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山東英才學(xué)院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目 主動(dòng)錐齒輪雙夾緊銑齒工裝設(shè)計(jì) 專 業(yè) 學(xué)生姓名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 二〇 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本研究做出過重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明并表示了謝意。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 日 摘 要 本文主要進(jìn)行了主動(dòng)錐齒輪雙夾緊銑齒工裝設(shè)計(jì)進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具底板與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 為了防止零件在夾緊過程中變形，保證加工過程中定位的穩(wěn)定性，則采用鉤形壓板為夾緊元件對(duì)零件底座進(jìn)行夾緊。為了保證有足夠的夾緊力，動(dòng)力源裝置采用鉤形壓板。 本夾具設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、安裝方便、易更換、造價(jià)低廉。 關(guān)鍵詞：夾具，液壓缸，主動(dòng)錐齒輪 Abstract This article has been double clamping driving bevel gear milling tooling design special fixture design, select the design of the various components of fixtures, such as the positioning element, the clamping element, the guide element, clamp and machine parts and other components connected ; positioning errors in the calculation of the fixture, analyze rationality and shortcomings fixture structure and attention to improving the design of the future. In order to prevent deformation during clamping parts, to ensure the stability of the positioning process, it is used as a hook platen clamping element for clamping the base part. In order to ensure a sufficient clamping force, the power source device using the hook plate. Advantages of the fixture design are: the structure is simple and practical, easy to install, easy to replace, low cost. Keywords: fixture, hydraulic cylinders, driving bevel gear 目　錄 第1章 緒 論 1 1.1本課題的研究內(nèi)容和意義 1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 1 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 2 1.4 機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展 3 1.4.1 發(fā)展歷史 3 1.4.2發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.4.3發(fā)展趨勢(shì) 4 第2章 零件的分析 6 2.1零件的形狀 6 2.2零件的工藝分析 6 第3章 銑齒夾具設(shè)計(jì)的要求 7 3.1 銑齒夾具方案設(shè)計(jì) 7 3.2夾具總體設(shè)計(jì)的要求 7 3.3 機(jī)床夾具的組成 8 3.4 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 8 3.5 本次夾具設(shè)計(jì)的基本過程 9 3.5.1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖 9 3.5.2 繪制夾具總裝配圖及零件圖 9 3.6 確定夾具的類型 10 第4章 定位裝置設(shè)計(jì) 11 4.1 零件定位的基本原理 11 4.1.1 六點(diǎn)定位原理 11 4.1.2 工件定位中的約束分析 11 4.2 常用定位元件及選用 11 4.2.1 對(duì)定位元件的基本要求 12 4.2.2 常用定位元件的選用 12 4.3 定位方案的確定 12 第5章 夾緊裝置設(shè)計(jì) 14 5.1 夾緊裝置的組成與基本要求 14 5.2 夾緊力的確定 14 第6章 雙夾緊銑齒夾具設(shè)計(jì) 15 6.1研究原始質(zhì)料 15 6.2定位基準(zhǔn)的選擇 15 6.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 15 6.4 機(jī)床的選擇 16 6.5 伺服回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的選擇 16 6.6 工藝裝備的選擇 16 6.7 定位元件的選擇 17 6.7.1定位原則 17 6.7.2 V形塊的設(shè)計(jì) 17 6.8 氣缸的設(shè)計(jì) 19 6.9 氣路連接及控制 21 第9章 夾具底板的設(shè)計(jì) 23 9.1 夾具底板設(shè)計(jì)的基本要求 23 9.2 夾具底板毛坯的類型 23 9.3 夾具底板的設(shè)計(jì) 23 第10章　經(jīng)濟(jì)性分析 26 總 結(jié) 28 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 山東英才學(xué)院2016屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第1章 緒 論 1.1本課題的研究內(nèi)容和意義 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。 機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個(gè)主要的工藝文件。機(jī)械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機(jī)械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每個(gè)工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。 在機(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題，一直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。 隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會(huì)市場需要，夾具的設(shè)計(jì)在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向單位 。 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)自己所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行一次綜合運(yùn)用，也是對(duì)四年的學(xué)習(xí)深度的一個(gè)檢驗(yàn)。在這次設(shè)計(jì)過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機(jī)床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備，是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生產(chǎn)設(shè)備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對(duì)各自產(chǎn)品特點(diǎn)的。機(jī)械加工過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。 夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關(guān)系。不僅僅是焊裝用，在機(jī)加工方面也有用，許多時(shí)候，需要裝配幾個(gè)部件并保證其定位準(zhǔn)確的時(shí)候就需要。設(shè)計(jì)工裝夾具要緊扣產(chǎn)品，因?yàn)楣ぱb夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時(shí)無干涉現(xiàn)象、定位準(zhǔn)確、操作工操作便捷等。簡單的說，就是用于工件裝夾的工具。 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。 由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達(dá)到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計(jì)算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計(jì)中所確定的夾緊方式進(jìn)行夾緊力的計(jì)算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達(dá)到夾具小巧而精用的目的。同時(shí)為了減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工件裝夾效率，還需要對(duì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的行程進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期以最短的夾緊行程，達(dá)到最佳的夾緊效果。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 通過實(shí)際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，對(duì)主動(dòng)錐齒輪的基本結(jié)構(gòu)及作用有個(gè)大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過對(duì)金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī)械設(shè)計(jì)與理論等相關(guān)知識(shí)充分掌握后，分析主動(dòng)錐齒輪的加工工藝，確定主動(dòng)錐齒輪各加工表面的加工方法，進(jìn)而形成主動(dòng)錐齒輪的機(jī)械加工工藝路線。并能根據(jù)主動(dòng)錐齒輪的加工工序要求，分析主動(dòng)錐齒輪的定位方式、金屬切削加工過程中的機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識(shí)，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個(gè)主動(dòng)錐齒輪的加工工藝路線經(jīng)濟(jì)，工件定位方案合理，來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。 針對(duì)實(shí)際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計(jì)算問題，綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝文件編制及實(shí)施等方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)出一套適合于實(shí)際的主動(dòng)錐齒輪加工工藝路線，從而實(shí)現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。為提高鏜床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動(dòng)，夾具底板不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng)，一般有H/B≤1～1.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺(tái)面。 機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是全面綜合運(yùn)用有關(guān)專業(yè)課程的理論和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐。機(jī)床夾具是在機(jī)床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床和刀具有一個(gè)正確的位置，并且在加工過程中保持這個(gè)位置不變。夾具不僅能保證工件的加工精度、提高加工效率，還能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低產(chǎn)品的制造成本、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟(jì)競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟(jì)上獲得成功的關(guān)鍵因素。 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)工生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。而機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義。 1.4 機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展 1.4.1 發(fā)展歷史 從1949年以來，我國機(jī)械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一，其機(jī)械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應(yīng)用也比較少，使其加工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工出來的產(chǎn)品也不理想。 1.4.2發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)在，各工業(yè)化國家都把制造技術(shù)視為當(dāng)代科技發(fā)展為活躍的領(lǐng)域和國際間科技競爭的主戰(zhàn)場，制定了一系列振興計(jì)劃、建立世界級(jí)制造技術(shù)中心，紛紛把先進(jìn)制造技術(shù)列為國家關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。 機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。機(jī)械加工工藝以各個(gè)工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。還應(yīng)保證操作者良好的勞動(dòng)條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時(shí)定額也憑經(jīng)驗(yàn)來確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算。 機(jī)床夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.4.3發(fā)展趨勢(shì) 長期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。如果由幾位工藝員各自編制同一個(gè)零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。這是因?yàn)楣に囋O(shè)計(jì)涉及的因素多，因果關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。CAPP將是機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)，它不僅提高了工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣重復(fù)的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題。 1夾具的發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個(gè)方面。 （1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的目的就在于提高生產(chǎn)效率，這樣也就必使其具有標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，而機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （2）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 （3）精密化 機(jī)床夾具的精度會(huì)直接影響到零件的加工精度，而隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。這些精密化的夾具為以后零件加工的精度提供了保證。 （4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 2機(jī)械加工制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) （1）特種加工 它是指一些物理的、化學(xué)的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對(duì)象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達(dá)分子級(jí)加工單位或原子級(jí)加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結(jié)合的復(fù)合加工有較大的發(fā)展前途。 （2）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個(gè)三維實(shí)體分解為若干二維實(shí)體制造出來，再經(jīng)堆積而構(gòu)成三維實(shí)體。 （3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術(shù)、微細(xì)加工和超微細(xì)加工技術(shù)、微型機(jī)械和納米技術(shù)等方面。當(dāng)前，以納米技術(shù)為代表的超精密加工技術(shù)和以微細(xì)加工為手段的微型機(jī)械技術(shù)有重要意義，它們代表了這一時(shí)期精密工程的方向。 （4）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術(shù)潛力很大，如高速切削、超高速切削、強(qiáng)力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對(duì)加工理論的發(fā)展、加工質(zhì)量和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設(shè)備的改造和挖潛，如普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床等，對(duì)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。 3.簡單的評(píng)述 綜上，機(jī)械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學(xué)。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個(gè)基本要素。現(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但同時(shí)對(duì)工人的知識(shí)水平要求較高。這需要我們?nèi)轿坏恼J(rèn)知現(xiàn)代科技知識(shí)。因此，在以后的學(xué)習(xí)中需要我們?nèi)轿坏膶W(xué)習(xí)其各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，不能只注重一點(diǎn)，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求。 5 山東英才學(xué)院2016屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是主動(dòng)錐齒輪零件，主要作用是起固定作用。它主要用于軸箱體之間的連接，以固定安裝需要。 零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 圖2.1 主動(dòng)錐齒輪零件圖 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為22CrMoH，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。 主動(dòng)錐齒輪零件主要加工表面為：1.外圓表面端面，表面粗糙度值為1.6。 2. 圓錐齒輪外圓端面，表面粗糙度值為1.6。 3. 各處倒角，表面粗糙度值為1.6。 29 第3章 銑齒夾具設(shè)計(jì)的要求 3.1 銑齒夾具方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)是夾具設(shè)計(jì)的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，要完成下列設(shè)計(jì)工作：[1] ① 研究殼體零件原始資料，明確設(shè)計(jì)要求。 ② 擬訂銑齒夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。 ③ 繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求。 ④ 繪制零件圖。 從另外一方面來說，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)深人實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。而深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料：[1] (1)工件圖紙；詳細(xì)閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該零件在機(jī)器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。 (2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準(zhǔn)面選擇的情況，可用機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。 (3)生產(chǎn)綱領(lǐng)：夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的夾具要求是中小批量生產(chǎn)的夾具設(shè)計(jì)。 (4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等。 夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。 3.2夾具總體設(shè)計(jì)的要求 1）夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對(duì)于精加工工序， 應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。 2）夾具應(yīng)達(dá)到加工生產(chǎn)率的要求。特別對(duì)于大批量生產(chǎn)中使用的 夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間。 3）夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設(shè)置必要的 防護(hù)裝置、擋屑板以及各種安全器具。 4）能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件 的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學(xué)性能較好的材料。夾具的低成本設(shè)計(jì)在世界各國都以相當(dāng)重視。為此，夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產(chǎn)，則宜采用較簡單的夾具結(jié)構(gòu)。 5）要適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元件， 特別應(yīng)選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。 6）必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。 以上要求有時(shí)是互相矛盾的，故應(yīng)在全面考慮的基礎(chǔ)上，處理好主要矛盾，使之達(dá)到較好的效果。例如鏜模設(shè)計(jì)中，通常側(cè)重于生產(chǎn)率的要求。 在機(jī)械加工中，在機(jī)床上用來確定工件位置并將其壓緊夾牢的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。不僅單件小批量生產(chǎn)中需要它，成批大量生產(chǎn)更不可缺少。機(jī)床夾具是機(jī)床和工件之間的連接裝備，能使工件相對(duì)于機(jī)床和刀具獲得正確位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)率。機(jī)床夾具的性能好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，因此機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作，也是加工過程中最活躍的因素之一。 3.3 機(jī)床夾具的組成 雖然機(jī)床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。一般可以概況為一下幾個(gè)部分組成，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。 1. 定位支承元件。定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。 2. 夾緊裝置。夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。 3. 連接定向元件。這種元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。 4. 對(duì)刀元件或?qū)蛟＿@些元件的作用是保證工件加工表面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(duì)刀元件。用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。 5. 其他裝置或元件。根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置。靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其他連接元件。 6. 夾具底板。夾具底板是夾具的基本骨架，用來配置、安裝各夾具元件，使之組成一整體。 3.4 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿足下列基本要求。 (1) 保證工件的加工精度。保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時(shí)還需要進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響，注意夾具應(yīng)有足夠的剛度，多次重復(fù)使用的夾具還應(yīng)該注意相關(guān)元件的強(qiáng)度和耐磨性，確保夾具能滿足工件精度要求。 (2) 提高生產(chǎn)效率。專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 (3) 工藝性能好。專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理、便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。 (4) 使用性能好。專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化加緊裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。專用夾具還應(yīng)排屑方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。 (5) 經(jīng)濟(jì)性好。專用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 3.5 本次夾具設(shè)計(jì)的基本過程 3.5.1 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖 1. 確定工件的定位方案，根據(jù)工件定位原理選擇或者設(shè)計(jì)定位裝置，合理設(shè)置定位元件，進(jìn)行定位誤差的分析計(jì)算，定位誤差應(yīng)小于工序公差的三分之一。 2. 確定刀具的對(duì)刀或引導(dǎo)方式，設(shè)計(jì)對(duì)刀及引導(dǎo)裝置。 3. 確定工件的夾緊方案，合理的確定夾緊的方向和作用點(diǎn)，進(jìn)行夾緊力的分析計(jì)算，最后確定夾緊元件及傳動(dòng)裝置的主要尺寸。 4. 確定夾具其它元件(夾具底板、鏜模板等)的架構(gòu)模型。 5. 合理布置夾具元件，確定夾具底板的形式及夾具的總體結(jié)構(gòu)。 3.5.2 繪制夾具總裝配圖及零件圖 圖3.1 三維總圖 1. 夾具總裝配圖應(yīng)盡量采用1：1的比例，越要時(shí)可采用1：2、1：5、2：1、5：1等比例。主視圖應(yīng)選面對(duì)操作者的工作位置。 2. 總裝配圖繪制的順序是：用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位 基面，夾緊表面及加工表面(加工余量用網(wǎng)線表示)繪制在各個(gè)視圖的合理位置上，視工件為透明體，依次繪出定位、對(duì)刀—導(dǎo)引、夾緊及其它元件或裝置，最后繪出夾具底板，并對(duì)各零件進(jìn)行編號(hào)，填寫零件明細(xì)表和標(biāo)題欄。 3. 標(biāo)注必要的尺寸、公差配合及技術(shù)要求。 4. 夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件要繪制零件圖，并按總裝配圖的設(shè)計(jì)要求，確定各零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。 3.6 確定夾具的類型 按使用范圍，夾具可分為通用夾具和專用夾具兩類。通用夾具適用于各種不同尺寸的零件加工，如導(dǎo)尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機(jī)床一起配套供應(yīng)的。 第4章 定位裝置設(shè)計(jì) 4.1 零件定位的基本原理 4.1.1 六點(diǎn)定位原理 工件定位的實(shí)質(zhì)就是要使工件在夾具中占有某個(gè)確定的位置。任何一個(gè)剛體(工件)在空間直角坐標(biāo)系內(nèi)都有六個(gè)自由度，即沿X、Y、Z軸的移動(dòng)和繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)，如圖4.1所示。工件在空間的六個(gè)自由度，可用很合理布置的六個(gè)支承點(diǎn)來限制，使零件得到正確的位置，此即工件的六點(diǎn)定位原理。 圖4.1 自由度示意圖 4.1.2 工件定位中的約束分析 運(yùn)用六點(diǎn)定位原理可以分析和判斷夾具中定位結(jié)構(gòu)是否正確、布局是否合理、約束條件是否滿足。 根據(jù)工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類型。 1. 完全定位。完全定位是指工件的六個(gè)自由度不重復(fù)地被全部約束的定位。當(dāng)工件在X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)方向均有尺寸要求或位置精度要求時(shí)，一般采用這種定位方式。 2. 不完全定位。根據(jù)工件的加工要求，有時(shí)并不需要約束工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。工件在定位時(shí)應(yīng)該約束的自由度數(shù)目應(yīng)由工序的加工要求而定，不影響加工精度的自由度可以不加約束。 3. 欠約束。根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該約束的自由度沒有完全被約束的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求，因此，在確定工件在夾具中的定位方案時(shí)，決不允許有欠定位的現(xiàn)象產(chǎn)生。 4. 過定位。夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件重復(fù)約束同一個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。消除或減少過定位引起的干涉，一般有兩種方法：一是改變定位元件的結(jié)構(gòu)；二是控制或者提高工件定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。 4.2 常用定位元件及選用 工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次則是選擇合適的定位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副。 4.2.1 對(duì)定位元件的基本要求 1. 限位基面應(yīng)有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。 2. 限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和摩擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性較好，以保證夾具的使用壽命和定位精度。 3. 支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過程中，受工作重力、加緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中的變形和損壞。 4. 定位元件應(yīng)有較好的工藝性。 5. 定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。 4.2.2 常用定位元件的選用 1. 工件以平面定位 (1) 以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘；以粗糙不平的基準(zhǔn)面或毛皮面定位時(shí)，選用圓頭支承釘側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。 (2) 以面積較大、平面精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件；用于側(cè)面定位時(shí)，可選用帶斜槽的支承板；通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利于清除切屑。 (3) 以毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。但需注意，自位支承雖有兩個(gè)或三個(gè)支承點(diǎn)，由于自位和浮動(dòng)作用只能作為一個(gè)支承點(diǎn)。 (4) 以毛坯面作基準(zhǔn)平面，可選用調(diào)節(jié)支承作為定位元件。 (5) 當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用更輔助支承作輔助定位元件。 2. 工件以外圓柱定位 (1) 當(dāng)工件的對(duì)稱度要求較高時(shí)，可選用V形塊定位。 (2) 當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)(一般不低于IT8)，可選用定位套或半圓形定位座定位。 3. 工件以內(nèi)孔定位 (1) 工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷作為定位元件。 (2) 在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于加緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)，常以孔和端面聯(lián)合定位。 本次設(shè)計(jì)中，平面的定位采用帶斜槽的支承板，內(nèi)孔的定位采用定位銷。 4.3 定位方案的確定 根據(jù)所加工的工件尺寸為形狀是矩形即箱體類零件可以初步確定采用一面三支撐釘定位，又因?yàn)榱慵w積比較大不便于裝卸和搬運(yùn)，因此在工件安裝后采取推入式將工件送到指定位置，綜合考慮工件在加工過程中的穩(wěn)定性等其它因素最終確定采取一面兩孔定位。一面則采用五個(gè)支承板(圖2-1)來代替以限制工件的三個(gè)自由度，兩孔則用兩個(gè)短銷，為防止出現(xiàn)過定位現(xiàn)象其中一個(gè)用削邊銷（本設(shè)計(jì)用的是菱形削邊銷），為更好的限制工件轉(zhuǎn)動(dòng)，兩銷在空間的位置為斜對(duì)角布置，并且削邊的方向要與兩銷中心的連線互相垂直，如圖4.2所示： 圖 4.1 支承板 在組合機(jī)床及其自動(dòng)線上，為裝卸方便，通常兩個(gè)定位銷不是固定不動(dòng)的，而是活動(dòng)的可以伸縮的，但是該工件外形尺寸比較大，裝卸不易。為了能更好的便于裝卸，在本次設(shè)計(jì)中對(duì)工件的裝卸以及定位運(yùn)用了導(dǎo)軌運(yùn)輸?shù)姆绞?，即支承板和兩個(gè)定位銷釘安裝在推板上，零件定位后推動(dòng)推板使之達(dá)到正確位置。 第5章 夾緊裝置設(shè)計(jì) 在機(jī)械加工過程中，零件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的加緊裝置將零件可靠地夾牢。 5.1 夾緊裝置的組成與基本要求 夾緊裝置一般由動(dòng)力源裝置、中間傳力裝置機(jī)構(gòu)、夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu)所組成。 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，一般應(yīng)滿足一下基本要求： 1. 夾緊過程中不改變工件定位時(shí)所占據(jù)的正確位置。 2. 夾緊力大小適當(dāng)，既要保證加工過程中工件不會(huì)產(chǎn)生位移和移動(dòng)，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 3. 夾緊裝置的自動(dòng)化程度，應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。 4. 結(jié)構(gòu)要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強(qiáng)度；工藝性好便于制造與維修。 5. 使用性能好，操作方便、省力、安全可靠。 5.2 夾緊力的確定 確定夾緊力的基本原則 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。 1. 夾緊力的方向 (1) 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 (2) 夾緊力的方向應(yīng)有利于減少夾緊力，以減少工件的變形、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 (3) 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。 2. 夾緊力的作用點(diǎn) (1) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。 (2) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。 (3) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止零件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。 3. 夾緊力的大小 夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、加緊可靠，確定加緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。 第6章 雙夾緊銑齒夾具設(shè)計(jì) 6.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來雙夾緊銑齒，要滿足對(duì)稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 6.2定位基準(zhǔn)的選擇 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示，這樣水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動(dòng)V型塊定位，這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個(gè)，一個(gè)固定V型塊限制兩個(gè)自由度，一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制限制一個(gè)自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案，總共限制了工件的全部6個(gè)自由度，屬于完全定位。 在該定位方案中，一個(gè)支撐面頂住，限制了z軸的移動(dòng)，z軸的旋轉(zhuǎn)，y軸的旋轉(zhuǎn)三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定V型塊限制了y軸的移動(dòng)，x軸的移動(dòng)，一個(gè)滑動(dòng)V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn)，這樣6個(gè)自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 6.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具：銑齒刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 有： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 6.4 機(jī)床的選擇 高精度的立式加工中心結(jié)束交叉鉆孔操作的自動(dòng)化程度。研究和分析后，考慮到成本和商業(yè)活動(dòng)的準(zhǔn)確性，我們使用C0V850立式加工中心。 6.5 伺服回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的選擇 對(duì)于伺服轉(zhuǎn)臺(tái)選項(xiàng)的建議，以滿足旋轉(zhuǎn)精度和轉(zhuǎn)速的工作要求。數(shù)控立式和臥式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以有很多數(shù)控鏜，銑床和加工中心和支持使用主軸可以采取水平安裝在機(jī)床工作臺(tái)上。見表6.1回轉(zhuǎn)工作臺(tái)參數(shù)。 表6.1 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的相關(guān)參數(shù) 序號(hào) 內(nèi) 容 尺寸參數(shù) 1 工作臺(tái)直徑 315 400 500 2 工作臺(tái)垂直時(shí)中心高 210 260 290 3 工作臺(tái)總厚度 210 250 290 4 中心孔定位孔直徑 40H7×25 50H7×28 60H7×25 5 定位鍵寬度 18 18 22 6 工作臺(tái)T型槽寬度 6-14 6-14 6-18 7 渦輪副傳動(dòng)比 1:90 1:120 1:150 8 總傳動(dòng)比 1:180 9 工作臺(tái)最高轉(zhuǎn)速 11.1 11.1 11.1 10 設(shè)定最小分度單位 0.001° 11 伺服電機(jī)帶2000脈沖編碼器 功率（kw） ≥1.0 ≥2.1 ≥2.1 扭矩N.m ≥6 ≥12 ≥12 12 分度精度 25° 20° 20° 13 重復(fù)精度 6° 6° 6° 14 水平承載 350 500 600 15 立式承載 175 300 350 16 最大允許驅(qū)動(dòng)力 600 1200 1600 17 轉(zhuǎn)臺(tái)重量 200 325 650 6.6 工藝裝備的選擇 1）設(shè)備的，設(shè)得：加工部件在根據(jù)所，設(shè)得的節(jié)目的結(jié)構(gòu)的形狀滿足必須實(shí)際夾具很多精密加工的零件。 2）工具的，設(shè)得：提高主要基于流程，方法的，設(shè)得工具，它需要工件，選中時(shí)，請(qǐng)嘗試使用一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)工具，他們真正的生產(chǎn)率，保證了零部件的精度可以，設(shè)得一些復(fù)雜的工具，專用工具[6]。 6.7 定位元件的選擇 6.7.1定位原則 1）按照六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)做工完美的位置，以避免發(fā)電機(jī)的過目標(biāo)和定位。 2），設(shè)得正確的參考位置，力求一致，達(dá)到精度和工藝，最大可能的重疊和參考設(shè)計(jì)，減少夾具降低制造精度定位誤差最大允許誤差的處理。當(dāng)定位基準(zhǔn)和工藝或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)溫度不重合，來計(jì)算需要處理的公差。 3）為了尋求定位支持元件的夾持壓力力下工作線路，以??確保在定位范圍夾持壓力在支承表面[7]。 4）確保減少的強(qiáng)度和剛度，變形定位系統(tǒng)的輔助元素，力求定位（定位）使免稅的。 5）支持提供芯片的清潔排除份，從而確保精度的可靠性。 6）在與實(shí)際使用線，，設(shè)得所述定位元件結(jié)構(gòu)可以最好地簡化。 后的空間結(jié)構(gòu)分析，新的前橋全面，我們使用了兩個(gè)短V形塊，定位銷定位。 6.7.2 V形塊的設(shè)計(jì) 1）找到相關(guān)書本，角度α兩個(gè)斜面之間的V形塊，并且，在一般情況下，60°，90°和120°，我們使用90°。其良好的對(duì)稱性，也是整個(gè)圓柱面和非全面部署的外表面：用V形塊特征定位。 V形塊的V塊被分成多空V形塊，長V形塊（或兩種短V形塊的）可以保證限制的四個(gè)自由度的工作中，是兩個(gè)工件的短V形塊有限自由度的[8]。新前橋的結(jié)構(gòu)的分析，，設(shè)得工件的兩個(gè)短V形塊定位。 2）確定的V形塊中的參數(shù) 在圖6.1中示出基本的尺寸和V形塊的結(jié)構(gòu)，如表6.2的基本參數(shù)。 圖6.2　V形塊基本尺寸及結(jié)構(gòu) 其中：D---V形塊的檢驗(yàn)心軸直徑，工件定位基準(zhǔn)直徑（mm）[9]； H---V形塊的高度； α---V形塊兩工作平面的夾角； T---V形塊檢驗(yàn)心棒的中心高，也就是標(biāo)準(zhǔn)定位高度。 尺寸N、H和其他參數(shù)可以參照標(biāo)準(zhǔn)選定。 表6.2 V形塊基本參數(shù) H 55 50 100 40 35 76 16 19 20 12 11 18 10 22 60 60 123 50 42 96 20 25 30 15 13.5 20 12 30 當(dāng)α=90°時(shí)， ， 式（3-1） V型塊的定位誤差： 式（3-2） 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)實(shí)際所設(shè)計(jì)出的V形塊請(qǐng)參見圖6.3。 圖6.3 V形塊模型 6.8 氣缸的設(shè)計(jì) 氣缸數(shù)據(jù)算式子如下： 對(duì)于主要是為了提升所需的氣缸的功能，夾緊，因此，圓筒型，方便流暢往復(fù)活塞式氣缸的，設(shè)得。 推力工作時(shí)缸徑D=， 式(4-10） 拉力工作時(shí)缸徑D= 式(4-11） 式子里，---活塞最大作用力（N）[19]，， ---沿活塞運(yùn)動(dòng)方向的夾緊力（或力矩）要求的作用總和，N； ---夾緊運(yùn)動(dòng)部分的摩擦阻力總和，N； ---氣缸密封裝置摩擦阻力； ---回油腔作用力； ---運(yùn)動(dòng)部件慣性力。 近似計(jì)算公式： 。 式(4-12） 式子里，---考慮損失的效率，設(shè)得取0.9，那么=3861.4N； ---氣缸工作壓力（MPa）,本文設(shè)氣壓6Bara； ---活塞桿（m）,<2MPa，=（0.2~0.4D；=2~5MPa，=0.5D； =5~10MPa，=0.7D。 式子里，推力工作時(shí)缸徑為D=1.13=4.965cm=49.65mm； 拉力工作時(shí)缸徑為D=0.5m=50mm。 式(4-13） 通過以上理論計(jì)算，根據(jù)現(xiàn)有的氣缸產(chǎn)品，，設(shè)得直徑為50mm的轉(zhuǎn)角氣缸。選用的夾緊轉(zhuǎn)角氣缸結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見圖6.4，氣缸的基本參數(shù)如表6.3。 圖6.4 轉(zhuǎn)角氣缸結(jié)構(gòu) 表6.3氣缸的基本參數(shù) 參數(shù) 尺寸 油缸內(nèi)徑(mm) 50 活塞桿徑(mm) 28 轉(zhuǎn)角行程(mm) 13 垂直行程 標(biāo)準(zhǔn)/加長(mm) 17/34 受壓面積 拉入/推出(cm2) 13.47/19.63 理論夾持力 (30kg/cm2) 404 使用流體 已濾清的標(biāo)準(zhǔn)也氣油 最大操作壓力 100kg/cm2 操作壓力范圍 5-70kg/cm2 轉(zhuǎn)角方向 順時(shí)針為右轉(zhuǎn)R、逆時(shí)針為左轉(zhuǎn)L 轉(zhuǎn)角角度 標(biāo)準(zhǔn)角度90°，設(shè)得角度0°、45°、60° 作動(dòng)方式 復(fù)動(dòng)式 6.9 氣路連接及控制 考慮到實(shí)際情況，在該連接中使用的油。因?yàn)楫?dāng)夾緊筒，機(jī)器容量水回路壓力是所需饋送壓力裝置容量水系統(tǒng)的下方，因此該方法可提供調(diào)節(jié)的列表。此外，為了避免一個(gè)系統(tǒng)，以減少在這會(huì)影響壓力解除夾緊系統(tǒng)中的壓力，因此，根據(jù)被安裝在一單動(dòng)閥的閥。氣缸連接正確處理孔和放松孔所有系統(tǒng)去。 有關(guān)新夾緊第二個(gè)選項(xiàng)設(shè)備容量氣缸，完成了并聯(lián)連接逝去兩個(gè)機(jī)器容量的氣缸。由于有源器件和流體動(dòng)力缸的所選區(qū)域的有效操作，有可能同步的活性[21]。這樣的電路使較大的變載荷，變載荷，由于變化引起的不影響交通的壓力，只會(huì)導(dǎo)致壓縮泄漏，高同步精度極微量的，圓適當(dāng)相對(duì)較高。氣壓原理請(qǐng)參見圖6.5。 圖6.5 氣控制原理圖 在圖4.2中，1---溢流閥；2---電磁換向閥；3，4---夾緊氣缸。 通常是關(guān)閉的電磁閥模式。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)所以電磁鐵2Y電子，機(jī)容量的水和油從右端到管道的端部到第二裝置的能力的缸，使活塞下降工件夾持。當(dāng)工件完成后，開啟電磁鐵裝置1Y容量水在離開氣缸，所以設(shè)備容量的氣缸活塞不工作。 第9章 夾具底板的設(shè)計(jì) 夾具底板是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大、最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具底板的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在工件的加工過程中，夾具還應(yīng)承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具底板必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。 9.1 夾具底板設(shè)計(jì)的基本要求 夾具底板是夾具的基礎(chǔ)件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足一下要求。 (1) 應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。 (2) 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。 (3) 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性。 (4) 應(yīng)便于排屑切屑。 (5) 在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠。 9.2 夾具底板毛坯的類型 夾具底板毛坯可以分為四類：1、鑄造夾具底板，其優(yōu)點(diǎn)是可鑄出各種復(fù)雜形狀，工藝性好，并且具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，如圖6-1a所示；2、焊接夾具底板，其優(yōu)點(diǎn)是容易制造，生產(chǎn)周期短，成本低，重量較輕，如圖6-1b所示；3、鍛造夾具底板，適用于形狀簡單、尺寸不大、要求強(qiáng)度和剛度大的場合，如圖6-1c所示；4、裝配夾具底板，其優(yōu)點(diǎn)是制造成本低、周期短、精度穩(wěn)定，有利于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，如圖6-1d所示。 a b c d 圖 9.1 夾具底板毛坯的類型 9.3 夾具底板的設(shè)計(jì) 由于夾具制造屬單件生產(chǎn)，所以夾具底板的設(shè)計(jì)一般不作復(fù)雜的計(jì)算，通常都是參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定。 夾具底板結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表9.1。 表 9.1 夾具底板結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 夾具底板結(jié)構(gòu)部分 經(jīng) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 鑄造結(jié)構(gòu) 焊接結(jié)構(gòu) 夾具底板壁厚h 8~25mm 6~10mm 夾具底板加強(qiáng)筋厚度 （0.7~0.9）h 夾具底板加強(qiáng)筋高度 不大于5h 夾具底板上不加工的毛面與工件表面之間的間隙 夾具底板是毛面，工件也是毛面時(shí)，取8~15mm 夾具底板是毛面，工件是光面時(shí)，取4~10mm 為了有更好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，本設(shè)計(jì)采用的是鑄造夾具底板。其壁厚h=20mm，加強(qiáng)筋的厚度=15mm。 對(duì)夾具底板的設(shè)計(jì)的基本要求 （1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具底板表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具底板，夾具底板應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。 （4）應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會(huì)破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對(duì)切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具底板上面。 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具，切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 圖 9.2 夾具底板模型 第10章　經(jīng)濟(jì)性分析 ⑴ 機(jī)械加工工藝性分析可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析 ①零件結(jié)構(gòu)要素必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ②盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件 ③在滿足產(chǎn)