盤類軸向多孔成組鉆模設(shè)計(jì)
盤類軸向多孔成組鉆模設(shè)計(jì),盤類軸向多孔成組鉆模設(shè)計(jì),軸向,多孔,成組,設(shè)計(jì)
開題報(bào)告
成組技術(shù)用系統(tǒng)分析方法將具有某些相似信息的事物集合成組來進(jìn)行處理的一種高效率的生產(chǎn)技術(shù)和管理技術(shù)。英文縮寫GT。成組技術(shù)的思想是20～30年代開始產(chǎn)生的,但直到50年代由蘇聯(lián)學(xué)者С．Π．米特洛凡諾夫進(jìn)行系統(tǒng)的研究，才形成專門的學(xué)科，并在蘇聯(lián)推廣應(yīng)用，隨后又推廣到歐洲、美國和日本。聯(lián)邦德國的零件分類編碼系統(tǒng)和英國的成組生產(chǎn)單元進(jìn)一步推動(dòng)了成組技術(shù)的發(fā)展。中國于60年代初引進(jìn)成組技術(shù)?，F(xiàn)在各國成組技術(shù)分類系統(tǒng)已有近百種。成組技術(shù)在發(fā)展初期僅作為一項(xiàng)科學(xué)的加工工藝，主要應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)中多品種中、小批量生產(chǎn)，因此在60年代初中國曾把GT譯成成組加工或成組工藝。早期的成組技術(shù)都是指對(duì)要加工的零件類型按某些工藝共性或結(jié)構(gòu)共性歸類分組，以便采用共同的工藝裝備，目的是使批量很小的各種零件在工序相同的前提下集中起來構(gòu)成大批量加工件，從而能采用大批量生產(chǎn)所采用的設(shè)備和加工方法。成組技術(shù)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相結(jié)合，可從各種類型的零件中準(zhǔn)確而迅速地按相似類型整理出零件分類系統(tǒng)。設(shè)計(jì)部門可根據(jù)零件形狀特征把圖紙集中分類，通過標(biāo)準(zhǔn)化方法減少零件種類，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。加工部門根據(jù)零件的形狀、尺寸、加工技術(shù)的相似性進(jìn)行分類,組成加工組,各加工組還可采用專用機(jī)床和工夾具，進(jìn)一步提高機(jī)床的專業(yè)化自動(dòng)化程度。按成組技術(shù)具體實(shí)施范圍的不同，出現(xiàn)了成組設(shè)計(jì)、成組管理、成組鑄造、成組沖壓等分支。按照相似性歸類成組的信息不同，出現(xiàn)了零件成組、工藝成組、機(jī)床成組等方法。采用成組技術(shù)可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。70年代后，成組技術(shù)的發(fā)展已超出了機(jī)械制造工藝的范圍，成為一門綜合性的科學(xué)技術(shù)。它已涉及各類工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程、管理科學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科的前沿領(lǐng)域。日本、美國、蘇聯(lián)和聯(lián)邦德國等許多國家把成組技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來發(fā)展成柔性制造系統(tǒng)，使多品種、中小批量生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。全面采用成組技術(shù)會(huì)從根本上影響企業(yè)內(nèi)部的管理體制和工作方式，提高標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化和自動(dòng)化程度。
現(xiàn)代夾具(如成組夾具、通用可調(diào)夾具、組合夾具)的結(jié)構(gòu)共性，大都由通用基體和可調(diào)、可換元件兩部分組成。其通用基體部分是零件組中所有零件共用的主要部分；而可調(diào)、可換部分則是針對(duì)零件組中某種(或幾種)特定零件而專門設(shè)計(jì)的專用或準(zhǔn)專用部分?？烧{(diào)、可換元件一般是隨夾具適用對(duì)象數(shù)的多少而變化的，因此，在現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)時(shí)，適用對(duì)象種數(shù)選擇得是否合理，將直接關(guān)系到可調(diào)、可換元件的數(shù)量和夾具的整體經(jīng)濟(jì)性，以成組夾具為例進(jìn)行探討和研究。
1優(yōu)化設(shè)計(jì)分析
這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：
可以正確確定適用對(duì)象種數(shù)。
根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，對(duì)可調(diào)、可換元件和通用基體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從成本比例的角度進(jìn)行調(diào)整，從而使之滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到整體經(jīng)濟(jì)性的目的。
從成組夾具適用對(duì)象種數(shù)所分?jǐn)偟膴A具成本看，可以認(rèn)為：適用對(duì)象在成組夾具滿負(fù)荷的范圍內(nèi)，對(duì)象種數(shù)愈多則夾具分?jǐn)偟竭m用對(duì)象種數(shù)上的單位成本就愈低。
由于研究所以研制工作為主的生產(chǎn)特點(diǎn),大多數(shù)產(chǎn)品的機(jī)加工生產(chǎn)任務(wù)具有小批量、短周期、高精度的特點(diǎn)。如何保證工件的加工精度,提高加工效率,兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度的要求,是研究所機(jī)加生產(chǎn)的核心任務(wù)。同時(shí)由于我所零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),銑加工工序占有重要的部分,對(duì)于零件的生產(chǎn)質(zhì)量和進(jìn)度有著極大的影響,因而對(duì)銑加工夾具的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。
成組夾具是指針對(duì)一組(或幾組)相似零件的一個(gè)(或幾個(gè))工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。成組夾具的應(yīng)用可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍,提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量,也能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
設(shè)計(jì)題目：盤類軸向多孔成組
鉆模設(shè)計(jì)
系 別:
專 業(yè):
班 級(jí):
姓 名:
學(xué) 號(hào):
設(shè)計(jì)小組:
指導(dǎo)教師:
完成時(shí)間:
1 摘要
能通過運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工過程中的定位.夾緊以及工藝路線安排.工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量
學(xué)會(huì)使用圖表資料以及手冊(cè)，掌握與本本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練運(yùn)用。因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)當(dāng)中可能會(huì)有不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。
Abstract：Can through the utilization machine manufacture technology curriculum in elementary theory as well as in the productive practice middle school to the practice knowledge, a correct solution components in processing process localization. Clamp as well as craft route arrangement. Questions and so on craft size determination, guarantee components processing quality The academic society uses the graph data as well as the handbook, grasps designs the related each kind of material with the notebook the name, the source, can achieve the skilled utilization. Therefore, it holds the important status in ours university life. To my own opinion, I hoped that can the work which will be engaged to own future carry on an adaptability training through this curriculum project, will exercise itself to analyze the question, will solve the question ability, will start the work for the present to build a good foundation. Because ability is limited, middle the design will possibly have the deficiency, will request earnestly fellow teachers to give the criticism to point out mistakes.
2 前 言
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)需求的變化多端及商品競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，使機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期愈來愈短，多品種、小批量生產(chǎn)的比例愈來愈高。為了適用這種形勢(shì)的需要出現(xiàn)了各種新型夾具。
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在精密化、高效化、柔性化等方面。下面介紹幾種現(xiàn)代機(jī)床夾具。
一、可調(diào)夾具
可調(diào)夾具分為通用可調(diào)夾具和成組夾具(也稱專用可調(diào)夾具)兩類。它們共同的特點(diǎn)是，只要更換或調(diào)整個(gè)別定位、夾緊或?qū)蛟?，即可用于多種零件的加工，從而使多種零件的單件小批生產(chǎn)變?yōu)橐唤M零件在同一夾具上的“成批生產(chǎn)”。產(chǎn)品更新?lián)Q代后，只要屬于同一類型的零件就仍能在此夾具上加工。由于可調(diào)夾具具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和良好的繼承性，所以使用可調(diào)夾具可大量減少專用夾具的數(shù)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低成本。
(一)通用可調(diào)夾具
通用可調(diào)夾具的加工對(duì)象較廣，有時(shí)加工對(duì)象不確切。如滑柱式鉆模只要更換不同的定位、夾緊、導(dǎo)向元件，便可用于不同類型工件的鉆孔。
(二)成組夾具
成組夾具是成組工藝中為一組零件的某一工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。
成組夾具加工的零件組都應(yīng)符合成組工藝的相似原則，相似原則主要包括以下內(nèi)容：工藝相似；裝夾表面相似；形狀相似；尺寸相似；材料相似；精度相似。圖10-7所示為加工撥叉叉部圓弧面及其一端面的成組工藝零件組，它符合成組工藝的相似性原則。
10-8所示為加工該零件組的成組車床夾具，兩件同時(shí)加工。夾具體1上有四對(duì)定位套2(定位孔為φ16H7)，可用來安裝四種可換定位軸KHl，用來加工四種中心距L不同的零件。若將可換定位軸安裝在C一C剖面的T形槽內(nèi)，則可加工中心距L在一定范圍內(nèi)變化的各種零件?？蓳Q墊套KH2及可換壓板KH3按零件叉部的高度H選用更換，并固定在兩定位軸連線垂直的T形槽內(nèi)，防轉(zhuǎn)定位及輔助夾緊用。
成組夾具的設(shè)計(jì)方法與專用夾具相似，首先確定一個(gè)“復(fù)合零件”，該零件能代表組內(nèi)零件的主要特征，然后針對(duì)“復(fù)合零件”設(shè)計(jì)夾具，并根據(jù)組內(nèi)零件加工范圍，設(shè)計(jì)可調(diào)整件和可更換件。應(yīng)使調(diào)整方便、更換迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。由于成組夾具能形成批量生產(chǎn)因此可以采用高效夾緊裝置，如各種氣動(dòng)和液壓裝置。
二、組合夾具
(一)概述
組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備。我國從60年代初開始推廣使用，目前已基本普及，各城市及各大工廠均有自己的組合夾具站。
組合夾具由一套預(yù)先制造好的不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件及合件組裝而成。
組合夾具一般是為某一工件的某一工序組裝的專用夾具，也可以組裝成通用可調(diào)夾具或成組夾具。組合夾具適用于各類機(jī)床。
組合夾具把專用夾具的設(shè)計(jì)、制造、使用、報(bào)廢的單向過程變?yōu)榻M裝、擴(kuò)散、清洗入庫、再組裝的循環(huán)過程?？捎脦仔r(shí)的組裝代替幾個(gè)月的設(shè)計(jì)制造周期，從而縮短了生產(chǎn)周期；節(jié)省了工時(shí)和材料，降低了生產(chǎn)成本；還可減少夾具庫房面積，有利管理。
組合夾具的元件精度高、耐磨，并且實(shí)現(xiàn)了完全互換，元件精度一般為IT6～I(xiàn)T7級(jí)。用組合夾具加工的工件，位置精度一般可達(dá)IT8～I(xiàn)T9級(jí)，若精心調(diào)整可達(dá)IT7級(jí)。
組合夾具的主要缺點(diǎn)是體積大、剛度較差、一次性投資大、成本高。這使組合夾具的推廣應(yīng)用受到一定限制。
三、數(shù)控機(jī)床夾具
在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已愈來愈廣泛。數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，刀具或工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是由程序控制，按一定坐標(biāo)位置進(jìn)行的。
數(shù)控機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1．?dāng)?shù)控機(jī)床夾具上應(yīng)設(shè)置原點(diǎn)(對(duì)刀點(diǎn))。
2．?dāng)?shù)控機(jī)床夾具無需設(shè)置刀具導(dǎo)向裝置。這是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床加工時(shí)，機(jī)床、夾具、刀具和工件始終保持嚴(yán)格的坐標(biāo)關(guān)系，刀具與工件間無需導(dǎo)向元件來確定位置。
3．?dāng)?shù)控機(jī)床上常需在幾個(gè)方向上對(duì)工件進(jìn)行加工，因此數(shù)控機(jī)床夾具應(yīng)是敞開式的。
4．?dāng)?shù)控機(jī)床上應(yīng)盡量選用可調(diào)夾具、拼裝夾具和組合夾具。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床上加工的工件，常是單件小批生產(chǎn)，必須采用柔性好、準(zhǔn)備時(shí)間短的夾具。
5．?dāng)?shù)控機(jī)床夾具的夾緊應(yīng)牢固可靠、操作方便。夾緊元件的位置應(yīng)固定不變?cè)燔嚲W(wǎng)，防止在自動(dòng)加工過程中，元件與刀具相碰。
夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)：
1.夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。
2.專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對(duì)性。
3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。
4.夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的夾具可以減少廢品率。
因此，夾具設(shè)計(jì)要保證以下幾個(gè)條件：
1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。
2.保證工件的精度。
3.保證使用方便與安全。
4.正確處理作用力的平衡問題。
5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。
在機(jī)械制造中，為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具設(shè)計(jì)過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢(shì)：
1.發(fā)展通用夾具的新品種
a、 由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。
b、 廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
2.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。
3.加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。
4.大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具。
采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計(jì)和制造夾具。
本設(shè)計(jì)屬于工藝夾具設(shè)計(jì)范圍，機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計(jì)中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計(jì)中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用。
目錄
1 摘要····································································1
2 前言····································································3
3 盤類軸向多孔成組鉆模的設(shè)計(jì)·······································6
3.1 盤類軸向多孔零件結(jié)克特點(diǎn)····································9
3.1 盤類軸向多孔成組鉆模的設(shè)計(jì)·································10
3.3定位元件的選擇與設(shè)計(jì)·············································11
3.3.1 定位元件的選擇·········································11
3.3.2 定位誤差的分析···········································11
3.3.2 定位誤差的計(jì)算···········································12
3.4 零件在夾具中夾緊···············································12
3.5 夾緊裝置的組成··················································13
3.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)······························19
3.7 夾緊力的計(jì)算及夾緊元件的強(qiáng)度校核····························28
3.8 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)··········································29
設(shè)計(jì)總結(jié)································································30
參考文獻(xiàn)································································32
9
3 盤類軸向多孔成組鉆模的設(shè)計(jì)
針對(duì)我所設(shè)計(jì)的零件加工特點(diǎn), 零件的結(jié)構(gòu)零件較為適合應(yīng)用成組技術(shù)設(shè)計(jì)夾具。希望通過總結(jié)成組夾具的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),在這方面做出一些探討,與同行們互相切磋、交流。
本夾具適合于小型盤類零件(如法蘭)的鉆孔加工.通常工件是以加工端面和中心孔定位,限制五個(gè)自由度.對(duì)于不對(duì)稱結(jié)構(gòu)(見工序圖)則以側(cè)面用擋銷再限制一個(gè)回轉(zhuǎn)自由度,該側(cè)面可以是精基準(zhǔn),也可以是粗基準(zhǔn).夾具上采用螺母通過開口墊圈夾緊工件.翻板連同鉆模板由焊接夾具體上的兩個(gè)支角T托住后(見圖中假想線位置),可以裝卸工件,當(dāng)把它們翻轉(zhuǎn)到工件位置時(shí)由鎖扣通彈簧力鎖住后,可以進(jìn)行鉆孔加工.
鉆模板和定位銷都是可換件,可以根據(jù)不現(xiàn)工件的需要進(jìn)行更換.插銷是在鉆好一個(gè)孔后, 插進(jìn)該孔,以增強(qiáng)加工的穩(wěn)定性,確保各孔間的位置精度.若也徑不大時(shí),也可以不用.本夾具由于采用翻板結(jié)構(gòu)代替翻轉(zhuǎn)式鉆模,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)避免了鉆床工件臺(tái)的磕碰現(xiàn)象
我所設(shè)計(jì)夾具為盤類軸向多孔夾具,它是以中孔作為定位基準(zhǔn)限制二個(gè)自由度,端面限制三個(gè)自由度,有的側(cè)面需要限制一個(gè)自由度,一共限制六個(gè)自由度,符合六點(diǎn)定則原理.
3.1 盤類多孔軸向零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
盤類多孔軸向零件結(jié)構(gòu)示意圖如下,它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):中間有一個(gè)中心孔,在中心孔的同周圍布置一些要的孔,這些孔相對(duì)于中心孔都有同軸度的要求,兩端面相對(duì)于孔有垂直度要求,這就給我們?cè)O(shè)計(jì)夾具提供了條件,我們可以用中孔與端面作為定位基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與加工定位基準(zhǔn)重合,符合基準(zhǔn)重合原則.
3.2 盤類軸向多孔成組鉆模設(shè)計(jì)
針對(duì)盤類多孔軸向零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一套成組鉆模工裝,主要包括以下幾個(gè)零件。
1，夾具體 2，鎖扣 3，鉆模板（可換） 4，翻板
5，定位心軸（可換） 6，插銷 7，開口墊圈 8手柄
盤類多孔軸向零件鉆削加工工裝示意圖:
夾具體為工裝夾具的基準(zhǔn),要求各面的垂直度小于0.02 mm, 以保證各面翻轉(zhuǎn)加工時(shí)定位精度不受影響;鉆模板零件為夾具的核心,通過緊固螺釘聯(lián)接在翻板上, 鉆模板中孔能過與心軸配合,實(shí)現(xiàn)對(duì)軸向多孔零件的軸向定位,并通過插銷釘保證位置精度。
盤類多孔軸向零件通過鎖扣,配合定位心軸及翻盤與夾具體零件連成一體,螺釘緊固。鉆削加工時(shí)采用壓板夾持夾具體,鉆削零件,加工一個(gè)零件結(jié)束后;隨后松銷扣及插銷,通過手柄使得翻板零件旋轉(zhuǎn)180°,撤換零件,加工另一個(gè)零件?！ ?
使用該工裝,將盤類多孔軸向零件的鉆孔加工工序簡(jiǎn)化到了兩個(gè)工步即可完成,實(shí)現(xiàn)了兩種零件的互換加工,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率近4倍。而且由于定位方式簡(jiǎn)單可靠,精度較高,因此,很好地保證了零件的加工質(zhì)量,在該產(chǎn)品的生產(chǎn)中起到了關(guān)鍵的作用。
3.3 定位元件的選擇與設(shè)計(jì)
3.3.1 定位元件的選擇
工件在夾具中位置的確定，主要是通過各種類型的定位元件實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異，但從它們的基本結(jié)構(gòu)來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面及各種成形面所組成。工件在夾具中定位時(shí)，可根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序加工精度要求，選擇其上的平面、圓柱面，圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準(zhǔn)。為此，在夾具設(shè)計(jì)中可根據(jù)需要選用各類型的定位元件。
在夾具設(shè)計(jì)中常用于平面定位的定位元件有定位板與定位柱，我此次工序設(shè)計(jì)所用定位元件為定位柱與定位板
3.3.2 定位誤差的分析
夾具的作用首先是要保證工序加工精度，在設(shè)計(jì)夾具選擇和確定工件的定位方案時(shí)，根據(jù)工件定位原理選用相應(yīng)的定位元件外，還必須對(duì)選定的工件定位方案能否滿足工序加工精度要求作出判斷。為此，就需對(duì)可能產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行分析和計(jì)算。
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。對(duì)某一定位方案，經(jīng)分析計(jì)算其可能產(chǎn)生的定位誤差，只要小于工件有關(guān)尺寸或位置公差的~，一般即認(rèn)為此定位方案能滿足該工序的加工精度要求。
工件在夾具中的位置是由定位元件確定的，當(dāng)工件上的定位表面一旦與夾具上的定位元件相接觸或相配合，作為一個(gè)整體的工件的位置也就確定了。但對(duì)于一批工件來說，由于在各個(gè)工件的有關(guān)表面之間，彼此在尺寸及位置上均有著在公差范圍內(nèi)的差異，夾具定位元件本身和各定位元件之間也具有一定的尺寸和位置公差。這樣一來，工件雖已定位，但每個(gè)被定位工件的某些具體表面都會(huì)有自己的位置變動(dòng)量，從而造成在工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。
由此可知，定位誤差是指工件在用調(diào)整法加工時(shí)，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。即定位誤差主要是由基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差兩項(xiàng)組成。
根據(jù)定位誤差的上述定義，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對(duì)任何一個(gè)定位方案，可通過一批工件定位時(shí)的兩個(gè)極端位置，直接計(jì)算出工序基準(zhǔn)的最大變動(dòng)范圍，即為該定位方案的定位誤差。
在機(jī)械加工中，有很多工件是以多個(gè)表面作為定位基準(zhǔn)，在夾具中實(shí)現(xiàn)表面組合定位的。
采用表面組合定位時(shí)，由于各個(gè)定位基準(zhǔn)面之間存在著位置偏差，故在定位誤差的分析和計(jì)算時(shí)也必須加以考慮。為了便于分析和計(jì)算，通常把限制不定度最多的主要定位表面成為第一定位基準(zhǔn)，然后再依次劃分為第二、第三定位基準(zhǔn)。一般來說，采用多個(gè)表面組合定位的工件，其第一定位基準(zhǔn)的位置誤差最小，第二定位基準(zhǔn)次之，而第三定位基準(zhǔn)的位置誤差最大。
3.3.3 定位誤差的計(jì)算
定位元件尺寸及公差的確定。根據(jù)定位方案，設(shè)計(jì)定位元件的結(jié)構(gòu)如附圖（夾具裝配圖）所示。該設(shè)計(jì)中的定位銷為主要的定位元件，其公差根據(jù)文獻(xiàn)【5】表2.9-6得0.02mm，所以影響位置度的定位誤差為：，即小于相位位置度公差的，所以定位方案能夠滿足加工要求。
3.4 零件在夾具中的夾緊
工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。僅僅定位好，在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件實(shí)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和振動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。
3.5 夾緊裝置的組成
一般夾緊裝置由下面兩個(gè)基本部分組成。
1) 動(dòng)力源
即產(chǎn)生原始作用力的部分。如果用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱為手動(dòng)夾緊；如果用氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)合、電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。
2) 夾緊機(jī)構(gòu)
即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。它包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或動(dòng)力裝置的力傳遞給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件接觸，最終完成夾緊任務(wù)。
根據(jù)動(dòng)力源的不同和工件夾緊的實(shí)際需要，一般中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞夾緊力的過程中，可以起到以下作用：
a 改變作用力的方向；
b 改變作用力的大小；
c 具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠，在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。
3.6 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
孔的加工需鉆切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-47可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)如圖3.14所示。
圖3.14 快換鉆套
鉆孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.9所示。
表3.9
d
H
D
公稱尺寸
允差
7
20
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
7
7
16
50°
根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-58可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖3.15所示。
圖3.15 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.10所示。
表3.10
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
12
+0.034
+0.016
20
18
+0.023
+0.012
0.5
2
夾具體先用焊接件,采用45鋼,焊接后進(jìn)行時(shí)效處理,硬度達(dá)到HRC40-45.下圖為夾具體結(jié)構(gòu)圖
鉆模板采用中碳鋼正常用45鋼,熱處理硬度為HRC35-40,它為該夾具中的可換配件,當(dāng)改變加工工件時(shí),只要更換鉆模板便可.
2) 夾緊力的作用點(diǎn)
夾緊力的作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問題是在夾緊力方向已定的情況下才提出來的。選擇夾緊力作用點(diǎn)位置和數(shù)目時(shí)，應(yīng)考慮工件定位可靠，防止夾緊變形，確保工序的加工精度。
a 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。
當(dāng)夾緊力雖然朝向主要定位基面，但作用點(diǎn)卻在支承范圍以外時(shí)，夾緊力與支反力構(gòu)成力矩，夾緊時(shí)工件將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使定位基面與支承元件脫離，以至破壞原有定位。應(yīng)使夾緊力作用在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。
b 夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。
對(duì)于箱體、殼體、桿叉類工件，要特別注意選擇力的作用點(diǎn)問題。
在使用夾具時(shí)，為盡量減少工件的夾緊變形，可采用增大工件受力面積的措施。采用具有較大弧面的夾爪來防止薄壁套筒變形；可在壓板下增加墊圈，使夾緊力均勻地作用在薄壁
夾緊力的大小必須適當(dāng)。當(dāng)夾緊力過小，工件可能在加工過程中移動(dòng)而破壞定位，不僅影響質(zhì)量，還能造成事故；夾緊力過大，不但會(huì)使工件和夾具產(chǎn)生變形，對(duì)加工質(zhì)量不利，而且造成人力、物力的浪費(fèi)。
計(jì)算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡(jiǎn)化計(jì)算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，高速運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等）后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需的夾緊力，即
(2-6)
式中 ——實(shí)際所需要的夾緊力 (N)；
——按力平衡條件計(jì)算之夾緊力 (N)；
——安全系數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般?。?.5～3。
用于粗加工時(shí)，?。?.5～3；用于精加工時(shí)，?。?.5～2。
夾緊工件所需夾緊力的大小，除與切削力的大小有關(guān)外，還與切削力對(duì)定位支撐的作用方向有關(guān)。
3.7 夾緊力的計(jì)算及夾緊元件的強(qiáng)度校核
夾緊裝置如夾具裝配圖，根據(jù)零件的形狀，以及夾緊機(jī)構(gòu)在夾具中安裝，可確定夾緊力的位置。
切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具： 直徑麻花鉆，由文獻(xiàn)【5】表3-24得：
其中：
所以：
水平分力：
垂直分力：
在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)
其中：—基本安全系數(shù)，1.5；
—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1；
—刀具鈍化系數(shù)，1.1；
—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1；
F’=K
為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為
所以：
其中和為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，取。則
夾具設(shè)計(jì)合格可靠。
3.8 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)
從前面提到的夾緊裝置組成中可以看出，不論采用何種力源（手動(dòng)或機(jī)動(dòng)）形式，一切外加的作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力均需通過夾緊機(jī)構(gòu)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)很重要的組成部分。
夾緊機(jī)構(gòu)可分為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、偏心夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 、偏心夾緊機(jī)構(gòu)及定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等都是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的變型。
斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主要是利用其斜楔面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的，亦即一般所謂的楔緊作用。斜楔的斜度一般為1:10，其斜度的大小主要是根據(jù)滿足斜楔的自鎖條件來確定。
一般對(duì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)，都要求具有自鎖性能。所謂自鎖，也就是當(dāng)外加的作用力Q一旦消失或撤除后，夾緊機(jī)構(gòu)在純摩擦力的作用下，仍應(yīng)保持其處于夾緊狀態(tài)而不松開。
3.9 夾具在機(jī)床上的定位
1) 夾具在機(jī)床上定位的目的
為了保證工件的尺寸精度和位置精度，工藝系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)之間必須具有正確的幾何關(guān)系[13]。一批工件通過其定位基準(zhǔn)面和夾具定位表面的接觸或配合，占有一致的、確定的位置，這是滿足上述要求的一個(gè)方面。夾具的定位表面相對(duì)于機(jī)床工作臺(tái)和導(dǎo)軌或主軸軸線具有正確的位置關(guān)系，是滿足上述要求另一個(gè)極為重要的方面。只有滿足這兩方面的要求，才能使夾具定位表面以及工件加工表面相對(duì)刀具及切削成型運(yùn)動(dòng)處于理想位置。
夾具在機(jī)床上的定位，其本質(zhì)是夾具定位元件對(duì)刀具切削成型運(yùn)動(dòng)的定位。為此，就要解決好夾具與機(jī)床連接與配合問題以及正確規(guī)定定位元件定位面對(duì)夾具安裝面的位置要求。
2) 夾具在機(jī)床上的定位方式
夾具通過連接元件實(shí)現(xiàn)其在機(jī)床上的定位，根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)與加工特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的連接定位通常有兩種方式：夾具連接定位在機(jī)床的工作臺(tái)面上（如銑、刨、鏜、鉆床及平面磨床等）及夾具連接定位在機(jī)床的主軸上（如車床，內(nèi)、外圓磨床等）。
夾具在工作臺(tái)面上的連接定位
夾具在工作臺(tái)面上是用夾具安裝面及定向鍵定位的。為了保證夾具安裝面與工作臺(tái)面有良好的接觸，夾具安裝面的結(jié)構(gòu)形式及加工精度都應(yīng)有一定的要求。 除夾具安裝面之外，一般還通過兩個(gè)定向鍵或定位銷與工作臺(tái)上的T型槽相配合，以限制夾具在定位時(shí)所應(yīng)限制的不定度，并承受部分切削力矩，增強(qiáng)夾具在工作過程中的穩(wěn)定性。
圖2-14（a）是定向鍵的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，圖2-14（b）為定向鍵相配合零件的尺寸。
在小型夾具中，為了制造簡(jiǎn)便，可用圓柱定位銷代替定向鍵。圖2-15為圓柱銷直接裝配在夾具體的圓孔中（過盈配合）。圖2-15(b)、(c)為階梯形圓柱銷及其連接形式。其螺紋孔是供取出定位銷用的。
為了提高定向精度，定向鍵與T型槽應(yīng)有良好的配合（一般采用,） ,必要時(shí)定向鍵寬度可按機(jī)床工作臺(tái)T型槽配作。兩定向鍵之間的距離在夾具底座的允許范圍內(nèi)盡可能遠(yuǎn)些。另外在夾具安裝時(shí)應(yīng)對(duì)T型槽精度進(jìn)行檢測(cè)，選擇精度高的使用（一般工作臺(tái)中間處T型槽精度較高），或使定向鍵靠向T型槽的一側(cè)，以減少間隙造成的誤差。定向鍵的材料常用45鋼，淬火HRC40～45。
圖3-16(a)所示為圓柱定向鍵的結(jié)構(gòu)。上部圓柱體與夾具體的圓孔相配合，下部圓柱體切出與T型槽寬度b相等的兩平面。這可改善圖 結(jié)構(gòu)中圓柱部分與T型槽配合時(shí)易磨損的特點(diǎn)。
所示為圓柱定向鍵與夾具體的固定方式。當(dāng)用扳手1旋緊螺釘2時(shí)，借助摩擦力，月牙塊3發(fā)生偏轉(zhuǎn)外移，使定向鍵4卡緊在夾具體5的圓孔中。放松螺釘2，便可取出定向鍵。
通常在這類夾具的縱向兩端底邊上，設(shè)計(jì)出帶U型槽的耳座，供緊固夾具體的螺栓穿過。圖3-17為其具體結(jié)構(gòu)形式。
3) 夾具在機(jī)床上的定位誤差
夾具安裝在機(jī)床上時(shí)，由于夾具定位元件對(duì)夾具體安裝幾面存在位置誤差，夾具安裝面本身有制造誤差，家具安裝面與機(jī)床裝卡面有連接誤差，這就使夾具定位元件相對(duì)機(jī)床裝卡面 存在位置誤差。為提高工件在夾具中加工時(shí)的加工精度，必須研究各類夾具定位誤差的計(jì)算方法及減少這些誤差的措施。
為減小夾具在機(jī)床上的定位誤差，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，定位元件定位面對(duì)夾具在機(jī)床上的安裝面的位置要求，應(yīng)在夾具裝配圖上標(biāo)出，作為夾具驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)之一。
設(shè)計(jì)總結(jié)
為期四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，在各位老師的熱心指導(dǎo)下和同學(xué)們的幫助下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于圓滿結(jié)束，同時(shí)通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)到了很多知識(shí)。
我設(shè)計(jì)的題目是渦輪減速箱體加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設(shè)計(jì)。在開始設(shè)計(jì)前，我做了大量的資料搜查，找到一些有箱體加工的資料，并對(duì)其分析、消化和吸收。但將所學(xué)的知識(shí)和實(shí)踐緊密聯(lián)系起來，對(duì)我來說是很棘手的，但在老師和同學(xué)的幫助下，一個(gè)個(gè)困難迎刃而解。設(shè)計(jì)中的種種困難使我感到將知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐是我的一種欠缺。也使我學(xué)會(huì)了如何快速收集、查找、應(yīng)用工具書和電子工具書及網(wǎng)上資料。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)；是對(duì)自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的考驗(yàn)；同時(shí)也是鍛煉自己理論與實(shí)踐相結(jié)合能力的過程。這充分體現(xiàn)了我們運(yùn)用知識(shí)和解決問題的能力。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)的知識(shí)有所鞏固，理論應(yīng)用到實(shí)踐的能力有所提高，同時(shí)也鍛煉了我獨(dú)立思考問題和解決問題的能力。但通過這次的設(shè)計(jì)也使我發(fā)現(xiàn)所學(xué)知識(shí)的貧乏，這對(duì)我在以后的工作和學(xué)習(xí)中不斷的提高和完善自己提供了很大的動(dòng)力。
總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺，它不僅大大鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)，還培養(yǎng)了理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，還培養(yǎng)一種吃苦耐勞的精神，實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)習(xí)態(tài)度，這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作將是一筆寶貴的財(cái)富。
由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！
參 考 文 獻(xiàn)
【1】 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，孟少農(nóng)主編.機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社
【2】 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》組編．金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979
【3】 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 東北重型機(jī)械學(xué)院、 洛陽工學(xué)院、第一汽車制造廠職工大學(xué)編. 上海科學(xué)技術(shù)出版社
【4】 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，趙家齊主編，機(jī)械工業(yè)出版社
【5】 《金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè)》（下冊(cè) 專用夾具）南京市機(jī)械研究所主編. 機(jī)械工業(yè)出版社
【6】 《機(jī)械制造工藝學(xué)》，王啟平主編.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
【7】 《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第二版），浦林祥主編.機(jī)械工業(yè)出版社
【8】 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》，東北工學(xué)院機(jī)械教研室編，冶金工業(yè)出版社
【9】 《機(jī)械制造工程學(xué)》，黃克孚、王光逵主編. 機(jī)械工業(yè)出版社
【10】 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 濮良貴主編 。 高等教育出版社
【11】 《機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，孫玉芹等主編，北京，科學(xué)出版社，2003
【12】 《機(jī)械制圖》，石光源等主編，高等教育出版社
夾具設(shè)計(jì)的綜述
1 前言
機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是全面綜合運(yùn)用有關(guān)專業(yè)課程的理論和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐。機(jī)床夾具是在機(jī)床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床和刀具有一個(gè)正確的位置，并且在加工過程中保持這個(gè)位置不變。夾具不僅能保證工件的加工精度、提高加工效率，還能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低產(chǎn)品的制造成本、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。制造技術(shù)已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟(jì)上獲得成功的關(guān)鍵因素。
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)工生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。而機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義。
2 機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展
2．1 發(fā)展歷史
從1949年以來，我國機(jī)械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一，其機(jī)械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應(yīng)用也比較少，使其加工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工出來的產(chǎn)品也不理想。
2．2發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)在，各工業(yè)化國家都把制造技術(shù)視為當(dāng)代科技發(fā)展為活躍的領(lǐng)域和國際間科技競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，制定了一系列振興計(jì)劃、建立世界級(jí)制造技術(shù)中心，紛紛把先進(jìn)制造技術(shù)列為國家關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。
機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。機(jī)械加工工藝以各個(gè)工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。還應(yīng)保證操作者良好的勞動(dòng)條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時(shí)定額也憑經(jīng)驗(yàn)來確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算。
機(jī)床夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，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(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
2．3發(fā)展趨勢(shì)
長(zhǎng)期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。如果由幾位工藝員各自編制同一個(gè)零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。這是因?yàn)楣に囋O(shè)計(jì)涉及的因素多，因果關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。CAPP將是機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)，它不僅提高了工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣重復(fù)的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題。
2．3．1夾具的發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個(gè)方面。
（1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的目的就在于提高生產(chǎn)效率，這樣也就必使其具有標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，而機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
（2）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。
（3）精密化 機(jī)床夾具的精度會(huì)直接影響到零件的加工精度，而隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。這些精密化的夾具為以后零件加工的精度提供了保證。
（4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。
2．3．1機(jī)械加工制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
（1）特種加工 它是指一些物理的、化學(xué)的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對(duì)象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達(dá)分子級(jí)加工單位或原子級(jí)加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結(jié)合的復(fù)合加工有較大的發(fā)展前途。
（2）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個(gè)三維實(shí)體分解為若干二維實(shí)體制造出來，再經(jīng)堆積而構(gòu)成三維實(shí)體。
（3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術(shù)、微細(xì)加工和超微細(xì)加工技術(shù)、微型機(jī)械和納米技術(shù)等方面。當(dāng)前，以納米技術(shù)為代表的超精密加工技術(shù)和以微細(xì)加工為手段的微型機(jī)械技術(shù)有重要意義，它們代表了這一時(shí)期精密工程的方向。
（4）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術(shù)潛力很大，如高速切削、超高速切削、強(qiáng)力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對(duì)加工理論的發(fā)展、加工質(zhì)量和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設(shè)備的改造和挖潛，如普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床等，對(duì)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。
3 簡(jiǎn)單的評(píng)述
綜上，機(jī)械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學(xué)。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個(gè)基本要素?，F(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，但同時(shí)對(duì)工人的知識(shí)水平要求較高。這需要我們?nèi)轿坏恼J(rèn)知現(xiàn)代科技知識(shí)。因此，在以后的學(xué)習(xí)中需要我們?nèi)轿坏膶W(xué)習(xí)其各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，不能只注重一點(diǎn)，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求。
英文翻譯：
Overview of the fixture design
1 Introduction
????Machining process and fixture design is a comprehensive process and fixture design is an important practical use of theoretical and practical knowledge of the relevant professional courses. Machine tool fixture is a device for clamping the workpiece on the machine, its role is so that the workpiece to have a correct position relative to the machine and tool, and to maintain this position unchanged in theprocess. The fixture can not only guarantee the accuracy of the workpiece processing, improve processing efficiency, but also reduce the labor intensity of workers, reducing the manufacturing costs of products, expanding the use of the machine. Manufacturing technology production, international economic competition, an important means of product innovation, all countries seeking to acquire, develop and exploit it. It is being seen as a key factor in the success of the modern state economy.
Mechanical process planning is the process of the specified products or components machining process and methods of operation and other documents, all relevant work production personnel should be strictly enforced, conscientiously implement the disciplinary file. The size of the production scale, technology level of a variety of process issues, methods and means to go through the machining process specification to reflect. Machine tool fixture is a device used for clamping the workpiece on the machine, and its role is to enable the workpiece relative to the correct location of the machine or tool, and in the process to maintain this position. Their research on the machinery industry has very important significance.
The development of the two machining process and fixture design
2.1 history of the development
????Since 1949, China's machinery industry has been greatly developed and has become a relatively complete industrial products, with one of the considerable size and some technology-based sectors, machining and fixture also has a great development, but industrial developed countries, the level of our stage gap, mainly in the quality and level of mechanical products is not high enough, the machining process is unreasonable, fixture applications is relatively small, its processing workers in labor-intensive, processing out of the product is not satisfactory.
2.2 Development of
????Now, industrialized countries have manufacturing technology as the development of modern science and technology to the main battlefield of the active area and in the international technology competition to develop a series of revitalization plan, the establishment of the center of world-class manufacturing technology, have advanced manufacturing technology as a key national technologies and priority areas of development.
????Machining process and fixture with the development of manufacturing technology is also advancing rapidly. Machining process to the specific circumstances of each plant, the processing procedures are very different. Breakthrough in previous years, the death mode. It as the situation different with a more reasonable process. Also greatly improve the quality of the product. Development of processing technology, although according to reasonable development, but also to meet their basic requirements: the premise of ensuring product quality, maximize productivity and reduce processing costs. Domestic and foreign advanced technology and experience and, as far as possible on the basis of full use of the existing production conditions of the factory. It should also ensure good working conditions for the operator. Present stage still mainly rely on the experience of the craft workers to the preparation process, most do not require working steps and cutting, fixed working hours rule of thumb to determine, very rough, the lack of scientific basis, it is difficult to make reasonable economic accounting.
The machine tool fixtures first appeared in the late 18th century. With the continuous progress of science and technology, the fixture has evolved from a tool developed into a complete range of process equipment.
Association for the Study of international production statistics show that now, about 85 percent of the workpiece varieties of small batch production of many varieties accounted for the total number of workpiece types. The modern production requires a variety of products manufactured by the enterprise often replace old ones, in order to meet market demand and competition. However, most enterprises are still accustomed to a large number of traditional special fixture, usually in the factory with medium production capacity, about thousands or even ten thousand sets of special fixtures; the other hand, multi-product production enterprise, every 3 to 4 years is necessary to update 50 to about 80% of special fixtures, fixture wear only about 10 to 20 percent. In recent years, CNC machine tools, machining centers, group technology, flexible manufacturing system (FMS) application of new processing technologies, the machine tool fixture the following new requirements:
1) can quickly and easily equip the commissioning of new products, to shorten the cycle of production preparation, reduce production costs;
2) clamping a workpiece with similar characteristics;
3) high-precision jigs and fixtures for precision machining;
4) can be applied to new jigs and fixtures for a variety of modern manufacturing technology;
5) efficient clamping device, hydraulic station power source in order to further reduce labor intensity and improve labor productivity;
6) Increase the degree of standardization of the machine tool fixture.
2.3 Development Trend of
Over the years, the machining process planning is carried out empirically by the craft workers. By several craft their own preparation process specification of the same parts, its programs are generally of the same, and probably not the best option. This is because the process design involves many factors, the complexity of the causal relationship. CAPP will be the development trend of the machining process, it not only improves the quality of the process design and process to extricate itself from a tedious repetitive work, concentrated effort to consider raising the level of technology and product quality issues.
2.3.1 fixture development trends
Development trends of the modern machine tool fixture mainly four aspects of standardization, efficiency, precision and flexibility.
(1) The purpose of the standardization of machine tool fixture is to improve production efficiency, so that he will make with the standardization and universal standardization and generalization of the machine tool fixture two aspects are interrelated. National standards of China has a fixture parts and components: GB/T2148 ~ T2259-91, and a variety of universal fixture, modular fixture standards. Standardization of jigs and fixtures, commercial production of the fixture, to shorten the production preparation period, reducing the total cost of production.
(2) efficient efficient fixture mainly used to reduce the the workpiece basic time and auxiliary time, to improve labor productivity, reduce labor intensity. Efficient common folder with automated fixtures, high-speed jig and fixture clamping force device. For example, the electric vise clamping the workpiece in a milling machine, the efficiency can be increased about five times; on a lathe using high-speed three-jaw self-centering chuck, to ensure that the jaws are still firmly under the conditions of the test speed is 9000r/min to clamp the workpiece, so that the cutting speed is greatly improved. In addition to efficient, automated fixture in the production lines, automatic line configuration on the CNC machine tools, especially in the machining center fixture of a variety of automatic workpiece clamping and automatic replacement of the fixture device, give full play to the CNC machine tools efficiency.
(3) the accuracy of precision machine tool fixture will directly affect the machining accuracy, with the increasing accuracy of mechanical products, is bound to a corresponding increase in the precision of the fixture. Precision fixture structure type, for example, the precision of multi-gear, its indexing accuracy up to ± 0.1; for precision turning, precision jaw self-centering chuck, centering accuracy of 5μm These precision fixture to provide a guarantee for the accuracy of the later parts processing.
(4) the flexibility of the flexible machine tool fixture and the flexibility of the machine, it refers to the ability to machine fixture by way of adjustment, combined to suit the process variables. Variables of the process are: process characteristics, production volume, the workpiece shape and size. The new fixture types with flexible features: modular fixture, universal adjustable clamp, group fixtures, modular fixtures, CNC jig. In order to meet the needs of the many varieties of modern mechanical industry, small and medium volume production, expand the degree of flexibility of the fixture to change the special fixtures
2.3.1 machining manufacturing technology trends
(1) special processing it refers to some physical, chemical processing methods, such as electrical discharge machining, electrochemical machining, ultrasonic machining, laser processing, ion beam processing. The main object of the special processing method is the processing of difficult materials, such as diamond, ceramics and other superhard materials processing, and its precision up to molecular level processing units, or atomic-scale processing units, so it is often the precision machining and ultra precision machining an important tool. Special processing and processing a combination of composite processing have a greater future development.
(2) rapid prototyping using discrete accumulation of forming the concept of a three-dimensional entities can be decomposed into a number of two-dimensional entity created by the accumulation of a three-dimensional entities.
(3) precision engineering, including precision machining of ultra-precision processing technology, micro-machining and ultra-fine processing technology, micro-mechanical and nano-technology. At present, ultra-precision processing technology as the representative of nanotechnology and micro-mechanical technology as a means of micromachining is important, they represent the direction of the precision engineering of this period.
(4) the transformation and modernization of the traditional processing technology in this field potential, such as high-speed cutting, ultra-high-speed cutting, strong grinding, abrasive superhard materials processing theory of development, processing, quality and efficiency The increased significance. On the other hand, the transformation of the old equipment and tapping the potential, such as general machine tools transformed into CNC machine tools, the development and improvement of the machinery industry can not be ignored.
3 comments
In summary, the machining process and jig With the development of science and technology, computer technology, CNC technology, control dealt with systems engineering and manufacturing technology combined with manufacturing systems, the formation of the modern manufacturing engineering. Material flow, energy flow, information flow is the three basic elements that make up the manufacturing system. Modern processing for the processing of integrated systems, which reduce the labor intensity, but at the same time require a higher level of knowledge of the workers. This need our full range of cognitive modern scientific and technological knowledge. Therefore, in the future learning needs our full range of learning its various related fields of knowledge, can not focus only on the proposed new requirements for future human resources strategy.
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