④ 生产类型为大量生产。
所以应在保证工件加工精度要求和适当提高生产率的前提下，尽可能地简化夹具结构，以缩短夹具设计与制造周期，降低设计与制造成本，获得良好的经济效益。
3.2 确定夹具的结构方案
3.2.1 根据六点定位规则确定工件的定位方式
由工序简图可知，该工序限制了工件六个自由度。现根据加工要求来分析其必须限制的自由度数目及其基准选择的合理性。
为保证工序尺寸32mm、52?0.20mm、18mm，应限制工件6个自由度。定位基准为两主轴颈、Φ45连杆颈外圆和主轴颈轴肩。
为了保证相对K面的垂直度，需限制工件Y方向旋转自由度，其定位基准为连杆颈。
由以上分析可知，根据工件加工要求分析工件应限制的自由度、采用的定位基准与工序简图所限制的自由度、使用的定位基准相同。 3.2.2 选择定位元件，设计定位装置
根据已确定的定位基面结构形式，确定定位元件的类型和结构尺寸。 (1) 选择定位元件
根据以上分析，本工序限制了工件6个自由度，定位基准为两主轴颈、连杆颈和主轴颈轴肩。相应夹具上的定位元件为在两主轴颈处选V型块定位，连杆颈处选支承钉定位。
(2) 确定定位元件尺寸及配合偏差
V型块的设计参照工件尺寸设计，具体尺寸详见夹具零件图R180—A11—02 支承钉根据GB/T2226—91设计。 3.2.3 分析计算定位误差
通过定位误差分析，判断所设计的定位装置是否合理。
造成定位误差的原因是定位基准与工序基准不重合以及定位基准的位移误差两个方面。
(1) 基准不重合误差
由于定位基准与工序基准不重合而造成的定位误差，称为基准不重合误差。 尺寸52?0.20mm的定位误差
?B=??icos? （9）
i?1n式中，?I—定位基准与工序基准间尺寸链组成环的公差。
?—?i方向与加工尺寸方向间的夹角。
16
由于用V型块定位加工孔，即?=90所以 ?B=0
即基准不重合误差为0。 (2) 基准位移误差
0
由于定位基准的误差或定位支承的误差而造成的定位基准位移，即工件实际位置对确定位置的理想要素的误差，这种误差称为基准位移误差。
在本道工序中，若不计V形块的误差而仅有工件基准面的圆度误差时，其工件的定位中心会发生偏移，产生基准位移误差?Y。
?Y=
?d2sin(a/2) （10）
式中，?d—工件定位基准的直径公差。
α/2—V形块的半角
V形块的对中性好，即其沿x向的位移误差为零。 本次设计的V形块的α=1050 所以：?Y=0.630?d 左端：?d=0.03mm 代入上式，?Y=0.019mm 右端：?d=0.07mm 代入上式，?Y=0.044mm (3) 误差的合成 由于?B=0
左端∶?D=?Y=0.019mm 右端∶?D=?Y =0.044mm 而Tc=0.5mm
?D左<1/3Tc ?D右<1/3Tc
因此该方案能满足位置尺寸52?0.20mm的要求。 相对K面垂直度的定位误差计算同上。
?B=0, ?Y=0
17
即?D=0
所以，此方案能满足加工要求。 3.2.4 确定工件的夹紧装置
(1) 确定夹具类型
由工序简图可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面内，孔径不大，轮廓尺寸小及生产批量大等原因，采用钻模。
(2) 计算切削力与夹紧力
工件在加工时受到轴向力的作用。 根据《金属切削用量手册》查知
Fx=9.81CFx d0ZF fyFkF （10）
已知d。=7.8mm，取f=0.1mm/r，其余各参数值可由《金属切削用量手册》查出，代入上式得
Fx=809.2N
(3) 设计夹紧装置
本设计所设计的夹紧机构如图∶
图示的夹紧机构,能产生的夹紧力F′可由下图压板受力分析图求得。
F''?(L1?L2)F′= （11）
L2式中，?—夹紧机构效率,取?=0.9 ; F″—螺栓的许用夹紧力(N)
选取L1=L2，由《机床夹具设计》表3-8查得：当螺杆螺纹公称直径d=10mm时，F″=3570N
所以，F′=2F″?=2?3570?0.9=6426KN
3.3 绘制夹具结构草图
上述得到的夹具结构总体设计，按照相关资料绘制夹具结构草图。 3.3.1 拟订夹具总装图的尺寸、公差与配合以及技术要求
这里包括夹具总图的主要尺寸和技术要求。主要尺寸指决定夹具精度和使用的那些尺寸,主要技术条件通常是指夹具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技术说明。
(1) 尺寸、公差与配合 ① 夹具轮廓尺寸
长?宽?高=195mm?140mm?220mm ② 工件与定位元件间的联系尺寸
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两V形块要保证一定的同轴度要求。 ③ 夹具内部的配合尺寸
这部分的主要配合尺寸有Ф10H7/r6 (2) 制订技术条件 主要包括以下几个方面：
① 两V形块V形表面待装配时进行调整加工；
② 配打V形块与夹具体、钻模板与夹具体定位用销钉； ③ 加工前调整垫圈，使支承钉5对工件定位；
④ 钻套与衬套配合Ф16F7/m6，衬套与钻模板配合Ф24H7/r6。
3.3.2 绘制夹具总装图
步骤如下∶
① 根据工件在几个视图上的投影关系,分别画出其轮廓线； ② 布置定位元件； ③ 布置夹紧机构；
④ 安排联接元件、设计夹具体、并完成夹具总装图； ⑤ 标注总图尺寸、公差与配合、技术要求。
4 R180柴油机曲轴第二套夹具设计
4.1 明确设计任务、收集分析原始资料
4.1.1 加工工件的零件图（见曲轴零件毛坯图） 4.1.2 设计任务书（见表4）
表4 设计任务书
Table 4 The design plan descriptions of
工件名称 材料 机床型号
曲轴 QT800-2 Z5125
夹具类型 生产类型 同时装夹工件数
钻床夹具 大量生产
1
4.1.3 工序简图（见图2）
本夹具设计的是第130道工序钻Φ14.2孔的钻床夹具。本工序加工要求如下： ① 保证工序图所示尺寸45； ② 斜角3°。
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图2 工序卡片130 Fig.1 Process card 130
4.1.4 分析原始资料
主要从以下几方面分析：
① 工件的轮廓尺寸小，刚性好，结构简单。工件在夹具上装夹方便，且定位夹紧元件较好布置。
② 本工序所使用的机床为Z5125立钻，刀具为通用标准刀具。
③ 本工序是在工件其他表面半精加工后进行加工的，所以工件获得比较精确的定位基面。
④ 生产类型为大量生产。
所以应在保证工件加工精度要求和适当提高生产率的前提下，尽可能地简化夹具结构，以缩短夹具设计与制造周期，降低设计与制造成本，获得良好的经济效益。
4.2 确定夹具的结构方案
此道工序的定位、夹紧方式和上面设计的夹具基本相同，由于设计说明书篇幅所限，这里就不再重述。这里主要确定引导元件的结构类型和主要尺寸。
钻套结构，由《夹具零部件》国家标准GB/T2263—91、GB/T265—91来选取。主要尺寸如下：
钻套内径为Φ14.2F8mm 钻套外径为Φ20m6mm
4.3 夹具定位误差分析
由于定位方式、夹紧方式和上面所设计夹具的定位方式、夹紧方式基本相同，经计算该夹具定位方案是可行的。
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