曲轴外铣机床是上世纪九十年代率先在国外研发出来的曲轴半精加工的核心装备,并有逐步替代传统的曲轴内铣机床的趋势。近年来,国内开始研发曲轴外铣机床,该机床既可以组成自动生产线,也可单机使用。但不管如何使用机床,在曲轴装到机床的辅助支撑上后,需要自动装卡,这个过程的实现,需要一个可靠的角向定位装置。角向定位装置可以实现曲轴全自动连杆颈在空间圆周方向的精确定位。国外的曲轴外铣机床自动装卡采用的设计方案是由专业液压卡盘制造商或和液压中心架制造商集成在卡盘或中心架内,这两种方案有结构复杂、适应性差等弊病,不能适用于经常快速换产的机床,且仅在国外生产,造价昂贵、维修困难。因此,本论文主要是针对曲轴外铣床角向定位器开展研究工作。本文首先简要论述了曲轴加工设备的特点,国内外曲轴自动装卡的方案;从原理、结构布局及参数等方面详细论述角向定位装置的设计方法;在安装和应用、机床位置、导向导轨等方面给出具体的选择方式;对角向定位器轴向快移驱动油缸压力和流量、两个夹紧臂快速夹紧油缸压力和流量、角向定位器夹紧时连杆颈表面许用压强、双圆柱导轨支撑刚度、全套动作节拍、机构几何干涉3D、精密斜齿轮强度等角向定位器主要零件进行设计验算;通过抗弯刚度试验验证、两根导向圆导轨抗弯刚度试验、导向导轨与主轴平行度检验、夹紧块硬度试验验证、整机机构稳定性验证等方式验证角向定位器设计理论是否正确。最后,针对EMF系列曲轴外铣机床的角向定位装置进行实验,经过性能测试,满足了设计的各种性能要求。本文所述的角向定位装置采用整套机构完全独立于卡盘之外,使得机床主机的卡盘选用标准产品即可,大幅降低机床卡具成本,现已成功随同主机开始试运行。