基于ug发动机箱体工艺路线拟定及钻床类夹具设计学士学位论文.doc

摘要 论文的题目是基于UG发动机箱体工艺路线拟定及钻床类夹具设计。发动机箱体是机器的基本零件，它将机器和发动机中的轴、套、齿轮等有关零件连接成为一个整体，并使之保证正确的位置以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。发动机箱体的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。本设计说明书是根据机械制造工艺专业教学委员会所指定的教学计划和教学大纲，结合所学专业的理论和实践知识，编写设计处一套机械加工工艺规程和工装夹具。此设计有工作量大、专业知识范围广、要求高等特点，不同于前面所做的课程设计。对于我们毕业生来讲，是对我们所学专业知识的一次重大考验，也是对我们参加工作之前的很好的历练。既提高了我们的专业要求，又培养了我们的实际设计意识。说明书对零件的功用分析、零件的加工工艺过程、夹具工艺设计作了比较系统、完整的分析和论证。对工艺规程的设计作了详细的说明，并制定了合理的加工工艺路线。对关键工序的加工余量、工序尺寸、工序公差、切削用量进行了设计分析，保证整个工艺过程的完整。最后，对夹具精度也进行了校核计算。关键词:发动机箱体；机械加工工艺；夹具；工序；加工余量；夹具精度 Abstract The topic of my thesis is the design of machining technics regulatious and appropriative clamp of the box body of engine .The box of engine is the basic spare of machine,it conecs the staik,set,wheel gearetc of engine to the whole.And accurate position to transfer torque or complete preive movement.The machining quality of the box body of engine will influence the performance,precision an life of machine. According to the plan and didactical brief made by machine manufacturing craft profession committee,this design have mainly compiled and designed teachining technics regulations and appropriative clamp using professional theory and practical knowledge.This design is not only a great chanllenge,but also a good exercise for our graduate.It has enhanced our lever of speciality,at the same time,it also has cultived our team sprint. The design mainly introduces the spare parts craft process,tongs technological design to make comparison system,analysis and argumen integrity.Design craft regulations to make expation,and establishment reasonable of process craft route.In this design,I have analysed and calculated some key working proces,which include the remaining quantity of process,the measure of working procedure procedure the tolerance of working procedure techics cards.Whatmore in the end ,I have designed a appropriative clamp and proof-tested its precision to ensure the quality of workpiece.Keyword:machining quality,the techics of machining,clamp,working procedure, precision 目 录第一章 绪论 . 11.1 现状及发展 11.2 主要内容 21.3 目的及意义 2第二章 传动箱体工艺规程设计 32.1 生产类型的确定 32.2 零件的工艺性分析 3 2.2.1箱体的结构和功能分析 3 2.2.2 箱体零件的技术分析 4 2.2.3 零件图的工艺分析 52.3 毛坯的选择 6 2.3.1 毛坯材料的选择 6 2.3.2 确定毛坯种类 9 2.3.3 毛坯的工艺分析及要求 102.4 工艺路线设计 13 2.4.1 基准的选择 13 2.4.2 加工方法的选择 15 2.4.3 箱体材料与热处理 17 2.4.4 阶段的划分 17 2.4.5 工序的集中与分散 18 2.4.6 工序顺序的安排 182.5 加工设备及工艺装备的选择 202.6 加工工序设计 21第三章 钻床专用夹具设计 303.1 问题的提出 303.2 钻床夹具的特点 303.3 夹具设计内容 31 3.3.1 定位基准的选择 31 3.3.2 工件的夹紧及夹紧装置 313.4 夹具精度分析 35第四章 三维实体建模过程 38第五章 技术性、经济性分析 48结论 49参考文献 50致谢 51沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论第一章 绪论1.1现状及发展该论文是设计发动机箱体的机械加工工艺路线拟定和钻床夹具设计。发动机，又称为引擎，是一种能够把一种的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。发动机约占整车质量的15%，气缸体是发动机里最重要的零件，水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常驻成一体，称为气缸体-曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上不的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支撑曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。单元和制造系统包括：制造单元和制造系统的自动化、自动生产线和柔性制造系统等方面。先进制造模式包括：计算机集成制造、并行工程、精良生产、敏捷制造和虚拟制造、企业集群制造、绿色制造和智能制造等方面。当科学家发现激光、超声波可以用来加工时，出现了激光打孔、激光焊接、激光干涉测量、超声波探伤等方法、相应发展了一批加工设备，从而与其他非切削加工手段在一起。这些发展主要可分为工艺理论、加工方法、制造模式、制造技术和系统等几个方面。1.2主要内容 本次论文的主要内容有：1、 确定生产类型，对零件进行工艺分析。2、 选择毛坯种类及制造方法，绘制零件-毛坯综合图。3、 拟定零件的机械加工工艺规程，选择各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序切削用量和工序尺寸，计算某一代表工序的工时定额。4、 填写工艺文件：工艺过程卡片（或工艺卡片）、工序卡片（可视工作量大小只填写部分主要工序的工序卡片）。5、 设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。6、 撰写毕业设计说明书。1.3目的及意义 合理的过程和操作方法等的工艺文件，其中包括在实施过程中所会遇到的各种工艺问题的解决办法和过程，从机械加工工艺规程可以看出一个工艺的水平。生产人员需要按照机械加工工艺规程来生产。 机械加工工艺规程在生产中是不可或缺的，因为在产品准备生产前，要根据机械加工工艺规程来做一些准备工作。例如技术准备工作:新产品在加工工艺过程中的主要工序的研究分析。还有成产准备如：准备生产所需要的工具刀、量具等（可以通过购买，也可以通过自己生产），准备生产所需要的原材料，生产设备进行检查，将旧的设备进行与生产相适应的改造或者购买生产做需要的新设备。所有的准备工作都要根据机械加工工艺规程来进行准备。新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。根据加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量等。这些工作都必须根据机械加工工艺规定来展开。机械加工工艺规程是生产计划、调度，工人的操作、质量检查等。34沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 发动机箱体工艺规程设计第二章 发动机箱体工艺规程设计2.1 零件的工艺性分析动机箱体年产量为6360件/年。根据表1-1年产量与生产类型的关系，可确定生产类型为大量生产。该产品年产量为6000台，该产品中该零件数量n=1，设其备品率为5，机械加工废品率为1，故 （2-1）由公式(2.1)得发动机是一台机器的核心部件之一，它为机器的正常运行提供动力。发动机箱体是机器的基本零件，它将机器和发动机中的轴、套、齿轮等连接成一个整体，并使之保证正确的位置以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。球墨铸铁具有灰铸铁的优良性能，有比钢更好的耐磨性、抗氧化性、减震性及小的缺口敏感性。它可以进行多种热处理以提高强度。2.3毛坯的选择2.3.1毛坯材料的选择1、毛坯材料的选择原则(1) 材料的机械性能 在设计零件并进行选材时，应根据零件的工作条件和损坏形式找出所选材料的主要机械性能指标，这是保证零件经久耐用的先决条件。(2) 材料的工艺性能 在设计零件并进行选材时，应根据零件的工作条件和损坏形式找出所选材料的主要机械性能指标，这是保证零件经久耐用的先决条件。(3) 材料的经济性 在满足使用性能的前提下，选用零件的还应注意降低零件的总成本。根据查阅有关资料：箱体材料通常采用铸铁，其详细介绍如下：由于零件的工作状态，工作零件条件的要求，因此零件的材料必须具有综和机械性能、抗氧化性和组织稳定性等。 表2.3 灰铸铁HT250的各种机械性能 牌号抗拉强度（MPa）抗切强度（MPa）弹性模量E（MPa）疲劳极限（MPa）HT25078598127710812798127（1） 灰铸铁 灰铸铁中的碳主要从游离石墨形式存在，并成片状，断口为灰色。由于片状石墨的存在破坏了基体的连续性，石墨尖端有容易造成应力集中，所以灰铸铁的强度较低，脆性较大。（2）耐磨灰铸铁 在灰铸铁中由于加入少量合金元素，可不同程度地减小铁素体的数量，同时珠光体也相应细化，而且在珠光体内的铁素体的数量中固溶数量的合金元素，石墨也一定程度的细化。由于这种铸铁中的石墨呈球状，所以大大减轻了石墨对基体的分割作用和尖口作用。特种铸造是指与普通砂型铸造有区别的一些铸造方法。如压力铸造、熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、磁型铸造等等，每种特种铸造方法均有其优越之处和应用场合。特种铸造在我国得到了飞速发展，特种铸造方法的类别特点和应用范围见机械加工工艺手册相关章节。（3）球磨铸铁球墨铸铁（简称球铁）是将接近灰铸铁成分（也可包括某些合金元素）的铁水，经镁或镁合金或其他球化剂球化处理后具有球状石墨的铸铁。根据箱体在工作中的作用及要求选用材料切削性好、耐磨性好、减震性好等，发动机箱体材料选为灰铸铁HT250。其详细参数如下表： 表2.2 灰铸铁HT250的主要化学成分及所占比重（%） CSiMnPS3.03.31.41.70.81.00.150.122.3.2确定毛坯种类材料方面，往往是选择毛坯所要考虑的首要问题，一般根据零件的工作情况以及工作中所起的作用来选择毛坯的种类。铸造方法分为砂型铸造和特种铸造两大类。(1) 砂型铸造 砂型铸造根据造型的不同可分为手工造型、一般机器造型和高压造型三类，其类别、应用范围以及铸造类别详见机械加工工艺手册相关的内容介绍。也可根据砂型类别的不同分为干型、自硬型，其特点和应用范围详见机械加工工艺手册相关章节。(2) 特种铸造 特种铸造是指与普通砂型铸造有区别的一些铸造方法。如压力铸造、熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、实型铸造、磁型铸造等等，每种特种铸造方法均有其优越之处和应用场合。特种铸造在我国得到了飞速发展，其地位和作用日益提高。特种铸造方法的类别特点和应用范围见机械加工工艺手册相关章节。各种铸造方法均有其优缺点及应用范围，不能认为某种方法最为完善。因此，必须依据铸件的形状结、大小、生产批量、合金的品种及设备条件等具体情况，进行全面分析比较。结合各铸造方法的特点及使用范围，为了获得较好的机械性能和使用寿命、节约材料和切削加工工时，提高生产效率，可选用砂型机器造型。 表2.4 灰铸铁HT250的物理性能密度 （）7.257.35比热容c 02000.500.54010000.670.71常温熔点0.920.96熔化潜热 209230热导率 4852线胀系数（）020011.512.0050013.013.5电阻率 65752.3.3毛坯的工艺分析及要求毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残余应力，应使箱体壁厚尽量均匀，箱体浇铸后应安排时效。1、铸件浇注位置选择原则（1）铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，缩松、缩孔等缺陷出现在工作面上。（2）对于容易产生缩孔的铸件，放在铸件的上部或侧部，以便在铸件厚壁处直接安置冒口，实现自上而下的定向凝固。（3）将铸件的薄壁部分放在铸型的下部或侧面，以免产生浇不足（4）铸件大平面尽可能朝下或采用倾斜浇注，避免夹渣缺陷。2、分型面的选择原则（1）尽量减少型芯或活块的数量，并降低砂箱的高度，以便起模和修型。（2）尽量减少分型面的数量。（3）铸件尽可能在一个砂箱内和加工基准面放在同一个砂箱内，以保证铸件的尺寸精度。2、毛坯的尺寸公差铸件的尺寸公差代号为IT，公差等级为16级，各级公差数值列于机械加工工艺手册尺寸公差可以比一般尺寸的公差降一级，基准是机械制造中十分广泛的概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的点、线、面，基准分为两大类。由于大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为9级，选取错箱值为1.0mm。2.4.1基准的选择基准是机械制造中十分广泛的概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的点、线、面。从设计和工艺两方面看基准，可把基准分为两大类。 表2.6 主要表面的毛坯尺寸及公差/ mm主要面尺寸零件尺寸加工余量毛坯尺寸公差上表面33073373.2下表面33053353.2两侧面305.65310.63.2两端面33053353.2缸孔89.42.584.42.2主轴孔692.5642.2凸轮轴孔492.7544.52.02.4.2 加工方法的选择根据精度要求采用粗镗半精镗精镗，对挺杆孔加工时，采用钻扩铰挤的加工路线；对螺纹孔加工时，采用钻攻。零件表面的加工方法，首先取决于加工表面的技术要求。包括由于基准不重合而提高对某表面的加工要求，由于被作为精基准而可能对其提出更高的加工要求。 零件表面加工方法的选择，不但要影响加工质量，而且也要影响生产效率和制造成本，应考虑每种加工方法的加工精度范围；工件的结构形状和尺寸大小； 结合以上要求，由于零件生产类型为大量生产，所以在对发动机箱体各表面加工时采用粗铣精铣；确定各表面的加工方法如下：2.4.3 箱体材料与热处理 工件材料与热处理对加工方法的选择有着很大的影响。发动机箱体材料选为HT250，选择砂型铸造。 热处理后的变形，是热处理后的材料的硬度，对加工方法的选择有很大的影响。在制定加工路线时，要合理安排其位置。 本阶段的加工特点是加工余量小，在发动机箱体加工过程中，半精镗缸孔及两侧六空就属于细加工阶段，为后面的精镗做准备。对于尺寸大、结构复杂的铸件，需要在粗加工前、后各安排一次时效处理；对于精度要求高的铸件半精加工前、后各安排一次时效处理；2.4.4阶段的划分工艺路线按工序的不同，一般可分为几个阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。（1）粗加工阶段 该阶段的主要任务是切除大部分余量，其特点是切削用量大，切削热和夹紧力都很大，所以加工精度不高。（2）半精加工阶段 这个阶段的任务是达到所有表面的技术要求。其特点是加工余量小，加工精度很高。在发动机箱体中，对箱体各面的精铣以及对缸孔及两侧六孔的精镗都是精加工阶段的内容。发动机箱体的加工大致也分为粗、半精、精三个阶段，粗加工阶段之后用超声波检验。因为超声波探伤存在死区，可在细加工后切削去掉。精加工阶段 本阶段的加工特点是加工余量小，在发动机箱体加工过程中，半精镗孔及两侧六空就属于细加工阶段，为后面的精镗做准备。这个阶段的任务是达到一般的技术要求，即各次要平面达到最终要求并为主要精加工做准备。 表2.7 发动机箱体各表面的加工要求和加工方法加工表面加工精度（IT）加工粗糙度Ra(m)加工方法上下面73.2粗铣精铣两端面73.2粗铣精铣两侧面73.2粗铣精铣凸轮轴孔71.6粗镗半精镗精镗主轴孔60.8粗镗半精镗精镗挺杆孔60.8钻扩铰挤螺纹孔73.2钻攻内腔小凸台1212.5粗铣缸孔60.8粗镗半精镗精镗2.4.5工序的集中与分散在设计工艺路线时，当选定了各表面的加工方法和确定了阶段划分后，就可以将同一阶段的各加工表面组合成若干工序。工序分散原则与其相反。组合时可采用集中和分散的原则。1、工序集中的特点（1） 简化了生产组织工作；（2） 设备成本费用高，调整时生产准备时间长。（3） 减少了设备数目，从而节省了车间面积；（4） 减少了安装次数，缩短了共建的运输路线，有利于提高劳动生产率和缩短生产周期；2、工序分散的特点（1） 设备和工艺装备简单，调整、维修比较简单；（2） 设备数目多，生产面积大，生产组织工作复杂，生产周期长。（3）生产准备工作量小，产品变换简单； 3、影响工序集中与分散的因素工序的分散和集中程度必须根据生产规模、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件综合分析。2.5加工设备及工艺装备的选择由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。（1）粗镗主轴孔采用卧式镗床，选用型号为T68，选择镗通孔的镗刀、专用粗镗夹具。（2）精铣上下面、两侧面、两端面，考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计问题，宜采用卧铣，选择X63铣床，选择与粗铣相同型号的刀具。采用箱体精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。（3）半精镗凸轮轴孔和主轴孔，与前面相同，选用镗通孔的镗刀和专用镗床夹具。钻后端面及上下面各孔，选用摇臂钻床Z3025.选用锥柄麻花钻。专用钻孔夹具，选用游标卡尺和塞规检查孔径。（4）粗铣上下面、两侧面、两端面，考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计问题，采用卧铣，选择铣床X63。选择刀具为直径D=315mm、齿数Z=26的两把三面刃铣刀，专用机体粗铣夹具和游标卡尺（5）粗镗凸轮轴孔，采用卧式镗床T68，选择粗镗专用夹具。钻主轴承盖接合面三孔、扩缸盖六孔，选用摇臂钻床Z3132.选择锥柄麻花钻，锥柄扩孔复合钻。（12）钻、扩、铰、挤挺杆孔，选用摇臂钻床Z3025.选用锥柄长麻花钻，直径选11.8mm,扩、铰孔时选用材料为YG8的刀具。选用机体挺杆专用夹具、游标卡尺及塞。(6）半精镗缸孔，采用卧式镗床T68，刀具选择与前面工序相同。选择镗通孔的镗刀、专用夹具。（7）钻、铰斜油孔，选择台式钻床，选用直柄麻花钻及锥柄机用铰刀。专用箱体斜油孔夹具、塞规检查孔径。粗镗缸孔，采用卧式铣镗床T68，选用功率为1.5KW的1TA20M镗削头。选择镗通孔专用机体粗镗夹具。2.6加工工序设计同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关。有基准转换时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。 （1）工序30粗铣两端面面及60精铣两端面面 查有关手册平面加工余量表得：精加工余量mm，已知两端面总余量mm，故粗加工余量可求： （2-2）由公式（2.2） m/min （2-3）由公式（2.2）得： 切削功率计算公式为 （2-4）式中： 切削力 切削速度 （2-5）查机械加工工艺手册可得：取由公式（2.5）得：机床电动机所需功率 （2-6）由公式（2.6）得：故机床功率足够。缸孔的精镗余量为：mm 取孔加工等级为H级，加工表面总余量为2.5mm，即mm，故有 mm，；取进给量取进给量为mm/r，故有，r/min （2-7）由公式（2.7）得：r/min精镗缸孔余量为0.25 mm，故，取进给量为mm/r，由公式（2.7）得：r/min 表2.8 缸孔的镗孔余量、工序尺寸和公差（mm）加工表面加工方法余量精度等级工序尺寸及公差3-粗镗2.25H103-精镗0.25H6粗镗主轴孔主轴孔的精镗余量为：主轴孔加工等级为H级，加工表面总余量所以 mm粗镗孔因余量为2.25mm，故mm；查阅有关资料取；取进给量为mm/r， （4） 孔尺寸有：mm,mm,mm，钻孔因一次钻出，故其钻削余量分别为钻孔8.5 mmmm钻孔6.7 mmmm 钻孔13 mmmm 取钻孔13mm的进给量mm，取钻孔8.5mm的进给量mm，取钻孔6.7mm的进给量mm，,由此得出转速由公式（2.7）得：r/min按机床实际转速取n=630r/min，则实际切削速度为由公式（2.3）得：m/min故转速分别为： 表2.9 各钻孔余量和工序尺寸（mm）加工表面加工方法余量工序尺寸6.7钻孔3.356.78.5钻孔4.258.513钻孔6.513由公式（2.7）得：钻孔6.7mm r/min钻孔8.5mm r/min 按机床实际转速取n=1000r/min，则实际切削速度分别为由公式（2.3）得：钻孔6.7mm m/min钻孔8.5mm m/min（5）工序160钻、扩、铰、挤挺杆孔6-12mm6-12mm孔、铰参考有关手册取mm，mm，而挤孔的加工余量很小，可忽略不计。故此可算出mm 机床实际转速取r/min，则实际切削速度为m/min扩孔6-11.8mm： 表2.10 各工步余量和精度等级（mm）加工表面加工方法余量精度等级6-12钻孔5IT126-12扩孔0.9IT106-12铰孔0.1IT76-12挤孔IT6参考有关资料并参考机床实际进给量，取mm/r；参考有关手册知：扩孔切削速度为钻孔时的1/21/3，故取扩孔切削速度为m/min，由此算出转速为：由公式（2.7）得：r/min按机床实际转速取，则实际切削速度为,由此算出转速为由公式（2.7）得：r/min按机床实际转速取，则实际切削速度为由公式（2.3）得： （5） 时间定额计算 计算工序160的时间定额机动时间,参考有关资料得，钻孔的计算公式为： （2-8） 查阅资料知：=24对钻孔6-12mm 由公式（2.8）得：=（）+1.5=5.1 mm由零件图知：=125mm，取= 3mm；故由公式（2.8）可得：= = 0.48min参考有关资料得，扩孔和铰孔的计算公式为 （2-9）式中： =（）= 2mm （2-10）对扩孔6-11.8mm，由公式（2.11）得： =+（12） =（）=1.6mm及代入公式（2.10），得=0.72min挤孔速度25m/min,取4 m/min，得=0.31min 总机动时间=0.48+0.93+0.31= 1.72min沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钻床专用夹具设计第三章钻床专用夹具设计3.1问题的提出本夹具用于大批量生产，钻、扩、铰、挤挺杆孔位于工序160，应利用上面工序已加工好的加工面实现工序加工定位。满足以下基本要求：稳定地保证工件的加工精度；1、具有良好的结构工艺性，便于夹具的制造、检验、调整与维修。2、结构简单，操作方便，省力和安全，便于排屑；3.2 钻床夹具的特点钻床夹具在结构上是由下列全部或部分元件和部件组成：定位元件、夹紧元件、导向装置钻套及其模板、辅助装置、夹具体。钻床夹具在性能上的主要特点：（1） 钻床夹具（指钻模）利用其导向装置不仅能引导和确定刀具定位，还能增强刀具的刚性，提高工件的加工精度，适用钻模时，被加工孔的精度主要与导向装置的精度有关；钻床夹具在使用时，所受的轴向力一般是向下的，所以当钻削扭矩不大时，钻床夹具往往不必固紧在机床工作台上钻床夹具能扩大钻床类机床的使用范围。为了提高机械加工的劳动生产率，保证零件的加工质量，降低工人的劳动强度，需要设计专用夹具。工件的生产类型为大批量生产，为了降低劳动强度，提高生产效率。3.3 夹具设计内容3.3.1 定位基准的选择按照基准选择基准原则，利用定位轴以及底部的定位销等定位元件实现准确定位。上面的工序已将发动机箱体的几个表面的平面加工完毕。3.3.2 工件的夹紧及夹紧装置3、夹紧力要素的确定夹紧力的计算公式为 （3-1）式中： 实际需要的夹紧力； 在最不利条件下由静力学平衡计算求出的夹紧力 安全系数，一般=1.53，粗加工时取大值，精加工时取小值。 由于选择的夹紧机构为螺旋机构，所钻孔为12，查阅相关资料可得夹紧力计算公式为 （3-2）式中： 手柄作用力 手柄长度 螺纹中径 螺纹升角 螺纹摩擦角 螺杆（螺母）端面与工件间的摩擦系数 平头螺杆端部直径由资料知：，=140mm，=10.863mm，令 =，=0.1，=0.8=0.812=9.6mm, 其中为螺距，查资料知，mm， （3-3）由公式（3.3）得： 所以可求夹紧力为由公式（3.2）得：=399N (4)切削力及扭矩的计算轴向力： （3-4）式中： 在理想条件下求得的轴向力 修正系数，由前面所述的知：，故由公式（3.4）得：根据加工条件选修正系数,从而由公式（3.4）可求实际产生的轴向力为 扭矩： 其中， （3-7）根据加工材料查表知：，；又已知：mm/r，m/min，故由公式（3.7）得： 其中轴向力的方向与夹紧方向相同，有利于工件的定位和夹紧，工件只要满足夹紧方向的刚度要求不至于加工时发生变形即可；加工过程产生的扭矩主要由夹具和工件间的摩擦力矩以及定位轴和定位销来平衡。根据本夹具设计的结构，主要产生的是切削轴向力和扭矩。由此看来此夹具设计安全，可靠。3.3.3夹具材料的选择 铸铁通常用于制造夹具体；中、低碳钢一般用于结构件、压板、螺杆和螺母等；高碳钢则用于易磨损件，如对刀引元件等；工具钢用于需要高强度和耐磨性的夹具元件；铝材加工性好，木材、橡胶、环氧树脂等在多品种少批量生产中也可用作夹具材料。在本工序中，以发动机箱体的上下表面为主要定位基准，并与夹具直接相接触，所以箱体的上下面的加工精度以及行位误差对产生的定位误差有直接的影响。1、定位误差定位误差是定位不准造成某工件在工序尺寸位置要求方面的加工误差。（1）定位误差产生的原因定位误差是定位不准造成某工件在工序尺寸或位置要求方面的加工误差。任意一批工件在夹具中加工时，引起加工尺寸产生误差的主要原因有两类：由于定位基准本身的尺寸和几何形状误差，以及定为基准与定位元件之间的间隙，所引起的同批工件定位基准沿加工尺寸方向（或沿指定轴向）的最大位移，称为定位基准位移误差，以表示。上述两类误差之和即为定位误差，故可得： （3-10）（2）定位误差的计算工件在夹具中的位置是由定位元件确定的，当工件上的定位表面一旦与夹具上的定位元件相接触或配合，作为一个整体的工件的位置也就确定了。当对于一批工件来说，由于在各个工件的有关表面之间，一般情况下，机床安装误差数值不大，在设计夹具时常以适当的技术要求加以限制。因此在计算夹具精度时可忽略不计。查阅机械加工工艺手册可得误差计算公式为 （3-11）所以由公式（3.11）得： m 因为工序基准与定位基准重合，故 =0；所以由公式（3.10）得：1+0=1m2、安装误差在加工孔时，工件孔的位置尺寸决定于钻套对定位元件的位置尺寸，此时夹具安装误差值只考虑定位元件与夹具安装基面的相互位置误差对加工尺寸的影响。由于夹具定位面对安装基面不平行造成夹具在垂直方向上的线性误差，从而造成一个角度误差， （3-12） 通过角度误差，可换算为加工尺寸的误差。3、调整误差 通常情况下，调整误差值很小，可忽略不计。由于工序基准与定位基准不重合，所引起的同批工件工序基准相对于定位基准而言沿加工尺寸方向（或沿指定轴向）的最大位移，称为基准不重合误差，以表示。已知挺杆孔的轴线对基准面的垂直度误差为0.025mm，即=0.025mm由公式（3.9）得：由此可知夹具精度满足要求。综上所述，此夹具设计安全、可靠、合理。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 三维实体建模过程第四章 三维实体建模过程本章以UG NX4.0软件对发动机箱体进行三维实体建模