全套資料-基于UG建模的盤類零件銑床專用夾具設(shè)計(jì)[三維UG8.0]【含7張CAD圖紙】

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機(jī)械加工歷史背景及其意義機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)古老而永遠(yuǎn)充滿生命力的行業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求越來越高，機(jī)械制造工藝也在日新月異地發(fā)展。自新中國成立以來，我國的制造技術(shù)與制造業(yè)得到了長足發(fā)展，一個(gè)具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的機(jī)械工業(yè)體系基本形成。改革開放二十多年來，我國制造業(yè)充分利用國內(nèi)國外兩方面的技術(shù)資源，有計(jì)劃地推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和水平及經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生了顯著變化，為推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。盡管我國制造業(yè)的綜合技術(shù)水平有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍存在階段性差距。進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè)，特別是在我國加入世貿(mào)組織后，世界的制造中心就從發(fā)達(dá)國家遷移到了亞洲，我國有廉價(jià)的勞動(dòng)力和廣大的消費(fèi)市場，因此，我國工業(yè)要想發(fā)展，就需要有相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備來支持。機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的裝備工業(yè)；是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)；是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體；是國防建設(shè)的基礎(chǔ)；是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速增長的重要支柱；也是為提高人民生活質(zhì)量、提供消費(fèi)類機(jī)電產(chǎn)品的供應(yīng)工業(yè)。它對(duì)國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量和效益、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化具有極其重要的作用。2 機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢隨著社會(huì)的發(fā)展，各種機(jī)械逐漸運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)中，不管是在農(nóng)用、軍用、工用等方面，離開了機(jī)械的操作就談不上效率，因此，從某中角度上來說，一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、社會(huì)地位，和機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的。各工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程表明，沒有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，就不可能實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化、現(xiàn)代化和信息化3。目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要因素，加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，推進(jìn)機(jī)械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，提高國民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)，增強(qiáng)我國經(jīng)濟(jì)的國際競爭力，保障國防安全等都具有重要而深遠(yuǎn)的意義。3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂3.1 機(jī)械加工工藝過程的定義機(jī)械加工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀，尺寸，相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的全過程。機(jī)械加工工藝過程直接決定零件及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，對(duì)產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)周期都有較大的影響，是整個(gè)工藝過程的重要組成部分。3.2 機(jī)械加工工藝過程的組成組成機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又是由安裝、工位、工步及走刀組成的。 工序是指一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是制定勞動(dòng)定額、配備工人及機(jī)床設(shè)備、安排作業(yè)計(jì)劃和進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的基本單元。 安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序。 當(dāng)應(yīng)用轉(zhuǎn)位（或移位）加工的機(jī)床（或夾具）進(jìn)行加工時(shí)，在一次裝夾中，工件（或刀具）相對(duì)于機(jī)床要經(jīng)過幾個(gè)位置依次進(jìn)行加工，在每一個(gè)工作位置上所完成的那一部分工序，稱為工位。采用多工位加工可以減少裝夾的次數(shù)，減少裝夾誤差，提高生產(chǎn)率。 工步是加工表面在切削刀具和切削用量（僅指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。 在一個(gè)工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次就稱為一次走刀。3.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程的定義規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程，它是企業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)性技術(shù)文件。3.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用及內(nèi)容機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。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。3.5 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟在一定的生產(chǎn)條件下，以最少的勞動(dòng)消耗和最低的費(fèi)用，按計(jì)劃加工出符合圖紙要求的零件，是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則。制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟如下：根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型；分析零件加工的工藝性；選擇毛坯的種類和制造方法；擬訂工藝過程；工序設(shè)計(jì)；編制工藝文件。4 夾具設(shè)計(jì)4.1 夾具設(shè)計(jì)的意義在機(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(tái),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(shí)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?yàn)樯a(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(jì)制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要。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(jì)制造的,其功用主要有下列幾個(gè)方面:1.保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分。2.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(shí)間并且節(jié)省了畫線這個(gè)工序,從而提高了勞動(dòng)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(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)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(gè)工件的同時(shí),進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合。總之,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(shí)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(dòng)強(qiáng)度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動(dòng),液壓或其它機(jī)械化,自動(dòng)化程度較高的專用夾具,對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)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(shí),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(dòng)強(qiáng)度大而且不安全。采用電動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。4.2 夾具的發(fā)展趨勢工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)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(dòng)”，到德國的包豪斯設(shè)計(jì)革命以及美國的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時(shí)至今日，工業(yè)設(shè)計(jì)已成為一門獨(dú)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(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì)（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(shí)，經(jīng)驗(yàn)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(jì)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)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(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力時(shí)，這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇”。材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)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?，就能夠?chuàng)造出實(shí)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(jì)都是時(shí)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(shí)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(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。現(xiàn)在，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?，F(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34年就要更新5080左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為1020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?，F(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個(gè)方面。利用更好的夾具，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品，可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件。因此，夾具是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要的工藝裝備。一個(gè)好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件，為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。參考文獻(xiàn)1：裘愉，組合機(jī)床，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.2：金振華.組合機(jī)床及其調(diào)整與使用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.3：沈延山.生產(chǎn)實(shí)習(xí)與組合機(jī)床設(shè)計(jì).大連：大連理工大學(xué)出版社，1989.4：上海市大專院校機(jī)械制造工藝學(xué)協(xié)作組編著.機(jī)械制造工藝學(xué).福建科學(xué)技術(shù)出版社，1996.5：王華坤，范元?jiǎng)?機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：兵器工業(yè)出版社，2000.6：馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.7：陳日曜.機(jī)械原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.8：方子良.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.9：劉秋生，李忠文.液壓傳動(dòng)與控制.北京：宇航出版社，1994.10：陳于萍，周兆元.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.11：東北重型機(jī)械學(xué)院等.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上海：上海科技技術(shù)出版社，1979.12：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.13：王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)（上下冊(cè)）.北京：清華大學(xué)出版社，1989.14：崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南. 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Chen, J.W. Hutchinson, M.Y. He, A.G. Evans, Acta Mater. 51 (2003) 2017.四川大學(xué)錦城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于UG建模的盤類零件銑床專用夾具設(shè)計(jì)所在學(xué)院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)老師 年 月 日 摘 要盤類零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(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、夾具體與機(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)。關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差A(yù)bstractDisc type parts processing technology and fixture design is the design of process design, including the parts processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error目錄 摘 要2Abstract3緒論11.夾具設(shè)計(jì)目的與意義11.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀11.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向21.3本課題主要討論的問題2第1章 夾具設(shè)計(jì)的概論31.1 機(jī)床夾具的概述31.1.1 機(jī)床夾具概述31.1.2 機(jī)床夾具的種類31.1.3 機(jī)床夾具的組成31.2 銑床夾具的分類41.3 銑削專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)41.4 銑床夾具的安裝41.5 工件的定位與誤差分析51.5.1 工件定位的基本原理51.5.2 定位方法與定位元件51.5.3 工件的誤差分析71.5.4 定位誤差產(chǎn)生的原因71.6 夾緊裝置71.6.1夾緊裝置的組成71.6.2 對(duì)夾緊裝置的基本要求81.6.3 夾緊力的確定81.6.4 夾緊力大小計(jì)算91.7 夾緊機(jī)構(gòu)種類91.8 減小夾緊變形措施9第2章 銑削3-60度缺口精加工工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)102.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，了解零件加工工藝過程102.1.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求102.1.2 熟悉零件加工工藝過程112.2.1 基準(zhǔn)的選擇112.2.2 確定定位夾緊方案112.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計(jì)122.3 定位誤差的計(jì)算與分析122.4 減小定位誤差的措施142.5 計(jì)算切削力及實(shí)際所需的夾緊力142.6 設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)并驗(yàn)算機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的夾緊力152.7 主要元件的設(shè)計(jì)與建模172.8 對(duì)刀元件及夾具體17第3章 夾具圖繪制193.1 工序圖193.2 夾具體零件圖193.3 繪制夾具裝配總圖193.4 標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件193.4.1 標(biāo)注尺寸、公差與配合193.4.2制訂技術(shù)條件203.5 三維裝配圖UG建模20第4章 夾具工作精度分析234.2 位置尺寸300.10234.4平面度允差0.2mm23結(jié)束語24致謝25參考文獻(xiàn)26 緒 論1.夾具設(shè)計(jì)目的與意義夾具是機(jī)械制造廠里的一種工藝裝備，機(jī)床夾具就是機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，它使得工件相對(duì)于刀具或機(jī)床活動(dòng)正確的位置，并在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。廣義的說夾具一種保證加工質(zhì)量并能加速工藝過程的一種工藝裝備，而在機(jī)械制造領(lǐng)域中，機(jī)床夾具作為機(jī)床的一種輔助設(shè)備，用以對(duì)工件的定位和夾緊，其數(shù)量和種類很多，顯得相當(dāng)重要。機(jī)械制造離不開金屬切削機(jī)床，對(duì)于切削機(jī)床，機(jī)床夾具是保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低對(duì)工人技術(shù)的過高要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化不可或缺的重要工藝裝備之一。雖然各種數(shù)控機(jī)床和加工中心等，高度智能化的加工設(shè)備已經(jīng)在我國各個(gè)生產(chǎn)單位已被廣泛使用，但是，在大部分情況下都還以普通專用機(jī)床為主要生產(chǎn)設(shè)備。因此，根據(jù)我國機(jī)械行業(yè)規(guī)模化流水生產(chǎn)線生產(chǎn)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一款專用銑床夾具來滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)高效、大批量的要求，是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)從業(yè)人員的基本要求。我們必須掌握對(duì)銑床夾具的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路，將其應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，從中不斷提高自己對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)與運(yùn)用能力。此次設(shè)計(jì)不僅可對(duì)整個(gè)大學(xué)專業(yè)課所學(xué)知識(shí)加以鞏固和彌補(bǔ)，更能鍛煉自身的自學(xué)能力，對(duì)于以后個(gè)人發(fā)展大有裨益。二、機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展1.機(jī)床夾具的現(xiàn)狀國際生產(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?，F(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34年就要更新5080%左右專用夾具，而 夾具的實(shí)際磨損量僅為1020%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.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，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率 6.提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 2. 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。1.標(biāo)準(zhǔn)化機(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。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.精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(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5m。3.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。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。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】。3.本課題主要討論的問題本次設(shè)計(jì)主要介紹了銑床夾具的的一般設(shè)計(jì)思想和方法。所給零件為一矩形工件，有形狀和位置公差的要求，所以對(duì)夾具的精度有較高的要求。并且夾具的設(shè)計(jì)要符合銑床夾具的特性。明確設(shè)計(jì)的要求和意圖；然后對(duì)原始資料(零件圖、技術(shù)要求等)進(jìn)行分析，然后提出具體的定位、夾緊、對(duì)刀方案，并進(jìn)行精度分析；最后繪制出夾具的零件圖及裝備圖，運(yùn)用Pro/E三維軟件對(duì)整個(gè)夾具進(jìn)行建模和裝配,完成設(shè)計(jì)論文的撰寫。第1章 夾具設(shè)計(jì)的概論1.1 機(jī)床夾具的概述1.1.1 機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡稱為夾具。在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。工件在機(jī)床上加工時(shí)，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正確的位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。1.1.2 機(jī)床夾具的種類機(jī)床夾具按其適用范圍可分為通用夾具、專業(yè)夾具、組合夾具、可調(diào)夾具及隨行夾具五種基本類型。如按所使用的機(jī)床來分類，則機(jī)床夾具可分為車床夾具、銑床夾具、躺床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具及數(shù)控機(jī)床夾具等。通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件的夾具，如三爪卡盤、平口虎鉗、萬能分度頭等。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造供應(yīng)。專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。專業(yè)夾具在批量生產(chǎn)中使用，這也是本次夾具設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象。 1.1.3 機(jī)床夾具的組成1.定位元件及定位裝置 用于確定工件在夾具中的正確位置，定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。定位元件有支承釘，支承板等。2.夾緊元件及夾緊裝置 用于夾緊工件，保持工件定位后的位置在加工過程中不變。3.夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。4.其他裝置或元件 各種夾具還應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置一些其它裝置或元件，有分度裝置，導(dǎo)向或?qū)Φ对?，夾具與機(jī)床之間的連接元件等。如銑削加工一般多采用定距切削，為便于調(diào)整刀具相對(duì)于工件被加工表面的位置，夾具上常設(shè)置對(duì)刀裝置，其中對(duì)刀裝置包括對(duì)刀塊和塞尺。1.2 銑床夾具的分類 銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹3-60度缺口精加工工序、花鍵及各種成型面等，是最常見的夾具之一。按銑削的進(jìn)給方式，可將銑床夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式三類。其中，直線進(jìn)給式夾具用得最多。另外，銑床夾具按使用范圍可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類；還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進(jìn)行分類。1.3 銑削專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)軸線的相對(duì)位置，在夾具體與地面之間應(yīng)具有兩個(gè)定位鍵。2.為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對(duì)位置，應(yīng)正確選用對(duì)刀裝置，對(duì)刀裝置應(yīng)在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。3.考慮加工余量大和切削力方向隨時(shí)可能變化的因素，夾具應(yīng)有足夠的剛性和強(qiáng)度，夾具的重心應(yīng)盡量低。4.夾具裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能。5.夾緊力應(yīng)作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承點(diǎn)。6.切屑和冷卻液應(yīng)能順利排出，必要時(shí)應(yīng)開排泄孔【2】1.4 銑床夾具的安裝夾具在銑床工作臺(tái)上的定位,由裝在夾具體底部的兩個(gè)定位鍵實(shí)現(xiàn)。銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的T形3-60度缺口精加工工序尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺(tái)T形3-60度缺口精加工工序的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。定位鍵安裝在夾具體底面的縱向3-60度缺口精加工工序中,一個(gè)夾具一般要配置兩個(gè)定位鍵。銑床夾具底座定位鍵與銑床工作臺(tái)T型3-60度缺口精加工工序的配合連接，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺(tái)兩個(gè)T形3-60度缺口精加工工序間的距離一致。T形3-60度缺口精加工工序?qū)к壢缦聢D1.1： 圖1.1 銑床T3-60度缺口精加工工序?qū)к?.5 工件的定位與誤差分析1.5.1 工件定位的基本原理 工件的定位實(shí)質(zhì)就是要使工件在夾具中有某個(gè)確定的位置。這一位置可以通過定位支承限制相應(yīng)的自由度來獲得。六點(diǎn)定位原理：如果要使一個(gè)自由剛體在空間有一個(gè)確定的位置，就必須設(shè)置相應(yīng)的六個(gè)約束以限制六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。如果工件的六個(gè)自由度都加以限制了，工件在空間的位置也就完全被確定下來了。因此定位實(shí)質(zhì)上就是限制自由度。關(guān)于六點(diǎn)定位原則的幾個(gè)主要問題：1.在夾具的結(jié)構(gòu)中，定位支承點(diǎn)是通過具體的定位元件體現(xiàn)的，即支承點(diǎn)不一定用點(diǎn)或銷的頂端，而常用面或線來代替。兩個(gè)點(diǎn)決定一條直線，三個(gè)點(diǎn)決定一個(gè)平面，即一條直線可以代替兩個(gè)支承點(diǎn)，一個(gè)平面可代替三個(gè)支承點(diǎn)。在具體應(yīng)用時(shí)，還可用窄長的平面代替直線，用較小的平面來替代點(diǎn)。2.定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，方起到限制自由度的作用。3.分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響。工件的某一自由度被限制是指工件在某個(gè)坐標(biāo)方向有了確定位置，并不是指工件在受到使其脫離定位支承點(diǎn)的外力時(shí)不能運(yùn)動(dòng)。使工件在外力作用下不能運(yùn)動(dòng)，要靠夾緊裝置來完成。1.5.2 定位方法與定位元件 定位方法和定位元件的選擇，主要決定于工件的加工要求、工件的定位基準(zhǔn)和外力的作用情況等。定位方法有平面定位，圓柱孔定位，圓柱面定位，特殊表面定位，組合表面定位等。據(jù)定位方法及各定位元件的特點(diǎn)合理選擇定位元件 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。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)常與工件接觸和磨擦，為此定位元件限位表面的耐磨性要好，以保證夾具的壽命和精度。(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件重力、夾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。(4) 應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)簡單、合理，便于制造、裝配和更換。(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。2.常用定位元件的選用 定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 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，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(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、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板，用于側(cè)面定位時(shí)，可選用不帶斜3-60度缺口精加工工序的支承板，盡可能用帶斜3-60度缺口精加工工序的支承板，以利清除切屑。3.以毛坯面和環(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。4.定位基準(zhǔn)面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助定位元件，輔助支承不限制自由度，且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。常見的支承板和支承釘如下圖1.2和圖1.3： 圖1.2 支承釘 圖1.3 支承板1.5.3 工件的誤差分析由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的尺寸必然有誤差。這種由工件定位引起的誤差即定位誤差（D）。為保證精度，限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/51/2?！?】 即， D(1/51/2)T 式中：D定位誤差，單位為mm； T 工件的加工誤差，單位為mm1.5.4 定位誤差產(chǎn)生的原因工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合，而基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差Y；二是定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差B。1.基準(zhǔn)不重合誤差B加工尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是外圓柱面的母線時(shí)，定位基準(zhǔn)是圓柱孔的中心線，這種由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱基準(zhǔn)不重合誤差，此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。因此選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合。當(dāng)被加工工件的工藝過程確定以后，各工序的工序尺寸也就隨之而定，此時(shí)在工藝文件上，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)便轉(zhuǎn)化為工序基準(zhǔn)。2.基準(zhǔn)位移誤差Y由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位移誤差（Y）。如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的，減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差Y值，以提高定位精度。1.6 夾緊裝置 工件在夾具定位之后，在機(jī)械加工過程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用，故必須設(shè)計(jì)夾緊裝置對(duì)工件夾緊，它對(duì)工件加工有較大影響。1.6.1夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成由以下三部分組成：1.動(dòng)力源裝置 產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分手動(dòng)和機(jī)動(dòng)夾緊兩種，為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。2.傳力機(jī)構(gòu) 介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。作用是，改變作用力的方向、大小；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重。3.夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。1.6.2 對(duì)夾緊裝置的基本要求在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：1.夾緊過程中，不能破壞工件定位時(shí)占據(jù)的正確位置。2.夾緊力的大小應(yīng)適當(dāng)可靠。既要保證加工過程中工件不發(fā)生送的或振動(dòng)，又不允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。3.夾緊裝置工藝性好。4.使用性好。操作方便、安全、省力。1.6.3 夾緊力的確定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.夾緊力的方向夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則：（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)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、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)合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則：（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。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對(duì)剛度較差的工件尤其重要，如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(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、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。1.6.4 夾緊力大小計(jì)算 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊力數(shù)值。即： 式中，實(shí)際所需的夾緊力； 在一定條件下，由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力； 安全系數(shù)。 其中，【2】 1.7 夾緊機(jī)構(gòu)種類 機(jī)床夾具的夾緊裝置所采用的夾緊機(jī)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需要合理選擇。常用的夾緊機(jī)構(gòu)有，斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，偏心夾緊機(jī)構(gòu)，端面凸輪夾緊機(jī)構(gòu)，鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)，聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等。1.8 減小夾緊變形措施1. 增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn) 2. 增加壓緊件接觸面積 3.利用對(duì)稱變形 加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，夾具的夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)保證工件能產(chǎn)生均勻的對(duì)稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工精度。第2章 銑削3-60度缺口精加工工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)2.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，了解零件加工工藝過程2.1.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 圖2.1 加工零件圖該零件為45鋼；零件圖如上圖2.1，中批量生產(chǎn)；該工序在立式銑床上用三面刃銑刀加工。由零件圖可知，所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)滿足以下工序加工要求： 1. 3-60度缺口夾角60度。2. 3-60缺口底面至工件中心位置尺寸30 mm。3. 3-60缺口底面對(duì)工件的平面度0.2mm。 2.1.2 熟悉零件加工工藝過程 1.粗銑前后兩端面 2.車外圓 3.精銑前后兩端面 4.銑3-60度缺口 5.鉆、鉸孔 6.銑3-60度缺口精加工工序以上銑削1、2、3、4、6工序均在X52K銑床上加工，工序5在Z5135立式鉆床上加工。 2.2 確定定位方案2.2.1 基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的五個(gè)自由度。建立坐標(biāo)系如圖2.2所示。為保證3-60缺口底面至工件B面的垂直度，應(yīng)選B面為定位基面，限制；為保證工序尺寸30 mm，須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證3-60缺口兩側(cè)面對(duì)孔軸線的對(duì)稱度要求，還必須在加工時(shí)限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。綜上所述，工件的六個(gè)自由度均被限制，為使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，選取的定位基準(zhǔn)是B面、孔和A面。2.2.2 確定定位夾緊方案 根據(jù)零件特點(diǎn)，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案【4】，采用機(jī)械夾緊方式對(duì)工件進(jìn)行夾緊。 綜上對(duì)工件定位、夾緊方案的分析，確定定位、夾緊方案。其定位夾緊圖如下圖2.3所示： 圖2.3 定位夾緊方案圖2.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計(jì)1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是側(cè)平面B面、底平面A面、和孔，據(jù)此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷。2.定位板設(shè)計(jì) 定位平面B面所用的定位支承板參照參考文獻(xiàn)【3】第272頁設(shè)計(jì)。 標(biāo)記為：支承板 A645 GB 2236-80 材料：T8?，F(xiàn)確定定位銷的極限偏差和定位表面到定位銷中心的名義尺寸： =L，其中取工件相應(yīng)尺寸=L=230.08mm的平均尺寸，公差取相應(yīng)尺寸公差的()倍，現(xiàn)取，【2】則有： =400.02mm滿足工件順利裝拆的補(bǔ)償量值：=(+)2=(0.16+0.04)2=0.10mm則，菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙=0.43mm（其中，b的值可查手冊(cè)得值為3【3】）2.3 定位誤差的計(jì)算與分析必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。與夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)可得： 兩定位銷定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和：從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。2.4 減小定位誤差的措施 采取措施：1.提銷圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6級(jí)，公差值為0.011mm,則此時(shí)定位銷圓柱部分直徑mm,=0.043-(-0.054)=0.097mm。0.097仍接近加工誤差的。2.在提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度基礎(chǔ)上，將10孔的精度提高到IT8級(jí)，其公差值為0.027mm，此時(shí)孔的尺寸及公差為mm，則0.027mm-(-0.054)=0.081mm,那么就要約0.12mm的加工精度預(yù)留量，可滿足保證對(duì)稱度加工要求。2.5 計(jì)算切削力及實(shí)際所需的夾緊力 圖2.9作用于工件上的切削力 工件在加工時(shí)的受力情況如圖2.9所示。加工時(shí)，工件受到切削合力F的作用，F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經(jīng)驗(yàn)公式，和可通過切向銑削力分別乘以一個(gè)系數(shù)來得到。在對(duì)稱銑削情況下，=(11.2),=(0.20.3)。參照機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)【3】表1-2-9得銑削力的計(jì)算公式： 參數(shù)的選取：切向銑削力 （N） 銑刀系數(shù) =669銑削深度 =3mm 每齒進(jìn)給量 =0.15mm 銑刀直徑 d=100mm銑削寬度 B=12mm銑刀齒數(shù) z=12修正系數(shù) （工件屈服應(yīng)力）綜上，計(jì)算得：銑削力 。故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。工件的主定位面是B面，故選擇夾緊力的作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜贐面。當(dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí)，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N由公式 = 可計(jì)算出實(shí)際所需夾緊力。 現(xiàn)在計(jì)算安全系數(shù)K的值。 安全系數(shù)K的計(jì)算公式為： 由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-0得各安全系數(shù)K的取值如下： 基本安全系數(shù) 加工性質(zhì) 刀具鈍化程度 切削特點(diǎn) 穩(wěn)定性 手柄位置 工件與支撐面接觸情況 將各安全系數(shù)值代入上面公式計(jì)算得,K=1.95=9015N,故夾緊機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。2.7 主要元件的設(shè)計(jì)與建模依據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)對(duì)各個(gè)元件進(jìn)行設(shè)計(jì)并對(duì)其標(biāo)記如下如下：1. 定位鍵： A14h6 GB 2206-80 材料：45鋼2. 壓板： A14130 GB 2188-80 材料：45鋼3. 浮動(dòng)壓塊：A4014 GB 2174-80 材料：45鋼4. 銷 A1028 GB/T 119.1-2000 材料：35鋼5. 銷 A628 GB/T 119.1-2000 材料：35鋼6. 對(duì)刀塊 GB 2242-80 材料：20鋼7. 對(duì)刀塞尺 3 GB 2244-80 材料：T88. 螺釘 GB/T 68-2000 M5.525 2.8 對(duì)刀元件及夾具體根據(jù)工件加工表面形狀，對(duì)刀件可選用夾具零件及部件中的標(biāo)準(zhǔn)直角對(duì)刀塊。它的直角對(duì)刀面和工件被加工3-60度缺口精加工工序形相對(duì)應(yīng)，其間距等于塞尺厚度，設(shè)計(jì)塞尺厚度為3，并把對(duì)刀件安裝于夾具體的豎直板上。根據(jù)銑床T行3-60度缺口精加工工序的寬度，選用寬度B=14mm,公差為h6的A型定位鍵來確定夾具在機(jī)床上的位置?！?】夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體【7】。其基本厚度選為22mm,并設(shè)計(jì)出供T形3-60度缺口精加工工序用螺栓緊固夾具用得U形3-60度缺口精加工工序耳座。根據(jù)所設(shè)計(jì)的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，設(shè)計(jì)出夾具的形狀、結(jié)構(gòu)。如下圖2.15 圖2.15 夾具體 第3章 夾具圖繪制3.1 工序圖 依據(jù)零件的加工要求，制訂銑3-60度缺口精加工工序工序圖。見附圖013.2 夾具體零件圖 參照工序圖的定位夾緊方案，合理設(shè)計(jì)銑3-60度缺口精加工工序的夾具，繪制夾具體零件圖。見附圖023.3 繪制夾具裝配總圖 見附圖03 如下圖3.1： 圖3.1 銑3-60度缺口精加工工序夾具總圖3.4 標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件3.4.1 標(biāo)注尺寸、公差與配合1.夾具外形輪廓尺寸 夾具在長、寬、高三個(gè)方向的輪廓尺寸為407m、174mm、和140mm。如上圖3-1。2.工件與定位元件的聯(lián)系尺寸 3.夾具與刀具的聯(lián)系尺寸 即調(diào)刀尺寸，分為水平和垂直兩個(gè)方向的尺寸。 （1）水平方向的調(diào)刀尺寸為為銷中心至對(duì)刀元件尺面的距離。 查手冊(cè)的所用銑刀的寬度尺寸及其極限偏差為，其平均尺寸為12.09mm。定位銷中心至工件上3-60度缺口精加工工序，再加上塞尺厚度2mm，故水平方向調(diào)刀尺寸的基本尺寸 （2）垂直方向的調(diào)刀尺寸為定位元件(兩支承釘)工作面至對(duì)刀面之間的位置尺寸。工件上相應(yīng)的尺寸為工件3-60度缺口精加工工序底至工件底面之間的尺寸(620.10)mm，減去3mm的塞尺厚度，就得到垂直方向調(diào)刀尺寸的基本尺寸為(62-3)=59mm。根據(jù)與調(diào)刀尺寸(9.0450.02)mm相同的公差，取垂直方向的調(diào)刀基本尺寸及其極限偏差為(590.02)mm。4.夾具與機(jī)床連接部分的聯(lián)系尺寸 定位鍵與工作臺(tái)T形3-60度缺口精加工工序配合尺寸為14H7/h6。5.夾具內(nèi)部的配合尺寸：【1】銷與螺桿： 過渡配合 孔 軸；支承釘與夾具體底面孔： 過盈配合 孔 軸；銷與浮動(dòng)壓塊孔： 間隙配合 孔 軸；銷與鉸鏈壓板孔： 過渡配合 孔 軸；銷與夾具體頂面孔： 過盈配合 孔 軸。3.4.2制訂技術(shù)條件1.由于工件上有3-60度缺口精加工工序底至工件B面的垂直度要求0.10mm，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位表面Q(兩個(gè)支承板限定的表面)對(duì)底面的垂直度允差100:0.2 (mm)。2.由于工件上有3-60度缺口精加工工序兩側(cè)面對(duì)10孔軸線對(duì)稱度要求，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位表面Q(兩個(gè)支承板限定的表面)對(duì)定位鍵側(cè)面的垂直度允差100:0.2 (mm)。3.兩定位支承釘?shù)牡雀咴什畈淮笥?.02(mm)。3.5 三維裝配圖UG建模 下圖為裝配三維建模圖3.2、3.3、3.4： 圖3.2 圖3.3 圖3.4第4章 夾具工作精度分析在完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全部工作后，還需對(duì)夾具工作精度進(jìn)行分析，即分析計(jì)算各項(xiàng)加工要求的夾具部分誤差，并將它與加工允差比較，從而判斷夾具能否可靠地保證各項(xiàng)加工要求，以證明所設(shè)計(jì)夾具方案的合理性。與夾具有關(guān)的誤差有定位誤差、對(duì)刀誤差、夾具在機(jī)床上的安裝誤差和夾具誤差等。各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)于工件的位置不準(zhǔn)確，而形成夾具總的加工誤差。4.2 位置尺寸300.10定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，=0，平面定位時(shí)=0；工件夾緊力的作用面是B面，其對(duì)底面的垂直度允差造成的對(duì)尺寸30mm會(huì)有影響，此值較小；調(diào)刀尺寸的公差也會(huì)引起0.04mm的調(diào)刀誤差。此三值相加遠(yuǎn)小于工件的加工允差0.2mm，故夾具可滿足尺寸30。4.4平面度允差0.2mm定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，工件以平面定位，故=0。夾具由兩個(gè)支承板表面決定的限位基面對(duì)夾具體底面的垂直度允差100:0.2，將引起工件3-60度缺口精加工工序底面對(duì)B面的垂直度誤差。其中=(0.02/100)50=0.01mm.故夾具部分誤差=+=0.01mm，此值僅占加工允差的很少部分，夾具滿足垂直度允差0.2mm.綜上，通過對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的選擇、設(shè)計(jì)和夾具工作精度的分析計(jì)算，證明該夾具能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術(shù)要求，且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。從而說明所設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)是可行的。結(jié)束語 本次設(shè)計(jì)是我們進(jìn)入社會(huì)之前，也是我學(xué)生生涯的最后一次設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)對(duì)我受益匪淺，讓我基本上又把所學(xué)的知識(shí)復(fù)習(xí)了一遍，使我能夠?qū)镜闹R(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解。首先，尋找有關(guān)資料和課題并且研究方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃，理清設(shè)計(jì)思路，但是將這些具體的方案落實(shí)到每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和步驟中，難免會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，這就需要在具體的設(shè)計(jì)過程中利用所掌握的知識(shí)認(rèn)真排查錯(cuò)誤原因，多方面的思考問題，不斷的改正自己的設(shè)計(jì)不足之處和錯(cuò)誤。其次，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)設(shè)計(jì)零件優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行合理的裝配。從一開始的無從下手，到資料的整理，逐步清晰設(shè)計(jì)內(nèi)容，無疑在是考驗(yàn)我們查閱資料的能力，書寫的能力，電腦繪圖能力，這使我的個(gè)人能力進(jìn)一步提高。如學(xué)會(huì)了運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱相關(guān)資料的本領(lǐng)，對(duì)自己的能力有了進(jìn)一步的提高，為以后的學(xué)習(xí)和工作加強(qiáng)。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。致謝三年的大學(xué)讀書生活隨著本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的落幕，在這個(gè)春暖花開的季節(jié)劃上一個(gè)句號(hào)。從最開始對(duì)本次設(shè)計(jì)任務(wù)的懵懵懂懂到現(xiàn)在的很熟悉，其中過程對(duì)我來說不是那么容易，在設(shè)計(jì)的過程中也是遇到了很多的困難與障礙。其中令我最尷尬的是當(dāng)我將要完成設(shè)計(jì)的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)自己的作業(yè)結(jié)果與指導(dǎo)老師的預(yù)想相差千里，而我并不是那么的了解。在這里，我首先要感謝的是段維峰指導(dǎo)老師。段老師對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)與修進(jìn)令我受益匪淺，段老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深的感染和激勵(lì)著我。還有我身邊一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)，有幸與他們一起工作，彼此資源分享，很感謝他們對(duì)我畢業(yè)論文格式和內(nèi)容的檢查和建議，我的畢業(yè)論文離不開他們的幫助。當(dāng)然，由于投入的時(shí)間與精力不足夠和自己知識(shí)缺乏的原因，本次設(shè)計(jì)卻又不足之處，也誠懇希望老師和學(xué)友的批評(píng)與指正。參考文獻(xiàn)1馬霄，武良臣 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.12曹秋霞，程雪利，段維峰 機(jī)械制造工藝裝備3東北重型機(jī)械學(xué)院， 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1988.44張龍勛 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題 機(jī)械工業(yè)出版社 1999.115徐起賀 劉靜香 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.46劉靜香 工程力學(xué) 河南科學(xué)技術(shù)出版社 2006.97程芳 杜偉 機(jī)械工程材料及熱處理 北京理工大學(xué)出版社 2010.826