凸輪軸支撐軸頸車床進行夾具設計（含全套CAD圖紙）

凸輪軸支撐軸頸車床進行夾具設計（含全套CAD圖紙）,凸輪軸,支撐,支持,軸頸,車床,進行,夾具,設計,全套,cad,圖紙 附錄1 外文翻譯 基于事例推理的夾具設計研究與應用 摘要:根據基于事例的設計方法,提出采用工序件的特征信息和夾具的結構特征信息來描述夾具的相似性,并建立了包括這2方面主要特征信息為基礎的事例索引碼,設計了事例庫的結構形式,創(chuàng)建了層次化的事例組織方式;同時,提出了基于知識引導的夾具事例檢索算法,以及事例的修改和采用同族事例碼進行相似事例的存貯,形成了基于事例推理的夾具設計.所開發(fā)的原型系統(tǒng)在型號工程夾具設計等項目的設計過程中得到了應用,并取得了令人滿意的使用效果. 關鍵詞: 基于事例的推理 夾具設計 CAD 夾具是以確定工件安全定位準確為目的的裝置，并在加工過程中保持工件與刀具或機床的位置一致不變。因為夾具的結構依賴于產品的特點和在企業(yè)規(guī)劃中加工工序的地位,所以它的設計是制造過程中的瓶頸,制約著效率的提高. 夾具設計是一個復雜的過程,需要有從大量的設計論文中了解質量知識的經驗，這些設計論文包括工件的結構設計、涉及加工工藝，和加工環(huán)境。當用這些擅長繪制詳細設計圖的傳統(tǒng)的CAD工具（如Unigraphics、CATIA、Pro/E)時,這仍然是一項非常耗時的工作，但是利用以往的設計經驗和資源也不能提供一些益處,而這正是提高效率的關鍵因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法適應以往個案解決的辦法,建立一個新問題的方法,主要有以下四步驟:檢索、利用、修改,并保留.這是一個比用專業(yè)系統(tǒng)模仿人類思維有用的使用方法，因為提出一個類似的情況,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人類更直觀.所以支持不同事例的設計工具已經在諸多領域中發(fā)展起來，如在注射成型及設計、建筑設計、模具設計投死, 規(guī)劃過程中,還有夾具設計. 孫用六個數字組成代碼參數,包括工件的形狀、機械部分、軸襯,第一定位裝置,第二定位裝置和夾緊裝置. 但這個系統(tǒng)不能用于除鉆床夾具外的其他夾具類型,不能解決儲存需要保留的同一參數代碼的問題,這在CBR中是非常重要的. 1事例參數和事例圖書館的建立 1.1事例參數 事例參數應該由工件的所有的特征組成，來區(qū)別不同的夾具. 使用他們能夠使操作方便. 因為零件的形狀是多種多樣的, 在生產企業(yè)中制造的技術要求也不斷發(fā)展,許多特征作被用做事例參數將會使搜索速度降低,其主要特征是不重要的,因為分配給每個特征的比重必須減少. 另一方面,事例參數包含所有的特征是困難的。 因此,考慮到實際和快速設計的需求,事例參數要包含工件的主要特征和夾具的結構。事例參數代碼由16位數組成：13位數是事例特征 3位數是事例識別數字。 前13位數代表13個特征。 每個數字與特征的一個屬性相一致,這可能是"*"、"？"、"1"、"2"，…，"A"、"B",…，"Z"，…，等其中的一個。其中，"*"是指任何一個,"?"代表不確定,"0"代表沒有。 系統(tǒng)規(guī)定:夾具的類型，工件的形狀，位置模式不能是"*"和"?"。在設計系統(tǒng)時,三個項目的屬性信息沒有這些選擇,這就意味著必須選擇確定的屬性。 最后三位數是事例識別號碼,如果事例特征的13位數是一樣的,這三個數字就用來區(qū)別他們。 該系統(tǒng)還規(guī)定:"000"是用于修正的一個典型事例,其他事例"001"、"002"、…,這些是用于設計師查找參考事例的. 如果其中一個偶爾需要改變成典型事例,首先它必須要求改成"000",前面的自動變成參考事例. 事例索引碼的結構如圖1所示。 1—夾具類型； 6—工件重量； 11—夾緊模型； 2—工件形狀； 7—工件剛度； 12—夾具體； 3—工件材料； 8—加工內容； 13—其他； 4—批 量； 9—過程所有物； 14到16—事例識別碼； 5—工件比例； 10—定位模型； 圖1 事例索引碼的結構 1.2事例庫 事例庫由許多預定義的事例組成。事例的描述是基于事例推理的最重要的問題之一。所以由索引碼復合。 1.3 事例的層次化 夾具的結構相似被認為是整個夾具，成分和內容相似。所以，整個夾具事例庫，成分事例庫，夾具的成分事例庫形成相同。整個夾具的設計資料通常是由工件資料和工件加工資料組成,這就意味著夾具的設計應滿足特別功能的需求.全部夾具事例是由功能成分組成，它是用功能成分的名字和數字來進行描述的。成分事例代表成員（成分功能和其他結構成分，主要驅動參數，數字，和它們的約束關系）。成分事例（夾具的最低層）是功能成分和和其他成分的結構。在現代夾具設計中有很多參數化準件和普通非標準件。所以成分事例圖書館應記錄特殊參數和保持它們的方法。 2事例修改的策略 在基于事例的夾具設計中，最重要的是相似點的修改，這樣能有助于獲得最相似的事例，以及縮短適應時間。根據夾具設計的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知識指導結合起來。首先在深度上查找，然后在寬度上；知識指導策略意味著在來自客觀事物根源的知識規(guī)則上查找，這就要首先查找固定類型，然后查找工件的形狀，第三查找定位方法。例如，如果事例索引碼包括夾具類型的磨削夾具，就只查找所有的磨削夾具，然后查找工件形狀的盒子，第三查找一個平面兩個銷的定位方法。如果沒有合適的，就查找深度標點，然后回到最上層，然后再找所有與寬度相關的事例。 修改方法： 1） 根據夾具事例庫的事例索引信息，查找有關事例庫。 2） 將事例索引碼與事例庫的每個事例碼匹配，然后計算相似尺寸的價值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最類似的事例。 兩個事例之間的相似點是基于兩個事例特征之間的相似點。相似點尺寸的計算依靠特征的類型。相似點的價值可以通過數字化的價值來計算，例如比較重量分別是50kg 和 20kg的工件。非數字化的價值也能計算，例如，現在前13位索引碼都是非數字化的價值。一個夾具的相似尺寸的計算公式如下： 其中S表示通用夾具的相似尺寸，n表示索引特性數，表示每個特性的重量，表示事例庫中特性和相關夾具的特性的相似尺寸。同時， ，數值計算如下： 其中表示第i個特征的索引特性值，表示事例庫中第j個事例的第i個特征的特性值。 所以有兩種方法選擇相似夾具。一個方法是建立數值。如果通用事例的相似尺寸值比給定的數值小，這些事例就不能選來作相似事例。事例庫最初建立的時候，只有一些事例，數值可以建小一點。如果有大量的相似事例，數值就應該建的大一些。另外一個方法是只建立相似事例的數字（例如10），這是類型單里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存儲 3.1事例的修改 夾具設計中相似事例的修改包括以下三個階段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不變，調整成分的特性 3） 模型重新設計 如果夾具的成分是普通的物品，它們能通過使用工具被修改，代替以及刪除，這些已經被設計好了。 3.2事例的存儲 在將一個新的事例保存到事例庫之前，設計者必須考慮保存是否有價值。如果這個事例不能增加系統(tǒng)的知識，就沒有必要把它保存到事例庫里。如果它有價值的話，設計者在保存之前必須分析一下，看看這個事例是否作為標準事例或參考事例被存儲了。一個標準事例是一個描述同族事例主要特征的標準。一個同族事例是有事例庫中索引碼前13位相同而最后三位不同的那些事例組成的。一個標準事例的最后三位通常是“000”。一個參考事例屬于同族標準事例，最后三位用不同數字區(qū)分。 從被解釋的概念中，可采用以下方法： 1）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，和一個存在的標準事例的前13位數相同，那么這個事例就不能存儲因為已經這種標準事例了。或者只能作為一個參考事例保存（最后三位不是“000”，而且和其它的不一樣）在事例庫中。 2）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，并且被認為代替這個事例族要比以前的標準事例好，那么這個標準事例就被這個新的事例代替，以前的標準事例作為一個參考事例保存。 3）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族不一致，一個新的事例族將會自動產生，并作為標準事例保存到事例庫中。 4夾具設計中基于事例推理的過程 根據夾具設計的特性，夾具設計的基本信息，例如夾具的名字，零件，生產和設計者等等，必須先輸入。然后，輸入或設計工件的模型。輸入有關工件的細節(jié)信息，建立事例索引碼，然后CBR開始依靠相似尺寸查找相似事例，選出最相似的事例。如果需要的話，事例要滿足通用性設計，再存儲到事例庫中。程序流程圖如圖2所示 圖2 基于事例推理的夾具設計流程圖 5基于事例推理的夾具設計說明 這是一個工件如圖3所示。材料是45鋼，底座，形狀為塊狀，生產批量為中批等。需要設計成一個用來旋轉孔的旋轉夾具。 圖3 需要設計夾具的一個工件 （最大尺寸80mmx49mmx22mm） 工件的特征值，屬性值，事例索引碼和重量在表1中列出。 表1 工件的事例索引碼和重量 特征名稱 特性值 索引碼 重量 夾具類型 車床夾具 1 100 工件形狀 塊狀 9 90 工件材料 中碳鋼 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 輕 5 60 工件剛度 硬度強 1 60 加工內容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三個平面 1 100 夾緊方法 不確定 ？ 90 夾具體 復合 4 80 其他 沒有 0 60 通過查找和計算相似點，最相似的事例的事例索引碼是19325513321402000，細節(jié)信息在表2中列出。 表2 最相似事例的事例索引碼 特征名稱 特性值 索引碼 夾具類型 車床夾具 1 工件形狀 塊狀 9 工件材料 中碳鋼 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 輕 5 工件剛度 硬度強 1 加工內容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三個平面 1 夾緊方法 不確定 ？ 夾具體 復合 4 其他 沒有 0 相似點的計算如下： 所以夾具的相似尺寸值是0.806，這是在事例庫中用于設計的最相似的事例，最相似的事例的結構如圖4所示 圖4 最相似的夾具 當成分替代，修改定位模型和夾緊模型，以及調節(jié)相關尺寸之后，新的夾具被設計出來，圖形如圖6所示 圖5 需要設計的新夾具 因為在事例庫中沒有相似夾具，新夾具被儲存到事例庫中。事例索引碼是19325523311402000。 6 結論 基于事例推理，作為一個問題解決的方法，是一個比模仿人類思想的專業(yè)系統(tǒng)更有效的方法，已經在很多難獲取知識的領域里得到發(fā)展。基于事例推理的優(yōu)點如下：它和人類的思想很相似；一個事例庫通過保存新事例獲得自學能力，它比有慣例庫更快更容易，它可以更好的傳遞和解釋新的知識，這和慣例庫有很大的不同?；谑吕评碇刑岢龅囊粋€夾具設計的框架已經被實行了，使用的是支持基礎數據的VC++，UG電腦繪圖軟件。這個框架也已經和普通成分庫和典型夾具庫結合起來。這個發(fā)展的標準系統(tǒng)，用于航空項目，幫助夾具設計者提高設計效率和重新使用先前的設計資源。 9 凸輪軸支撐軸頸車床夾具 4.1 車床夾具設計要求說明 車床夾具主要用于車削凸輪軸支撐軸頸夾具。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉運動，夾具做進給運動。 由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2車床夾具的設計要點 （1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求 當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。 當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機床主軸的連接 車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。 圖1 車床夾具與機床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊 4.3 定位機構 1．采用兩中心孔定位裝夾 一般以重要的外圓面作為粗基準定位，加工出中心孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準；盡可能做到基準統(tǒng)一、基準重合、互為基準，并實現一次安裝加工多個表面。中心孔是工件加工統(tǒng)一的定位基準和檢驗基準，它自身質量非常重要，其準備工作也相對復雜，常常以支承軸頸定位，車（鉆）中心錐孔；再以中心孔定位，精車外圓；以外圓定位，粗磨錐孔；以中心孔定位，精磨外圓；最后以支承軸頸外圓定位，精磨（刮研或研磨）錐孔，使錐孔的各項精度達到要求。 2．用外圓表面定位裝夾 對于空心軸或短小軸等不可能用中心孔定位的情況，可用軸的外圓面定位、夾緊并傳遞扭矩。一般采用三爪卡盤、四爪卡盤等通用夾具，或各種高精度的自動定心專用夾具，如液性塑料薄壁定心夾具、膜片卡盤等。 3．用各種堵頭或拉桿心軸定位裝夾 加工空心軸的外圓表面時，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿心軸來安裝工件。小錐孔時常用堵頭；大錐孔時常用帶堵頭的拉桿心軸。 4.4夾緊機構 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下： 1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2. 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。 4. 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數見夾具裝配圖和零件圖。 根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即： 安全系數K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數由參考文獻[5]可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 因為工件的定位基準和定位元件均有制造誤差，所以工件在夾具中定位后的實際位置將在一定范圍內變動，即存在一定的定位誤差，設計定位裝置時，就要控制這一誤差在加工中所允許的范圍內。 產生定位誤差的原因有以下兩個方面：1）定位基準和工序基準不重合；2）定位基準位移。定位誤差就是由基準不重合誤差和基準位移公差綜合引起的同批工件工序尺寸的那部分公差，也就是等于兩者的代數和。 （3-6） 本夾具的主要定位元件為固定塊，軸向定位時定位基準——右夾具體的左端面與止推面的接合面即為軸頸工序基準，即不存在基準位移公差也不存在基準不重合誤差，所以。 當主軸頸直徑存在誤差時，定位基準A或B沿固定塊工作面的位移為 （3-7） 所以基準不重合誤差為 （3-8） 基準位移誤差為 （3-9） 則總的定位誤差為 （3-10） 已知本工序中，，故 （3-11） 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當的尺寸精度和形狀精度，它們之間應有適當的位置精度。 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 4.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明 （1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。 將左右夾具體固定在頭架和尾架中的主軸上，然后把定位銷（4個）打入夾具體，再把左右兩固定塊固定到各自的夾具體上。用百分表調整第1或第6軸頸軸心線，使其處于車床主軸回轉中心位置，然后夾緊凸輪軸，再將套在凸輪軸皮帶輪軸頸上 摘 要 我的畢業(yè)設計課題是汽車凸輪軸加工工藝及夾具設計，凸輪軸對其工作要求、部分精度較高，如軸上的油孔的加工、支撐軸頸的加工等。凸輪軸的工藝過程，我們盡量做到清晰明了，在保證表達清楚的基礎上，盡量做到簡練。仔細分析凸輪軸零件加工技術要求及加工精度后，合理確定毛坯類型，經過查閱相關參考書、手冊、圖表、標準等技術資料，確定各工序的定位基準、機械加工余量、工序尺寸及公差，最終制定出凸輪軸零件的加工工序卡片，要求年產量為4000件。在此設計中，熟悉了機械制造、機械設計課程中的基本理論，正確解決一個零件加工時的定位、夾緊、工藝路線的擬定以及工藝尺寸的確定等問題。在此，我們設計了兩套夾具，一套為凸輪軸油孔鉆床的夾具，一套為凸輪軸支撐軸頸車床的夾具，并進行了一些機構的設計，如分度機構、頂尖機構等，還借用了機床端蓋、手輪等大量通用件，既有利于加工，又節(jié)省不少力氣。其中，夾具設計需要保證被加工面的位置精度；減少輔助時間，提高生產效率；擴大機床的使用范圍；實現工件的裝夾加工并減輕勞動強度，改善工作條件，保證生產安全。 優(yōu)化傳統(tǒng)凸輪軸加工的工藝路線，減少生產環(huán)節(jié)以及合理布置凸輪軸生產線，提高生產效率，降低生產成本。改進加工專用夾具，改善凸輪軸加工質量，提高凸輪軸使用壽命。 關鍵詞：凸輪軸；鉆床夾具；車床夾具；分度機構  引言 畢業(yè)設計是大學生在校期間的最后的關鍵所在，它既是對所學知識的一次全面性考查，也是我們真正動手、模擬真實環(huán)境下的設計過程，這就使我們對本專業(yè)的設計工作有一次更深刻的認識，從而為今后的工作奠定扎實的基礎。 為了切實地做好畢業(yè)設計，我經過查閱相關參考書、手冊、圖表、標準等技術資料和教科書等工具書，編寫了這套夾具設計說明書。它通過工藝規(guī)程的設計，進一步的明確了凸輪軸零件的加工工序。通過編寫夾具設計說明書，進一步闡明了設計思路，鞏固了所學的機械制造、機械設計課程中的基本理論知識。本次設計編制了一套中批生產的工藝規(guī)程。簡單實用的夾具設計更體現了經濟技術指標在設計中的重要地位。 設計工作是一項細致、艱苦、復雜、涉及面十分廣泛的工作，它不僅鞏固了所學的知識，還使我熟練使用AutoCAD、SolidWorks等計算機輔助設計軟件以及Office系列辦公軟件，從而提高和鍛煉了我的計算能力、繪圖能力等綜合能力。但是由于我學時和水平有限，設計中難免存在一些缺點和錯誤，在此，懇請各位老師批評指正 設計者：趙斌 2015.02  1 零件的功用與結構分析 1.1零件的功用 在汽車發(fā)動機的各個零件及機構中，配氣機構是非常重要的，配氣機構必須根據發(fā)動機氣缸內所發(fā)生的工作過程，保證正確地打開和關閉氣門。而凸輪軸是配氣機構中最重要、最關鍵的零件，它決定著氣門的升程曲線和氣門開關時刻，從而直接影響發(fā)動機的進排氣量，影響發(fā)動機的動力性、經濟性和排放性。同時，凸輪軸還驅動分電器、汽油泵等輔助裝置。 1.2凸輪軸的結構特點和技術要求 1.2.1凸輪軸的結構特點 各種發(fā)動機凸輪軸的結構基本差不多，主要差別是凸輪軸的數量、形狀和位置不同，其中以四缸、六缸、八缸發(fā)動機的凸輪軸用的最多。就結構特點而言，凸輪軸包括支承軸頸、進排氣凸輪、偏心輪、驅動發(fā)動機輔助裝置的齒輪和正時齒輪軸頸等幾部分。凸輪軸剛性差、易變形、精度高、加工難度大。 凸輪軸的主體是一根與汽缸組長度相同的圓柱形棒體。上面套有若干個凸輪，用于驅動氣門。 凸輪的側面呈雞蛋形。其設計的目的在于保證汽缸充分的進氣和排氣，具體來說就是在盡可能短的時間內完成氣門的開、閉動作。 1.2.2各種凸輪軸的技術要求 1）支承軸頸的尺寸精度及各支承軸頸間的同軸度； 2）鍵槽的尺寸和位置精度； 3）止推面相對于支承軸頸軸線的垂直度； 4）凸輪基圓的尺寸精度和相對于支承軸頸軸線的同軸度； 5）凸輪的周向位置精度（相位角）； 6）凸輪的形狀精度（曲線升程）等。 凸輪軸是內燃機配氣系統(tǒng)中關鍵的零件之一，整個配氣機構是由凸輪軸驅動的，凸輪的設計對整個配氣系統(tǒng)的性能起著決定性的作用。凸輪軸剛性差、易變形；精度高，加工難度大；因此，對于凸輪軸的設計、加工、選材、加工工藝等都提出了許多要求。其主要的技術要求如表1.1表述。 表1.1 凸輪軸的技術要求 主要項目 一般性要求 支撐軸承 尺寸（mm） 表面粗糙度（μm） 圓柱度（mm） IT5~IT6 0.4 5級精度 0.4 0.06 0.02 ±30′ 凸輪軸表面粗糙度（mm） 中間軸頸相對于兩端軸頸的跳動(mm) 相鄰兩軸頸的徑向跳動(mm) 凸輪軸對稱中心平面對正時齒輪鍵槽中心平面 或定位銷軸線的角度偏差（′） 1.2.3以發(fā)動機該凸輪軸為例具體說明 1）支承軸頸 兩個支承軸頸的外圓尺寸φ82 mm表面粗糙度Ra≤0.4 μm.。 2）凸輪 1，2，4，5位的凸輪基圓尺寸R50±0.2，3，6位的凸輪基圓尺寸R45±0.02，表面粗糙度Ra≤0.8 μm。 3）支撐軸頸 凸輪軸支撐軸頸尺寸為φ76mm。 4）軸上油壁孔 軸上油壁孔尺寸為φ8 mm。 2 生產類型的確定 根據設計任務書所給定的原始資料來確定生產類型。設計任務書給出的資料顯示并按車間的工作情況及工件的重量可知，按產量可分單位生產、小批量生產、中批量生產及大批量生產。由《金屬機械加工工藝人員手冊》表15-5查 零件重48KG<100KG，且年產量為4000件，屬于中批量生產。 根據該生產特性可以初步確定零件的機械加工工藝過程，由于中批量生產，一般采用高效機床和專用機床；對刀具一般采用通用刀具，也可以根據工廠實際情況采用專用刀具；量具采用專用量具；夾具使用專用夾具及輔助夾具來提高生產率，同時節(jié)省了人力、物力，達到經濟可行的目的。 3 確定毛坯的種類 在制定工藝規(guī)程時，正確的選擇毛坯具有重要意義。它不僅影響毛坯的制造工藝設備及制造費用，還影響零件的機加工工藝，設備和刀具的消耗及工時訂額。正確的選用毛坯需要毛坯制造和機加工工藝人員緊密配合，兼顧冷熱加工兩個方面的要求。 由于發(fā)動機工作時，凸輪軸承受氣門開啟的周期性沖擊載荷。所以，要求凸輪軸和支承軸頸表面應耐磨，凸輪軸本身應具有足夠的韌性和剛性。為此，凸輪軸的主要工作表面需經熱處理。 對于凸輪軸材料目前國內外主要選用鑄鐵（冷硬鑄鐵，可淬硬鑄鐵，球墨鑄鐵）和鋼（中碳鋼，滲碳鋼）。 在國外，冷硬鑄鐵凸輪軸多用于凸輪承受隨動件高負荷的場合，這在英國較為普遍，可淬硬的低合金鑄鐵凸輪軸多用于凸輪承受隨動件低負荷的場合，這在美國較為普遍，高合金鑄鐵和特殊合金鑄鐵凸輪軸則多用于高速發(fā)動機。 對于鋼凸輪軸，一般是選用中碳鋼和滲碳鋼經熱模鍛制坯。 就毛坯精度來說，鑄件的精度明顯的高于鍛件。目前，國內外普遍趨向于精鑄和精鍛。 鑒于此，該凸輪軸選用50Mn材料毛坯由精鍛而成。 4 機械加工工藝路線的擬定 機械加工工藝規(guī)程的制定，可分為兩大步驟1）擬定零件的加工工藝路線；2）確定每道工序的工序尺寸、所用設備和工藝裝備及切削用量和工時定額。 4.1 加工工藝路線的分析 在凸輪軸的加工過程中的加工精度，其中受兩個主要因素的影響： 1）變形 從細長角度來說，突出的問題就是工件本身的剛度低。切削加工時產生較大的受力變形，其表面余應力也會影響其變形，尤其在加工凸輪時，這種變形更為顯著。另一方面，采用材料為鋼的凸輪軸在主要工作表面精加工產生變形。 凸輪軸在加工過程中的變形，不僅影響到后工序加工的余量分配是否均勻，而且變形過大會導致后續(xù)加工無法進行，甚至造成中途報廢。凸輪軸加工后的變形，將直接影響到裝配后凸輪軸的使用性能。 因此，在安排其工藝過程時，必須針對工件變形這一特點采取必要的措施，不僅要把各主要表面的精度加工工序分開，以使粗加工事故時產生的變形在半精加工中得修正，半精加工的變形在精加工中也得以修正。 2）加工難度大 從形狀復雜角度來講，突出的問題就是凸輪的表面的加工。對于這些表面，不僅有尺寸精度要求，還有形狀位置要求。如采用普通的加工設備和一般表面常規(guī)的加工方法，顯然是無法保證其加工質量和精度。 例如對凸輪的加工，從滿足使用要求的角度來講，既要求其相位角準確又要求凸輪曲線的行程滿足氣門開啟和關閉時升降過程的運動為規(guī)律，但要注意到凸輪曲線上的各點相對其轉的中心是變化的。當試用一般的靠模機加工時，由于加工半徑的變化，勢必引起切削速度與切削力的變化，這樣將會使加工后的凸輪曲線產生形狀誤差，從而影響凸輪的使用性能。 4.1.1 凸輪加工工藝分析 定位基準的選擇一般常規(guī)的方法是采用兩頂尖作為軸類零件的定位基準。這樣避免了工件在多次裝夾具中固定基準的轉換而引起的誤差，也可以作為后續(xù)工序的定位基準，即符合“基準同意”的原則。 1）粗基準的選擇 粗基準的選擇是否合理，不僅關系到工件的裝夾是否方便、可靠，也關系到精加工中能否保證加工精度。該凸輪軸加工中粗基準是銑兩端面并打中心孔時定位基準的選擇，其目的是加工出后續(xù)工序的精基準。為保證后續(xù)工序余量均勻，選用支承軸頸的毛坯外圓柱面及一個側面作為定位基準。 2）精基準的選擇 在凸輪軸的加工過程中，精基準選擇有下面兩種情況： 對于各支承軸頸、外圓表面的粗加工、半精加工、精加工均以兩頂尖孔作為精基準進行定位的；鉆孔時以兩支承軸頸作為基準進行定位。 4.1.2 加工階段的劃分與工序順序的安排 1）加工階段的劃分 由于凸輪軸的加工精度較高，整個加工不可能在一個工序內全部完成。為了利于逐步達到加工要求，必須把整個工藝過程分幾個階段。 傳統(tǒng)加工工藝一般分成以下幾個階段： 粗加工（粗車軸頸、凸輪等）→半精加工（粗磨軸頸、凸輪等）→精加工（精磨軸頸、凸輪等）→光整加工（拋光軸頸、凸輪）。 現代加工工藝過程： 一般只有粗加工（車軸頸、銑凸輪等）→精加工（精磨軸頸、凸輪）→光整加工（拋光軸頸、凸輪）三個階段，在保證零件加工質量的同時，大大地提高了生產效率，降低了生產制造成本。 該凸輪軸加工分為以下三個階段：粗加工階段包括車各支承軸頸、車凸輪鉆通孔、鉆法蘭盤孔；半精加工階段包括凸輪軸外形的初磨；精加工階段包括凸輪外形、支承軸頸的二次磨削。 2）工序順序的安排 對于凸輪、支承軸頸，是按車——初磨——精磨的順序加工的。各表面加工順序從粗到精，且主要表面與次要表面加工工序相互交叉進行，而從整體上說又符合“先粗后精”的原則。 4.1.3凸輪形面的加工 在凸輪軸的加工中，最重要同時難度最大的是凸輪形面的加工。該形面的加工方法目前主要有車削和磨削兩種。 凸輪形面的粗加工目前在國內主要是凸輪軸車床車削加工，也有采用銑削加工和磨削加工的。如采用雙靠模凸輪軸磨床，機床有兩套靠模，當砂輪直徑在一定范圍內時，使用第一個靠模來工作。當砂輪磨損到一定程度時，靠模自動轉換，使用第二個靠模來工作。該磨床通過對砂輪直徑的控制來提高凸輪外形的精度，不僅提高了凸輪形面的加工精度，也使砂輪的利用更經濟、合理。 發(fā)動機凸輪軸毛坯采用精鑄的方法制造，毛坯精度較高，切削量小，故采用磨削的加工工藝，簡化了凸輪形面的加工。凸輪形面的加工采用磨削的方法，在凸輪磨床上完成粗磨及精磨的加工。工件安裝在兩頂尖之間并以鍵槽做軸向定位，在支承軸頸處安裝輔助支承保證凸輪形面的加工精度。發(fā)動機凸輪軸形面的加工所采用的凸輪軸磨床是立方氮化硼磨床，該磨床能迅速地變換磨削的凸輪形狀，超過一般仿珩磨的生產率。機床具有較大的剛度，能承受大的工作負荷。由于立方氮化硼（CBN）砂輪的使用壽命高，因此，砂輪的直徑變化所造成的凸輪形狀誤差顯著減小，也大大提高了凸輪形面的磨削精度。 4.1.4 加工工藝路線的擬定 綜上所述擬工藝路線如下： 工藝路線方案一： 工序號 工序名稱 1 備料 2 鍛模 3 熱處理 4 探傷 5 銑端面、鉆中心孔 6 精車兩端面凸輪外圓面 7 調質 8 精車外圓面、左端面及凸輪圓 9 鉆深孔 10 兩端面頂尖孔倒角 11 加工法蘭孔 12 锪倒角 13 仿形銑凸輪 14 精磨凸輪 15 鉆銑軸壁孔 16 中頻淬火熱處理 17 法蘭盤倒角 18 凸輪倒角 19 熱處理 20 精磨凸輪 21 精磨軸 22 清洗、去孔內毛刺 23 最終檢查 工藝路線方案二： 工序號 工序名稱 1 模鍛 2 熱處理 3 銑端面、鉆中心孔 4 粗車凸輪軸各外圓面 5 調質處理 6 精車兩端面凸輪外圓面 7 銑凸輪 8 鉆通孔φ38 9 加工通孔兩端 10 加工法蘭盤孔 11 鉆、锪軸壁油孔 12 粗磨凸輪 13 加工法蘭盤倒角 14 加工凸輪倒角 15 精磨凸輪 16 精磨軸 17 終檢 4.2 工藝方案比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一將整個過程的粗—精加工分開加工，符合先粗后精的原則，且定位基準以孔（兩頂尖孔）為基準進行加工，符合基準統(tǒng)一原則。而方案二雖然也符合基準統(tǒng)一原則，但先粗后精基準分開的不是太好。孔加工由于切削力較大使工件變形也較大，即使在以后的半精、精加工中也很難糾正，而凸輪作為主要加工表面是不允許的。因此，方案一較方案二好。 5 確定機械加工余量、工序尺寸及公差 根據機體最大外形尺寸為810mm，毛坯采用精磨鍛，選其加工精度等級為二級。則由《金屬機械加工工藝人員手冊》表45-38確定毛坯的加工余量。 1）大端法蘭面 表5.1 工序的尺寸及加工余量 工序名稱 工序基本余量 工序精度 工序尺寸 尺寸及Ra 精銑 1.5 IT10 Ra=6.3 粗銑 1075 IT10 毛坯 3.25 — 2）支承軸頸的加工 表5.2 工序的尺寸及加工余量 工序名稱 工序基本余量 工序精度 工序尺寸 尺寸及Ra 磨軸 0.4 IT5 810 Ra=0.4 精車軸 1.1 IT7 82.4 82.4 粗車軸 2.5 IT9 83.5 83.5 Ra=6.3 毛坯 4.0 — 86.0 86.0 3）鉆法蘭盤孔φmm 4）锪法蘭盤孔φ18 mm 5）鉆軸壁油孔φ8 mm 6 確定切削用量、工件定額切削力及功率 6.1 鉆孔 1）確定切削速度V 由《金屬機械加工工藝人員手冊》 表10-67知V=0.10 mm/r。 2）計算軸向力P扭矩M的值 根據《金屬機械加工工藝人員手冊》 表10-64知 P=61.2 DV0.7（公斤力） (6-1) M=31 D2V0.8（公斤力·毫米） (6-2) 則 P=61.2×1.48×0.10.7=180.7（公斤力） M=31×14.82×0.10.8=107.6（公斤力·毫米） 3）計算機動時間T 根據《金屬機械加工工藝人員手冊》 P987知 T= (6-3) n= (6-4) 由公式(6-4)得n ==967 mm/r =0.35D=0.35×14.8=5.2 mm 由公式(6-3)得T==0.18 min 6.2 鉸孔 1）確定切削速度V 根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表10-63 (6-5) 式中 T——刀具的耐用度 S——進給量 D——孔的直徑 ——切削深度 根據《金屬機械加工工藝人員手冊》表10-83的T=30 min 表10-81的s=0.6 mm/r t=0.2 mm D=15 mm 則==11 m/min 2）計算機動時間T T= (6-6) 由公式(6-4)得n==233.2 mm/r =12 mm 由公式(6-3)得T==0.24 min 3) 工時定額計算 查表可知：a裝卸工件時間： k1=0.22min b鉆換時間： k2=0.10min c擴換時間： k3=0.10min d排屑時間： k4=0.06min e電動起動時間： k5=0.02min f 快進、快退時間： k6=0.05min g工作臺移動： k7=0.10min h液壓缸夾緊時間： k8=0.05min i 快速工作其他時間：k9=0.13min 總的輔助時間為T=6(k2+k3+k4)+ k1+k5+k6+k7+k8+k9=2.13min 加工此工序需要的總時間：T總=0.18+0.24+2.13=2.55min 7 夾具的設計 根據設計任務書給出的要求，我們需設計兩套夾具，一套為車床夾具，一套為鉆床夾具。不同的是一套夾具用于加工凸輪軸支撐軸頸，而另一套用于加工凸輪軸油孔。 在專用夾具設計之前，首先應該弄清楚夾具設計的基本要求，其基本要求可概括為以下四點： 1）穩(wěn)定保證工件的加工技術要求。夾具設計首先應保證工件的位置要求，其次應保證工件的尺寸要求精度、粗糙度及其他技術指標的要求。 2）提高機械加工的勞動生產率，降低工件的成本。專用夾具設計時，既要提高勞動的生產率，又要降低成本。夾具的復雜程度和工件的經濟效益必須與生產規(guī)模相適宜，才能獲得良好的經濟效益。因此，應根據工件的生產批量的大小，選擇夾具的結構，防止盲目的采用高效率先進的結構和傳動裝置，造成夾具的結構復雜而加大制造成本。同時，盡可能采用標準零部件，以降低夾具制造成本。盡可能采用多件加工或機動時間與輔助時間重合的結構，以減少單件加工的時間，提高勞動生產率，降低工件的成本。 3）專用夾具應有良好的結構工藝性，以便零件的制造和夾具的裝配，結構設計時應便于易損零件的更換和維修。 4）操作安全、方便。夾具設計應使工人操作時方便、省力，便于裝卸工件及清理切削，創(chuàng)造文明的生產環(huán)境，夾具在機床是裝卸應迅速、方便、安全。特別注意夾具在裝卸工件中的安全，為此夾具上不得有影響操作者安全的突出部分，保證工人的人身安全。 7.1 凸輪軸油孔的夾具設計 一套凸輪軸零件，工件材料50Mn，年產4000件中批生產，需設計用鉆凸輪軸油孔的專用夾具，加工直徑為φ8mm的孔。 7.1.1 工件的加工工藝性分析 1）、工件屬于軸類零件，結構形式簡單 本工序所要鉆直徑為φ8mm的孔，再銑直徑為φ8 mm的孔： 1）鉆直徑為φ8mm的孔 2）粗銑直徑為φ8mm的孔 3）精銑直徑為φ8mm的孔 中心軸線與凸輪軸線的垂直度為0.02以內，因為以后要以其中一個孔為定位基準，使整體性好，即保證同軸度。。 2）、確定定位方案，設計定位元件 確定一種定位方案： 1) 兩端受活動頂尖兩個自由度的限制，即使其不能上下、左右竄動。 2) V型塊限制三個自由度，防止其前后竄動、轉動及沿z軸旋轉。 整個夾具體可采用鑄造，并用螺栓固定在導軌上。兩頂尖的同軸度可由修磨導軌內側來找正。夾具體放在導軌上時，先鉆兩個定位銷孔，用其定位后，鉆螺栓孔，以保證其精度和位置要求。 3）、確定設計導向元件 為了迅速準確地確定刀具與夾具的相互位置，在夾具體上鉆定位銷孔。當刀具進給時由定位銷孔來找正位置。 4）、確定夾緊方式和設計夾緊機構 因為工件屬于中批量生產，宜采用專用夾緊裝置，用兩壓板防止其跳動，設計或選擇夾緊機構、力源裝置前，必須確定所需夾緊力的大小。夾緊力過小，難以保證工件定位的穩(wěn)定性和加工質量，還可能發(fā)生生產事故；夾緊力過大，將不必要地增大夾緊裝置等的規(guī)格、尺寸，還會使夾緊系統(tǒng)的變形增大，而影響加工質量，故確定切合實際需要的夾緊力大小，是夾具設計合理而可靠的前提之一。 用一般切削速度加工中，小型工件時，所需夾緊力主要取決于切削力的大小。由于切削過程不穩(wěn)定，很難用公式確定切削力的大小，故設計時大多參照同類夾具的設計以及憑經驗，用類比法確定所需夾緊力的大小。 分析并弄清對夾緊最不利的加工瞬時位置和情況，將此時所需的夾緊力定為最大值；依據此時工件的受力情況，列出其靜力平衡力方程式，即可解算出計算夾緊力W，將W乘以安全系數K，得實際需要夾緊力： W=KWj (7-1) K=K0K1K2K3… W——實際夾緊力 W——計算夾緊力 K——安全系數 K——各種因素的安全系數 5）、確定夾具體 將定位、導向、夾緊機構連接在一體，并能正確的安裝在機床上。 7.1.2 夾具體部件設計分析 1）、頂尖部分設計 由于頂尖所受強度較大，故頂尖頭應淬火，而且整體強度要求高。頂尖放在頂尖套內，有一定的剛度和強度，并淬火。 2）、V型塊部分設計 V型塊放在導軌上，采用螺栓固定在導軌上 3）、壓板部分設計 壓板部分采用圓柱銷在導軌上定位，用螺栓固定 7.2 繪制夾具裝配圖 裝配總圖上要把雙頂尖、V型塊、夾緊機構表達清楚。放頂尖的頂尖套采用冷裝，其配合為H7/s6，為保證兩頂尖的同軸度，采用修磨導軌側面的方法來找正；兩定位銷孔的同軸度（兩個夾具體上）應達到0.02mm，同一個夾具體上的平行度也應達到0.03mm以上；底面整個平面也應加工，至少Ra6.3。 7.2.1、確定并標注有關尺寸 夾具體外形尺寸（最大輪廓）860360270 mm 7.2.2、與安裝有關的技術要求 1）兩頂尖的同軸度0.010 mm 2）頂尖的回轉軸線與導軌的平行度0.012 mm 3）兩導軌側面的平行度0.004 mm 4）兩定位銷孔的平行度誤差不許超過0.015 mm 7.2.3、零件圖的技術要求的定制 零件圖應對零件的技術要求應充分注意，以保證總裝配圖的要求。 1）鑄造未注明圓角為R3 mm 2）零件必須調質處理，HBS260—300 3）凸輪型面表面必須淬火，HRC58—62，許有HRC52以上 4）每個噴油泵凸輪的進、排氣處必須檢查硬度。 5）P面和Q面的圓柱必須淬火，深度1.5~4mm，硬度HRC55—62，許有HRC40的個別點。 6）P面和Q面圓柱和圓度許差0.02mm 7）Q面和R面對其軸線跳動公差0.02mm 8）檢查凸輪外形和位置偏差 9）凸輪軸在調質后內孔φ38 mm表面酸洗磷化處理 10）所有的噴油泵和進、排氣凸輪的頂面對P面和Q面公共軸線的平行度在凸輪基圓表面處（噴油泵凸輪的R45mm圓柱表面，進、排氣凸輪的R50圓柱表面）全寬35mm上許差0.03mm，其余型面全寬35 mm以上許差0.02 mm.。 11）用磁力探傷器檢查軸頸和凸輪表面，不許有裂紋，探傷后去磁 總之，設計夾具時必須兼顧質量、生產率，勞動條件和經濟性等諸方面要求，有所側重。如對位置精度要求很高的工件，夾具往往著眼于保證精度要求：對于位置精度要求不太高而加工批量的情況，提高生產率便成為主要矛盾，則著重考慮提高夾具的工作效率。 7.3 夾具體的設計步驟 根據以上要求具體設計步驟如下： 7.3.1、研究原始資料，明確設計任務 通過對零件的零件圖的分析可知，該工件的結構并不復雜，而現在須加工的是凸輪軸軸頸和軸上油孔，為保證該工件工序的尺寸精度和位置精度，要求夾具有較高的精度，以便保證能在零件的加工過程中確保零件的尺寸、形狀和位置精度。 7.3.2、對工件加工工藝的分析 該工件的該工序要求加工4個均布的直徑為φ8mm的孔，其基準為中心線，因此在加工中最好采用軸的中心線作基準進行加工。該工序在鉆完通孔之后，用軸線作為基準可以實現。 7.3.3、夾具設計方案的設計 機床夾具的確定是一次十分重要的設計程序，方案的設計優(yōu)劣往往直接決定夾具設計的可行性。所以，方案的確定需經充分的研究和討論來確定最佳方案。 定位方式由兩端孔作為定位，既以軸線作定位，則定位元件采用頂尖卡緊，以保證工件的加工精度。 7.3.4、加工精度的分析 使用夾具夾工件進行機械加工時，在工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，一般分為兩類：一類是夾具有關的影響因素即定位誤差，對刀誤差。夾具在機床上的裝配誤差和夾具的制造誤差。另一類還有工藝系統(tǒng)中其他影響加工精度的因素，稱為加工方法誤差。 1）定位誤差 由于一批工件逐個的在夾具體上定位時，各個工件所占的位置不完全一致，形成誤差，這稱為定位誤差。由于加工中基準重合，而基準不重合誤差不重要，重要在圓跳動0.015mm，則定位誤差為0.015mm。 2）加工方法的誤差 由于機床精度，刀具的精度，刀具與機床的位置精度，工藝系統(tǒng)的受力變形和熱變形等因素造成的加工誤差統(tǒng)稱為加工方法誤差，取 △ G==0.009 △==0.026<0.027 故該夾具加工方法可取。 8 CAD繪圖簡單說明 本次畢業(yè)設計任務書中，除了工程制圖的任務外，還安排了計算機CAD繪圖任務。要求繪制兩張A2的夾具總圖及四張夾具零件圖。 繪制CAD圖根據CAD的操作規(guī)范。首先，選用紙型，再繪邊框線，再在邊框線內進行繪圖操作。在繪圖過程中，采用不同的線形及顏色，并在不同的圖層中操作，采用了絕大部分的命令。由于其為軟件繪圖過程就不再詳訴，見CAD圖。在繪制過程中受到了老師、同學的大力幫助。在此，本人表示忠心的感謝。 總結 畢業(yè)設計是在校大學生學習的最后一個重要組成環(huán)節(jié)，它既是對所學知識的一次全面性考查，同時又為我們提供和模擬了一次真實環(huán)境下的設計過程，為不久的將來走上工作崗位奠定了一定的基礎。 對于任何工程技術問題，都是光把實際生活中提出的問題變成數學模型，然后加以求解，再設計出圖紙等技術文件，最后形成產品文件。所以，它是一項系統(tǒng)，復雜的工程。不僅涉及到數學、力學、材料、公差、工藝及有關專業(yè)的其他知識，同時也考查了學生的動手能力、計算能力、空間想象能力等多方面的能力。本次設計主要通過兩套夾具的設計及計算機繪圖，對所學知識達到了鞏固、提高的目的，是一次由理論到實踐的實戰(zhàn)演習。 總之，畢業(yè)設計對于提高學生的綜合素質和設計能力，大有益處。它能將所學的專業(yè)知識通過解決實際問題而有機的結合起來，使我們能將所學知識用到實處，確實是一次不可多得的生動試驗！ 趙斌 2015年4月6日 致謝 四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。四年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的指導老師。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術目標，領會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導,經由您悉心的點撥，再經思考后的領悟,常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。 參考文獻 [1]王望予. 《汽車設計第四版》[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005. 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