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茂 名 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
題 目： 法蘭盤斜孔和徑向孔加工臥、斜軸
回轉(zhuǎn)分度鉆床夾具的設(shè)計(jì)
英文并列題目: The Design of the Rotary-Drilling Fixture of the Horizontal and Inclined Shaft about Flange of the Slanting-Holes and Radial Holes Machining
學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí) 機(jī)電04-2班 學(xué)生 廖志華
指導(dǎo)教師（職稱） 王安民 (教授)
完成時(shí)間 2008年 3月 17日至 2008年 6月 15日
Ⅰ
系主任
批準(zhǔn)日期
茂 名 學(xué) 院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
機(jī)電工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 機(jī)電04－2 班 學(xué)生 廖志華
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題 法蘭盤斜孔和徑向孔加工回轉(zhuǎn)分度鉆床夾具設(shè)計(jì)
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作自 2008年 3 月 17日起至 2008 年 6 月 20 日止
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)行地點(diǎn) 茂名學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容要求
（一）、已知條件
（1）、被加工的零件的零件圖
（2）、成批生產(chǎn)
（二）、主要內(nèi)容及要求
（1）、按要求寫出開題報(bào)告
（2）、結(jié)合課題到工廠進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)
（3）、收集國內(nèi)外有關(guān)情報(bào)資料，查閱文獻(xiàn)資料15篇以上
（4）、翻譯不少于5000字的英語科技文獻(xiàn)
（5）、研究形成總體方案
（6）、設(shè)計(jì)繪制出夾具的總裝工作圖
（7）、繪制出主要零件圖
（8）、按學(xué)校規(guī)定格式編寫出不少于20000字的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（含文獻(xiàn)綜述）
（9）、準(zhǔn)備和參加畢業(yè)答辯。
（三）、主要參考資料：
（1）機(jī)床夾具圖冊(cè)P18~19 孟憲棟等主編 機(jī)械工業(yè)出版社
（2）巧改機(jī)床 陳榕林 張磊 編著中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化出版社
（3）金屬切屑機(jī)床 上、下冊(cè) 顧熙賞等主編 上?？萍汲霭嫔?
（4）組合機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社
（5）機(jī)電傳動(dòng)與控制 鄧星鐘等 華中理工大學(xué)出版社
（6）新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 徐生 機(jī)械工業(yè)出版社
（7）機(jī)械可靠性設(shè)計(jì) 劉信主編 機(jī)械工業(yè)出版社
（8）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社
（9）機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 龔定安等 西安交通大學(xué)出版社
（10）機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 李慶壽 機(jī)械工業(yè)出版社
（11）機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) 華東五高校編 華東科技大學(xué)出版社
（12）機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 楊黎明 主編 國防工業(yè)出版社
教研室負(fù)責(zé)人
指導(dǎo)教師 王安民（教授）
接受設(shè)計(jì)論文任務(wù)開始執(zhí)行日期 2008 年 1 月 7 日
學(xué)生簽名
摘要
本課題是法蘭盤臥、斜軸回轉(zhuǎn)分度鉆床夾具設(shè)計(jì)，許多功能完全相同而結(jié)構(gòu)工藝性不同的零件，它們的加工方法與制造成本有著很大的差別，應(yīng)仔細(xì)審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性，定位基準(zhǔn)選擇、加工方法選擇。根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求、生產(chǎn)類型、材料的性能、零件的結(jié)構(gòu)、形狀尺寸、毛坯尺寸、毛坯情況、生產(chǎn)計(jì)劃安排及現(xiàn)有的對(duì)比，確定其最佳夾具加工方案。
本設(shè)計(jì)中，根據(jù)法蘭盤尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度、技術(shù)要求、工件材料、等要求來設(shè)計(jì)夾具過程。根據(jù)給定的生產(chǎn)量大小來確定夾具類型過程。根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)條件，充分發(fā)揮現(xiàn)場技術(shù)條件手段和技術(shù)力量的潛力來設(shè)計(jì)夾具過程。機(jī)床夾具的總體設(shè)計(jì)包括從方案制定到總裝配圖的設(shè)計(jì)的全部過程。包括確定工件的定位，選擇或設(shè)計(jì)定位元件，計(jì)算定位誤差；確定刀具的導(dǎo)引和對(duì)刀方式，選取或色痕跡導(dǎo)引元件或?qū)Φ对?；確定工件的夾緊方式，選擇或設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)或裝置，計(jì)算夾緊力；確定夾具體及其他裝置的結(jié)構(gòu)類型等。
通過合理的設(shè)計(jì)，在保證零件加工質(zhì)量前提下,提高生產(chǎn)效率,降低消耗,以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞：夾具，法蘭盤，回轉(zhuǎn)分度定位
Abstract
The topic is Plectrum Technology Analysis and fixture design,.Many functionally identical nature and structure of different parts, their processing methods and the cost of manufacturing is very different, we should carefully examine parts of the structure, positioning baseline options, the processing method of choice. According to the major surface parts to the technical requirements, product type, material properties, components, the structure, shape and size, the rough size, Blank, production plans and the current contrast, we found that the best processing program.
The design, based on tolerance Plectrum size, shape and position tolerances, surface roughness, technical requirements, workpiece material, rough type, heat treatment and surface protection requirements of the design process. According to the output size to determine the process. According to the unit's first production conditions, and give full play to the scene technical means and technologies for the potential of the design process. Its object processing process analysis of the technology components of the structure analysis to determine the type of production and forms of organization. Blank design process to determine line, positioning benchmark choice. The fixture design, including programming from the general assembly to the design of the entire process. Including the identification of the workpiece positioning, choice or design positioning components, calculated positioning error; Tool to determine the right guidance and knives, Color selection or guidance components or traces of knife components; determine the workpiece clamping, choice or design or clamping devices, Clamping calculation; identify specific folder and other devices, and other types of structures.
Through rational design, quality assurance parts processing premise, improve production efficiency and reduce consumption, in order to obtain a better economic and social benefits.
Keyworks: Fixture,Flange, Rotary-Pisition.
目錄
摘要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
第二章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述 2
2.1 夾具設(shè)計(jì)概念 2
2.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)說明 2
2.2.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟 2
2.2.2 機(jī)床夾具的分類和組成 3
2.2.3 工件安裝與獲得加工精度的方法 3
2.2.4 工件在夾具中的定位原理 3
2.2.5 常見定位方式及定位元件 4
2.2.6 工件在夾具中的加緊原理 4
2.2.7 確定刀具位置及鉆套的選擇 5
2.2.8 夾具總圖的繪制及標(biāo)注 7
2.2.9 機(jī)床夾具總圖上尺寸的標(biāo)注 8
2.2.10 機(jī)床夾具總圖上技術(shù)條件的標(biāo)注 9
2.2.11 機(jī)床夾具調(diào)刀尺寸的標(biāo)注 9
2.2.12 夾具定位誤差分析與計(jì)算 10
第三章 機(jī)床的夾具設(shè)計(jì) 12
3.1 研究原始資料,確定夾具的設(shè)計(jì)方案 12
3.11 夾具設(shè)計(jì)前所需的資料 12
3.12 分析工件并確定定位方案 12
3.2 確定夾具總裝配圖的設(shè)計(jì) 13
3.2.1 鉆模的分類與選擇 13
3.2.2 鉆模板的分類與選擇 13
3.2.3 鉆套的選擇與設(shè)計(jì) 14
3.2.4夾具體定位元件的確定 15
3.2.5工件定位元件的確定 16
3.2.6 回轉(zhuǎn)分度裝置及定位誤差的計(jì)算 20
3.2.7 對(duì)定分度裝置機(jī)構(gòu) 22
3.2.8 定位器原理 22
3.2.9 其它零部件 23
3.2.10 夾具體 26
3.3 機(jī)床夾具的總裝配與原理 27
第四章 夾具的經(jīng)濟(jì)效益分析 29
第五章 小結(jié) 30
致謝 31
參考文獻(xiàn) 32
科技譯文 33
ii
第一章 緒 論
第一章 緒論
機(jī)床夾具是機(jī)械制造工藝系統(tǒng)重要的組成部分，其實(shí)現(xiàn)工件定位和夾緊； 使工件加工時(shí)相對(duì)于機(jī)床刀具有正確的位置； 以保證工件的加工精度。其質(zhì)量的高低直接影響到零件制造的質(zhì)量、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、產(chǎn)品成本和生產(chǎn)率。如何設(shè)計(jì)與制造高質(zhì)量、低消耗和性能穩(wěn)定的夾具，是現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)的重要條件，也是保證機(jī)械零件質(zhì)量的關(guān)鍵因素。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的切削或成形運(yùn)動(dòng)處于準(zhǔn)確的相對(duì)位置。通過機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析問題和解決問題的能力，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖能力、表達(dá)技術(shù)問題的能力以及開拓創(chuàng)新的能力等。通過本夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)而掌握一般機(jī)床夾具的一般方法、步驟和技巧，從而達(dá)到掌握一般機(jī)械的設(shè)計(jì)方法和技巧，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來解決工程實(shí)際問題。
該機(jī)床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)完了《機(jī)械制造工藝學(xué)》《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》《金屬切屑機(jī)床》等主要專業(yè)課程，并進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、專業(yè)知識(shí)與技能去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題。
通過本夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化所達(dá)到的理論知識(shí)與技能，提高自己設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、編寫技術(shù)文件的能力、學(xué)會(huì)正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書，并在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實(shí)際，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和獨(dú)立工作能力，為以后從事技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
49
第二章 機(jī)床夾具概述
第二章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)概述
2.1 夾具設(shè)計(jì)概念
機(jī)床夾具是用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的附加裝置。主要用于金屬切削加工，在機(jī)床與工件、刀具之間起橋梁作用，是工藝系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。它可準(zhǔn)確地確定工件與刀具、機(jī)床的相對(duì)位置，確保加工質(zhì)量；它可以提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；它可以擴(kuò)大或改變機(jī)床的使用范圍等。因此，機(jī)床夾具是保證機(jī)械加工工藝過程正常進(jìn)行的技術(shù)硬件之一。
2.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)說明
2.2.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下，創(chuàng)造好的勞動(dòng)條件和高的生產(chǎn)率，低的生產(chǎn)成本，高的經(jīng)濟(jì)性。為達(dá)到這一基本原則，需考慮一下要求：
（1）機(jī)床夾具的專用性和復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。大批量上可采用高效的定位和加緊機(jī)構(gòu)。小批量生產(chǎn)則采用結(jié)構(gòu)簡單的定位和加緊機(jī)構(gòu)，并盡量選用通用夾具。
（2）機(jī)床夾具應(yīng)滿足工件加工工序的技術(shù)要求。其關(guān)鍵在于正確定位方法，定位元件以及定位誤差的分析計(jì)算。
（3）機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，并具有防塵、防屑、排屑的良好結(jié)構(gòu)及必需的潤滑系統(tǒng)。
（4）機(jī)床夾具即操作方便，又要省力安全。
（5）機(jī)床夾具應(yīng)能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低工件的制造成本。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合上述各項(xiàng)要求，提出幾種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合分析和比較，以期達(dá)到質(zhì)量好、效率好、成本低的綜合經(jīng)濟(jì)效果。
總的來說，應(yīng)滿足其下的基本要求：
（1）穩(wěn)定地保證工件的加工精度。專用夾具要有合理的定位、夾緊方案，選擇適當(dāng)?shù)某叽绻罴捌浼夹g(shù)要求，必要時(shí)還要進(jìn)行精度分析。
（2）提高生產(chǎn)率并降低成本。根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小，設(shè)計(jì)不同復(fù)雜的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)。夾具設(shè)計(jì)時(shí)要力求結(jié)構(gòu)簡單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)原件，以縮短設(shè)計(jì)和制造周期，降低夾具制造成本，提高經(jīng)濟(jì)性。
（3）具有良好的使用性。盡量使專用夾具操作方便、省力、安全可靠，必要時(shí)要設(shè)計(jì)和配備安全防護(hù)裝置。
（4）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。專用夾具應(yīng)便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整和維修。
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的步驟可以分為四個(gè)階段：
（1）研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)
首先應(yīng)分析研究工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、生產(chǎn)批量和本工序加工的技術(shù)要求以及與前后的聯(lián)系，然后收集有關(guān)機(jī)床方面和刀具方面的資料；必要時(shí)收集國內(nèi)外有關(guān)設(shè)計(jì)和制造同類型夾具的資料，作為設(shè)計(jì)的參考。
（2）考慮和確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖
①確定工件的定位方案，包括定位原理、方法、原件和裝置；
②確定工件的夾緊方案和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)；
③確定夾具的其他組成部分，如分度裝置、微調(diào)機(jī)構(gòu)、對(duì)刀塊或引導(dǎo)元件等；
④考慮各種機(jī)構(gòu)、元件的布局，確定夾具體和總體結(jié)構(gòu)。
（3）繪制夾具總圖
夾具總圖應(yīng)遵循國家標(biāo)準(zhǔn)繪制，圖形大小的比率應(yīng)盡量采取1:1,所繪的夾具總圖有良好的直觀性。總圖應(yīng)按夾緊機(jī)構(gòu)處在夾緊工作狀態(tài)下繪制，視圖應(yīng)盡量少，但必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和構(gòu)造，表示各種機(jī)構(gòu)或元件之間的位置關(guān)系等。主視圖應(yīng)去操作者實(shí)際工作時(shí)的位置，以作為裝配夾具時(shí)的依據(jù)并供使用時(shí)參考。最后總裝圖上各部分的尺寸，制訂技術(shù)條件及編寫零件明細(xì)表。
（4）繪制夾具零件圖
夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都必須繪制零件圖。在確定這些零件的尺寸、公差或技術(shù)條件時(shí)，應(yīng)注意使其滿足夾具總圖的要求。
2.2.2 機(jī)床夾具的分類和組成
(1) 機(jī)床夾具的分類
機(jī)床夾具的種類和形式十分繁多，按照機(jī)床夾具的使用范圍，大致可分為四類。a.通用夾具 b. 專用夾具 c. 組合夾具 d.通用可調(diào)夾具和成組夾具.
(2) 機(jī)床夾具的組成
機(jī)床夾具主要是由以下幾個(gè)部分組成：a.定位元件 b.夾緊裝置 c. 對(duì)刀元件 d. 導(dǎo)引元件e.其它裝置 f.連接元件和連接表面 g.夾具體。
2.2.3 工件安裝與獲得加工精度的方法
(1)機(jī)械加工時(shí)
確定工件在機(jī)床上或夾具中占有準(zhǔn)確加工位置的過程稱為定位。在工件定位后用夾緊力將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作稱為夾緊。安裝就是定位和夾緊過程的總和。
由于工件的加工批量、加工精度要求以及結(jié)構(gòu)尺寸的不同，工件在安裝中的定位方式也不同。工件在機(jī)床上的安裝方法有三種：
a.直接找正定位安裝法，b.劃線找正定位安裝法，c夾具定位安裝法
(2)工件獲得尺寸精度的方法
a.試切法 b.定尺寸刀具法 c.調(diào)整法 d.自動(dòng)控制法
(3)工件獲得形狀精度的方法
a軌跡法 b 成形法 c 展成法
2.2.4 工件在夾具中的定位原理
(1)工件定位的基本原理
工件定位的實(shí)質(zhì)就是要使工件在夾具中占有某個(gè)正確的位置。這樣的定位方法，可以轉(zhuǎn)化為空間直角坐標(biāo)系中決定剛體坐標(biāo)的問題來分析。自由剛體在空間直角坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度和繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。在夾具中，自由度可以理解為工件位置上的不確定。假如能使工件在夾具中的六個(gè)坐標(biāo)參數(shù)保持不變，即限制工件具有的六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，則就可以做到使工件以定位面與夾具定位元件的定位工作面保持接觸或配合，允許二者在保持接觸或配合的前提下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但不允許脫離接觸或配合，脫離接觸或配合，就喪失了定位作用。工件在夾具中完成定位以后，為保持定位位置，防止工件受力后運(yùn)動(dòng)，工件還必須進(jìn)行夾緊。工件夾緊后不能運(yùn)動(dòng)也并不意味著工件在夾具中的六個(gè)自由度被限制，因此要正確區(qū)分定位與夾緊的概念。
(2)工件在夾具中定位的幾種
根據(jù)夾具定位元件限制工件運(yùn)動(dòng)自由度的不同，工件在夾具中的定位，由下列幾種情況：a. 完全定位 b. 不完全定位 c. 欠定位 d.重復(fù)定位。
2.2.5 常見定位方式及定位元件
工件的定位方式定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式，主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況等因素。根據(jù)工件的定位要求，工件在夾具中的定位方式通常分為兩大類：單個(gè)典型表面定位方式和組合定位方式。
(1)單個(gè)典型表面的定位及定位元件
典型表面是指平面、內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面等單一幾何表面，它們是組成各種不同復(fù)雜形狀工件的基本單元。
平面定位方式是常見的工件定位方式，其定位基準(zhǔn)為平面，根據(jù)定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工而有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。
圓孔定位方式中工件的定位基準(zhǔn)是圓柱，相應(yīng)定位元件的定位工作面是外圓面的相互配合或接觸實(shí)現(xiàn)定位。常用的定位元件有：圓柱定位心軸，圓柱定位銷和錐銷。
外圓定位作為定位基準(zhǔn)定位時(shí)，常用的定位方式有圓柱定位，V形塊定位、支承板定位和內(nèi)錐套定位。
圓錐孔定位方式有長圓錐孔和短圓錐孔定位兩種情況。長圓錐心軸定位長圓錐孔，限制工件五個(gè)方向的自由度；短圓錐心軸定位圓錐孔，一般為頂尖定位頂尖孔，限制工件三個(gè)方向的自由度。
(2)組合定位方式及定位元件
由單個(gè)典型表面作不同組合來對(duì)工件相應(yīng)得幾個(gè)定位面進(jìn)行定位，以達(dá)到工件在夾具中的定位要求，這種定位稱組合定位。
2.2.6 工件在夾具中的加緊原理
工件定位以后必須通過夾緊力把工件固定，就需要一個(gè)產(chǎn)生加緊力的基本裝置。夾緊裝置一般由力源裝置、中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件三部分組成。
(1)力的夾緊力的三要素原則
三要素包括：夾緊力的作用點(diǎn)、方向和大小。正確施加夾緊力就是要確定夾緊力的三要素。
合理選擇夾緊力的作用點(diǎn)：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該用在工件剛性較好的部位，以免因夾緊力引起工件變形。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)定位元件或位于定位元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)內(nèi)，以免因夾緊力引起工件的移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工部位，這樣可以減小切削力對(duì)夾緊力的作用力矩，從而減小工件加工時(shí)的變形和振動(dòng)。夾緊力盡量避免直接作用在精加工的表面上，以免造成壓痕。必須作用在精加工表面上時(shí)，一定要在夾緊元件上墊上比洞見材料軟的墊塊，或者設(shè)法增大夾緊元件與工件的接觸面積。
合理選取夾緊力的方向：主要夾緊力的作用方向應(yīng)指向主要定位基準(zhǔn)面。工件在夾具中的定位基準(zhǔn)面通?？煞譃椋褐饕ㄎ幻妫粚?dǎo)向定位面；止推定位面或防轉(zhuǎn)定位面。主要定位面的分布面積較大，限制了工件三個(gè)方向自由度，它決定工件定位的穩(wěn)定性。因此主要夾緊力的作用方向應(yīng)指向主要定位基準(zhǔn)面。夾緊力的作用方向盡可能有利于減小夾緊力。夾緊力，切削力，和工件重力三力方向一致，所需夾緊力為最小。三力方向不一致，所需夾緊力較大，特別是夾緊力與切削力和重力方向相反，所需加緊里為最大，一般要盡量避免這種情況。夾緊力的方向應(yīng)有助于定位，而不應(yīng)破壞定位。在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位元件的定位工作面，確保主要定位面與定位元件定位工作面的可靠接觸，要有一定的壓力使工件定位基準(zhǔn)壓向各定位元件的定位工作面。
準(zhǔn)確計(jì)算夾緊力的大小，保持夾緊力在加工過程中的穩(wěn)定 夾緊力的大小影響夾具使用的安全性和可靠性，因此必須有足夠的夾緊力。但夾緊力又不能過大，過大的夾緊力會(huì)使工件及夾具產(chǎn)生過大的夾緊變形，影響加工精度。夾緊力的大小是根據(jù)切削力計(jì)算公式，計(jì)算出可能產(chǎn)生的最大切削力，并找出切削力對(duì)夾緊系統(tǒng)的作用影響為最大的狀態(tài)，按靜力平衡條件計(jì)算出所需夾緊力，最后乘以一定的安全系數(shù)作為實(shí)際采用的夾緊力。
(2)基本夾緊機(jī)構(gòu)
基本夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)和重要的組成部分，一切外加的作用力都必須通過夾緊機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為實(shí)際夾緊力。常見的基本夾緊機(jī)構(gòu)有以下幾種：a.斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是利用其斜面所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)具有增力作用。當(dāng)外加一個(gè)較小的夾緊作用力可得到一個(gè)比外加力大幾倍的夾緊力，而且但外加力一定時(shí)，斜楔的斜角越小，增力越大.斜楔夾緊機(jī)構(gòu)具有改變夾緊作用力方向的特點(diǎn)。當(dāng)外加一個(gè)作用力則斜楔產(chǎn)生一個(gè)與外加力方向垂直的力。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的加緊行程很小。b.螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是利用螺旋直接夾緊工件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組合來夾緊工件，是應(yīng)用最廣的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力急增力比大；螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能良好；螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊行程范圍大.c.圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的作用原理，當(dāng)圓偏心回轉(zhuǎn)時(shí)，就相當(dāng)把曲線楔逐漸楔入在基圓。d.對(duì)中定心夾緊機(jī)構(gòu)是一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定心定位和夾緊作用的夾緊機(jī)動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)定心夾緊。這類夾緊機(jī)構(gòu)的對(duì)中定心夾緊元件的移動(dòng)范圍較大，能適應(yīng)不同定位面尺寸的工件，有較大的通用性構(gòu)。該夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊過程中能使工件相對(duì)某一軸線或?qū)ΨQ面保持對(duì)稱性或?qū)χ行裕磳?shí)現(xiàn)定心夾緊。對(duì)中定心夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理有兩基本類型：a.對(duì)中定心夾緊元件以均勻等速移。對(duì)中定心夾緊元件以均勻彈性變形原理實(shí)現(xiàn)定心夾緊。
2.2.7 確定刀具位置及鉆套的選擇
(1)確定刀具位置的元件主要是各種鉆套。
鉆套又稱為導(dǎo)套，它的作用是確定刀具的位置和方向，即引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位置，并防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工過程中的振動(dòng)，從而保證工件的加工質(zhì)量。由此可見，鉆套的選用和設(shè)計(jì)正確與否，直接影響工件的加工質(zhì)量。鉆套是鉆具的一種主要元件，因?yàn)殂@頭的引導(dǎo)作用是通過鉆套來實(shí)現(xiàn)的。有了鉆套，加工前工件就不必進(jìn)行劃線和找正，因而可以提高生產(chǎn)率，并容易保證工件加工表面的精度。鉆套可用來引導(dǎo)各種加工孔用的刀具，如鉆頭、中心鉆、擴(kuò)孔鉆、劃鉆、絞刀、絲錐及復(fù)合鉆頭及復(fù)合劃鉆等。其作用是確定刀具的位置和預(yù)防刀具引偏。概括起來說，鉆套是為了達(dá)到下列幾個(gè)目的的面采用的：
a.保證被加工孔的位置精度。鉆套組要是用來保證被加工孔的位置精度。但當(dāng)孔的位置精度要求很高，用鉆頭的刃帶引導(dǎo)不能保證時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)專用引導(dǎo)部分。
b.避免刀具損壞。例如在斜面上鉆孔時(shí)，如果鉆套引導(dǎo)，則在鉆孔時(shí)很容易使鉆頭折斷。
c.提高加工表面的光潔度和幾何精度。這個(gè)作用主要是對(duì)刀具的前引導(dǎo)裝置來說的。當(dāng)?shù)毒叩那安坑谝苑龀趾?，可以防止刀具的偏移，并能使加工過程更加穩(wěn)定，防止震動(dòng)，有利于提高加工表面的光潔度和幾何精度。同時(shí)，也可以減少對(duì)原始尺寸的誤差。在鉆床上加工是這一點(diǎn)尤為重要，因此此時(shí)即使刀桿的剛度很好，但鉆床主軸的外伸量較大，以及間隙的存在，都能成為刀具工作不穩(wěn)定的原因。
d.保證可靠的完成鉆孔后的第二步工作，如鉸孔、攻絲、錐坑、柱坑、劃圓槽、劃平面等。當(dāng)進(jìn)行這些加工時(shí)，有了鉆套的引導(dǎo)，可以更有利于工件的精度和光潔度。
(2)鉆套的選擇
一般常用的鉆套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，如果標(biāo)準(zhǔn)鉆套不能滿足工序的要求或鉆具結(jié)構(gòu)的要求，則應(yīng)設(shè)計(jì)專用鉆套。鉆套設(shè)計(jì)主要指鉆套引導(dǎo)部分長度H的確定；鉆套底部與工件表面的距離h的確定；鉆套內(nèi)徑的基本尺寸和公差的確定；鉆套孔中心線位置尺寸和公差的確定及鉆套材料和熱處理的選擇等。鉆套按結(jié)構(gòu)形式和使用情況分為四種：①固定鉆套 固定鉆套分為無肩鉆套和帶肩鉆套兩種形式。這種鉆套的外圓用H7/r6或H7/n6的過盈配合壓入鉆模板或夾具體的底孔內(nèi)。②可換鉆套 可換鉆套用H7/g5或H7/g6的間隙配合壓入襯套孔內(nèi)，襯套外圓與鉆模板底孔的配合采用H7/n6或H7/r6的過盈配合。為了防止鉆套隨刀具轉(zhuǎn)動(dòng)或被切削頂出，常用螺釘固緊?？蓳Q鉆套用于大批量生產(chǎn)中，由于鉆套外圓與襯套內(nèi)孔采用間隙配合的關(guān)系，其加工精度不如固定式鉆套 ③快換鉆套 快換鉆套更換迅速，只要將鉆套逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一下，即可從鉆模板中取出。他與襯套的配合采用H7/g6或H6/g5的間隙配合。適用于在一個(gè)工序中使用幾種刀具（指鉆，擴(kuò)，鉸）依次連續(xù)加工的情況。④特種鉆套 當(dāng)工件的結(jié)構(gòu)形狀或工序加工條件均不允許采用上述幾種標(biāo)準(zhǔn)鉆套時(shí)，就應(yīng)視具體情況設(shè)計(jì)各種形式的特種鉆套，先分述于下：鉆套內(nèi)孔進(jìn)口處應(yīng)作成圓角，內(nèi)孔下端有時(shí)也作成圓角，以有利于導(dǎo)屑，鉆套的外徑應(yīng)選得使鉆套壁不要太薄。鉆套壁厚與其直徑有關(guān)，最薄的壁厚當(dāng)D為2-4mm時(shí)。可達(dá)0.7mm。鉆套的壽命與使用和維護(hù)的情況有關(guān)，也于工件的精度要求有關(guān)，鉆套和刀具之間的間隙，會(huì)引起被加工孔的位置誤差，故當(dāng)鉆套的磨損超過一定限度時(shí)，必須更換鉆套。更換時(shí)必須壓出鉆套并重新修正座孔，此時(shí)，新鉆套的外徑應(yīng)根具擴(kuò)大后的孔座來配制，這將使修理時(shí)間加長。因本零件是大批量生產(chǎn)，但是在鉸孔是所用夾具不同，所以仍采用固定鉆套。
(3)鉆套的材料與熱處理。
鉆套的材料一般為T10A、T12A、CrMn或20號(hào)鋼滲碳淬火。通常當(dāng)內(nèi)徑d≤10毫米時(shí)，采用CrMn鋼，熱處理至HRC58～63；當(dāng)d=10～21毫米時(shí)，用法T10A、T12A鋼熱處理至HRC63～64；當(dāng)d〉21毫米時(shí)，用20號(hào)鋼，滲碳深度0.8～1.2毫米。淬火至HRC60～64。
(4)鉆套的高度。
鉆套的高度對(duì)被加工孔軸線的位置度和鉆套的磨損情況，都有顯著的影響。當(dāng)鉆套較高時(shí)，會(huì)加劇刀具和鉆套的磨損；當(dāng)高度過低時(shí)，又會(huì)降低引導(dǎo)精度，所以根據(jù)工作的具體條件，正確選擇鉆套的高度是一個(gè)比較重要的問題。在一般情況下，鉆套的高度可按照鉆套的標(biāo)準(zhǔn)選取。下表所示為鉆套標(biāo)準(zhǔn)的高度尺寸，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。
表1－1 鉆套標(biāo)準(zhǔn)高度
鉆套內(nèi)徑d(mm)
鉆套高度H(mm)
鉆套內(nèi)徑d(mm)
鉆套高度H(mm)
0.5～１
>1～３
>３～８
>８～１５
６～８
６～１２
８～１８
１２～２４
>１５～２５
>２５～３５
>３５～４８
>４８～５５
１８～３２
２４～４２
３２～５５
４２～７０
但在某些情況下，還應(yīng)考慮下列因素來確定鉆套的高度。
1)內(nèi)徑小的鉆套其高度H與孔d之比可取的大一些，反之可取小一些。在表中就反映了這一特點(diǎn)。
2)當(dāng)被加工的精度及位置精度較高時(shí)，鉆套的高度應(yīng)取得大一些；反之，可取得小些。
3)引導(dǎo)絞刀用的鉆套，其高度除應(yīng)滿足導(dǎo)向精度外，還需與絞刀的引導(dǎo)部分相協(xié)調(diào)。一般鉸套的高度應(yīng)取的應(yīng)取的比鉆套大一些。
4)鉆斜孔用的鉆套，其引導(dǎo)部分應(yīng)比普通鉆套長些為宜。
5)當(dāng)被加工孔的深度較深時(shí)，鉆套引導(dǎo)部分的長度應(yīng)取的大一些；反之，可取的小一些。
由此可知，鉆套的高度與孔徑、加工精度和孔深都有關(guān)系。另外，還與工件材料、鉆頭的本身剛度以及工件表面的形狀有關(guān)。在高強(qiáng)度的材料上鉆孔，在粗糙表面上鉆孔或鉆頭的剛度較低時(shí)，宜用較長的鉆套。在選用時(shí)，必須根據(jù)具體的情況，靈活運(yùn)用。
(5)鉆套的內(nèi)徑。
鉆套內(nèi)徑d應(yīng)按鉆頭或其他孔加工刀具的引導(dǎo)部分來確定。鉆套的內(nèi)徑與刀具間的配合間隙過大的話，直接影響工件上被加工孔的位置精度，間隙過小的話，又會(huì)加劇刀具與鉆套的磨損。因此，鉆套內(nèi)徑的基本尺寸應(yīng)等于所引導(dǎo)刀具的最大極限尺寸。鉆套與刀具配合間隙的大小，也直接影響被加工孔的精度，因此，按不同的加工要求，它的孔徑可與刀具成以下配合：
1)加工9級(jí)精度以下的孔時(shí)，鉆套孔徑的名義尺寸等于刀具的最大尺寸，其公差可按基軸G7或F8。
2)加工精度要求較高的孔時(shí)，鉆套孔徑可用H7或H6公差。
(6)鉆套底部至工件表面間的距離h。
正確選擇鉆套底部至工件表面間的距離h，對(duì)保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率均有重要意義。鉆削鋼料時(shí)，如果h過小，帶狀切削不能及時(shí)排出，因而堵塞在工件與鉆套之間，當(dāng)切削過多時(shí)，會(huì)將鉆套頂出，劃傷工件表面，甚至折斷鉆頭。但h過大的話，會(huì)使刀具的引偏量過大，降低加工精度。
2.2.8 夾具總圖的繪制及標(biāo)注
(1)夾具總圖的繪制
當(dāng)選定結(jié)構(gòu)，繪出草圖之后，即可正式繪制總圖。圖紙是工程的語言，必須表達(dá)準(zhǔn)確、清晰。在草圖中所設(shè)想的設(shè)計(jì)意圖，往往需要通過正式繪圖才能加以完善，所以制總圖時(shí)要認(rèn)真、仔細(xì)，切忌草率從事。繪制夾具總圖，必須符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。主要圖應(yīng)按工作位置畫出，圖形盡量按比例，否則容易引起錯(cuò)覺。
現(xiàn)將繪制夾具總圖的一般規(guī)定和要求分別敘述如下。
a.夾具總圖上應(yīng)表示的內(nèi)容
1)工件輪廓圖，特別是定位基準(zhǔn)部分和加工面(用假象線繪出)。必要時(shí)還需畫出刀具和有關(guān)輔助工具的輪廓圖用假想線繪)。
2)夾具結(jié)構(gòu)的投影圖和必要的結(jié)構(gòu)圖。
3)夾具總圖上標(biāo)注的主要尺寸和技術(shù)條件。
4)有關(guān)制造、使用、調(diào)整、維修等方面的特殊要求和說明，以及聯(lián)用圖號(hào)等。
5)夾具零件號(hào)。
6)標(biāo)題欄。其形式各廠有所不同 ，按廠規(guī)辦理。
b.繪制總圖的程序及要求
1)未開始動(dòng)手之前，先初步考慮以下結(jié)構(gòu)的布置，按預(yù)想的結(jié)構(gòu)大小選取幅面，以能花下全部總圖為原則，如總圖太大，可以分幾張總圖。
2)選擇投影面，通常按工件在加工時(shí)操作者正對(duì)的面為投影面。以次來布置視圖。視圖數(shù)目按夾具結(jié)構(gòu)情況而定。
3)按所處的加工位置，畫出工件輪廓圖。首先畫出定位基準(zhǔn)，在畫工件外輪廓及加工部位。如工件圖上的投影面與夾具面上的投影面不同時(shí)，則要經(jīng)過投影改造。在確定安裝工件的空間或考慮夾具上活動(dòng)件的位置時(shí)，有了工件輪廓，就可以只管地看出是否會(huì)發(fā)生干涉問題。在初加工工序中工件的輪廓，按毛胚圖繪制，并保留適當(dāng)?shù)挠嗟亍?
4)按工序單(卡)上的定位簡圖，畫出有關(guān)定位元件。
5)按考慮的夾緊方案，畫出夾緊裝置。通過畫夾緊裝置，就可以把原設(shè)想的夾緊方案具體化，此時(shí)應(yīng)注意盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。畫圖時(shí)，最好幾個(gè)投影結(jié)合起來同時(shí)畫。
6)畫出刀具引導(dǎo)裝置。按按工序卡上的定位簡圖即可畫出這一裝置。
7)畫出夾具本體及其他的零件。
8)注上夾具零件號(hào)。零件要順次標(biāo)注。標(biāo)注總圖上的主要尺寸及技術(shù)條件。
9)填寫標(biāo)題欄。
10)畫完總圖，應(yīng)自行復(fù)查一遍，檢查有無考慮不到的問題。
2.2.9 機(jī)床夾具總圖上尺寸的標(biāo)注
機(jī)床夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸有：夾具外輪廓尺寸A；工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸B；刀具與定位元件的聯(lián)系尺寸C；夾具與機(jī)床的連接尺寸D；夾具零部件的主要配合尺寸E共五類。
(1)夾具外形輪廓尺寸A：指夾具在長、寬、高三個(gè)方向上的外形最大極限尺寸。另外還包括可移動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)件在空間可達(dá)到的極限尺寸。此類尺寸的作用在于避免夾具與機(jī)床或刀具發(fā)生干涉。
(2)工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸B：主要指工件定位面與定位元件定位工作面的配合尺寸和定位元件的位置尺寸。依據(jù)工件在本道工序的加工的加工技術(shù)要求，并經(jīng)計(jì)算后進(jìn)行標(biāo)注。此類尺寸的作用定位精度，滿足加工要求，是計(jì)算定位誤差的依據(jù)。
(3)刀具與定位元件的聯(lián)系尺寸C：主要指對(duì)刀元件，導(dǎo)引元件與定位元件的位置尺寸；導(dǎo)引元件之間的位置尺寸及導(dǎo)引元件之間的位置尺寸及導(dǎo)引元件與刀具（或鏜桿）導(dǎo)向部分的配合尺寸，作用在于保證對(duì)刀精度及刀具的精度。
(4)夾具與機(jī)床的連接尺寸D：主要指夾具與機(jī)床軸端的連接尺寸或夾具定位鍵、U型槽與機(jī)床工作臺(tái)T型槽的連接尺寸，作用在于保證夾具在機(jī)床上的安裝精度。
(5)夾具零部件的主要配合尺寸E：夾具零部件有配合要求的表面，應(yīng)該配合性質(zhì)和配合精度標(biāo)注配合尺寸，以保證夾具裝配后能滿足規(guī)定的使用要求。
2.2.10 機(jī)床夾具總圖上技術(shù)條件的標(biāo)注
機(jī)床總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件，主要是指各有關(guān)重要表面的相互位置精度要求。其內(nèi)容如下：
(1)定位元件之間的相互位置要求。指多個(gè)定位元件組合定位時(shí)，它們之間的相互位置要求或多件裝夾時(shí)相同定位元件之間的相互位置要求。目的是保證定位精度。
(2)定位元件與連接元件和（或）夾具體地面的相互位置要求。工件在機(jī)床上的最終位置是由定位元件和連接元件和（或）夾具體地面的相互位置來確定，故它們之間就應(yīng)當(dāng)有一定的相互位置要求。
(3)導(dǎo)引元件與連接元件和（或）夾具體地面的相互位置要求。只有保證了導(dǎo)引元件與連接元件和（或）夾具體地面的相互位置要求，才能保證刀具對(duì)工件的正確位置。
(4)導(dǎo)引元件與定位元件間的相互位置要求。指鉆、鏜套與定位元件間的相互位置要求。
2.2.11 機(jī)床夾具調(diào)刀尺寸的標(biāo)注
調(diào)刀尺寸指調(diào)刀基準(zhǔn)至對(duì)刀元件工作表面或?qū)бS線之間的位置尺寸。調(diào)刀尺寸是夾具與工件加工尺寸直接相關(guān)的尺寸，也是夾具總圖上的關(guān)鍵尺寸。
調(diào)刀尺寸的公差T（D）
調(diào)刀尺寸和工件的加工尺寸直接相對(duì)應(yīng)，它的公差T（D）與工件直接對(duì)應(yīng)尺寸公差T（w）應(yīng)滿足下列不等式
T（D）≤T（W）—∑Ti-T(M) (2-1)
式中T（D）—夾具的調(diào)刀尺寸公差；
T（W）—工件直接對(duì)應(yīng)尺寸的公差；
∑Ti—除夾具調(diào)刀尺寸公差T（D）和夾具磨損誤差T(M)外的影響工件加工精度的工藝系統(tǒng)其他誤差的總和；
T(M)—夾具磨損引起的加工誤差（簡稱夾具磨損誤差）。
當(dāng)工件的生產(chǎn)規(guī)模較大時(shí)，就應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少夾具的調(diào)刀公差T（D），從而增大夾具磨損公差T(M)；當(dāng)工件生產(chǎn)規(guī)模較小時(shí)，可不考慮夾具磨損的影響，即
T（D）≤T（W）—∑Ti （2-2）
這樣就放大了夾具的調(diào)刀尺寸公差，有利于夾具的制造、裝配。
一般取T（D）=（1/5—1/2）T（W） （2-3）
系數(shù)值的大小應(yīng)根據(jù)定位誤差的大小選取，即工件的定位誤差△PE對(duì)夾具調(diào)刀尺寸所對(duì)應(yīng)的工件加工尺寸有直接影響，則系統(tǒng)取較小值（如1/5），無直接影響，取較大值。
夾具調(diào)刀尺寸或工序尺寸標(biāo)注有三種方法：
(1)按設(shè)計(jì)尺寸或工序尺寸直接標(biāo)注。 若設(shè)計(jì)尺寸或工序尺寸與帶標(biāo)注的調(diào)刀尺寸直接對(duì)應(yīng)，則可依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸或工序尺寸直接標(biāo)注調(diào)刀尺寸。見設(shè)計(jì)（或工序）尺寸換成雙向?qū)ΨQ偏差的平均尺寸，并將其公差縮小為（1/5—1/2）即為調(diào)刀尺寸。
(2)用尺寸鏈計(jì)算的方法標(biāo)注。設(shè)計(jì)尺寸在加工中間是間接保證的尺寸，工序尺寸是未知數(shù)，則需通過尺寸鏈計(jì)算法來標(biāo)注調(diào)刀尺寸。
注是應(yīng)該注意一下兩個(gè)問題：
1)組成環(huán)中某誤差是單向分布，則應(yīng)根據(jù)誤差分布特性對(duì)調(diào)刀尺寸的基本尺寸進(jìn)行修正。例如夾具元件的磨損引起的誤差常是單向性的，這時(shí)可對(duì)調(diào)刀尺寸的基本尺寸進(jìn)行修正，使充分利用預(yù)留磨損量一延長夾具使用壽命。
2)工件以外圓在V行塊上定位，則往往要由標(biāo)準(zhǔn)測量心軸來體現(xiàn)調(diào)刀尺寸。因?yàn)閂行塊理論圓雖然是標(biāo)注調(diào)刀尺寸的依據(jù)，但是由于V行塊理論圓的尺寸往往不是整數(shù)，不可能專門制造一根理論圓的精密測量心軸來體現(xiàn)調(diào)刀基準(zhǔn)。通常是選用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)測量心軸來代替理論圓的直徑，計(jì)算出調(diào)刀尺寸H的修正值△H′，即可得到有標(biāo)準(zhǔn)測量心軸體現(xiàn)的調(diào)刀尺寸。即：
H′=do-d
式中△H′—調(diào)刀尺寸H的修正值，mm;
do—計(jì)算V行塊的理論圓直徑，mm
d—標(biāo)準(zhǔn)測量心軸直徑，mm
a—V行塊的斜面夾角。
修正值的正負(fù)要視改用標(biāo)準(zhǔn)測量心軸后引起調(diào)刀尺寸的變化方向而定。
3) 對(duì)刀樣件標(biāo)注。當(dāng)夾具的調(diào)刀尺寸不便直接進(jìn)行測量和調(diào)整時(shí)，可采用對(duì)刀樣件對(duì)調(diào)刀尺寸進(jìn)行測量和調(diào)整，以保證所標(biāo)注的調(diào)刀尺寸。
2.2.12 夾具定位誤差分析與計(jì)算
一、定位誤差的定義
所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對(duì)工序基準(zhǔn)的位置誤差。因?yàn)閷?duì)一批工件來說，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動(dòng)的，即被加工表面的位置相對(duì)于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。
工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夾具中，使之占有正確的位置的工藝過程。一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合、定位副制造不準(zhǔn)確等原因，使得各個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，勢必產(chǎn)生定位誤差，即工件在夾具中因定位不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的工件加工誤差。
定位誤差實(shí)際上是一批工件采用調(diào)整法加工時(shí)，由于定位所造成的工件加工面相對(duì)于工序基準(zhǔn)的位置誤差。假定在加工時(shí)，夾具相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置經(jīng)調(diào)整后不再變動(dòng)，那么可以認(rèn)為加工面的位置是固定的，這樣工件加工面相對(duì)于其工序基準(zhǔn)的位置誤差就是由于工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所引起的。所以，定位誤差也就是工件定位時(shí)工序基準(zhǔn)在工序加工要求(位置尺寸或位置精度)方向上的位置變動(dòng)量。
應(yīng)用夾具CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)夾具時(shí)，在未選定夾具定位方案的具體結(jié)構(gòu)之前，尚不能建立定位尺寸鏈。在系統(tǒng)確定了夾具定位結(jié)構(gòu)之后，就可以根據(jù)具體結(jié)構(gòu)建立定位尺寸鏈進(jìn)行正計(jì)算或反計(jì)算。a)正計(jì)算就是當(dāng)已知定位結(jié)構(gòu)中有關(guān)定位元件尺寸的公差時(shí)，用定位尺寸鏈求解封閉環(huán)公差(即定位誤差)。如果所求的定位誤差值在允許的公差范圍之內(nèi)，則表明所確定的定位元件的尺寸公差能滿足精度要求。否則不能保證精度，就需調(diào)整定位結(jié)構(gòu)中定位元件的尺寸公差。如果這些公差無調(diào)整的余地則需考慮重新確定定位結(jié)構(gòu)。b)反計(jì)算就是已知封閉環(huán)的尺寸及公差,確定各組成環(huán)的公差,即將允許的定位誤差合理地分配到各組成環(huán)中去。
①△總≤δ
其中△總為多種原因產(chǎn)生的誤差總和，δ是工件被加工尺寸的公差，△總包括夾具在機(jī)床上的裝夾誤差，工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差，機(jī)床調(diào)整誤差，工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差，機(jī)床和刀具的制造誤差及磨損誤差等。
②△定+ω≤δ 其中，ω除定位誤差外，其他因素引起的誤差總和，可按加工經(jīng)濟(jì)精度查表確定。
所以由①和②知道：△定≤δ-ω （是驗(yàn)算加工工件合格與否的公式）
或者：△定≤1/3δ（也是驗(yàn)算加工工件合格與否的公式）
二、定位誤差的組成
定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，以△不表示。
定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)位置誤差，即定位基準(zhǔn)的相對(duì)位置在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，以△基表示。故有：
△定=△不+△基
此外明確兩點(diǎn)：
①只用調(diào)整法加工一批零件才產(chǎn)生定位誤差，用試切法不產(chǎn)生定位誤差；
②定位誤差是一個(gè)界限值（有一個(gè)范圍）。
第三章 機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)
第三章 機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)
3.1 研究原始資料,確定夾具的設(shè)計(jì)方案
3.11 夾具設(shè)計(jì)前所需的資料
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)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。
(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。
已知條件：
（1）加工零件：法蘭盤。
（2）加工任務(wù)：加工法蘭盤徑向孔3-Φ17.5和斜向孔3-Φ12。
（3）工件圖附圖。
3.12 分析工件并確定定位方案
（1）零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
法蘭盤零件圖如附圖1所示，該零件是采用45鋼材料加工的。該零件形狀較簡單，由于加工孔是法蘭盤的徑向孔和斜向孔，因此此采用回轉(zhuǎn)分度盤夾具。
（2）加工法蘭盤孔件及其要求
①法蘭盤徑向孔3-Φ17.5mm ，表面粗糙度Ra25 ，該徑向孔中心軸線對(duì)法蘭盤小端面的位置度是0.2mm。本工序的加工條件為：搖臂鉆床Z3025X10/1，最大鉆孔直徑為Φ25，主軸轉(zhuǎn)速范圍232-2500r/min；Φ17.5標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，GB/T6135.4-1996，直柄麻花鉆第四部分：直柄麻花鉆的型式和尺寸。
②法蘭盤斜向孔3-Φ12mm，表面粗糙度Ra25 ，該斜向孔中心軸線對(duì)法蘭盤中心孔軸線的位置度是0.2mm。本工序的加工條件為：搖臂鉆床同上，Φ12標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，同上規(guī)格與尺寸。
由上知道，兩種工序的加工要求和零件的構(gòu)造，45鋼實(shí)心毛坯上鉆孔的經(jīng)濟(jì)精度為IT11~IT12，表面粗糙度為Ra25，在鉆夾具上加工時(shí)適當(dāng)控制切削用量，可以保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，這兩種工序加工時(shí)，主要考慮要如何保證孔軸線與Φ17.5和Φ12孔軸線的位置度要求。根據(jù)零件的構(gòu)造，最容易想到的是以Φ90H8的孔為定位基準(zhǔn)，這樣可以避免基準(zhǔn)不重合誤差，同時(shí)可以限定可以限定四個(gè)自由度。再用該法蘭盤端面限定零件的上下竄動(dòng)的自由度和用一個(gè)定位銷限定零件沿Φ304mm中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度就可以實(shí)現(xiàn)完全定位。
（3）定位元件的確定：
a、圓柱心軸：據(jù)零件孔式與夾具體的樣式選擇階梯心軸。
b、定位銷（長銷）：插入Φ20mm的孔，用來限制X,Y方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，共四個(gè)自由度。
c、可調(diào)定位支承釘：限定Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，用一輔助支承來提高工件的安裝剛度和定位的穩(wěn)定性。
（4）定位方法：圓柱孔定位，一面兩孔的定位方式。
（5）根據(jù)工件和夾具體的結(jié)構(gòu)，選用固定式鉆模板。固定式鉆模板雖然有時(shí)裝卸工件不便，但它結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、定位精度高。由于孔Φ17.5mm和Φ12mm一次鉆孔就可達(dá)到要求，因此采用固定式鉆套。 Φ17.5mm和Φ12mm均選無肩。
（6）根據(jù)零件的定位方案，采用鎖緊螺母和開口墊圈來實(shí)現(xiàn)快速鎖緊夾緊機(jī)構(gòu)，它與一個(gè)加工面位置靠近，增加了剛性，零件夾緊變形也小，但對(duì)于另一個(gè)加工面較遠(yuǎn)，為提高剛性，故采用輔助定位元件來固定，該設(shè)計(jì)采用了螺旋輔助支承。
（7）裝配二維結(jié)構(gòu)圖（定位配置）附圖。
3.2 確定夾具總裝配圖的設(shè)計(jì)
3.2.1 鉆模的分類與選擇
（1）鉆床夾具簡稱鉆模。鉆模借助其上的鉆套引導(dǎo)刀具和工件之間的相對(duì)位置，提高了加工精度和生產(chǎn)率，在成批大量生產(chǎn)中，已廣泛采用鉆模來進(jìn)行加工。
（2）鉆模的結(jié)構(gòu)形式很多，按工件的結(jié)構(gòu)形狀，大小和鉆模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，鉆模可分為以下幾種：１、固定式鉆?！。?、回轉(zhuǎn)式鉆?！。?、翻轉(zhuǎn)式鉆模４、覆蓋式鉆?！。?、滑柱式鉆模?。丁⒁苿?dòng)式鉆模。
（3）鉆模類型的選擇。在設(shè)計(jì)鉆模時(shí)，首先需要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，并考慮生產(chǎn)批量、工廠工藝裝備的技術(shù)狀況等具體條件來選擇夾具的結(jié)構(gòu)類型。由此選擇回轉(zhuǎn)式鉆模。
回轉(zhuǎn)式鉆模的結(jié)構(gòu)形式按其轉(zhuǎn)軸的位置可分為立軸式，臥軸式和斜軸式三種。這類鉆模的引導(dǎo)元件