lián)系。該課題是一個比較好的課題。
主要設計內(nèi)容：合理制定夾具的技術要求、提高夾具設計質(zhì)量和降低夾具制造成本、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本。
指導老師簽字：
年 月 日
教研室審查意見
教研室主任簽字：
年 月 日
系審定意見
系主任簽字：
年 月 日
注：此表1式3份。教務處、學生所在系、專業(yè)教研室各1份。
目 錄
1 前言…………………………………..………………..........................1
1.1 課題背景及發(fā)展趨勢………………………………………………1
1.2 課題的作用與意義…………………………………………………2
1.3 機床夾具的組成……………………………….…………………...3
1.4 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點………………………………………………6
2 工件定位方案的確定…………………………………………………8
2.1 工件定位要則…………………………………………....................8
2.2 工件定位方式的選擇…………………………………………........9
2.3 定位件的計算…………………………….……………………….12
2.4 定位誤差的分析計算…………………………..............................14
3 夾緊方案的確定…………………..…………………………………15
3.1 工件達到正確夾緊的原則………………………………………..15
3.2 夾緊力三要素的確定……………………………………………..17
3.3 夾緊力大小的計算……………..…................................................17
4 其它裝置的確定……………………………………………………..20
4.1 手柄的選擇及設計………………..................................................20
4.2 壓板的選擇及設計………………..................................................21
5 夾具體的設計………………………………………………………..24
總結(jié)…………………………………………………………… ……….26
參考資料…………………………………………………… ………….27
致謝…………………………………………………… ……………….28
附錄…………………………………………………… ……………….29
邵陽學院畢業(yè)設計（論文）評閱表
院 系 機械與能源工程系 專業(yè)班級 04機制專科
學生姓名 鮑 義 柱 學 號 0430817002
課 題 492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計
一、指導教師評定（40%）
評分項目
資料查閱
開題報告
基本技能
設計(研究)能力
科學素養(yǎng)
工作量
成績
權 重
5
4
10
12
5
4
分 數(shù)
指導教師評語：
指導教師簽字： 年 月 日
二、評閱人評定（30%）
評分項目
資料完整性
編寫規(guī)范
設計(論文)質(zhì)量
創(chuàng)造性
成 績
權 重
5
5
10
10
分 數(shù)
評閱人評語：
評閱人簽字： 年 月 日
三、答辯小組評定（30%）
評分項目
介紹表達情況
答辯準備
水平和工作量
回答問題表現(xiàn)
成 績
權 重
5
10
5
10
分 數(shù)
答辯紀要和評語：
答辯小組（組長）簽字： 年 月 日
四、綜合評定等級
成績評定等級（優(yōu)、良、中、及格或不及格）：
系答辯委員會主任（簽字）：
年 月 日
復審評定：
專家（簽字）：
年 月 日
注：復審評定由學校組織專家評定。
內(nèi)容提要
本次進行的是429發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計。銑削加工一般切削力較大，且是多刀齒斷續(xù)切削，其大小和方向瞬時急劇地變化，尤其是刀齒切入和切出的過程中會在工件上產(chǎn)生沖擊和振動。所以，設計銑床夾具時應特別考慮工藝系統(tǒng)的剛度，夾具要有足夠大的夾緊力。夾具上一般有確定與刀具間相對位置的對刀裝置和確定它在車床工作臺方向的定位鍵，這也是銑床夾具結(jié)構(gòu)的主要特征。
本次夾具設計的內(nèi)容為：
(1）研究原始資料，明確設計要求；
(2）擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖；
①確定定位方案，選擇定位元件；
②確定工件的夾緊方案；
③確定夾具其它組成部分的結(jié)構(gòu)形式；
④確定夾具的形式和夾具的總體結(jié)構(gòu)。
（3）繪制夾具的裝配草圖和裝配圖；
（4）繪制夾具的零件圖。
經(jīng)過設計和討論，終于圓滿地完成了設計任務。本次設計整個設計過程條理清晰，能讓讀者明白整個過程。力求結(jié)構(gòu)合理，計算準確，經(jīng)濟可靠。本設計的創(chuàng)新之處在于簡化了銑床夾具的結(jié)構(gòu)設計,使其結(jié)構(gòu)更簡便,同時也能滿足設計要求，可以用于實際生產(chǎn)中。
關鍵詞：定位；夾緊 夾具
Abstract
This time carries on is 429 engine crankcase mill host axle hole bottom wall and anchor packer trough jig design. The milling processing general cutting force is big, is precisely the multi-knife tooth off and on cuts, its size and the direction instant change suddenly, in particular the knife tooth cuts into in the process which and cuts to be able on the work piece to have the impact and the vibration. Therefore, designs time the milling jig should consider specially the craft system the rigidity， the jig must have the enough big clamping force.
This design general steps :
(1) original research data clearly design requirements ;
(2) Prepare jig program structure, the structure of the draft map jig;
①Determine positioning program choices positioning components;
② Determine Jig;
③ Identify specific kits and other devices;
④ mapping jig master plan .
After the design and discussion, and finally the successful completion of the design task. The current design of the entire design process lucid, readers can understand the whole process. To structured, accurate calculation, the economy reliable. The design innovations to simplify the structure of the drilling template design to the structure simpler, but also to meet the design requirements. However, because I lack the experience and knowledge of the limitations of the design process inevitably some mistakes, the jig work and the availability of actual practice has yet to be tested, ask your leadership, teachers, students valuable advice and insights, I would like to express my sincere gratitude!
Keyword : Positioning；jig ；clamp
目 錄
1 前言…………………………………..………………..........................1
1.1 課題背景及發(fā)展趨勢………………………………………………1
1.2 課題的作用與意義…………………………………………………2
1.3 機床夾具的組成……………………………….…………………...3
1.4 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點………………………………………………6
2 工件定位方案的確定…………………………………………………8
2.1 工件定位要則…………………………………………....................8
2.2 工件定位方式的選擇…………………………………………........9
2.3 定位件的計算…………………………….……………………….12
2.4 定位誤差的分析計算…………………………..............................14
3 夾緊方案的確定…………………..…………………………………15
3.1 工件達到正確夾緊的原則………………………………………..15
3.2 夾緊力三要素的確定……………………………………………..17
3.3 夾緊力大小的計算……………..…................................................17
4 其它裝置的確定……………………………………………………..20
4.1 手柄的選擇及設計………………..................................................20
4.2 壓板的選擇及設計………………..................................................21
5 夾具體的設計………………………………………………………..24
總結(jié)…………………………………………………………… ……….26
參考資料…………………………………………………… ………….27
致謝…………………………………………………… ……………….28
附錄…………………………………………………… ……………….29
1 前言
在機械制造過程中，用來固定加工對象，使其占有正確的位置，以便接受施工、檢測的裝置都可統(tǒng)稱為“夾具”，廣義地說，夾具是一種保證產(chǎn)品質(zhì)量并便利和加速工藝過程的一種工藝裝備。夾具以其數(shù)量和在生產(chǎn)中所占的地位來說，“機床夾具”最重要，機床夾具為機床的一種輔助設備，用它來準確的確定工件與刀具的相對位置，即將工件定位和夾緊，以完成所需要的相對運動，所以機床夾具是用以使工件定位和夾緊的附加裝置。
機床夾具設計的基本要求有保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)率、工藝性好、使用性好、經(jīng)濟性好。
1.1 課題背景及發(fā)展趨勢
在機械制造的機械加工、檢驗、焊接和熱處理等冷熱工藝過程中使用著大量的夾具，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。
在機床上加工工件時，為了保證加工精度，必須正確安置工件，使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的位置，這一過程稱為定位。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱為夾緊。定位和夾緊全過程稱為安裝。在機床上用來完成工件安裝任務的重要工藝裝配，就是各類夾具中應用最為廣泛的機床夾具。
曲軸是發(fā)動機中承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件，在發(fā)動機五大件中最難以保證加工質(zhì)量。由于曲軸工作條件惡劣，因此對曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動平衡等要求都十分嚴格。如果其中任何一個環(huán)節(jié)質(zhì)量沒有得到保證，則可嚴重影響曲軸的使用壽命和整機的可靠性。世界汽車工業(yè)發(fā)達國家對曲軸的加工十分重視，并不斷改進曲軸加工工藝。隨著WTO的加入，國內(nèi)曲軸生產(chǎn)廠家已經(jīng)意識到形勢的緊迫性，引進了為數(shù)不少的先進設備和技術，以期提高產(chǎn)品的整體競爭力，使得曲軸的制造技術水平有了大幅提高，特別是近5年來發(fā)展更為迅猛。
目前國內(nèi)曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機床和專用機床組成，生產(chǎn)效率和自動化程度相對較低。粗加工設備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸，工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，難以達到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光，通?？渴止げ僮?，加工質(zhì)量不穩(wěn)定。
隨著貿(mào)易全球化的到來，各廠家已意識到了形勢的嚴峻性，紛紛進行技術改造，全力提升企業(yè)的競爭力，近年來引進了許多先進設備和技術，進展速度很快。就目前狀況來講，這些設備和技術基本依賴進口。
現(xiàn)代工業(yè)的一個顯著特點是：新產(chǎn)品發(fā)展快，質(zhì)量要求高，品種規(guī)格多，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短。反映在機械工業(yè)上，多品種、小批量生產(chǎn)在生產(chǎn)類型比例中，占了很大的比重。這樣，如果按照傳統(tǒng)方式進行生產(chǎn)技術準備工作，就不適應當前和發(fā)展的新形勢。
機床夾具是生產(chǎn)技術準備工作中一項重要組成部分，為了適應現(xiàn)代機械工業(yè)的上述生產(chǎn)特點，機床夾具發(fā)展方向主要表現(xiàn)為：
1． 標準化 完善的標準化，不僅指現(xiàn)有夾具零部件（包括毛坯及半成品）的標準，而且應有各種類型夾具結(jié)構(gòu)的標準。后者如通用可調(diào)夾具標準；組合夾具標準；自動線夾具標準等，并在上述兩種標準化的基礎上，對專用夾具零部件，通用可調(diào)夾具零部件及組合夾具零部件等，實行統(tǒng)一的標準化，以便使有一部分零部件，能在各類夾具上通用。另外把一些夾具部件、組件，做成一個獨立單元，使夾具的設計、制造和裝配工作簡化，這也是夾具標準化的一個發(fā)展方向。作為發(fā)展趨勢，有些國家不僅有上述各種夾具標準，而且有制造標準零部件和各類標準夾具的專業(yè)工廠，使原來單件生產(chǎn)的夾具，轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)化批量生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)周期和降低成本。
2. 可調(diào)化、組合化 當前機床夾具結(jié)構(gòu)發(fā)展的兩個主要方面，一是要把專門用于某一特點工序的專用夾具，擴大其應用范圍，使能用于同一類型零件的加工，并實現(xiàn)快速調(diào)整；二是改變專用夾具在產(chǎn)品稍有修改或改變就報廢的現(xiàn)象，使夾具能重復利用，實行組合化的原則，用少數(shù)元件能滿足多種需要。
3. 精密化 隨著機械產(chǎn)品加工精度日益提高，高精度機床大量涌現(xiàn)，勢必要求機床夾具也相應越來越精密。
4. 高效自動化 為了改善勞動條件，實現(xiàn)文明生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低加工成本，不僅大批量生產(chǎn)有此要求，對多品種、小批量生產(chǎn)同樣可考慮采用合適的高效自動化夾具，使獲得良好的經(jīng)濟效益。
1.2 課題的作用與意義
本次畢業(yè)設計的課題是492發(fā)動機曲軸箱銑主軸孔卡瓦槽夾具設計，機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置，其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊?！?
機床夾具被廣泛應用于機械制造業(yè)中，大量專用機床夾具的采用為大批大量生產(chǎn)提供了必要的條件。機床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)，是影響加工質(zhì)量的重要因素。一般情況下，使用機床夾具能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量，而不必過高的要求工人的技術等級。先進高效的機床夾具不僅能減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，甚至能使生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動化。隨著汽車、內(nèi)燃機、摩托車、軸承等行業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，對機床夾具的設計與制造不斷提出新的課題。深入研究機床夾具設計的理論和改進機床夾具的結(jié)構(gòu)，無疑具有巨大的經(jīng)濟意義。
機床夾具設計一般包括結(jié)構(gòu)設計和精度設計兩個方面。而人們通常習慣側(cè)重于結(jié)構(gòu)設計而忽視精度設計。關于機床夾具的結(jié)構(gòu)設計，不僅有大量的資料可供參考，而且還不斷從其它學科吸收新的成果而向前發(fā)展。諸如液性塑料夾具；各種彈性膜片式夾具；真空夾緊夾具；感應分度夾具等等。關于機床夾具的精度設計，隨著零件加工精度的提高，也日益受到人們的重視。
人們逐漸認識到，機床夾具設計工作應圍繞精度設計這個中心來進行。沒有合理的精度設計不僅會給夾具制造帶來困難，甚至會使制造出的夾具不能保證工件的加工精度。因此，迫切需要全面的研究機床夾具的設計、制造、使用諸方面的定量關系；研究工件精度和夾具設計精度之間的合理聯(lián)系。機床夾具設計是用途極廣的一門專業(yè)學科，熟悉它的內(nèi)容和方法，對從事機械制造方面的工程技術人員來說是十分必要的。
畢業(yè)設計是我們在學習階段的最后一個重要環(huán)節(jié)，要求我們能綜合運用大學四年所學的專業(yè)知識和理論知識，結(jié)合實際，獨立解決本專業(yè)一般問題,樹立為生產(chǎn)服務，扎實肯干，一絲不茍的工作作風，為將來在機械方面工作打下良好的基礎。
經(jīng)過設計和討論，終于圓滿地完成了設計任務。本次設計就是圍繞以上五點要求,按照一般步驟來設計的，力求結(jié)構(gòu)合理，計算準確，經(jīng)濟可靠。
1.3 機床夾具的概述
機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。當用夾具裝夾加工一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這一要求的。而要實現(xiàn)這一要求，又必須滿足三個條件：①一批工件在夾具中占有正確的加工位置；②夾具裝夾在機床上的準確位置；③刀具相對夾具的準確位置。這里涉及了三層關系：零件相對夾具，夾具相對于機床，零件相對于機床。工件的最終精度是由零件相對于機床獲得的。所以“定位”也涉及到三層關系：工件在夾具上的定位，夾具相對于機床的定位，而工件相對于機床的定位是間接通 過夾具來保證的。
工件定位以后必須通過一定的裝置產(chǎn)生夾緊力把工件固定，使工件保持在準確定位的位置上，否則，在加工過程中因受切削力，慣性力等力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動，破壞了原來的準 確定位，無法保證加工要求。這種產(chǎn)生夾緊力的裝置便是夾緊裝置。
1.3.1 機床夾具的概念：
（1） 機床夾具按專門化程度分類,可分為:
① 通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。
② 專用夾具
專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。
③ 通用可調(diào)夾具和成組夾具
其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。
④ 組合夾具
組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。
⑤ 隨行夾具
隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。
本次設計的即為銑曲軸箱主軸孔卡瓦槽而專門設計的專用夾具。
（2） 按使用的機床分類
由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。本次設計的為銑床夾具。
（3） 按夾緊動力源分類
根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等?？紤]到夾緊力與切銷力方向相同，本次采用手動夾緊。
1.3.2 機床夾具的組成
銑床夾具通常由以下幾部分組成：
(1) 定位元件
它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。
(2) 夾緊裝置
用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。
(3) 對刀、引導元件或裝置
這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件，稱為導引元件。
(4) 夾具聯(lián)接元件
使夾具與機床相連接的元件，保證夾具在機床上定位和夾緊用的元件。如銑床夾具底面上安裝的定位鍵等。
(5) 夾具體
用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床有關部件進行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。
(6) 其它元件及裝置
有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構(gòu)，靠模裝置、工件抬起裝置和輔助支撐等。
圖1.1 銑床夾具外形圖
1.4 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點
本次設計的是一個銑床夾具，加工用的機床為X62臥式銑床。銑床夾具最明顯的特點是夾具上一般有確定與刀具間相對位置的對刀裝置和確定它在車床工作臺方向的定位鍵。銑床夾具的主要類型有以下幾種。
（1） 按工件的進給方向，可分為直線進給的、圓周進給的和沿曲線進給（靠模）的；
（2） 按在同一夾具中所安裝工件的數(shù)目，可分為單件加工的和多件加工的；
（3） 按機動時間和裝卸時間是否重合，可分為利用機動時間裝卸的和不利用機動時間裝卸的。
在本次設計中，根據(jù)工件特點及加工要求，我所選用的是直線進給的銑床夾具。這類夾具在加工過程中，跟隨機床工作臺作直線進給運動。它分為單件加工的和多件加工的夾具。單件加工銑床夾具多用在單件小批生產(chǎn)中，或用于加工大尺寸的工件和定位方式較為特殊的中、小型工件。
圖1.2 曲軸箱零件圖
本次要加工的曲軸箱的總體尺寸如圖1.2所示，要加工的主軸孔卡瓦槽尺寸如下：，，（mm）。
銑床夾具一般用夾具體底面在機床工作臺平面上定位,為保證定位時接觸良好，對于較大的夾具體，可采用周邊接觸、兩端接觸或四腳接觸等方式。為確定夾具在機床工作臺上的方向，在夾具底面設置兩個定位鍵與機床工作臺的T型槽配合。定位鍵間的距離應盡量遠一些；在安裝夾具時可讓定位鍵靠向T型槽的一側(cè)，以消除間隙的影響。夾具底座上還應設計縱向的帶U型槽的耳座，供T型槽用螺栓穿過，將夾具體緊固在工作臺上。
2 工件定位方案的確定
2.1 工件定位要則
工件定位基準的選擇：
（1） 選擇合理的定位基準
① 定位基準必須與工藝基準重合,并盡量與設計基準重合,以減小定位誤差,獲得最大加工允差,降低夾具制造精度。當定位基準和工藝基準或設計基準不重合時，需進行必要的加工尺寸及其允差的換算。
② 應選擇工件上最大的平面，最長的圓柱面或圓柱軸線為定位基準，以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定、可靠。
③ 在選擇定位元件時，要防止出現(xiàn)在超定位現(xiàn)象。
④ 在工件各加工工序中，力求采用同一基準，以避免因基準更換而降低工件各表面相互位置的準確度。
⑤ 當鑄、鍛件以毛坯面作為第一道工序的基準時，應選用比較光整的表面作基準面，避開冒口、澆口或分型面等凸起不平整的部位。
（2） 限制工件的自由度
一個自由的物體，它對三個相互垂直的坐標系來說，有六個可活動可能性，其中三種是移動，三種是轉(zhuǎn)動。習慣上把這種活動的可能性稱為自由度，因此空間任一自由物體共有6個自由度，物體的6個自由度分別為：沿X軸移動，以
表示；沿Y軸移動，以表示；沿Z軸移動，以表示；沿X方向的旋轉(zhuǎn)，以表示；沿Y方向的旋轉(zhuǎn)，以表示；沿Z方向的旋轉(zhuǎn)，以表示。若要使物體在某個方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度，所以要使工件在空處于相對固定的位置，就必須對六個自由度加以限制，限制的方法就是用相當于六個支承點的定位元件與工件的定位基準面接觸。這種用正確分布的6個支承點來限制工件的6個自由度，使工件在夾具中得到正確位置的規(guī)律，稱為六點定位原理。
（3） 對定位元件的要求
① 工件定位基準與定位元件接觸或配合后，能限制住必須由其限制的工件的自由度；
② 由其產(chǎn)生的定位誤差最小；
③ 定位表面應具有較高的尺寸精度、配合精度、表面光潔度和硬度；
④ 定位元件結(jié)構(gòu)應盡量簡單，便于裝卸工件；
⑤ 具有足夠的強度和剛度；
⑥ 無產(chǎn)生超定位的可能性；
⑦ 對尺寸大的定位件表面，從結(jié)構(gòu)上采取措施，在不影響定位精度的前提下，盡量減小與工件定位表面的接觸面積；
⑧ 消除定位表面的切屑方便。
（4） 定位精度
① 對夾具要做必要的定位誤差分析和計算，定位誤差必須滿足工件的加工精度要求；
② 必須考慮提高夾具在機床上的定位精度；
③ 必須確保刀具在夾具上的導向精度；
④ 必須確保對刀元件表面到工件被加工面間的尺寸精度；
⑤ 出現(xiàn)超定位時，應取消產(chǎn)生超定位的定位元件，或增加超定位元件與定位基準間的間隙，以提高定位精度；
⑥ 工件被加工平面或中心至定位元件的位置精度和尺寸精度，在未注明特殊要求的情況下，一般取工件精度要求的1/5-1/3。
⑦ 鉆模板鉆套孔中心距的公差在工件未注明公差要求的情況下，取工件孔中心距自由公差的1/5-1/3；
⑧ 當工件未注明定位面間的位置精度要求時，夾具定位面間的位置精度一般取0.01-100mm；
⑨ 按工件公差選取夾具公差的參考值；
⑩ 按工件的直線尺寸公差確定夾具相應尺寸公差的參考值。
2.2 工件定位方式的選擇
2.2.1 完全定位、不完全定位和欠定位現(xiàn)象
加工時，工件的六個自由度被完全限制了的定位稱為完全定位。
但生產(chǎn)中并不是任何工序都需要采用完全定位的。究竟應該限制幾個自由度和哪幾個自由度，應由工件的加工要求決定。
例如在一個長軸上銑一個兩頭不通的鍵槽，加工要求除了鍵槽本身的寬度、深度和長度外，還需保證槽距軸端的尺寸及槽對外圓軸線的對稱度。此時繞工件軸線轉(zhuǎn)動的自由度就不必限制而只要限制五個自由度即行了。工件的六個自由度沒有被完全限制的現(xiàn)象稱為不完全定位。在平面磨床上磨削平板零件的平面也是不完全定位的一個例子。
在滿足加工要求的前提下，采用不完全定位是允許的。但是根據(jù)加工要求應該限制的自由度而沒有限制是不允許的，它必然不能保證加工要求，這種現(xiàn)象稱為欠定位。
2.2.2 過定位現(xiàn)象
工件的某個自由度被重復限制的現(xiàn)象稱為過定位。一般情況下應當盡量避免過定位。
但是，在某些條件下，過定位的現(xiàn)象不僅允許，而且是必要的。此時應當采取適當?shù)拇胧┨岣叨ㄎ换鶞手g及定位元件之間的位置精度，以免產(chǎn)生干涉。
如車削細長軸時，工件裝夾在兩頂尖間，已經(jīng)限制了所必須限制的五個自由度（除了繞其軸線旋轉(zhuǎn)的自由度以外），但為了增加工件的剛性，常采用跟刀架，這就重復限制了除工件軸線方向以外的兩個移動自由度，出現(xiàn)了過定位現(xiàn)象。此時應仔細地調(diào)整跟刀架，使它的中心盡量與頂尖的中心一致。
2.2.3 定位方式的選擇
在本次設計中,曲軸箱的加工工序如下：
粗銑上下平面——精銑下平面——半精銑上平面——鉆鉸工藝孔——粗銑兩端面——銑大小側(cè)面上部——半精銑兩端面——粗銑后油封擋板結(jié)合面——銑后端龍門兩側(cè)和前端螺臺邊——銑吸油管安裝面——粗銑大側(cè)面孔口平面——精銑大側(cè)面孔口平面——鏜主軸半圓孔——鏜凸輪軸后堵蓋孔孔口螺臺——銑主軸承座兩端面——銑軸瓦定位槽——鉆前、后端主油道孔——粗鏜四缸孔——鉆前、后端面孔——鉆下平面小側(cè)面孔——鉆上平面，大側(cè)面孔——主、直油道孔試壓——鉆，鉸大側(cè)面回油孔——鉆大側(cè)靠前端斜油孔及孔口攻絲——鉆下平面剩余孔——下平面孔攻絲——鉆上平面水孔、油孔——噴油溝孔锪平面，擴，鉆孔及攻絲——鉆大側(cè)面剩余孔——大側(cè)面孔倒角，鉸堵蓋孔，攻絲——鉆主孔通主油道斜孔——清洗機清洗機體——電解去毛刺——半精鏜四缸孔——精鏜兩軸孔——銑卡瓦槽——锪后端主油道孔口平面，鉆孔攻絲——擴，鏜凸輪軸后堵蓋孔——鉸凸輪軸孔底孔——凸輪孔孔口倒角——裝凸輪軸襯套——成品檢驗，并打印分級代碼。
以工件上兩個或兩個以上表面作為定位基準時，稱為組合表面定位。采用組合表面定位時，如果各定位基準之間無緊密尺寸聯(lián)系（即沒有尺寸精度要求）時，是把各種單一幾何表面的典型定位方式直接予以組合。如果各定位基準之間有緊密尺寸聯(lián)系（即有一定尺寸精度要求）時，需設法協(xié)調(diào)定位元件與定位基準的相互尺寸聯(lián)系，以克服過定位現(xiàn)象。本次的設計是在曲軸箱軸孔已銑出的情況下對上端面卡瓦槽進行銑削。根據(jù)六點定位原理以及該工件的自身特點，本設計采用在夾具體底座上安裝四塊定位塊，分別由三個螺釘固定；同理，在夾具體的左側(cè)面與工件的底面也用四塊定位塊，分別由三個螺釘固定，同時，在此處加一個菱形定位銷。由于所選用的定位塊與工件的接觸面較大，相當于三個支承點，限制工件三個自由度，故兩個平面及一個定位銷將工件完全定位?？紤]到定位基準與設計基準重合的原則和六點定位原則,選擇二面及一孔18作為定位基準。故該類工件采用“二面一孔”的定位方法，以消除工件在空間中的六個自由度。
定位塊（支承板）（JB/T8209）適用于精基準定位。A型支承板結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但切屑易落入螺釘頭周圍的縫隙中，且不易清除，故多用于側(cè)面和頂面的定位。B型支承板，在工作面上有45°的斜槽，且能保持與工件定位基面連續(xù)接觸，清除切屑方便，多用于平面定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上，當一個平面采用兩個以上的支承板定位時，裝配后應一次磨平工作表面，保證其平面度。
因此，根據(jù)工件的具體形狀，定位基準及定位要求，為補償工件兩定位孔的孔徑和孔距誤差及夾具兩定位銷的直徑和距離誤差，避免工件不套入定位銷，選擇兩面一孔定位。
選擇這些定位裝置所能消除的自由度如下：
下底面定位： 消除Z方向的移動以及X、Y方向的轉(zhuǎn)動三個不定度，即消除，，；
左側(cè)面及菱形定位銷：消除X,Y方向的移動以及Z方向的轉(zhuǎn)動三個不定度，即消除，，，來實現(xiàn)工件在夾具中的準確定位，見圖2.1所示。
圖2.1 二面一孔的定位方式
2.3 定位件的計算
2.3.1 菱形銷的設計計算
菱形銷定位簡圖如圖2.2所示：
圖2.2 菱形銷定位簡圖
1） 確定兩定位銷中心距尺寸Lx及其公差&Lx
Lx=Lg=59，±&Lx=±（1/5～1/3）&Lg=0.25x0.06=0.015
式中：Lg——工件兩定位孔中心距；±&Lg——工件兩定位孔中心距公差。
2）確定圓柱銷直徑d1及其公差&d1
d1=D1=17.979 D1——與圓柱銷相配合的定位孔的最小直徑
&d1=0.021 &d1——圓柱銷直徑公差 &d1按dc選取；
3） 削邊銷的寬度B和b
查表，由D2=18可知，b=4，B=D2-2=16 D2——與菱形銷相配合的工件定位孔最小直徑；
4） 補償距離
(2.3)
——圓柱銷及其相配合的工件定位孔間最小間隙
5） 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件定位孔間的最小間隙
(2.4)
——與菱形銷相配合的工件定位孔的最小直徑
6） 菱形銷最大直徑d2
公差選取 h5，可計算得 。
其他技術條件按GB2259-80《機床夾具零件及部件技術條件》。
2.3.2 定位銷的精度選擇及提高定位精度的措施
定位銷的精度等級根據(jù)被加工零件的加工精度,定位銷孔精度及其距離尺寸公差的大小進行選擇，應滿足下列等式的要求.
2：工件定位銷孔中心距公差
夾：夾具兩定位銷中心距公差
面：圓柱銷與定位孔間的最小間隙
菱：菱形銷與定位孔間的最小間隙
D：定位銷孔（菱形銷處）的最小直徑
b：菱形銷圓柱部分寬度,由上一節(jié)算出的結(jié)果可知：
=0.015 夾=0.003 面=0.016 b=4 D=17.979 菱=0.006
為了保證可靠的定位，定位銷與定位孔的有效接觸長度一般為5-12mm,此處取10mm。
2.4 定位誤差的分析和計算
2.4.1 定位誤差的基本概念
所謂定位誤差,是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。
為了保證加工精度要求，我們加工時應滿足下列關系式：
(2.5)
式中，——各種因素產(chǎn)生誤差的總和；
T——工件被加工尺寸的公差。
在這里，我們只研究有夾具有關的定位方法所引起的定位誤差對加工精度的影響，因此上式又可寫成：
(2.6)
式中，——定位誤差；
W——除定位誤差外，其它因素所引起的誤差總和，可按加工經(jīng)濟精度查表確定。
所以由上式知道：，或者：。
定位誤差的組成及產(chǎn)生原因有以下兩個方面：
1） 定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量，以 表示。
2） 定位基準面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準位置誤差，即定位基準的相對應位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以 表示。
故有 (2.7)
此工式是在加工尺寸方向上的代數(shù)和。
2.4.2 定位誤差的計算
圖2.2定位誤差的計算
在圖2.2中,由于定位面2和3總是與支承板相接觸的,所以設計基準的位置也不變,因此,這種定位方法對尺寸A和B不引起誤差,即,(因設計基準與定位基準重合, 。平面定位時如果定位面不變，一般認為)。
故采用圖2-2的定位方式能保證加工精度，從這里可以看出：平面定位時的定位誤差就等于定位基準和設計基準不重合所產(chǎn)生的誤差，如果定位基準與它的設計基準重合，則；如果兩者不重合，則。
即由定位副制造誤差引起的定位誤差小于該工序尺寸制造公差，證明上述方案可行。
3 夾緊方案的確定
機床對工件進行加工時，除需要定位支承系統(tǒng)獲得對于刀具及其導向的正確相對位置，還需依靠夾具上的夾緊機構(gòu)來消除工件因受切削力和工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動。本例夾緊裝置中，工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。
夾緊機構(gòu)通常由三個部分組成：夾緊動力部分，中間傳動機構(gòu)和夾緊元件。夾緊動力部分用于產(chǎn)生力源，并將作用力傳給中間傳動機構(gòu)，中間傳動機構(gòu)用于改變作用力的大小和方向，并能產(chǎn)生自鎖。夾緊元件則承受由中間傳動機構(gòu)傳遞的夾緊力并與工件直接接觸而執(zhí)行夾緊動作。
3.1 工件達到正確夾緊的原則
工件達到正確夾緊的原則：
（1） 在夾緊過程中，不至于因工件重力的影響而破壞正確定位
① 確定定位方案及設置定位支承時，因盡量使工件重心位于支承范圍內(nèi)，避免因支承反力與工件重力構(gòu)成力偶而破壞正確定位；
② 當工件重力與主基準或雙導向基準垂直，而工件的重心位置不在各支承范圍內(nèi)時，應使主要夾緊力與主基準或雙導向基準垂直，并處在各支承范圍內(nèi)。同時在夾具的適當位置上設置初定位件；
③ 若由于工件或加工等條件的限制，使主夾緊力不能與主基準或雙導向基準垂直，可在夾緊前對工件施加預夾緊力。該力應垂直于主基準或雙導向基準，并處在支承范圍內(nèi)。待夾緊后可將預夾緊力撤出，并在適當位置設置初定位件。
④ 當重力與主基準或雙導向基準平行而與止動基準垂直時，則應在夾具的適當位置上設置初定位件。
（2） 在夾緊過程中，夾緊力不應使已經(jīng)獲得正確定位的工件脫離正確位置：
① 制定夾緊方案時，應盡可能避免夾緊力與支承反向構(gòu)成力偶；
② 主夾緊力的方向最好壓向主基準或雙導向基準，其作用點應在定位支承范圍內(nèi)；
③ 當主夾緊力只能壓向?qū)蚧鶞蕰r，則應合理選擇夾緊力的作用點或設置預夾緊力；
④ 若壓緊力處于支承范圍外，則應采取結(jié)構(gòu)上的措施，使工件不脫離正確位置；
（3） 在夾緊過程中，應使工件不產(chǎn)生超出表面形狀精度允許范圍的變形：
① 制定夾緊方案時，對于剛性較差的工件，應盡可能減少或避免由于夾緊力而產(chǎn)生彎曲變形；
② 夾緊力應力求通過或靠近定位基準與定位支承的接觸面；
③ 當夾緊力無法通過或靠近定位基準與定位支承的接觸面時，應在與夾緊力相對應的位置設置輔助支承；
④ 當夾緊力作用于工件的斜面上時，若其分力能夠在工件上產(chǎn)生彎曲力矩，則應避免在斜面上施加夾緊力。
⑤ 當單方面夾緊所需要的夾緊力過大，致使彎曲力矩過大而造成工件變形較大時，可采用多向夾緊的方法；
⑥ 夾緊力應避免壓向超定位元件；
（4） 在切削過程中，應避免工件產(chǎn)生不能允許的振動：
① 制定夾緊方案時，對于剛性較差的工件，應盡可能減少或避免由切削力而產(chǎn)生的振動；
② 夾緊力要盡可能靠近工件被加工表面，以減少工件的懸臂長度；
③ 當主夾緊力無法靠近工件被加工表面，而工件被加工表面懸臂又較長時，可在切削過程中對工件剛性較差的部位設置輔助支承，或在輔助支承上還加一個夾緊力。
（5） 在切削過程中，切削力不應破壞工件的正確位置，并使平衡切削力所需的夾緊力最?。?
① 制定夾緊方案時，切削力最好由定位支承反力平衡，盡可能避免用夾緊力及由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。
② 用定位支承反力平衡最大切削力，此時所需要的夾緊力最小；
③ 用夾緊力平衡最大切削力，此時所需夾緊力最大；
④ 用夾緊力產(chǎn)生的摩擦力以平衡切削力，此時所需夾緊力最大。
3.2 夾緊機構(gòu)的確定
針對成批生產(chǎn)的工藝特征，本夾具選用螺旋夾緊機構(gòu)夾壓工件。采用螺旋裝置直接夾緊或其它元件組合實現(xiàn)夾緊的機構(gòu)，統(tǒng)稱為螺旋夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夾緊機構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力的夾緊行程都較大，在手動夾具上應用較多。螺旋夾緊機構(gòu)可以看做是繞在圓柱表面上的斜面，將它展開就相當于一人斜楔。在此螺旋夾緊裝置中，采用螺母直接夾緊。裝夾工件時，先將工件放在夾具體上，用兩個平面的支承板控制工件的六個自由度，使工件不能前后左右移動，然后將壓板放在工件上，套上帶肩螺母，在加工面的下部用鉤形壓板來壓緊工件，利用兩面一孔定位，然后手動擰緊螺母壓緊工件。
3.3 夾緊力三要素的確定
3.3.1 夾緊力方向的確定
夾緊力的方向與工件的裝夾方式、工件受外力的方向以及工件的剛性等有關，夾緊力方向的確定原則：
(1) 夾緊力的方向應使定位基面與定位元件接觸良好，保證工件定位準確可靠；
(2) 夾緊力的方向應與工件剛度最大的方向一致，以減小工件變形；
(3) 夾緊力的方向應盡量與工件受到的切削力、重力等的方向一致，以減小緊力。
減小夾緊力可以從以下三方面考慮：
（1） 當工件以幾個表面作為定位基準時，若工件是大型的，則為了保持工件的正確位置，朝每個定位元件都要有夾緊力；若工件尺寸較小，切銷力不大，則往往只要垂直朝向主要定位面有夾緊力，保證主要定位面與定位元件有較大的接觸面積，就可以使工件裝夾穩(wěn)定可靠。
（2） 夾緊力的方向應方便裝夾和有利于減小夾緊力。下圖3.1為夾緊力Q、重力G和切銷力F三者之間的組合關系：
工件重力G方向始終指向地面，因此從裝夾工件出發(fā)，以圖a,b 最好，因為主要定位元件表面是水平朝上，使工件裝夾穩(wěn)定可靠；圖c,d,e情況較差，圖f情況最差，不便裝夾；若從減小夾緊力出發(fā)，假定圖中G和F大小相同，則所需要的Q力以圖a最小，圖b次之，圖f最大；由此可見當Q，G，F(xiàn)方向相同時，所需夾緊力最小，此時施加夾緊力的目的就是防止工件在加工中振動。此設計中，主夾緊力的Q，G，與F方向垂直。
（3） 夾緊力的方向應使工件夾緊后的變形小。
圖3.1 六種夾緊方式的比較
3.3.2 夾緊力作用點的確定
(1) 夾緊力的作用點應正對支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內(nèi)。
(2) 夾具力的作用點應位于工件剛性較好的部位。
(3) 夾具力的作用點應盡量靠近加工表面，以減小切削力對夾緊點的力矩，防止或減小工件的加工振動或彎曲變形。
3.3.3 夾緊力大小的確定
工件的夾緊力過大，會引起工件的變形，達不到加工精度要求，而且使夾緊裝置結(jié)構(gòu)尺寸過大，造成結(jié)構(gòu)不緊湊；夾緊力過小，會造成工件夾緊不牢，加工時易破壞定位，同樣也保證不了加工精度要求，甚至會引起安全事故。由此可見，必須對工件施加大小適當?shù)膴A緊力。
確定夾緊力的基本原則：正確選擇夾緊力的方向、著力點和夾緊力的大小。
（1） 按靜力學的平衡條件，根據(jù)工件受外力的情況計算所需理論夾緊力；
（2） 確定夾緊方式和夾緊裝置；
（3） 確定夾緊裝置所能產(chǎn)生的實際夾緊力。
本次夾具是用來銑削加工卡瓦槽的，所需的理論夾緊力為銑削切削刀的切削力。查《機床夾具設計手冊》表1-2-9銑削切削刀的切削力的計算公式為：
（3.1）
本公式適用于刀具材料為高速鋼，工件材料為碳鋼、青銅、鋁合金、可鍛鑄鐵等，銑刀類型為圓柱銑刀、立銑刀、盤銑刀、鋸片銑刀、角度銑刀、半圓成型銑刀等。
P——銑銷力（N）；
——在用高速鋼（）銑刀銑削時，考慮工件材料及銑刀類型的系數(shù)，按表1-2-10選取=294；
——銑削深度（mm），指銑刀刀齒切入和切出工件過程中，接觸弧在垂直走刀方向平面中測得的投影長度，取0.245；
——每齒進給量（mm），取0.13；
D——銑刀直徑(mm), 取70；
B——銑削寬度（mm）（指平行于銑刀軸線方向測得的切削層尺寸），取0.5；
Z——銑刀的齒數(shù)，取4；
——用高速鋼（）銑削時，考慮工件材料機械性能不同的修正系數(shù)?；诣T鐵：，取HB=200，；
HB——工件材料的布氏硬度（取max）；
代入數(shù)值后，得：
即為理論所需夾緊力。
再計算實際所需夾緊力。
查《機床夾具設計手冊》表1-2-11，典型夾緊形式實際所需夾緊力（或原始作用力）的計算公式：
（3.2）
——工件表面的摩檫系數(shù)，查表1-2-12，取=0.16；
K——安全系數(shù)，粗加工K=2.5~3.0，精加工K=1.5~2.0；本次取K=2.0。
工件以兩垂直面定位，側(cè)向夾緊的受力簡圖如圖3.2所示。
圖3.2 工件以兩垂直面定位，側(cè)向夾緊受力圖
P1與P2為切削力的兩個分力，且P1=P2=cos45°P=382487,代入數(shù)值后，計算得：
=25801476.7(N)
即所需的實際夾緊力為25801476.7(N)。
4 其它裝置的確定
4.1 手柄的選擇及設計
手柄有圓頭平手柄，圓頭斜手柄，圓頭斜形方孔手柄，錐形手柄，螺紋頭凸肚手柄，杠桿式手柄等。本次設計在圓頭平手柄的基礎上，結(jié)合夾具的實際情況，手柄設計為如圖4.1所示。
圖4.1 手柄
4.2 壓板的選擇及設計
壓板是用來壓緊工件的，可分為直壓板，移動壓板，轉(zhuǎn)動壓板，移動彎壓板，移動彎壓板，寬頭壓板，移動寬壓板，鉸鏈壓板，回轉(zhuǎn)壓板，偏心輪用壓板，偏心輪用寬頭壓板，雙向壓板，鉤形壓板，臥式鉤形壓板，立式鉤形壓板，端面鉤形壓板，側(cè)面鉤形壓板，U形壓板，平端壓板，尖端壓板等。
本次夾緊中選用了兩種壓板，直壓板和鉤形壓板，其變形設計后簡圖如下圖4.2，圖4.3所示。
圖4.2 直壓板
圖4.3 鉤形壓板
5 夾具體設計
夾具體是整個基體和骨架，在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構(gòu)、裝置等；而且還要考慮便于裝卸工件以及在機床上的固定。因此，夾具體的開關和尺寸，主要取決于夾具上各組成件的分布情況，工件的形狀、尺寸及加工性質(zhì)等，工件的形狀如圖1-2所示，其基本尺寸為：470mm ，270mm ，106mm。
對夾具體的設計提出以下基本要求：
( 1 ) 應有足夠的強度和剛度，不致產(chǎn)生不允許的變形和振動。
( 2 ) 力求結(jié)構(gòu)簡單，裝卸工件方便，要防止無法制造和難以裝卸的現(xiàn)在發(fā)生。
( 3 ) 要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性，以便于制造、裝配和使用。
( 4 ) 尺寸要穩(wěn)定，即夾具體經(jīng)制造加工后，應防止其日久變形。
( 5 ) 排除切屑要方便，為了防止加工中切屑聚積在定位元件工件表面上或其它裝置中，而影響工件的正確定位和夾具的正常工作，因此在設計夾具體時，要考慮切屑的排除問題。
( 6 ) 在機床上安裝要穩(wěn)定、可靠、安全。
根據(jù)以上原則，為了使底座與機床工作臺接觸穩(wěn)定、可靠，采用周邊接觸,實現(xiàn)夾具體與機床的夾緊配合；夾具體采用鑄造，夾具體厚度h=25mm。夾具體的外形尺寸可根據(jù)工件，定位元件，夾緊裝置，對刀，引導元件以及其他輔助機構(gòu)和裝置在總體上的配置確定。根據(jù)本次加工工藝的特點，設計的夾具體的基本尺寸為522mm,347mm,250mm,示意圖見圖5.1所示：
圖5.1 夾具體示意圖
夾具體通過T形螺釘與機床定位。底部的孔是為夾具體與螺桿的配合而設計的。夾具體底部以四個T型槽用螺栓與銑床工作臺連接，工件通過螺桿與壓板安裝在夾具體上，再與夾具體夾緊定位，從而使各零部件組合為一個整體。
總結(jié)
機床夾具是由定位元件,夾緊裝置,對刀元件,夾具體部分組成,機床夾具設計也就是針對夾具組成的各個部分進行設計,其中定位與夾緊量個環(huán)節(jié)是夾具設計的重點。
本次設計中，基本上按專用夾具設計步驟來設計夾具的。首先對工件零件圖進行仔細研究，分析，明確設計任務書中的設計要求及有關資料，對工件有了全面透徹的了解，熟悉了它的結(jié)構(gòu)和工藝要求?？紤]到在生產(chǎn)實際方便、可靠性、機床型號、生產(chǎn)批量、零件工藝性等各方面的因素，然后確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，
主要包括：
1. 工件的定位方案
2. 確定夾緊方案
3. 確定夾緊機構(gòu)
4. 確定夾具體極其總體結(jié)構(gòu)
根據(jù)具體方案的各項工藝性指標，畫出非標準件的零件工作圖，公差配合制定。參照有關資料經(jīng)驗植，基本上完成了專用夾具的設計。
在夾具設計中，本夾具具有以下特點
1. 該夾具采用手動夾緊，可靠方便，省時省力，尺寸小，不需要增壓裝置，結(jié)構(gòu)簡單；
2. 該夾具采用兩面一孔定位，誤差少，能夠滿足工件的加工要求；
3. 工件要求不太高，夾具各公差配合適當放寬，降低了夾具的制造精度，從而使夾具生產(chǎn)成本不太高，符合夾具設計要求。
由于本人實踐經(jīng)驗不足，對各門知識運用不是很熟悉，在加上這是第一次接觸這門課程，系統(tǒng)的設計夾具結(jié)構(gòu)，在設計中難免出現(xiàn)錯誤和缺點。敬請各位領導，老師，同學賜教，本人不勝感激。
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致 謝
回想三年的大學生活，我要真誠地感謝邵陽學院機械與能源工程系的所有老師，是他們的辛勤工作使我從一個對機械知之甚少到今天的有一定扎實機械專業(yè)基礎的大學生。
三年中我們有過很多次的課程設計及生產(chǎn)實習，感謝學校為我們安排的這些機會及實習場所，也謝謝這些指導我們學習、設計、實習的專業(yè)老師，在專業(yè)方面而言，是他們引領我走出了第一步，讓我們對機械設計這一行有了最初的認識及進一步的了解。
本次設計是在指導老師肖軍老師的耐心幫助和悉心指導下，我學會了總結(jié)設計要求，查閱相關資料，形成整個設計框架和整體思想，最終圓滿的完成設計。在整個設計過程中，由于知識的缺乏，出現(xiàn)了不少理論和實踐上的錯誤，在指導老師的耐心指正下才得以解決。他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和高度的責任心，給我在生活和工作中以很大的影響，我在此表示衷心的感謝。
在次，我也要感謝我們宿舍的同學，在整個設計過程中，他們始終和我同甘共苦，互相幫助，有什么難題，我們一起商量解決，在這里，我也向他們表示感謝。
最后我要感謝我們學院的領導，因為他們給我提供良好的學習工作環(huán)境，讓我能順利的完成設計，在此，表示感謝。
附錄
Residual Stresses
A residual stress is one that exists without external loading or inte