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第2章 銑18槽夾具設(shè)計(jì) 2.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)粗、精銑18槽，該槽對(duì)中心線要滿(mǎn)足對(duì)稱(chēng)度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此槽時(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。 2.2定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對(duì)槽進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，底面孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷(xiāo)定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。 方案Ⅱ：選一面兩銷(xiāo)定位方式，工藝孔用短圓柱銷(xiāo)，用棱形銷(xiāo)定位，夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊。 分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開(kāi)，因夾緊會(huì)破壞定位。 通過(guò)比較分析只有方案Ⅱ滿(mǎn)足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來(lái)定位，從而保證其尺寸公差要求。 銑該槽時(shí)其對(duì)孔的中心線有對(duì)稱(chēng)度以及槽兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷(xiāo)的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。一面即為底平面； 2.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具：￠14立銑刀（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(guò)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 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如2.1. 由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式 即： 由上述計(jì)算易得： 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 2.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一面兩銷(xiāo)定位，為了滿(mǎn)足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 兩定位銷(xiāo)的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。 2.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 2.5.1定位銷(xiāo)選用 本夾具選用可換定位銷(xiāo)來(lái)定位，其參數(shù)如下表： 表5.1 定位銷(xiāo) d H D 公稱(chēng)尺寸 允差 12～18 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 2.5.2 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱(chēng)尺寸 允差d 允差 公稱(chēng)尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表2.5 塞尺 公稱(chēng)尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過(guò)程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。由于該工件體積小，經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。 6 南京航空航天大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 課 題 名 稱(chēng) 飛錘支架的夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)電學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 年 級(jí) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 2007年 5 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題目：設(shè)計(jì)飛錘支架夾具 內(nèi)容： (1)零件的工藝分析 (2)飛錘支架夾具設(shè)計(jì) 　　　　 (3)繪制夾具裝配圖 (4)夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (5)加工程序部分 原始資料：該零件圖樣一張 生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年； 大批量生產(chǎn) 目 錄 前言------------------------------------------------------------------------------------------------------------（3） 1. 零件的工藝分析---------------------------------------------------------------------------------------（4） 1.1 零件的功用、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)----------------------------------------------------------------------------（4） 1.2 主要加工表面及要求----------------------------------------------------------------------------------（4） 2. 飛錘支架夾具設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------------------（6） 2.1工序的工藝分析----------------------------------------------------------------------------------------（6） 2.2定位方案及定位元件選擇和設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------------（8） 3. 繪制夾具裝配圖見(jiàn)附表一--------------------------------------------------------------------------（13） 4. 夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)----------------------------------------------------------------------------------------(15) 4. １夾具設(shè)計(jì)的基本要求---------------------------------------------------------------------------------（15） 4.２ 夾具設(shè)計(jì)的程序--------------------------------------------------------------------------------------（17） 5. 加工程序-------------------------------------------------------------------------------------------------(22) 6. 結(jié)論-----------------------------------------------------------------------------------------------------（24） 7. 參考文獻(xiàn)-----------------------------------------------------------------------------------------------（24） （1）飛錘支架零件圖------------------------------------------------------------------------------１ (2) 裝配圖--------------------------------------------------------------------------------------附表一 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是每個(gè)大學(xué)生在畢業(yè)前必須完成的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)我們所學(xué)專(zhuān)業(yè)的一個(gè)綜合測(cè)試，也是對(duì)我們畢業(yè)生做的一次具體的、重要的考驗(yàn)。此設(shè)計(jì)密切結(jié)合高等學(xué)校的辦學(xué)宗旨。已檢測(cè)我們?cè)趯W(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)過(guò)程中對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度和運(yùn)用水平。同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中與同學(xué)互相幫助,一起去圖書(shū)館查閱畢業(yè)設(shè)計(jì)中需要得一些相關(guān)資料,共同探討課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題,體現(xiàn)了同學(xué)之間的凝聚力,增進(jìn)了同學(xué)之間的友誼,加強(qiáng)了與老師的知識(shí)探討. 作為機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生不能僅以學(xué)好課本上的理論知識(shí)而滿(mǎn)足,如果不懂的運(yùn)用他們,學(xué)再多的理論知識(shí)也毫無(wú)用處。因此我們非常重視本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐,通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們各方面的能力都有所加強(qiáng),對(duì)于今后的生產(chǎn)實(shí)習(xí)以及走上工作崗位有很大幫助,是我們受益匪淺。 本設(shè)計(jì)不足之處，懇請(qǐng)老師點(diǎn)評(píng)、指正。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 設(shè)計(jì)者 2007年5月 圖1-1零件圖 1. 零件的工藝分析 1.1 零件的功用、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 功用：起支撐作用。由于該工件工作時(shí)要承受一定的力，因此要求有一定的強(qiáng)度、剛度和韌性。 1.2 主要加工表面及要求 1. 孔徑為φ7的孔，其形位公差遵守包容要求，表面粗糙度Ra1.6μm，孔的端面與寬18的槽相通，孔口倒角1×45°。 2. 飛錘支架φ11的回轉(zhuǎn)面，表面粗糙度為Ra6.3μm。 3. 飛錘支架φ15的回轉(zhuǎn)面，表面粗糙度為Ra12.5μm。 4. φ19的回轉(zhuǎn)面和右端面，表面粗糙度為Ra1.6μm，并倒角。 5. 飛錘支架表面2－φ6.5锪平φ12的沉孔，銑上表面及其輪廓，表面粗糙度不作要求。 6. 4－φ6的孔，表面粗糙度為Ra6.3μm，倒角1×45°。 7. 寬18的槽，表面粗糙度為Ra6.3μm。 機(jī)械加工加工方案 表（1） 工序號(hào) 內(nèi)容 設(shè)備 10 熱處理 熱處理 20 1) 粗車(chē)φ11、φ15、φ19回轉(zhuǎn)面和右端面 CA6140臥式車(chē)床 2) 鉆φ7的孔至φ6 3) 擴(kuò)φ7的孔至φ6.8 25 1) 半精車(chē)φ19及右端面至圖樣要求 CA6140臥式車(chē)床 2) 鉸φ7的孔至圖樣要求 3) 孔口倒角 30 銑飛錘支架上端面及2—φ6.5锪平φ12沉孔 鉆床 40 1) 鉆4—φ6的孔至φ5.8 TX612鏜床 2) 鉸4—φ6的孔，倒角 50 銑寬18的槽 XA6132銑床 60 去毛刺 鉗工 70 清洗 80 檢驗(yàn) 工藝路線如表１所示，根據(jù)18的加工要求選擇φ18的三面刃銑刀和XA6132銑床。 　 　　　　 ２.飛錘支架夾具設(shè)計(jì) ２.１工序的工藝分析 零件為飛錘支架，材料為QT62—2。生產(chǎn)類(lèi)型為：大批量生產(chǎn)。該零件工藝規(guī)程見(jiàn)工藝卡。先要求設(shè)計(jì)第4道工序銑18槽的銑床夾具。 零件的加工要求為：寬mm，表面粗糙度為Ra6.3um.本工序的加工條件為XA6132銑床及φ12端面銑刀，工件右側(cè)回轉(zhuǎn)體，φ孔、4-φ孔、及2-φ6.5锪平φ12孔均已加工，達(dá)到圖樣要求。 正火處理，毛坯上銑18槽的經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)IT8，表面粗糙度Ra6.3um，在銑夾具上加工時(shí)適當(dāng)控制進(jìn)給速度，可以保證槽的尺寸精度和表面粗糙要求。因此在本工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮要如何保證槽的寬度偏差。 　　　　　　　　　　　　　　　　圖１-１工序圖 2.2定位方案及定位元件選擇和設(shè)計(jì) 2.2.1定位方案的選擇 1.根據(jù)工序加工要求，工件在夾具中的定位方案如下： 如圖1-1所示：要夾住的工件主要尺寸。 方案一：以φ19回轉(zhuǎn)面及其端面為主要定位基準(zhǔn)，限制６個(gè)自由度X、Y、X、Y、Z，以φ19回轉(zhuǎn)面為止推基準(zhǔn)，限制２個(gè)自由度，以零件左端面外型輪廓寬30的長(zhǎng)方體外型輪廓作為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制３個(gè)自由度。工件在夾金緊的時(shí)候又限制了一個(gè)自由度。 方案一草圖 方案二：以φ19回轉(zhuǎn)面及其端面為主要定位基準(zhǔn),限制６個(gè)自由度X、Y、X、Y、Z，以φ19回轉(zhuǎn)面為止推基準(zhǔn)，限制２個(gè)自由度,以φ45的圓外型輪廓作為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制３個(gè)自由度。同樣工件在夾金緊的時(shí)候又限制了一個(gè)自由度。 方案二草圖 方案三:以φ19回轉(zhuǎn)面及其端面為主要定位基準(zhǔn),限制６個(gè)自由度X、Y、X、Y、Z，以φ19回轉(zhuǎn)面為止推基準(zhǔn)，限制２個(gè)自由度,以2－φ6.5锪平12的兩個(gè)孔為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn),限制３個(gè)自由度。同樣工件在夾金緊的時(shí)候又限制了一個(gè)自由度。此方案是用螺栓固定達(dá)到防轉(zhuǎn)的目的，其作用了力方向如下圖受Ｆ１和Ｆ２的作用力。 方案三草圖 選擇基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)保證工件安裝可靠,夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便。 方案一：按照基準(zhǔn)重合原則確定的，用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。有利于保證加工精度，夾緊力可以抵消部分切削力。有利于提高夾緊剛度，缺點(diǎn)是夾緊力大容易引起定位元件變形。夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,裝夾方便。 方案二:和方案一差不多,只有裝夾的方向有點(diǎn)不同,不存在基準(zhǔn)不重合誤差，有利于保證加工精度，夾緊力可以抵消部分切削力。 方案三:按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則確定的,有利于夾具的設(shè)計(jì)制造,夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。缺點(diǎn)是不容易保證槽的的精確度,銑刀進(jìn)給的軸向力完全由工件承受,會(huì)引起定位元件變形。 本工序加工18的槽,從夾具制造的簡(jiǎn)單方便考慮,可以選擇方案三。但是方案三在裝夾是麻煩,大量的時(shí)間浪費(fèi)在裝夾上 ,故不采用。從加工的切削力和夾緊力方面考慮,加工時(shí)夾緊力不需要太大。綜合兩方面的考慮故選擇方案一。 　?。?定位元件設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)定位元件的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。夾具與零件的外型輪廓相似。 圖1-2 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)與刀具的位置由夾具保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地保證工件的加工精度。能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 夾緊力的計(jì)算:因采用的是手動(dòng)夾具故夾緊力無(wú)須計(jì)算。 3． 繪制夾具零件圖 　　　　　　　　　　　圖1-3 4、夾緊裝置設(shè)計(jì) 夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。 夾緊里的方向如圖3左視圖所示夾具左端固定不動(dòng),裝夾時(shí)工件受夾緊力F和與其相對(duì)的反作用力F1。 　　夾緊力作用點(diǎn)的選擇應(yīng)遵循的規(guī)則： （１） 為了使定位穩(wěn)定，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)該落在主要的定位支承面上，活絡(luò)在主要的定位支承面上的支承點(diǎn)所圍成的面積內(nèi)； （２） 夾緊力應(yīng)作用在工件剛性較好的部位上，不應(yīng)該使工件產(chǎn)生夾緊變形或使工件產(chǎn)生翻磚力矩； （３） 為了防止工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近被加工表面； （４） 夾緊力作用點(diǎn)的數(shù)目，應(yīng)盡量在工件的整個(gè)接觸面上分布均勻，以減小夾緊變形。 夾具三維圖 　　該夾具是用平口鉗固定，是手動(dòng)夾具為絲桿傳動(dòng)。在裝夾過(guò)程中方便簡(jiǎn)單，節(jié)約了大量的裝夾時(shí)間。操作方便，使用安全、可靠，且改善工人的勞動(dòng)條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。在夾緊過(guò)程中用不會(huì)使工件產(chǎn)生變形。 零件三維造型 3. 繪制夾具裝配圖見(jiàn)附表一 　　夾具總圖繪制完畢后，對(duì)夾具上的非標(biāo)準(zhǔn)件要繪制零件工作圖，并規(guī)定相應(yīng)在的技術(shù)要求。零件工作圖應(yīng)嚴(yán)格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應(yīng)完整，尺寸要標(biāo)注齊全，所標(biāo)注的公差及技術(shù)條件應(yīng)符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應(yīng)選擇合理。 在夾具設(shè)計(jì)圖紙全部完畢后，還有待于精心制造和實(shí)踐和使用來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。經(jīng)試用后，有時(shí)還可能要對(duì)原設(shè)計(jì)作必要的修改。因此，要獲得一項(xiàng)完善的優(yōu)秀的夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員通常應(yīng)參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過(guò)程。 　 夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè)整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求。 ??? ①、具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 ??? ②、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)近可能簡(jiǎn)單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。 ??? ③、安裝穩(wěn)定牢靠。 ??? ④、結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn) ??? ⑤、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 ?⑥、清理方便。 夾具體毛坯制造方法的選擇?? 綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體； ??? 夾具體的外形尺寸?? 在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機(jī)構(gòu)在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，再根據(jù)強(qiáng)度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚20mm，長(zhǎng)度326mm，寬度128mm；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，夾具體上設(shè)計(jì)有螺孔、銷(xiāo)孔，并且要求定位定位器和夾緊器的銷(xiāo)孔在裝配時(shí)配作。 4.夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過(guò)程，應(yīng)充分考慮夾具實(shí)現(xiàn)的可能性，而設(shè)計(jì)夾具時(shí)，如確有必要也可以對(duì)工藝過(guò)程提出修改意見(jiàn)。夾具的設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。 4.１夾具設(shè)計(jì)的基本要求 　1精基準(zhǔn)選擇的原則:在選擇基準(zhǔn)時(shí),主要應(yīng)考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。其選擇原則應(yīng)遵循a.基準(zhǔn)重合原則，用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。B基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)采用同一基準(zhǔn)電位加工零件上盡可能多的表面,基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一原則是選擇精基準(zhǔn)的兩個(gè)重要原則,但實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)回遇到兩者想互矛盾的情況。C自為基準(zhǔn)原則,某些要求加工余量小而均勻的精加工工序,選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。D互為基準(zhǔn)原則,對(duì)工件上兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時(shí),需要兩個(gè)表面互相作為基準(zhǔn),反復(fù)進(jìn)行加工,以保證位置精度要求。 　2夾具設(shè)計(jì)精度的設(shè)計(jì)原則，要保證設(shè)計(jì)的夾具制造成本低，規(guī)定零件的精度要求時(shí)應(yīng)遵循以下原則： （1）對(duì)一般精度的夾具 1）應(yīng)使主要組成零件具有相應(yīng)終加工方法的平均經(jīng)濟(jì)精度； 2）應(yīng)按獲得夾具精度的工藝方法所達(dá)到的平均經(jīng)濟(jì)精度，規(guī)定基礎(chǔ)件夾具體加工孔的形位公差。 （2）對(duì)一般精度或精度要求低的夾具，組成零件的加工精度按此規(guī)定，既達(dá)到了制造成本低，又使夾具具有較大精度裕度，能使設(shè)計(jì)的夾具獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。 　　　對(duì)精密夾具 除遵循一般精度夾具的兩項(xiàng)原則外，對(duì)某個(gè)關(guān)鍵零件，還應(yīng)規(guī)定與偶件配作或配研等，以達(dá)到無(wú)間隙滑動(dòng)等。 對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下： ??? ①、夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。 ??? ②、夾緊動(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量 ??? ③、夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。 ??? ④、結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修 夾緊誤差是指工件在夾緊力的作用下,工序基準(zhǔn)相對(duì)于理想位置的最大偏移值在加工尺寸方向上的投影和工件變形所造成的加工表面的形狀誤差。產(chǎn)生夾緊變形的因素有兩個(gè)方面:工件的彈性變形、工件定位面與夾具定位面之間的接觸變形。 3一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿(mǎn)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，確保夾具能滿(mǎn)足工件的加工精度要求。 （2）提高生產(chǎn)效率 專(zhuān)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(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。 專(zhuān)用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整和修配結(jié)構(gòu)。 （4）使用性能好 專(zhuān)用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)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)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。專(zhuān)用夾具還應(yīng)排屑方便。必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)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(lái)大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。 （5）經(jīng)濟(jì)性好 專(zhuān)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(jiǎn)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。 4.２ 夾具設(shè)計(jì)的程序 4.2.1夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化概述 1．夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化的意義 研究夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化程序的主要目的在于： （1）保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)效率 夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量主要表現(xiàn)在： 1）設(shè)計(jì)方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)的適應(yīng)性； 2）高位設(shè)計(jì)與定位副設(shè)置的相容性； 3）夾緊設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性； 4）精度控制項(xiàng)目的完備性以及各控制項(xiàng)目公差數(shù)值規(guī)定的合理性； 5）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性； 6）夾具制造成本的經(jīng)濟(jì)性。 有了規(guī)范的設(shè)計(jì)程序，可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員有步驟、有計(jì)劃、有條理地進(jìn)行工作，提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期。 （2）有利于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 有了規(guī)范化的設(shè)計(jì)程序，就可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，除了進(jìn)行精度設(shè)計(jì)之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限元法對(duì)零件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設(shè)計(jì)過(guò)程的全部計(jì)算機(jī)控制。 （3）有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計(jì)的方法 近年來(lái)，關(guān)于夾具設(shè)計(jì)的理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)已日見(jiàn)完備，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的夾具規(guī)范化設(shè)計(jì)程序，使初級(jí)夾具設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作提高到了一個(gè)新的科學(xué)化水平。 4.2.2 夾具設(shè)計(jì)的規(guī)范程序 工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時(shí)，便會(huì)提出相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，經(jīng)有關(guān)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后下達(dá)給夾具設(shè)計(jì)人員。夾具設(shè)計(jì)人員根據(jù)任務(wù)書(shū)提出的任務(wù)進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范化程序具體分述如下。 　　1．明確設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真調(diào)查研究，收集設(shè)計(jì)資料 　?。?）仔細(xì)研究零件工作圖、毛坯圖及其技術(shù)條件。 （2）了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投產(chǎn)批量以及生產(chǎn)組織等有關(guān)信息。 （3）了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術(shù)要求，了解工件的定位、夾緊方案，了解本工序的加工余量和切削用量的選擇。 （4）了解所使用量具的精度等級(jí)、刀具和輔助工具等的型號(hào)、規(guī)格。 （5）了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀。 （6）了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸等。 （7）準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊(cè)和有關(guān)夾具的設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料等。 （8）收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)設(shè)計(jì)、制造同類(lèi)型夾具的資料，吸取其中先進(jìn)而又能結(jié)合本企業(yè)實(shí)際情況的合理部分。 ?。玻L制夾具總圖 　繪制夾具總圖通常按以下步驟進(jìn)行： （1）遵循國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪圖比例應(yīng)盡可能選取1﹕1，根據(jù)工件的大小時(shí)，也可用較大或較小的比例；通常選取操作位置為主視圖，以便使所繪制的夾具總圖具有良好的直觀性；視圖剖面應(yīng)盡可能少，但必須能夠清楚地表達(dá)夾具各部分的結(jié)構(gòu)。 （2）用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓外形、定位基準(zhǔn)和加工表面。將工件輪廓線視為“透明體”，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量。 （3）根據(jù)工件定位基準(zhǔn)的類(lèi)型和主次，選擇合適的定位元件，合理布置定位點(diǎn)，以滿(mǎn)足定位設(shè)計(jì)的相容性。 （4）根據(jù)定位對(duì)夾緊的要求，按照夾緊五原則選擇最佳夾緊狀態(tài)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的夾緊系統(tǒng)，畫(huà)出夾緊工件的狀態(tài)。對(duì)空行和較大的夾緊機(jī)構(gòu)，還應(yīng)用雙點(diǎn)劃線畫(huà)出放松位置，以表示出和其他部分的關(guān)系。 （5）圍繞工件的幾個(gè)視圖依次繪出對(duì)刀、導(dǎo)向元件以及定向鍵等。 （6）最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。 （7）確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的有以下五類(lèi)尺寸： 　1）夾具的輪廓尺寸：即夾具的長(zhǎng)、寬、高尺寸。若夾具上有可動(dòng)部分，應(yīng)包括可動(dòng)部分極限位置所占的空間尺寸。 　2）工件與定位元件的聯(lián)系尺寸：常指工件以孔在心軸或定位銷(xiāo)上（或工件以外圓在內(nèi)孔中）定位時(shí)，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸。 　3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：用來(lái)確定夾具上對(duì)刀、導(dǎo)引元件位置的尺寸。對(duì)于銑、刨床夾具，是指對(duì)刀元件與定位元件的位置尺寸；對(duì)于鉆、鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間的位置尺寸，鉆（鏜）套之間的位置尺寸，以及鉆（鏜）套與刀具導(dǎo)向部分的配合尺寸等。 4）夾具內(nèi)部的配合尺寸：它們與工件、機(jī)床、刀具無(wú)關(guān)，主要是為了保證夾具裝置后能滿(mǎn)足規(guī)定的使用要求。 5）夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸：用于確定夾具在機(jī)床上正確位置的尺寸。對(duì)于車(chē)、磨床夾具，主要是指夾具與主軸端的配合尺寸；對(duì)于銑、刨床夾具，則是指夾具上的定向鍵與機(jī)床工作臺(tái)上的T型槽的配合尺寸。標(biāo)注尺寸時(shí)，常以?shī)A具上的定位元件作為相互位置尺寸的基準(zhǔn)。 　　上述尺寸公差的確定可分為兩種情況處理：一是夾具上定位元件之間，對(duì)刀、導(dǎo)引元件之間的尺寸公差，直接對(duì)工件上相應(yīng)的加工尺寸發(fā)生影響，因此可根據(jù)工件的加工尺寸公差確定，一般可取工件加工尺寸公差的1/3~1/5；二是定位元件與夾具體的配合尺寸公差，夾緊裝置各組成零件間的配合尺寸公差等，則應(yīng)根據(jù)其功用和裝配要求，按一般公差與配合原則決定。 （8）規(guī)定總圖上應(yīng)控制的精度項(xiàng)目，標(biāo)注相關(guān)的技術(shù)條件 夾具的安裝基面、定向鍵側(cè)面以及與其相垂直的平面（稱(chēng)為三基面體系）是夾具的安裝基準(zhǔn)，也是夾具的測(cè)量基準(zhǔn)，因而應(yīng)該以此作為夾具的精度控制基準(zhǔn)來(lái)標(biāo)注技術(shù)條件。在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件（位置精度要求）有如下幾個(gè)方面： 1）定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準(zhǔn)面間的位置精度。 2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。 3）對(duì)刀元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。 4）定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。 5）夾具在機(jī)床上安裝時(shí)位置精度要求。 上述技術(shù)條件是保證工件相應(yīng)的加工要求所必需的，其數(shù)量應(yīng)取工件相應(yīng)技術(shù)要求所規(guī)定數(shù)值的1/3~1/5。當(dāng)工件沒(méi)注明要求時(shí)，夾具上的那些主要元件間的位置公差，可以按經(jīng)驗(yàn)取為（100﹕0.02）~（100﹕0.05）mm，或在全長(zhǎng)上不大于0.03~0.05mm。 （9）編制零件明細(xì)表 夾具總圖上還應(yīng)畫(huà)出零件明細(xì)表和標(biāo)題欄，寫(xiě)明夾具名稱(chēng)及零件明細(xì)表上所規(guī)定的內(nèi)容。 ３．夾具精度校核 在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案擬定之后，應(yīng)該對(duì)夾具的方案進(jìn)行精度分析和估算；在夾具總圖設(shè)計(jì)完成后，還應(yīng)該根據(jù)夾具有關(guān)元件的配合性質(zhì)及技術(shù)要求，再進(jìn)行一次復(fù)核。這是確保產(chǎn)品加工質(zhì)量而必須進(jìn)行的誤差分析。 4.確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 　在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手?jǐn)M定夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括： 　 （1）根據(jù)工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。 （2）確定工件的夾緊方案和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。 （3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對(duì)刀塊或引導(dǎo)元件、微調(diào)機(jī)構(gòu)等。 （4）協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)和尺寸。 　在確定方案的過(guò)程中，會(huì)有各種方案供選擇，但應(yīng)從保證精度和降低成本的角度出發(fā)，選擇一個(gè)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)的最佳方案。 5.程序部分 加工１８的槽的程序如下： %0001 G90 G54 G00 X0 Y0 Z100; M03 S1800 M08; X-36 Y3; Z10; G01 Z0 F300; M98 %002 L5; G01 Z-11 F300; X36; Y-3; X-36; Y3; G00 X0 Y0 Z100 M9; M05; M30 %002 G01 Z-2 F300; G01 X36; Y-3; X-36; Y3; M99 　　 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是理工類(lèi)學(xué)生必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，在老師和同學(xué)們的共同努力下已取得了初步的結(jié)果，從整體上看，畢業(yè)設(shè)計(jì)是鍛煉我們理工類(lèi)學(xué)生的一種思維能力和實(shí)踐能力，雖然我們的能力有限，但是通過(guò)初步的嘗試，我們已經(jīng)能基本符合我們這個(gè)專(zhuān)業(yè)的理論和實(shí)踐。 數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的典型代表，在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域如，航天航空，汽車(chē)，摩托車(chē)，模具，精密機(jī)械，家用電器等方面有著日益廣泛的應(yīng)用，已成為這些行業(yè)中不可缺少的加工手段，拌隨著全球制造業(yè)向我國(guó)逐漸轉(zhuǎn)移的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)數(shù)控加工的要求必將呈現(xiàn)出高速持續(xù)的增長(zhǎng)，人才市場(chǎng)急需一批既懂得數(shù)控加工相關(guān)技術(shù)，有熟悉ＣＡＤ／ＣＡＭ軟件編程的人才。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們感受到了對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的缺乏和不足，也使我們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)得到進(jìn)一步提高，感謝學(xué)校給我們這次難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。 參考文獻(xiàn) 1. 王孝達(dá)主編，金屬工藝學(xué). 高等教育出版社 2. 陳于萍主編，互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社 3. 張廣玉主編，機(jī)械制造技術(shù)　　　　機(jī)械工業(yè)出版社 　 4. 劉長(zhǎng)青主編，機(jī)械制造技術(shù). 華中科技大學(xué)出版社 5. 楊叔子主編，機(jī)械加工工藝手冊(cè). 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