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洛陽理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 填表時間：08年04月01日 （指導(dǎo)教師填表） 學(xué)生姓名 劉京偉 專業(yè)班級 機(jī)電一體化 05210班 指導(dǎo)教師 王淑珍 課題類型 工程實際 題目 連桿銑槽夾具設(shè)計 主要研究目標(biāo)(或研究內(nèi)容) 1. 進(jìn)行夾具定位機(jī)構(gòu)設(shè)計 2. 進(jìn)行夾具夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計 3. 進(jìn)行夾具本體結(jié)構(gòu)設(shè)計 4. 進(jìn)行銑床夾具精度分析 課題要求、主要任務(wù)及數(shù)量（指圖紙規(guī)格、張數(shù)，說明書頁數(shù)、論文字?jǐn)?shù)等） 1. 查閱相關(guān)資料，搜集專業(yè)英語文章并完成翻譯工作 2. 夾具總體方案設(shè)計 3. 圖紙量為3張零號圖（含1張1號手工圖）。 4. 畢業(yè)設(shè)計說明書的字?jǐn)?shù)8千字左右，并翻譯 5-8千詞的英文文獻(xiàn)，內(nèi)容應(yīng)盡量結(jié)合課題 進(jìn)度計劃 第1－3周 查閱相關(guān)技術(shù)資料，確定設(shè)計方案； 第4－6周 整體設(shè)計，并畫出全部裝配圖和零件圖； 第7－9周 整理設(shè)計資料，撰寫設(shè)計說明書； 第 10 周 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 主要參 考文獻(xiàn) 1.王光斗 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 2.徐嘉元,曾家駒 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 3.劉守勇 《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具》 4.丁樹模 《液壓傳動》 指導(dǎo)教師簽字： 教研室主任簽字： 年 月 日 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 連桿 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 5 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機(jī)加工 30 銑 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 粗銑、精銑上端面 銑夾具，量具，銑刀 500 1.27 0.8 3 1 15 10 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 連桿 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 5 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機(jī)加工 40 銑 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 粗銑、精銑下端面 銑夾具，量具，銑刀 500 1.27 0.8 3 1 15 10 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 連桿 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 5 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機(jī)加工 50 鉆鉸孔 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 1)鉆Φ13孔； 2)鉸Φ13孔 鉆夾具，量具，麻花鉆 800 12.7 0.5 2 1 15 10 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 連桿 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 5 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機(jī)加工 60 鉆擴(kuò)鉸 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 鉆擴(kuò)鉸Φ25孔 鉆夾具，量具，麻花鉆 800 12.7 0.5 2 1 15 10 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 連桿 零件圖號 產(chǎn)品名稱 連桿 零件名稱 連桿 共 5 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機(jī)加工 70 銑槽 45 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準(zhǔn)終 單件 2 2 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機(jī)動 輔助 1 銑寬度為45mm的槽 銑夾具，量具，銑刀 500 1.27 0.8 3 1 15 10 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 第 頁 產(chǎn)品名稱 連桿 零（部）件名稱 共 頁 材料牌號 45# 毛坯種類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 準(zhǔn)終 單件 10 鍛造 鍛造開料 20 時效處理 時效處理 30 銑 粗銑、精銑上端面 機(jī)加工 二 X52立式銑床 專用銑 夾具 26 40 銑 粗銑、精銑下端面 機(jī)加工 二 X52立式銑床 專用銑 夾具 26 50 鉆、鉸Φ13孔 1)鉆Φ13孔； 2)鉸Φ13孔 機(jī)加工 二 Z525立式鉆床 專用鉆 夾具 60 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸Φ25孔 機(jī)加工 二 T68臥式鏜床 專用鏜 夾具 4 70 銑槽 銑寬度為45mm的槽 機(jī)加工 二 X52立式銑床 專用銑 夾具 2.4 80 鉗工 去毛刺 15 90 檢驗 檢驗入庫 編制 （日期） 審核 （日期） 會簽 （日期） 、 處 數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 連桿銑槽夾具設(shè)計 目錄 摘要……………………………………………………………………2 中文摘要………………………………………………………………2 英文摘要………………………………………………………………3 第一章 概述………………………………………………………… 4 1.1 夾具的特點………………………………………………… 4 1.2 夾具的發(fā)展趨勢…………………………………………… 9 1.3 夾具的設(shè)計步驟…………………………………………… 10 第二章 夾具的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………… 15 2.1 工件分析…………………………………………………… 15 2.2 工件的定位方案的設(shè)計…………………………………… 16 2.3 工件的夾緊方案的設(shè)計…………………………………… 17 2.4 刀具的對刀方案設(shè)計……………………………………… 21 2.5 夾具的安裝方式及夾具體的結(jié)構(gòu)型式…………………… 21 2.6液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算…………………………………… 24 第三章夾具的相關(guān)計算和精度校驗……………………………… 30 3.1定位銷的尺寸計算………………………………………… 30 3.2夾緊力的計算……………………………………………… 31 3.3加工誤差的分析…………………………………………… 33 第四章 夾具的安裝…………………………………………………36 5.1 夾具的安裝順序……………………………………………36 5.2 夾具在操作時的注意事項…………………………………37 結(jié)束語……………………………………………………………… 39 謝辭………………………………………………………………… 41 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………… 42 摘 要 隨著機(jī)械加工工業(yè)的飛速發(fā)展，對提高加工效率和改善勞動強(qiáng)度的要求已經(jīng)越來越高，對于各式各樣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，普通的機(jī)床夾具已經(jīng)不能滿足其加工要求。因此結(jié)合現(xiàn)狀，為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計制造的專用夾具便應(yīng)運(yùn)而生，本次設(shè)計為連桿銑槽專用夾具。它針對連桿的結(jié)構(gòu)特點，采用了“一面兩孔”的定位方案，以支承板、圓柱銷、削邊銷為定位元件。使工件安裝方便，且能保證加工精度。壓緊裝置以杠桿原理為核心，雙壓板壓緊工件，同時采用聯(lián)動機(jī)構(gòu)，左側(cè)壓板壓緊之后右側(cè)自動壓緊。引用液壓系統(tǒng)為夾緊動力源，降低了工人的勞動強(qiáng)度。采用三個工件平行加工方案，使加工三個工件的機(jī)動時間合為一個，提高了工作效率。 關(guān)鍵詞：定位、夾緊、液壓 Abstract With the machinery of the rapid development of processing industries, to enhance efficiency and improve the processing of labor intensity has been increasing demand for a wide range of complex structure of the workpiece, ordinary machine fixture has been unable to meet its processing requirements. So with the status quo, in order to meet a certain part of a process of processing the request of the specialized design and manufacture of special fixture will come into being, such as connecting rod mill slot dedicated fixture. It is aimed at connecting rod of the structural features and adopted the "one-two" targeted programmes to ensure that the workpiece be processed on the location accuracy, more convenient installation of the workpiece, assisted by a short working hours. At the same time adding a higher degree of automation of hydraulic clamping system, reducing the labor intensity of the workers. Three parts used in parallel processing programmes, to enable the processing of the three parts of a mobile time and improve work efficiency. In short, with the fixture for the use and further improvement can effectively shorten the process time to meet the evolving needs of production. Key words: positioning, clamping, hydraulic 第一章 概述 1.1夾具的特點 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。 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺,分度頭,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是,在實際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因為生產(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn);或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設(shè)計制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實際的需要。 專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計制造的,其功用主要有下列幾個方面: 1.保證工件被加工表面的位置精度,例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對于外行比較復(fù)雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進(jìn)行加工往往難以達(dá)到精度要求。 2.縮短了工序時間,從而提高了勞動生產(chǎn)率。進(jìn)行某一工序所需要的時間,其中主要包括加工工件所需要的機(jī)動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的機(jī)動時間將與加工一個工件的機(jī)動時間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進(jìn)行切削加工某個工件的同時,進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機(jī)動時間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。 3.采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 4.減輕勞動強(qiáng)度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動,液壓或其它機(jī)械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工,勞動強(qiáng)度大而且不安全。采用電動回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。 專用夾具在生產(chǎn)上起著很大的作用,那么是不是在任何場合都要設(shè)計和采用呢!這個問題就是具體問題具體的分析。上面說的關(guān)于專用夾具在生產(chǎn)中的作用,只是事物的一個方面。另一方面,由于夾具的設(shè)計,制造和所用的材料等須消耗一定的費(fèi)用,增加了產(chǎn)品的成本。因之,在什么情況下采用什么樣的夾具才是經(jīng)濟(jì)合算的,這是一個大問題,特別對于重大的,設(shè)計制造工作量大的專用夾具需與工人師傅等三結(jié)合共同研究解決。事物總是一分為二的,專用夾具也存在缺點,即專用夾具的專用性和產(chǎn)品多樣性的矛盾。由于專用夾具只適用于一個工件加工的某一個工序,因而隨著產(chǎn)品品種的不斷增多,夾具數(shù)量也不斷上升,造成存放和管理上的困難;而當(dāng)某產(chǎn)品不再進(jìn)行生產(chǎn)時,原來的夾具一般都無法重新利用,造成浪費(fèi).同時,專用夾具的設(shè)計生產(chǎn)時間周期長,與生產(chǎn)的迅速發(fā)展也有矛盾。但是在當(dāng)前成批生產(chǎn)的機(jī)械工廠中,多數(shù)還是采用通用機(jī)床加上專用夾具進(jìn)行工件的機(jī)械加工。 可調(diào)整夾具是為了擴(kuò)大夾具的使用范圍,彌補(bǔ)專用夾具只適用與一個工件的某一特定工序的缺點,正在逐步推廣使用可調(diào)整式的夾具?？烧{(diào)整式夾具一般可分為標(biāo)準(zhǔn)化夾具,成組夾具和組合夾具等。 1.標(biāo)準(zhǔn)化夾具:標(biāo)準(zhǔn)化夾具就是利用本廠已規(guī)格化了的部分或全部標(biāo)準(zhǔn)零件裝配成的專用夾具。專用夾具中的大件,如夾具體,以及定位元件,夾緊件和機(jī)械夾緊用的氣缸部件等,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化,尺寸規(guī)格化后有利于工廠成批準(zhǔn)備配件,成批加工,這樣可使夾具的設(shè)計,制造工作加快,節(jié)省費(fèi)用。另外,當(dāng)產(chǎn)品更改,夾具不再使用時可以拆開,把標(biāo)準(zhǔn)零件保存起來,備以后使用。 2.成組夾具:多品種,小批量生產(chǎn)的機(jī)械加工車間中,往往可以采用成組加工法。采用成組加工法,是把多種產(chǎn)品的零件按加工所用的機(jī)床和刀具,夾具等工藝裝備的共性分組,同一組的零件能在同一臺機(jī)床上用共同的工藝裝備和調(diào)整方法進(jìn)行加工。例如分成軸類,套類,盤類,齒輪,杠桿,支架類等各種零件。成組夾具就是根據(jù)一組安裝方法相類似的零件而設(shè)計的,只要稍作調(diào)整或更換夾具上的某些定位,夾緊件,就可以從加工某一工件轉(zhuǎn)為加工另一工件。 3.組合夾具:組合夾具是有一套專門設(shè)計制造,便于組裝和拆卸的有各種不同的形狀,不同尺寸規(guī)格并且有完全互換性和耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件所組成。利用這些元件和合件,根據(jù)加工工件的需要可以組裝成車,磨,銑,刨,鉆,鏜等工序用的各種不同的機(jī)床夾具。夾具使用完畢,可以方便的拆開,洗凈元件存放起來,留待以后組裝新夾具時再用。因之組合夾具是具有高度標(biāo)準(zhǔn)化和系列化元件的新型工藝裝備。關(guān)于組合夾具的問題,其設(shè)計原理基本相同。 在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的夾具很多,分類方法也有很多種。通常還可按使用夾具的工序不同分為車床夾具,銑床夾具……等;還可以根據(jù)在機(jī)床上運(yùn)動的特點歸并成以下幾類： (1)車床類夾具:包括車床,內(nèi)外圓磨床,螺紋磨床用夾具,其特點是夾具與工件一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 (2)銑床類夾具:包括銑床,刨床,平面磨床等機(jī)床用夾具,其特點是夾具固定字工作臺上,只作縱向或橫向往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動。 (3)鉆,鏜床類夾具:用于在鉆床上鉆,擴(kuò),鉸等工序或在鏜孔工序,其實就是夾具固定在機(jī)床上,刀具通過夾具上的導(dǎo)向裝置進(jìn)行送進(jìn)運(yùn)動。 上述的各種夾具都是固定在機(jī)床上的,但是在自動線加工中,有的夾具帶著工件由生產(chǎn)線的輸送裝置,挨著每臺機(jī)床逐步向前輸送,這類夾具通常稱為“隨行夾具”。自動線上的隨行夾具除了完成工件的定位,支承和夾緊外,還帶著工件沿自動線的加工機(jī)床進(jìn)行定位(相對于每臺機(jī)床的刀具位置),夾緊,待加工完了再自動送至下一臺機(jī)床加工,以便通過自動線的各臺機(jī)床,完成工件的全部工序加工。隨行夾具主要適用于采用組合機(jī)床自動線加工,但又無良好的輸送基面和定位基面的工件,以便將這種畸形工件先裝夾于基面完整的隨行夾具上,然后在通過自動線進(jìn)行加工。對一些有色金屬等軟件性材料的工件,雖然具有良好的輸送基面,但為了保護(hù)工件的基面不受劃傷,有時也采用隨行夾具。 通用可調(diào)夾具,若產(chǎn)品中有若干零件具有相似性,有選用通用可調(diào)整夾具的可能,應(yīng)進(jìn)一步探索,應(yīng)用下面三方面分析判斷： (1)工件結(jié)構(gòu)要素的相似性,主要是被加工表面形式和部位的相似,工序內(nèi)容和技術(shù)要求基本相似;能有相似或相同的定位基準(zhǔn)和定位方式。 (2)有可能采用功能相同的定位方式和夾緊方式(包括夾緊動力源)。 (3)工件尺寸要素相似,如定位基準(zhǔn)和外廓尺寸的近似程度,看能否使用,可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)緊湊,布局協(xié)調(diào)的夾具。 綜上所述,機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項重要任務(wù)。 1.2夾具的發(fā)展趨勢 工業(yè)設(shè)計是人類社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國莫里斯的“工藝美術(shù)運(yùn)動”，到德國的包豪斯設(shè)計革命以及美國的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時至今日，工業(yè)設(shè)計已成為一門獨立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系。 1980年國際工業(yè)設(shè)計協(xié)會理事會（ICSID）給工業(yè)作了明確定義：“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練，技術(shù)知識，經(jīng)驗及視覺感受，而預(yù)示材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工，裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計。根據(jù)當(dāng)時的具體情況，工業(yè)設(shè)計師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè)設(shè)計師對包裝、宣傳、展示，市場開發(fā)等問題的解決付出自己的技術(shù)知識和經(jīng)驗以及視覺評價能力時，這也屬于工業(yè)設(shè)計的范疇”。 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學(xué)的觀點看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに嚕湍軌騽?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。 任何設(shè)計都是時代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機(jī)體的變化。 1.3夾具的設(shè)計步驟 按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類: (1)定位元件及定位裝置； (2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu))； (3)夾具體； (4)對刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對刀裝置及靠模裝置等)； (5)動力裝置； (6)分度,對定裝置； (7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)； 每個夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。 在專用夾具設(shè)計中，除要考慮工件的定位、夾緊和夾具結(jié)構(gòu)外，還需要進(jìn)行夾具總圖上尺寸公差及技術(shù)要求的標(biāo)注，工件在夾具中的加工的精度分析，夾具的經(jīng)濟(jì)分析等。 1.對專用夾具的基本要求 （1）保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2）提高生產(chǎn)率 專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的快速高效定位與夾緊裝置，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 （3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。 專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，夾具上應(yīng)設(shè)置修配結(jié)構(gòu)，如適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙、可修磨的墊片等。 （4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡單、省力、安全可靠，排屑方便，必要時應(yīng)設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 （5）經(jīng)濟(jì)性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案驚醒必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 2.專用夾具設(shè)計步驟 （1）明確設(shè)計任務(wù)與收集設(shè)計資料 夾具設(shè)計的第一步是在以知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究工件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計任務(wù)書，對工件進(jìn)行工藝分析。了解工件的結(jié)構(gòu)特點、材料；本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機(jī)床刀具、量具等。 其次是根據(jù)設(shè)計任務(wù)收集有關(guān)資料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾緊零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和廠定標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊、夾具設(shè)計手冊等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計圖樣，并了解該廠的工狀制造水平，以供參考。 （2）擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖。 1）確定工件的定位方案，設(shè)計定位裝置。 2）確定工件的夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置。 3）確定其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式，如對刀、導(dǎo)向裝置等。 4）確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。 5）繪制夾具草圖。 （3）進(jìn)行必要的分析計算 工件的加工精度較高時，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析，且計算定位誤差。有動力裝置的夾具，需計算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。 （4）審查方案與改進(jìn)設(shè)計 夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)他們的意見，對夾具方案作進(jìn)一步修改。 （5） 繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應(yīng)按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、各種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。 夾具總圖的繪制次序如下： 1.用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中工件可看作透明體，不遮擋后面的線條。 2.依次繪出定位裝置、夾緊裝置、其他裝置及夾具體。 3．標(biāo)準(zhǔn)必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。 4．編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。 （6）繪制夾具零件圖 夾具中的 非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。 第二章 夾具的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1工件分析 下圖所示為連桿的銑槽工序簡圖。工序要求銑工件中間的一個通槽，槽寬45mm，深10mm，表面粗糙度值為6.3m。先行工序以加工好的表面可作為本工序用的定位基準(zhǔn)，即厚度為16mm的兩個端面和直徑皆為φ13H8的兩個孔，此兩基準(zhǔn)孔中心距為770.1mm，槽寬由刀具直接保證，槽深和位置要用夾具保證。本次設(shè)計要求一次性加工3個工件，每次安裝的基準(zhǔn)都用兩個孔和一個端面，并在上端面上進(jìn)行夾緊。 圖2-1 銑槽工序簡圖 2.2工件的定位方案 在加工箱體、支架類零件時，常用工件的一面兩孔作為定位基準(zhǔn)，以使基準(zhǔn)統(tǒng)一。此時，常采用一面兩銷的定位方式。這中定位方式簡單、可靠、夾緊方便。有時工件上沒有合適的小孔時，常把緊固螺釘孔的精度提高或?qū)ｉT做出兩個工藝孔來，以備一面兩孔之用。 根據(jù)連桿銑槽的工序尺寸，形狀和位置精度要求，工件定位時需限制六個自由度。工件的定位基準(zhǔn)和夾緊位置雖然在工序圖上已經(jīng)規(guī)定，但在擬定定位、夾緊方案時，仍然應(yīng)對其進(jìn)行分析研究，考查定位基準(zhǔn)的學(xué)則是否能滿足工件位置精度的要求，夾具的結(jié)構(gòu)能否實現(xiàn)。在銑連桿槽時，工件在槽深方向的工序基準(zhǔn)是和槽相連的端面，若以次端面為平面定位基準(zhǔn)，可以達(dá)到與工序基準(zhǔn)相重合。但是由于要在此面上開槽，那么夾具的定位面就勢必要設(shè)計成朝下的，這就會給工件的定位夾緊帶來麻煩，夾具的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。如果選擇與所加工槽相對的另一端面為定位基準(zhǔn)，則會引起基準(zhǔn)不重合誤差，起大小等于工件兩端面間的尺寸公差0.1mm?？紤]到槽深的公差較大（為0.4mm），還可以保證精度要求的。而這樣又可以使定位夾緊可靠，操作方便，所以應(yīng)當(dāng)選擇工件底面為定位基準(zhǔn)。采用平面為定位元件。 在保證角度方面，以兩孔為定位基準(zhǔn)，可以做到基準(zhǔn)重合，而且操作方便。為了避免發(fā)生不比樣的過定位現(xiàn)象，采用一個圓柱銷和一個菱形銷做定位元件。工件以一面兩孔為定位基準(zhǔn)。而定位元件采用一面兩銷，分別限制了工件的六個自由度，屬于完全定位。如圖2-2： 圖2-2 定位簡圖 2.3工件的夾緊方案設(shè)計 一、對夾緊裝置的基本要求 機(jī)械加工過程中，為保持工件定位時所確定的正確位置，防止工件在切削力、慣性力、離心力及重力等作用下發(fā)生位移和振動，機(jī)床夾具應(yīng)設(shè)有夾緊裝置，將工件壓緊夾牢。夾緊裝置是否合理、可靠及安全，對工件加工的精度、生產(chǎn)率和工人的勞動條件有著重大的影響，為此提出下列基本要求： 1）夾緊過程中，不能改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 2）夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證工件在整個加工過程中位置穩(wěn)定不變、振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。 3）夾緊裝置的自動化和復(fù)雜程度應(yīng)富裕生產(chǎn)類型相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，便于制造和維修。 4）夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 5）夾緊裝置應(yīng)具有良好的自鎖性能，以保證源動力暴動或消失后，仍能保持夾緊狀態(tài)。夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時受切削力，重力或伴生離心力，慣性力，熱應(yīng)力等的作用產(chǎn)生移動或振動。 夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種力不會使它離開定位時所需確定的位置，才可以設(shè)有夾緊裝置。夾緊裝置設(shè)計的優(yōu)劣，對于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動強(qiáng)度都有很大的影響。分析各類夾具的基本功能要求可以將夾緊裝置概括為兩類：第一類是性能要求，主要指定位唯一性、定位穩(wěn)定性,夾緊穩(wěn)定性及總體約束；第二類要求是夾具的結(jié)構(gòu)剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設(shè)計目錄中功能項包括夾緊對象特征項、加工信息特征及夾緊要求特征。 夾緊對象特征項目：包括夾緊對象類型、材料、形狀、體積、數(shù)量、物理特性、磁性、導(dǎo)電性、剛性等信息。 加工信息特征項：加工類型、機(jī)加工、裝配、檢測、焊接等、加工參數(shù)、切削參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)、幾何參數(shù)等。 夾緊要求特征項：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準(zhǔn)選擇，如特征點、特征面。夾緊力大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊松開速率，自鎖性等。 元件功能分析：夾緊功能主要包括四種元功能：定位功能、傳動功能、執(zhí)行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分為平面定位元件、圓孔定位元件、外圓定位元件。傳動功能由中間遞力機(jī)構(gòu)完成，該機(jī)構(gòu)一般有三個作用；改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機(jī)構(gòu)：斜楔機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、圓偏心機(jī)構(gòu)、杠桿鉸鏈機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)、對中機(jī)構(gòu)、定心機(jī)構(gòu)等。 設(shè)計夾緊裝置時,應(yīng)滿足下述主要要求： 1.夾緊裝置在對工件夾緊時，不應(yīng)破壞工件的定位,為此，必須正確選擇夾緊力的方向及著力點。 2.夾緊力的大小應(yīng)該可靠，適當(dāng)，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍。 3.夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡單合理，夾緊動作要迅速，操作方便省力，安全。 4.夾緊力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。 二、夾緊力的確定 確定夾緊力的方向、作用點和大小時，應(yīng)依據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求，并結(jié)合工件加工中的受力狀況及定位元件的結(jié)構(gòu)和不止方式來確定。 夾緊力的方向 夾緊力的方向應(yīng)有住與定位正頂，且主夾緊力應(yīng)朝向主要限位基面。如圖2-3所示：夾緊力直接朝向限位基面—支承板上面。 圖2-3 夾緊力FJ 夾緊力的作用點 夾緊力的方向確定后，應(yīng)根據(jù)下述原則確定作用點的位置： 1）夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 2）夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性好的方向和部位。 3）夾緊力的作用點應(yīng)靠近工件的加工表面。 根據(jù)工件定位方案，可以考慮夾緊力的作用點及方向采用裝配圖中所示的方法（圖2-3）較好。工件以一面兩孔的定位方式在支承板、圓柱銷和菱形銷上定位，按下液壓系統(tǒng)啟動按鈕，啟動液壓缸以使其工作，當(dāng)液壓活塞桿在壓力油的作用自下向上伸出時，頂起壓緊板的外端向上運(yùn)動，通過活節(jié)螺栓帶動浮動杠桿繞鉸鏈順時針旋轉(zhuǎn)，右端螺栓向下移動，使單副壓板均勻地同時夾緊工件兩端。該夾具有三副壓板，可同時加工三個工件。 2.4 對刀具的對刀或?qū)б桨? 對刀元件主要由對刀塊和塞尺組成，用以確定夾具和刀具的相對位置，對刀元件的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。本夾具采用側(cè)裝對刀塊。用對刀塊調(diào)整刀具與工件待加工面的相對位置，適用于加工精度不超過IT8級，本方案采用側(cè)裝對刀塊，用螺釘，銷釘固定在夾具體上。 使用對刀元件對刀時，在刀具和對刀塊之間用塞尺進(jìn)行調(diào)整，以免損壞切削刃或造成對刀塊過早磨損。本次設(shè)計采用平塞尺，其基本尺寸s為5mm，公差按h6制造。 標(biāo)準(zhǔn)對刀塊的材料為20鋼，滲碳深度為0.8-1.2mm，淬火硬度為55-60HRC。 標(biāo)準(zhǔn)塞尺的材料為T8，淬火硬度為55-60HRC。 2.5夾具在機(jī)床上的安裝方式以及夾具體的結(jié)構(gòu)型式 一、夾具在機(jī)床上的安裝，一般有兩種形式，一種是安裝在機(jī)床工作臺上（如銑床、鏜床、鉆床等）；另一種是安裝在機(jī)床的回轉(zhuǎn)主軸上（如車床、磨床等）。本夾具通過定向鍵與機(jī)床工作臺T形槽的配合使夾具上的定位元件表面對工作臺的送進(jìn)方向具有正確的相對位置。定向鍵與夾具體上鍵槽的配合選擇為，兩個定向鍵間距為435mm。夾具安裝時，為了避免定向鍵與T型槽間配合間隙對安裝精度的影響，在精度要求較高時，可以將鍵緊靠在工作臺T型槽精加工的一側(cè)，使夾具上定位元件的工作表面相對于工作臺的進(jìn)給方向具有正確的位置。夾具體與機(jī)床的安裝方式如下圖所示。定向鍵的材料多為45鋼，淬火至43-48HRC。 圖2-4 耳座 銑床夾具與工作臺的連接部分稱為耳座，因連接要牢固穩(wěn)定，故夾具上耳座兩邊的表面要加工平整，為此常在該處做一凸臺，以便于加工，為提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，除要求夾具體具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)使被加工表面盡量靠近工作臺面，以降低夾具的重心。因此，夾具體的高寬比限制在1-1.25之間。 二、夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的基礎(chǔ)件。它通常是夾具上體積最大和結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的零件。設(shè)計夾具體是應(yīng)注意以下幾點： 1.應(yīng)有良好的加工精度和尺寸穩(wěn)定性 夾具體上的重要平面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀或到鄉(xiāng)元件的表面以及夾具體的安裝基面（與機(jī)床相連接的表面）等，應(yīng)具有較高的尺寸、形狀和相互位置精度，并使其精度保持良好的穩(wěn)定性。為此，夾具體毛坯應(yīng)作響應(yīng)的時效或退火處理，必要時，在粗加工后，還應(yīng)進(jìn)行二次時效處理。 2.應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力，為包乘夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和震動，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此需選擇合適的材料，適當(dāng)?shù)谋诤?。焊接和鑄造夾具體常設(shè)置加強(qiáng)筋。在不影響工件裝卸的情況下，采用框形結(jié)構(gòu)的夾具體具有較高的強(qiáng)度和剛度。 3.有良好的制造工藝性和使用性 按照單間生產(chǎn)的工藝特點，夾具體的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，制造工藝性要好。 對于加工時產(chǎn)生大量切屑的夾具體來說，在夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)，在夾具結(jié)構(gòu)上也應(yīng)考慮足夠的排屑空間，以便于清除落在定位元件上的少量切屑，確保定位的可靠。 當(dāng)夾具的重量較大是，應(yīng)在夾具體上設(shè)置供起吊用的裝置（如吊環(huán)螺釘?shù)龋? 4.應(yīng)保證夾具安裝在機(jī)床上穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝，一般都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)的表面的接觸或配合來實現(xiàn)的。當(dāng)采用機(jī)床工作臺安裝夾具時，其夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)越大。夾具體底面中部一般應(yīng)挖空，四周與機(jī)床工作臺接觸，以保證安裝穩(wěn)定可靠，為了找正夾具在機(jī)床上位置常在夾具體的側(cè)面設(shè)置一窄長的找正基準(zhǔn)面。 2.6 液壓系統(tǒng)的設(shè)計與計算 1.明確設(shè)計要求 按夾具設(shè)計要求，需要液壓缸在夾具體左側(cè)頂起壓板，壓板繞球頭螺栓逆時針旋轉(zhuǎn)，壓緊工件。液壓缸沿鉛垂方向直線運(yùn)動，行程30mm，無同步或聯(lián)鎖要求。工作平穩(wěn)可靠。 2.確定執(zhí)行元件 執(zhí)行元件是液壓系統(tǒng)的輸出部分，必須滿足機(jī)器設(shè)備的運(yùn)動功能、性能要求及結(jié)構(gòu)、安裝上的限制。根據(jù)所要求的負(fù)載運(yùn)動形態(tài)，選用不同的執(zhí)行元件配置，見表 運(yùn)動形態(tài) 執(zhí)行元件 直線運(yùn)動 液壓缸 液壓馬達(dá)+齒輪齒條機(jī)構(gòu) 液壓馬達(dá)+螺旋機(jī)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 液壓馬達(dá) 擺動 擺動液壓馬達(dá) 液壓缸+齒輪結(jié)構(gòu) 液壓馬達(dá)+連桿機(jī)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計要求，運(yùn)動形態(tài)為直線運(yùn)動且沒有位移精度要求，故選用液壓缸為執(zhí)行元件。 3．對液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件進(jìn)行工況分析，就是查明每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律。通常是求出一個工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值列表表示，必要時還應(yīng)作出速度、負(fù)載隨時間（或位移）變化的曲線圖（稱速度循環(huán)圖和負(fù)載循環(huán)圖）。 在一般情況下，液壓缸承受的負(fù)載由六部分組成，即工作負(fù)載、導(dǎo)軌摩擦負(fù)載、慣性負(fù)載、重力負(fù)載、密封負(fù)載和背壓負(fù)載，前五項構(gòu)成了液壓系統(tǒng)所要克服的機(jī)械總負(fù)載。 a.工作負(fù)載 對不同的機(jī)器有不同的工作負(fù)載。對于金屬切削機(jī)床來說，沿液壓缸軸線方向上的切削力即為工作負(fù)載；對液壓機(jī)來說，工件的壓制抗力即為工作負(fù)載。工作負(fù)載與液壓缸運(yùn)動方向相反時為正值，反之為負(fù)值。工作負(fù)載既可以為恒值，也可以為變值。 本液壓系統(tǒng)屬于液壓機(jī)范疇，工件的壓制抗力為工作負(fù)載，負(fù)載值恒定。 b.導(dǎo)軌摩擦負(fù)載 導(dǎo)軌摩擦負(fù)載是指液壓缸驅(qū)動運(yùn)動部件時所受的導(dǎo)軌摩擦阻力，其值與運(yùn)動部件的導(dǎo)軌形式、放置情況及運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。 c.慣性負(fù)載 慣性負(fù)載是運(yùn)動部件在啟動加速或制動時的慣性力。 d.重力負(fù)載 垂直或傾斜放置的運(yùn)動部件，在沒有平衡餓情況下，其自重也成為一種負(fù)載。傾斜放置時，只計算重力在運(yùn)動方向上的分力。液壓缸上行時重力取正值，反之取負(fù)值。 e.密封負(fù)載 密封負(fù)載是指密封裝置的摩擦力，其值與密封裝置的類型和尺寸、液壓缸的制造質(zhì)量和油液的工作壓力有關(guān)，密封負(fù)載一般用液壓缸的機(jī)械效率加以考慮，常取0.90-0.97。 f.背壓負(fù)載 背壓負(fù)載在計算時暫不考慮。 4.執(zhí)行元件主要參數(shù)的確定 1）確定執(zhí)行元件的工作壓力 工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，乃至整個系統(tǒng)的性能。應(yīng)根據(jù)實際情況選取適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫Α?zhí)行元件工作壓力可以根據(jù)總負(fù)載值或主機(jī)設(shè)備類型選取，見表4-1、4-2 表4-1負(fù)載和工作壓力之間的關(guān)系 負(fù)載F/kN <10 10-20 工作壓力p/MPa 0.8-1.2 1.5-2.5 20-30 30-50 >50 3.0-4.0 4.0-5.0 ≥5.0 表4-2各類液壓設(shè)備常用的工作壓力 設(shè)備類型 精加工機(jī)床 半精加工機(jī)床 粗加工或重型機(jī)床 工作壓力p/MPa 0.8-2 3-5 5-10 農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械、工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu) 液壓機(jī)、重型機(jī)械、大中型挖掘機(jī)、起重運(yùn)輸機(jī)械 10-16 20-32 由此可估算：工作壓力為1.2p/Mpa，負(fù)載為6F/kN 2）液壓缸主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定 液壓缸內(nèi)徑D D= = ≈80mm 活塞桿直徑d 活塞桿直徑d可根據(jù)工作壓力或設(shè)備類型選取，如表 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑 工作壓力 ≤5 5-7 >7 直徑 （0.5-0.55）D （0.6-0.7）D 0.7D 故 活塞桿直徑d=0.55D=0.55*80=44mm 5.液壓系統(tǒng)原理圖的擬訂 液壓系統(tǒng)原理圖是表示液壓系統(tǒng)的組成和工作原理的圖樣。擬定液壓系統(tǒng)原理圖是設(shè)計液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵一步，它對系統(tǒng)的性能及設(shè)計方案的合理性、經(jīng)濟(jì)性具有決定性的影響。 在擬定液壓系統(tǒng)原理圖時，應(yīng)根據(jù)各類主機(jī)的工作特點和性能要求，首先確定對主機(jī)主要性能起決定性影響的主要回路。本液壓系統(tǒng)屬于壓力機(jī)范疇，調(diào)壓回路為主要回路。該系統(tǒng)有三個液壓缸同時工作，考慮到其兩兩無必然關(guān)系，故輔助回路采用互不干擾回路。 第三章 夾具精度的校驗 3.1定位銷尺寸計算 （1）確定兩定位銷的中心距 兩定位銷的中心距的基本尺寸應(yīng)該等于工件兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般取 T=（-）T 因 =77mm 取=77±0.03mm 確定圓柱銷直徑 圓柱銷直徑的基本尺寸取與之配合的工件孔的最小極限尺寸，其公差一般取g6或h7。 因連桿兩定位孔的尺寸為Φ13H8=Φ13 mm，取圓柱銷的直徑d =Φ13h7=Φ13 mm。 （3）確定菱形銷的尺寸b 查表2-1，b=4mm。 表2-1 削邊銷尺寸 D >3-6 >6-8 >8-20 … b 2 3 4 … B D-0.5 D-1 D-2 … （4）計算菱形銷的最小間隙 b=4mm D=13mm TL=0.2mm TL=0.06mm 按X= 計算得 X=0.08mm （5）確定削邊銷基本尺寸及公差 1）按公式=-算出菱形銷的最大直徑 =（13-0.08）mm =12.92mm 2）確定菱形銷的公差等級，一般取IT7或IT6 因IT7=0.018mm 故 =Φ13mm 3.2夾緊力的計算 計算夾緊力時，通常是把夾具體和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受的切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮工件重力、慣性力）的作用狀況，找出加工中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)作為實際夾緊力。即 式中 實際所需夾緊力（N） F 理論夾緊力（N） K 安全系數(shù) 在精加工時，K取1.5。 在一面兩孔定位中，理論夾緊力的計算公式為 式中 P為機(jī)床切削力 P0為圓柱銷所受部分切削力 μ為工件與限位基面之間的摩擦力 由表3-1得： μ=0.15。 表3-1 摩擦系數(shù)的選用 摩擦條件 μ 工件為加工過的平面 0.15 工件為未加工過的毛坯表面，固定支承為球面 0.2-0.25 夾緊元件和支承表面有齒紋，并在較大相互作用力下工作 0.7 為防止圓柱銷受力而造成不必要的定位誤差，而令P0為0。則 選取銑床的背吃刀量 =3mm，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5mm/r。因待加工工件為鋼材，故單位切削力P=2000 則銑床的切削力 =2000*3*0.5 =3000（N） 故 F=3000/0.15=20（KN） FK=20*1.5=30（KN） 結(jié)論 本夾具所需實際夾緊力為30KN。 3.3夾具加工誤差的分析 使用夾具加工時產(chǎn)生的誤差有下列四個方面： 1．與工件定位有關(guān)的誤差 定位誤差△D 2．與夾具在機(jī)床上安裝有關(guān)的誤差 安裝誤差△A 3．與刀具調(diào)整有關(guān)的誤差△T 4．與加工過程有關(guān)的誤差△G △D+△T+△A+△G≤δk 上式即為定位誤差不等式。 A：定位誤差 基準(zhǔn)重合：=0 D=Y=D+d+ D=0.015（mm） B：夾具在銑床上安裝的不準(zhǔn)確并不影響加工槽的位置尺寸，所以A可不考慮。 C：加工方法有關(guān)誤差 對刀塊的制造與對刀調(diào)整誤差銑刀的跳動，機(jī)床工作臺的傾斜等因素所引起的加工方法誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗并參照經(jīng)濟(jì)加工精度進(jìn)行確定。今取0.05mm. 綜上所述： =D+A+T+G =0.065mm﹤=0.1mm 此夾具滿足加工要求。 〈2〉對槽深精度的分析計算 影響槽尺寸精度（10mm）的主要因素有： A：基準(zhǔn)重合 B=0 D=Y=D+d+ D=0.015（mm） B：夾具安裝誤差 由于夾具定位面N和夾具底面M間的平行度誤差等，會引起工件傾斜，使加工槽的底面和其端面不平行，因而會影響槽深的尺寸精度。夾具技術(shù)要求的第一條規(guī)定為不大于100：0.03，那么在工件約105mm范圍內(nèi)的影響值將約0.03mm. C:加工方法有關(guān)的誤差 對刀塊的制造和對刀調(diào)整誤差，銑刀的跳動，機(jī)床工作臺的傾斜等因素所引起的加工方法誤差，可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗并參照經(jīng)濟(jì)加工精度進(jìn)行確定，今取0.1mm. 綜上： =D+A+T+G =0.125mm=0.2m 因此，此夾具滿足加工要求。 第四章 夾具的安裝 4.1 安裝順序 當(dāng)夾具的各個零件生產(chǎn)出來后，就要對它進(jìn)行安裝。安裝夾具看起來是非常簡單的事情，但是不同的人安裝同樣的夾具，其安裝的夾具誤差都不一樣。(從瑞士手表的安裝準(zhǔn)確度，其秒針走時誤差一年相隔一秒與一星期相隔一秒的例子得啟示)公司有專人安裝夾具的隊伍，在某些程度上提高了安裝精度。在安裝夾具的過程中要注意一些事項： (1)先以平衡的方式把支承板和夾具體以兩個定位削（其中一個為削邊銷）定位，接著依次上固定螺釘。 (2) 支承板留有0.2到0.3mm的加工余量，在安裝上去后，等檢驗精度的時候再磨削部分余量至達(dá)到要求。按照磨損規(guī)則是盡量的初次磨削最少的余量，可以使使用時間加長,減少成本。 (3)安裝夾具體右側(cè)的調(diào)節(jié)支撐和兩側(cè)的定位鍵。 (4)安裝杠桿板和螺栓，因夾具體長度限制，杠桿板和螺栓不能同時放入夾具體內(nèi)腔，應(yīng)先將杠桿板由夾具體側(cè)孔放入夾具體內(nèi)的正確位置，螺栓由底面直接插入對應(yīng)的螺栓孔，依次放入墊圈、壓縮彈簧、墊圈、壓緊板、彈簧墊圈，后擰緊螺母。（注意：螺母只要稍稍旋入螺栓即可，否則杠桿板會繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致另一側(cè)的螺栓安裝困難，理論上應(yīng)先安裝長螺栓，即靠近液壓缸一側(cè)的螺栓。） (5)安裝液壓缸，將液壓缸的安裝板放入夾具體左側(cè)凹槽中，使缸底與夾具體底板接觸，在夾具體上配鉆安裝孔。然后絞孔、攻螺紋，最后用螺釘將液壓缸固定在夾具體左側(cè)凹槽中。 (6)安裝T型槽快換螺栓，將夾具體固定在銑床工作臺上。 4.2夾具在操作時應(yīng)注意的事項 現(xiàn)代化生產(chǎn)要想有好的經(jīng)濟(jì)效益，必須提高勞動生產(chǎn)率而影響生產(chǎn)率的因素很多,金屬加工中一個重要的影響因素就是工件在夾具上的裝夾。夾具設(shè)計依據(jù)的原則是簡捷、實用、快速、可靠。這里的“快速”指的就是快速裝夾。根據(jù)工件的種類、結(jié)構(gòu)特征的不同，可采用不同的形式。合理的裝夾形式不但能達(dá)到快速、高效的目的而且能減輕工人的勞動強(qiáng)度，一般夾具設(shè)計出來成為產(chǎn)品后,就有一個裝夾模式。 裝夾模式在快速裝夾的過程中，應(yīng)該注意一些事項: (1)按下液壓系統(tǒng)關(guān)閉按鈕，將兩側(cè)的夾緊板向外抽出，將工件對準(zhǔn)定位銷放入夾具中。 (2)將夾緊板推如夾緊位置，啟動液壓系統(tǒng)夾緊按鈕，將工件夾緊。 (3)工件加工過程中不要手去接觸鐵屑，讓其自動排屑.按規(guī)定是每間隔1小時有工人清除鐵屑。 (4)取工件時是先按下液壓系統(tǒng)停止按鈕，將夾緊板抽出，然后取下工件。 (5)定位銷有明顯的磨損后，更換新定位柱或調(diào)整定位銷 (原則上該公司每隔一段時間就檢驗一次精度，不需要操作工負(fù)責(zé)) 。 小結(jié):在實際工作中，應(yīng)多讀些典型機(jī)床夾具總圖，多調(diào)試一些夾具，多了解一些夾具結(jié)構(gòu)方案，從中多學(xué)習(xí)一些結(jié)構(gòu)工藝性方面的知識，使設(shè)計能力有所提高。 結(jié) 束 語 為期兩個多月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，在這兩個多月的設(shè)計過程中，真是感慨萬千。它使我從中學(xué)到了以前在課堂上根本就學(xué)不到的東西！ 在這次設(shè)計過程中，使我真正的認(rèn)識到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識，在這次設(shè)計當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設(shè)計將我以前學(xué)過的機(jī)械制造工藝學(xué)、公差與配合、機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線、鞏固所學(xué)的作用。 在畢業(yè)設(shè)計中掌握了如何利用AUTOCAD和一些計算機(jī)軟件，因為學(xué)的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但現(xiàn)在已經(jīng)可以熟練的運(yùn)用了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次畢業(yè)設(shè)計真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實際應(yīng)用中來了。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，還有一個重要的成果就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計，因為機(jī)床夾具的設(shè)計在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設(shè)計過。因此，在開始的設(shè)計過程中，存在這樣那樣的問題，在朱老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計資料，終于將它設(shè)計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。 在這次畢業(yè)設(shè)計中，我學(xué)到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設(shè)計人員，設(shè)計一個零件，也因此，我了解了設(shè)計人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計出來，再加工的，因此，作為一個設(shè)計人員，在設(shè)計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設(shè)計者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計出好的作品。 謝 辭 首先感謝我的指導(dǎo)老師王淑珍講師，在設(shè)計過程中，王老師幫我指出了設(shè)計中的許多不足，細(xì)心幫我解答了許多疑難問題。感謝朱老師的悉心指教！ 在三年的學(xué)習(xí)和生活期間，始終得到洛陽理工學(xué)院機(jī)械系各位老師的無私幫助，在此表示感謝! 在課題的研究過程中，得到了本班同學(xué)劉志剛的大力支持，在此表示由衷的感謝!也感謝這三年中給了我珍貴友誼和幫助的同學(xué)們! 同時感謝所有關(guān)心和幫助過我的人! 最后，在本文結(jié)束之際，向所有為我的設(shè)計提出寶貴意見的評閱專家們表示衷心的感謝和崇高的敬意! 謝謝! 2008年6月5日 參 考 文 獻(xiàn) [1]劉守勇,陳殿學(xué)，劉彥竹，機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 ,機(jī)械工業(yè)出版社,1999.10 [2]徐嘉元,曾家駒，機(jī)械制造工藝學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社,2007.1 [3]文斌主編，管接頭和管件選用手冊，機(jī)械工業(yè)出版社,2006.1 [4]王光斗,王春福,張繼信等，機(jī)床夾具設(shè)計手冊，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980.1 [5]鄧昭銘，張瑩，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)，高等教育出版社，第二版，2000.7 [6]陳于萍，周兆龍，何小龍，互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)，第二版，2007.2 [7]王孝達(dá)主編，金屬工藝學(xué)，高等教育出版社，1997.7 [8]劉小年,陳婷,崔建軍,機(jī)械制圖,第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，2004.5 [9]丁樹模,周驥平主編,液壓傳動,第二版，2006.1 [10]范厚軍主編，緊固件手冊，江西科學(xué)技術(shù)出版社，2004.1 [11]劉承啟主編，新編銑工計算手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，2001.5 [12]孫靖民，米成秋主編，機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1986.5 [13]汪琪，李鈞主編，機(jī)械設(shè)計計算，中國致公出版社，1998.5 [14]成大先主編，機(jī)械設(shè)計手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1 [15]王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)主編，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計，高等教育出版社，2006.9